JP2010042735A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロアから流れ込んでくる空気によるユニットハウジングでの騒音発生を抑えることのできる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ユニットハウジング５０Ｈの入口流路部５２に、送風部２２から伝播された圧力波を開口部５２ｃに向けて反射する反射面６０Ａを設けることで、送風部２２から伝播された圧力波が送風部２２側に反射して戻るのを回避する。これにより、ユニットハウジング５０Ｈ内において、例えばディフューザ部５１における流路断面積の変化によって、送風ユニット２０から送風された空気の流れにディフューザ部５１の内壁面からの剥離等に起因して、圧力変動が発生しても、その圧力波の反射による干渉を発生するのを防ぎ、圧力変動に起因する騒音の発生を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブロアから送風される空気を、ディフューザ部を経てエバポレータに導いて流通させるユニットハウジングを備えた車両用空調装置に関する。

空気流路を形成するユニットハウジング内に、空気流れ方向に沿ってエバポレータとヒータコアとが順次配設され、エバポレータで冷却された空気がヒータを通過する量とバイパスする量との割合をエアミックスダンパにより調節して、複数の吹き出し口から車内に吹き出す空気温度を制御する空調ユニット（ＨＶＡＣ（Heating, Ventilating and Air-Conditioning）ユニット）に対して、車両の左右方向にオフセット配置されたブロアから車外空気または車内空気を吸い込んで空調ユニットに送風する構成の車両用空調装置が実用化されている。
このような車両用空調装置では、ブロアから送風される空気は、ユニットハウジングに形成されているディフューザ部を経てエバポレータ入口流路に導かれ、エバポレータ入口流路において方向転換されてエバポレータに向けて流通する（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−３０９３２０号公報

上記のような車両用空調装置において、ブロアから空気が流れ込んでくるユニットハウジングにおいて、特定周波数の騒音が突出して生じることがある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ブロアから流れ込んでくる空気によるユニットハウジングでの騒音発生を抑えることのできる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的のもとに本発明者らが鋭意検討を行ったところ、騒音は、以下のようにして発生すると想定された。すなわち、
１）ユニットハウジング内において、例えばディフューザ部における流路断面積の変化によって、ブロアから送風された空気の流れに、ディフューザ部内壁面からの剥離等に起因した圧力変動が発生。
２）圧力変動による圧力波が下流側に伝播。
３）圧力波が、送風方向前方に位置するユニットハウジング内壁面で反射。
４）反射波が圧力波と干渉。また、反射波が１）の圧力変動発生箇所に到達。
５）圧力変動の発生を励起。
という、フィードバックループによるものである。またもちろん、圧力波と反射波との直接的な干渉も考えられる。これらは、圧力変動と、反射波の周波数および位相が一致した場合に生じる。

これまで、ブロアから送風され、ユニットハウジングのエバポレータ入口流路において方向転換されてエバポレータに向けて流通する空気の風速分布の均一化を図ることを目的として、ユニットハウジングの内壁面を階段状に形成した技術は提案されている（例えば、特開２００２−１４４８４８号公報、特開２００３−２１１９３６号公報参照。）。
しかし、これらの技術においては、階段状となったユニットハウジングの内壁面は、ブロアからの送風方向に正対しており、その反射波はブロアに向かって反射することになり、騒音発生という観点においては特に有効な効果は得られない。

そこでなされた本発明の車両用空調装置は、車外空気または車内空気を吸い込んで下流側に送風する送風ユニットと、送風ユニットから送風された空気を熱交換器により温調して車室内に吹き出す空調ユニットと、を備え、空調ユニットは、送風ユニットから送風される空気を、送風ユニットからの送風方向に対して、側方にオフセットされて配置された熱交換器に導くユニットハウジングを備え、ユニットハウジングは、送風ユニットから送風される空気を、熱交換器側に反射させる反射面が形成されていることを特徴とする。
このように、反射面により、送風ユニットから送風される空気を、熱交換器側に反射させることで、送風ユニットから送り出された風が送風ユニット側に反射して戻るのを回避できる。

このため、反射面は、送風ユニットからユニットハウジング内への送風方向に直交する面に対し、熱交換器側に傾斜させるのが好ましい。
また、反射面は、ユニットハウジング内方に向かって凸となる湾曲面とすることもできる。

ユニットハウジング内周面に、送風ユニットからの送風方向に沿って連続し、熱交換器側に凸となる凸状壁を形成し、凸状壁を、その断面積が、送風方向の上流側から下流側に向けて漸次拡大する楔状とすることもできる。

