JPWO2017221552A1 - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

車室（９１）内において車両の天井（９２）に設置される車両用空調ユニットは、前記車室内の空気を吸い込む空気吸込口（１４）、前記車室内に空気を吹き出す空気吹出口（１５）、および前記空気吸込口から前記空気吹出口へ空気を流通させる空気通路（１０）を有する空調ケース（１）を備える。また車両用空調ユニットは、前記空気通路中に配置されて、空気流を発生させる送風機（３）と、前記送風機よりも空気流れ下流側の前記空気通路中に配置されて、空気と熱交換する熱交換器（５）と、を備える。また車両用空調ユニットは、前記空気通路のうち前記空気吸込口から前記送風機の空気導入口（３４）に至る間に配置されて、前記送風機から前記空気吸込口へ伝播する音を減衰させる板状の遮音ガイド（１８）を備える。

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１６年６月２１日に出願された日本特許出願番号２０１６−１２２８３７号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

本開示は、空調ケース内に送風機を有する空調ユニットに関するものである。

従来、後席の空調を行う空調ユニットとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された空調ユニットは、車両の外板とクウォータートリムとの間の空間に収容されている。また、後席の空調を行う空調ユニットとして、車室内において車両の天井に設置されるものもある。

特開２０１５−４４４５１号公報

しかしながら、発明者の検討によれば、従来の後席用空調ユニットは、空調ケース内で発生した騒音が、車室内の空気を吸い込む空気吸込口から車室内に放出される。なお、その騒音は、空気吸込口から送風機に至る間の空気流による騒音、送風機内の空気流による騒音、さらには送風機の電動機の騒音等である。

そして、発明者の検討によれば、空調ユニットが車両の天井に設置される場合は、空気吸込口が乗員の頭部に近いため、空気吸込口から車室内に放出される音が特に問題になる。

本開示は、車両の天井に設置される空調ユニットの騒音を低減することを目的とする。

本開示の１つの観点によれば、車室内において車両の天井に設置される車両用空調ユニットは、車室内の空気を吸い込む空気吸込口、車室内に空気を吹き出す空気吹出口、および空気吸込口から空気吹出口へ空気を流通させる空気通路を有する空調ケースと、空気通路中に配置されて、空気流を発生させる送風機と、送風機よりも空気流れ下流側の空気通路中に配置されて、空気と熱交換する熱交換器と、空気通路のうち空気吸込口から送風機の空気導入口に至る間に配置されて、送風機から空気吸込口へ伝播する音を減衰させる板状の遮音ガイドとを備える。

一実施形態に係る車両用空調ユニットの構成を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は、内部構成を理解しやすくするために、上ケースを取り外した状態を示している。また、図中の、前後の矢印、左右の矢印、および上下の矢印は、それぞれ、車両搭載状態における方向を示す。

図１、図２、図３に示すように、車室内後部座席側を空調する後席用空調ユニットは、車室９１内において天井９２に固定して設置されている。より詳細には、後席用空調ユニットは、後部座席上方で、かつ、車両左右方向略中央部に配置されている。後席用空調ユニットは、車両用空調ユニットに対応する。

なお、車両用空調装置は、この後席用空調ユニットとともに、車室内前部座席側を空調する図示しない前席用空調ユニットを備える。前席用空調ユニットは、車室内最前部の計器盤の内側に配置されている周知のものであるため、その説明を省略する。

後席用空調ユニットは、空調ケース１、送風機３、および熱交換器５を、主要構成部品として備えている。空調ケース１の内部には、空気を流通させる空気通路１０が形成される。送風機３は、空気通路１０中に配置されて空気流を発生させる。熱交換器５は、送風機３よりも空気流れ下流側の空気通路１０中に配置されて空気と熱交換する。

なお、空気通路１０は、大別すると、３つの部位からなる。すなわち、空気通路１０は、空気吸込口１４から送風機３に至る上流部通路１０１、送風機３から熱交換器５に至る送風機下流部通路１０２、および熱交換器５から空気吹出口１５に至る熱交換器下流部通路１０３からなる。

