JP5617232B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調風が流れる空気流路を有する空調装置に関し、車両用空調装置に用いて好適である。

従来、特許文献１には、空調ユニットからの吹き出し空気が流れる空調ダクトの屈曲部に吸音部材を配置し、空調ダクトのうち吸音部材の裏側の部位を外側に膨らませて吸音部材の裏側に空気室を形成することで騒音を吸音する空調装置が記載されている。

また、特許文献２には、室内機の前面パネルの内側に共鳴孔付板を前面パネルと間隔を隔てて配置して共鳴器形吸音構造を形成することで騒音を吸音する空調装置が記載されている。

また、特許文献３、４には、空気流路の外殻を形成する空調ケーシングの外側に吸音材を配置することで騒音を吸音する空調装置が記載されている。

特開２００７−２６１４２１号公報 特開平５−７１７５２号公報 特開２０００−８５３３９号公報 特開平１１−２８７４７１号公報

しかしながら特許文献１の従来技術では、空調ダクトを外側に膨らませて空気室を形成しているので、空調装置の体格が空気室の分だけ大型化してしまう。

また特許文献２の従来技術では、共鳴器形吸音構造を室内機の内部に形成しているので、室内機の内部に形成される空気流路の断面積が共鳴器形吸音構造の分だけ縮小されてしまい、ひいては圧力損失が増加してしまう。

また特許文献３、４の従来技術では、吸音材を空調ケーシングの外側に配置しているので、空調装置の体格が吸音材の分だけ大型化してしまう。

本発明は上記点に鑑みて、体格の大型化および空気流路断面積の縮小を招くことなく騒音を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気が流れる空気流路の外殻を形成するケーシング（１１）と、
空気流路においてケーシング（１１）の内壁と間隔を隔てて配置され、空気流路における空気の流れを規制する流れ規制部材（２０）と、
空気流路に配置され、空気流路の空気を加熱する加熱用熱交換器（１７）とを備え、
ケーシング（１１）の内部において加熱用熱交換器（１７）よりも下流側の部位には、加熱用熱交換器（１７）を通過した温風と加熱用熱交換器（１７）をバイパスした冷風とを混合させるエアミックス空間（２３、２４）が構成されており、
流れ規制部材は、空気流路のうち加熱用熱交換器（１７）よりも下流側の部位に位置するエアミックス空間（２３、２４）を複数個の並列流路（２１、２２）に仕切る仕切り壁（２０）であり、
仕切り壁（２０）は、多孔質材からなる板状吸音材（５０）で形成され、
板状吸音材（５０）は、多孔質材として板状の軟質多孔質材（５０ａ）が用いられ、板状の軟質多孔質材（５０ａ）を樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）に重ね合わせて固定することによって構成されており、
板状の軟質多孔質材（５０ａ）は、樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）よりも軟質であることを特徴とする。

これによると、空気流路のうち加熱用熱交換器（１７）よりも下流側の部位に位置するエアミックス空間（２３、２４）を仕切る仕切り壁（２０）が吸音材としての役割をも果たすことができる。換言すれば、ケーシング（１１）の外側に吸音構造を配置したり、ケーシング（１１）の内部に仕切り壁（２０）と別個の吸音材を設けたりすることなく騒音を低減することができる。このため、体格の大型化および空気流路断面積の縮小を招くことなく騒音を低減することができる。

さらに、請求項１に記載の発明では、板状吸音材（５０）は、多孔質材として板状の軟質多孔質材（５０ａ）を用い、板状の軟質多孔質材（５０ａ）を樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）に重ね合わせて固定することによって構成され、板状の軟質多孔質材（５０ａ）は樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）よりも軟質としているから、低コストと音低減効果とを両立できる。このことを詳しく説明すると、板状吸音材を多孔質材のみで構成する場合には、充分な性能を得ようとすると、多孔質材を剛性の高いアルミニウム等の金属で構成する必要があり、コストが高くなる。したがって、コスト面では、多孔質材としてウレタンフォームなどの軟質多孔質材料を用いるのが望ましい。

