JP2016052825A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用空調装置において、風切音の発生並びに自励振動に起因した騒音の発生を低減する。【解決手段】車両用空調装置１０を構成する空調ケース１４の内部には、流路の連通状態を切替可能な第１及び第２切替ダンパ３６、３８が設けられ、該第１及び第２切替ダンパ３６、３８には、ドア部４８の外縁部に前記空調ケース１４のシール壁６０へと当接可能なシール部５０が設けられる。このシール部５０には、シール壁６０へ当接する着座部６２の外側に微小開度で開いた際の風切音や自励振動を抑制可能な騒音低減部５２が設けられている。この騒音低減部５２は、シール部５０の長手方向に沿って設けられた複数の孔部６４からなり、シール部５０とシール壁６０との間を通じて流れる空気の一部が孔部６４を通じて下流側へと流通させる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関し、一層詳細には、ダンパ近傍で発生する騒音を低減可能な車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、例えば、空調ケースに開口した送風口を切替ダンパによって開閉することで、該空調ケース内で温度調整された空気を車室内における所望の位置へと送風している。この切替ダンパには、例えば、その中央に設けられた支軸に対してそれぞれ離間する方向に延在した一対のドア部を有するバタフライ式が用いられ、前記切替ダンパが支軸を中心として回動することで、該切替ダンパの外縁部に設けられたシール部が送風口近傍の壁部に対して当接・離間し、前記送風口の開閉状態を切り替えている。

しかしながら、上述したような切替ダンパでは、シール部をわずかに壁部から離間させた状態（微小開度）において、前記壁部と前記シール部との間の隙間を通過する高速の空気によって渦流が発生して異音（風切音）が発生することがある。

この異音の発生を抑制可能なエアダンパ構造が特許文献１に開示されている。このエアダンパでは、プレート部の外縁部に設けられたダンパシールに略四角形状に切り欠かれた複数の切欠凹部が形成されている。この切欠凹部は、ダンパシールの長手方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられ、前記ダンパシールの外縁部からプレート部側に向かって所定深さで窪んでいる。そして、エアダンパのダンパシールが通路内壁面からわずかに離間している微小開度において、前記ダンパシールと前記通路内壁面との間を通過する空気が生成する渦と、切欠凹部を通じて流れる空気が生成する渦とを相殺させ異音の発生を抑制している。

実用新案登録第２５７０８５５号公報

しかしながら、上述したエアダンパ構造では、風切音等の異音が発生することは抑制可能であるが、ダンパシールの端部を切り欠いて切欠凹部を設ける構造としているため、前記ダンパシールの剛性が低下してしまい、隙間を流れる空気が高速となることで生じる負圧によって前記ダンパシールが変形し、弾性によって該変形がまた戻るという繰り返しからなる自励振動の発生を招く。そして、この自励振動に起因した騒音が発生してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、風切音の発生並びに自励振動に起因した騒音の発生を低減することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路を有した空調ケース内に設けられ、流路の連通状態を切り換えるダンパを有し、ダンパが、空調ケースに回転自在に支持される回転軸と、回転軸の軸線と直交方向に延在するドア部と、ドア部の外縁部に設けられ空調ケースに当接するシール部とを有した車両用空調装置において、
シール部は弾性材料から形成され、流路の連通状態を遮断する際に空調ケースの壁部へと当接する着座部と、
外縁部に設けられ肉厚に形成された補強部と、
着座部に対して外側に設けられ空気の流通する貫通部を有した騒音低減部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両用空調装置を構成し流路の連通状態を切り換えるダンパにおいて、弾性材料からなるシール部が、流路の連通状態を遮断する際に空調ケースの壁部へと当接する着座部と、外縁部に設けられ肉厚に形成された補強部と、着座部に対して外側に設けられ空気の流通する貫通部を有した騒音低減部とを有している。

