具有門驅動結構的車輛空調系統的製作方法

2023-09-24 03:18:05

專利名稱：具有門驅動結構的車輛空調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛用空調系統的門驅動裝置，更具體地說，涉及一 種通過齒輪機構驅動例如空氣混合門之類的門的空調系統的門驅動機構。
背景技術：
日本未審專利公開No.2000-355212，其對應美國專利申請No.6，354,9 35公開了一種門驅動裝置，其用於驅動用於車輛的空調系統(也可以稱作 車輛用空調系統)的空氣混合門。上述門驅動裝置包括門驅動齒輪，其通過驅動裝置例如電機進行旋 轉。門驅動齒輪與齒條進行嚙合，其與空氣混合門形成整體。當門驅動齒 輪通過驅動裝置旋轉時，空氣混合門與齒條一起被滑動。圖5是先前提出的空調系統的空氣混合門齒輪驅動機構，其與上述曰 本未審專利公開No.2000-355212中公開的氣混合門齒輪驅動機構不同。在 上述空氣混合門齒輪驅動機構中，主動側齒輪30r固定到驅動伺服電機(圖 中未示出)的輸出軸29r並與輸出軸29r—起旋轉。與主動側齒輪30r相 嚙合從動側齒輪31r固定到空氣混合門的轉動軸19r(圖中未示出)並與轉動 軸19r一起旋轉。主動側齒輪30r形成為具有恆定節圓半徑(即節圓的的恆定半徑)的 圓形形狀。與主動側齒輪30r的恆定節圓半徑相對應，從動側齒輪31r的 節圓半徑也為恆定。空氣混合門的可操作角度範圍小於360度，由此，從 動側齒輪31r具有扇形形狀，其具有弧形的外周緣部分。從動側齒輪31r 的弧形外周緣部分沿以轉動軸19r的轉動軸線為中心的假想弧延伸。如上所述，主動側齒輪30r和從動側齒輪31r的節圓半徑恆定，從而 從動側齒輪31r的操作角與主動側齒輪30r的操作角之間存在線性關係， 如圖6中的特性線A所示(圖中特性線表示從動側齒輪的操作角與主動側 齒輪的操作角之間的關係)。
對於從車輛用空調系統排入到乘客廂中的空氣溫度(以下稱為出口空 氣溫度)的控制而言，其具有下述缺點。在空氣混合門的最大加熱位置， 空氣混合門將單元箱中的冷空氣通道(旁路通過加熱的熱交換器的通道) 完全關閉，並且將熱空氣通道(延伸通過加熱用熱交換器的通道)完全開 啟。當空氣混合門從最大加熱位置轉動到冷空氣通道和熱空氣通道都被開 啟的溫度控制範圍時，空氣混合門開啟冷空氣通道。由於此冷空氣通道在 單元箱的寬度方向(車輛的左右方向)沿單元箱的整體程度延伸，空氣混 合門的這種運動將使流經冷空氣通道的冷空氣的流量增加。由此，當空氣混合門從最大加熱位置被轉動到溫度控制範圍時，空調系統的出口空氣溫度急劇地降低，如圖7中的特性線C(圖中的特性線表示 主動側齒輪的操作角度與空調系統的出口溫度之間的關係)所示，從而導致 出口空氣溫度的可控制性能不足。為了解決上述問題，可以預見到的是在從動側齒輪31r和空氣混合門 的轉動軸19r之間增加輔助連接機構以減小靠近空氣混合門的最大加熱位 置的從動側齒輪的操作角度的變化量，從而減小空氣混合門的可轉動位置 的變化量，如圖6中的特性線B (圖中的特性線表示主動側齒輪的操作角 度和從動側齒輪的操作角度之間的關係)所示。然而，此方案需要在齒輪 30r、 31r旁邊增加輔助連接機構。由此，其需要設置用於容納輔助連接機 構的附加空間，並且增加輔助連接機構將導致空調系統的製造成本增加。在上述日本未審查專利申請No.2000-355212中，位於門驅動齒輪的 端部的齒的齒深或位於靠近門驅動齒輪的端部的每個齒的齒深相對於所 述齒中的其它齒增加。另外，位於齒條的端部的齒的齒深或位於靠近齒條 的每個端部的齒的齒深相對於所述齒中的其它齒增加。然後，此結構傾向 於在空氣混合門的滑動路徑的末端將空氣混合門沿垂直於空氣混合門的 滑動方向的方向移動，並且其中並沒有公開用於提高出口空氣溫度的可操 作性能的齒輪機構的機構。發明內容本發明旨在解決現有技術中的上述缺點。相應地，本發明的一個目標 在於提供一種具有門驅動機構的車輛用的空調系統，其允許表示從動側齒 輪的操作角度和驅動側齒輪的操作角度之間的關係的特性線的設計具有 更高的自由度。