JPH09156345A - 車両用空調装置 - Google Patents
車両用空調装置Info
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- JPH09156345A JPH09156345A JP7316915A JP31691595A JPH09156345A JP H09156345 A JPH09156345 A JP H09156345A JP 7316915 A JP7316915 A JP 7316915A JP 31691595 A JP31691595 A JP 31691595A JP H09156345 A JPH09156345 A JP H09156345A
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Abstract
ることに伴って発生する送風騒音を低減する。 【解決手段】 ロータリドア13を用いた内外気切替箱
10では、導入空気がロータリドア13の円周壁13a
の内面に沿って流れることにより、空気流れの偏りが発
生し、この偏りが送風騒音の原因になっていることに着
目して、ロータリドア13の円周壁13aの内面に、波
形状に凹凸成形された複数の突出部13e、13fから
構成された空気流れ案内部13dを回転軸13c側へ突
出して形成し、この案内部13dにて、吸入口21に向
かう空気流れを均一化させる。
Description
おいて外気(車室外空気)と内気(車室内空気)とを切
替導入する内外気切替箱に関するものである。
内気とを切替導入する内外気切替箱において、この切替
導入の手段として円弧状の円周壁を持つロータリドアを
採用し、このロータリドアの円周壁にて内気導入口およ
び外気導入口を開閉するようにしたものが知られてい
る。
は、通常の平板状のドアを用いたものに比して、ドア設
置スペースを減少できるという利点がある。また、平板
状のドアの場合は、自動車の高速走行による走行風圧力
(ラム圧)がドア回動方向に加わるので、内気モード時
に外気が洩れ侵入しやすいが、ロータリドアの場合に
は、走行風圧力(ラム圧)がドア回動方向と直交方向に
加わるので、内気モード時に外気の洩れ侵入が発生しに
くいという利点がある。
ータリドアを用いた内外気切替箱では、本発明者らの実
験研究によると、次の2つの理由から送風騒音が増大す
るという問題が生じることが分かった。すなわち、第1
には、導入空気がロータリドアの円周壁の内面に沿っ
て、円周壁の一端から他端側へ流れることにより、空気
の流れの主流がロータリドアの円周壁の他端側に偏り、
このことが原因となって、内外気切替箱の直後に設けら
れているファン吸入口への空気の流れにも偏りが発生し
て、内外気切替箱内部での空気乱れが増大し騒音が高く
なるという現象が発生する。
室内に直接開口しているので、上記空気流れの偏りが原
因となって、車室内へ放出される送風騒音が増大すると
いう問題があった。また、ロータリドアの直ぐ下流とフ
ァン吸入口との間に除塵、脱臭用のフィルタ部材を設置
する場合には、上記空気流れの偏りによる乱れが助長さ
れて、上記問題が、一層顕著になる傾向にある。
内面が円弧状であるため、ファン吸入口で発生する騒音
が円周壁の内面で反響し、増幅され、騒音が高くなると
いう現象が発生する。この場合も、内気モード時には、
この増幅された騒音が内気導入口から車室内へ直接放出
されてしまい、騒音が顕著になる。本発明は、上記点に
鑑み、ロータリドアを用いた内外気切替箱を備えた車両
用空調装置において、送風騒音の低減を図ることを目的
とする。
ロータリドアを用いた内外気切替箱では、導入空気がロ
ータリドアの円周壁の内面に沿って流れることにより、
空気流れの偏りが発生し、この偏りが送風騒音の原因に
なっていることに着目して、ロータリドアの円周壁に沿
った空気流れの偏りを解消する技術的手段を採用し、こ
れにより、上記目的を達成しようとするものである。
タリドア(13)を用いた内外気切替箱(10)におい
て、ロータリドア(13)の円周壁(13a)の内面
に、前記回転軸(13c)側へ突出する空気流れ案内部
(13d)を形成し、この案内部(13d)により送風
用ケーシング(20)の吸入口(21)に向かう空気流
れを均一化するようにしたことを特徴としている。
ロータリドア(13)の円周壁(13a)の内面に沿っ
て、導入内気の主流が流れようとする際に、空気流れ案
内部(13d)により強制的に導入内気の流れを吸入口
(21)の中心方向へ偏向させることができる。その結
果、吸入口(21)の全面に略均一な風速でもって空気
が配分され、吸入口(21)の上流側の空気流れが整流
されて、空気流れの乱れが僅少となるので、空気流れの