送風機下流部通路１０２は、熱交換器下流部通路１０３の下方に位置している。より詳細には、送風機下流部通路１０２と熱交換器下流部通路１０３は、上下方向（すなわち、天地方向）に重なって配置されている。これにより、後席用空調ユニットを上下方向に沿って見たときの投影面積を小さくしている。

空調ケース１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。

空調ケース１における車両前方側で且つ空気通路１０の最上流部には、車室９１内の空気を吸い込んで空気通路１０に流入させる空気吸込口１４が形成されている。この空気吸込口１４は、空調ケース１における車両左右方向のほぼ全幅にわたって形成されている。また、空気吸込口１４の開口部は、矩形であり、車両前方側の斜め下方に向かって開口している。

空調ケース１における車両後方側で且つ空気通路１０の最下流部には、空気通路１０を通過した空気を車室９１内に吹き出させる空気吹出口１５が形成されている。空気吹出口１５は、車両左右方向に沿って複数個並べて配置されている。これらの各空気吹出口１５には、空気の吹き出し方向を調整する吹き出しグリル１６が配置されている。

送風機３は、電動機３１、羽根車３２、およびスクロールケース３３を備える遠心式多翼送風機である。この送風機３は、空気通路１０中に配置されて、空気流を発生させる。より詳細な送風機３の配置位置は、空調ケース１における車両前後方向の略中央部であり、空調ケース１における車両左右方向の左側端部であり、空調ケース１における上下方向の下方部である。

スクロールケース３３は、空調ケース１に一体に形成されている。そして、このスクロールケース３３内に、羽根車３２が回転自在に収容されている。スクロールケース３３の上部壁面には、上流部通路１０１を介して空気を導入する空気導入口３４が形成されている。

羽根車３２は、多数のブレードを有するシロッコファンであり、電動機３１にて回転駆動されることにより、空気導入口３４から羽根車３２の回転軸方向に空気を吸い込み、その空気を羽根車３２の径方向外側に向かって吹き出す。吹き出した空気は、送風機下流部通路１０２内を車両左側から右側に向かって水平に流れて、熱交換器５の下面側に送られる。なお、送風機３の中心軸、換言すると、羽根車３２の回転軸および電動機３１の回転軸は、上下方向に延びている。

熱交換器５は、周知の不図示の蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する機器の１つであり、冷凍サイクル内の低圧冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることで、空気を冷却する。

熱交換器５は、空気通路１０中において送風機３よりも空気流れ下流側に配置されている。より詳細には、この熱交換器５は、空調ケース１における車両左右方向の略中央部に配置されている。

熱交換器５は、空気流入面および空気流出面が略水平に近い状態で搭載されており、図３に破線矢印Ｃで示すように、送風機下流部通路１０２を介して送風機３から供給される空気は、熱交換器５内を下方から上方に向かって流れるようになっている。そして、熱交換器５を通過した空気は、空調ケース１における熱交換器５の上方に位置する部位の内壁面に衝突した後、図１に破線矢印Ｄ、Ｅで示すように、熱交換器下流部通路１０３内で左右に分かれて空気吹出口１５に送られる。

上流部通路１０１には、板状の分離壁１７、板状の第１遮音ガイド１８、および板状の第２遮音ガイド１９が配置されている。

分離壁１７は、空調ケース１における車両左右方向の略中央部に配置され、車両左右方向および上下方向に延びている。これにより、空気吸込口１４から吸い込まれた空気は、図１に破線矢印Ａ、Ｂで示すように、２つの経路にて空気導入口３４に導かれる。分離壁１７は、空調ケース１に一体に形成されている。

第１遮音ガイド１８は、車両左右方向および前後方向（すなわち水平方向）に延びている。第１遮音ガイド１８の配置位置は、空気導入口３４よりも車両前方側であり、空調ケース１における車両左右方向の左側端部であり、空調ケース１における空気導入口３４に対向する部位の壁面である対向部壁面２０と送風機３との間である。そして、第１遮音ガイド１８と対向部壁面２０との間には、空気を流通させるための隙間が形成されている。