しかしながら、軟質多孔質材料をそのまま板状吸音材として用いる場合、剛性が低く圧力変化に追従して吸音材が振動するため、吸音材の空隙と空気粒子の摩擦による減衰効果が低下し、充分な吸音効果を得ることができない。

この点、本発明では、剛性の高い格子状部材（５０ｂ）が軟質多孔質材（５０ａ）を支えるため、軟質多孔質材（５０ａ）は音波の圧力変動に追従して振動することなく、その内部の空隙と空気粒子の摩擦減衰により、充分な吸音効果を得ることができる（後述する図８を参照）。このため、低コストと音低減効果とを両立できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の空調装置において、樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）は２つ用いられ、板状の軟質多孔質材（５０ａ）を２つの板状の格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）で挟み込むようにしたことを特徴とする。

これによると、軟質多孔質材（５０ａ）の表裏両面が格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）と摩擦するため、軟質多孔質材（５０ａ）の片面のみが格子状部材（５０ｂ）と摩擦する場合に比べて、より大きな摩擦減衰効果を発揮する。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の空調装置において、２つの格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）は、互いの格子パターンが重ならないように配置されていることを特徴とする。

これによると、２つの格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）の互いの格子パターンが重なっている場合に比べて、２枚の格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）が重なって軟質多孔質材（５０ａ）を挟み込んでいる箇所の面積が小さいので、当該箇所では面圧が高いが、他の箇所では面圧が低くなる。

そのため、２枚の格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）が重なって軟質多孔質材（５０ａ）を挟み込んでいる箇所では高い面圧で軟質多孔質材（５０ａ）の動きが規制され、面圧が低い他の箇所では軟質多孔質材（５０ａ）が格子状部材５０ｂ、５０ｃに対して動いて摩擦減衰効果を発揮する。その結果、２つの格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）の互いの格子パターンが重なっている場合に比べて、より大きな摩擦減衰効果を得ることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置において、軟質多孔質材（５０ａ）の通気性は、１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ／ｓの範囲にあることを特徴とする。

これにより、高い吸音効果を得ることができる。このことを詳しく説明すると、通気性が小さければ、空隙を通過する流量は少なく、摩擦力で減衰するエネルギーは小さい。一方、この空隙が大きく通気性が大きければ、空隙を通過する流量は多いが摩擦力が生じる箇所の面積は小さくなり、摩擦力で減衰するエネルギーは小さい。

そのため、高い吸音効果を得ることができる通気性の範囲が存在し、具体的には通気性が１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓで良好な結果が得られる（後述の図１１、図１２を参照）。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置において、軟質多孔質材（５０ａ）は、気泡径Ｒが１ｍｍ以下であり、かつ下記数式で計算される流れ抵抗σが１２５０００〜１２５００００Ｐａ・ｓ/ｍ²の範囲になるように気泡径Ｒおよび空隙率ｈｇが設定されていることを特徴とする。

但し、ηは粘性抵抗、Ｒは気泡の平均径、ｋは構造因子係数（＝３）、ｈｇは空隙率である。

これにより、軟質多孔質材（５０ａ）の通気性を１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓの範囲に設定して、高い吸音効果を得ることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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ものである。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置の室内ユニットを示す断面図である。 図１の室内ユニットにおける騒音低減効果を説明する説明図である。 板状吸音材による減音量を測定する測定装置を示す模式図である。 図３の測定装置による減音量の測定結果を示すグラフである。 本発明の第２実施形態における車両用空調装置の室内ユニットを示す断面図である。 本発明の第３実施形態における車両用空調装置の室内ユニットを示す断面図である。 本発明の第４実施形態における板状吸音材を示す断面図である。 本発明の第４実施形態による垂直吸音率の向上効果を示すグラフである。 本発明の第４実施形態による垂直吸音率の向上効果を示すグラフである。 本発明の第４実施形態における軟質多孔質材を示す断面図である。 本発明の第４実施形態における軟質多孔質材について、通気性の適正範囲を説明するグラフである。 本発明の第４実施形態における軟質多孔質材について、通気性の適正範囲を説明するグラフである。 有効域の平均吸音率αｍの定義を説明するグラフである。 本発明の第５実施形態における板状吸音材を示す断面図である。 本発明の第６実施形態における板状吸音材を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本実施形態の車両用空調装置の室内ユニット１０を模式的に示す断面図である。車両用空調装置における室内ユニット１０は、空気流路の外殻をなすケーシング１１を有している。

