JP5422349B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空気調和装置に関するものである。

一般的に、車両用空気調和装置では、供給される空気をエバポレータによって冷却して冷風とし、この冷風の加熱割合を調節することによって調和空気を生成している。
より詳細には、車両用空気調和装置は、外形形状を形作ると共に内部に流路が形成されるケースを備えている。またケースの内部が２つの流路に分岐されており、一方の流路にヒータコアが設置されている。そして、車両用空気調和装置では、このヒータコアが設置された流路への冷風の供給量を調節することによって冷風の加熱割合を調節している。

特開２００３−２０３４号公報

ところで、車両用空気調和装置においては、ケース内部にて、暖風用開口から供給される暖風と冷風用開口から供給される冷風とが混合領域において混合される。
しかしながら、冷風用開口は、混合領域の容積と比較してその開口面積が狭い。このため、冷風用開口を通過した冷風が混合領域に到達すると、混合領域において流路壁からの剥離が生じて乱流が形成され、この結果、いわゆる風切り音（騒音）が発生する。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ケース内部にて暖風用開口から供給される暖風と冷風用開口から供給される冷風とが混合領域において混合される車両用空気調和装置において、混合領域で発生する騒音を低減させることを目的とする。

第１の発明は、ケース内部における第１空気流と第２空気流との混合領域に設置され、上記第１空気流及び上記第２空気流を案内する送風ガイドを備える車両用空気調和装置であって、上記送風ガイドが、上記ケース内部に設けられた複数の開口から上記混合領域に供給された上記第１空気流あるいは上記第２空気流の整流を行う整流手段を備えるという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記整流手段が、上記開口からの上記第１空気流あるいは上記第２空気流の送風方向に対して平行に配置された整流プレートであるという構成を採用する。
第３の発明は、上記第２の発明において、上記開口の開口割合を調節するスライドダンパを備え、上記整流プレートは、上記スライドダンパが中間位置にある際に、上記スライドダンパの端部から上記第１空気流あるいは上記第２空気流の送風方向に延長した位置に配置されているという構成を採用する。
第４の発明は、上記第２または第３の発明において、上記送風ガイドが自らの形状を支える骨格として機能する支持部材を備え、上記整流プレートが、上記支持部材よりも上記開口側に延設されているという構成を採用する。
第５の発明は、上記第２〜第４いずれかの発明において、上記送風ガイドが、前記整流プレートを支持する支持リブを備えるという構成を採用する。

本発明によれば、整流手段によって、冷風用開口から混合領域に供給された第１空気流あるいは第２空気流が整流される。このため、混合領域内において乱流が生じることを抑制し、風切り音が発生することを抑制することができる。
したがって、本発明によれば、ケース内部にて第１空気流と第２空気流とが混合領域において混合される車両用空気調和装置において、混合領域で発生する騒音を低減させることが可能となる。

本発明の一実施形態の車両用空気調和装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態の車両用空気調和装置が備える送風ガイドの斜視図であり、ケース内に設けられる冷風用開口と反対側から見た図である。 本発明の一実施形態の車両用空気調和装置が備える送風ガイドの斜視図であり、ケース内に設けられる冷風用開口側から見た図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１（ＨＶＡＣ：Heating Ventilation Air Conditioning）の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１は、ケース１と、エバポレータ２と、エアミックスダンパ装置３と、ヒータコア４と、送風ガイド５と、デフロスタ吹出口用モードダンパ６と、フェイス吹出口用モードダンパ７と、フット吹出口用モードダンパ８とを備えている。

ケース１は、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１の外形を形作り、エバポレータ２が設置される冷却流路１ａと、ヒータコア４が設置される加熱流路１ｂと、冷風（第１空気流）と暖風（第２空気流）とが混合されて調和空気とされる混合部１ｃとを内部に有する。また、ケース１には、外部に露出すると共に混合部１ｃ（混合領域）と接続される複数の吹出口（デフロスタ吹出口１ｄ、フェイス吹出口１ｅ及びフット吹出口１ｆ）が設けられている。
デフロスタ吹出口１ｄは、ウィンドウに対して調和空気を供給するための開口である。また、フェイス吹出口１ｅは、乗員の顔に対して調和空気を供給するための開口である。また、フット吹出口１ｆは、乗員の足元に対して調和空気を供給するための開口である。