乱れによる騒音を低減できる。
流れ案内部(13d)を、ロータリドア(13)の円周
壁(13a)の内面に波形状に凹凸成形された複数の突
出部(13e、13f)から構成し、この複数の突出部
(13e、13f)のうち、ロータリドア(13)の内
気導入モードの位置において、前記内気導入口(11)
側に位置する突出部(13e)の高さを高くし、前記内
気導入口(11)から遠い方の突出部(13f)の高さ
を低くしたことを特徴としている。
入口(11)に近い側から遠くになるに従って、複数の
突出部(13e、13f)の高さを低くすることによ
り、導入内気の流れの偏向をより一層均等化できる。ま
た、本発明では、第2に、ロータリドア(13)の円周
壁(13a)の内面が円弧状であるため、ファン吸入口
(21)で発生する騒音が円周壁(13a)の内面で反
響し、増幅されることに着目して、この円周壁(13
a)の内面で増幅される騒音を効果的に低減する技術的
手段を採用するものである。
タリドア(13)を用いた内外気切替箱(10)におい
て、ロータリドア(13)の円周壁(13a)の内面か
ら回転軸(13c)側へ向かって突出して、騒音を乱反
射させる反射板(13g)を備えることを特徴としてい
る。ロータリドア(13)の円周壁(13a)の内面が
単純な円弧状である場合は、送風用ケーシング(20)
の吸入口(21)で発生する騒音が円周壁(13a)の
内面で反響し、増幅されが、請求項4記載の発明では、
反射板(13g)により騒音を乱反射させることができ
るため、送風用ケーシング(20)の吸入口(21)で
発生する騒音が反射板(13g)により乱反射して減衰
するとともに、その一部は吸入口(21)側に反射され
る。
(11)から車室内に放出される騒音レベルを低減でき
る。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施
形態記載の具体的手段との対応を示すものである。
について説明する。 (第1実施形態)図1〜図4は第1実施形態を示すもの
で、図1は車両用空調装置の通風系の全体構成を示すも
ので、図1に示す装置は、通常、自動車の車室内前部の
計器盤下方部位に配置される。10は合成樹脂製の内外
気切替箱で、その下方には送風用スクロールケーシング
20が隣接して配置されており、内外気切替箱10の内
部はスクロールケーシング20のベルマウス状の吸入口
21に連通している。
導入する内気導入口11と車室外空気を導入する外気導
入口12を有しており、そして、内外気切替箱10内に
内外気切替用ロータリドア13が回動可能に収納されて
いる。内外気導入口11、12の開口面は、内外気切替
用ロータリドア13の円弧状の円周壁13aが回動しな
がら、接触できるようにするため、この円周壁13aに
沿った円弧面となっている。
うに、2枚の扇形の側板13bの外周端を連結するよう
に円弧状の円周壁13aが形成され、この側板13bの
扇の要の位置(円周壁13aの曲率半径の中心位置)に
回転軸13cが軸方向外向きに設けられており、この回
転軸13cを中心としてロータリドア13が回動自在に
ケース10に支持されている。なお、ロータリドア13
は例えば、樹脂の一体成形により簡単に製造できる。
導入を選択した状態を示し、図3はロータリドア13に
より内気導入を選択した状態を示している。ロータリド
ア13を回動操作する機構としては、空調制御パネル
(図示せず)に設けられた内外気切替操作部材(例え
ば、手動操作レバー)の手動操作力をケーブル等を介し
て回転軸13cに伝達して、ロータリドア13を回動操
作するか、あるいは空調制御パネルの内外気切替操作部
材により電気スイッチを作動させて、電気的アクチュエ
ータ(モータ等)を作動させ、この電気的アクチュエー
タによりロータリドア13を回動操作するようにしても
よい。
形)状の和紙または多孔質のウレタンフォーム等からな
るフィルタ部材を樹脂製の枠体で支持するようにした構
成となっている。ここで、エアフィルタ30の全体形状
は図1に示すような平板状のものであって、空気中の塵
埃を取り除くものであり、必要に応じて上記フィルタ部
材に活性炭のような悪臭成分を吸着する吸着材を付加し
て脱臭機能をも発揮できるようにしてある。
10内において、内気導入口11、及び外気導入口12
の空気下流側と吸入口21との間の部位に配置されてお
り、図1、3の配置例では、特に、ロータリドア13の
円周壁13aと回転軸13cとの中間位置に配置され
て、ロータリドア13の回動を妨げないように配置され
ている。このような配置形態を採用することにより、エ
アフィルタ30設置による取付スペースの増大を避ける
ことができる。
であって、その内部にはスクロール形状の中心部位に遠