更具體地說，本發明的另一個目標是提供一種具有門驅動齒輪機構的 車輛用的空調系統，其能夠提高出口空氣溫度的控制特性。為了實現本發明的上述目的，其提供一種車輛用空調系統，其包括箱、 門裝置和門驅動機構。該箱將空氣導向車輛的乘客廂。門裝置用於控制箱 中的空氣的流動。門驅動機構驅動所述門裝置。該門驅動機構包括驅動側 齒輪和從動側齒輪。驅動側齒輪包括具有多個齒的有齒部分。從動側齒輪 包括有齒部分，其具有多個齒並且與驅動側齒輪的有齒部分相嚙合。從動 側齒輪鄰接到門裝置，並且在驅動側齒輪轉動時被轉動，以驅動所述門裝 置。驅動側齒輪的有齒部分的節圓半徑在驅動側齒輪的預定圓周方向逐漸 地變化。從動側齒輪的有齒部分與驅動側齒輪的有齒部分的節圓半徑的變 化相一致地逐漸地變化。根據本發明的一方面，提供了一種車輛空調系統，包括用於將空 氣導向車輛的乘客廂的箱(11);用於控制箱(11)中的空氣的流動的門裝置(18);以及驅動門裝置(18)的門驅動機構(28、 30、 31)， 其中所述門驅動機構(28、 30、 31)包括包括有齒部分(30x)的驅 動側齒輪(30)，該有齒部分(30x)包括多個齒(30y);包括有齒部 分(31x)的從動側齒輪(31)，該有齒部分(31x)包括多個齒(31y) 並且與驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x)相嚙合；所述從動側齒輪(3 1)連接到門裝置(18)，並且在驅動側齒輪(30)轉動時被轉動以驅動 所述門裝置(18);驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x)的節圓半徑在 驅動側齒輪(30)的預定圓周方向逐漸地變化；以及從動側齒輪(31) 的有齒部分(31x)的節圓半徑與驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x) 的節圓半徑的變化、相一致地逐漸地變化，其中驅動側齒輪(30)的 外圓周部分具有螺旋形狀；以及從動側齒輪(31)具有扇形形狀。


參照下述說明、附屬的權利要求以及相應的附圖，本發明及其其它目 標、特徵和優點將得到更加清楚、明確地理解，其中附圖中-
圖1是根據本發明的一個實施方式的空氣調節主單元的橫截面圖； 圖2是根據上述實施方式中在最大冷卻操作時的空氣混合門驅動齒 輪機構的前視圖；圖3是根據上述實施方式中在最大加熱操作時間的空氣混合門驅動齒輪機構的前視圖；圖4是上述空氣混合門驅動齒輪機構的齒輪的部分放大視圖；圖5是先前提出的空調系統的空氣混合門驅動齒輪機構的前視圖；圖6是顯示本發明的實施方式的齒輪機構的操作與先前提出的空調系統的齒輪機構的操作的特性曲線圖；以及圖7是顯示根據本發明的實施方式的出口空氣溫度以及先前提出的空調系統的出口空氣溫度的特性曲線圖。
具體實施方式
下面將參照附圖1-3對本發明的實施方式進行說明。圖1示出了本發 明的車輛空調系統的乘客廂空氣調節單元的空氣調節主單元10的橫截面 圖。本發明實施方式中的乘客廂空氣調節單元包括空氣調節主單元10和 送風單元(圖中未示出)。送風單元將空氣吹送到空氣調節主單元10中。 在圖1至圖3中，前、後、頂部和底部方向的箭頭表示在車輛中安裝空氣 調節主單元10時的對應方向。空氣調節主單元IO沿乘客廂的橫向中心(即乘客廂的左一右方向的 中心)設置在車輛的乘客廂的前儀錶板的後端。送風單元在前乘客座位出 從乘客廂的橫向中心偏移，該乘客座位位於乘客廂的一側。如現有技術中所公知，送風單元包括內部空氣/外部空氣轉換箱和送 風機。吸入到送風機的空氣通過設置在內部空氣/外部空氣轉換箱中的內部 空氣^卜部空氣轉換門的操作，以藉助於外部空氣吸入口和內部空氣吸入口 的開啟和關閉操作在外部空氣和內部空氣之間進行轉換。然後，吸入到送 風單元中的空氣通過送風機被吹送到空氣調節主單元10中。送風機為電 動離心式送風機，其通過電動機進行驅動。下面將對空氣調節主單元10進行詳細地說明。