室内ユニット１０の全体構成は、空気流路に空気流れを発生させる送風機ユニット部１２、および送風機ユニット部１２からの送風空気の温度を調整する空調ユニット部１３に大別される。

図示を省略しているが、室内ユニット１０は、車室内最前部に設けられた計器盤（図示せず）の内部空間に配置されている。より具体的には、計器盤の内部空間のうち車両幅方向の略中央部に空調ユニット部１３が配置され、送風機ユニット部１２は空調ユニット部１３に対して助手席側へオフセットして配置されている。

空気流路を形成するケーシング１１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。図示を省略しているがケーシング１１は、成形上の型抜きの都合やケーシング１１内への空調機器の組付上の理由等から、複数の分割ケーシングに分割して成形した後に、この複数の分割ケーシングを一体に締結する構成になっている。

送風機ユニット部１２には、内気と外気とを切替導入する内外気切替箱（図示せず）が一体的に構成されている。図示を省略しているが、内外気切替箱には車室内空気（内気）を導入する内気導入口と、車室外空気（外気）を導入する外気導入口とが形成されている。

内気導入口および外気導入口は内外気切替箱内に配置された内外気切替ドア（図示せず）によって切替開閉される。内外気切替ドアは図示しないサーボモータによって開度調整され、内外気切替ドアの開度を調整することにより内外気の導入割合を切り替えるようになっている。

送風機ユニット部１２内の空気流路には、電動モータ（図示せず）により回転駆動される送風ファン１４が配置されている。本例では送風ファン１４として、回転軸方向一端側（図１では紙面手前側）から空気を吸い込んで径方向外側に空気を吹き出す遠心式送風ファンを用いている。

送風機ユニット部１２の空気吹出口１２ａは、中間ダクト部１５を介して空調ユニット部１３の空気流入口１３ａと繋がっている。空調ユニット部１３内の空気流路には、送風空気の温度を調整する空調機器として、送風空気を冷却する冷却用熱交換器１６、冷却用熱交換器１６通過後の冷風を加熱する加熱用熱交換器１７、および加熱用熱交換器１７で加熱される冷風量を調整するエアミックスドア１８等が配置されている。

具体的には、冷却用熱交換器１６は蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器であり、加熱用熱交換器１７はエンジン冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコアである。エアミックスドア１８は、その開度を連続的に変化させることによって、蒸発器１６にて冷却された冷風のうちヒータコア１７を通過させる冷風とヒータコア１７をバイパスさせる冷風との風量比を連続的に変化させて送風空気の温度を調整する温度調整手段である。

エアミックスドア１８は、蒸発器１６通過後の冷風の流れを規制する板状のドア本体部１８ａと、ドア本体部１８ａの一端部に配置された回転軸１８ｂとを有する片持ちドアであり、図示しないサーボモータによって開度調整される。

本例では、左右独立温度制御方式の車両用空調装置を構成している。具体的には、空調ユニット部１３内において蒸発器１６よりも下流側の空気流路を仕切り壁１９、２０によって２つの並列流路２１、２２に仕切り、この２つの並列流路２２、２３のそれぞれにエアミックスドア１８を配置し、各エアミックスドア１８を独立に操作することにより、２つの並列流路２１、２２において冷温風の風量割合をそれぞれ調整して車室内の左右２つの領域への吹き出し空気温度を独立して制御する。

仕切り壁１９、２０は、空気流路における空気の流れを規制する流れ規制部材であるともに、所定の剛性を有する剛性部材でもあり、多孔質材または繊維質からなる板状吸音材で形成されている。

一方の仕切り壁１９は蒸発器１６とヒータコア１７との間に配置され、他方の仕切り壁２０はヒータコア１７よりも空気流れ下流側に配置されている。また、仕切り壁１９、２０は、ケーシング１１の内壁に対して寸法Ｌ１の間隔を隔てて配置されている。

