JP3982403B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の車室内に吹き出す空調風の吹出風量および吹出温度を調節するための車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両の車室内に吹き出す空調風の吹出風量および吹出温度を調節するための空調ユニットを備えた車両用空調装置がある。そのような空調ユニットは、車室内に吹き出す空調風の風量を調節する遠心式送風機と、空気を冷却および除湿するエバポレータ等の冷却用熱交換器を内蔵するクーラユニットと、空気を加熱するヒータコア等の加熱用熱交換器を内蔵するヒータユニットとを備えている。
【０００３】
また、空調ユニットは、一般的に、車両の車室内前方側に搭載されて、内部に空気通路を形成した空調ケースを備えている。そのような空調ケースは、車両のエンジンルームと車室内とを区画するファイヤーウォール（ダッシュパネル）に取り付けられているので、エンジンルーム内に搭載されたエンジンの振動（エンジン振動）がダッシュパネルを介して伝わると、あるいは遠心式送風機の振動（モータ振動）が伝わると、図４（ａ）に示したように、空調ケース１０１の側壁板１０２が波を打ったように振動して発音体となり、車両乗員が不快となる程度の騒音を発生する可能性がある。
【０００４】
特に、このような現象は、図６（ａ）、（ｂ）および図７に示したように、隣設するユニットケースとの結合部との間のスパンが非常に長い側壁板１０２や、例えば隣設する補強リブ間隔が非常に長い側壁板１０２を有する略角筒形状の空調ケース１０１に顕著に現れるため、空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、空調ケース１０１に対して別途形成された矩形状の重り１０４を貼り付けたりすることによって、空調ケース１０１の側壁板１０２の振動を抑え、低騒音化を図るようにしている。なお、図７中のｈは外側補強リブ１０３の高さ寸法である。
【０００５】
ここで、従来より、遠心式ファンを取り囲む渦巻き形状の空気通路が内部に形成されるスクロールケーシングの底壁板、特に駆動モータを支持固定するフランジ板に、駆動モータを取り囲むようにリング状または放射状の外側補強リブを設けることで、駆動モータおよび遠心式ファンの回転速度のばらつきによってスクロールケーシングが振動するのを抑制して低騒音化を図るようにした遠心式送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−６２８９６号公報（第１−４頁、図１−図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の車両用空調装置においては、図６（ａ）、（ｂ）および図７に示したように、その空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、矩形状の重り１０４を貼り付けたりしているので、空調ケース１０１自体の体格が大きくなり、車両の車室内前方側への設置スペースが大きくなってしまう。
【０００８】
しかし、空調ユニットの車両の車室内前方側への設置スペースに制約が有る場合には、外側補強リブ１０３の突出量分または重り１０４の板厚分だけ、空調ケース１０１内に形成される空気通路の通路断面積を縮小化する必要がある。このため、空調ケース１０１内に形成される空気通路中を流れる空気の流れ方向に直交するように、つまり空気通路を塞ぐようにエバポレータやヒータコアを配置する場合には、エバポレータやヒータコアの有効熱交換面積が小さくなり、空調ユニットにおける冷房性能や暖房性能等の空調性能が低下するという問題が生じている。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、空調ユニットの連結ダクトの体格を小さくしながらも、空調ユニットの連結ダクトの振動を抑制することで、低騒音化を図ることができ、且つ空調性能の低下を防止することのできる車両用空調装置を提供することにある。また、格子状の外側補強リブを廃止することで、空調ユニットの連結ダクトを樹脂一体成形する際の樹脂成形型の型費用を低減することができ、且つ矩形状の重りを廃止することで、例えば分割型樹脂ケースの組付工数を低減することのできる車両用空調装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、空調ユニットは、渦巻き状の通風路を形成するスクロールケーシング、このスクロールケーシングの通風路内において空気流を発生する遠心式ファン、この遠心式ファンを回転駆動する駆動モータを有する遠心式送風機と、通過する空気を冷却する冷却用熱交換器を収容するクーラユニットと、遠心式送風機の吐出口とクーラユニット内の冷却用熱交換器の空気吸込口との間に設けられて、側壁板内に空気通路を形成する連結ダクトを備えている。そして、連結ダクトの側壁板は、空調ユニットの連結ダクトの振動を抑制するように、板厚の異なる複数の部分側壁板に区分けされている。そして、複数の部分側壁板は、遠心式ファンの回転軸方向において複数に区分けされており、その回転軸方向に区分けされた複数の部分側壁板は、互いに厚さが異なることにより、格子状の外側補強リブを廃止しながらも、空調ユニットの連結ダクトの振動を抑制することができるので、車両の車室内を空調する空調ユニットの低騒音化を図ることができる。これにより、格子状の外側補強リブを廃止したり、また、矩形状の重りを廃止したりすることができるので、空調ユニットの連結ダクトの体格を小さくすることもできる。また、空調ユニットの連結ダクトの組付工数を低減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のような連結ダクトを備えた空調ユニットを、車両の車室内前方側または車室内後方側に搭載することにより、空調ユニットの車両の車室内前方側への設置スペースに制約が有る場合でも、空調ユニットの連結ダクト内に形成される空気通路の通路断面積を縮小化する必要はない。これにより、空調ユニットの連結ダクト内に形成される空気通路中を流れる空気の流れ方向に直交するように、つまり空気通路を塞ぐように冷却用熱交換器や加熱用熱交換器を配置する場合でも、冷却用熱交換器や加熱用熱交換器の有効熱交換面積が小さくなることはない。したがって、空調ユニットにおける冷房性能や暖房性能等の空調性能の低下を抑制することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、隣設する２つの部分側壁板の一方側の部分側壁板の方の、空気通路側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、空調ユニットの連結ダクトの側壁板の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板の他方側の部分側壁板よりも所定寸法（例えば５ｍｍ程度）だけ薄くしたり、あるいは厚くしたりして、少なくとも１つ以上の側壁板に複数の部分側壁板が部分的に設けられている。これにより、請求項１の発明の効果を向上できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、複数の部分側壁板は、空調ユニットの連結ダクトの側壁板の振動抑制効果に応じた所定の面積割合で、且つ所定の形状で、且つ所定の広さの平端面を有している。そして、複数の部分側壁板のうちの少なくとも１つの部分側壁板は、その１つの部分側壁板の面方向に渡って同一の板厚を有している。これにより、請求項１の発明の効果を向上できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、空調ユニットは、空気の流れ方向の上流側に、インテークユニットを備えている。そして、そのインテークユニットは、複数の吸込口を選択的に開閉する内外気切替手段と車室内に吹き出す空調風の風量を調節する遠心式送風機とが結合されることで構成されていることを特徴としている。また、請求項６に記載の発明によれば、空調ユニットは、インテークユニットよりも空気の流れ方向の下流側に、エアコンユニットを備えている。そして、そのエアコンユニットは、車室内に空調風を吹き出す複数の吹出口を選択的に開閉する吹出口切替手段と、通過する空気を冷却する冷却用熱交換器を収容するクーラユニットと、通過する空気を加熱する加熱用熱交換器を収容するヒータユニットとが結合されることで構成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、連結ダクトは、インテークユニットとエアコンユニットとを連結していることを特徴としている。また、請求項８に記載の発明によれば、空調ユニットの連結ダクトとして、樹脂一体成形された分割型樹脂ケースを採用したことにより、梯子状または格子状の外側補強リブを廃止することができるので、空調ユニットの連結ダクトを樹脂一体成形する際の樹脂成形型の型費用を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施形態の構成］