空氣調節主單元10包 括樹脂箱ll，其形成空氣通道。箱ll由兩個箱部分構成。此兩個箱部分沿位於車輛的左右方向(沿車輛的橫向方向)的箱11的中心的分割面進 行分割，並且通過適當的固定裝置(圖中未示出)，例如由金屬彈簧材料 製成的螺釘或夾子連接在一起。空氣吸入空間12形成在箱11的最前端部分，並且接收通過送風機吹 送的空氣。輸送到空氣吸入空間12中的空氣在箱11中從車輛前端流入到 車輛的後端。箱11容納沿空氣流的上遊端至下遊端的順序串聯的蒸發器13和熱芯 14。如現有技術中所公知，蒸發器13是冷卻熱交換器，其中空調系統的 製冷循環的低壓致冷劑吸收熱量，並且蒸發，以使從送風單元吹送到箱1 1中的被吹送的空氣冷卻。排出出口 lla設置在箱ll的底部，其位於蒸發 器13的下面，以將冷卻水從箱11中排出。加熱芯體14為熱交換器，在此箱11中的被吹送的空氣利用流經加熱 芯體14的熱流體(發動機冷卻劑)進行加熱。冷空氣通道15形成在箱1 1中的加熱芯體14的上遊端。經過蒸發器13的空氣流經冷空氣通道15， 同時旁路通道加熱芯體14。在箱11中，熱空氣進口通道16形成在冷空氣通道15下面。熱空氣 進口通道16是將流經蒸發器13的空氣(冷空氣)b輸送到加熱芯體14 的通道。熱空氣出口通道17形成在加熱芯體14的上遊端(車輛後端)。 流經加熱芯體14的熱空氣c通過熱空氣出口通道17向上流動。空氣混合門18設置在蒸發器13和加熱芯體14之間。空氣混合門18 由板形門製成，其固定到轉動軸19上以與轉動軸19 一起轉動。轉動軸1 9繞冷空氣通道15的下端,即繞加熱芯體14的頂端沿車輛的左右方向，並 且通過箱11的左右側壁面可轉動地支撐。空氣混合門18具有比冷空氣通道15的通道開口橫截面積和熱空氣進 口通道16的通道開口橫截面積大的門表面面積，這樣，空氣混合門18能 夠有效地開啟和關閉冷空氣通道15和熱空氣進口通道16。空氣混合空間 20設置在箱11中的加熱芯體14的上面，以混合流經冷空氣通道15的冷 空氣"a"和從熱空氣出口通道17輸送的熱空氣"c"。在箱11中，多個排放開口 21—23設置在位於箱11的上端的蒸發器 13的車輛後端上。流經空氣混合空間20的調節空氣輸送到排放開口 21 — 23。排放開口21—23包括除霜器端開口21、面部端開口22和腳部端開口 23。除霜器端開口 21開在箱11的頂表面上，並且通過除霜器通道(圖中 未示出)與除霜器排放出口 (圖中未示出)相連通。調節空氣從除霜器排 放出口向車輛的前玻璃(車輛風擋)的乘客廂側內表面排放。除霜器端開 口 21通過除霜器側門24進行開啟和關閉。面部端開口 22在除霜器端開口 21的車輛後端上箱11的頂表面上開 口。面部端開口22通過面部端通道(圖中未示出)與面部端排放出口 (圖 中未示出)相連通。調節空氣從面部端排放出口向坐在前面座位上的車主 的車輛前側的身體的上半部分排放。面部端開口 22通過面部端門25進行 開啟和關閉。面部側門25和除霜器側門24中的每一個由可轉動板形門制 成。腳部端開口 23分別在箱11的左右側壁面上開口，並且沿位於熱交換 器14上的垂直位置定位，在此垂直位置空氣混合空間20定位在箱11中。 腳部端開口 23中的每個通過對應的腳部端通道與對應的腳部端排放出口 (圖中未示出)相連通。調節空氣從腳部端排放出口向相應的前端車主的 腳部排放。左右腳部端開口 23分別通過左右腳部端門26進行開啟和關閉。每個腳部端開口 23呈扇形形狀，並且對應的腳部端門26也呈扇形形 狀。當扇形的腳部端門26繞轉動軸27沿箱11中左右側壁面中的相應一 個轉動時，相應的腳部端開口23通過腳部端門26進行開啟和關閉。由圖 1中實線所示的腳部端門26的位置顯示出了腳部端開口 23的完全關閉位 置。上述門24—26用作排放模式門並且通過對應的連接機構(圖中未示 出)連接到共同排放模式轉換機構(圖中未示出)以實現這些門24 — 26 的整體操作。排放模式轉換機構由例如採用伺服電機的驅動器機構製成。下面，將參照圖2—圖3對驅動空氣混合門18的門驅動機構進行說 明。圖2示出了最大製冷狀態，其中空氣混合門18設置成完全開啟冷空 氣通道15，並且完全關閉熱空氣進入通道16。在圖2和圖3中，在設置 在箱11中的左右側壁面的部件中，伺服電機28由點劃線示出，主動側齒 輪30和從動側齒輪31中的每一個由對應的實線表示。另外，如圖2和圖 3所示，設置在箱ll中的部件中的每一個由對應的點劃線表示。
