(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニットケース(1) 内に配置されたエバポレータ(2) とヒータコア(4）との間に、板状のミックスドア(5）を設け、エバポレータ(2) を通過した空気を、ミックスドア(5）をスライド移動させることにより、ヒータコア(4）を通過する温風通路(3) 側とヒータコア(4）をバイパスするバイパス通路(6）側とに所定の比率で分岐させ、バイパス通路(6）から送られる冷風と温風通路(3) から送られる温風とをミックスゾーン(8）でミックスし、ユニットケース(1）に設けられた吹出口(Ov,Of,Od)から車室内に吹出すようにした自動車用空気調和装置において、
前記ミックスドア(5）の空気流が当接する中央近傍の表面は、空気流の上流側に向かって凸状に湾曲しており、
前記温風通路(3) からの温風が前記ミックスドア(5）の凹状に湾曲した裏面に沿って流されることを特徴とする自動車用空気調和装置。
【請求項２】
フット吹出口(Of)の開放時に、前記温風通路(3) からの温風を、前記ミックスドア(5）の凹状に湾曲した裏面との間を通して、前記ミックスゾーン(8）に導くフットドア(Df)を有することを特徴とする請求項１に記載の自動車用空気調和装置。
【請求項３】
前記ミックスドア(5）は、該ミックスドア(5）の上流側に設けられる回転可能な歯車に噛合するラック(17)を有し、該ラック(17)は、空気流の上流側に向かって凹状に湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニットケース内でスライド移動して温風および冷風の空気流を制御する板状のミックスドアを有する自動車用空気調和装置に関し、特に、エバポレータで発生した凝縮水の飛水を低減するようにした自動車用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車用空気調和装置においては、インテークユニットにより内外気を選択的に取り入れ、この空気をクーリングユニットケース（以下単にユニットケースという。）に導き、当該ユニットケース内のエバポレータを通過させて空気を冷却し、この冷却空気をヒータコアにより加熱したり、当該ヒータコアをバイパスした後に前記加熱した空気とミックスして、所定温度の温風とした後に、各種吹出口から車室内に吹出している。ここに、「エバポレータ」とは、周知のように冷房サイクル中の膨脹弁などで減圧された低温低圧冷媒が内部を流通し、ここに導入された空気を冷媒との熱交換により冷却するものである。また、「ヒータコア」とは、高温のエンジン冷却水が内部を流通し、ここに導入された空気を高温のエンジン冷却水との熱交換により加熱するものである。
【０００３】
このような自動車用空気調和装置は、狭小な車室内に設置されることから全体形状にスペース的制約があるので、最近のものは、エバポレータとヒータコアとを略水平にして１つのユニットケース内に上下配置となるように収納した、いわゆる一体型のものが知られている。
【０００４】
さらに、エバポレータとヒータコアとの間に設けられ、冷却空気をヒータコアを通過する空気とヒータコアをバイパス空気とに所定の比率で分岐させるためのミックスドアを、１つの支点で支持されたドアを当該支点を中心として回動する構成とするとスペース的に大きくなることから、エバポレータとヒータコアとの距離をもっと短くしてスペースを小さくするために、ミックスドアをスライド移動可能な偏平な板状ドアとしたものが考えられる。
【０００５】
図７は、スライド移動可能な板状のミックスドアを備え、エバポレータとヒータコアとをユニットケース内に略水平置きにした一体型の自動車用空気調和装置の概略断面図である。
【０００６】
図７に示す一体型の自動車用空気調和装置は、ユニットケース１の下方に、空気の通過面が傾斜されたエバポレータ２が設置され、エバポレータ２の上方にヒータコア４が設けられている。そして、エバポレータ２とヒータコア４との間に板状のミックスドア５０が略水平方向にスライド可能に設けられている。このミックスドア５０により、エバポレータ２を通過した空気（冷風）をヒータコア４を通過する温風通路３側と、ヒータコア４をバイパスするバイパス通路６側に所定の比率で分岐させ、エバポレータ２からバイパス通路６を通った冷風と、ヒータコア４から温風通路３を通り仕切壁７によりガイドされた温風とをミックスゾーン８でミックスし、所定の温度の空気としている。