図１ないし図３は本発明の実施形態を示したもので、図１はインテークユニットとエアコンユニットとを連結する連結ダクトを示した図で、図２は車両用空調装置の空調ユニットの全体構成を示した図である。
【００１７】
本実施形態の車両用空調装置は、例えば内燃機関（走行用エンジン）または走行用モータを搭載する自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット１０における各空調状態可変手段（アクチュエータ）を、空調制御装置または手動操作レバーによってオートコントロールまたはマニュアルコントロールするように構成されている。本実施形態の空調ユニット１０は、自動車等の車両の車室内前方側に搭載されて、車両のエンジンルームと車室内とを区画するファイヤーウォール（ダッシュパネル）の車室内側面に固定ボルトや締結ネジ等のスクリューを用いて締め付け固定されている。この空調ユニット１０は、インテークユニット４と、エアコンユニット５と、連結ダクト（空調ケース）３とを備えており、インテークユニット４が車両の進行方向中心線に対して助手席側にオフセットして配置され、エアコンユニット５が車両の進行方向中心線上（車幅方向の略中央部）に配置されている。
【００１８】
インテークユニット４は、例えば図３に示したように、内外気切替手段と遠心式送風機とが一体的に結合されて、図示上下方向に樹脂一体成形された分割型樹脂ケース（内外気切替箱１３、スクロールケーシング１４）を備えている。内外気切替手段は、車室外空気（外気）を導入するための外気吸込口１１と車室内空気（内気）を導入するための内気吸込口１２とが形成された内外気切替箱１３を備えている。この内外気切替箱１３内には、外気吸込口１１と内気吸込口１２とを選択的に開閉する複数の内外気切替ドア（図示せず）が収容されている。複数の内外気切替ドアは、リンク機構１５によって一体的に動作可能（連動可能）に収容されている。
【００１９】
また、遠心式送風機は、渦巻き形状の通風路６を形成するスクロールケーシング１４と、このスクロールケーシング１４の通風路６内において空気流を発生する遠心式ファン（図示せず）と、この遠心式ファンを回転駆動すると共に、スクロールケーシング１４の底側壁に取り付けられたフランジ板（図示せず）に支持固定される駆動モータ（図示せず）とから構成されている。なお、内外気切替箱１３の図示下部、あるいはスクロールケーシング１４の図示上部には、遠心式ファンの内周部に空気を吸い込むためのベルマウス状の吸込口（図示せず）が形成されている。
【００２０】
エアコンユニット５は、吹出口切替手段とクーラユニットとヒータユニットとが結合されて、図示上下方向に樹脂一体成形された分割型樹脂ケース（ユニットケース２４）を備えている。吹出口切替手段は、センタフェイス開口部２１およびサイドフェイス開口部２２と、フット開口部（図示せず）と、デフロスタ開口部２３とが形成されたユニットケース２４を備えている。このユニットケース２４内には、複数の開口部を選択的に開閉する複数の吹出口切替ドア（図示せず）が動作可能に収容されている。
【００２１】
なお、センタフェイス開口部２１およびサイドフェイス開口部２２は、車両乗員の上半身（主に頭胸部）やサイドウインドガラスの内面に向けて空調風（主に冷風）を吹き出すためのフェイス吹出口（図示せず）にフェイスダクト（図示せず）を介して連通している。また、フット開口部は、車両乗員の下半身（主に足元部）に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのフット吹出口（図示せず）にフットダクト（図示せず）を介して連通している。また、デフロスタ開口部２３は、フロントウインドガラスの内面に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ吹出口（図示せず）にデフロスタダクト（図示せず）を介して連通している。
【００２２】
また、クーラユニットは、通過する空気を冷却するエバポレータ（冷却用熱交換器：図示せず）等から構成され、ユニットケース２４の空気の流れ方向の上流側の通風路全体を塞ぐようにエバポレータが収容されている。また、ヒータユニットは、通過する空気を加熱するヒータコア（加熱用熱交換器：図示せず）等から構成され、エバポレータよりも空気の流れ方向の下流側の通風路を部分的に塞ぐようにヒータコアが収容されている。また、ヒータコアの空気の流れ方向の上流側または下流側には、ヒータコアを通過する空気量とヒータコアを迂回する空気量とを調節して車室内に吹き出す空気の吹出温度を調整するためのエアミックスドア（吹出温度調節手段：図示せず）が動作可能に収容されている。
【００２３】
連結ダクト３は、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示したように、インテークユニット４とエアコンユニット５とを気密的に連結すると共に、樹脂一体成形された略角筒形状の樹脂ケースである。この連結ダクト３は、遠心式送風機の通風路６の吐出口に連通し、その吐出口よりも空気の流れ方向の下流側に設けられる空気吸込部３１、およびこの空気吸込部３１よりも空気の流れ方向の下流側に設けられてユニットケース２４内のエバポレータの空気吸込口に連通する空気吐出部３２等から構成されている。
【００２４】
空気吸込部３１は、略口の字状の断面を有する略角筒形状の第１側壁板１内に空気通路７が形成されている。その第１側壁板１は、車両の床面に対して傾斜した天側壁板、車両の床面と同一方向に延ばされた底壁板、および天壁板と底側壁板とを繋ぐ前後壁板等より構成され、空気の流れ方向の上流側から下流側に向けて空気通路７の断面積が徐々に拡大するように設けられている。
【００２５】
また、空気吐出部３２は、略口の字状の断面を有する略角筒形状の第２側壁板２内に空気通路７が形成されている。その第２側壁板２は、車両の床面と同一方向に延ばされた天壁板、この天壁板に対向するように設けられた底壁板、および天壁板と底壁板とを繋ぐ前後壁板等より構成され、空気の流れ方向の上流側から下流側に向けて空気通路７の断面積が略変化しないように設けられている。
【００２６】
なお、連結ダクト３の空気吐出部３２は、その空気吸込部３１内に形成される空気通路７から空気吐出部３２内に流入した空気が、空気吐出部３２内に形成される空気通路７中で、略直角方向に曲げられてエバポレータの空気吸込口に向かうように設けられている。すなわち、エアコンユニット５内の空気の流れ方向中心線に対して略直角方向（図示左右方向）となるように連結ダクト３の空気吐出部３２が配置されている。
【００２７】
ここで、本実施形態の略角筒形状の第１、第２側壁板１、２のうちの少なくとも１つの側壁板（本例では前壁板）は、図１および図２に示したように、連結ダクト３の空気吸込部３１および空気吐出部３２の振動を抑制するように、板厚の異なる複数個（本例では６個）の部分側壁板ａ〜ｆに面方向に渡って区分けされている。これらの部分側壁板ａ〜ｆは、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の振動抑制効果に応じた所定の面積割合で、且つ所定の形状で、且つ所定の広さの平端面を有しており、複数個の部分側壁板ａ〜ｆの各々は、各部分側壁板ａ〜ｆの面方向に渡って同一の板厚を有している。
【００２８】
なお、本実施形態では、連結ダクト３（複数個の部分側壁板ａ〜ｆの各々）の空気通路７側の内壁面は、連結ダクト３内に形成される空気通路７の通路断面積が縮小化しないようにする目的で平坦な平面とされ、連結ダクト３（複数個の部分側壁板ａ〜ｆの各々）の外部側の外壁面を二段の凸凹状、あるいは多段階の階段状としている。また、連結ダクト３の空気吸込部３１では、隣設する２つの部分側壁板ｅ、ｆの一方側の部分側壁板ｆの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法（板厚）を、連結ダクト３の第１側壁板１の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板ｅ、ｆの他方側の部分側壁板ｅの板厚（例えば１．５ｍｍ程度）よりも所定寸法（例えば１．５〜３．６ｍｍ程度）だけ厚くして設けられている。
【００２９】
そして、連結ダクト３の空気吐出部３２では、隣設する２つの部分側壁板ａ、ｂの一方側の部分側壁板ａの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法（板厚）を、連結ダクト３の第２側壁板２の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板ａ、ｂの他方側の部分側壁板ｂの板厚（例えば２．５ｍｍ程度）よりも所定寸法（例えば１．５〜３．５ｍｍ程度）だけ厚くして設けられている。また、空気吐出部３２では、隣設する２つの部分側壁板ｃ、ｄの一方側の部分側壁板ｃの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法（板厚）を、連結ダクト３の第２側壁板２の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板ｃ、ｄの他方側の部分側壁板ｄの板厚（例えば１．５ｍｍ程度）よりも所定寸法（例えば１．０〜３．５ｍｍ程度）だけ厚くして設けられている。
