(57)【要約】【課題】製造コストが安く、配置スペースが少なく、作動音が発生しない空調装置のドア駆動機構を提供することである。【解決手段】送風ダクトにより回動可能に支持された回動軸３８と、送風路内に位置して空気の流れを規制する規制板３１とを含む空調ドア３０を、ドア回動機構で回動させる。ドア回動機構は、送風ダクトと回動軸の第１偏心部分６２との間に配設され、収縮時に空調ドアを一方向に回動させる第１形状記憶部材７０と、送風ダクトと回動軸の第２偏心部分６３との間に配設され、収縮時に空調ドアを他方向に回動させる第２形状記憶部材７５と、第１形状記憶部材又は前記第２形状記憶部材に電流を流して収縮させる通電手段８１，８８及び８９と、から成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の空調装置において、送風ダクトにより回動可能に支持された回動軸と、送風路内に位置して空気の流れを規制する規制板とを含む空調ドアを回動させるドア回動機構であって、
前記送風ダクトと前記回動軸の第１偏心部分との間に配設され、収縮時に前記空調ドアを一方向に回動させる第１形状記憶部材と、
前記送風ダクトと前記回動軸の第２偏心部分との間に配設され、収縮時に前記空調ドアを他方向に回動させる第２形状記憶部材と、
前記第１形状記憶部材又は前記第２形状記憶部材に電流を流して収縮させる通電手段と、
から成ることを特徴とする空調装置のドア回動機構。
【請求項２】
前記第１形状記憶部材は非通電時は弛緩している第１線材から成り、前記第２形状記憶部材は非通電時は弛緩している第２線材から成る請求項１に記載のドア回動機構。
【請求項３】
前記通電手段は、前記第１線材を流れる電流を継断する第１スイッチ、及び前記第２線材を流れる電源を継断する第２スイッチを含む請求項２に記載のドア回動機構。
【請求項４】
前記空調ドアは、前記送風ダクトの上流部に配置され取り入れる内気と外気との割合を調整する取入れドア、エバポレータとヒートコアとの間に配置されヒートコアを通過する空気とバイパスする空気との割合を調整するエアミックスドア、及び  又は前記送風ダクトの下流部に配置され吹き出す空気量を調整する吹出しドアである請求項１に記載のドア回動機構。
【請求項５】
前記空調ドアは、一方向に回動して第１回動位置を占めたとき前記送風路を塞ぎ、他方向に回動して第２回動位置を占めたとき該送風路を開放する請求項１に記載のドア回動機構。
【請求項６】
車両の空調装置において、送風ダクトにより回動可能に支持された回動軸と、送風路内に位置して空気の流れを規制する規制板とを含む空調ドアを回動させるドア回動機構であって、
前記送風ダクトと前記回動軸の偏心部分との間に配設された形状記憶部材と、
前記形状記憶部材に電流を流して収縮させ前記空調ドアを所定方向に回動させる通電手段と、
から成ることを特徴とする空調装置のドア回動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置において、各種空調ドアを回動させるの空調ドア回動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置は送風ダクトと、送風ダクト内に配置された送風機、蒸発器（エバポレータ）及びヒータコア等とを含む。送風路を区画する送風ダクトは上流側に空気取入口を備え、下流側に空気吹出口を備える。空気取入口から取り入れた空気を送風機により下流側に送り、エバポレータで冷却して冷風を生成し、ヒータコアで加熱して温風を生成する。冷風、温風又は両者を混合した空調空気が空気吹出口から吹き出される。
【０００３】
例えば、空気取入口には取入口ドアが配置されている。取入口ドアは回動軸と、送風路を横断する方向に延びた規制板とを持ち、送風ダクトに対して回動可能となっている。取入空気の調整時は、回動軸に外力を加えて取入口ドアを回動させる。すると、規制板が遮る流通路の大きさが変化し、空気量又は空気流れが調整される。ヒータコアの上流に配置されたエアミックスや、空気吹出口に配置された吹出口ドアでも大体事情は同じである。
【０００４】
