JPH10244822A - 自動車用空気調和装置のドア構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気圧差のある車室内と風路を隔てているドア
を開放する場合、等圧となるまでのドア操作初期の重さ
を解消して、操作者に良好な操作感を提供し、装置の大
きさもコンパクトで効率の良いものとならしめる「自動
車用空調装置のドア構造」を提供する。 【解決手段】 自動車用空気調和装置の空気流の制御を
行うドアに於いて、そのドアの構成を２枚のドアの組み
合わせによるものとし、動作の重くなる初期に第１ドア
１のみが先に開くようにし、等圧となった後に次の第２
ドア２が開くものとする。両ドアはドア軸３，４に設け
られた係合孔と係合突起により係合され、その係合する
部分に設けた回動方向の遊び角θによりドア開度の所定
の時間差が作られている。また、両ドアの接合部には気
密を目的とした接合構造が設けられており、第２ドア２
はその第２ドア軸４にばねが設けられ弾発力が常に加わ
り不要なばたつきを防止している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空気調和
装置の風路内を流通する空気の流れを制御するドアの構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用空気調和装置は、図１
に示すように、ユニットケース９内に上流側から、内気
口１１および外気口１０、エバポレータ２１，ヒータコ
ア２２の順に配置しており、インテークドア１５が選択
した外気口１１又は内気口１０から取り入れられた空気
をブロアユニット２０によってエバポレータ２１に送風
するようになっている。

【０００３】エバポレータ２１は、エンジンルーム内に
設けられた冷房サイクルに接続され、流下した空気との
間で熱交換を行うことにより当該空気を冷却する。車室
内のエアコンのスイッチがオンされて冷房サイクルが作
動している場合には、インテークドア１５により選択さ
れた空気の流れは、エバポレータ２１によって冷却さ
れ、エアコンのスイッチがオフとなって冷房サイクルが
停止している場合は、インテークドア１５から流下した
空気は、エバポレータ２１をそのまま通過して送風され
る。

【０００４】ヒータコア２２は、エンジン冷却水が循環
する様に設けられ、このヒータコア２２を通過する通路
と、ヒータコア２２を迂回する通路とを通過する空気量
の比を、ヒータコア２２の前面に設けられたミックスド
ア１６によって制御している。このヒータコア２２を通
過する空気量の比率を調節することにより、ヒータコア
２２により加熱された温風と、加熱されないで流過した
冷風がヒータコア２２の下流側に形成された風路２３内
でミックスされ、吹出し空気の温度が調節されるように
なっている。

【０００５】この風路２３には、主に温風を乗員の足下
に吹き出すためのフット口１４が形成され、ここに設け
られたフットドア１９を開閉することによりフット口１
４から直接あるいは短いダクトを介して乗員の足下に温
風が吹き出されるようになっている。また、風路２３に
は、主に冷風などの調和空気を乗員の上半身に向けて配
風するベント口１３、フロントガラス等に向けて配風す
るデフロスト口１２も形成されており、ここに設けられ
たベントドア１８あるいはデフドア１７を開閉すること
によりベント口１３あるいはデフロスト口１２に接続さ
れたダクトを介して車室内に向かって調和空気が吹き出
される。

【０００６】これらのベント口１３，デフロスト口１
２，フット口１４に各々設けられている種々のドアの構
造は、概して鉄板あるいは合成樹脂板などの硬質プレー
トを支持シャフトにより支持したものにより形成され、
該支持シャフトをモータあるいはアクチュエータにより
直接的にあるいは一般的なリンクと溝カム等からなる駆
動手段を介して作動し、前記風路２３を流れる空気流を
制御している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
構成された従来のドア構造は、ドアを「開」位置又は
「閉」位置とすることにより風路を流れる空気流を制御
している。それらのドアが「閉」の時には風路内気圧と
車室内気圧の圧力差によってドアの面が「閉」位置に押
し付けられている。