ケーシング１１に対する仕切り壁１９、２０の固定は、例えば仕切り壁１９をケーシング１１内に挟み込むことで行うことができる。また、仕切り壁１９、２０をケーシング１１に接着してもよいし、仕切り壁１９、２０をケーシング１１と一体成形してもよい。

並列流路２１、２２のうちヒータコア１７よりも空気流れ下流側の部位は、ヒータコア１７を通過した温風とヒータコア１７をバイパスした冷風とを混合させるエアミックス空間２３、２４を構成している。

図示を省略しているが、ケーシング１１の最下流部には、車室内に空気を吹き出すためのデフロスタ開口部、フェイス開口部、フット開口部が形成されている。これらの開口部は、２つの並列流路２１、２２に対応して２つずつ形成されている。

エアミックス空間２３、２４で温度調整された空調風は、エアミックス空間２３、２４の空気流れ下流側に設けられた吹出モードドア（図示せず）の切替によって、デフロスタ開口部、フェイス開口部、フット開口部のいずれかの開口部を介して車室内に吹き出される。

具体的には、デフロスタ開口部からの空調風はデフロスタダクト（図示せず）を介してデフロスタ吹出口（図示せず）から車両前面窓ガラスに向けて吹き出され、フェイス開口部からの空調風はフェイスダクト（図示せず）を介してフェイス吹出口（図示せず）から乗員の顔部に向けて吹き出され、フット開口部からの空調風はフットダクト（図示せず）を介してフット吹出口（図示せず）から乗員の足元部に向けて吹き出される。吹出モードドアは、図示しないサーボモータによって駆動される。

上述した内外気切替ドアを駆動するサーボモータ、送風ファン１４を駆動する電動モータ、エアミックスドア１８を駆動するサーボモータ、および吹出モードドアを駆動するサーボモータ（いずれも図示せず）等のアクチュエータの作動は、図示しない空調制御装置（ＥＣＵ）によって制御される。

空調制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。この空調制御装置は、そのＲＯＭ内に空調装置制御プログラムを記憶しており、その空調装置制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、空調制御装置の出力側に接続された空調制御機器の作動を制御する。

例えば、空調制御装置は、内気温度センサ（図示せず）により検出した内気温度Ｔｒと、外気温度センサ（図示せず）により検出した外気温度Ｔａｍと、日射センサ（図示せず）により検出した日射強度Ｔｓと、乗員が温度設定器（図示せず）を操作することにより設定される設定温度Ｔｓｅｔとを読み込んで、これらのデータに基づいて目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

そして、空調制御装置は、このＴＡＯに基づいて上述した各アクチュエータの制御量を決定し、これらの制御量に基づいて各アクチュエータを制御する。

次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。車両用空調装置が稼動すると、送風機ユニット部１２では電動モータ（図示せず）が送風ファン１４を回転駆動し、これにより内外気切替箱（図示せず）から内気または外気を導入して空調ユニット部１３へ向けて送風する。このとき、送風ファン１４の翼騒音が発生することとなる。

送風ファン１４から空調ユニット部１３へ向けて送風された空気は、空調ユニット部１３内を蒸発器１６→エアミックスドア１８→ヒータコア１７の順に通過して所望温度に調整される。このとき、蒸発器１６、エアミックスドア１８およびヒータコア１７から風切り音が発生することとなる。

この翼騒音および風切り音といった騒音は、ケーシング１１内で反響してデフロスタ、フェイス、フットの各吹出口（図示せず）からケーシング１１外部の車室内に伝播して乗員に不快感を与える。

この点、本実施形態では仕切り壁１９、２０を板状吸音材で形成しているため、仕切り壁１９、２０とケーシング１１との間で騒音が反響し、仕切り壁１９、２０とケーシング１１との間の距離Ｌ１に対応する周波数ｆ１を中心として広い帯域で騒音を低減することができる。

この騒音低減効果を図２に基づいて説明する。ケーシング１１の壁面に入射した波長λの音波はケーシング１１の壁面で反射する際に位相が１８０°反転し、その反射波と入射波が重合して、壁面からの距離が波長λの１／４に相当する箇所で、その粒子速度は最大となる。