門驅動機構包括伺服電機28，其為電驅動器。伺服電機28設置到箱 U的左右側壁面中的一個的外表面上，位於空氣混合門18的轉動軸19 的車輛前側的位置上。伺服電機28的殼體通過緊固裝置例如螺釘固定到 左右側壁面中的對應一個上。預定空間設置在伺服電機28的殼體和殼體1 l的對應側壁面上，以容納驅動側齒輪30。伺服電機28的輸出軸(驅動軸)29平行於空氣混合門18的轉動軸1 9沿車輛的左右方向延伸。輸出軸29從伺服電機28的殼體向上述限定在 伺服電機28和箱11的側壁面之間的空間突出。主動側齒輪30整體固定 到輸出軸29上的突出端，這樣輸出軸29和驅動側齒輪30整體地轉動。與主動側齒輪30相嚙合的從動側齒輪31整體地固定到空氣混合門1 8的轉動軸19上。更具體地說，轉動軸19的一端從箱11的側壁面向外突 出，從動側齒輪31整體地固定到轉動軸19的一個端部，以與轉動軸19 一起整體地轉動。主動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個都由樹脂模製而成，並且 形成為主動側齒輪30和從動側齒輪31的節圓半徑(即主動側齒輪30和 從動側齒輪31的所在的節圓的半徑)從一個周緣側到另一個周緣側連續 地和逐漸地變化。下面將對每個齒輪30、 31的形狀予以詳細說明。主動側齒輪30包括 具有多個齒30y的有齒部分30x,並且主動側齒輪30的有齒部分30x的節 圓半徑從一個圓周側到另一個圓周端連續地和逐漸地變化，同時保持其恆 定的齒模數。類似地，從動側齒輪31包括具有多個齒30y的有齒部分30 x,並且從動側齒輪31的有齒部分30x的節圓半徑從一個圓周側到另一個 圓周端連續地和逐漸地變化，同時保持其恆定的齒模數。如圖4中的標號J所示，齒輪30、 31的節圓為位於齒30y，31y的頂部 區域K和底部區域L之間的、通過齒輪30、 31的每個齒30y,31y的徑向 中間點的假想圓(通過位於或環繞每個齒的齒深M的點的假想圓)。節 圓用於確定齒輪30、 31的每個齒30y，31y的圓周間距P。齒模數m是顯 示齒的尺寸的參數，並且被限定為m-d/z,其中"d"為節圓J的直徑，而 "z"為齒30y,31y的數量。在齒輪30的一個圓周側，驅動側齒輪30具有最小節圓半徑點(最大
加熱端部分)30a,其限定為齒輪30的節圓半徑為最小值的點。另外，在齒 輪30的另一圓周側，驅動側齒輪30具有最大節圓半徑點(最大製冷位置 側部分)，其限定為齒輪30的節圓半徑為最大值的點。齒輪30的節圓半 徑從最小節圓半徑點30a到最大節圓半徑點30b連續地和逐漸地增加。如上所述，驅動側齒輪30形成為節圓半徑從一個圓周側到另一個圓 周側連續地和逐漸地增加。這樣，通過驅動側齒輪30的每個齒的頂部區 域的假想線為螺旋形。也就是說，驅動側齒輪30的外圓周部分呈螺旋形。在本實施方式中的驅動側齒輪30中，其中沒有形成齒的無齒圓滑弧 形外圓周部分30c沿圓周方向從最大節圓半徑點30b向最小節圓半徑點3 Oa端延伸、遠離有齒部分30x。阻擋器表面30d沿弧形外圓周表面的圓周 端形成，並且沿驅動側齒輪30的徑向方向延伸。從動側齒輪31總體上具有扇形形狀。在扇形的樞軸或基部，旋轉軸 19整體地固定到從動側齒輪31上。從動側齒輪31的節圓半徑以對應於驅 動側齒輪30的節圓半徑31的變化方式逐漸地變化。更具體地說，從動側齒輪31的最大節圓半徑點(最大加熱位置側部 分)31a設置在從動側齒輪31的一個圓周側上，從動側齒輪31的最小節 圓半徑點(最大製冷位置側部分)31b設置在從動側齒輪31的另一圓周側 上。從動側齒輪31的節圓半徑從最大節圓半徑點31a到最小節圓半徑點3 lb逐漸地減小。