従来の送風ユニット（特許文献１参照）は、サーボモータのその駆動力により取入口ドアを回動させている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−０１６０４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例ではサーボモータ及びその関連部品（歯車等）が必要となり、空調装置の製造コストが上昇する。また、サーボモータ等の配置スペースが必要となり、これは利用可能なスペースが限られた車両では望ましくない。加えて、サーボモータが作動時に発する作動音は乗員にとって気障りである。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構造が簡単で製造コストが安く、配置スペースが少なくて済み、さらに作動音が発生しない空調装置のドア駆動機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は上記目的を達成するために形状記憶部材（合金）に注目した。形状記憶部部材には電流を流すと発熱して収縮する性質のものがあり、この収縮性を利用して空調ドアを回動させることを思い付いた。
【０００９】
本願の第１発明による空調装置のドア回動機構は、請求項１に記載したように、車両の空調装置において、送風ダクトにより回動可能に支持された回動軸と、送風路内に位置して空気の流れを規制する規制板とを含む空調ドアを回動させるドア回動機構が、送風ダクトと回動軸の第１偏心部分との間に配設され、収縮時に前記空調ドアを一方向に回動させる第１形状記憶部材と；送風ダクトと回動軸の第２偏心部分との間に配設され、収縮時に空調ドアを他方向に回動させる第２形状記憶部材と；第１形状記憶部材又は第２形状記憶部材に電流を流して収縮させる通電手段と；から成る。
【００１０】
このドア回動機構において、通電手段により通電されたとき第１形状記憶部材は発熱して収縮し、回動軸の第１偏心部分に引張力を加える。その結果、空調ドアが一方向に回動し、規制板が送風路内で送風路を塞ぐ又は開放する位置を占める。第２形状記憶部材が収縮すると、回動軸の第２偏心部分に引張力を加え、空調ドアが他方向に回動させ、規制板が送風路内で送風路を開放する又は塞ぐ位置を占める。
【００１１】
請求項２のドア回動機構は、請求項１において、第１形状記憶部材は非通電時は弛緩している第１線材から成り、第２形状記憶部材は非通電時は弛緩している第２線材から成る。請求項３のドア回動機構は、請求項２において、通電手段は第１線材を流れる電流を継断する第１スイッチ、及び第２線材を流れる電源を継断する第２スイッチを含む。
【００１２】
請求項４のドア回動機構は、請求項１において、空調ドアは、送風ダクトの上流部に配置され取り入れる内気と外気との割合を調整する取入れドア、エバポレータとヒートコアとの間に配置されヒートコアを通過する空気とバイパスする空気との割合を調整するエアミックスドア、及び／又は送風ダクトの下流部に配置され吹き出す空気量を調整する吹出しドアである。請求項５のドア回動機構は、請求項１において、空調ドアは、一方向に回動して第１回動位置を占めたとき送風路を塞ぎ、他方向に回動して第２回動位置を占めたとき送風路を開放する。
【００１３】
本願の第２発明による空調装置のドア回動機構は、請求項６に記載したように、車両の空調装置において、送風ダクトにより回動可能に支持された回動軸と、送風路内に位置して空気の流れを規制する規制板とを含む空調ドアを回動させるドア回動機構が、送風ダクトと回動軸の偏心部分との間に配設された形状記憶部材と；形状記憶部材に電流を流して収縮させ空調ドアを所定方向に回動させる通電手段と；から成ることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜空調装置、空調ドア＞
本発明の車両用空調装置は送風ダクトと、送風ダクト内に配置された送風機、蒸発器（エバポレータ）及びヒータコアとを含む。送風路を区画する送風ダクトは上流側に空気取入口を備え、下流側に空気吹出口を備える。
【００１５】