多孔質材または繊維質から成る板状吸音材１９、２０は、その内部に形成された細かな隙間で空気粒子が摩擦することで運動エネルギーを減衰し音響エネルギーを低減する原理であるため、粒子速度最大の箇所に設置することで最も吸音効果を発揮する。

そのため、多孔質材または繊維質から成る板状吸音材１９、２０を図２のようにケーシング１１の壁面から距離Ｌだけ隔てて配置した場合には、Ｌ＝１／（４λ）に対応する周波数ｆ＝音速ｃ／（４Ｌ）の音を最も有効に低減することができる。したがって、距離Ｌが大きいほど低い周波数の音を低減できることになる。

図３は板状吸音材による減音量を測定する測定装置３０を示す模式図である。この測定装置３０は、角型ダクト３１内において角型ダクト３１の内壁から距離Ｌだけ隔てた位置に板状吸音材３２を設置し、角型ダクト３１の一端側に配置されたスピーカ３３によりピンクノイズを与え、角型ダクト３１を通過した通過音を角型ダクト３１の他端側に配置されたマイクロフォン３４で測定することで通過音の低減効果を測定するものである。

なお、スピーカ３３はアンプ３５に接続され、アンプ３５はノイズジェネレータ３６に接続されている。また、マイクロフォン３４は騒音計３７に接続され、騒音計３７はＦＦＴ３８に接続されている。

図４は測定装置３０による減音量の測定結果を示すグラフである。板状吸音材３２を角型ダクト３１の内壁から距離Ｌ＝Ｌ０だけ隔てて配置した場合には、距離Ｌ＝０の場合、つまり板状吸音材３２を角型ダクト３１の内壁に当接させて配置した場合に比べて低い周波数ｆ０を中心として広い周波数帯域で音を低減することができる。

距離ＬがＬ０の２倍（Ｌ＝２×Ｌ０）の場合には、より低い周波数１／２ｆ０を中心として広い周波数帯域で音が低減することができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では既存の仕切り壁１９、２０を板状吸音材で形成しているので、仕切り壁１９、２０が吸音材としての役割をも果たすことができる。換言すれば、ケーシング１１の外側に吸音構造を配置したり、ケーシング１１の内部に仕切り壁１９、２０と別個の吸音材を設けたりすることなく騒音を低減することができる。このため、体格の大型化および空気流路断面積の縮小を招くことなく騒音を低減することができる。

また、仕切り壁１９、２０を吸音材にすることで、反響空間寸法Ｌ１を大きく確保することができる。このため、従来に比べて低い周波数帯域で有効に音を低減できる。

また、本実施形態によると、ケーシング１１内の壁面同士の反射波が干渉し、特定の周波数音が増加する共鳴現象の発生を抑制することができる。すなわち、板状吸音材１９、２０を通常ケーシング１１の中間位置に配置しているので、板状吸音材１９、２０を通過する音波の粒子速度を減衰して共鳴現象の発生を抑えることができる。そのため、特定周波数音を低減することにも有効である。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では仕切り壁１９、２０を板状吸音材で形成しているが、本第２実施形態では図５に示すように、エアミックスドア１８のドア本体部１８ａを板状吸音材で形成している。

ドア本体部１８ａは、空気流路における空気の流れを規制する流れ規制部材であるともに、所定の剛性を有する剛性部材でもある。

本実施形態によると、エアミックスドア１８のドア本体部１８ａとケーシング１１の内壁との間の距離Ｌ２に対応する周波数を中心に広い帯域で音を低減できるので、上記第１実施形態と同様に体格の大型化や内部空気流路の縮小を招くことなく騒音を低減することができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態ではケーシング１１内の空気流路のうち蒸発器１６よりも下流側の空気流路を２つの並列流路２１、２２に仕切る仕切り壁１９、２０を板状吸音材で形成しているが、本第３実施形態では図６に示すように、ケーシング１１内の空気流路のうち送風ファン１４の近傍部位を、送風ファン１４に吸い込まれる空気が流れる吸い込み流路４０と、送風ファン１４から吹き出された空気が流れる吹き出し流路４１とに仕切り壁４２によって仕切り、この仕切り壁４２を板状吸音材で形成している。

