(57)【要約】【課題】車両用空調装置においてロータリドアによって同時に開閉されるセンターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口との間の空気洩れを遮断する。【解決手段】センターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２との間にある仕切り部１４と、ロータリドア２の円弧面部２１ａ，ｂとの間にシール手段を特設する。このシール手段としては、断面形が階段状に屈曲する隙間、Ｕ形に屈曲する隙間、或いはラビリンスシールのような迷路状の隙間を形成するとか、弾性体からなるリップシールを使用することができる。シール手段を設ける位置が閉じた円形ではなく円弧状の面の間であるから、複雑に入り組む形状のシール手段でも組み付け上の問題はない。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口が同一のロータリドアによって同時に開閉されるように構成された車両用空調装置において、前記センターＦＡＣＥ開口と前記サイドＦＡＣＥ開口との間に設けられた円弧面を有する仕切り部と、それに対向しているロータリドアの円弧面との間のシール性を高めるために、それらの円弧面の間に前記ロータリドアの回転を妨げることがなく、且つ、前記センターＦＡＣＥ開口と前記サイドＦＡＣＥ開口との間の空気の流通を遮断することができるシール手段を付設したことを特徴とする車両用空調装置のシール機構。
【請求項２】
請求項１において、前記シール手段として、前記仕切り部の円弧面と、それに対向している前記ロータリドアの円弧面との間に、断面形が階段状に屈曲する隙間が形成されていることを特徴とする車両用空調装置のシール機構。
【請求項３】
請求項１において、前記シール手段として、前記仕切り部の円弧面と、それに対向している前記ロータリドアの円弧面との間に、断面形がＵ形に屈曲する隙間が形成されていることを特徴とする車両用空調装置のシール機構。
【請求項４】
請求項１において、前記シール手段として、前記仕切り部の円弧面と、それに対向している前記ロータリドアの円弧面との間に、断面形が迷路形に屈曲する隙間が形成されていることを特徴とする車両用空調装置のシール機構。
【請求項５】
請求項１において、前記シール手段として、前記仕切り部の円弧面と、それに対向している前記ロータリドアの円弧面との間に、少なくとも一条の弾性体からなるリップシールが設けられていることを特徴とする車両用空調装置のシール機構。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記ロータリドアによって前記センターＦＡＣＥ開口と前記サイドＦＡＣＥ開口が閉じられると共にＤＥＦ開口が開かれた時に、前記ＤＥＦ開口から流出すべき空気の一部を分流させて前記サイドＦＡＣＥ開口から流出させるために、前記ケースの一部にバイパス通路が設けられていることを特徴とする車両用空調装置のシール機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置に係り、特に、１個のロータリドアによって複数個の空気流路を切り替えるように構成した場合に、隣接した流路間に生じる空気の洩れを防止するために特設されるシール手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置において、空気の流路を切り替えるために複数個のロータリドア（ロータリダンパー）を設ける従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このように複数個のロータリドアを使用すれば、ＦＡＣＥ開口、ＤＥＦ開口、ＦＯＯＴ開口等へ個別に配風するように、空気の流路を切り替えることは可能である。しかしながら、通常は、センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口が同一のロータリドアによって同時に開閉するように構成されているから、例えば、ＤＥＦモード時において、サイドウインドウの曇り止めをも併せて行うことを意図してサイドＦＡＣＥ開口にも配風すると共に、運転者等の顔の火照りを避けるためにセンターＦＡＣＥ開口には配風しないという特別のモードを設定しようとしても、サイドＦＡＣＥ開口を開くと共にセンターＦＡＣＥ開口を閉じるという操作ができないために、そのような特別のモードを設定することができないという問題があった。