そして、ダンパのシール部が空調ケースに対して若干だけ離間して空気を下流側へと流通可能な微小開度において、空気が隙間を流れると同時に、一部の空気を貫通部を通じて下流側へと流すことができる。

従って、貫通部を通じて空気の一部を流通させることで、シール部近傍における負圧の発生が抑制され、負圧に起因したシール部の変形が防止されると共に、補強部によってシール部の変形を防止することができるため、この変形による自励振動の発生が抑制され、自励振動に起因した騒音の発生を低減することができる。また同時にシール部近傍を空気が通過する際の異音（風切音）の発生も低減することができる。

また、騒音低減部を、シール部において回転軸と略平行な部位に設けるとよい。

さらに、貫通部を補強部と着座部との間に設けるとよい。

さらにまた、貫通部を補強部の一部を切り欠くように設けるとよい。

またさらに、貫通部が、互いに所定間隔離間して複数設けられるとよい。

また、貫通部が、断面円形状に形成されたり、その断面形状の少なくとも一部に円弧形状を有するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、ダンパのシール部を弾性材料から形成し、このシール部に、流路の連通状態を遮断する際に空調ケースの壁部へと当接する着座部と、外縁部に設けられ肉厚に形成された補強部と、着座部に対して外側に設けられ空気の流通する貫通部を有した騒音低減部とを設けることで、シール部が空調ケースに対して若干だけ離間した微小開度において、空気の一部を貫通部を通じて下流側へと流すことができるため、シール部近傍における負圧の発生が抑制され、負圧に起因したシール部の変形が防止されると共に、シール部に設けられた補強部によっても変形を防止することができる。その結果、変形に起因した自励振動の発生が抑制され、自励振動による騒音の発生並びにシール部近傍を空気が通過する際の異音の発生を共に低減することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 図１の車両用空調装置を構成する第１及び第２切替ダンパの外観斜視図である。 図１の車両用空調装置における第２切替ダンパ近傍を示す拡大図である。 図４Ａは、図２の第１及び第２切替ダンパにおけるシール部近傍を示す拡大正面図であり、図４Ｂは、断面半円状の孔部を有した第１変形例に係る騒音低減部の拡大正面図を示し、図４Ｃは、断面長円状の孔部を有した第２変形例に係る騒音低減部の拡大正面図を示し、図４Ｄは、断面略矩形状の孔部を有した第３変形例に係る騒音低減部の拡大正面図を示し、図４Ｅは、断面半円状の切欠部を有した第４変形例に係る騒音低減部の拡大正面図を示し、図４Ｆは、断面Ｖ字状の切欠部を有した第５変形例に係る騒音低減部の拡大正面図を示している。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。

この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、空気の各通路１２を構成する空調ケース１４と、該空調ケース１４の内部に配設される送風機１６と、前記空気を冷却するエバポレータ１８と、該空気を加熱するヒータコア２０と、前記各通路１２内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構２２とを含む。

この空調ケース１４の上方には、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口２４と、該ベント送風口２４と隣接して車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口２６とが開口している。なお、ベント送風口２４が車両後方側（矢印Ａ方向）、デフロスタ送風口２６が車両前方側（矢印Ｂ方向）となるように隣接して形成される。

一方、空調ケース１４の内部には、上方且つ車両の後方側（矢印Ａ方向）となる位置に送風機１６が収納される。この送風機１６は、例えば、モータ等の通電作用下に回転駆動する駆動源２８と、周面に複数のフィンを有し前記駆動源２８の駆動軸に連結されたファン３０とからなる。そして、空調ケース１４には、送風機１６の外周側を取り巻くように螺旋状の送風通路３２が形成され、該送風通路３２は前記送風機１６の下方から時計回りに形成され車両前方側（矢印Ｂ方向）に向かって延在している。

エバポレータ１８は、送風機１６の下方に配置され、内部を循環する冷媒と空気との間で熱交換を行うことで、空気を冷却して下流側へと供給している。このエバポレータ１８の下流側には、車両前方側（矢印Ｂ方向）となる位置に所定間隔離間してヒータコア２０が配置され、該ヒータコア２０は、内部を循環する温水と空気との間で熱交換を行うことで加熱された空気を下流側へと供給している。