仕切り壁４２は、空気流路における空気の流れを規制する流れ規制部材であるともに、所定の剛性を有する剛性部材でもある。

なお図６の例では、送風ファン１４をヒータコア１７とケーシング１１の吹出口４３との間に配置しており、送風ファン１４は蒸発器１６およびヒータコア１７通過後の空気を吸い込んで吹出口４３に向かって吹き出すようになっている。

また図６の例では、エアミックスドア１８が、ドア本体部がスライド移動するスライドドアで構成されている。また図６の２点鎖線に示すように、蒸発器１６の上流側に、送風空気中の塵埃を除去するフィルタ４４を配置してもよい。

本実施形態によると、仕切り壁４２とケーシング１１の内壁との間の距離Ｌ３に対応する周波数を中心に広い帯域で音を低減できるので、上記第１実施形態と同様に体格の大型化や内部空気流路の縮小を招くことなく騒音を低減することができる。

（第４実施形態）
上記各実施形態では、板状吸音材１９、２０、１８ａ、４２を多孔質材または繊維質のみで形成しているが、本第４実施形態では、図７に示すように、板状吸音材５０は、多孔質材として板状の軟質多孔質材５０ａが用いられ、軟質多孔質材５０ａを樹脂製または金属製の板状の格子状部材５０ｂに重ね合わせて固定することによって構成されている。

より具体的には、１枚の軟質多孔質材５０ａと１枚の格子状部材５０ｂとが接着によって貼り合わされている。なお、軟質多孔質材５０ａと格子状部材５０ｂとを接着以外の手段によって固定してもよい。図７の例では、格子状部材５０ｂの形状が十文字格子状になっているが、格子形状は十文字以外（例えば、縦格子やハニカム格子等）であってもよい。

上記各実施形態のように板状吸音材を多孔質材のみで構成する場合には、充分な性能を得ようとすると、多孔質材を剛性の高いアルミニウム等の金属で構成する必要があり、コストが高くなる。したがって、コスト面では、多孔質材としてウレタンフォーム（発泡ウレタン）などの軟質多孔質材料を用いるのが望ましい。

しかしながら、軟質多孔質材料をそのまま板状吸音材として用いる場合、剛性が低く圧力変化に追従して吸音材が振動するため、吸音材の空隙と空気粒子の摩擦による減衰効果が低下し、充分な吸音効果を得ることができない。

この点、本実施形態では、剛性の高い格子状部材５０ｂが軟質多孔質材５０ａを支えるため、軟質多孔質材５０ａは音波の圧力変動に追従して振動することなく、その内部の空隙と空気粒子の摩擦減衰により、図８に示すように充分な吸音効果を得ることができ、低コストと音低減効果とを両立できる。図８の例では、軟質多孔質材単独で用いる場合に比べて垂直入射吸音率が０．１以上向上する。

したがって、格子状部材５０ｂは、軟質多孔質材５０ａよりも硬質かつ高い通気性を有していることが好ましい。具体的には、格子状部材５０ｂの材料としては、非発泡樹脂や無孔質金属等の硬質無孔質材料が好ましく、格子状部材５０ｂの格子間隔としては、１０ｍｍ程度が好ましい。

さらに、軟質多孔質材５０ａの通気性（通気率）を１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓの範囲に設定することによって、図９に示すようにアルミニウム等の金属製の多孔質材に比べて吸音率が向上する。なお、図９では、軟質多孔質材５０ａの通気性が５ｃｃ／ｃｍ² ・ｓの場合の例を示している。

なお、図８、図９において、垂直入射吸音率は、音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−伝達関数法を用いて計測した。音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−伝達関数法とは、一端に音源が他端に試験体が取り付けられた音響管を使い、音源によって管内に平面波を励起し、壁取付けのマイクロホン又は管内移動マイクロホンによって二つの固定位置間の複素音圧伝達関数測定を行って入射波成分と反射波成分とを分解し、この両成分から垂直入射吸音率および吸音材の比音響インピーダンスを計算する方法のことである。

