JP6180172B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来の車両用空調装置（車両用空気調和装置）の室内機は、吸込口及び吹出口が形成された筐体と、該筐体の内部に収容された送風ファン及び熱交換器と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の車両用空調装置の室内機には、車両内から車両用空調装置の筐体内に吸い込む循環空気と換気用の外気とを所定の割合で混合して車両内に戻すものも提案されている。このため、従来の車両用空調装置の室内機には、吸込口に、該吸込口の開口面積（つまり、吸込口の流路断面積）を調整するためのダンパが設けられたものも提案されている。

特開２０１２−２３２６７５号公報

車両用空調装置の室内機は、車両に筐体が設置された際、吸込口を介して、車両の内部と筐体の内部とが連通することとなる。このため、送風ファンが発生する騒音が、筐体内の空気流れとは逆方向となる経路をたどって、吸込口から車両内（つまり、客室内）に伝播してしまう。したがって、送風ファンの騒音が車両内に極力伝播しないようにし、乗客の快適性を少しでも向上させる必要がある。

しかしながら、車両用空調装置の筐体内には、送風ファンの制御装置等、送風ファン及び熱交換器以外のものも収容されている。このため、吸音ダクトのような筐体内の占有スペースが大きくなるような構造物を、筐体内に設けることが非常に困難である。したがって、従来の車両用空調装置の室内機は、送風ファンの騒音が車両内に伝播することを抑制できないという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、従来よりも室内機の筐体内から車両内へ騒音が伝播することを抑制できる車両用空調装置を得ることを目的とする。

本発明に係る車両用空調装置は、吸込口及び吹出口が形成された室内機の筐体と、該筐体の内部に収容された送風ファン及び室内熱交換器とを備え、前記筐体が車両に設置された状態においては前記吸込口を介して前記車両の内部と前記筐体の内部とが連通する車両用空調装置において、前記送風ファンは、羽根車と、該羽根車を回転駆動するファンモータとを備え、前記筐体は、前記吸込口に、該吸込口の開口面積を調整するダンパを備え、該ダンパは、少なくとも１枚の羽根と、該羽根を回転させることによって前記吸込口を開閉する駆動装置と、を有し、前記羽根は、前記吸込口を閉止した状態において前記送風ファンと対向する側の面の一部の範囲に、吸音材が設けられており、前記一部の範囲とは、前記ファンモータと対向する範囲であるものである。
また、本発明に係る車両用空調装置は、吸込口及び吹出口が形成された室内機の筐体と、該筐体の内部に収容された送風ファン及び室内熱交換器とを備え、前記筐体が車両に設置された状態においては前記吸込口を介して前記車両の内部と前記筐体の内部とが連通する車両用空調装置において、前記吸込口に、該吸込口の開口面積を調整するダンパを備え、該ダンパは、複数の羽根と、該羽根を回転させることによって前記吸込口を開閉する駆動装置と、を有し、これらの前記羽根は、少なくとも一枚の前記羽根を有する複数のグループに区分けされて、各グループ毎に独立して前記羽根が回転自在になっており、前記ダンパの前記羽根によって前記吸込口の開口部の一部を覆う際、前記複数のグループのうちの一部のグループの前記羽根により、他のグループの前記羽根よりも多く前記吸込口の開口部を覆い、前記一部のグループの前記羽根に少なくとも吸音材が設けられており、前記送風ファンは、羽根車と、該羽根車を回転駆動するファンモータとを備え、前記一部のグループの前記羽根は、前記ファンモータと対向する範囲に設けられているものである。

本発明に係る車両用空調装置は、吸込口に設置されるダンパの羽根に吸音材を設けている。このため、本発明に係る車両用空調装置は、吸込口を介して筐体内から車両内へ伝播する騒音を吸音材で吸収し、筐体内から車両内へ騒音が伝播することを従来よりも抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置の室内機を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るダンパを示す図である。 本発明の実施の形態２に係るダンパを示す図である。 本発明の実施の形態３に係るダンパを示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用空調装置の室内機を示す図である。なお、図１（ａ）は、この室内機を示す平面断面図であり、図１（ｂ）はこの室内機を示す側面断面図である。また、図１に示す中抜き矢印は、筐体内の空気の流れを示すものである。
以下、図１を用いて、本実施の形態１に係る車両用空調装置の室内機１について説明する。