【０００８】このため、このドア構造を用いて所望する
吹き出し状態が得られるように制御する場合には、ドア
動作初期の作動トルクをその気圧差による圧力の押し付
け力に対抗すべく増大しなければならず、マニュアルコ
ントロールにより操作する場合に於いては操作力がより
多く必要となる。また電動モータやその他の動力を用い
て操作する場合に於いても、その動力伝達系やその動力
源自体が最大トルクを供給するに十分な容量を持たせな
ければならず、場合によってはトルク増大の為の減速機
構も必要となる。したがって、それらの手段を用いた場
合にはドア動作時の駆動騒音が車室内に伝わりやすく、
また装置全体も大型となることが避けられない。特に、
自動車用空気調和装置は、車室内の前方に設けられたイ
ンストルメントパネルの内部という狭小なスペースに設
置されるので、ユニットの小形化が従来より熱望されて
いるという状況に対しても逆行する結果となる。

【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点な
いし要望に鑑みてなされたものであり、操作性が良好
で、しかも装置全体のコンパクト化が可能な、作動効率
のよい自動車用空気調和装置のドア構造を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、内部に風路が形成された
ユニットケースに、前記風路を流通する空気流の流れを
制御するドア部材を設けてなる自動車用空気調和装置に
おいて、第１ドア及び第２ドアが組み合わされて設けら
れ、第１ドアには第１ドア軸を備え、この第１ドア軸を
中心にして回動可能に支持され、第２ドアには同様に第
２ドア軸が備えられ、やはりこの軸を中心にして回動可
能に支持されている。そしてこの両ドア軸は一端にて互
いに係合する。この係合のための構造として第１ドア軸
には係合孔が設けられており、第２ドア軸には係合突起
が設けられており、両者の接合により所定の角度範囲内
での回動が可能となっている。かかる構成にあっては、
この発明にあっては空気圧力差のある二つの空間を隔て
ているドアを開ける時に、最初に小さな第１ドアを開け
て空気圧力差を均等な圧力まで減少させてから大きな第
２ドアを開ける。このときに必要なドアを開ける力は、
開け始めに空気圧力が全面に架かっている１枚のドアで
構成される従来の場合に比べ、その開け始めの時点にお
いて、先にその小さな面積に比例する空気圧力しかかか
っていない第１ドアを開ける事で空気圧力差が解消さ
れ、大きな第２ドアにその面積に比例した大きさの空気
圧力がかからなくなるために少ないもので済む。

【００１１】請求項２に記載の係合突起及びそれに接合
する係合孔の形状がそれぞれにおいて回動軸に直角に断
面をとった場合に扇形を呈することを特徴としている。
この扇形突起と扇形孔のそれぞれの扇形の中心角を所定
の角度差となるようにすることで、その角度の差分の範
囲内の回動が可能となる。この場合に扇形孔の中心角度
が扇形突起の中心角度に対して大きくなるように設定す
る必要があることはいうまでもない。

【００１２】請求項３に記載の構造は第１ドアと第２ド
アの気密を保つために設けられる。第１ドアと第２ドア
は風路を塞ぐ目的のために互いに接合して位置すること
で、その機能をもたらす。その場合に於いてその効果を
完全ならしめる為には両ドアの気密が重要となる。

【００１３】請求項４に記載の構造は第１ドア及び第２
ドアが全開もしくは全閉時において、請求項１及び請求
項２に記載の第１ドア軸を中心に、および第２ドア軸を
中心にその作用の中心が来るようにばね（ねじりコイル
ばね、コイルばね、板ばねもしくは設計目的により適宜
選択されたもの）を設け、そのばね弾発力により第１ド
ア及び第２ドアを全開位置や全閉位置に駐止させておく
ものである。この様にすることで風圧もしくは外部より
の機械的な振動により両ドアが不必要な開閉運動をする
ことを防止する。