ダンパ機構２２は、エバポレータ１８とヒータコア２０との間に設けられるエアミックスダンパ３４と、ベント送風口２４及びデフロスタ送風口２６をそれぞれ開閉する第１及び第２切替ダンパ３６、３８と、空調ケース１４の側方に開口したフット送風口（図示せず）側とベント送風口２４側への送風状態を切り替える第３切替ダンパ４０とを有する。

エアミックスダンパ３４は、例えば、湾曲したプレート状に形成され、空調ケース１４の幅方向に沿って設けられ、その内壁面には、該エアミックスダンパ３４のスライド方向に沿ってラックギア４２が設けられ、空調ケース１４に軸支されたシャフト４４のピニオンギアが噛合される。

そして、エアミックスダンパ３４は、図示しないアクチュエータの駆動作用下にシャフト４４が回転することで、図示しないガイド手段に沿って略水平方向にスライド変位し、ヒータコア２０に臨む位置から離間した位置まで移動することで、エバポレータ１８によって冷却された空気（冷風）と、ヒータコア２０によって加熱された空気（温風）との混合比率を調整して下流側へと送風する。

第１及び第２切替ダンパ３６、３８は、図１〜図３に示されるように、例えば、樹脂製材料から形成され、幅方向（図２中、矢印Ｃ方向）に沿って延在する回転軸４６と、該回転軸４６を中心として互いに離間するように延在したドア部４８と、前記ドア部４８の外縁部に設けられるシール部５０と、前記シール部５０に設けられる騒音低減部５２とを有したバタフライ式のダンパである。

そして、図１に示されるように、第１及び第２切替ダンパ３６、３８は、その回転軸４６が車両の前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿ったベント送風口２４及びデフロスタ送風口２６の幅方向中心となる位置で、空調ケース１４の内壁面に対して回転自在に支持され、図示しないアクチュエータの駆動作用下に回転軸４６を中心としてそれぞれ約９０°回動することで、ベント送風口２４及びデフロスタ送風口２６の開閉状態を切り替えている。

ドア部４８は、例えば、ベント送風口２４及びデフロスタ送風口２６の開口形状に対応した略長方形状に形成され、該ドア部４８の外縁部を囲むようにシール部５０が四辺に設けられている。このシール部５０は、図２及び図３に示されるように、例えば、エラストマー等の弾性材料から形成され、回転軸４６と略平行に設けられた一組の第１シール５４と、前記回転軸４６の軸方向と略直交するように幅方向（矢印Ｃ方向）の両端部に設けられた一組の第２シール５６とからなり、前記第１及び第２シール５４、５６は、前記ドア部４８の外縁部に対して所定長さだけ外側に突出するように形成される。

第１及び第２シール５４、５６は、例えば、略一定厚さで形成され、その最も外側となる部位には肉厚に形成された補強部５８が形成され、一方、ドア部４８側となる部位には空調ケース１４の内壁面に形成されたシール壁６０へ当接する着座部６２が形成される。

補強部５８は、弾性材料からなるシール部５０の剛性を高める目的で設けられ、例えば、断面略円形状で、該シール部５０の外縁部に沿って且つ略長方形状に形成される。

着座部６２は、例えば、断面矩形状でシール部５０の表面に対して所定高さだけ突出し、第１及び第２切替ダンパ３６、３８によってベント送風口２４及びデフロスタ送風口２６を閉塞する際、空調ケース１４のシール壁（壁部）６０に対してそれぞれ当接する。なお、着座部６２は、必ずしもシール部５０の表面に対して突出していなくともよい。

なお、シール部５０は、ドア部４８に対して二色成形（ダブルモールド）によって一体的に形成してもよいし、前記ドア部４８に対して接着や溶着によって装着するようにしてもよい。