また、ケース１の内部には、図１に示すように、ヒータコア４が設置される加熱流路１ｂから混合部１ｃに暖風を供給する暖風用開口１ｇ（開口）と、エバポレータ２が設置される冷却流路１ａから混合部１ｃに冷風を供給する冷風用開口１ｈ（開口）と、冷却流路１ａから加熱流路１ｂに冷風を供給する加熱用開口１ｉとが設けられている。
つまり、混合部１ｃは、暖風用開口１ｇから供給される暖風と、冷風用開口１ｈから供給される冷風とを混合する領域である。

エバポレータ２は、車両に搭載される冷凍サイクルの一部であり、冷却流路１ａの内部に配置されている。このエバポレータ２は、不図示のブロワにより冷却流路１ａ内に供給された空気を冷却して冷風を生成する。

エアミックスダンパ装置３は、エバポレータ２の下流側に配置されており、エバポレータ２にて生成された冷風の加熱流路１ｂへの供給量を調節するものである。より詳細には、エアミックスダンパ装置３は、冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉとの間でスライド可能とされたエアミックスダンパ３ａ（スライドダンパ）を備えており、このエアミックスダンパ３ａによって冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉとの開口割合を調節することによって加熱流路１ｂへの冷風の供給量を調節している。この結果、混合部１ｃにおける冷風と暖風との混合割合が調節されて調和空気の温度が調節される。

ヒータコア４は、加熱流路１ｂの内部に配置されており、加熱用開口１ｉを介して供給される冷風を加熱することによって暖風を生成するものである。

送風ガイド５は、ケース内部における暖風と冷風との混合領域である混合部１ｃに設置され、暖風及び冷風を案内するものである。
図２及び図３は送風ガイド５の斜視図であり、図２が冷風用開口１ｈと反対側から見た斜視図であり、図３が冷風用開口１ｈ側から見た斜視図である。これらの図に示すように、送風ガイド５は、暖風案内筒５ａと、調節プレート５ｂと、支持プレート５ｃ（支持部材）と、整流プレート５ｄ（整流手段）と、係止部５ｅと、可撓性連結部５ｆとを備えている。

暖風案内筒５ａは、暖風用開口１ｇから混合部１ｃに供給された暖風の一部を冷風と混合させることなくデフロスタ吹出口１ｄ側に案内する真っ直ぐな筒状部材であり、一方の開口端が暖風用開口１ｇと接続し、他方の開口端がデフロスタ吹出口１ｄに向けて配置されている。
また、図３に示すように、暖風案内筒５ａの冷風用開口１ｈ側であって調節プレート５ｂ寄りには、暖風案内筒５ａに冷風を取り込むための冷風導入口５ａ１が形成されており、冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給された冷風の一部が暖風案内筒５ａ内に導入されるように構成されている。

調節プレート５ｂは、冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給された冷風の送風方向を、暖風用開口１ｇ側に傾けるものであり、冷風用開口１ｈと反対側の領域５ｂ１が暖風用開口１ｇ側に向けて傾斜されている。
また、調節プレート５ｂは、傾斜されている領域５ｂ１の幅が調節プレートの延在方向において変化されており、冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給された冷風の流量分布を暖風用開口１ｇから混合部１ｃに供給される暖風の流量分布に合わせて調節する。
なお、調節プレート５ｂは、送風ガイド５が自らの形状を支える骨格として機能する支持プレート５ｃとしての機能も有している。つまり、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、調節プレート５ｂが１つの支持プレート５ｃと一体的に形成されている。