本発明によれば、反射面により、送風ユニットから伝播される圧力波を、熱交換器側に反射させることで、送風ユニットから伝播された圧力波が送風ユニット側に反射して戻るのを回避できる。これにより、ユニットハウジング内において圧力変動が発生しても、その圧力波の反射による干渉を発生するのを防ぎ、圧力変動に起因する騒音の発生を抑制することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における車両用空調装置１０の構成を説明するための図である。
図１に示すように、車両用空調装置１０は、車外空気または車内空気を吸い込んで下流側に送風する送風ユニット２０と、エバポレータ（熱交換器）３０およびヒータコア４０（熱交換器）を収容して、送風ユニット２０から送風された空気を温調して車室内に吹き出す空調ユニット５０と、を備える。

送風ユニット２０は、ファン２１ａが内蔵されたブロア２１と、ファンの旋回によってブロア２１から接線方向に風を送り出す送風部２２とを備える。

空調ユニット５０のユニットハウジング５０Ｈは、両端が開口しており、一端が送風部２２に連結され、他端にエバポレータ３０およびヒータコア４０が収容されている。ユニットハウジングは、送風部２２に連結されたディフューザ部５１と、ディフューザ部５１を経た風をエバポレータ３０およびヒータコア４０に導く入口流路部５２とを備える。
ここで、エバポレータ３０およびヒータコア４０は、それぞれ矩形パネル状をなしており、送風部２２からの送風方向（図１中、矢印Ａ方向）に平行な面に沿って、かつ送風部２２の中心から側方にオフセットして配置されている。

図２（ａ）に示すように、ディフューザ部５１は、送風部２２側から入口流路部５２側に向けて、その断面積が漸次拡大するよう形成されている。ディフューザ部５１の断面積の拡大方向は、エバポレータ３０およびヒータコア４０の高さ方向に一致している。

入口流路部５２は、送風部２２から送り出された風を、エバポレータ３０およびヒータコア４０に当てるため、その流れの方向を変える機能を有する。
このため、入口流路部５２は、エバポレータ３０およびヒータコア４０に沿った上下の壁面５２ａ、５２ｂと、エバポレータ３０およびヒータコア４０が固定される矩形の開口部５２ｃと、開口部５２ｃに対向し、ディフューザ部５１から連続して形成された壁面５２ｄと、を有する。
開口部５２ｃは、エバポレータ３０およびヒータコア４０の高さおよび幅寸法に応じた、長さ、高さを有している。

ここで、壁面５２ｄにおいて、送風方向Ａの上流側は、送風部２２からの送風方向Ａに沿っており、送風方向Ａの下流側には、図２（ｂ）に示すように、送風部２２から送り出された風を開口部５２ｃに向けて反射する反射面６０Ａが形成されている。
反射面６０Ａは、送風部２２からの送風方向Ａに直交する面Ｘに対し、所定の角度θ１だけ傾斜して形成され、送風部２２から伝播された圧力波を、開口部５２ｃ側に反射する。ここで、反射面６０Ａを、送風方向Ａに直交する面Ｘに対して傾斜させる角度θ１は、４５°〜８５°度程度とするのが好ましい。本実施の形態においては、この角度θ１を、例えば４５度としている。またここで、反射面６０Ａを設けるに当たって重要なことは、反射面６０Ａを傾斜させるだけでなく、反射面６０Ａの近傍において、送風部２２から送り出される風が直接当たる位置に、送風方向Ａに直交する平面を形成しないことにある。したがって、反射面６０Ａは、送風部２２から送り出される風が直接当たる領域の全域にわたって設けるのが好ましい。

このように、入口流路部５２に送風部２２から伝播された圧力波を開口部５２ｃに向けて反射する反射面６０Ａを設けることで、送風部２２から伝播された圧力波が送風部２２側に反射して戻るのを回避することができる。これにより、ユニットハウジング５０Ｈ内において、例えばディフューザ部５１における流路断面積の変化によって、送風ユニット２０から送風された空気の流れにディフューザ部５１の内壁面からの剥離等に起因して、圧力変動が発生しても、その圧力波の反射による干渉を発生するのを防ぐことができる。その結果、圧力変動に起因する騒音の発生を抑制することが可能となる。

ところで、反射面６０Ａについては、以下に示すようなバリエーションが考えられる。
図３に示すものは、壁面５２ｄにおいて、送風方向Ａの上流側に、送風方向Ａに直交する面Ｘに対して角度θ２だけ傾斜した反射面６０Ｂが形成され、送風方向Ａの下流側には、反射面６０Ｂに連続して、送風方向Ａに直交する面Ｘに対して角度θ３だけ傾斜した反射面６０Ｃが形成されている。
ここで、角度θ２＞角度θ３である。