騒音低減部５２は、図２〜図４Ａに示されるように、シール部５０における第１シール５４に設けられ、例えば、補強部５８と着座部６２との間になる位置に形成された複数の孔部（貫通部）６４からなる。換言すれば、騒音低減部５２は、第１シール５４において、補強部５８に対してドア部４８側となる内側、且つ、着座部６２に対しては外側となる位置に形成される。

この孔部６４は、例えば、断面円形状で第１シール５４を厚さ方向に貫通すると共に、該第１シール５４の長手方向（第１及び第２切替ダンパ３６、３８の幅方向）に沿って互いに等間隔離間するように設けられる。なお、この騒音低減部５２は、ドア部４８を挟んだ一方側の第１シール５４と他方の第１シール５４とで、孔部６４の数量及びピッチが同一となるように形成される。

そして、第１及び第２切替ダンパ３６、３８がベント送風口２４及びデフロスタ送風口２６を閉塞する際、前記第１シール５４の着座部６２が車両前後方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に設けられたシール壁６０へと当接し、前記第２シール５６が車両幅方向（矢印Ｃ方向）に設けられた前記シール壁６０に当接する。この際、騒音低減部５２である複数の孔部６４は、図３に示されるように、着座部６２に対してシール壁６０側となるため、前記孔部６４を通じてシール壁６０の上流側と下流側とが連通することはない。

第３切替ダンパ４０は、図１に示されるように、断面扇形状に形成され軸部が空調ケース１４に対してそれぞれ軸支され、図示しないアクチュエータの駆動作用下に前記軸部を中心として所定角度だけ回動することで、ベント送風口２４側と図示しないフット送風口側との連通状態を切り替えている。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。ここでは、車室内の室温を低下させる冷房運転を行う場合について説明する。

先ず、図示しない乗員が車室内において操作レバーを操作して冷房運転を選択することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動してエアミックスダンパ３４がガイド手段による案内作用下に車両前方側（矢印Ａ方向）へと所定距離だけスライドする（図１参照）。

また同時に、第１切替ダンパ３６が回転軸４６を中心として時計回り（図３中、矢印Ｄ１方向）に回動し、シール部５０がシール壁６０から離間することでベント送風口２４が開口した状態となり、一方、第２切替ダンパ３８が、第１切替ダンパ３６とは反対に反時計回り（図３中、矢印Ｄ２方向）に回動し、そのシール部５０の着座部６２がシール壁６０へと当接することで閉塞される。

この際、第１切替ダンパ３６は、着座部６２がシール壁６０から離間し始め、第１シール５４と前記シール壁６０の間に隙間が生じ始めた微小開度の状態において、前記隙間を通じて空調ケース１４の内部からベント送風口２４に向けて空気が流れることになるが、該空気の一部が前記隙間を通ることなく複数の孔部６４を通じて前記ベント送風口２４側（下流側）へと流れることとなる。

その結果、わずかな隙間を通じて高速で空気が流れる際、第１シール５４近傍で発生する負圧が低減されるため、前記負圧に起因した前記第１シール５４の自励振動が抑制される。

また、外縁部に設けられた補強部５８によって第１シール５４（特に外縁部近傍）の剛性を高めているため、空気の流れ方向への前記第１シール５４の変形を抑制することができ、該変形に起因した自励振動の発生が抑制される。

さらに、複数の孔部６４を設けることでシール部５０とシール壁６０との隙間を通過する空気の流速を抑制できるため、空気が流通する際に生じる風切音の発生を低減することができる。

すなわち、自励振動による騒音の発生が低減されると共に、空気が隙間を通過する際に発生する風切音も低減されるため、車両用空調装置１０の運転時における静音化を促進することが可能となる。

