JP2016097701A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、インテーク部での騒音低減の対策が講じられた車両用空調装置を提供することである。【解決手段】本発明に係る車両用空調装置１は、車外の空気を取り込む外気導入口１１、車室内の空気を取り込む内気導入口１２、外気導入口若しくは内気導入口１２のいずれか一方又は両方から取り込まれた空気が流れるインテーク通路１３、及び取り込まれた空気が流れ出る流出口１４を有するインテーク部１０と、流出口１４から流れ出た空気を取り込む吸込口２１及び吸込口２１から空気を吸引して下流へ送風する送風機２２を有する送風部２０と、送風機２２が送風した送風空気を温度調和する温度調和部３０と、を備え、インテーク通路１３を形成する壁は、流出口１４を下流端とする筒状部５０を有し、筒状部５０の内壁面の一部は、インテーク通路１３に侵入した送風機２２の騒音を流出口１４へ向けて反射する反射面５１である。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用空調装置に関し、インテーク部での騒音低減の対策が講じられた車両用空調装置に関する。

車両用空調装置では、送風機で発生した騒音が空調ケース内を通って、送風空気の吹出口から車室内に侵入し、車室内の静寂性が損なわれる問題があった。この問題を解決するために、空調ケーシングに吸音材を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。シート空調システムを構成する吸気ダクトに、送風機からダクト内に進入した騒音を反射する反射壁を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。送風空気を車室内の吹出口まで導くダクトの内壁面を階段状に形成する技術が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。

送風機で発生した騒音を低減させる技術ではないが、空気流路が拡大されるディフューザ部で発生する剥離流れに起因する騒音を低減する技術として、空調ケースのエバポレータのコア面に対向する面を空気流入方向に沿って階段形状の面とする技術が提案されている（例えば、特許文献４を参照。）。

特開２０００−８５３３９号公報 特開２００６−１３０９８９号公報 特開２００１−２９４０３２号公報 特開２００９−６１８６３号公報

しかし、特許文献１のように吸音材を用いる技術は、コストが高くなる問題があった。また、送風機で発生した騒音は、送風空気の吹出口だけでなく、送風機よりも送風空気の上流側に配置されたインテーク部の内気導入口からも車室内に侵入する。しかし、特許文献２〜４では、インテーク部での騒音低減の対策が講じられていない。

本発明の目的は、インテーク部での騒音低減の対策が講じられた車両用空調装置を提供することである。

本発明に係る車両用空調装置は、車外の空気を取り込む外気導入口、車室内の空気を取り込む内気導入口、前記外気導入口若しくは前記内気導入口のいずれか一方又は両方から取り込まれた空気が流れるインテーク通路、及び取り込まれた空気が流れ出る流出口を有するインテーク部と、前記流出口から流れ出た空気を取り込む吸込口及び該吸込口から空気を吸引して下流へ送風する送風機を有する送風部と、前記送風機が送風した送風空気を温度調和する温度調和部と、を備え、前記インテーク通路を形成する壁は、前記流出口を下流端とする筒状部を有し、該筒状部の内壁面の一部は、前記インテーク通路に侵入した前記送風機の騒音を前記流出口へ向けて反射する反射面であることを特徴とする。

本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面は、前記吸込口が形成する面に対向することが好ましい。反射音をより効果的に騒音発生源（送風機）へ集約させて、騒音をより低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面は、前記筒状部の内壁面のうち下方側の内壁面に設けられ、前記反射面の上端に連接する面及び前記反射面の下端に連接する面は、前記流出口に向かう下り傾斜面をなすことが好ましい。雨水などの水がインテーク通路内に貯留することを防止することができる。

本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面が設けられた部分の壁の厚さは、前記反射面に連接する面が設けられた部分の壁の厚さよりも厚いことが好ましい。反射面に連接する面が設けられた部分の壁では肉厚形状とせずに、ケースの薄肉化に寄与させる。さらに、反射面が設けられた部分の壁では音波の透過率を低減させて、反射率を向上させる。その結果、騒音をより低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面が設けられた部分の壁の外壁面には、補強リブが設けられることが好ましい。反射面が設けられた部分の壁の剛性を高めることで、音波の透過率を低減させて反射率を向上させ、騒音をより低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面は、凹んだ曲面であることが好ましい。反射音をより効果的に騒音発生源（送風機）へ集約させて、騒音をより低減することができる。