本実施の形態１に係る車両用空調装置の室内機１は、吸込口３及び吹出口４が形成された略直方体の筐体２と、該筐体の内部に収容された送風ファン１０及び室内熱交換器５と、を備えている。図示せぬ室外機に設けられた圧縮機、室外熱交換器及び膨張機構と、室内機１の室内熱交換器５とが冷媒配管で接続されて、冷凍サイクル回路を構成する。
なお、本実施の形態１に係る室内機１は、車両の天面部に設置される室内機を想定している。このため、室内機１を車両に設置した状態において筐体２の内部と車両内（つまり客室内）とを連通させる吸込口３は、筐体２の下面部に形成されている。また、吹出口４はダクト６と接続されており、このダクト６は、空調（冷・暖房）された空気の車両内側への吹出口と接続されている。

また、本実施の形態１に係る室内機１は、車両内から室内機１の筐体２内に吸い込む循環空気と換気用の外気とを所定の割合で混合して車両内に戻す構成となっている。このため、吸込口３には、該吸込口３の開口面積（つまり、流路断面積）を調整するダンパ２０を備えている。また、外気取り込み口（図示せず）が、筐体２の例えば側面部（筐体２内の空気流れ方向において、室内熱交換器５よりも上流側となる位置）に形成されている。そして、循環空気と外気の混合割合は、吸込口３に設けられたダンパ２０によって調整される。ダンパ２０の開度（後述する駆動装置の出力軸の回転角度）は、筐体２内に設けられた制御装置５０によって制御される。また、制御装置５０は、送風ファン１０（より詳しくは、ファンモータ１１）の回転数等の制御も行っている。

このように構成された室内機１は、送風ファン１０のファンモータ１１を駆動させることにより、該ファンモータ１１によって例えばシロッコファン型の羽根車１２が回転駆動される。これにより、吸込口３から車両内の空気（循環空気）が筐体２内に吸い込まれる。また、外気取り込み口からは、外気が筐体２内に取り込まれる。そして、この筐体２内に吸い込まれた循環空気及び外気は、混合された後に室内熱交換器５内を流れる冷媒と熱交換して冷却又は加熱され、吹出口４からダクト６へ吹き出される。その後、ダクト６へ吹き出された熱交換後の空気は、ダクト６の先に接続された吹出口から車両内へ吹き出される。

このとき、ファンモータ１１の駆動音等が、筐体２内の空気流れとは逆方向となる経路をたどって、吸込口３から車両内（つまり、客室内）に伝播してしまうこととなる。車両内に伝播するこの騒音は、車両内の乗客にとって快適性を損なう原因となるため、極力抑制する必要がある。しかしながら、室内機１の筐体２内には、制御装置５０等、送風ファン１０及び室内熱交換器５以外のものも収容されている。また、室内機１の筐体２内には、冷凍サイクル回路の膨張機構が配置される場合もある。このため、吸音ダクトのような筐体２内の占有スペースが大きくなるような構造物を、筐体２内に設けることは非常に困難である。

そこで、本実施の形態１に係る車両用空調装置の室内機１では、ダンパ２０を以下のような構成とすることにより、吸込口３から車両内に伝播する騒音を抑制している。

図２は、本発明の実施の形態１に係るダンパを示す図である。なお、図２（ａ）がこのダンパの平面図、図２（ｂ）がこのダンパの側面断面図となっている。つまり、図２（ａ）は、紙面手前側が室内機の筐体の内部側となり、紙面奥側が車両内側となる。
図２に示すように、本実施の形態１に係るダンパ２０は、枠体２１、少なくとも１枚の羽根２２（本実施の形態１では４枚）、羽根２２を回転駆動させる駆動装置２７、及び吸音材３０を備えている。