なお、上述した第１切替ダンパ３６を微小開度とする状況としては、例えば、前記第１切替ダンパ３６のシール部５０がシール壁６０へと当接したベント送風口２４の閉塞状態からの開き始め時、又は、全開状態にある前記第１切替ダンパ３６がシール壁６０へ当接する直前の場合、さらには、車室内における乗員の顔近傍及び足元近傍へ同時に送風を行うベント／ヒートモード時において、ベント送風口２４からの送風量を少量とするために開度を維持する場合等がある。

また、上述した第１切替ダンパ３６を微小開度とした場合と同様に、第２切替ダンパ３８を微小開度とした場合にも同様の効果が得られる。

この第２切替ダンパ３８の微小開度とする状況としては、デフロスタ送風口２６を介して車両のフロントウィンドウ近傍へと少量の送風を連続的に行う場合等がある。

このような送風状況において、発生の懸念される自励振動及び騒音を効果的に低減することが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、ダンパ機構２２を構成する第１及び第２切替ダンパ３６、３８において、ドア部４８の外縁部に設けられたシール部５０の第１シール５４に騒音低減部５２となる複数の孔部６４を設けることで、前記シール部５０が空調ケース１４のシール壁６０から若干だけ離間して隙間を有した
微小開度の状態において、空気が前記隙間を流れると同時に、該空気の一部を複数の孔部６４を通じて下流側へと流すことができる。

従って、第１シール５４近傍で生じる負圧が低減され、該負圧に起因したシール部５０の自励振動を抑制することが可能となる。また、第１シール５４には、最も外側となる位置に厚さの増した補強部５８を設けて剛性を高めているため、第１及び第２切替ダンパ３６、３８を微小開度とした際に、前記第１シール５４の外縁部が変形してしまうことが抑制され、該変形に起因した自励振動の発生が抑制される。

その結果、第１及び第２切替ダンパ３６、３８をシール壁６０に対してわずかに離間させた微小開度において、シール部５０の自励振動に起因した騒音の発生を効果的に低減することができ、車両用空調装置１０の静音化に寄与することができる。

また、シール部５０に騒音低減部５２を設けることで自励振動を抑制しつつ、風切音の発生も低減できるため、車両用空調装置１０のさらなる静音化を図ることが可能となる。

さらに、騒音低減部５２は、シール部５０の第１シール５４に対して複数の孔部６４を設けるという簡素な構造であるため、前記第１シール５４を含むシール部５０の基本形状を維持しつつ騒音を低減可能であり、しかも、前記シール部５０を成形等によって形成する場合の製造性を向上させることができる。詳細には、シール部５０を成形するための金型形状を簡素化できると共に成形性を良好とすることが可能となる。

一方、上述した第１及び第２切替ダンパ３６、３８に設けられる騒音低減部５２は、第１シール５４の長手方向に沿って設けられる断面円形状の複数の孔部６４に限定されるものではなく、例えば、図４Ｂに示される騒音低減部１００のように断面半円状の孔部１０２を設けるようにしてもよいし、図４Ｃに示される騒音低減部１１０のように、第１シール５４の長手方向に沿った両端部が半円状となった断面長円状の孔部１１２を設けるようにしてもよいし、さらには、図４Ｄに示される騒音低減部１２０のように断面略矩形状の孔部１２２を設けるようにしてもよい。いずれの騒音低減部１００、１１０、１２０においても、第１及び第２切替ダンパ３６、３８の微小開度時において、空気の一部を前記孔部（貫通部）１０２、１１２、１２２を通じて上流側から下流側へと流すことができるため、自励振動に起因した騒音並びに風切音の低減を図ることができる。

また、図４Ｅ及び図４Ｆに示される騒音低減部１３０、１３２のように、上述した騒音低減部５２、１００、１１０、１２０のような穴状ではなく、第１シール５４の最も外側となる補強部５８を含むように切り欠かれた切欠部（貫通部）１３４、１３６を設けるようにしてもよい。具体的には、図４Ｅに示される騒音低減部１３０のように、第１シール５４の内側に向かって断面円弧状に窪んだ断面半円状の切欠部１３４としてもよいし、図４Ｆに示される騒音低減部１３２のように、第１シール５４の内側に向かって断面Ｖ字状に窪んだ切欠部１３６としてもよい。

