JP2010149741A - ブロワ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後席空調用の吸込口３の吸込口風向ガイド９から風を吸込み、通風抵抗が少なく高周波音の吸音効率が比較的高いブロワ装置を得る。
【解決手段】送風機２によって風を吸い込む吸込口３を有し、吸込口３と送風機２との間がダクト４で連結されている。ダクト４の内部において、送風機４に向かって開口する開口部６を備えた漏斗状のヘルムホルツの共鳴器５を備えた。共鳴器５は送風機２に向かって開口する先端の細い開口部６以外が閉塞されている。風は共鳴器５の外周から送風機２に向かって滑らかに流れ、開口部６に風が直接当たらないので笛吹き現象も生じない。
【選択図】図１

Description

本発明は、共鳴器（レゾネータ）を備えたブロワ装置に関し、特に、車両用空調装置のダクト内に空気を吸込む空調用のブロワ装置に適用して有益である。

従来、特許文献１に、ブロワ装置で発生する音の吸音を行うため、送風機の下流側の通風路壁面に共鳴器を取付けているものが記載されている。また、ヘルムホルツの共鳴器の基本原理が記載されている。

具体的には、図４のように、送風機４０と、この送風機４０から供給された空気を浄化する図示されないフィルタを有し、該フィルタは、最終出口となる清浄空気吐出口に配置されている。また、送風機４０の格納空間を図４の上方隅部に有し、下面に上記フィルタが装着される清浄空気吐出口を有する段部４１を持った筺体４２を有する。

そして、筺体４２内で送風機４０の格納空間から仕切られた圧力室４３を有する。また、圧力室４３内に形成されて送風機４０の吹出口４４から吹出された気流の方向を実質的に１８０度変化させる第１の空気流路４５を有する。

また、筺体４２内で第１の空気流路４５に連通して形成されて気流方向を実質的に最下部のフィルタに向かわせる図示されない第２の空気流路を有する。

また、送風機４０の吹出口４４に隣接する部分に形成された空気室５０及び５１と、該空気室５０及び５１の第１の空気流路４５に面した部分に形成された多数の開口部５２及び５３と、この空気室５０及び５１の多数の開口部５２及び５３を塞ぐよう設けられた吸音層５５及び５６を備える。

上記空気室５０及び５１は吹出口４４に関して非対称に形成されて、空気室５０及び５１の開口部５２及び５３を有する面は筺体４２内壁面と所定の角度をもって対向するよう配設されている。

圧力室４３内に形成された第１の空気流路４５は、送風機４０の吹出口４４から吹出された空気を下流に導く。この第１の空気流路４５の下方に形成されて該空気流路４５に面した開口部６０は、この開口部６０が連通する図示されない空気室（開口部６０下側空気室）を開口部６０の下側に有する。

送風機４０より発生した音波が上記空気室５０及び５１並びに開口部６０下側空気室に出入りする。これら空気室の吸音層により塞がれた開口部５２、５３、及び６０は音波の出入りする面となり、空気室の開口部５２、５３、及び６０に対向して設けられる空気室内壁面は音波を反射する反射面となる。

これにより、上記３つの空気室の上記反射面を節、開口部５２、５３、及び６０を腹とする波長の音波に対し吸音効果を生じる。また、開口部５２、５３、及び６０の周りに張られた吸音層が音のエネルギを運動エネルギに変換して吸音する。

また、３つの空気室は、吹出口４４に関して非対称に形成されて、空気室の開口部５２、５３、及び６０を有する面は、筺体４２の内壁面と所定の角度をもって対向するよう配設されるので、減衰させることのできる波長の範囲が広がり、低周波域の広い周波数範囲にわたり減衰効果を有する。更に、減衰量の大きい消音器が送風機４０の吹出口４４の直後に配置されるので、発生源での騒音を抑えることができるとされている。
特公平７−３３９２２号公報