このようにすることで、上記図１の場合と同様の効果を得ることができる。また、複数の反射面６０Ｂ、６０Ｃを連続させることで、入口流路部５２に送風部２２から伝播された圧力波を、それぞれの反射面６０Ｂ、６０Ｃで異なる角度に反射することで、より広い範囲にわたって均一に反射させることが可能となる。

なおここで、図３の例では、壁面５２ｄに、傾斜角度の異なる２つの反射面６０Ｂ、６０Ｃを形成したが、これを３つ以上とすることも可能である。また、傾斜角度の異なる多数の反射面を連続させて形成することで、いわば凹面状とすることも可能である。

図４に示すものは、壁面５２ｄにおいて、送風方向Ａの上流側は、送風部２２からの送風方向Ａに沿っており、送風方向Ａの下流側には、送風部２２から伝播された圧力波を開口部５２ｃに向けて反射する反射面６０Ｄが形成されている。
この反射面６０Ｄは、送風部２２側に向けて凸となる湾曲面によって形成されている。

このようにすることで、上記図１の場合と同様の効果を得ることができる。また、複数の反射面６０Ｄを凸状の湾曲面とすることで、送風部２２から伝播された圧力波を拡散して様々な角度に反射することで、より広い範囲にわたって均一に反射させることが可能となる。

図５に示すものは、図１の場合と同様に、壁面５２ｄは、送風方向Ａの上流側は、送風部２２からの送風方向Ａに沿っており、送風方向Ａの下流側には、送風部２２から伝播された圧力波を開口部５２ｃに向けて反射する反射面６０Ａが形成されている。
さらに、壁面５２ｄには、送風部２２からの送風方向Ａに沿って連続する凸状壁７０が形成されている。この凸状壁７０は、壁面５２ｄを底辺とした断面三角形状であり、その断面積が、送風方向Ａの上流側から下流側に向けて漸次拡大する楔状とされている。

このようにすることで、上記図１の場合と同様の効果を得ることができるのに加え、凸状壁７０により、送風部２２から伝播された圧力波を反射面６０Ａに到達するまでの間に反射することで、より広い範囲にわたって均一に反射させることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、車両用空調装置１０のユニットハウジング５０Ｈの構成を中心に説明したが、車両用空調装置１０の他の部分については、その構成を何ら限定するものではない。
また、ユニットハウジング５０Ｈの構成についても、実際においては、他の機器類との干渉を避けるために、反射面６０Ａ〜６０Ｄ、凸状壁７０を、図１〜図５に示したような完全な形状で形成できるとは限らないが、その場合においても、本願発明の主旨に沿って、送風部２２から伝播された圧力波を開口部５２ｃ側に向けて反射できるように形成する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施の形態における車両用空調装置の構成を示す平断面図である。 （ａ）は入口流路部を示す斜視図であり、（ｂ）は反射面での反射の様子を示す平面図である。 入口流路部の他の例を示す斜視図である。 （ａ）は入口流路部のさらに他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は反射面での反射の様子を示す平面図である。 入口流路部のさらに他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１０…車両用空調装置、２０…送風ユニット、２１…ブロア、２２…送風部、３０…エバポレータ（熱交換器）、４０…ヒータコア（熱交換器）、５０…空調ユニット、５０Ｈ…ユニットハウジング、５１…ディフューザ部、５２…入口流路部、５２ｃ…開口部、５２ｄ…壁面、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ…反射面、７０…凸状壁、θ１、θ２、θ３…角度

Claims (4)

1. 車外空気または車内空気を吸い込んで下流側に送風する送風ユニットと、前記送風ユニットから送風された空気を熱交換器により温調して車室内に吹き出す空調ユニットと、を備え、
   前記空調ユニットは、前記送風ユニットから送風される空気を、前記送風ユニットからの送風方向に対し側方にオフセットされて配置された前記熱交換器に導くユニットハウジングを備え、
   前記ユニットハウジングは、前記送風ユニットから送風される空気を、前記熱交換器側に反射させる反射面が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記反射面は、前記送風ユニットから前記ユニットハウジング内への送風方向に直交する面に対し、前記熱交換器側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記反射面は、前記ユニットハウジング内方に向かって凸となる湾曲面であることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
4. 前記ユニットハウジング内周面に、前記送風ユニットからの前記送風方向に沿って連続し、前記熱交換器側に凸となる凸状壁が形成され、前記凸状壁は、その断面積が、送風方向の上流側から下流側に向けて漸次拡大する楔状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用空調装置。

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