【００３０】
そして、図示下方側で、且つ空気の流れ方向の下流側から上流側に向かって順に設けられた部分側壁板ｂ、ｄ、ｆは、図１（ｂ）および図４（ｂ）に示したように、両側の部分側壁板ｂ、ｆの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、中間の部分側壁板ｄよりも所定寸法（例えば１．０〜３．６ｍｍ程度）だけ薄くしたり、あるいは厚くしたりして設けられている。この場合、図１（ｂ）および図４（ｂ）に示したように、部分側壁板ｄの両側に形成される部分側壁板ｂ、ｆの板厚を異ならせても良い。例えば部分側壁板ｂの板厚を２．５ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｄの板厚を１．５ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｆの板厚を５．１ｍｍ程度に形成する。
【００３１】
また、図示上方側で、且つ空気の流れ方向の下流側から上流側に向かって順に設けられた部分側壁板ａ、ｃ、ｅは、両側の部分側壁板ａ、ｅの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、中間の部分側壁板ｃよりも所定寸法（例えば１．０〜３．６ｍｍ程度）だけ厚くしたり、あるいは薄くしたりして設けられている。この場合、部分側壁板ｃの両側に形成される部分側壁板ａ、ｅの板厚を異ならせても良い。例えば部分側壁板ａの板厚を５．１ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｃの板厚を２．５ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｅの板厚を１．５ｍｍ程度に形成する。
【００３２】
［実施形態の作用］
次に、本実施形態の車両用空調装置の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００３３】
図示しない空調ユニット１０の運転スイッチ（例えばＡ／Ｃスイッチ）がオン（Ａ／Ｃ・ＯＮ）されると、遠心式送風機の駆動モータが通電されて、駆動モータが遠心式ファンを回転駆動する。すると、遠心式ファンは、内周部から外周部へ向けて空気を吐き出し、結果的に、複数の内外気切替ドアによって選択的に開放された外気吸込口１１または内気吸込口１２のいずれかの吸込口よりベルマウス状の吸込口を経て空気（外気または内気）を遠心式ファンの内周部に吸引し、遠心式ファンの外周部からスクロールケーシング１４内に形成される渦巻き形状の通風路６へ放出する。
【００３４】
通風路６内に放出された空気は、スクロールケーシング１４の曲面形状の内壁面に沿って流れ、スクロールケーシング１４の吐出口から連結ダクト３の空気吸込部３１内に形成される空気通路７に吐出される。空気吸込部３１の空気通路７内に吐出された空気は、平坦な内壁面とされた空気吸込部３１および空気吐出部３２内に形成される空気通路７を通過する際に、渦流等の乱流を生起することなく、空気吐出部３２内に形成される空気通路７中で、エバポレータの空気吸込口に向かうように略直角方向に曲げられた後に、エバポレータの空気吸込口に流入する。
【００３５】
エバポレータ内に流入した空気は、冷凍サイクルのコンプレッサ（図示せず）によってエバポレータ中に送り込まれた冷媒と熱交換することで、冷却および除湿された後に、エアミックスドアのドア開度に応じて、ヒータコアを通過して再加熱される空気量とヒータコアを迂回する空気量とが例えば車両乗員によって設定された設定温度に対応した最適な所定値となるように調節される。そして、最適な吹出温度に調整された空気は、複数の吹出口モード切替ドアによって選択的に開放された各開口部に連通する吹出口より車室内に吹き出される。これにより、車両の車室内の温度を所望の温度に空調することができる。
【００３６】
［実施形態の特徴］
ここで、従来の車両用空調装置の空調ユニットにおいては、図６（ａ）、（ｂ）および図７に示したように、空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、矩形状の重り１０４を貼り付けたりして、空調ケース１０１の側壁板１０２の面全体の強度アップを狙うようにしている。
【００３７】
上記の従来の技術に対して、本実施形態の車両用空調装置の空調ユニット１０においては、外側補強リブ１０３や重り１０４等によって連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の面全体の強度アップを狙うのではなく、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の振動モードおよび振動特性に着目し、第１、第２側壁板１、２を複数個の平面または平板よりなる部分側壁板ａ〜ｆの、隣設するもの同士の板厚を互いに異ならせる。例えば連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の外側面形状を、空気通路７内を流れる空気の流れ方向（またはこの空気の流れ方向に直交する方向）に向かって、所定の平面を有する階段状または凸凹状となるように樹脂材によって一体的に形成（樹脂一体成形）する。
【００３８】
それによって、第１、第２側壁板１、２の振動モードおよび各部分側壁板ａ〜ｆの振動特性をずらすことができるので、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の面全体として振動を小さくできる。これにより、エンジンルーム内に搭載されたエンジンのエンジン振動や自動車等の車両振動がダッシュパネルを介して連結ダクト３に伝わっても、あるいは遠心式送風機のモータ振動がスクロールケーシング１４を介して連結ダクト３に伝わっても、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の面全体として振動が小さくなるので、騒音の発生を抑えることができる。
【００３９】
また、空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、矩形状の重り１０４を貼り付けたりする方法と比較して、空調ユニット１０の連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の一部の板厚を残部の板厚よりも厚くすることで、振動抑制効果を得ることができるので、樹脂ケースとしての質量を低減することができる。また、梯子状または格子状の外側補強リブ１０３を設けなくても、振動抑制効果を得ることができるので、梯子状または格子状の外側補強リブ１０３を廃止できる。これにより、空調ユニット１０の連結ダクト３を樹脂一体成形する際の樹脂成形型の型費用を低減することができる。また、矩形状の重り１０４を貼り付けなくても、振動抑制効果を得ることができるので、矩形状の重り１０４を廃止することができるので、空調ユニット１０の連結ダクト３の組付工数を低減することができる。
【００４０】
［実施形態の実験結果］
次に、図５（ａ）の空調ケースの側壁板形状に示したような、空調ケースの側壁板をいくつかの部分側壁板▲１▼〜▲６▼に区分けしたタイプ、また、図５（ｂ）の空調ケースの側壁板形状に示したような、空調ケースの側壁板に１つの長方形状の部分側壁板を設けたタイプを使用し、周波数を種々変化させて、各モデルのイナータンスがどのように変化するかについて調査した実験について説明する。実験は、ベースおよび各モデルの周波数を変化させ、各モデルのイナータンスについて調査したもので、その実験結果（前後過振、前後加速度応答）を図５（ｃ）のグラフに示した。
【００４１】
ベースモデル（ｂａｃｅ）は、図５（ｂ）に示した空調ケースの側壁板全体の板厚を所定値（ｔ＝２．１ｍｍ）に設定したもので、第１モデル（ｍｏｄｅｌ１）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲２▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定したものである。また、第２モデル（ｍｏｄｅｌ２）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲２▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定し、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲５▼、▲６▼の板厚を所定値（ｔ＝１．５ｍｍ）に設定したものである。