【０００７】
そして、ベントモード（冷房モード）の場合には、ユニットケース１の上方に設けられたベントドアＤv により開閉されるベント吹出口Ｏv より冷風が吹出され、デフモード（窓の曇りを晴らすモード）の場合には、前記ベントドアＤv により開放されたデフ−フット口Ｏdfから仕切壁７とユニットケース１とにより形成された上部通路９に流入した空気（主として温風）が、デフ−フットドアＤdfにより開閉されるデフロスト吹出口Ｏd より吹出され、フットモード（暖房モード）の場合には、前記デフ−フット口Ｏdfから上部通路９に流入した空気（主として温風）が、前記デフ−フットドアＤdfにより開閉されるフット吹出口Ｏf より吹出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示す一体型の自動車用空気調和装置にあっては、特に最大冷房時には、エバポレータ２を通過し、図中矢印Ａ0 方向にミックスドア５０に向かう空気は、ミックスドア５０の表面に案内されるようにして、図中矢印Ａ0 ′方向に流れるので、冷風通路６に入り込む空気の流れ（風軸）Ｆ0 が狭められる結果、風速が高くなり過ぎるという問題があった。
【０００９】
このため、エバポレータ２との熱交換で発生した空気中の凝縮水が、下方から上方に向かう風速の高い空気の流れによって、ベント吹出口Ｏv から飛水し易いという問題が生じるに至った。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、スライド移動可能な板状のミックスドアを備え、コンパクト化を図りつつ、エバポレータで発生した凝縮水の飛水を低減することができる自動車用空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１５】
（１）ユニットケース内に配置されたエバポレータとヒータコアとの間に、板状のミックスドアを設け、エバポレータを通過した空気を、ミックスドアをスライド移動させることにより、ヒータコアを通過する温風通路側とヒータコアをバイパスするバイパス通路側とに所定の比率で分岐させ、バイパス通路から送られる冷風と温風通路から送られる温風とをミックスゾーンでミックスし、ユニットケースに設けられた吹出口から車室内に吹出すようにした自動車用空気調和装置において、前記ミックスドアの空気流が当接する中央近傍の表面は、空気流の上流側に向かって凸状に湾曲しており、前記温風通路からの温風が前記ミックスドアの凹状に湾曲した裏面に沿って流されることを特徴とする自動車用空気調和装置。
【００１６】
（２）フット吹出口の開放時に、前記温風通路からの温風を、前記ミックスドアの凹状に湾曲した裏面との間を通して、前記ミックスゾーンに導くフットドアを有することを特徴とする上記（１）に記載の自動車用空気調和装置。
【００１７】
（３）前記ミックスドアは、該ミックスドアの上流側に設けられる回転可能な歯車に噛合するラックを有し、該ラックは、空気流の上流側に向かって凹状に湾曲していることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の自動車用空気調和装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置を示す概略断面図、図２は、ミックスドアを一部破断して示す概略斜視図、図３は、ミックスドア及びスライド機構を示す図１の上下方向に切断した断面図、図４は、図３のIV−IV線に沿う断面図、図５は、溝カム部分を説明するための図である。
【００２０】
図１に示す自動車用空気調和装置は、左側が乗員側（室内側）、右側がエンジンルーム側になるように車室内に配置される。なお、図面中、図７に示す部材と共通する部材には同一符号を付してある。
【００２１】