心式多翼ファン(シロッコファン)からなる送風用ファ
ン22が配置されており、このファン22の回転により
吸入口21から吸入された空気が矢印Aのようにファン
22の半径方向外方へ流れるようになっている。送風用
ファン22は駆動用モータ23の回転軸23a(図4参
照)に連結されて回転する。
の空気出口側には冷却ユニット40が連結され、その内
部には、自動車エンジンを駆動源とする冷凍サイクルの
蒸発器41が配設されており、この蒸発器41により送
風空気が冷却、除湿される。この冷却ユニット40の空
気下流側には加熱ユニット50が連結されており、この
加熱ユニット50には、エンジン冷却水(温水)を熱源
として送風空気を加熱するヒータコア51が備えられて
いる。そして、このヒータコア51に隣接してエアミッ
クスドア52が配設されており、このエアミックスドア
52は、ヒータコア51を通過して加熱された温風とこ
のヒータコア51をバイパスする冷風との風量割合を調
整して吹出空気温度を調整する温度調整手段としての役
割を果たす。
冷風を混合する混合室53が形成されており、この混合
室53で混合された所定温度の空気が、周知のデフロス
タ吹出口54、フェイス吹出口55、およびフット吹出
口56から車室内へ吹き出すようになっている。これら
の吹出口54〜56はそれぞれ吹出モード用ドア57〜
59により開閉される。
図1における内外気切替箱10および送風用ケーシング
20部分の拡大図であるが、図1とは若干変形してい
る。すなわち、図4の例では、エアフィルタ30をロー
タリドア13の回転軸13cより下方に配置している。
換言すれば、ロータリドア13の回転軸13cとファン
吸入口21との中間位置にエアフィルタ30を配置して
いる点が図1と若干相違している。このように、エアフ
ィルタ30の配置形態は種々変更可能である。
は本発明による独自の形状が設けてある。すなわち、ロ
ータリドア13の円周壁13aの内面に、回転軸13c
側へ突出した空気流れ案内部13dが形成してある。こ
の空気流れ案内部13dは、内気導入口11または外気
導入口12から導入され、吸入口21に向かう空気流れ
を均一化するように案内するためのもので、円周壁13
aの内面に波形状に凹凸成形された複数(図4では2
個)の突出部13e、13fから構成されている。この
2個の突出部13e、13fは左右の側板13b、13
b間を連結するようにロータリドア13の軸方向には連
続して延びる形状になっており、円周壁13aと側板1
3b、13bに一体成形で結合されている。
する複数の突出部13e、13fの突出高さは次のごと
く設定してある。すなわち、ロータリドア13が、図4
に示す内気導入モードの位置に操作されているときに、
内気導入口11に近い側の突出部13eの高さを高く
し、内気導入口11から遠い側の突出部13fの高さを
低くしている。
作動を説明する。内気導入と外気導入との切替は、回転
軸13cを中心とするロータリドア13の回転により行
うことができ、外気導入モードを選択するときは、ロー
タリドア13を図1に示す位置に回動させる。すると、
ロータリドア13の円周壁13aが内気導入口11を閉
塞し、外気導入口12を開放するので、送風ファン22
の回転により外気導入口12から外気が導入される。
タ30を通過して、微細なダスト、悪臭成分等がエアフ
ィルタ30にて除去、吸着される。しかる後、導入外気
は吸入口21から送風用スクロールケーシング20内に
吸入され、冷却ユニット40および加熱ユニット50を
通過して、所望の温度に温度調整された後、吹出口5
4、55、56のいずれか1つまたは複数より車室内へ
吹出し、車室内を空調する。
ロータリドア13を図3、4に示す位置に回動させる。
すると、ロータリドア13の円周壁13aが外気導入口
12を閉塞し、内気導入口11を開放するので、送風フ
ァン22の回転により内気導入口11から内気が導入さ
れる。このとき、図1、3の配置レイアウトでは、エア
フィルタ30を通過する内気の流れCとエアフィルタ3
0をバイパスする内気の流れDが形成されるが、図4の
配置例では、内気導入モード時に内気の全量をエアフィ
ルタ30を通過させて、清浄化するレイアウトになって
いる。
タリドア13の円周壁13aの内面が、空気流れ案内部
13dを突出させてない単純な円弧形状の場合には、円
周壁13aの円弧状の内面に沿って、導入内気の主流が
図4の右側部位に偏って流れる。しかし、第1実施形態
では、ロータリドア13の円周壁13aの内面に空気流
れ案内部13dを突出形成しているから、導入内気が円
周壁13aの内面に沿って流れようとする際に、空気流
れ案内部13dにより強制的にエアフィルタ30、吸入
口21の中心側から図4左側へ導入内気の流れを偏向さ
せることができる。