この第１シール５４には、その外縁部に補強部５８が設けられているため、従来技術に係るエアダンパと比較し、切欠部１３４、１３６を設けた場合でも剛性低下の影響が少なく、微小開度とした場合の自励振動を好適に抑制し、騒音の低減を図ることが可能となる。

さらに、騒音低減部５２、１００、１１０、１２０、１３０、１３２は、第１及び第２切替ダンパ３６、３８において一組の第１シール５４にそれぞれ設けられる場合に限定されるものではなく、いずれか一方の第１シール５４（図３中、右側）のみに設けるようにしてもよい。例えば、第１及び第２切替ダンパ３６、３８を回動させ送風口を開放状態とした際、上流側に配置される第１シール５４に対して前記騒音低減部５２、１００、１１０、１２０、１３０、１３２を設けると好適である。

さらにまた、上述した騒音低減部５２、１００、１１０、１２０、１３０、１３２は、ベントダンパとして機能する第１切替ダンパ３６や、デフロスタダンパとして機能する第２切替ダンパ３８に適用される場合に限定されるものではなく、例えば、バタフライ式のエアミックスダンパが用いられる場合には該エアミックスダンパのシール部に対して設けるようにしてもよい。この場合、乗員による温度調整操作によってエアミックスダンパ３４が微小開度となる状況があり、このような状況において騒音低減部５２によって自励振動の発生が効果的に抑制され、該自励振動に起因した騒音の発生及び風切音の発生が効果的に低減される。

さらに、上述した騒音低減部５２、１００、１１０、１２０、１３０、１３２は、バタフライ式のダンパに設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、回転軸から一方向にだけドア部の延在した片持ち式のダンパのシール部に設けるようにしても同様の効果が得られる。

なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置 １２…通路
１４…空調ケース １６…送風機
１８…エバポレータ ２０…ヒータコア
２２…ダンパ機構 ２４…ベント送風口
２６…デフロスタ送風口 ３４…エアミックスダンパ
３６…第１切替ダンパ ３８…第２切替ダンパ
４８…ドア部 ５０…シール部
５２、１００、１１０、１２０、１３０、１３２…騒音低減部
５４…第１シール ５６…第２シール
５８…補強部 ６０…シール壁
６２…着座部 ６４、１０２、１１２、１２２…孔部
１３４、１３６…切欠部

Claims (7)

1. 空気の流通する流路を有した空調ケース内に設けられ、前記流路の連通状態を切り換えるダンパを有し、前記ダンパが、前記空調ケースに回転自在に支持される回転軸と、前記回転軸の軸線と直交方向に延在するドア部と、該ドア部の外縁部に設けられ前記空調ケースに当接するシール部とを有した車両用空調装置において、
   前記シール部は弾性材料から形成され、前記流路の連通状態を遮断する際に前記空調ケースの壁部へと当接する着座部と、
   外縁部に設けられ肉厚に形成された補強部と、
   前記着座部に対して外側に設けられ前記空気の流通する貫通部を有した騒音低減部と、
   を備えることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１記載の車両用空調装置において、
   前記騒音低減部は、前記シール部において前記回転軸と略平行な部位に設けられることを特徴とする車両用空調装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
   前記貫通部は、前記補強部と前記着座部との間に設けられることを特徴とする車両用空調装置。
4. 請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
   前記貫通部は、前記補強部の一部を切り欠くように設けられることを特徴とする車両用空調装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記貫通部は、互いに所定間隔離間して複数設けられることを特徴とする車両用空調装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記貫通部は、断面円形状に形成されることを特徴とする車両用空調装置。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
   前記貫通部は、その断面形状の少なくとも一部に円弧形状を有することを特徴とする車両用空調装置。

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