【００１４】

【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。

【００１５】図１に示す図は本発明が適用される、一般
的な自動車用空調装置の風路と配風制御用ドアの位置関
係の概略断面図である。図２は本発明のドア作動状態の
概略斜視図である。図３は本発明のドア軸の接合部構造
であり、図４は全閉〜中間〜全開に於ける係合孔と係合
突起の位置関係を示す。図５は従来の１枚ドア方式に要
するドア全開までに要するドア軸トルクと、本発明の２
枚ドア方式に要するトルクとの関係を示す。図５中のＤ
部分は本発明の効果を示す。図６は本発明のドア１とド
ア２が接合して気密構造を成す部分を示す。図７は本発
明によるドア２に常に閉じる方向にバネ弾発力を加えて
いる様子を示す。

【００１６】まず、本発明の実施の形態に係るドア構造
について概説すれば、図１に示すように、自動車用空気
調和装置のベント口１３、デフロスタ口１２、フット口
１４にはそれぞれその内部に吹き出し口切り替えのため
のドアが各々設けられている。

【００１７】このような構成に於いて、例えば車室内の
搭乗者が窓ガラスの曇りを取ろうとして、空調装置をデ
フロスタモードに切り替えた場合はベントドア１８とフ
ットドア１９が閉じてデフロスタドア１７が開く。また
この例と同様に空調装置の他のモードが選択された場合
に於いても、その選択された当該モードのドアが開き、
そして他のモードのドアは閉じるか、あるいはその空調
装置の設計によっては、同時に所定のドア開口度をもっ
て開く。

【００１８】これらの場合の全てに於いて空気流を生じ
させる為に、ブロアユニット２０にて常に風路２３内部
に車室内２４より高い気圧を作り出している。この高い
気圧によりユニットケース９の壁面や吹き出し口切り替
えのためのドアの面もまた常にブロアユニット２０によ
り発生した外に向かう方向の力で押されている。この押
す力によって各ドアを開ける時に要する力は気圧差が無
いときに較べて大きなものが必要となり、それは最も気
圧差が大きい状態であるドアの開き始め時に最大とな
り、ドアの開度が大きくなるにつれてその開いたドアの
隙間から圧力が開放されて、そのドアの操作力は気圧差
がない場合に近付きやがて同一となる。

【００１９】このことは搭乗者が手動式の空調装置を操
作する場合に於てはその操作感が重くなったり、操作に
要する手の力が最初と最後の方で同じでなかったりし
て、良好な操作性の提供が困難な結果となる。

【００２０】一方、電動式の空調装置に於いては確かに
搭乗者に与える操作感は良くなるものの、用いられるド
ア駆動用電動モーターが、そのドア開放動作初期の重さ
に対抗し得るだけの容量を備える大型のものとなってし
まったり、その操作力の増大に対する対抗手段としてギ
ア機構を用いたとしてもギア機構の動作音が騒音となっ
たりして新たな不具合の原因となってしまう。そしてそ
のことは自動車用空気調和装置が通常、車室内の前方に
設けられているインストルメントパネルの内部という狭
小なスペースに設置される関係上、ユニットの小形化が
従来より熱望されているという状況にも逆行する結果と
なる。

【００２１】本発明により提供される効果は上記問題点
を解決するに十分であり、その本発明による具体的なド
ア構造を図２〜７に示す。図２（Ａ）は本発明の実施例
によるドア外観を斜視図にて表しており、図２（Ｂ）は
真横から眺めた様子を表している。この図に於て第１ド
ア１と第２ドア２の２枚のドアが第１ドア軸３と第２ド
ア軸４の端部接合により組み合わされており、第１ドア
１が図中の矢印で示された開放方向へ所定の角度回動し
終えた時点より第２ドア２が開放方向へ回動し始める。

【００２２】まずドアが全閉の状態の時は第１ドア１と
第２ドア２が共に吹き出し口を密封する格好で完全に閉
じている。このときに第１ドア１の面積は第２ドア２の
面積に比して小さいものとしてあり、その開放に要する
力は第１ドア１と第２ドア２を加算した面積に対する第
１ドア１のみの面積にほぼ比例して小さくなる。したが
って所定のドア駆動トルクとなるような面積を設計の目
的によって任意に設定する。