【特許文献１】
特開平９−２２６３４８号公報（第１−７頁、図１−５）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この問題については、ロータリドアの位置とは関係なく、サイドＦＡＣＥ開口へ空気を供給する専用のバイパス通路を設けることによって、センターＦＡＣＥ開口を閉じている状態でもサイドＦＡＣＥ開口へ配風することがが可能になるので問題を解決することができる。しかしながら、このような解決手段をとる場合には、バイパス通路からサイドＦＡＣＥ開口へ導入された空気の一部が、サイドＦＡＣＥ開口とセンターＦＡＣＥ開口との間の仕切り部に形成されている円弧面と、ロータリドアの円弧面との間の隙間を通ってロータリドアの下流側のセンターＦＡＣＥ開口へ回り込むので、センターＦＡＣＥ吹き出し口から空気が流出して乗員の顔等に当たるという新たな問題が生じる。
【０００４】
本発明は、従来技術における前述のような問題と、それを解決する場合に生じる新たな問題に鑑み、センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口が同一のロータリドアによって同時に開閉されるように構成された車両用空調装置において、センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口との間に設けられた仕切り部の円弧面と、それに対向しているロータリドアの円弧面との間のシール性を効果的に高め得る手段を提供して、前述の問題を同時に解消することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載された車両用空調装置のシール機構を提供する。
【０００６】
本発明は、センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口が同一のロータリドアによって同時に開閉されるように構成された車両用空調装置において、センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口との間に設けられた円弧状の仕切り部の円弧面と、それに対向しているロータリドアの円弧面との間のシール性を高めるために、それらの間にロータリドアの回転を妨げることがなく、且つ、センターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口との間の空気の流通を遮断することができるシール手段を付設した点に特徴がある。
【０００７】
このような位置に特別のシール手段を設けるという発想は従来技術にはなく、そのために、従来の構造ではセンターＦＡＣＥ開口とサイドＦＡＣＥ開口との間のシール性が不完全であって、例えば、ＤＥＦモード時においてＤＥＦ開口からサイドＦＡＣＥ開口へ空気をバイパスする流路を設けてサイドウインドウの曇り止めを行うと、サイドＦＡＣＥ開口を流れる空気の一部がセンターＦＡＣＥ開口へ漏れ出るという恐れがあったが、本発明のシール手段を設けることによってその恐れがなくなる。
【０００８】
本発明によって特設されるシール手段としては、仕切り部の円弧面と、それに対向しているロータリドアの円弧面との間に、断面形が階段状に屈曲している隙間とか、断面形がＵ形に屈曲している隙間とか、或いは断面形が迷路形に屈曲しているラビリンスシールのような隙間を形成することができる。それによって、ロータリドアはケースの仕切り部に接触しないので自由に回転することができるにもかかわらず、仕切り部の隙間を通って空気が洩れる恐れがなくなる。相対的に回転する閉じた円形の二つの部分の間に、このような形状のシール手段を設けると組み付けが困難になるが、本発明においてシール手段を設ける位置は円弧面の間であるから、シール手段の存在によって組み付けが困難になる恐れもない。
【０００９】