空調ドアは空気取入口に配置された取入口ドア、ヒータコアの上流側に配置されたエアミックスドア、及び空気吹出口に配置された吹出口ドアを含む。何れの空調ドアも送風ダクトに支持される回動軸と、送風路内に位置する規制板とを持ち、回動可能となっている。一方向に回動し第１回動位置を占めたとき規制板が送風路を塞ぎ、他方向に回動し第２回動位置を占めたとき送風路を開放する。
＜ドア回動機構＞
本発明のドア回動機構は、空調ドアの回動軸の端部に結合される形状記憶部材と、形状記憶部材に電流を流す通電手段とを含む。形状記憶部材の具体的配置に応じて２つのタイプに大別される。
▲１▼第１タイプでは、空調ドアの一方向回動にも他方向回動にも形状記憶部材の収縮性を利用する（請求項１参照）。そのためには、回動軸の第１偏心位置と送風ダクトの一部との間に第１形状記憶部材を張設し、第２偏心位置と送風ダクトの一部との間に第２形状記憶部材を張設すれば良い。第１偏心位置と第２偏心位置とは回動軸の直径方向で対向する位置を選択する。
【００１６】
材料の使用量を少なくすること、及び空調ドアに要求される回動力の大きさ（それ程大きくない）を考慮すると、形状記憶線材を使用することが望ましい。第１形状記憶線材及び第２形状記憶線材の長さは、非通電時は弛緩して回動軸の回動を妨げず、通電時は発熱により収縮して回動軸に回動力を加える程度に選定する。
【００１７】
通電手段は、第１形状記憶部材又は第２形状記憶部材に選択的に電流を流す。一方に通電するときは他方は非通電とする。そのためには、第１形状記憶部材の給電経路中に第１スイッチを配置し、第２形状記憶部材の給電経路中に第２スイッチを配置すれば良い。
▲２▼一方、第２タイプでは、空調ドアの所定の一方向回動に形状記憶部材の収縮性を利用する（請求項６参照）。そのためには、回動軸の第１偏心位置と送風ダクトの一部との間に形状記憶部材を張設すれば良い。他方向回動には、第２偏心位置と送風ダクトの一部との間に張設した引張バネの付勢力を利用することができる。
▲３▼なお、何れのタイプでも、空調ドアは直接送風ダクトに回動可能に支持されていても良いし、送風ダクトに固定された別部材により回動可能に支持されていても良い。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に取入口ユニットを示す。この取入口ユニットは内外気切換箱１０、内外気切換ドア３０及び送風機５０を含む。
【００１９】
図２において、内外気切換箱１０（以下、実施例では「切換箱」と略称する）１０はポリプロピレンのインジェクション成形により製作され、上端縁部１１、一対の側壁部１６及び前方（左方）側の窓形成部２１を含む。上端縁部１１は四角枠形状を持ち、外気取入口１３を区画し、上端面にパッキン１４が取り付けられている。一対の側壁部１６は上端縁部１１の短辺１２ａから下方に延び、扇形状を持つ。
【００２０】
窓形成部２１は側壁部１６の前記（左方）縁１７ａ側に、上端縁部１１の長辺１２ｂから円周方向に延びた３本の円周方向フレーム２２と、側壁部１６の下端から半径方向に延びた２本の半径方向フレーム２３と、両者を結合する軸方向フレーム２４とを含む。円周方向フレーム２２は別の軸方向フレーム２５によっても相互に結合されている。フレーム２２，２４及び２５により４つの内気取入口２７が区画されている。
【００２１】
また、半径方向フレーム２３と軸方向フレーム２４とにより下部開口２８ａが区画され、上端縁部１１の後方（右方）側の長辺１２ｂを側壁部１６の後方内１７ｂとで後部開口２８ｂが区画されている。
【００２２】
図３において、内外気切換ドア３０（以下、実施例では「切換ドア」と略称する）３０はポリプロピレンのインジェクション成形により製作され、湾曲ドア部３１、平面ドア部４１及び両者を連結する連結部４６を含む。このうち、湾曲ドア部３１（規制板）は湾曲ドア３２と、一対の側壁３５とを有する。湾曲ドア３２は一定曲率で湾曲し、上記切換箱１０の窓形成部２１に対応する円周方向長さ及び幅を持つ。各側壁３５は湾曲ドア３２の湾曲縁３３から直角方向に延び扇形状を持つ。湾曲ドア３２の一方端縁３４ａと側壁３５の一方側縁３６ａとで区画される底部３８ａは開放されている。同様に、他方端縁３４ｂと他方側縁３６ｂとで区画される後部３８ｂも開放されている。