数の突出部13e、13fの突出高さを図4に示す内気
導入モード時の位置で、内気導入口11に近い側の突出
部13eの高さを高くし、内気導入口11から遠い側の
突出部13fの高さを低くしているため、内気導入口1
1に近い側の高さの高い突出部13eにて、エアフィル
タ30、吸入口21のうち、図4左側にも導入内気を十
分、偏向させることができる。
な風速でもって空気が配分され、エアフィルタ30の上
流側の空気流れが整流されて、空気流れの乱れが僅少と
なるので、空気流れの乱れによる騒音を低減できる。図
5は、騒音SPL(dBA)および送風用ファン22の
吹出空気の全圧ΔP(mmAq)を縦軸にとり、横軸に
送風用ファン22の風量(m3 /h)をとったグラフで
あり、実験条件は以下の通りである。
ァン、内外気切替箱10は内気導入モードで、エアフィ
ルタ30付きである。空気流れ案内部13dを形成した
ロータリドア13の寸法は、図6に示す通りで、各寸法
の単位はmmである。なお、R100は円周壁13aの
外周面の曲率半径=100mmを示す。実験は図4に示
す送風機単体状態で、送風用ファン22を回転し、内気
導入口11から1m離れた位置にマイクロフォンを設置
して騒音の測定を行った。
13dを形成したロータリドア13を採用した第1実施
形態の特性であり、□印は空気流れ案内部13dを持た
ない、同一寸法の従来のロータリドア13を採用した場
合の特性である。図5における上記両特性の比較から理
解されるように、第1実施形態によれば、300〜60
0m3 /hの広範な風量範囲において、0.6〜0.8
dBAの騒音低減効果が得られることを確認できた。 (第2実施形態)図7は、第2実施形態を示すもので、
本実施形態では、ロータリドア13の円周壁13aの内
面に、空気流れ案内部13dを形成する代わりに、騒音
を乱反射させる反射板13gを設けるようにしたもので
ある。
円周壁13aの内面から回転軸13c側へ向かって突出
し、騒音を乱反射させるものである。この反射板13g
は、ロータリドア13の円周壁13aの内面の円周方向
に所定間隔で配置された複数(本例では4枚)の平板部
材から構成されている。この平板部材は左右の側板13
b、13b間を連結するようにロータリドア13の軸方
向には連続して延びる形状になっており、円周壁13a
と側板13b、13bに一体成形で結合されている。
13gは、回転軸13cに向かう放射線上に位置するよ
うに成形されている。因みに、ロータリドア13の円周
壁13aの内面に反射板13gを設けていない場合は、
円周壁13aの内面が円弧状であるため、ファン22の
吸入口21で発生する騒音が円周壁13aの内面で反響
し、増幅され、この増幅された騒音が内気導入口11か
ら車室内へ直接放出されてしまう。
13の円周壁13aの内面に回転軸13c側へ向かって
突出する反射板13gを形成し、この反射板13gによ
り騒音を乱反射させるようにしているから、ファン22
の吸入口21で発生する騒音が反射板13gにより乱反
射して減衰するとともに、その一部はエアフィルタ3
0、吸入口21側に反射される。
12から車室内に放出される騒音レベルを低減できる。
図8は前述の図5と同様のグラフであり、△印は第2実
施形態による反射板13g付きのロータリドア13の特
性であり、□印はこの反射板13gを設けてない従来の
ロータリドア13の特性である。なお、反射板13g付
きのロータリドア13の寸法としては、円周壁13aの
外周面の曲率半径=100mmのロータリドア13にお
いて、円周壁13aの内面に突出高さh=30mmの反
射板13gを等間隔で3枚設けている。実験条件は図5
と同じである。
れるように、第2実施形態によれば、300〜600m
3 /hの広範な風量範囲において、0.2〜0.6dB
Aの騒音低減効果が得られ、特に、風量:550m3 /
hでは、0.6dBAの騒音低減を達成できることを確
認できた。 (他の実施形態)なお、第1、第2実施形態において
は、いずれもファン吸入口21の上流にエアフィルタ3
0を配置しているが、このエアフィルタ30を設けない
空調装置に対しても本発明は同様に適用できる。
3の円周壁13aにおいて、空気流れ案内部13dを形
成する部分は図4に示すように厚肉となるので、この厚
肉部分を中空形状として、ロータリドア13の軽量化を
図ってもよい。また、ロータリドア13の円周壁13a
に、空気流れ案内部13d、反射板13gを一体成形せ
ずに、別体で成形した空気流れ案内部13d、反射板1
3gをロータリドア13の円周壁13aに接着等により
固着してもよい。
13の空気流れ案内部13dの材質として、ウレタンフ
ォーム系等の多孔質吸音材を用い、騒音低減効果を高め
てもよい。同様に、第2実施形態において反射板13g