在本實施方式的驅動側齒輪30和從動側齒輪31的每個側齒輪中，節 圓半徑以預定的變化率從一個圓周側向另一圓周側逐漸地變化。即，齒輪 30的節圓半徑以恆定的變化率變化。在圖2中的最大製冷狀態中，驅動側齒輪30的最大節圓半徑30b與 從動側齒輪31的最小節圓半徑31b相嚙合。這樣，在最大製冷狀態中， 驅動側齒輪的30的節圓半徑變成最大半徑Rl，並且從動側齒輪31的節 圓半徑變成最小半徑rl。這樣，在此狀態下，節圓半徑的比率為rl/Rl。與之相對，在圖3中的最大加熱狀態下，驅動側齒輪30的最小節圓 半徑30a與從動側齒輪31的最大節圓半徑31a相嚙合。這樣，在最大加 熱狀態中，驅動側齒輪的30的節圓半徑變成最小半徑R2，並且從動側齒 輪31的節圓半徑變成最大半徑r2。這樣，在此狀態下，節圓半徑的比率
為r2/R2。從圖2和圖3中可得知，其滿足rl/RK r2/R2。在圖3中所示的最大加熱的時間，沿從動側齒輪31的徑向方向延伸 的從動側齒輪31的最大節圓半徑點31a側圓周端表面與驅動側的齒輪30 的阻擋器表面30d相接觸。在本實施方式中，伺服電機28的轉動量通過由車主產生的手動操作 信號進行調整。更具體地說，通過車主手動調節的溫度調整操作部件設置 在形成在靠近車輛儀錶板的空氣調節控制面板。伺服電機28的轉動量通 過基於電信號的電機驅動電路(圖中未示出)進行調整，此電信號對應於 溫度調整操作部件的溫度操作量。溫度調整操作部件由撥號或槓桿操作部 件製成。下面將對本發明實施方式的具體操作進行說明。當空氣調節控制面板 (圖中未示出)被手動設置到最大加熱狀態時，基於對應於溫度調節操作 部件的最大加熱位置的電信號，伺服電機28被轉動到對應的轉動位置， 該位置對應於溫度調節操作部件的最大加熱位置。這樣，驅動側齒輪30 的操作角度變成圖6中對應於最大加熱位置的操作角度6 lh。相應地，從 動側齒輪31的操作角度變成圖6中的操作角度9 2h，其對應於最大加熱 位置。在此方式中，驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個固定在圖3 中的對應旋轉位置，並且空氣混合門18被驅動到最大加熱位置(由圖3 中點劃線所顯示的位置和圖1中點劃線所顯示的位置)。在最大加熱位置，冷空氣通道15通過空氣混合門18被完全關閉，而 熱空氣進口通道16被完全開啟。這樣，被送風單元吹送並且通過蒸發器1 3的全部被吹送的空氣經過保持在完全開啟狀態的熱空氣進口通道16被 輸送到加熱芯體14中。由此，全部被吹送的空氣通過加熱芯體14被加熱，從而變成熱空氣。 然後，此熱空氣經過加熱芯體14的下遊端的熱空氣出口通道17向空氣混 合空間20流動。在冬季的加熱操作過程中，用於開啟腳部端開口23的腳 部模式通常被選擇。這樣，空氣混合空間20中的熱空氣從每個對應的腳 部端開口 23向車主的腳部排放，以加熱乘客廂。空氣調節控制板(圖中未示出)的溫度調節操作部件被手動地從最大
加熱位置移動到溫度控制範圍，以控制被排放到乘客廂中的空氣的溫度(以下稱為出口空氣溫度)時，伺服電機28被轉動以沿圖3中的順時針方 向F轉動。因此，從動側齒輪31沿圖3中的逆時針方向G與空氣混合門 18—起被轉動。在此方式中，空氣混合門18開啟冷空氣通道15。這樣，通過冷空氣 通道15的冷空氣和通過進口通道16和熱空氣出口通道17的(總體上稱 作熱空氣通道)的熱空氣在空氣混合空間20中混合，以產生所需溫度的 調節空氣，所述調節空氣然後被從排放開口，例如腳部端開口 23排放進 入乘客廂中。下面，當空氣調節控制板(圖中未示出)的溫度調節控制部件被手動 地設置到最大製冷位置時，基於對應於溫度調節操作部件的最大製冷位置 的電信號，伺服電機28被轉動到對應的轉動位置，該轉動位置對應於溫 度調節操作部件的最大製冷位置。在此方式中，驅動側齒輪30的操作角 度變成圖6中對應於最大製冷位置的操作角度e lc。相應地，從動側齒輪 31的操作角度變成圖6中對應於最大製冷位置的操作角度6 2c。