【００４２】
また、第３モデル（ｍｏｄｅｌ３）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲４▼、▲５▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定し、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲２▼、▲３▼、▲６▼の板厚を所定値（ｔ＝１．５ｍｍ）に設定したものである。また、第４モデル（ｍｏｄｅｌ４）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲２▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定し、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲３▼上部、▲４▼下部の板厚を所定値（ｔ＝１．５ｍｍ）に設定したものである。また、第５モデル（ｍｏｄｅｌ５）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ｂ）に示した空調ケースの部分側壁板の長方形状の平面（例えば６０ｍｍ×６６ｍｍ）の板厚を所定値（ｔ＝５．１ｍｍ）に設定したものである。
【００４３】
この図５（ｃ）のグラフからも確認できるように、車両用空調装置の空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の設置スペースを例えば５ｍｍ程度余分に使うだけで、振動抑制効果が得られるので、空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の体格を、従来の車両用空調装置の空調ユニットの空調ケースと比較して小さくすることができる。したがって、空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の体格を小さくしながらも、空調ケース（連結ダクト３）の振動を抑制することで、低騒音化を図ることができる。
【００４４】
ここで、車両用空調装置の空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の設置スペースを例えば５ｍｍ程度余分に使うだけで、振動抑制効果を得ることができるので、空調ケース（連結ダクト３）を備えた空調ユニット１０の車両の車室内前方側への設置スペースに制約が有る場合でも、空調ケース（連結ダクト３）内に形成される空気通路７の通路断面積が縮小化されることはない。これにより、空調ケース（連結ダクト３）内に形成される空気通路７中を流れる空気の流れ方向に直交するように、つまり空調ケース（連結ダクト３）内に形成される空気通路７を塞ぐようにエバポレータまたはヒータコアまたはフィルターを配置する場合でも、エバポレータやヒータコアの有効熱交換面積またはフィルターの有効空気浄化面積が小さくなることはない。したがって、空調ユニット１０における冷房性能や暖房性能や空気清浄性能等の空調性能の低下を抑制することができる。
【００４５】
［他の実施形態］
本実施形態では、インテークユニット４とエアコンユニット５とを気密的に連結する連結ダクト３を設けているが、連結ダクト３を、ユニットケース２４の空気の流れ方向の上流側に、あるいは内外気切替箱１３またはスクロールケーシング１４の空気の流れ方向の下流側に樹脂一体成形しても良い。また、本実施形態では、略角筒形状の空調ケース（連結ダクト３）を備えた空調ユニット１０を、車両の車室内前方側に搭載しているが、略角筒形状の空調ケース（連結ダクト３）を備えた空調ユニットを、車両の車室内後方側に搭載しても良い。
【００４６】
本実施形態では、本発明を、車両用空調装置の空調ユニット１０の連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の一部の板厚を残部の板厚よりも厚くしたり、また、薄くしたりしたが、本発明を、車両用空調装置の空調ユニット１０のインテークユニット４の内外気切替箱１３またはスクロールケーシング１４の側壁板の一部、あるいは駆動モータを支持固定するフランジ板（側壁板に相当する）の一部の板厚を残部の板厚よりも厚くしたり、また、薄くしたりしても良い。また、複数個の部分側壁板ａ〜ｆのうちの少なくとも１つの部分側壁板の内壁面または外壁面を、テーパ状としても良い。つまり、複数個の部分側壁板ａ〜ｆのうちの少なくとも１つの部分側壁板の板厚を徐々に厚くしたり、また、徐々に薄くしたりしても良い。
【００４７】
また、複数個の部分側壁板ａ〜ｆの内壁面または外壁面に凸状または凹状の湾曲面または平坦面を設けても良い。また、部分側壁板ｅ、ｆの内壁面を空気通路７側に突出させ、部分側壁板ｃ、ｄの外壁面を外部側に突出させ、部分側壁板ａ、ｂの内壁面を空気通路７側に突出させるようにしても良い。また、部分側壁板ｅ、ｆの外壁面を外部側に突出させ、部分側壁板ｃ、ｄの内壁面を空気通路７側に突出させ、部分側壁板ａ、ｂの外壁面を外部側に突出させるようにしても良い。
【００４８】
なお、複数個の部分側壁板ａ〜ｆのうちの少なくとも１つの部分側壁板の平面形状を矩形状または長方形状または略三角形状としているが、第１、第２側壁板１、２の振動抑制効果（振動モードおよび振動特性）に応じて、部分側壁板の平面形状を正方形等の多角形状や円形状や楕円形状としても良く、また、平坦な面の面積も第１、第２側壁板１、２の振動抑制効果（振動モードおよび振動特性）に応じて実施例よりも任意に広くしても、また、任意に狭くしても良い。
【００４９】
本実施形態の連結ダクト３を、通過する空気を加熱するヒータコア等の加熱用熱交換器を収容するヒータユニット、あるいは通過する空気を冷却するエバポレータ等の冷却用熱交換器を収容するクーラユニット、あるいは通過する空気を濾過するフィルター等の空気清浄器を収容するフィルターユニットを構成する空調ケースに代えても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はインテークユニットとエアコンユニットとを連結する連結ダクトを示した模式図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施形態）。
【図２】車両用空調装置の空調ユニットの全体構成を示した斜視図である（実施形態）。
【図３】インテークユニットの一例を示した斜視図である（実施形態）。
【図４】（ａ）は従来の空調ケースの側壁板が振動する様子を示した模式図で、（ｂ）は本発明の連結ダクトの第１、第２側壁板を示した断面図である（実施形態）。
【図５】（ａ）、（ｂ）は実験で用いた各モデルの側壁板形状を示した正面図で、（ｃ）は実験結果を示したグラフである。
【図６】（ａ）は従来の車両用空調装置の空調ケースを示した斜視図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（従来の技術）。
【図７】従来の車両用空調装置の空調ケースを示した斜視図である（従来の技術）。
【符号の説明】
ａ 部分側壁板
ｂ 部分側壁板
ｃ 部分側壁板
ｄ 部分側壁板
ｅ 部分側壁板
ｆ 部分側壁板
１ 第１側壁板
２ 第２側壁板
３ 連結ダクト（空調ケース）
４ インテークユニット
５ エアコンユニット
７ 空気通路
１０ 空調ユニット
１１ 外気吸込口
１２ 内気吸込口
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の車室内に吹き出す空調風の吹出風量および吹出温度を調節するための車両用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両の車室内に吹き出す空調風の吹出風量および吹出温度を調節するための空調ユニットを備えた車両用空調装置がある。そのような空調ユニットは、車室内に吹き出す空調風の風量を調節する遠心式送風機と、空気を冷却および除湿するエバポレータ等の冷却用熱交換器を内蔵するクーラユニットと、空気を加熱するヒータコア等の加熱用熱交換器を内蔵するヒータユニットとを備えている。
【０００３】
また、空調ユニットは、一般的に、車両の車室内前方側に搭載されて、内部に空気通路を形成した空調ケースを備えている。そのような空調ケースは、車両のエンジンルームと車室内とを区画するファイヤーウォール（ダッシュパネル）に取り付けられているので、エンジンルーム内に搭載されたエンジンの振動（エンジン振動）がダッシュパネルを介して伝わると、あるいは遠心式送風機の振動（モータ振動）が伝わると、図４（ａ）に示したように、空調ケース１０１の側壁板１０２が波を打ったように振動して発音体となり、車両乗員が不快となる程度の騒音を発生する可能性がある。
【０００４】