本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面は、曲率が異なる複数の領域を有することが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。

本発明に係る車両用空調装置では、複数の反射面と該反射面に連接する面とが階段状に交互に配置され、各反射面は、相互に非相似形であることが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。

本発明に係る車両用空調装置では、前記複数の反射面は、凹んだ曲面であり、前記流出口側から、反射面の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列していることが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。

本発明は、インテーク部での騒音低減の対策が講じられた車両用空調装置を提供することができる。

本実施形態に係る車両用空調装置の一例を概略的に示す模式図である。 反射面の一例を示す概略図である。 図２に示す反射面の変形形態の第一例を示す概略図である。 図２に示す反射面の変形形態の第二例を示す概略図である。 図２に示す反射面の変形形態の第三例を示す概略図である。 図２に示す反射面の変形形態の第四例を示す概略図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。

図１は、本実施形態に係る車両用空調装置の一例を概略的に示す模式図である。図２は、反射面の一例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置１は、図１又は図２に示すように、車外の空気を取り込む外気導入口１１、車室内の空気を取り込む内気導入口１２、外気導入口１１若しくは内気導入口１２のいずれか一方又は両方から取り込まれた空気が流れるインテーク通路１３、及び取り込まれた空気が流れ出る流出口１４を有するインテーク部１０と、流出口１４から流れ出た空気を取り込む吸込口２１及び吸込口２１から空気を吸引して下流へ送風する送風機２２を有する送風部２０と、送風機２２が送風した送風空気を温度調和する温度調和部３０と、を備え、インテーク通路１３を形成する壁は、流出口１４を下流端とする筒状部５０を有し、筒状部５０の内壁面の一部は、インテーク通路１３に侵入した送風機２２の騒音を流出口１４へ向けて反射する反射面５１である。

車両用空調装置１は、図１に示すように、インテーク部１０と、送風部２０と、温度調和部３０と、配風部４０とを有し、ケース２で一体に形成される。ケース２の材質は、特に限定されないが、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン又はＡＢＳ樹脂（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）などの合成樹脂である。

インテーク部１０では、図１に示すように、外気導入口１１及び内気導入口１２がケース２に開口されているとともに、内外気切換ドア１５がケース２内に配置されている。インテーク通路１３は、図２に示すように、インテーク部１０におけるケース２の内部空間である。インテーク通路１３を形成する壁は、インテーク通路１３を区画する壁であり、ケース２の一部をなす。流出口１４は、図２に示すように、インテーク通路１３の下流端に形成された開口である。

送風部２０は、図２に示すように、内部に送風機２２が配置されている。送風機２２は、インテーク部１０の下流に配置される。送風機２２は、例えば、シロッコファン又はターボファンなどの遠心式多翼ファン２２ａとファンを駆動するモータ２２ｂとを有する。吸込口２１は、ベルマウス２３の開口であり、流出口１４に直接的に又は連結用のダクト（不図示）を介して間接的に接続される。

温度調和部３０は、図１に示すように、内部に冷却用熱交換器３１が配置されている。冷却用熱交換器３１は、送風機２２の下流に配置され、冷凍サイクル（不図示）の一部として冷媒が通流可能とされており、必要に応じて送風空気を冷却する。温度調和部３０では、冷却用熱交換器３１の下流に、加熱用熱交換器３２とエアミックスドア３３とが配置されていてもよい。加熱用熱交換器３２は、例えば、エンジンの排熱によって温められた温水が流通可能とされており、必要に応じて送風空気を加熱する。エアミックスドア３３は、加熱用熱交換器３２をバイパスする空気（冷風）の割合と加熱用熱交換器３２を通過する空気（温風）の割合とを調整する。

配風部４０は、図１に示すように、デフロスト開口部４１と、ベント開口部４２と、フット開口部４３とを有する。これらの開口部４１，４２，４３は、温度調和部３０で温調された空気を車室内へ向かって吹出す吹出口（不図示）と直接的に、又は連結用のダクト（不図示）を介して間接的に接続される。開口部４１，４２，４３の開度は、モードドア４４，４５，４６によって、それぞれ調整される。