の材質としてウレタンフォーム系等の多孔質吸音材を用
いて、騒音低減の効果を向上させるようにしてもよい。
ア13のうち、反射板13gのない部分(円周壁13a
の内面、側板13bの内側面等)に、上記ウレタンフォ
ーム系等の多孔質吸音材を貼りつけて、騒音低減の効果
を向上させるようにしてもよい。また、第1、第2実施
形態において、空気流れ案内部13d、反射板13gを
ロータリドア13の軸方向に連続的に形成せずに、軸方
向の適宜の位置で複数に分割してもよい。
通風系断面図である。
断面図である。
る。
SPLおよび全圧ΔPと、風量との関係を示すグラフで
ある。
的寸法を示す要部断面図である。
る。
SPLおよび全圧ΔPと、風量との関係を示すグラフで
ある。
入口、13…内外気切替用ロータリドア、13a…円周
壁、13c…回転軸、13d…空気流れ案内部、13g
…反射板、20…送風用ケーシング、21…吸入口、2
2…送風用ファン、30…エアフィルタ。
Claims (6)
- 【請求項1】 送風用ファン(22)と、 この送風用ファン(22)を収納するとともに、この送
風用ファン(22)の上流側に吸入口(21)を有し、
この吸入口(21)から吸入された空気を下流側へ導く
流路を形成する送風用ケーシング(20)と、 前記吸入口(21)の上流側に隣接して配置され、前記
吸入口(21)と連通する内外気切替箱(10)と、 この内外気切替箱(10)に車室内空気を導入する内気
導入口(11)と、 前記内外気切替箱(10)に車室外空気を導入する外気
導入口(12)と、 前記内外気切替箱(10)内に回転軸(13c)を中心
として回動可能に配置され、かつ円弧状の円周壁(13
a)を有するロータリドア(13)とを備え、 このロータリドア(13)の円周壁(13a)により前
記内気導入口(11)および前記外気導入口(12)を
開閉し、 さらに、このロータリドア(13)の円周壁(13a)
の内面に、前記回転軸(13c)側へ突出して、前記吸
入口(21)に向かう空気流れを均一化するように案内
する空気流れ案内部(13d)を形成したことを特徴と
する車両用空調装置。 - 【請求項2】 前記空気流れ案内部(13d)は、前記
ロータリドア(13)の円周壁(13a)の内面に波形
状に凹凸成形された複数の突出部(13e、13f)か
ら構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車
両用空調装置。 - 【請求項3】 前記複数の突出部(13e、13f)の
うち、前記ロータリドア(13)の内気導入モードの位
置において、前記内気導入口(11)側に位置する突出
部(13e)の高さを高くし、前記内気導入口(11)
から遠い方の突出部(13f)の高さを低くしたことを
特徴とする請求項2に記載の車両用空調装置。 - 【請求項4】 送風用ファン(22)と、 この送風用ファン(22)を収納するとともに、この送
風用ファン(22)の上流側に吸入口(21)を有し、
この吸入口(21)から吸入された空気を下流側へ導く
流路を形成する送風用ケーシング(20)と、 前記吸入口(21)の上流側に隣接して配置され、前記
吸入口(21)と連通する内外気切替箱(10)と、 この内外気切替箱(10)に車室内空気を導入する内気
導入口(11)と、 前記内外気切替箱(10)に車室外空気を導入する外気
導入口(12)と、 前記内外気切替箱(10)内に回転軸(13c)を中心
として回動可能に配置され、かつ円弧状の円周壁(13
a)を有するロータリドア(13)とを備え、このロー
タリドア(13)の円周壁(13a)により前記内気導
入口(11)および前記外気導入口(12)を開閉する
ようにし、 さらに、このロータリドア(13)の円周壁(13a)
の内面から前記回転軸(13c)側へ向かって突出し
て、騒音を乱反射させる反射板(13g)を備えたこと
を特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項5】 前記反射板(13g)は、前記ロータリ
ドア(13)の円周壁(13a)の内面の円周方向に所
定間隔で配置された複数の平板部材から構成され、 この複数の平板部材は前記回転軸(13c)に向かう放
射線上に位置していることを特徴とする請求項4に記載
の車両用空調装置。 - 【請求項6】 前記内外気切替箱(10)内において、
前記ロータリドア(13)と前記吸入口(21)との間
の部位にエアフィルタ(30)を配設したことを特徴と
する請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用空
調装置。
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