ここで、吸音効果に対する多孔質材の通気性の適正値が１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓである理由を説明する。図１０に模式的に示すように、多孔質材６０は、その内部に気泡６０ａが連続的に分布し、気泡６０ａ同士の間は空間として繋がる部分と薄い膜６０ｂで仕切られている部分とがある構成になっている。これらの気泡同士の繋がっている細かな空隙を通して、多孔質材の両側に空気が出入りする。

吸音効果は、この空隙と空気粒子の摩擦による減衰効果により生じると考えられるが、この空隙が小さく通気性が小さければ、空隙を通過する流量は少なく、摩擦力で減衰するエネルギーは小さい。一方、この空隙が大きく通気性が大きければ、空隙を通過する流量は多いが摩擦力が生じる箇所の面積は小さくなり、摩擦力で減衰するエネルギーは小さい。

そのため、図１１、図１２に示すように最大の吸音効果を得ることができる通気性の範囲が存在し、通気性が１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓで良好な結果が得られるのである。なお、図１１、図１２は、音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−伝達関数法を用いて垂直入射吸音率を計測し、有効域の平均吸音率αｍを吸音効果の評価指標として、吸音効果と通気性の関係を示したものである。

図１１、図１２における通気率はフラジール法による試験値であり、試験条件は、差圧＝１２５Ｐａ、軟質多孔質材のサンプル形状の内径＝φ６０〜φ８０、板厚ｔ＝１０である。

図１１、図１２によると、空気層深さｈが８０ｍｍ以下、軟質多孔質材５０ａの板厚ｔが１０ｍｍ以下の範囲において、有効域の平均吸音率αｍは、空気層の深さｈおよび軟質多孔質材５０ａの板厚ｔによらず、通気性１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓで良好な結果を得ることができることがわかる。

但し、有効域の平均吸音率αｍは、図１３に示すように最大吸音率の周波数ピークｆ０の前後２０％の周波数帯域（−０．２ｆ０〜＋０．２ｆ０）での吸音率の平均値と定義した。因みに、空気層深さｈとは、剛体壁と吸音材間の空気層の厚さのことである。

次に、軟質多孔質材５０ａの通気性を１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓの範囲に設定する具体的方法を説明する。軟質多孔質材５０ａの空隙の流れ抵抗σは次の数式１で近似できる。

但し、ηは粘性抵抗、Ｒは気泡の平均径、ｋは構造因子係数（＝３）、ｈｇは空隙率である。構造因子係数とは、空隙の構造が流体の流れの方向の流体運動にどれだけ寄与するかを示す係数であり、均質で等方性の高い多孔質材の場合ｋ＝３程度になる。

フラジール法による通気度測定によると、通気性１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ・ｓに対応する流れ抵抗σの範囲は１２５０００〜１２５００００Ｐａ・ｓ/ｍ² である。したがって、上記数式１により計算した流れ抵抗σが１２５０００〜１２５００００Ｐａ・ｓ/ｍ² の範囲になるような気泡の平均径Ｒと空隙率ｈｇとを有する軟質多孔質材５０ａを選べば良い。

上述の試験で用いた軟質多孔質材の気泡径の上限値は１ｍｍであり、気泡径が１ｍｍ以下の場合、上記数式１の関係は成り立つと考えられる。

（第５実施形態）
上記第４実施形態では、１枚の軟質多孔質材５０ａと１枚の格子状部材５０ｂとを貼り合わせているが、本第５実施形態では、図１４に示すように、１枚の軟質多孔質材５０ａを２枚の格子状部材５０ｂ、５０ｃで挟み込んでいる。２枚の格子状部材５０ｂ、５０ｃは、互いの格子パターンが重なり合うように配置されている。

本実施形態によると、軟質多孔質材５０ａの表裏両面が格子状部材５０ｂ、５０ｃと摩擦するため、軟質多孔質材５０ａの片面のみが格子状部材５０ｂと摩擦する上記第４実施形態に比べて、より大きな摩擦減衰効果を発揮する。

（第６実施形態）
上記第５実施形態では、２枚の格子状部材５０ｂ、５０ｃは、互いの格子パターンが重なり合うように配置されているが、本第６実施形態では、図１５に示すように、２枚の格子状部材５０ｂ、５０ｃは、互いの格子パターンが重ならないように配置されている。