特に、このような現象は、図６（ａ）、（ｂ）および図７に示したように、隣設するユニットケースとの結合部との間のスパンが非常に長い側壁板１０２や、例えば隣設する補強リブ間隔が非常に長い側壁板１０２を有する略角筒形状の空調ケース１０１に顕著に現れるため、空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、空調ケース１０１に対して別途形成された矩形状の重り１０４を貼り付けたりすることによって、空調ケース１０１の側壁板１０２の振動を抑え、低騒音化を図るようにしている。なお、図７中のｈは外側補強リブ１０３の高さ寸法である。
【０００５】
ここで、従来より、遠心式ファンを取り囲む渦巻き形状の空気通路が内部に形成されるスクロールケーシングの底壁板、特に駆動モータを支持固定するフランジ板に、駆動モータを取り囲むようにリング状または放射状の外側補強リブを設けることで、駆動モータおよび遠心式ファンの回転速度のばらつきによってスクロールケーシングが振動するのを抑制して低騒音化を図るようにした遠心式送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−６２８９６号公報（第１−４頁、図１−図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の車両用空調装置においては、図６（ａ）、（ｂ）および図７に示したように、その空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、矩形状の重り１０４を貼り付けたりしているので、空調ケース１０１自体の体格が大きくなり、車両の車室内前方側への設置スペースが大きくなってしまう。
【０００８】
しかし、空調ユニットの車両の車室内前方側への設置スペースに制約が有る場合には、外側補強リブ１０３の突出量分または重り１０４の板厚分だけ、空調ケース１０１内に形成される空気通路の通路断面積を縮小化する必要がある。このため、空調ケース１０１内に形成される空気通路中を流れる空気の流れ方向に直交するように、つまり空気通路を塞ぐようにエバポレータやヒータコアを配置する場合には、エバポレータやヒータコアの有効熱交換面積が小さくなり、空調ユニットにおける冷房性能や暖房性能等の空調性能が低下するという問題が生じている。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、空調ユニットの連結ダクトの体格を小さくしながらも、空調ユニットの連結ダクトの振動を抑制することで、低騒音化を図ることができ、且つ空調性能の低下を防止することのできる車両用空調装置を提供することにある。また、格子状の外側補強リブを廃止することで、空調ユニットの連結ダクトを樹脂一体成形する際の樹脂成形型の型費用を低減することができ、且つ矩形状の重りを廃止することで、例えば分割型樹脂ケースの組付工数を低減することのできる車両用空調装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、空調ユニットは、渦巻き状の通風路を形成するスクロールケーシング、このスクロールケーシングの通風路内において空気流を発生する遠心式ファン、この遠心式ファンを回転駆動する駆動モータを有する遠心式送風機と、通過する空気を冷却する冷却用熱交換器を収容するクーラユニットと、遠心式送風機の吐出口とクーラユニット内の冷却用熱交換器の空気吸込口との間に設けられて、側壁板内に空気通路を形成する連結ダクトを備えている。そして、連結ダクトの側壁板は、空調ユニットの連結ダクトの振動を抑制するように、板厚の異なる複数の部分側壁板に区分けされている。そして、複数の部分側壁板は、遠心式ファンの回転軸方向において複数に区分けされており、その回転軸方向に区分けされた複数の部分側壁板は、互いに厚さが異なることにより、格子状の外側補強リブを廃止しながらも、空調ユニットの連結ダクトの振動を抑制することができるので、車両の車室内を空調する空調ユニットの低騒音化を図ることができる。これにより、格子状の外側補強リブを廃止したり、また、矩形状の重りを廃止したりすることができるので、空調ユニットの連結ダクトの体格を小さくすることもできる。また、空調ユニットの連結ダクトの組付工数を低減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のような連結ダクトを備えた空調ユニットを、車両の車室内前方側または車室内後方側に搭載することにより、空調ユニットの車両の車室内前方側への設置スペースに制約が有る場合でも、空調ユニットの連結ダクト内に形成される空気通路の通路断面積を縮小化する必要はない。これにより、空調ユニットの連結ダクト内に形成される空気通路中を流れる空気の流れ方向に直交するように、つまり空気通路を塞ぐように冷却用熱交換器や加熱用熱交換器を配置する場合でも、冷却用熱交換器や加熱用熱交換器の有効熱交換面積が小さくなることはない。したがって、空調ユニットにおける冷房性能や暖房性能等の空調性能の低下を抑制することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、隣設する２つの部分側壁板の一方側の部分側壁板の方の、空気通路側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、空調ユニットの連結ダクトの側壁板の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板の他方側の部分側壁板よりも所定寸法（例えば５ｍｍ程度）だけ薄くしたり、あるいは厚くしたりして、少なくとも１つ以上の側壁板に複数の部分側壁板が部分的に設けられている。これにより、請求項１の発明の効果を向上できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、複数の部分側壁板は、空調ユニットの連結ダクトの側壁板の振動抑制効果に応じた所定の面積割合で、且つ所定の形状で、且つ所定の広さの平端面を有している。そして、複数の部分側壁板のうちの少なくとも１つの部分側壁板は、その１つの部分側壁板の面方向に渡って同一の板厚を有している。これにより、請求項１の発明の効果を向上できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、空調ユニットは、空気の流れ方向の上流側に、インテークユニットを備えている。そして、そのインテークユニットは、複数の吸込口を選択的に開閉する内外気切替手段と車室内に吹き出す空調風の風量を調節する遠心式送風機とが結合されることで構成されていることを特徴としている。また、請求項６に記載の発明によれば、空調ユニットは、インテークユニットよりも空気の流れ方向の下流側に、エアコンユニットを備えている。そして、そのエアコンユニットは、車室内に空調風を吹き出す複数の吹出口を選択的に開閉する吹出口切替手段と、通過する空気を冷却する冷却用熱交換器を収容するクーラユニットと、通過する空気を加熱する加熱用熱交換器を収容するヒータユニットとが結合されることで構成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、連結ダクトは、インテークユニットとエアコンユニットとを連結していることを特徴としている。また、請求項８に記載の発明によれば、空調ユニットの連結ダクトとして、樹脂一体成形された分割型樹脂ケースを採用したことにより、梯子状または格子状の外側補強リブを廃止することができるので、空調ユニットの連結ダクトを樹脂一体成形する際の樹脂成形型の型費用を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施形態の構成］
図１ないし図３は本発明の実施形態を示したもので、図１はインテークユニットとエアコンユニットとを連結する連結ダクトを示した図で、図２は車両用空調装置の空調ユニットの全体構成を示した図である。
【００１７】
本実施形態の車両用空調装置は、例えば内燃機関（走行用エンジン）または走行用モータを搭載する自動車等の車両の車室内を空調する空調ユニット１０における各空調状態可変手段（アクチュエータ）を、空調制御装置または手動操作レバーによってオートコントロールまたはマニュアルコントロールするように構成されている。本実施形態の空調ユニット１０は、自動車等の車両の車室内前方側に搭載されて、車両のエンジンルームと車室内とを区画するファイヤーウォール（ダッシュパネル）の車室内側面に固定ボルトや締結ネジ等のスクリューを用いて締め付け固定されている。この空調ユニット１０は、インテークユニット４と、エアコンユニット５と、連結ダクト（空調ケース）３とを備えており、インテークユニット４が車両の進行方向中心線に対して助手席側にオフセットして配置され、エアコンユニット５が車両の進行方向中心線上（車幅方向の略中央部）に配置されている。
【００１８】