図１において、ユニットケース１の下方には、エバポレータ２が水平に対しやや傾斜して配置されており、図示しないインテークユニットから取り入れた車室外空気（外気）又は車室内空気（内気）をエバポレータ２の下方の空気取り入れ口３１からエバポレータ２を通過して上方に流すようになっている。エバポレータ２には、図示しない冷房サイクルからの冷媒が循環しており、この冷媒と取入れ空気との間で熱交換することにより当該取入れ空気を冷却する。
【００２２】
エバポレータ２の上方には、ヒータコア４が水平に配置されている。ヒータコア４には、高温のエンジンの冷却水が循環しており、このエンジンの冷却水と空気が熱交換されることにより、通過する空気が加熱されるようになっている。
【００２３】
エバポレータ２とヒータコア４とを上下に配置することで、高さ方向の寸法や左右方向又は前後方向の寸法が小さいコンパクトなユニットケース１となり、車室内におけるユニットケース１の設置スペースを大幅に低減し、これにより車室内に生じる余剰スペースを有効に利用することができる。
【００２４】
しかも、このユニットにおいては、エバポレータ２の比較的冷媒入り口タンク２ａ寄りの下部に空気取り入れ口３１が設けられており、この空気取り入れ口３１から入った空気は、入り口タンク２ａ寄りに比較的多く流れ、エバポレータ２の比較的低温の部分に空気が当たるように流れることになるため、熱交換効率が良好となっている。
【００２５】
また、エバポレータ２とヒータコア４との間には、板状のミックスドア５が略水平方向にスライド可能に設けられている。このミックスドア５をスライド機構Ｍを介してスライド移動させることにより、エバポレータ２を通過した空気（冷風）をヒータコア４を通して加熱して流す温風通路３側と、ヒータコア４をバイパスするバイパス通路６側と、に所定の比率で分岐させるようになっている（温風通路３側あるいはバイパス通路６側に選択的に流す場合を含む）。エバポレータ２からバイパス通路６を通った冷風と、ヒータコア４から温風通路３を通り仕切壁７によりガイドされた温風とは、ミックスゾーン８でミックスされ、所定の温度の空気とされる。
【００２６】
ここで、ミックスドア５は、乗員が設定した温度に応じて、図１中の左右方向にスライド移動されることにより、その開度が調節され、温風通路３側を全閉するフルクール位置（図１で示す位置）と、バイパス通路６側を全閉するフルホット位置との間の任意の位置で停止し、その開度位置によって温風通路３へ流れる空気量とバイパス通路６へ流れる空気量との比率を調節し、ミックスゾーン８でミックスされる冷風と温風の量を調節するようになっている。
【００２７】
ユニットケース１の上方には、主として冷風が吐出される冷風吹出口としてのベント吹出口Ｏv が設けられ、このベント吹出口Ｏv はベントドアＤv により選択的に開閉されるようになっている。つまり、ベントモードの場合には、ベントドアＤv がベント吹出口Ｏv を開き、冷風をベント吹出口Ｏv から吹出し、デフ−フットモードの場合には、ベントドアＤv がベント吹出口Ｏv を閉じるようになっている。
【００２８】
ベントドアＤv がベント吹出口Ｏv を閉じると、空気流はデフ−フット口Ｏdfより上部通路９に流入する。この上部通路９には、前記デフ−フット口Ｏdfの後流側上部に、デフ−フットドアＤdfにより開閉され、主として温風を吹き出すデフロスト吹出口Ｏd が設けられ、このデフロスト吹出口Ｏd の後流側には、デフ−フットドアＤdfにより開閉されるフット吹出口Ｏf が設けられ、このフット吹出口Ｏf の両側方（紙面に垂直な方向）には、図示しないフットダクトに連通する接続口３２が設けられている。
【００２９】
ここで、ベント吹出口Ｏv は、車室内の乗員の上半身に向けて調和空気を吹出す口、デフロスト吹出口Ｏd は、フロントガラスやサイドガラスの内面に向けて調和空気を吹出す口、フット吹出口Ｏf は、車室内の乗員の足元に向けて調和空気を吹出す口である。
【００３０】
図２に示すように、ミックスドア５は、エバポレータ２とヒータコア４との間で、エバポレータ２を通過した上流側からの空気流を遮断する方向に伸延されたドア本体１２を有している。ドア本体１２は、概して外周の平坦部１２ａと、内部のドーム状の膨出部１２ｂとを有しており、外面側には発泡ウレタンなどからなるシール部材１５が貼着されている。なお、図２〜図５においては、図示する便宜上、ミックスドアの向きは図１に示す向きと異なっている。