【００２３】
平面ドア部４１は矩形板からなり、その幅は湾曲ドア部３１の幅と等しく、高さは側壁３５の他方側縁３６ｂの高さよりも低い。側壁３５の他方縁３６ｂと平面ドア部４１とが半径方向で内外に離れた一対の連結部４６で連結されている。
【００２４】
図１に示すように、切換ドア３０は切換箱１０に回動可能に収容されている。幅方向では切換ドア３０の側壁３５が切換箱１０の側壁部１６の内側に位置し、円周方向では切換ドア３０の湾曲ドア３２が切換箱１０の窓形成部２１の内側に位置している。切換箱１０の側壁部１６の角部にあけた貫通孔を貫通して軸部材（回動軸）３８が延び、その内方端は切換ドア３０の側壁３５の角部に形成した嵌合孔３７に嵌合している。軸部材３８に回動力を加えると、切換ドア３０は切換箱１０に対して回動可能となっている。
【００２５】
図１に戻って、送風機５０はブロワモータ５１と、ブロワファン５２と、ケーシング５４とを含む。ブロワモータ５１は上下方向に配置され、その出力軸にブロワファン５２が固定されている。ケーシング５４は上ケース５６と下ケース５８とを含む。上ケース５６は吸入孔５７を持ち、送風ダクト（不図示）の一部に固定されている。上ケース５６と一体化された下ケース５８はブロワモータ５１及びブロワファン５２を包囲し、通路５９を区画している。
【００２６】
次に、切換箱１０内で切換ドア３０を回動させるドア回動機構について説明する。図１及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、切換ドア３０の軸部材３８の端部に形成した円周溝６１の第１偏心部分６２にねじ部材６６により第１形状記憶線材７０の一端７１が結合されている。他端７２は軸部材３８から所定距離離れ、ケーシング５４に固定されたコネクタ８１に結合されている。また、円周溝６１の第２偏心部分６３に一端７６が結合された第２形状記憶線材７５の他端７７もはコネクタ８１に結合されている。第１形状記憶線材７０及び第２形状記憶線材７５の長さは、非通電時は軸部材３８とコネクタ８１との間隔よりも長く、通電時はこの間隔よりも短くなるように選定されている。
【００２７】
導電性のリード線８５の一端８６が第１形状記憶線材７０の一端７１及び第２形状記憶線材７５の一端７６に接続されている。リード線８５の他端８７はコネクタ８１を通過して延び、所定の電圧（３Ｖ程度）が印加されている。図６に示すように、第１形状記憶線材７０の他端７２とＧＮＤとの間に第１スイッチ８８が配置され、第２形状記憶線材７５の他端７７とＧＮＤとの間に第２スイッチ８９が配置されている。
（作動）
このドア回動機構の作動は以下の通りである。切換ドア３０は図１に示した左方回動位置又は右方回動位置を取り得る。左方回動位置は外気を取り入れるための位置、右方回動状態は内気を取り入れるための位置である。
【００２８】
外気の取入れ時、第１スイッチ８８を入れて電流を流すと、第１形状記憶線材７０が発熱して収縮し、軸部材３８に半時計方向の回動力を加える。軸部材３８と一体化された切換ドア３０が反対時計方向に回動し、湾曲ドア部３１が内気取入口２７を塞ぎ、平面ドア部４１が上下方向に延び切換箱１０の後方開口２８ｂを塞ぐ。切換ドア３０の回動は、一方端縁３４ａ及び一方側縁３６ａが切換箱３０の半径方向フレーム２３及び軸方向フレーム２４に当接することにより停止する。
【００２９】
送風ダクトの送風路Ｘから外気取入口１２に流入した外気は下方に流れ、矢印Ｙで示すように、切換箱３０の開放底部３８ａからケーシング５４の吸入口５７及び通路５９を経て、下流側に送られる。なお、第２形状記憶線材７５は弛緩したままであり、軸部材３８の反時計方向の回動が第２形状記憶線材７５により妨げられる心配はない。
【００３０】