この従来技術は、ブロワ装置からの吹出風の騒音に対して１００Ｈｚ付近の低周波域の騒音エネルギの消費構造を示しているものであり、吸込み側の高周波音の吸音効率を上げるには、通風路をまげて直接送風機のファンから放射される音を遮音する構造にする必要がある。ところが、曲げ箇所の増加に伴い通風抵抗が増加して送風量が低下する問題があった。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、通風抵抗が少なく、高周波音の吸音効率が高い遮音壁としても機能する消音器を搭載した吸込口を備えるブロワ装置を得ることを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、送風機（２）によって風を吸い込む吸込口（３）を有し、吸込口（３）と送風機（２）との間がダクト（４）で連結されたものにおいて、ダクト（４）の内部に、吸込口（３）に隣接して送風機（２）に向かって開口する開口部（６）を備えた袋状の共鳴器（５）を備えたことを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、送風機（２）に向かって開口する開口部（６）を備えた袋状の共鳴器（５）を備えたことによって、吸込口（３）から外部に漏れ出す送風機（２）の騒音を減少させることが出来る。共鳴器（５）は送風機（２）に向かって開口する開口部（６）を備えた袋状であるため、送風機（２）と吸込口（５）との間の高周波騒音の遮音壁としても機能する。

次に、請求項２の発明は、共鳴器（５）はヘルムホルツの共鳴器から成り、送風機（２）に向かって開口する開口部（６）は、前記ダクト（４）の風流れに沿う軸方向に沿って前記送風機（２）と対向しており、開口部（６）から離れ送風機（２）から遠ざかる程、軸方向と直交する径方向に拡大する外形を前記共鳴器（５）が有していることを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、送風機（２）から遠ざかる程、軸方向と直交する径方向に拡大する外形を共鳴器（５）が有しているから、吸込口（３）を径方向に大きな形状にすることが出来、広い範囲から風を吸うことが出来、横長の吸込口（３）を形成できる。

次に、請求項３の発明は、送風機（２）は空気を共鳴器（５）の周りから吸い込み、共鳴器（５）は送風機（２）に向かって開口する先端の細い開口部（６）以外が閉塞された漏斗状の外形を有することを特徴としている。

この請求項３に記載の発明によれば、共鳴器（５）の外形が、先端の細い開口部（６）以外が閉塞された漏斗状であるから、送風機（２）によって吸込まれる風を漏斗状の外形に沿って通風抵抗が少ない状態で流すことが出来る。また、開口部（６）に風が直接的に対向して当たらないから、風が流れるときの笛吹き現象を防止できる。

次に、請求項４の発明は、送風機（２）は車両用空調装置のダクト（４）内に空気を吸い込む空調用ブロワよりなり、吸込口（３）は、該吸込口（３）から車室内の空気を取り込んで空調用熱交換器（８）に空気を供給する車両後部座席後方に開口した空調用吸込口から成ることを特徴としている。

この請求項４に記載の発明によれば、後部座席乗員の耳元に近い空調用吸込口（３）から発生する騒音の低減に多大な効果を発揮するので、快適な車室内環境が得られる。

次に、請求項５の発明は、共鳴器（５）の設置位置は、空調用吸込口（３）の吸込口風向ガイド（９）に隣接した位置であることを特徴としている。

この請求項５に記載の発明によれば、共鳴器（５）の設置位置は、乗員の耳に近い吸込口風向ガイド（９）に隣接した位置とすることで、送風機（２）で発生する音以外にも、ダクト（４）内で発生する気流音に対して騒音の低減効果を得ることができる。

次に、請求項６の発明は、共鳴器（５）またはダクト（４）の通風路側が、吸音層（１５、１６）で構成されていることを特徴としている。

この請求項６に記載の発明によれば、共鳴器（５）またはダクト（４）の通風路側が吸音層（１５、１６）で構成されているから、一層騒音を減衰することが出来る。

次に、請求項７の発明は、送風機（２）と共鳴器（５）の間にフィルタ（７）を設置したことを特徴としている。

この請求項７に記載の発明によれば、フィルタ（７）によって先ず消音し、次に、フィルタ（７）とは消音特性及び原理の異なる共鳴器（５）で一層騒音を減衰することが出来る。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１を用いて詳細に説明する。図１は、自動車の後席の空調を行う車両用空調装置１の摸式断面図である。乗員の後頭部に近い車両の後部トレイに送風機２によって風を吸い込む吸込口３を有する。吸込口３と送風機２との間が空調ユニットを形成するダクト４で連結されている。