枠体２１は、例えば四角の額縁形状に形成されており、筐体２の吸込口３の開口縁周辺に取り付けられるものである。羽根２２は、枠体２１内に配置された例えば長方形状の板部材であり、長手方向に沿って回転軸２３が設けられている。この回転軸２３の両端は、羽根２２から突出しており、該突出部分が枠体２１に回転自在に支持されている。また、羽根２２のそれぞれには、連結片２４が設けられており、各連結片２４は、連結部材２５で連結されている。なお、連結部材２５と連結片２４との連結箇所は回転自在に連結されている。

駆動装置２７は、例えばモータやソレノイド等の電動式のものであり、その出力軸がいずれかの羽根２２の回転軸２３と接続されている。つまり、駆動装置２７の出力軸を回転させることにより、当該出力軸に回転軸２３が接続された羽根２２も、同様に回転する構成となっている。また、上述のように各羽根２２は、連結片２４及び連結部材２５を介して連結されている。このため、駆動装置２７の出力軸と接続された羽根２２が回転することにより、その他の羽根２２も同様に回転することとなる。

すなわち、各羽根２２を図２のような位置に回転することにより、ダンパ２０は、吸込口３の開口面積を最も大きくした状態となる。また、各羽根２２を図２（ｂ）に示す矢印Ａ方向に回転させ、各羽根２２の周縁部同士を接触させることにより、ダンパ２０は、吸込口３を閉止することができる。また、羽根２２を上記の位置の間で停止するように回転させることで、吸込口３の開口面積を調整することができる。

そして、各羽根２２の一方の面には、その全域に吸音材３０が、例えば貼付等により設けられている。より詳しくは、吸込口３を閉止する状態に各羽根２２を回転させた際に、送風ファン１０と対向する側の面（つまり、筐体２の内部側に向く面）の全域に、吸音材３０が設けられている。なお、本実施の形態１では、回転軸２３、連結片２４及び連結部材２５部分を除く全域に吸音材３０が設けられているが、これらの部分に吸音材３０を設けてもよい。

なお、羽根２２に吸音材３０を設けることにより、羽根２２に吸音材３０を設けていない場合と比べて、吸込口３の開口面積の遮られる量が多くなる。このため、吸音材３０は、極力薄いものが好ましい。したがって、本実施の形態１では、単一層の吸音材（つまり、１つの材質で形成された吸音材）を用いている。

以上、吸込口３に設けられるダンパ２０をこのように構成することにより、送風ファン１０のファンモータ１１を駆動させ、ファンモータ１１の駆動音等が吸込口３まで伝播してきても、吸込口３に設けられたダンパ２０の吸音材３０によって、等位騒音を吸収することができる。このため、本実施の形態１に係る車両用空調装置の室内機１は、車両内へ騒音が伝播することを従来よりも抑制することができるので、乗客の快適性を従来よりも向上させることができる。

なお、本実施の形態１では、全ての羽根２２の回転方向を同一方向としたが、各羽根２２の回転方向は任意である。
また、本実施の形態１では、ダンパ２０に４枚の羽根２２を設ける例について説明したが、吸込口３の開口面積を調整することができれば、ダンパ２０に設ける羽根２２の枚数は任意である。つまり、少なくとも１枚の羽根２２があればよい。
また、本実施の形態１では、室内機１を車両の天面部に設置する例を説明したが、車両の側面部及び底面部に設置される室内機の吸込口に本実施の形態１に係るダンパ２０を設けても、本実施の形態１で示した効果を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ダンパ２０の各羽根２２の回転角度を同じにする構成となっていた。しかしながら、これに限らず、ダンパ２０を以下のように構成し、各羽根２２の回転角度を異ならせてもよい。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図３は、本発明の実施の形態２に係るダンパを示す図である。なお、図３（ａ）がこのダンパの平面図、図３（ｂ）がこのダンパの側面断面図となっている。つまり、図３（ａ）は、紙面手前側が室内機の筐体の内部側となり、紙面奥側が車両内側となる。
図３に示すように、本実施の形態２に係るダンパ２０は、実施の形態１と同様に、枠体２１、４枚の羽根２２及び吸音材３０を備えている。