【００３１】
本実施形態では特に、空気流が当接する膨出部１２ｂの表面は、空気流の上流側に向かって凸状に湾曲しており、その断面は円弧状を呈している。この膨出部１２ｂの凸状の表面は、空気流をヒータコア４に導く場合やバイパス通路Ｂへ導くときのガイドとなる。
【００３２】
膨出部１２ｂの側部には、ドア本体１２の補強を兼ねた一対の側面部１６が設けられている。これら側面部１６とドア本体１２の側端との間には、図示しない駆動手段により駆動される部分歯車２０と噛合されるラック１７が端から端まで連続して形成されている。
【００３３】
ラック１７は、空気流の上流側に向かって凹状に湾曲しており、その断面は円弧状を呈している。つまり、膨出部１２ｂの湾曲方向と、ラック１７の湾曲方向とは、逆になっている。このようにすれば、ミックスドア５およびその上流側に設けられる回転可能な部分歯車２０を、ユニットケース１内のエバポレータ２とヒータコア４との間にコンパクトに配置することができる。
【００３４】
ドア本体１２の側方隅部の４か所には、ユニットケース１の側壁より突出したガイド用の溝カム１９内に転動自在に嵌挿される案内ローラ１８が突出されている。この案内ローラ１８は、場合によっては転動しない円柱状のピンであっても良い。
【００３５】
図３に示すように、ミックスドア５を作動するためのスライド機構Ｍは、ユニットケース１の側壁に形成された溝カム１９と、ドア本体１２の内面側部に形成されたラック１７に噛合する一対の部分歯車２０と、この部分歯車２０を相互に連結する軸２１と、この軸２１の端部に固着された駆動歯車２２とを有している。
【００３６】
駆動歯車２２を図示しない歯車を介して回転駆動させる駆動手段は、ユニットケース１の側壁に取り付けられる。駆動手段としては、例えば電動モータや減速用歯車等がケーシング内に収容されたモータアクチュエータ等が使用される。
【００３７】
ここに、溝カム１９は、図５に示すように、ミックスドア５のラック１７の曲率半径とほぼ同じ曲率半径ｒを有するように形成され、ドア本体１２の４つの案内ローラ１８を支持し、ドア本体１２が風圧を受けてもガタつくことなく作動するようにしたものである。この溝カム１９は、ユニットケース１の左右の各側壁に円弧状に一対形成され、図５中上方の案内ローラ１８は図５中上方の溝カム１９に、図５中下方の案内ローラ１８は図５中下方の溝カム１９にそれぞれ嵌挿される。また、各溝カム１９の終端部１９ａは斜め下流側に曲げられており、ドア本体１２が、スライドの終端位置で当該スライドの方向と交差する方向、つまりスライド方向から斜め下流側に移動するようになっている。
【００３８】
これによりシール部材１５がユニットケース１の仕切壁３３に当接し、加圧され、シール性の向上を図るようにしている。つまり、シール部材１５は、常時仕切壁３３と当接せず、必要な時にのみ当接することになるので、長期にわたりシール性の低下が防止され、シール性が向上する。しかも、ドアを作動する時の摩擦もなく、操作力も少なく好ましいものとなる。
【００３９】
図４に示すように、部分歯車２０の歯部は、前記ドア本体１２がスライドの終端位置で当該スライドの方向と交差する方向に移動させるために、端部に形成された歯若しくはその近傍の歯を他の歯２０ｂよりも歯丈が高い高歯２０ａとし、駆動部２３が部分歯車２０を回転駆動させることにより当該高歯２０ａがドア本体１２に形成されたラック１７を介してドア本体１２を押圧し溝カム１９に沿って移動させるようにしている。
【００４０】
一方、ドア本体１２に形成されたラック１７は、図示のように、上下端部若しくはその近傍の歯が他の歯１７ｂよりも歯丈が高い高歯１７ａとしている。つまり、ラック１７の端部の高歯１７ａの歯先が、回動中心Ｏからの半径が、徐々に変化するようにし、前記部分歯車２０の高歯部分２０ａと確実に噛合し、ドア本体１２を溝カム１９に沿うようにしている。
【００４１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４２】