在此方式中，驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個被固定在圖 2中的對應轉動位置中，由此，空氣混合門18被驅動到最大製冷位置(由 圖2中的點劃線所顯示的位置和由圖1中的實線所顯示的位置)。在最大製冷位置，熱空氣進口通道16通過空氣混合門18被完全關閉， 並且冷空氣通道15被完全開啟。由此，通過送風單元吹送的全部被吹送 的風經過蒸發器13，並被冷卻以形成冷空氣。然後，此全部冷空氣經過冷 空氣通道15流向空氣混合空間20 —側。在夏季冷卻操作過程中，用於開啟面部端開口 22的面部模式通常被 選擇。由此，在空氣混合空間20中的冷空氣從面部端開口22向車主的身 體的上半部分排放以冷卻乘客廂。當驅動側齒輪30沿圖2中的逆時針方向H被從圖2所示的最大製冷 位置轉動時，從動側齒輪31沿圖2中的順時針方向與空氣混合門18 —起 轉動。這樣，熱空氣進口通道16被開啟以移動進入到溫度控制範圍中。下面，將對空氣混合門18的驅動齒輪機構進行說明。在本發明實施 方式中，驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個的節圓半徑從一個圓
周側到另一個圓周側逐漸地變化。另外，在最大製冷狀態下，驅動側齒輪30的節圓半徑被設定到最大半徑R1，而從動側齒輪31的節圓半徑被設置 到最小節圓半rl。此外，在最大加熱狀態下，驅動側齒輪30的節圓半徑 被設定到最小半徑R2，而且從動側齒輪31的節圓半徑被設定到最大半r2。由此，最大加熱狀態的節圓半徑比率(r2/ R2)大於最大製冷狀態下 的節圓半徑比率(rl/ Rl)。結果，從動側齒輪31的操作角度的變化相對 於驅動側齒輪30的操作角度的變化與圖6中的特性線B相一致。具體地 說，特性線B相對於圖5中所示的先前提出的空調系統的比較直線特性線 A向上凸起地彎曲。根據本發明實施方式的特性線B，在最大加熱狀態周圍的範圍中，從 動側齒輪31的操作角度的變化量相對於驅動側齒輪30的操作角度的變化 量與最大製冷狀態側範圍相對設置得小一些。結果，在最大加熱狀態周圍 的範圍中，空氣混合門18的操作角度的變化量相對於驅動側齒輪30的操 作角度的變化量設置得小。在此方式中，當空氣混合門18被從最大加熱狀態移動到溫度控制範 圍側時，冷卻通道15的通道開口橫截面積的增加率被限定，以限制出口 空氣溫度的急劇增加。結果，根據本實施方式，如圖7中的特性線D所示， 出口空氣溫度相對於驅動側齒輪30的操作角度的控制特性線能夠被設置 成近似理想的特性線E，以改善溫度控制特性線。另外，根據本實施方式，溫度控制特性線通過變更齒輪30、 31的形 狀而得到改善，這樣，驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個的節圓 半徑從一個圓周側到另一個圓周側逐漸地產生變化。由此，本實施方式不 需要增加例如輔助連接機構。上述實施方式可以按照下述方式進行變更。(1)在上述實施方式中，驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個 的節圓半徑從一個圓周側到另一個圓周側逐漸地產生變化。然而，本發明 並不僅限於此方式。例如，節圓半徑的變化率並不需要保持恆定。節圓半 徑的變化率可以基於從動側齒輪31的需求操作角度變化特性線產生變化。更具體地說，在驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個的最大加 熱側端和最大製冷側端之間的中間範圍中，節圓半徑的變化率可能會增 加，這樣，從動側齒輪31的操作角度的變化相對於驅動側齒輪30的操作 角度的變化被彎曲。另外，在上述實施方式中，齒輪30、 31的齒輪30y,31y中的每一個 的節圓半徑與齒輪30、 31的齒輪30y，31y中的相鄰一個的節圓半徑不同。 