【００２３】この状態に於ては風路２３内部の空気圧は
逃げ場が無く、その気圧はユニットケース９の壁面や第
１、第２ドアにかかっている。次に搭乗者が空調装置を
操作してドアを開かせるような機能を所望した場合には
まず、第１ドア１が開き始める。それにより吹き出し口
と第１ドア１の接合部分に風路２３と車室内２４を繋ぐ
隙間が生じ、この隙間より車室内２４に向けて空気圧が
開放される。風路２３の気圧が下がる事で第２ドアにか
かっていた圧力も消失する。この状態になってから初め
て第２ドア２が開き始める為、従来の１枚ドア方式と比
較して遥かに小さな力で操作が可能である。これは従来
の１枚ドア方式では風路内の空気圧がそのドア面積に応
じた分でかかっており、ドアを開放する時は最初にこの
圧力に打ち勝つのに足るドア軸駆動トルクが必要であ
り、その為、操作感は非常に重く快適とは言い難いもの
となる。

【００２４】図３は第１ドア軸３および第２ドア軸４の
外観形状と係合の向きを示しており、また係合孔５と係
合突起６の相対する位置関係をも示し、係合孔５に係合
突起６が挿入され回動可能な係合状態におかれる。図３
にてθが示す角度は係合孔５の垂直軸断面扇形の中心角
と係合突起６の垂直軸断面扇形の中心角との差を表して
いる。また図４は第１ドア軸３と第２ドア軸４の回動角
と第１ドア１および第２ドア２の開度との関係を示して
いる。

【００２５】図４（Ａ）に於いて、第１ドア１および第
２ドア２が共に全閉の状態であって係合孔５と係合突起
６の係合状態に於ける軸垂直断面を示しており、角度θ
だけずれている。この状態より空調装置の操作を行いド
アが開くようなモードが選択されると、まず先に係合孔
５が角度θだけ回動して係合突起６の側面に図中矢印ｅ
の回動の方向から接触する。この状態の様子を（Ｂ）に
示している。このとき第１ドア１が第２ドア２に対して
図中矢印ｄ方向に角度θだけ先に開いており、この先に
開いた隙間から風路２３内の高い気圧が車室内２４に抜
けて両者の気圧が等しくなる。そのまま更に矢印ｅ方向
に回動して行く状態に於いては、第１ドア１と第２ドア
２の位置関係である角度θは保たれたまま所定の全開位
置に至る。その様子は（Ｃ）に示されている。

【００２６】これら一連の動作に於いてドアの開放に要
する力は従来の１枚ドア方式に比較して、その動作の初
期の段階、つまり図４に於ける（Ａ）〜（Ｃ）に至る過
程に於いて少ないもので事足りる。この力、つまりは必
要な軸トルクとドア開度の関係は図５に表されたグラフ
の様な挙動であって、図中実線で示されるのは本発明の
ドアの動作に必要な軸トルクの変化の様子を示すもので
ある。グラフで一点鎖線にて区画されたＡの部分は第１
ドア１の動き始めに要する軸トルクであり、同様にＢの
部分は第１ドア１と第２ドア２の接合部分に隙間が出現
して、その隙間から空気圧が車室内２４に抜けて等圧に
変化して行く様子であり、同様にＣ’の部分は第１ドア
１のみで回動している状態であり、同様にＣの部分は第
１ドア１と第２ドア２が接合して回動している状態であ
る。