このダクト４の内部において、吸込口３に隣接して袋状の共鳴器５を備えている。この共鳴器５は、ヘルムホルツの共鳴器を構成する。また、共鳴器５は、送風機２に向かって開口する開口部６を備えた袋状である。

送風機２はシロッコファン２ａとブロワモータ２ｂから成り、車両用空調装置１のダクト４内に空気を吸い込む空調用ブロワを構成する。そして、送風機２は、空調用吸込口を構成する吸込口３から取込んだ車室内空気をフィルタ７と空調用熱交換器となるエバポレータ（蒸発器）８とを介して車室内後席に向けて送風し、車室内後席空間を冷房する。

共鳴器５は、送風機２に向かって開口する開口部６を持ち、この開口部６は、ダクト４の風流れに沿う軸方向（図１上下方向）に沿って送風機２と対向している。

開口部６はダクト４の中心に位置し、シロッコファン２ａ中央の回転軸と対向している。また、開口部６から離れ送風機２から遠ざかる程、つまり、風流れ上流側に行く程、軸方向と直交する径方向に拡大する外径の筐体５ａを共鳴器５が有している。

これにより、送風機２は、空気を前記共鳴器５の周りから吸い込む。また、共鳴器５は、開口部６以外が閉塞された漏斗状の外形を呈する。

共鳴器５の設置位置は、乗員の耳に近い空調用吸込口３の吸込口風向ガイド９に隣接した位置である。吸込口風向ガイド９は多数のルーバから構成され、この吸込口風向ガイド９から内部を覗きこんだときに、漏斗状の外形を呈する共鳴器５の底部５ｂが邪魔をして送風機２が見え難くされている。

送風機２のベルマウス部２ｃはダクト４との間をシールしてダクト４の外部に空気が漏れないようにされている。そして、送風機２に向かって開口する開口部６を備えた袋状の共鳴器５を備えたことによって、吸込口３から外部に漏れ出す送風機２等の騒音を減少させることが出来る。

また、吸込口風向ガイド９から内部を覗きこんだときに、漏斗状の外形を呈する共鳴器５が邪魔をして送風機が見え難くされているので、換言すれば、共鳴器５は送風機２に向かって開口する開口部６を備えた漏斗状であるため、送風機２と吸込口３との間の遮音壁としても機能する。従って、直進性に優れた高周波域の騒音を減衰させ、遮断することが出来る。

送風機２から遠ざかる程、軸方向と直交する径方向に拡大する外径の筐体５ａを共鳴器５が有しているから、吸込口３を径方向に大きな横長形状にすることが出来、左右方向の広い範囲から風を吸うことが出来る。

これにより狭い設置スペースでも充分な吸込み風量が得られる。また、風は、漏斗状の外形を呈する共鳴器５の両側に沿って僅かな風流れの変更を伴って流れるため、通風抵抗を少なくすることが出来る。

また、風が直接的に開口部内に流れ込まないように通風路を形成出来るため、風が流れるときの、開口部６での笛吹き現象を防止できる。

また、後部座席乗員の耳元に近い空調用吸込口３から発生する騒音が低減出来るので、快適な車室内環境が得られる。更に、共鳴器５の設置位置は、乗員の耳に近い吸込口風向ガイド９に隣接した位置（音の伝播経路の最終出口）とすることで、空調用ブロワ装置を備えた車両用空調装置で発生するブロワ騒音以外にも、ダクト内で発生する気流音に対して騒音の低減効果を得ることができる。

また、ルーバから構成された吸込口風向ガイド９が、漏斗状の外形を呈する共鳴器５を隠すので見映えが悪化しない。なお、吸込口風向ガイド３と共鳴器５の下流側端部（漏斗の底部）の間には風が流れる隙間１０を設けている。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、図１と同じく、後席の空調を行う別の車両用空調装置１の摸式断面図である。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。

この第２実施形態では、共鳴器５の外周が、吸音層１５で構成されている。また、空調用吸込口３から送風機２までの風の通路を形成するダクト４の内壁部も吸音層１６で形成されている。これらの吸音層１５及び１６は、発泡樹脂や多孔質材等の吸音材をダクト４の内壁や共鳴器５の筐体５ａの外周に貼り付けたものである。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図３は、図２と同じく、後席の空調を行う別の車両用空調装置１の摸式断面図である。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。この第３実施形態は、更に吸音効果が求められる場合に対応して、フィルタ７を共鳴器５と送風機２の間に設置したものである。