しかしながら、本実施の形態２に係るダンパ２０は、各羽根２２とこれら羽根を駆動する駆動装置との接続構成が実施の形態１と異なっている。
詳しくは、４枚の羽根２２のうち、両端に配置された２枚の羽根２２（以下、グループ１の羽根２２とも称する）の連結片２４は、連結部材２６ａによって連結されている。そして、グループ１の羽根２２のうちの一枚の羽根２２の回転軸２３と、駆動装置２８ａの出力軸とが接続されている。また、４枚の羽根２２のうち、中央に配置された２枚の羽根２２（以下、グループ２の羽根２２とも称する）の連結片２４は、連結部材２６ｂによって連結されている。そして、グループ２の羽根２２のうちの一枚の羽根２２の回転軸２３と、駆動装置２８ｂの出力軸とが接続されている。

このようにダンパ２０を構成することにより、グループ１の羽根２２の回転角度と、グループ２の羽根２２の回転角度とを異ならせることが可能となる。つまり、ダンパ２０の羽根２２によって、吸込口３の開口部の一部を覆う際、グループ１，２のうちの一部のグループの羽根２２（例えば、グループ２の羽根２２）により、他のグループの羽根２２（例えば、グループ１の羽根２２）よりも多く吸込口３の開口部を覆うことができる。

図１及び図３に示す送風ファン１０の方向からわかるように、グループ２の羽根２２は、送風ファン１０のファンモータ１１（騒音源）と対向する範囲に配置されている。このため、ファンモータ１１の騒音は、グループ１の羽根２２よりも、グループ２の羽根２２の方に伝播しやすい。このため、吸込口３の開口部の一部を覆う際、グループ２の羽根２２により、グループ１の羽根２２よりも多く吸込口３の開口部を覆うとよい。このようにすることで、ファンモータ１１の騒音をより効果的に吸音することが可能となる。

また、例えば、上述のように、筐体２内に冷凍サイクル回路の膨張機構等が配置される場合がある。このような場合、膨張機構は筐体２内で風路抵抗とならない位置に配置することが好ましい（図１（ａ）の場合、例えば吸込口３の上方となる位置）。このため、膨張機構から発生する騒音は、グループ２の羽根２２よりも、グループ１の羽根２２の方に伝播しやすい。このため、吸込口３の開口部の一部を覆う際、グループ１の羽根２２により、グループ２の羽根２２よりも多く吸込口３の開口部を覆うことで、膨張機構の騒音をより効果的に吸音することが可能となる。

なお、本実施の形態２では、複数の羽根２２を２つのグループに区分けしたが、３つ以上のグループに区分けしても勿論よい。騒音が通りやすい（伝播しやすい）位置のグループの羽根２２によって他のグループの羽根２２よりも多く吸込口３の開口部を覆うように、各グループの羽根２２の回転角度を調整することにより、効果的に吸音することができる。
また、本実施の形態２では、１つのグループを２枚の羽根２２で構成したが、１つのグループを構成する羽根の枚数は任意である。

実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２では、羽根２２の一面（吸込口３を閉止した状態において送風ファン１０と対向する側の面）の全域に吸音材３０を設けた。これに限らず、羽根２２の前記一面の一部の範囲に、吸音材３０を設けてもよい。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図４は、本発明の実施の形態３に係るダンパを示す図である。なお、図４（ａ）がこのダンパの平面図、図４（ｂ）がこのダンパの側面断面図となっている。つまり、図４（ａ）は、紙面手前側が室内機の筐体の内部側となり、紙面奥側が車両内側となる。
図４に示すように、本実施の形態３に係るダンパ２０の基本構成は、実施の形態１と同様となっている。しかしながら、本実施の形態３に係るダンパ２０は、羽根２２の一面（吸込口３を閉止した状態において送風ファン１０と対向する側の面）の一部の範囲に吸音材３０が設けられている。

上述のように、羽根２２に吸音材３０を設けることにより、羽根２２に吸音材３０を設けていない場合と比べて、吸込口３の開口面積の遮られる量が多くなる。つまり、羽根２２に吸音材３０を設けることによる吸音効果と、羽根２２に吸音材３０を設けることによる風路抵抗の増加とは、トレードオフの関係にある。このため、羽根２２の全域に吸音材３０を設けなくとも十分な吸音効果が得られる場合、羽根２２の一部に吸音材３０を設けることにより、ダンパ２０による風路抵抗の増加を、実施の形態１，２よりも抑制することができる。