本実施形態では、上記第５実施形態に比べて、２枚の格子状部材５０ｂ、５０ｃが重なって軟質多孔質材５０ａを挟み込んでいる箇所の面積が小さいので、当該箇所では面圧が高いが、他の箇所では面圧が低くなる。

そのため、２枚の格子状部材５０ｂ、５０ｃが重なって軟質多孔質材５０ａを挟み込んでいる箇所では高い面圧で軟質多孔質材５０ａの動きが規制され、面圧が低い他の箇所では軟質多孔質材５０ａが格子状部材５０ｂ、５０ｃに対して動いて摩擦減衰効果を発揮する。その結果、上記第５実施形態に比べて、より大きな摩擦減衰効果を得ることができる。

（他の実施形態）
なお、上述の各実施形態では仕切り壁１９、２０、４２、エアミックスドア１８のドア本体部１８ａといった空気の流れ方向を規制する流れ規制部材を板状吸音材で形成した例を示したが、これに限定されるものではなく、空気流路においてケーシング１１の内壁と間隔を隔てて配置され、所定の剛性を有することで所定の機能を発揮する板状の剛性部材を板状吸音材で形成しても、剛性部材とケーシング１１の内壁との間の距離に対応する周波数を中心に広い帯域で音を低減できる。

このような剛性部材としては、例えばケーシング１１の内部において蒸発器１６を支持する支持部材等が挙げられる。

また上述の各実施形態では、本発明の空調装置を車両用空調装置に適用した例を示したが、これに限定されることなく、据置型の空調装置等、種々の空調装置に本発明を適用可能である。

１１ ケーシング
１４ 送風ファン
１６ 蒸発器（冷却用熱交換器）
１７ ヒータコア（加熱用熱交換器）
１８ エアミックスドア
１８ａ ドア本体部
１９、２０ 仕切り壁（流れ規制部材、剛性部材）
２１、２２ 並列流路

Claims (5)

1. 空気が流れる空気流路の外殻を形成するケーシング（１１）と、
   前記空気流路において前記ケーシング（１１）の内壁と間隔を隔てて配置され、前記空気流路における前記空気の流れを規制する流れ規制部材（２０）と、
   前記空気流路に配置され、前記空気流路の空気を加熱する加熱用熱交換器（１７）とを備え、
   前記ケーシング（１１）の内部において前記加熱用熱交換器（１７）よりも下流側の部位には、前記加熱用熱交換器（１７）を通過した温風と前記加熱用熱交換器（１７）をバイパスした冷風とを混合させるエアミックス空間（２３、２４）が構成されており、
   前記流れ規制部材は、前記空気流路のうち前記加熱用熱交換器（１７）よりも下流側の部位に位置する前記エアミックス空間（２３、２４）を複数個の並列流路（２１、２２）に仕切る仕切り壁（２０）であり、
   前記仕切り壁（２０）は、多孔質材からなる板状吸音材（５０）で形成され、
   前記板状吸音材（５０）は、前記多孔質材として板状の軟質多孔質材（５０ａ）が用いられ、前記板状の軟質多孔質材（５０ａ）を樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）に重ね合わせて固定することによって構成されており、
   前記板状の軟質多孔質材（５０ａ）は、前記樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）よりも軟質であることを特徴とする空調装置。
2. 前記樹脂製または金属製の板状の格子状部材（５０ｂ）は２つ用いられ、前記板状の軟質多孔質材（５０ａ）を前記２つの板状の格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）で挟み込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記２つの格子状部材（５０ｂ、５０ｃ）は、互いの格子パターンが重ならないように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
4. 前記軟質多孔質材（５０ａ）の通気性は、１〜１０ｃｃ／ｃｍ² ／ｓの範囲にあることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
5. 前記軟質多孔質材（５０ａ）は、気泡径Ｒが１ｍｍ以下であり、かつ下記数式で計算される流れ抵抗σが１２５０００〜１２５００００Ｐａ・ｓ/ｍ²の範囲になるように気泡径Ｒおよび空隙率ｈｇが設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
   

   

   但し、ηは粘性抵抗、Ｒは気泡の平均径、ｋは構造因子係数（＝３）、ｈｇは空隙率である。

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