支持プレート５ｃは、上述のように、送風ガイドが自らの形状を支える骨格として機能するものであり、調節プレート５ｂと一体化されたものを含んで、暖風案内筒５ａの４隅の各々に対して接続されている。なお、図２及び図３に示すように、支持プレート５ｃと調節プレート５ｂは、平行に配置されている。そして、調節プレート５ｂと一体化された支持プレート５ｃが冷風用開口１ｈの上端側に配置され、１つの支持プレート５ｃ（第１支持プレート５ｃ１）が冷風用開口１ｈの下端側に配置され、１つの支持プレート５ｃ（第２支持プレート５ｃ２）が暖風用開口１ｇの冷風用開口１ｈから遠い端側に配置されている。
なお、図１に示すように、冷風用開口１ｈの上端側及び暖風用開口１ｇの冷風用開口１ｈから遠い端側には、各々紙面垂直方向に延在する嵌合溝１ｊが形成されており、これらの嵌合溝１ｊに調節プレート５ｂと第２支持プレート５ｃ２とが嵌合されることによって送風ガイド５の位置決めがなされる。

整流プレート５ｄは、冷風用開口１ｈ側に水平配置されており、冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給される冷風を整流することによって渦流の発生を抑制し、これによって風切り音の発生を抑制するものである。つまり、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１は、混合部１ｃに設置されると共に、冷風用開口１ｈから供給された冷風の整流を行う整流プレート５ｄを備えている。
そして、整流プレート５ｄは、送風ガイド５の一部として構成されており、図３に示すように、裏面側が複数の支持リブ５ｄ１によって支えられている。これらの支持リブ５ｄ１は、整流プレート５ｄと同様に送風ガイド５の一部として構成されている。
また、整流プレート５ｄは、図１に示すように、冷風用開口１ｈからの冷風の送風方向に対して平行に配置されている。また、整流プレート５ｄは、図１に示すように、エアミックスダンパ３ａが冷風用開口１ｈの開口割合を５割とする場合（すなわちエアミックスダンパ３ａが冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉとを均等に開口する中間位置に位置する場合）に、エアミックスダンパ３ａの端部３ａ１から冷風の送風方向に延長した位置に配置されている。さらに、整流プレート５ｄは、支持プレート５ｃよりも冷風用開口１ｈ側に延設されている。

係止部５ｅは、ケース１に係止されることによって送風ガイド５をケース１に対して固定するものである。また、可撓性連結部５ｆは、２つの係止部５ｅを対向配置させて連結するものである。可撓性連結部５ｆは、円弧形状を有しており、ケース１及び送風ガイド５の他の構成と同様に、可撓性を有する樹脂によって形成されている。

図１に戻り、デフロスタ吹出口用モードダンパ６は、デフロスタ吹出口１ｄの開閉を行うダンパであり、ケース１内で回動可能に構成されている。
フェイス吹出口用モードダンパ７は、フェイス吹出口１ｅの開閉を行うダンパであり、ケース１内において回動可能に構成されている。
フット吹出口用モードダンパ８は、フット吹出口１ｆの開閉を行うダンパであり、ケース１内において回動可能に構成されている。

なお、エアミックスダンパ装置３と、デフロスタ吹出口用モードダンパ６と、フェイス吹出口用モードダンパ７と、フット吹出口用モードダンパ８とは、不図示のモータから動力が供給される。

このような構成を有する本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１によれば、エアミックスダンパ装置３によって冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉが両方とも開口されているとすると、冷却流路１ａに供給された空気がエバポレータ２によって冷却されることで冷風とされ、この冷風の一部が加熱流路１ｂに供給される。
そして、加熱流路１ｂでヒータコア４によって加熱されることで生成された暖風が暖風用開口１ｇから混合部１ｃに供給され、加熱流路１ｂに供給されなかった冷風が冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給される。
混合部１ｃに供給された冷風と暖風とは、送風ガイド５に案内されて混合され、デフロスタ吹出口１ｄ、フェイス吹出口１ｅ及びフット吹出口１ｆのうち開口されているいずれかから車室内に供給される。