この位置に設けることができる他のシール手段として、少なくとも一条の弾性体からなるリップシールを使用することもできる。リップシールは摺動接触部分を有するのでロータリドアの回転を僅かに妨げる可能性があるが、リップシールによる回転抵抗は殆ど問題にならない程度である。リップシールのシール性能は非常に高く、空気の洩れを完全に遮断することも可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図１から図５は本発明の第１実施例を示すもので、図１は第１実施例の車両用空調装置において、ケース１にロータリドア（この場合はＦＡＣＥ／ＤＥＦ切替えドア）２が組み付けられた状態の全体構成を示す斜視図、図２は同じ対象を別の角度から見た斜視図、図３は同じ対象の要部を明示するために、仕切り部１４やロータリドア２の一部を切断して示す斜視図、図４はロータリドア２を取り付ける前のケース１のみを示す斜視図、図５はロータリドア２のみを取り出して示す斜視図である。
【００１１】
図１及び図４から明らかなように、第１実施例の車両用空調装置のシール機構において、ポリプロピレン樹脂等の合成樹脂材料から成形されて、内部が空洞の空気流路になっている空調装置のケース１には、横方向に並んで上方に向かって開いているセンターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２が形成されており、それらの間には隔壁としての仕切り部１４が設けられている。更に、センターＦＡＣＥ開口１１及びサイドＦＡＣＥ開口１２の前方の位置には横方向に長い単一のＤＥＦ開口１３が、やはり上方に向かって開くように形成されている。
【００１２】
図示されていないが、センターＦＡＣＥ開口１１は、車両の乗員の上半身に向かって風を吹き出すセンターＦＡＣＥ吹き出し口に連通していると共に、サイドＦＡＣＥ開口１２は、車両のサイドウインドウの内側に沿って乗員の上半身に向かって風を吹き出すサイドＦＡＣＥ吹き出し口に連通している。また、ＤＥＦ開口１３は、フロントガラスの曇り止めのために、その内側へ風を吹き出すＤＥＦ吹き出し口へ連通している。なお、これらの開口の他にも、ケース１には図２に示すようなＦＯＯＴ開口１８と、それを開閉するロータリドア４等が設けられるが、本発明とは直接的な関係がないので詳細な説明を省略する。
【００１３】
図示を省略しているが、ケース１の内部空間には、冷房のために冷凍サイクルの冷媒が供給されるエバポレータと、暖房のために温水（通常は高温となった内燃機関の冷却水）が供給されるヒータコアが、相互に区画された別の空気流路内に配置されていると共に、車室内又は外部の空気を取り入れてエバポレータ及びヒータコアが設けられている空気流路へ供給する通風ファン、及びそれらの空気流路を切り替えるためのドア（ダンパー）等が設けられる。そして、エバポレータ又はヒータコアを通過することによって冷却或いは加熱された空気を、前述のセンターＦＡＣＥ開口１１及びサイドＦＡＣＥ開口１２、或いはＤＥＦ開口１３のいずれかの開口を選択的に通過させると共に、選択されたいずれかの開口に連通する吹き出し口から車室内へ空気を吹き出すためにロータリドア２が設けられている。
【００１４】
要部のみを図３に明示したように、ロータリドア２をケース１によって回転可能に支持するために、ロータリドア２の軸部２３がケース１の一部に設けられた軸受部１５によって軸承されている。ロータリドア２が軸部２３の回りに回転する際に、センターＦＡＣＥ開口１１及びサイドＦＡＣＥ開口１２と、ＤＥＦ開口１３とを相反的に（一方が開くと他方が閉じるように）開閉するために、ロータリドア２には円弧面からなる第１円弧面部２１ａと、それよりも小径の円弧面からなる第２円弧面部２１ｂが形成されている。第１円弧面部２１ａ及び第２円弧面部２１ｂは円板部２６を介して軸部２３と一体化されている。また、ＤＥＦ開口１３とサイドＦＡＣＥ開口１２との間の隔壁にはバイパス通路１９が設けられている。
【００１５】
従って、ロータリドア２が軸部２３の中心軸線の回りにいずれかの方向に回転すると、第１円弧面部２１ａが、センターＦＡＣＥ開口１１とＤＥＦ開口１３とのいずれかを開くと共に他方を閉じる。また、それと同時に、小径の第２円弧面部２１ｂがサイドＦＡＣＥ開口１２とＤＥＦ開口１３とのいずれかを開くと共に他方を閉じる。但し、センターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２の開閉は同時に起こる。このような作動において、第１円弧面部２１ａと第２円弧面部２１ｂがセンターＦＡＣＥ開口１１及びサイドＦＡＣＥ開口１２或いはＤＥＦ開口１３を閉じた時に、第１円弧面部２１ａ及び第２円弧面部２１ｂの円周方向の端縁部におけるシール性を高めるために、従来からドアシール材２２を設けることが行なわれている。
【００１６】