これに対して、内気の取入れ時、第２スイッチ８９を入れて第２形状記憶線材７５に電流を流す。すると、図５に示すように第２形状記憶線材７５が発熱して収縮し、軸部材３８に時計方向の回動力を加える。切換ドア３０の時計方向に回動により、湾曲ドア部３１が内気取入口２７から後退して開放するとともに、外気取入口１２の下方に位置してこれを塞ぐ。平面ドア部４１はケーシング５４の上方壁に近接する。内気取入口２７から取り入れられる内気は上記Ｙ方向に流れる。なお、弛緩したままの第１形状記憶部線材７０は軸部材３８の時計方向の回動を妨げない。
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、切換ドア３０のドア回動機構が一対の形状記憶線材７０，７５、リード線８５及びスイッチ８８、８９等の少ない部品点数から成る。一般に形状記憶合金はそれ程安価ではないが、本実施例では形状記憶線材７０，７５として使用しており、使用量が少ないので製造コストはそれ程上昇しない。
【００３１】
第２に、形状記憶線材７０，７５、リード線８５及びスイッチ８８，８９等が占めるスペースはわずかである。従来のサーボモータに比べると、大幅に減少する。これは、利用可能なスペースに制約がある車両では非常に有意義である。
【００３２】
第３に、切換ドア３０の回動に形状記憶線材７０，７５の収縮を利用するので、サーボモータのような回転部分がなく、切換ドア３０の回動時に気障りな作動音が発生するおそれもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べてきたように、第１発明にかかる空調装置のドア回動機構によれば、空調ドアの回動に２本の形状記憶部材を利用した結果、少ない部品点数及び小さい配置スペースで、作動音を発生することなく、一方向及び他方向に空調ドアを回動できる。
【００３４】
請求項２のドア回動機構によれば、第１形状記憶部材及び第２形状記憶部材の使用量が少なくでき、製造コストの上昇を抑制できる。請求項３のドア回動機構によれば、第１形状記憶部材の収縮による空調ドアの一方向回動、及び第２形状記憶部材の収縮による空調ドアの他方向回動が簡単かつ確実に切り換えられる。
【００３５】
請求項４のドア回動機構によれば、第１形状記憶部材及び第２形状記憶部材が取入口ドア、エアミックスドア、及び  又は吹出口ドアを所定時期に所定方向に回動させる。請求項５のドア回動機構によれば、第１回動位置又は第２回動位置に回動した空調ドアが送風路を塞ぎ又は開放し、空気量や空気流れを調整する。
【００３６】
第２発明にかかる空調装置のドア回動機構によれば、空調ドアの回動に１本の形状記憶部材を利用した結果、更に少ない部品点数及び小さい配置スペースで、作動音を発生することなく、所定方向に空調ドアを回動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置の取入口ドアを含む取入ユニットの正面図である。
【図２】本発明の実施例の内外気切換箱１０を示す斜視図である。
【図３】同じく内外気切換ドア３０を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は図１の要部拡大図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】実施例の作動説明図である。
【図６】実施例の回路説明図である。
【符号の説明】
１０：切換箱                    １１：上端縁部
１３：外気取入口                １６：側壁部
２１：窓形成部                  ２７：内気取入口
３０：切換ドア                  ３２：湾曲ドア部
３８：軸部材                    ４１：平面ドア部
５０：送風機                    ６１：円周溝
６３：第２偏心部分              ７０：第１形状記憶線材
７５：第２形状記憶線材          ８５：リード線
８８：第１スイッチ              ８９：第２スイッチ
【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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