インテークユニット４は、例えば図３に示したように、内外気切替手段と遠心式送風機とが一体的に結合されて、図示上下方向に樹脂一体成形された分割型樹脂ケース（内外気切替箱１３、スクロールケーシング１４）を備えている。内外気切替手段は、車室外空気（外気）を導入するための外気吸込口１１と車室内空気（内気）を導入するための内気吸込口１２とが形成された内外気切替箱１３を備えている。この内外気切替箱１３内には、外気吸込口１１と内気吸込口１２とを選択的に開閉する複数の内外気切替ドア（図示せず）が収容されている。複数の内外気切替ドアは、リンク機構１５によって一体的に動作可能（連動可能）に収容されている。
【００１９】
また、遠心式送風機は、渦巻き形状の通風路６を形成するスクロールケーシング１４と、このスクロールケーシング１４の通風路６内において空気流を発生する遠心式ファン（図示せず）と、この遠心式ファンを回転駆動すると共に、スクロールケーシング１４の底側壁に取り付けられたフランジ板（図示せず）に支持固定される駆動モータ（図示せず）とから構成されている。なお、内外気切替箱１３の図示下部、あるいはスクロールケーシング１４の図示上部には、遠心式ファンの内周部に空気を吸い込むためのベルマウス状の吸込口（図示せず）が形成されている。
【００２０】
エアコンユニット５は、吹出口切替手段とクーラユニットとヒータユニットとが結合されて、図示上下方向に樹脂一体成形された分割型樹脂ケース（ユニットケース２４）を備えている。吹出口切替手段は、センタフェイス開口部２１およびサイドフェイス開口部２２と、フット開口部（図示せず）と、デフロスタ開口部２３とが形成されたユニットケース２４を備えている。このユニットケース２４内には、複数の開口部を選択的に開閉する複数の吹出口切替ドア（図示せず）が動作可能に収容されている。
【００２１】
なお、センタフェイス開口部２１およびサイドフェイス開口部２２は、車両乗員の上半身（主に頭胸部）やサイドウインドガラスの内面に向けて空調風（主に冷風）を吹き出すためのフェイス吹出口（図示せず）にフェイスダクト（図示せず）を介して連通している。また、フット開口部は、車両乗員の下半身（主に足元部）に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのフット吹出口（図示せず）にフットダクト（図示せず）を介して連通している。また、デフロスタ開口部２３は、フロントウインドガラスの内面に向けて空調風（主に温風）を吹き出すためのデフロスタ吹出口（図示せず）にデフロスタダクト（図示せず）を介して連通している。
【００２２】
また、クーラユニットは、通過する空気を冷却するエバポレータ（冷却用熱交換器：図示せず）等から構成され、ユニットケース２４の空気の流れ方向の上流側の通風路全体を塞ぐようにエバポレータが収容されている。また、ヒータユニットは、通過する空気を加熱するヒータコア（加熱用熱交換器：図示せず）等から構成され、エバポレータよりも空気の流れ方向の下流側の通風路を部分的に塞ぐようにヒータコアが収容されている。また、ヒータコアの空気の流れ方向の上流側または下流側には、ヒータコアを通過する空気量とヒータコアを迂回する空気量とを調節して車室内に吹き出す空気の吹出温度を調整するためのエアミックスドア（吹出温度調節手段：図示せず）が動作可能に収容されている。
【００２３】
連結ダクト３は、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示したように、インテークユニット４とエアコンユニット５とを気密的に連結すると共に、樹脂一体成形された略角筒形状の樹脂ケースである。この連結ダクト３は、遠心式送風機の通風路６の吐出口に連通し、その吐出口よりも空気の流れ方向の下流側に設けられる空気吸込部３１、およびこの空気吸込部３１よりも空気の流れ方向の下流側に設けられてユニットケース２４内のエバポレータの空気吸込口に連通する空気吐出部３２等から構成されている。
【００２４】
空気吸込部３１は、略口の字状の断面を有する略角筒形状の第１側壁板１内に空気通路７が形成されている。その第１側壁板１は、車両の床面に対して傾斜した天側壁板、車両の床面と同一方向に延ばされた底壁板、および天壁板と底側壁板とを繋ぐ前後壁板等より構成され、空気の流れ方向の上流側から下流側に向けて空気通路７の断面積が徐々に拡大するように設けられている。
【００２５】
また、空気吐出部３２は、略口の字状の断面を有する略角筒形状の第２側壁板２内に空気通路７が形成されている。その第２側壁板２は、車両の床面と同一方向に延ばされた天壁板、この天壁板に対向するように設けられた底壁板、および天壁板と底壁板とを繋ぐ前後壁板等より構成され、空気の流れ方向の上流側から下流側に向けて空気通路７の断面積が略変化しないように設けられている。
【００２６】
なお、連結ダクト３の空気吐出部３２は、その空気吸込部３１内に形成される空気通路７から空気吐出部３２内に流入した空気が、空気吐出部３２内に形成される空気通路７中で、略直角方向に曲げられてエバポレータの空気吸込口に向かうように設けられている。すなわち、エアコンユニット５内の空気の流れ方向中心線に対して略直角方向（図示左右方向）となるように連結ダクト３の空気吐出部３２が配置されている。
【００２７】
ここで、本実施形態の略角筒形状の第１、第２側壁板１、２のうちの少なくとも１つの側壁板（本例では前壁板）は、図１および図２に示したように、連結ダクト３の空気吸込部３１および空気吐出部３２の振動を抑制するように、板厚の異なる複数個（本例では６個）の部分側壁板ａ〜ｆに面方向に渡って区分けされている。これらの部分側壁板ａ〜ｆは、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の振動抑制効果に応じた所定の面積割合で、且つ所定の形状で、且つ所定の広さの平端面を有しており、複数個の部分側壁板ａ〜ｆの各々は、各部分側壁板ａ〜ｆの面方向に渡って同一の板厚を有している。
【００２８】
なお、本実施形態では、連結ダクト３（複数個の部分側壁板ａ〜ｆの各々）の空気通路７側の内壁面は、連結ダクト３内に形成される空気通路７の通路断面積が縮小化しないようにする目的で平坦な平面とされ、連結ダクト３（複数個の部分側壁板ａ〜ｆの各々）の外部側の外壁面を二段の凸凹状、あるいは多段階の階段状としている。また、連結ダクト３の空気吸込部３１では、隣設する２つの部分側壁板ｅ、ｆの一方側の部分側壁板ｆの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法（板厚）を、連結ダクト３の第１側壁板１の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板ｅ、ｆの他方側の部分側壁板ｅの板厚（例えば１．５ｍｍ程度）よりも所定寸法（例えば１．５〜３．６ｍｍ程度）だけ厚くして設けられている。
【００２９】
そして、連結ダクト３の空気吐出部３２では、隣設する２つの部分側壁板ａ、ｂの一方側の部分側壁板ａの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法（板厚）を、連結ダクト３の第２側壁板２の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板ａ、ｂの他方側の部分側壁板ｂの板厚（例えば２．５ｍｍ程度）よりも所定寸法（例えば１．５〜３．５ｍｍ程度）だけ厚くして設けられている。また、空気吐出部３２では、隣設する２つの部分側壁板ｃ、ｄの一方側の部分側壁板ｃの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法（板厚）を、連結ダクト３の第２側壁板２の振動抑制効果に応じて、隣設する２つの部分側壁板ｃ、ｄの他方側の部分側壁板ｄの板厚（例えば１．５ｍｍ程度）よりも所定寸法（例えば１．０〜３．５ｍｍ程度）だけ厚くして設けられている。
【００３０】
そして、図示下方側で、且つ空気の流れ方向の下流側から上流側に向かって順に設けられた部分側壁板ｂ、ｄ、ｆは、図１（ｂ）および図４（ｂ）に示したように、両側の部分側壁板ｂ、ｆの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、中間の部分側壁板ｄよりも所定寸法（例えば１．０〜３．６ｍｍ程度）だけ薄くしたり、あるいは厚くしたりして設けられている。この場合、図１（ｂ）および図４（ｂ）に示したように、部分側壁板ｄの両側に形成される部分側壁板ｂ、ｆの板厚を異ならせても良い。例えば部分側壁板ｂの板厚を２．５ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｄの板厚を１．５ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｆの板厚を５．１ｍｍ程度に形成する。
【００３１】