可替代地，參見圖2，每個齒輪30、 31的齒30y，31y中的三個可能作為具 有預定節圓半徑的第一組30yl,31yl，而齒輪30、 31的齒30y,31y中的接 下來的三個作為第二組30y2，31y2，其具有與第一組30yl,31yl的預定節圓 半徑不相同的預定節圓半徑。(2) 在上述實施方式中，驅動側齒輪30的節圓半徑從驅動側齒輪30的一個圓周側到另一個圓周側連續地和逐漸地變化。可替代地，驅動側 齒輪30的節圓半徑可能僅僅在驅動側齒輪30的特定圓周部分中逐漸地變 化，而從動側齒輪31的節圓半徑可能僅在從動側齒輪31的特定圓周部分 逐漸地變化，上述特定圓周部分對應於驅動側齒輪30的特定圓周部分。例如，在驅動側齒輪30和從動側齒輪31中的每一個的最大加熱側端 的位置或附近位置的範圍中，驅動側齒輪30的節圓半徑可以設置得小， 而從動側齒輪31的節圓半徑可以設置得大。(3) 在上述實施方式中，己經對驅動空氣混合門18的驅動齒輪機構 進行了說明。然而，本發明可以應到任何其它適合門，例如送風單元的內 部空氣/外部空氣轉換門(圖中未示出)。在此例中，在設定內部空氣/外 部空氣混合模式時，在此模式中，通過的操作內部空氣/外部空氣轉換門內 部空氣和外部空氣同時被引導進入，通過本發明的驅動齒輪機構，設置內 部空氣和外部空氣之間的混合比率的自由度得到提高。(4) 在上述實施方式中，其中沒有形成齒的無齒圓滑弧形外圓周表面 30c從最大節圓半徑點30b向最小節圓半徑點30a —側延伸。然而，應當 理解此機構僅僅是一個實施例。因此應當理解，驅動側齒輪30可以形成 為不形成圓滑弧形外圓周表面30c。本領域的普通技術人員應當容易地理解本發明的其它優點和變更形 式。本發明在其更廣泛的意義上說不僅限於上述顯示和說明的具體細節、 代表性裝置和示例性實施例。
權利要求
1.一種車輛空調系統，包括用於將空氣導向車輛的乘客廂的箱(11)；用於控制箱(11)中的空氣的流動的門裝置(18)；以及驅動門裝置(18)的門驅動機構(28、30、31)，其中所述門驅動機構(28、30、31)包括包括有齒部分(30x)的驅動側齒輪(30)，該有齒部分(30x)包括多個齒(30y)；包括有齒部分(31x)的從動側齒輪(31)，該有齒部分(31x)包括多個齒(31y)並且與驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x)相嚙合；所述從動側齒輪(31)連接到門裝置(18)，並且在驅動側齒輪(30)轉動時被轉動以驅動所述門裝置(18)；驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x)的節圓半徑在驅動側齒輪(30)的預定圓周方向逐漸地變化；以及從動側齒輪(31)的有齒部分(31x)的節圓半徑與驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x)的節圓半徑的變化相一致地逐漸地變化，其中驅動側齒輪(30)的外周部分具有螺旋形狀；以及從動側齒輪(31)具有扇形形狀。
2. 根據權利要求1所述的車輛空調系統，其還包括容納在箱(11) 中並用於加熱箱(11)中的空氣的加熱用熱交換器(14)，其中-所述箱(11)包括冷空氣通道(15)，其用於導引旁路通過加熱用熱交換器(14) 的冷空氣；熱空氣通道(16、 17)，其用於導引通過加熱用熱交換器(14) 的空氣；以及排放開口 (21—23)，其用於將空氣排放到車輛的乘客廂中； 所述排放開口 (21—23)用於排放下述空氣之一 流經冷空氣通道(15)的冷空氣；通過加熱用熱交換器(14)進行加熱並且流經熱空氣通道(16、 17)的熱空氣；以及流經冷空氣通道(15)的冷空氣和流經熱空氣通道(16、 17) 的熱空氣的混合物；通過從動側齒輪(31)的轉動，所述門裝置(18)在最大製冷位置 和最大加熱位置之間被驅動，以調節經冷空氣通道(15)傳導的冷空氣 和經熱空氣通道(16、 17)傳導的熱空氣之間的流量比率；在最大製冷位置，所述門裝置(18)完全開啟冷空氣通道(15)並 且完全關閉熱空氣通道(16、 17);在最大加熱位置，所述門裝置(18)完全關閉冷空氣通道(15)並 