筒状部５０は、図２に示すように、インテーク通路１３を形成する壁の一部であり、流出口１４を下流端とするダクトである。筒状部５０の形状は、特に限定されないが、例えば、円筒状又は角筒状である。また、図２に示すように屈曲部５５を有していてもよい。

反射面５１は、図２に示すように、筒状部５０の内壁面のうち、流出口１４が形成する面Ｆ１に対向する部分である。反射面５１は、平面又は曲面である。反射面５１が平面であるとき、反射面５１は、流出口１４が形成する面Ｆ１に平行であることが好ましい。反射面５１が、インテーク通路１３に侵入した送風機２２の騒音を流出口１４へ向けて反射することで、反射音を騒音発生源（送風機２２）へ戻すことができる。その結果、内気導入口１２から車室内へ伝播する騒音を低減することができる。反射面５１は、吸込口２１が形成する面Ｆ２に対向することが好ましい。反射音をより効果的に騒音発生源（送風機２２）へ集約させて、騒音をより低減することができる。

反射面５１は、図２に示すように、筒状部５０の壁自体を凹凸させて形成するか、又は筒状部５０の壁の厚さを厚くして凹凸を形成してもよい（不図示）。車両用空調装置１をより軽量化できる点で、反射面５１は、筒状部５０の壁自体を凹凸させて形成することがより好ましい。また、反射面５１の数は、単数であるか、又は複数であってもよい。図２では、一例として反射面５１が３個である形態を示した。

本実施形態に係る車両用空調装置１では、反射面５１は、筒状部５０の内壁面のうち下方側の内壁面に設けられ、反射面５１の上端５１ｕ及び下端５１ｂにそれぞれ連接する面５２は、流出口１４に向かう下り傾斜面をなすことが好ましい。下り傾斜面とは、流出口１４に近づくにつれて、水平面に対する高さが低くなる面をいう。雨水などの水がインテーク通路１３内に貯留することを防止することができる。必要に応じて、インテーク部１０と送風部２０との境界部に通水部１６を設け、反射面５１に連接する面５２を伝って流れてきた水を、送風機２２で下流に向けて吹き飛ばすか、又はケース２の外に排出することが好ましい。通水部１６は、例えば、ベルマウス２３に設けた切欠き、又はケース２の底面に設けた孔である。

反射面５１は、高さが幅よりも短い細長形状を有することが好ましい。ここで、反射面５１の高さとは、例えば図２のように反射面５１が筒状部５０の内壁面のうち下方側の内壁面に設けられるときは車両の上下方向の長さをいう。また、反射面５１の幅とは、例えば図２のように反射面５１が筒状部５０の内壁面のうち下方側の内壁面に設けられるときは車両の前後方向の長さをいう。図２において車両の前後方向は、図２が描かれた紙面の表面から裏面へ向かう方向である。

図３は、図２に示す反射面の変形形態の第一例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置１では、反射面５１が設けられた部分の壁の厚さは、反射面５１に連接する面５２が設けられた部分の壁の厚さよりも厚いことが好ましい。車両用空調装置１の軽量化が求められており、軽量化を実現するために、ケースは薄肉化される傾向にある。反射面ではケースの厚さが薄すぎると、音が透過しやすく、騒音低減の効果が弱まるおそれがある。そこで、反射面５１に連接する面５２が設けられた部分の壁では肉厚形状とせずに、ケース２の薄肉化に寄与させる。さらに、反射面５１が設けられた部分の壁ではケース２の厚さを適度に厚くする。その結果、反射面５１における音波の透過率を低減させて、騒音をより低減することができる。反射面５１が設けられた部分の壁の厚さは、特に限定されないが、車両用空調装置１の軽量化の観点から、例えば０．８〜１．５ｍｍである。反射面５１に連接する面５２が設けられた部分の壁の厚さは、特に限定されないが、例えば１．５〜２．５ｍｍである。

図４は、図２に示す反射面の変形形態の第二例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置１では、反射面５１が設けられた部分の壁の外壁面６１には、補強リブ５３が設けられることが好ましい。ここで、外壁面６１は、ケース２の外壁面である。反射面５１が設けられた部分の壁の剛性を高めることで、音波の透過率を低減させて反射率を向上させ、騒音をより低減することができる。補強リブ５３は、外壁面６１から突出する。なお、図４のように反射面５１の厚さを反射面５１に連接する面５２と同程度とすることで、図３に示す反射面の変形形態の第一例に比べて、軽量化に寄与することができる。