これによれば送風機２からの騒音はフィルタ７にて減衰し、更に共鳴器５にて原理の異なる音の減衰作用が行われるので、広範囲の周波数帯域において、更なる吸音効果が得られる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、実施形態では、漏斗型の共鳴器５にしたが、これは、筒型、箱型、及び三角錐型のいずれかでも良い。

また、開口部６を送風機２に向けて一つのみにしたが、この開口部６は複数設けられても良い。

更に、送風機２と吸込口風向ガイド９間のダクト４の一部を拡大させた周知の膨張式消音器を追加形成してもよい。

なお、図２の第２実施形態において、吸音層１６とダクト４、あるいは吸音層１５と共鳴器５の筐体５ａとを一体化しても良い。この場合は吸音層１６とダクト４、あるいは吸音層１５と共鳴器の筐体５ａとを柔らかい樹脂と硬い樹脂の二層成形で構成する。あるいは吸音効果の高いゴム等を間に挟んだ多層板を使ってダクト４や共鳴器５の筐体５ａを構成しても良い。

また、共鳴器５の外周のみを吸音層１５で構成し、ダクト４側の吸音層１６を省略しても良い。また、図１の漏斗状の共鳴器５の底部５ｂは、平坦な形状にしたが、通風抵抗を少なくするため、への字形に曲げた山型形状にしても良い。更に、共鳴器５をダクト４の軸方向の中心に設置したが、いずれかの方向に偏って設けても良い。

本発明の第１実施形態における後席の空調を行う車両用空調装置の摸式断面図である。 第２実施形態における後席の空調を行う車両用空調装置の摸式断面図である。 第３実施形態における後席の空調を行う車両用空調装置の摸式断面図である。 風を吹出すタイプの従来ブロワ装置の一部破砕斜視図である。

符号の説明

２…送風機（空調用ブロワ）
３…吸込口（空調用吸込口）
４…ダクト
６…開口部
５…共鳴器（ヘルムホルツの共鳴器）
２…送風機
９…吸込口風向ガイド
１５、１６…吸音層
７…フィルタ

Claims (7)

1. 送風機（２）によって風を吸い込む吸込口（３）を有し、前記吸込口（３）と前記送風機（２）との間がダクト（４）で連結されたものにおいて、
   前記ダクト（４）の内部に、前記吸込口（３）に隣接して前記送風機（２）に向かって開口する開口部（６）を備えた袋状の共鳴器（５）を備えたことを特徴とするブロワ装置。
2. 前記共鳴器（５）はヘルムホルツの共鳴器から成り、
   前記送風機（２）に向かって開口する開口部（６）は前記ダクト（４）の風流れに沿う軸方向に沿って前記送風機（２）と対向しており、
   前記開口部（６）から離れ前記送風機（２）から遠ざかる程、前記軸方向と直交する径方向に拡大する外形を前記共鳴器（５）が有していることを特徴とする請求項１に記載のブロワ装置。
3. 前記送風機（２）は、空気を前記共鳴器（５）の周りから吸い込み、
   前記共鳴器（５）は、前記送風機（２）に向かって開口する先端の細い開口部（６）以外が閉塞された漏斗状の外形を有することを特徴とする請求項２に記載のブロワ装置。
4. 前記送風機（２）は車両用空調装置のダクト（４）内に空気を吸い込む空調用ブロワよりなり、前記吸込口（３）は、該吸込口（３）から車室内の空気を取り込んで空調用熱交換器（８）に空気を供給する車両後部座席後方に開口した空調用吸込口から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブロワ装置。
5. 前記共鳴器（５）の設置位置は、前記空調用吸込口（３）の吸込口風向ガイド（９）に隣接した位置であることを特徴とする請求項４に記載のブロワ装置。
6. 前記共鳴器（５）または前記ダクト（４）の通風路側が、吸音層（１５、１６）で構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のブロワ装置。
7. 前記送風機（２）と前記共鳴器（５）の間にフィルタ（７）を設置したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のブロワ装置。

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