且完全開啟熱空氣通道(16、 17);當門裝置(18)被定位在最大加熱位置時，與從動側齒輪(31)的 有齒部分(31x)的最大加熱位置側部分(31a)相嚙合的驅動側齒輪(3 0)的有齒部分(30x)的最大加熱位置側部分(30a)的節圓半徑被設置 成比當門裝置(18)被定位在最大製冷位置時與從動側齒輪(31)的 有齒部分(31x)的最大製冷位置側部分(31b)相嚙合的驅動側齒輪(3 0)的有齒部分(30x)的最大製冷位置側部分(30b)的節圓半徑小；以 及從動側齒輪(31)的最大加熱位置側部分Gla)的節圓半徑大於 從動側齒輪(31)的最大製冷位置側部分(31b)的節圓半徑。
3. 根據權利要求2所述的車輛空調系統，其中驅動側齒輪(30)的有齒部分(30x)的節圓半徑在驅動側齒輪(30) 的最大製冷位置側部分(30b)和驅動側齒輪(30)的最大加熱位置 側部分(30a)之間連續地和逐漸地變化；以及從動側齒輪(31)的有齒部分(31x)的節圓半徑在從動側齒輪(31) 的最大製冷位置側部分(31b)和從動側齒輪(31)的最大加熱位置 側部分(31a)之間連續地和逐漸地變化。
4. 根據權利要求1所述的車輛空調系統，其中:所述門裝置(18)包括可繞轉動軸(19)轉動的板狀門(18);以及所述從動側齒輪(31)被固定到門裝置(18)的轉動軸(19)上。
5. 根據權利要求1所述的車輛空調系統，其中-所述門驅動機構(28、 30、 31)還包括驅動伺服電機(28)，其中所述驅動側齒輪(30)被固定到伺服電機(28)的輸出軸(29)上。
6. 根據權利要求2所述的車輛空調系統，其中 驅動側齒輪(30)還包括-從驅動側齒輪(30)的最大製冷位置側部分(30b)沿預定的圓周方 向延伸的無齒平滑弧形外周表面(30c)，在此處驅動側齒輪(30)的有 齒部分(30x)的節圓半徑為最大值；以及阻擋器表面(30d)，所述阻擋器表面(30d)沿驅動側齒輪(30) 的徑向方向延伸並形成於無齒平滑弧形外周表面(30c)的一個圓周端部 中，其與驅動側齒輪(30)的最大製冷位置側部分(30b)分離開；以及沿從動側齒輪(31)的徑向方向延伸的從動側齒輪(31)的圓周端 表面(31c)在所述門裝置(18)的最大加熱位置中與驅動側齒輪(30) 的阻擋器表面(30d)相接觸。
7. 根據權利要求1所述的車輛空調系統，其中驅動側齒輪(30)的多個齒(30y)中的每一個的節圓半徑與驅動側 齒輪(30)的多個齒(30y)中的相鄰一個的節圓半徑不相同；而且從動側齒輪(31)的多個齒(31y)中的每一個的節圓半徑與從動側 齒輪(31)的多個齒(31y)中的相鄰一個的節圓半徑不相同。
8. 根據權利要求1所述的車輛空調系統，其中 驅動側齒輪(30)的多個齒(30y)包括具有預定節圓半徑的第一組齒(30yl);以及第二組齒(30y2)，其設置成緊接第一組齒(30yl)之後，並具有與第一組齒G0yl)的預定節圓半徑不相同的預定節圓半徑；而且 從動側齒輪(31)的多個齒(31y)包括具有預定節圓半徑的第一組齒(31yl);以及第二組齒(31y2)，其設置成緊接從動側齒輪(31)的第一組齒(31yl)之後，並具有與從動側齒輪(31)的第一組齒(31yl)的預定節圓半徑不相同的預定節圓半徑。
9. 根據權利要求1所述的車輛空調系統，其中-驅動側齒輪(30)和從動側齒輪(31)中的每一個由樹脂模製而成。
全文摘要
本發明提供一種具有門驅動機構的車輛用系統系統。空氣混合門(18)的驅動機構的驅動側齒輪(30)的節圓半徑從最大加熱位置端部分(30a)到最大製冷位置端部分(30b)連續地和逐漸地增加。驅動機構的從動側齒輪(31)的節圓半徑從最大製冷位置側部分(31b)到最大加熱位置端部分(31a)連續地和逐漸地增加。
文檔編號B60Q1/32GK101152849SQ20071018733
公開日2008年4月2日 申請日期2004年11月10日 優先權日2003年11月13日
發明者可知道浩 申請人:株式會社電裝