インテークユニットからの空気は、エバポレータ２の下方の空気取り入れ口３１からユニットケース１内に導入され、エバポレータ２を通過することにより冷却される。このエバポレータ２を通過した空気は上昇し、ミックスドア５に至る。エバポレータ２を通過した空気は、ミックスドア５により温風通路３とバイパス通路６とに分岐され、温風通路３に導かれた空気は、ヒータコア４を通過して温風となり、バイパス通路６からの空気は冷風のまま流れ、両者はミックスゾーン８においてミックスされ、所望の温度に調節される。
【００４３】
温調された空気は、乗員が設定した空調モードに対応した吹出口Ｏv ，Ｏd ，Ｏf から吹き出される。空調モードは、車室内に設けられた空調モードレバーの操作などによって設定される。
【００４４】
本実施形態は、最大冷房時に有効性を発揮することから、この最大冷房時について、図１を用いて説明する。
【００４５】
最大冷房時には、図１に示すように、ベントモードが選択される。つまり、ベントドアＤv により、デフ−フット口Ｏdfが全閉される一方で、ベント吹出口Ｏv が開放状態とされる。また、ミックスドア５は、図１中右端に位置され、ヒータコア４の上流側前面が全閉される。
【００４６】
これにより、エバポレータ２を通過して冷却された空気は、バイパス通路６を通過して、ベント吹出口Ｏv に入る。そして、ベント吹出口Ｏv を通った冷風は、車室内に向けて吹き出される。
【００４７】
特に本実施形態では、ミックスドア５のドア本体１２における空気流が当接する膨出部１２ｂの表面が、空気流の上流側に向かって凸状に湾曲しているので、エバポレータ２を通過し、図中矢印Ａ方向にミックスドア５に向かう空気は、ミックスドア５の膨出部１２ｂの表面に沿って案内されるようにして、図中矢印Ａ′方向に流れるので、冷風通路６に入り込む空気の流れＦは、不用意に狭められることがなく、図７に示した場合よりも広げられ、この結果、風速が高くなり過ぎることは無く、図７に示した場合よりも低下する。
【００４８】
したがって、スライド移動可能な板状のミックスドア５を備え、コンパクト化を図りつつ、エバポレータ２で発生した凝縮水が、下方から上方に向かう空気の流れによって、ベント吹出口Ｏv から飛水する事態の発生を低減することが可能となる。
【００４９】
特に、エバポレータ２とヒータコア４とがユニットケース１内にそれぞれ略水平に配置される図１に示すようなユニットでは、レイアウト上、冷風通路６を通過する冷風が直接ベント吹出口Ｏv に向かうことになるので、飛水低減の効果が顕著に得られる。
【００５０】
図６は、本発明の他の実施形態に係る自動車用空気調和装置を示す概略断面である。なお、図１に示した自動車用空気調和装置との共通点については、説明を省略し、主な相違点について説明する。
【００５１】
図６に示す自動車用空気調和装置は、エバポレータ２とヒータコア４とを略垂直置きにしたものであり、フット吹出口Ｏf の開放時に、温風通路３からの温風を、ミックスドア５の凹状に湾曲した裏面との間を通して、ミックスゾーン８に導くフットドアＤf を有している。
【００５２】
また、ベント吹出口Ｏv 、デフロスト吹出口Ｏd をそれぞれ図中矢印で示す方向に開閉するためのベントドアＤv 、デフロストドアＤd が、それぞれ設けられている。
【００５３】
ミックスドア５は、図中矢印で示す略上下方向にスライド可能に配置されており、ミックスドア５を移動させるためのスライド機構は、図示省略してある。そして、図６に示す自動車用空気調和装置は、右側が乗員側（室内側）、左側がエンジンルーム側になるように車室内に配置される。なお、図１に示した部材と共通する部材には、同一の符号を付してある。
【００５４】
この実施形態によれば、前述した実施形態と同様の効果を得ることができることに加え、さらに以下のような作用効果を奏することができる。
【００５５】
すなわち、ヒータコア４を経た空気の通路を、ミックスドア５の凹状に湾曲した裏面によって拡大することができ、ひいては、ユニットの車両前後方向の寸法をよりコンパクト化することが可能となる。また、フットドアＤf が開状態の時でも、空気通路を広く確保することができるので、通気抵抗が低減される。しかも、ミックスドア５の凹状に湾曲した裏面に沿って風が流れるので、特にフルホット時において、フット吹出口Ｏf への配風量が増加する。
【００５６】