【００２７】次に従来の方式である１枚ドア方式では、
その動作に要する軸トルクは図５中のグラフに示される
点線の様な挙動を示す。一点鎖線で区画された範囲のａ
はドアが最初に動き始めるときに要する軸トルクであっ
て、本発明のＡの範囲の軸トルクに比較して大きなもの
となっており、図中Ｄにて示している。Ｄの大きさは１
枚ドア方式のドア面積から本発明の第１ドア１の面積を
除した値に応じた分の軸トルクであり、本発明の効果に
よる軸トルクの減少を表している。同様にｂの部分はド
アが開き始め、やがて車室内２４とつながる隙間が出現
してそこから風路２３内の高い空気圧力が車室内２４へ
と抜ける為、軸トルクが減少して行く様子を示してい
る。同様にｃ部分は風路内と車室内の気圧差が解消され
た状態に達した後のドア駆動トルクであり、この力の主
なものはドアの重さや機構部分の機械抵抗分にて占めら
れている。この時の軸トルクは本発明のＣ部分に必要な
ものと同じである。

【００２８】図６には本発明の特徴的なドア構造におけ
る第１ドア１と第２ドア２の接合部分の構造が示されて
いる。第１ドア１の接合端面に段差を設け、第２ドア２
の接合端面にも同様に段差を設け互いに設けられた段差
同士が重なり合い、接合することで機密を保つようにな
っている。もちろんこの図中の形状に限定されること無
く、たとえば接合面に封止材を設けて気密を図る事もで
き、また同様な気密の効果を目的とする接合構造を設け
るといった工夫も容易である。

【００２９】図７に於いては、本発明に於いての第２ド
ア２の動きを安定させる方法の一例を示している。本発
明のドアはその駆動に要するトルクの伝達の手段とし
て、第１ドア１には当該空気調和装置の動力伝達用駆動
リンク機構等によって第１ドア軸３に直接に駆動力が伝
えられる。このことは同時に第１ドア１に駆動力が伝わ
っていない状態のときは、第１ドア１が自動車本体の走
行振動や風路２３内の空気の動き等によって不要な振
動、いわゆる「ばたつき」の発生を抑止する効果があ
る。だが一方の第２ドア２に於いては、その駆動トルク
を第１ドア軸３から得る様になっており、本発明の効果
を発揮する為に角度θ分の隙間が係合孔５と係合突起６
の間に設けられている。そのため外部から自動車本体の
走行振動や風路内の空気の動き等が加わった場合には角
度θ分の範囲にて容易に不要な振動、いわゆる「ばたつ
き」が発生してしまう。この事は搭乗者に不快な騒音や
不安定な空気の脈動を感じさせる結果となり好ましくな
い。

【００３０】そこでこの現象を抑止する手段として第２
ドア軸４の中心軸と同一軸上に支点の中心がくるように
ばねを取り付け、そのばねの弾発力が第２ドア２を常に
閉じる方向へ回動させようとするように常時力を加え
る。図７の実施例はねじりコイルばね７を第２ドア軸４
を中心にして設け、第２ドア２に力を加えるようにした
様子を表している。もちろんこの場合に於いて、ねじり
コイルばね７の形状および設置場所に限定されること無
く、たとえば板ばねやコイルばねの使用も容易であり、
ばねの支点も第２ドア軸４上に限定するものではない。

【００３１】本発明は、上述した実施の形態のみに限定
されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲
内において種々改変することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明は、空気圧力差のある二つの空間を隔てているドアを
開ける時に、最初に小さな第１ドアを開けて空気圧力差
を均等な圧力まで減少させてから大きな第２ドアが開く
ようにして、この効果としてはドアを開けるのに必要な
力が、開け始めに空気圧力が全面に架かっている１枚の
ドアで構成される従来の場合に比べ、その開け始めの時
点において、先にその小さな面積に比例する空気圧力し
かかかっていない第１ドアを開ける事で空気圧力差を解
消し、大きな第２ドアにその面積に比例した大きさの空
気圧力がかからなくするので少ないもので済む効果があ
る。

【００３３】請求項２に記載の発明は、請求項１に於け
る第１ドアと第２ドアが開き始めるまでの時間差を作り
出す手段として、第１ドア軸と第２ドア軸の接合部分に
扇形軸断面の突起およびそれに係合する扇形軸断面の孔
をもつ係合孔を設けたので、あらかじめ断面を形成する
扇形の中心角を係合孔のそれに対して係合突起の中心角
を空気圧力差が均等になるまでにたる十分な時間差を取
り得る角度に設定することにより、所望のドア制御が簡
単にでき、駆動手段の作動効率も向上する。