補強リブ５３の配置は、図４では一例として車両の上下方向に沿って配置する形態を示したが、反射面５１が設けられた部分の壁の剛性を高めることができればよく、本発明は補強リブ５３の配置に制限されない。図５は、図２に示す反射面の変形形態の第三例を示す概略図である。補強リブ５４は、例えば、図５に示すように稲妻形状又はジグザグ形状に配置してもよい。

補強リブ５３，５４は、筒状部５０と一体に成形するか、又は別体であってもよい。補強リブ５３，５４を筒状部５０と別体で形成するとき、補強リブ５３，５４は筒状部５０の材質と同じ材質で形成するか、又は筒状部５０の材質とは異なる材質で形成してもよい。筒状部５０を射出成型により製造し、補強リブ５３、５４を筒状部５０と一体に成形されるものとすることで、工程を追加することなく補強リブを筒状部に形成することができる。

本実施形態では、反射面５１が設けられた部分の壁の厚さを反射面５１に連接する面５２が設けられた部分の壁の厚さよりも厚くし、かつ、反射面５１が設けられた部分の壁の外壁面６１に補強リブ５３，５４を設けてもよい。

図６は、図２に示す反射面の変形形態の第四例を示す概略図である。図６は、反射面５１を車両の上方から見ている。ここまで、反射面５１が平面である形態を中心に説明してきたが、反射面５１は、図６に示すように凹んだ曲面であってもよい。ここで、凹んだ曲面とは、流出口１４がある方向とは反対方向に凹んでいる曲面をいう。反射面５１が曲面であるとき、反射面５１の幅方向（図６では車両前後方向）の横断面形状は、例えば、円弧状、楕円弧状、又は円弧状及び楕円弧状以外の曲線状である。反射面５１を曲面とすることで、反射音をより効果的に騒音発生源（送風機）へ集約させて、騒音をより低減することができる。

反射面５１が曲面であるとき、反射面５１は、曲率が異なる複数の領域を有することが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。曲率が異なる複数の領域を有する形態は、例えば、反射面５１の幅方向の中央部に曲率が最小となる領域を配置し、かつ、幅方向の両端部に曲率が中央部よりも大きな領域を配置する形態、又は反射面５１の幅方向の中央部に曲率が最大となる領域を配置し、かつ、幅方向の両端部に曲率が中央部よりも小さな領域を配置する形態である。本実施形態では、曲率が異なる複数の領域を有する形態は、反射面５１の幅方向の横断面形状が楕円弧状である形態のように、曲率が連続的に変化する形態を含む。

反射面５１が曲面であっても、反射面５１が平面であるときと同様に、図３に示すように反射面５１が設けられた部分の壁の厚さを反射面５１に連接する面５２が設けられた部分の壁の厚さよりも厚くするか、図４及び図５に示すように反射面５１が設けられた部分の壁の外壁面６１に補強リブ５３，５４を設けるか、又は反射面５１が設けられた部分の壁の厚さを反射面５１に連接する面５２が設けられた部分の壁の厚さよりも厚し、かつ、反射面５１が設けられた部分の壁の外壁面６１に補強リブ５３，５４を設けてもよい。

本実施形態に係る車両用空調装置１では、図２に示すように複数の反射面５１と反射面５１に連接する面５２とが階段状に交互に配置され、各反射面５１は、相互に非相似形であることが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。複数の反射面５１の組合せは、例えば、平面状の反射面と曲面状の反射面との組合せ、又は相互に形状の異なる曲面状の反射面の組合せである。相互に形状の異なる曲面状の反射面の組合せは、例えば、複数の反射面５１が、流出口１４側から、反射面５１の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列している形態、又は複数の反射面５１が、流出口１４側から、反射面５１の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が小さい順に配列している形態である。より好ましくは、複数の反射面５１が、流出口１４側から、反射面５１の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列している形態である。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。