また、図示上方側で、且つ空気の流れ方向の下流側から上流側に向かって順に設けられた部分側壁板ａ、ｃ、ｅは、両側の部分側壁板ａ、ｅの方の、空気通路７側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、中間の部分側壁板ｃよりも所定寸法（例えば１．０〜３．６ｍｍ程度）だけ厚くしたり、あるいは薄くしたりして設けられている。この場合、部分側壁板ｃの両側に形成される部分側壁板ａ、ｅの板厚を異ならせても良い。例えば部分側壁板ａの板厚を５．１ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｃの板厚を２．５ｍｍ程度に形成し、また、部分側壁板ｅの板厚を１．５ｍｍ程度に形成する。
【００３２】
［実施形態の作用］
次に、本実施形態の車両用空調装置の作用を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００３３】
図示しない空調ユニット１０の運転スイッチ（例えばＡ／Ｃスイッチ）がオン（Ａ／Ｃ・ＯＮ）されると、遠心式送風機の駆動モータが通電されて、駆動モータが遠心式ファンを回転駆動する。すると、遠心式ファンは、内周部から外周部へ向けて空気を吐き出し、結果的に、複数の内外気切替ドアによって選択的に開放された外気吸込口１１または内気吸込口１２のいずれかの吸込口よりベルマウス状の吸込口を経て空気（外気または内気）を遠心式ファンの内周部に吸引し、遠心式ファンの外周部からスクロールケーシング１４内に形成される渦巻き形状の通風路６へ放出する。
【００３４】
通風路６内に放出された空気は、スクロールケーシング１４の曲面形状の内壁面に沿って流れ、スクロールケーシング１４の吐出口から連結ダクト３の空気吸込部３１内に形成される空気通路７に吐出される。空気吸込部３１の空気通路７内に吐出された空気は、平坦な内壁面とされた空気吸込部３１および空気吐出部３２内に形成される空気通路７を通過する際に、渦流等の乱流を生起することなく、空気吐出部３２内に形成される空気通路７中で、エバポレータの空気吸込口に向かうように略直角方向に曲げられた後に、エバポレータの空気吸込口に流入する。
【００３５】
エバポレータ内に流入した空気は、冷凍サイクルのコンプレッサ（図示せず）によってエバポレータ中に送り込まれた冷媒と熱交換することで、冷却および除湿された後に、エアミックスドアのドア開度に応じて、ヒータコアを通過して再加熱される空気量とヒータコアを迂回する空気量とが例えば車両乗員によって設定された設定温度に対応した最適な所定値となるように調節される。そして、最適な吹出温度に調整された空気は、複数の吹出口モード切替ドアによって選択的に開放された各開口部に連通する吹出口より車室内に吹き出される。これにより、車両の車室内の温度を所望の温度に空調することができる。
【００３６】
［実施形態の特徴］
ここで、従来の車両用空調装置の空調ユニットにおいては、図６（ａ）、（ｂ）および図７に示したように、空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、矩形状の重り１０４を貼り付けたりして、空調ケース１０１の側壁板１０２の面全体の強度アップを狙うようにしている。
【００３７】
上記の従来の技術に対して、本実施形態の車両用空調装置の空調ユニット１０においては、外側補強リブ１０３や重り１０４等によって連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の面全体の強度アップを狙うのではなく、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の振動モードおよび振動特性に着目し、第１、第２側壁板１、２を複数個の平面または平板よりなる部分側壁板ａ〜ｆの、隣設するもの同士の板厚を互いに異ならせる。例えば連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の外側面形状を、空気通路７内を流れる空気の流れ方向（またはこの空気の流れ方向に直交する方向）に向かって、所定の平面を有する階段状または凸凹状となるように樹脂材によって一体的に形成（樹脂一体成形）する。
【００３８】
それによって、第１、第２側壁板１、２の振動モードおよび各部分側壁板ａ〜ｆの振動特性をずらすことができるので、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の面全体として振動を小さくできる。これにより、エンジンルーム内に搭載されたエンジンのエンジン振動や自動車等の車両振動がダッシュパネルを介して連結ダクト３に伝わっても、あるいは遠心式送風機のモータ振動がスクロールケーシング１４を介して連結ダクト３に伝わっても、連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の面全体として振動が小さくなるので、騒音の発生を抑えることができる。
【００３９】
また、空調ケース１０１の側壁板１０２全体に外側補強リブ１０３を梯子状または格子状に一体的に形成したり、矩形状の重り１０４を貼り付けたりする方法と比較して、空調ユニット１０の連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の一部の板厚を残部の板厚よりも厚くすることで、振動抑制効果を得ることができるので、樹脂ケースとしての質量を低減することができる。また、梯子状または格子状の外側補強リブ１０３を設けなくても、振動抑制効果を得ることができるので、梯子状または格子状の外側補強リブ１０３を廃止できる。これにより、空調ユニット１０の連結ダクト３を樹脂一体成形する際の樹脂成形型の型費用を低減することができる。また、矩形状の重り１０４を貼り付けなくても、振動抑制効果を得ることができるので、矩形状の重り１０４を廃止することができるので、空調ユニット１０の連結ダクト３の組付工数を低減することができる。
【００４０】
［実施形態の実験結果］
次に、図５（ａ）の空調ケースの側壁板形状に示したような、空調ケースの側壁板をいくつかの部分側壁板▲１▼〜▲６▼に区分けしたタイプ、また、図５（ｂ）の空調ケースの側壁板形状に示したような、空調ケースの側壁板に１つの長方形状の部分側壁板を設けたタイプを使用し、周波数を種々変化させて、各モデルのイナータンスがどのように変化するかについて調査した実験について説明する。実験は、ベースおよび各モデルの周波数を変化させ、各モデルのイナータンスについて調査したもので、その実験結果（前後過振、前後加速度応答）を図５（ｃ）のグラフに示した。
【００４１】
ベースモデル（ｂａｃｅ）は、図５（ｂ）に示した空調ケースの側壁板全体の板厚を所定値（ｔ＝２．１ｍｍ）に設定したもので、第１モデル（ｍｏｄｅｌ１）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲２▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定したものである。また、第２モデル（ｍｏｄｅｌ２）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲２▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定し、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲５▼、▲６▼の板厚を所定値（ｔ＝１．５ｍｍ）に設定したものである。
【００４２】
また、第３モデル（ｍｏｄｅｌ３）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲４▼、▲５▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定し、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲２▼、▲３▼、▲６▼の板厚を所定値（ｔ＝１．５ｍｍ）に設定したものである。また、第４モデル（ｍｏｄｅｌ４）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲１▼、▲２▼の板厚を所定値（ｔ＝２．５ｍｍ）に設定し、図５（ａ）に示した空調ケースの部分側壁板▲３▼上部、▲４▼下部の板厚を所定値（ｔ＝１．５ｍｍ）に設定したものである。また、第５モデル（ｍｏｄｅｌ５）は、ベースモデル（ｂａｃｅ）に対して、図５（ｂ）に示した空調ケースの部分側壁板の長方形状の平面（例えば６０ｍｍ×６６ｍｍ）の板厚を所定値（ｔ＝５．１ｍｍ）に設定したものである。
【００４３】
この図５（ｃ）のグラフからも確認できるように、車両用空調装置の空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の設置スペースを例えば５ｍｍ程度余分に使うだけで、振動抑制効果が得られるので、空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の体格を、従来の車両用空調装置の空調ユニットの空調ケースと比較して小さくすることができる。したがって、空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の体格を小さくしながらも、空調ケース（連結ダクト３）の振動を抑制することで、低騒音化を図ることができる。