【００３４】請求項３に記載の発明は、第１ドアと第２
ドアが閉じている状態の時に、両ドアが接合している部
分に隙間ができ空気が漏れるのを防ぐことができる。

【００３５】請求項４に記載の発明は、第２ドアが全閉
から全開に至るまでの全ての状態において、第２ドアが
風圧もしくは自動車の走行振動などによって開閉方向に
ばたついて風量が不安定になったり騒音を発生したりす
ることを防止する効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が実施される、一般的な自動車用空調
装置の風路と配風制御用ドアの位置関係の概略断面図で
ある。

【図２】 本発明のドア作動状態の概略斜視図であっ
て、（Ａ）はドア作動初期の状態を示す鳥観図であり、
（Ｂ）は真横から見た様子である。

【図３】 本発明のドア軸の接合部構造を示す図であ
る。

【図４】 全閉〜中間〜全開に於ける係合孔と係合突起
の位置関係を示す図であって（Ａ）はドアが閉じている
状態を示しており、（Ｂ）はドア開放動作の初期におけ
るドア位置を示し、（Ｃ）はドアが全開の状態を示す。

【図５】 従来の１枚ドア方式に要するドア全開までに
要するドア軸トルクと、本発明の２枚ドア方式に要する
トルクとの関係を示すグラフである。

【図６】 本発明のドア１とドア２が接合して気密構造
を成す部分を示す図である。

【図７】 本発明によるドア２に常に閉じる方向にバネ
弾発力を加えている様子を示す図である。

【符号の説明】

１…第１ドア、 ２…第２ドア、３…第１ドア
軸、 ４…第２ドア軸、５…係合孔、
６…係合突起、７…ばね（ねじりコイルばね）、９…
ユニットケース、１０…外気口、 １１…内気
口、１２…デフロスタ口、 １３…ベント口、１４…
フット口、 １５…インテークドア、１６…ミッ
クスドア、 １７…デフドア、１８…ベントドア、
１９…フットドア、２０…ブロアユニット、 ２１
…エバポレータ、２２…ヒータコア、 ２３…風
路、２４…車室内。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に風路（２３）が形成されたユニッ
   トケース（９）に、前記風路（２３）を流通する空気流
   の流れを制御するドア部材を設けてなる自動車用空気調
   和装置において、前記ドア部材は第１ドア（１）及び第
   ２ドア（２）からなり、前記第１ドア（１）および前記
   第２ドア（２）は第１ドア軸（３）および第２ドア軸
   （４）をそれぞれ具備し、かつこれらのドア軸（３，
   ４）が同軸に係合するように組み合わされ、前記第１ド
   ア軸（３）の一端には係合孔（５）が形成されるととも
   に前記第２ドア軸（４）の一端には前記係合孔（５）に
   挿入される係合突起（６）が形成され、前記係合突起
   （６）が前記係合孔（５）内でドア軸（３，４）周りに
   所定の角度範囲内で回動可能とし、前記第１ドア（１）
   と前記第２ドア（２）とを全閉状態から開き始めるとき
   にいずれか一方のドア（１）を回動させることにより当
   該ドア（１）が先に開き始めることを特徴とする自動車
   用空気調和装置のドア構造。
2. 【請求項２】 前記係合突起（６）および係合孔（５）
   は、軸直角断面がそれぞれ扇形であ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のドア構造。
3. 【請求項３】 前記第１ドア（１）と前記第２ドア
   （２）の接合部分に気密となる重ね合わせ構造部分を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用空気調
   和装置のドア構造。
4. 【請求項４】 前記第２ドア軸（４）にばね（７）を設
   け、前記第２ドア（２）が全閉から全開間での間に、風
   圧もしくは外部振動によるばたつきの発生を防止するこ
   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
   のドア構造。