また例えば、室内機１の設置条件によっては、吸込口３を大きく形成できない（つまり、ダンパ２０を大きくできない）場合もある。このような場合、羽根２２の全域に吸音材３０を設けると、ダンパ２０による風路抵抗の増加が過大になってしまうことが懸念される。しかしながら、羽根２２の一部に吸音材３０を設けることにより、ダンパ２０による風路抵抗の増加が過大になってしまうことを防止できる。

なお、吸音材３０を設ける範囲を、例えば次のように決定するとよい。

図１及び図４に示す送風ファン１０の方向からわかるように、羽根２２の中央部（長手方向の中央部）は、送風ファン１０のファンモータ１１（騒音源）と対向する範囲となっている。このため、ファンモータ１１の騒音は、羽根２２の中央部の方に伝播しやすい。このため、羽根２２の中央部に吸音材３０を設けることで、ファンモータ１１の騒音をより効果的に吸音することが可能となる。

また例えば、羽根２２の長手方向の端部側から騒音が通りやすい（端部側に伝播しやすい）場合には、羽根２２の長手方向の端部側に吸音材３０を設けることで、当該騒音をより効果的に吸音することが可能となる。

また例えば、実施の形態２のように、ダンパ２０の羽根２２によって吸込口３の開口部の一部を覆う際、一部のグループの羽根２２により、他のグループの羽根２２よりも多く吸込口３の開口部を覆う場合には、吸込口３の開口部を多く覆うグループの羽根２２に吸音材３０を設けることにより、効果的に騒音を吸収することができる。

１ 室内機、２ 筐体、３ 吸込口、４ 吹出口、５ 室内熱交換器、６ ダクト、１０ 送風ファン、１１ ファンモータ、１２ 羽根車、２０ ダンパ、２１ 枠体、２２ 羽根、２３ 回転軸、２４ 連結片、２５ 連結部材、２６ａ，２６ｂ 連結部材、２７ 駆動装置、２８ａ，２８ｂ 駆動装置、３０ 吸音材、５０ 制御装置。

Claims (2)

1. 吸込口及び吹出口が形成された室内機の筐体と、該筐体の内部に収容された送風ファン及び室内熱交換器とを備え、前記筐体が車両に設置された状態においては前記吸込口を介して前記車両の内部と前記筐体の内部とが連通する車両用空調装置において、
   前記送風ファンは、羽根車と、該羽根車を回転駆動するファンモータとを備え、
   前記筐体は、前記吸込口に、該吸込口の開口面積を調整するダンパを備え、
   該ダンパは、少なくとも１枚の羽根と、該羽根を回転させることによって前記吸込口を開閉する駆動装置と、を有し、
   前記羽根は、前記吸込口を閉止した状態において前記送風ファンと対向する側の面の一部の範囲に、吸音材が設けられており、
   前記一部の範囲とは、前記ファンモータと対向する範囲であることを特徴とする車両用空調装置。
2. 吸込口及び吹出口が形成された室内機の筐体と、該筐体の内部に収容された送風ファン及び室内熱交換器とを備え、前記筐体が車両に設置された状態においては前記吸込口を介して前記車両の内部と前記筐体の内部とが連通する車両用空調装置において、
   前記吸込口に、該吸込口の開口面積を調整するダンパを備え、
   該ダンパは、複数の羽根と、該羽根を回転させることによって前記吸込口を開閉する駆動装置と、を有し、
   これらの前記羽根は、少なくとも一枚の前記羽根を有する複数のグループに区分けされて、各グループ毎に独立して前記羽根が回転自在になっており、
   前記ダンパの前記羽根によって前記吸込口の開口部の一部を覆う際、前記複数のグループのうちの一部のグループの前記羽根により、他のグループの前記羽根よりも多く前記吸込口の開口部を覆い、前記一部のグループの前記羽根に少なくとも吸音材が設けられており、
   前記送風ファンは、羽根車と、該羽根車を回転駆動するファンモータとを備え、
   前記一部のグループの前記羽根は、前記ファンモータと対向する範囲に設けられていることを特徴とする車両用空調装置。

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