ここで、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、混合部１ｃに設置されると共に冷風用開口１ｈから供給された冷風の整流を行う整流プレート５ｄを備える。
このような本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１によれば、整流プレート５ｄによって、冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給された冷風が整流される。このため、混合部１ｃ内において乱流が生じることを抑制し、風切り音が発生することを抑制することができる。
したがって、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、ケース１内部にて暖風用開口１ｇから供給される暖風と冷風用開口１ｈから供給される冷風とが混合部１ｃにおいて混合される車両用空気調和装置において、混合部１ｃで発生する騒音を低減させることが可能となる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、整流プレート５ｄが、混合部１ｃにおいて暖風及び冷風を案内する送風ガイド５の一部として構成されている。
このため、送風ガイド５を射出成形により形成し、この送風ガイド５を設置することによって整流プレート５ｄを形成及び配置することができる。したがって、別途整流プレート５ｄを製造する工程や配置する工程を設ける必要がない。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、整流プレート５ｄが、冷風用開口１ｈからの冷風の送風方向に対して平行に配置されている。
このため、冷風用開口１ｈからの冷風の送風方向を変えることなく冷風の整流を図ることが可能となり、冷風の送風方向を変える場合よりも整流効果を高めて異音の発生をより低減させることが可能となる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、整流プレート５ｄは、図１に示すように、エアミックスダンパ３ａが冷風用開口１ｈの開口割合をほぼ５割とする場合（すなわちエアミックスダンパ３ａが冷風用開口１ｈと加熱用開口１ｉとをほぼ均等に開口する中間位置に位置する場合）に、エアミックスダンパ３ａの端部３ａ１から冷風の送風方向に延長した位置に配置されている。
このため、エアミックスダンパ３ａを上記中間位置に配置した場合に、冷風用開口１ｈから混合部１ｃに供給される冷風をスムーズに流すことができ、整流効果を高めて異音の発生をより低減させることが可能となる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、整流プレート５ｄは、支持プレート５ｃよりも冷風用開口１ｈ側に延設されている。
このため、整流プレート５ｄを冷風用開口１ｈにより近づけることができ、冷風の巻き込みを減少させて整流効果を高め、これによって異音の発生をより低減させることが可能となる。

また、本実施形態の車両用空気調和装置Ｓ１においては、送風ガイド５が整流プレート５ｄを支持する支持リブ５ｄ１を備えている。
このため、整流プレート５ｄが薄くて剛性が低い場合であっても、整流プレート５ｄを確実に支持することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、本発明における整流手段が送風ガイド５に備えられる整流プレート５ｄである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、整流手段として格子部材等の整流効果を有する部材を用いる構成を採用することもできる。

また、整流プレート５ｄにおける整流効果を高めるために、整流プレートの表面を翼面形状としても良い。さらに、整流プレート５ｄを複数備える構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、本発明における第１空気流が冷風で、第２空気流が暖風である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第１空気流が暖風で、第２空気流が冷風である構成を採用することも可能である。さらには、温度が同一であるが異なる送風ルートを案内される２つの空気流を第１空気流と第２空気流とすることも可能である。

Ｓ１……車両用空気調和装置、１……ケース、１ｃ……混合部（混合領域）、１ｇ……暖風用開口（開口）、１ｈ……冷風用開口（開口）、３ａ……エアミックスダンパ（スライドダンパ）、３ａ１……端部、５……送風ガイド、５ａ……暖風案内筒、５ｂ……調節プレート、５ｃ……支持プレート（支持部材）、５ｄ……整流プレート（整流手段）、５ｅ……係止部、５ｆ……可撓性連結部

Claims (3)

1. ケース内部における第１空気流と第２空気流との混合領域に設置され、前記第１空気流及び前記第２空気流を案内する送風ガイドを備える車両用空気調和装置であって、
   前記送風ガイドは、前記ケース内部に設けられた複数の開口から前記混合領域に供給された前記第１空気流あるいは前記第２空気流の整流を行う整流手段と、前記送風ガイドが自らの形状を支える骨格として機能する支持部材とを備え、
   前記整流手段は、前記開口からの前記第１空気流あるいは前記第２空気流の送風方向に対して平行に配置された整流プレートであり、
   前記整流プレートは、前記支持部材よりも前記開口側に延設されている
   ことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 前記開口の開口割合を調節するスライドダンパを備え、前記整流プレートは、前記スライドダンパが中間位置にある際に、前記スライドダンパの端部から前記第１空気流あるいは前記第２空気流の送風方向に延長した位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用空気調和装置。
3. 前記送風ガイドは、前記整流プレートを支持する支持リブを備えることを特徴とする請求項１または２記載の車両用空気調和装置。

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