【００４４】
ここで、車両用空調装置の空調ユニット１０の空調ケース（連結ダクト３）の設置スペースを例えば５ｍｍ程度余分に使うだけで、振動抑制効果を得ることができるので、空調ケース（連結ダクト３）を備えた空調ユニット１０の車両の車室内前方側への設置スペースに制約が有る場合でも、空調ケース（連結ダクト３）内に形成される空気通路７の通路断面積が縮小化されることはない。これにより、空調ケース（連結ダクト３）内に形成される空気通路７中を流れる空気の流れ方向に直交するように、つまり空調ケース（連結ダクト３）内に形成される空気通路７を塞ぐようにエバポレータまたはヒータコアまたはフィルターを配置する場合でも、エバポレータやヒータコアの有効熱交換面積またはフィルターの有効空気浄化面積が小さくなることはない。したがって、空調ユニット１０における冷房性能や暖房性能や空気清浄性能等の空調性能の低下を抑制することができる。
【００４５】
［他の実施形態］
本実施形態では、インテークユニット４とエアコンユニット５とを気密的に連結する連結ダクト３を設けているが、連結ダクト３を、ユニットケース２４の空気の流れ方向の上流側に、あるいは内外気切替箱１３またはスクロールケーシング１４の空気の流れ方向の下流側に樹脂一体成形しても良い。また、本実施形態では、略角筒形状の空調ケース（連結ダクト３）を備えた空調ユニット１０を、車両の車室内前方側に搭載しているが、略角筒形状の空調ケース（連結ダクト３）を備えた空調ユニットを、車両の車室内後方側に搭載しても良い。
【００４６】
本実施形態では、本発明を、車両用空調装置の空調ユニット１０の連結ダクト３の第１、第２側壁板１、２の一部の板厚を残部の板厚よりも厚くしたり、また、薄くしたりしたが、本発明を、車両用空調装置の空調ユニット１０のインテークユニット４の内外気切替箱１３またはスクロールケーシング１４の側壁板の一部、あるいは駆動モータを支持固定するフランジ板（側壁板に相当する）の一部の板厚を残部の板厚よりも厚くしたり、また、薄くしたりしても良い。また、複数個の部分側壁板ａ〜ｆのうちの少なくとも１つの部分側壁板の内壁面または外壁面を、テーパ状としても良い。つまり、複数個の部分側壁板ａ〜ｆのうちの少なくとも１つの部分側壁板の板厚を徐々に厚くしたり、また、徐々に薄くしたりしても良い。
【００４７】
また、複数個の部分側壁板ａ〜ｆの内壁面または外壁面に凸状または凹状の湾曲面または平坦面を設けても良い。また、部分側壁板ｅ、ｆの内壁面を空気通路７側に突出させ、部分側壁板ｃ、ｄの外壁面を外部側に突出させ、部分側壁板ａ、ｂの内壁面を空気通路７側に突出させるようにしても良い。また、部分側壁板ｅ、ｆの外壁面を外部側に突出させ、部分側壁板ｃ、ｄの内壁面を空気通路７側に突出させ、部分側壁板ａ、ｂの外壁面を外部側に突出させるようにしても良い。
【００４８】
なお、複数個の部分側壁板ａ〜ｆのうちの少なくとも１つの部分側壁板の平面形状を矩形状または長方形状または略三角形状としているが、第１、第２側壁板１、２の振動抑制効果（振動モードおよび振動特性）に応じて、部分側壁板の平面形状を正方形等の多角形状や円形状や楕円形状としても良く、また、平坦な面の面積も第１、第２側壁板１、２の振動抑制効果（振動モードおよび振動特性）に応じて実施例よりも任意に広くしても、また、任意に狭くしても良い。
【００４９】
本実施形態の連結ダクト３を、通過する空気を加熱するヒータコア等の加熱用熱交換器を収容するヒータユニット、あるいは通過する空気を冷却するエバポレータ等の冷却用熱交換器を収容するクーラユニット、あるいは通過する空気を濾過するフィルター等の空気清浄器を収容するフィルターユニットを構成する空調ケースに代えても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はインテークユニットとエアコンユニットとを連結する連結ダクトを示した模式図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施形態）。
【図２】車両用空調装置の空調ユニットの全体構成を示した斜視図である（実施形態）。
【図３】インテークユニットの一例を示した斜視図である（実施形態）。
【図４】（ａ）は従来の空調ケースの側壁板が振動する様子を示した模式図で、（ｂ）は本発明の連結ダクトの第１、第２側壁板を示した断面図である（実施形態）。
【図５】（ａ）、（ｂ）は実験で用いた各モデルの側壁板形状を示した正面図で、（ｃ）は実験結果を示したグラフである。
【図６】（ａ）は従来の車両用空調装置の空調ケースを示した斜視図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（従来の技術）。
【図７】従来の車両用空調装置の空調ケースを示した斜視図である（従来の技術）。
【符号の説明】
ａ 部分側壁板
ｂ 部分側壁板
ｃ 部分側壁板
ｄ 部分側壁板
ｅ 部分側壁板
ｆ 部分側壁板
１ 第１側壁板
２ 第２側壁板
３ 連結ダクト（空調ケース）
４ インテークユニット
５ エアコンユニット
７ 空気通路
１０ 空調ユニット
１１ 外気吸込口
１２ 内気吸込口
Claims (8)
- 車両の車室内を空調する空調ユニットを備えた車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、
渦巻き状の通風路を形成するスクロールケーシング、このスクロールケーシングの通風路内において空気流を発生する遠心式ファン、この遠心式ファンを回転駆動する駆動モータを有する遠心式送風機と、
通過する空気を冷却する冷却用熱交換器を収容するクーラユニットと、
前記遠心式送風機の吐出口と前記クーラユニット内の前記冷却用熱交換器の空気吸込口との間に設けられて、側壁板内に空気通路を形成する連結ダクトとを備え、
前記連結ダクトの側壁板は、前記連結ダクトの振動を抑制するように、板厚の異なる複数の部分側壁板に区分けされており、
前記複数の部分側壁板は、前記遠心式ファンの回転軸方向において複数に区分けされており、
前記回転軸方向に区分けされた複数の部分側壁板は、互いに厚さが異なることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、車両の車室内前方側または車室内後方側に搭載されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項１または請求項２に記載の車両用空調装置において、
前記複数の部分側壁板は、隣設する２つの部分側壁板の一方側の部分側壁板の方の、前記空気通路側の内壁面から外部側の外壁面までの板厚方向の寸法を、
前記連結ダクトの側壁板の振動抑制効果に応じて、前記隣設する２つの部分側壁板の他方側の部分側壁板よりも薄くしたり、あるいは厚くしたりして設けられていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
前記複数の部分側壁板は、前記連結ダクトの側壁板の振動抑制効果に応じた所定の面積割合で、且つ所定の形状で、且つ所定の広さの平端面を有しており、
前記複数の部分側壁板のうちの少なくとも１つの部分側壁板は、その１つの部分側壁板の面方向に渡って同一の板厚を有していることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、空気の流れ方向の上流側に、インテークユニットを備えており、 前記インテークユニットは、複数の吸込口を選択的に開閉する内外気切替手段と前記遠心式送風機とが結合されることで構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項５に記載の車両用空調装置において、
前記空調ユニットは、前記インテークユニットよりも空気の流れ方向の下流側に、エアコンユニットを備えており、
前記エアコンユニットは、車室内に空調風を吹き出す複数の吹出口を選択的に開閉する吹出口切替手段と、前記クーラユニットと、通過する空気を加熱する加熱用熱交換器を収容するヒータユニットとが結合されることで構成されていることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項６に記載の車両用空調装置において、
前記連結ダクトは、前記インテークユニットと前記エアコンユニットとを連結していることを特徴とする車両用空調装置。 - 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の車両用空調装置において、
前記連結ダクトは、樹脂一体成形された分割型樹脂ケースであることを特徴とする車両用空調装置。
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