ここまで、反射面５１が筒状部５０の内壁面のうち下方側の内壁面に設けられた形態を例にとって説明してきたが、本発明はこの形態に限定されず、例えば、反射面５１は筒状部５０の内壁面の上方側の内壁面に設けてもよい。また、反射面５１は、筒状部５１の内壁面の複数の方向に設けてもよい。反射面５１を筒状部５１の内壁面の複数の方向に設ける形態は、例えば筒状部５０の内壁面のうち下方側の内壁面及び上方側の内壁面の両方に設ける形態である。

１ 車両用空調装置
２ ケース
１０ インテーク部
１１ 外気導入口
１２ 内気導入口
１３ インテーク通路
１４ 流出口
１５ 内外気切換ドア
１６ 通水部
２０ 送風部
２１ 吸込口
２２ 送風機
２２ａ 遠心式多翼ファン
２２ｂ モータ
２３ ベルマウス
３０ 温度調和部
３１ 冷却用熱交換器
３２ 加熱用熱交換器
３３ エアミックスドア
４０ 配風部
４１ デフロスト開口部
４２ ベント開口部
４３ フット開口部
４４，４５，４６ モードドア
５０ 筒状部
５１ 反射面
５１ｕ 反射面の上端
５１ｂ 反射面の下端
５２ 反射面に連接する面
５３ 補強リブ
５４ 補強リブ
５５ 屈曲部
６１ 外壁面
Ｆ１ 流出口が形成する面
Ｆ２ 吸込口形成する面

本発明に係る車両用空調装置は、車外の空気を取り込む外気導入口、車室内の空気を取り込む内気導入口、前記外気導入口若しくは前記内気導入口のいずれか一方又は両方から取り込まれた空気が流れるインテーク通路、及び取り込まれた空気が流れ出る流出口を有するインテーク部と、前記流出口から流れ出た空気を取り込む吸込口及び該吸込口から空気を吸引して下流へ送風する送風機を有する送風部と、前記送風機が送風した送風空気を温度調和する温度調和部と、を備え、前記インテーク通路を形成する壁は、前記流出口を下流端とする筒状部を有し、該筒状部の内壁面の一部は、前記インテーク通路に侵入した前記送風機の騒音を前記流出口へ向けて反射する反射面であり、前記反射面が設けられた部分の壁の厚さは、前記反射面に連接する面が設けられた部分の壁の厚さよりも厚いことを特徴とする。反射面に連接する面が設けられた部分の壁の厚さよりも厚いことで、反射面に連接する面が設けられた部分の壁では肉厚形状とせずに、ケースの薄肉化に寄与させる。さらに、反射面が設けられた部分の壁では音波の透過率を低減させて、反射率を向上させる。その結果、騒音をより低減することができる。

Claims (9)

1. 車外の空気を取り込む外気導入口、車室内の空気を取り込む内気導入口、前記外気導入口若しくは前記内気導入口のいずれか一方又は両方から取り込まれた空気が流れるインテーク通路、及び取り込まれた空気が流れ出る流出口を有するインテーク部と、
   前記流出口から流れ出た空気を取り込む吸込口及び該吸込口から空気を吸引して下流へ送風する送風機を有する送風部と、
   前記送風機が送風した送風空気を温度調和する温度調和部と、を備え、
   前記インテーク通路を形成する壁は、前記流出口を下流端とする筒状部を有し、
   該筒状部の内壁面の一部は、前記インテーク通路に侵入した前記送風機の騒音を前記流出口へ向けて反射する反射面であることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記反射面は、前記吸込口が形成する面に対向す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、前記筒状部の内壁面のうち下方側の内壁面に設けられ、
   前記反射面の上端に連接する面及び前記反射面の下端に連接する面は、前記流出口に向かう下り傾斜面をなすことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
4. 前記反射面が設けられた部分の壁の厚さは、前記反射面に連接する面が設けられた部分の壁の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
5. 前記反射面が設けられた部分の壁の外壁面には、補強リブが設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
6. 前記反射面は、凹んだ曲面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
7. 前記反射面は、曲率が異なる複数の領域を有することを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。
8. 複数の反射面と該反射面に連接する面とが階段状に交互に配置され、
   各反射面は、相互に非相似形であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
9. 前記複数の反射面は、凹んだ曲面であり、
   前記流出口側から、反射面の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列していることを特徴とする請求項８に記載の車両用空調装置。

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