さらに、フットドアＤf が開状態の時に、フットドアＤf 自身が温風通路３からの温風をミックスゾーン８に導くエアガイド機能を兼ねることができる。したがって、温調時には、ミックスゾーン８で温風と冷風との混合を十分行わせることができ、エアミックス性が向上する。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施形態には限定されず、本発明の範囲を逸脱しない範囲において種々変形可能である。
【００５８】
例えば上述した実施形態では、ミックスドア５の空気流が当接する膨出部１２ｂの表面は、断面円弧状を呈するようにしたが、本発明は、ミックスドア５の空気流が当接する中央近傍の表面が空気流の上流側に向かって凸状に湾曲した形状であれば、特に円弧状に限られるものではない。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ミックスドアの空気流が当接する中央近傍の表面が、空気流の上流側に向かって凸状に湾曲しているので、エバポレータを通過しミックスドアに向かう空気は、ミックスドアの表面に沿って案内されるようにして流れ、バイパス通路に入り込む空気の流れは、不用意に狭められることがなく、この結果、風速が高くなることが無くなる。したがって、スライド移動可能な板状のミックスドアを備え、コンパクト化を図りつつ、エバポレータで発生した凝縮水の飛水を低減することが可能となる。
また、ヒータコアを経た空気の通路を、ミックスドアの凹状に湾曲した裏面によって拡大することができ、ひいては、ユニットの車両前後方向の寸法をよりコンパクト化することが可能となる。また、空気通路を広く確保することができるので、通気抵抗が低減される。しかも、ミックスドアの凹状に湾曲した裏面に沿って風が流れるので、特にフルホット時において風量が増加する。
【００６２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、フットドアが開状態の時でも空気通路を広く確保することができると共に、フットドア自身が温風通路からの温風をミックスゾーンに導くエアガイド機能を兼ねることができる。したがって、温調時には、ミックスゾーンで温風と冷風との混合を十分行わせることができ、エアミックス性が向上する。
【００６３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、ミックスドアおよびその上流側に設けられる回転可能な歯車を、ユニットケース内のエバポレータとヒータコアとの間にコンパクトに配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る自動車用空気調和装置を示す概略断面である。
【図２】  ミックスドアを一部破断して示す概略斜視図である。
【図３】  ミックスドア及びスライド機構を示す図１の上下方向に切断した断面図である。
【図４】  図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】  溝カム部分を説明するための図である。
【図６】  本発明の他の実施形態に係る自動車用空気調和装置を示す概略断面である。
【図７】  スライド移動可能な板状のミックスドアを備え、エバポレータとヒータコアとをユニットケース内に略水平置きにした一体型の自動車用空気調和装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１…ユニットケース、
２…エバポレータ、
３…温風通路、
４…ヒータコア、
５…ミックスドア、
６…バイパス通路、
８…ミックスゾーン、
１２…ドア本体、
１２ｂ…膨出部、
１７…ラック、
Ｄf …フットドア、
Ｏv …ベント吹出口、
Ｏd …デフロスト吹出口、
Ｏf …フット吹出口。
【図１】
0004084911.tif 000002
【図２】
0004084911.tif 000003
【図３】
0004084911.tif 000004
【図４】
0004084911.tif 000005
【図５】
0004084911.tif 000006
【図６】
0004084911.tif 000007
【図７】
0004084911.tif 000008