このように、第１実施例の場合はロータリドア２の第１円弧面部２１ａと第２円弧面部２１ｂの直径が異なっているので、それらの間には半径方向における段差部２５が形成されている。その段差部２５の円弧状の縁部に対応して、ケース１のセンターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２との間の仕切り部１４には、図３に示したように、断面形がＬ形の溝１７が円弧状に形成されている。それに加えて、段差部２５に近い第１円弧面部２１ａの表面には、仕切り部１４の側面に沿って円弧状のリブ２４が形成されている。
【００１７】
従って、ロータリドア２の第１円弧面部２１ａと、それに対応するケース１の仕切り部１４の円弧面との間には、断面形が階段状に入り組んだ微小な隙間３１が形成される。断面形が階段状に屈曲する隙間３１が形成されることによって、ロータリドア２が仕切り部１４によって拘束されないで自由に回動することができるにもかかわらず、その隙間３１を通って空気がセンターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２の一方から他方へ洩れ出ることが確実に阻止される。
【００１８】
それによって、例えば、ＤＥＦモード時においてセンターＦＡＣＥ開口１１を閉じると共にＤＥＦ開口１３を開いた時に、サイドウインドウの曇り止めのために、ＤＥＦ開口１３とサイドＦＡＣＥ開口１２との間の隔壁の一部に設けられたバイパス通路１９を通って、ＤＥＦ開口１３の空気の一部がサイドＦＡＣＥ開口１２へ流出して車室内の側面に沿って流れる状態でも、サイドＦＡＣＥ開口１２を通る空気の一部が、階段状に屈曲する隙間３１を通ってセンターＦＡＣＥ開口１１へ洩れ出て、運転者等の顔に当たるという恐れがなくなる。
【００１９】
第１実施例と対比するために、図６に、本発明による改良の対象となった車両用空調装置のロータリドアの比較例を示す。第１実施例と実質的に同じ構造部分には同じ参照符号を付している。比較例の要部を示す図６と、第１実施例の要部を示す図３とを比較すれば明らかなように、この比較例に使用されているロータリドア２ａには段差部がなく、センターＦＡＣＥ開口１１及びサイドＦＡＣＥ開口１２ａの双方に関連する部分として、共通の円弧面部２１が形成されていて、それが円板部２６ａによって軸部２３と一体化されている。
【００２０】
図６に示す比較例ではロータリドア２ａに段差部がないので、センターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２ａとの間を区切るためにケース１ａに設けられた仕切り部１４ａも、ロータリドア２ａの円弧面部２１の表面に対向する単なる円弧面１４ｂを備えているに過ぎない。仕切り部１４ａの円弧面１４ｂと、ロータリドア２ａの円弧面部２１との間の隙間は、ロータリドア２ａが自由に回転をする必要があるから、あまり小さくすることができないので、この隙間から空気が漏れ出る。それによって、矢印のように、サイドＦＡＣＥ開口１２ａからセンターＦＡＣＥ開口１１へ隙間を通って空気が流れて、ＤＥＦモード時に空気の一部が運転者等の顔に向かって噴出することになる。
【００２１】
これに対して、前述の本発明の第１実施例においては、センターＦＡＣＥ開口１１とサイドＦＡＣＥ開口１２との間の仕切り部１４に断面形がＬ形の溝１７とリブ２４を設けることにより、階段状に屈曲する隙間３１からなる特別のシール手段を形成したので、ロータリドア２の回転に全く支障なしに、空気がサイドＦＡＣＥ開口１２ａからセンターＦＡＣＥ開口１１の方へ漏れ出るのを確実に防止することができ、前述の比較例における問題を解消することができる。
【００２２】
従来例や比較例においては、仕切り部１４のような位置に特別のシール手段を設けるという着想がなく、また、そのようなシール手段を設ける必要性も認識されていなかった。本発明においては、この位置にシール手段を設けることの必要性を認識すると共に、この位置の特殊性、即ち、仕切り部１４及びロータリドア２がいずれも円弧状のものであって、閉じた円形ではないということ、断面形が階段状に屈曲する隙間３１のような形状であっても、組み付けや、分解修理等の際に何ら支障がないことに着目し、それを巧みに利用した点に特徴がある。
【００２３】
図７に本発明の車両用空調装置のシール機構の第２実施例を示す。図７は第２実施例の特徴が現れている要部のみを示すものであって、要部以外の構造は第１実施例と同様である。第２実施例においては、ロータリドア２ａの円弧面部２１が図６に示した比較例の場合と同様に、第１実施例における段差部２５のような部分を備えていないが、仕切り部１４ｃの円弧面に円弧状の溝１６が形成されていると共に、溝１６に対応してロータリドア２ａの円弧面部２１の一部に円弧状のリブ２８が突出するように形成されていて、溝１６とリブ２８との間に、断面形状がＵ形に屈曲すると共に微小な幅を有する隙間３２が形成されている点に特徴がある。
【００２４】
第２実施例においては、仕切り部１４ｃに特別のシール手段として断面形状がＵ形に屈曲する隙間３２が形成されているので、サイドＦＡＣＥ開口１２ａとセンターＦＡＣＥ開口１１との間のシール性が高くなり、これらの間の隙間からの空気の洩れがなくなる。従って、第２実施例も第１実施例と同様な作用効果を奏する。また、Ｕ形に屈曲する隙間３２からなるシール手段を設けると、通常は組み付けが不可能になるが、本発明の場合はケース１ｂの仕切り部１４ｃ及び円弧面部２１がいずれも円形の一部としての円弧状であるから、組み付けに何らの支障も生じないという利点がある。
【００２５】
第２実施例においては、断面形状がＵ形に屈曲する隙間３２を唯一つ設けているだけであるが、これを多段にして迷路状のものとすることも可能である。つまり、ラビリンスシールの一部に相当する円弧状のものを、本発明における特別のシール手段として採用することになる。それによって、シール手段のシール性がより高くなる。また、第２実施例の更に他の変形例として、仕切り部１４ｃの円弧面に円弧状の突条としてのリブを形成すると共に、円弧面部２１の表面にも円弧状の幅広の突条を設けて、それに円弧状の溝を形成してリブを受け入れることにより、シール手段となる断面形状がＵ形に屈曲した隙間を形成してもよい。
【００２６】
図８に本発明の車両用空調装置のシール機構の第３実施例の要部を示す。第３実施例の場合も、ロータリドア２ａの円弧面部２１は一様であって段差部を備えていない。ケース１ａの仕切り部１４ｃにも段差はないが、仕切り部１４ｃの円弧面と円弧面部２１の表面との隙間が広くなっていて、その隙間にゴムのような弾性体からなるリップシール２７が装着されている点に特徴がある。
【００２７】
第３実施例の場合は、断面形状が三角形で円弧状のリップシール２７が、円弧面部２１の表面の一部に焼き付け等の方法で貼り付けられており、リップシール２７の先端の稜線が仕切り部１４ｃの円弧面に軽く接触しているが、リップシールを仕切り部１４ｃの円弧面の側に貼り付けてもよいことは言うまでもない。また、サイドＦＡＣＥ開口１２ａからセンターＦＡＣＥ開口１１への空気の洩れを防止することだけが目的であれば、リップシール２７の先端を半径方向に延ばして、仕切り部１４ｃの円弧面の、特にサイドＦＡＣＥ開口１２ａ側の側面に軽く接触するように設けるのが効果的である。同じ理由から、仕切り部１４ｃのセンターＦＡＣＥ開口１１側の側面に接触する部分をも有する二条形リップシールを使用すれば、いずれの方向への空気の洩れも略完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の全体構成の一部を切断して示す斜視図である。
【図２】図１に示す部分を他の角度から見た斜視図である。
【図３】第１実施例の要部を示す斜視図である。
【図４】第１実施例におけるケースの一部のみを示す斜視図である。
【図５】第１実施例におけるロータリドアの一部のみを示す斜視図である。
【図６】比較例の要部を示す斜視図である。
【図７】第２実施例の要部を示す斜視図である。
【図８】第３実施例の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ…ケース
２，２ａ…ロータリドア（ＦＡＣＥ／ＤＥＦ切替えドア）
１１…センターＦＡＣＥ開口
１２，１２ａ…サイドＦＡＣＥ開口
１３…ＤＥＦ開口
１４，１４ａ，１４ｃ…仕切り部
１６…溝
１７…断面形がＬ形の溝
２１…円弧面部
２１ａ…第１円弧面部
２１ｂ…第２円弧面部
２４…円弧状のリブ
２５…段差部
２７…リップシール
２８…円弧状のリブ
１９…バイパス通路
３１…断面形が階段状に屈曲する隙間
３２…断面形がＵ形に屈曲する隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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