第２遮音ガイド１９は、車両左右方向および前後方向（すなわち水平方向）に延びている。第２遮音ガイド１９は、第１遮音ガイド１８と送風機３との間に配置されている。より詳細には、第２遮音ガイド１９と第１遮音ガイド１８との間には、空気を流通させるための隙間が形成される。第２遮音ガイド１９の下面側はスクロールケース３３に密着している。

送風機３の中心軸方向に沿って見たときに、第１遮音ガイド１８における車両前方側部位と第２遮音ガイド１９における車両後方側部位とが、重なっている。

なお、第１遮音ガイド１８および第２遮音ガイド１９は、例えばビスにて空調ケース１に接合されている。

第１遮音ガイド１８の上面、換言すると、第１遮音ガイド１８における対向部壁面２０側の面には、吸音材からなるパッキン２１が装着されている。

図３に示すように、空調ケース１は、上ケース１１、中ケース１２、および下ケース１３を接合して構成されている。そして、上ケース１１と中ケース１２とによって、空気の断熱層となる断熱空間２２が形成されている。この断熱空間２２の空気により、熱交換器下流部通路１０３と外部との間が断熱され、これにより、冷風が通る熱交換器下流部通路１０３での結露が防止される。

次に、本実施形態の後席用空調ユニットの作動について説明する。

送風機３の作動により、空気吸込口１４から吸い込まれた空気が上流部通路１０１を介して送風機３に導入される。その空気は送風機下流部通路１０２を介して熱交換器５に送られる。熱交換器５に送られた空気は、熱交換器５を通過する際に冷媒と熱交換して冷却される。冷却された空気は空気通路１０内を流れて吹き出しグリル１６から車室９１に吹き出される。

ここで、送風機３の作動に伴って、空気吸込口１４から空気導入口３４に至る間の空気流による騒音が発生するとともに、送風機３内の空気流による騒音や送風機３の電動機３１の騒音が発生する。

送風機３内で発生した騒音は、空気導入口３４から上流部通路１０１に放出され、さらに上流部通路１０１を通って空気吸込口１４から車室９１に放出される。

このとき、空気導入口３４から放出されて空気吸込口１４に伝播する音は、対向部壁面２０、第１遮音ガイド１８、および第２遮音ガイド１９に衝突して反射される際に減衰される。このとき、第１遮音ガイド１８の対向部壁面２０側の面は、対向部壁面２０にて反射された音を対向部壁面２０に向かって反射させる。そして、第２遮音ガイド１９の第１遮音ガイド１８側の面は、第１遮音ガイド１８にて反射された音を第１遮音ガイド１８に向かって反射させる。それととともに、空気導入口３４から放出された音は、対向部壁面２０、第１遮音ガイド１８、および第２遮音ガイド１９を透過する際に減衰される。また、空気導入口３４から放出された音は、パッキン２１によっても減衰される。

一方、空気吸込口１４から空気導入口３４に至る間の空気流によって発生し空気吸込口１４に伝播する騒音も、対向部壁面２０、第１遮音ガイド１８、および第２遮音ガイド１９に衝突して反射される際に減衰される。このとき、第１遮音ガイド１８の対向部壁面２０側の面は、対向部壁面２０にて反射された音を対向部壁面２０に向かって反射させる。そして、第２遮音ガイド１９の第１遮音ガイド１８側の面は、第１遮音ガイド１８にて反射された音を第１遮音ガイド１８に向かって反射させる。それとともに、空気吸込口１４から空気導入口３４に至る間の空気流による騒音は、対向部壁面２０、第１遮音ガイド１８、および第２遮音ガイド１９を透過する際に減衰される。また、空気吸込口１４から空気導入口３４に至る間の空気流による騒音は、パッキン２１によっても減衰される。

また、上流部通路１０１内において第１遮音ガイド１８および第２遮音ガイド１９が配置された領域では、空気は略水平方向に流れる。そして、第１遮音ガイド１８および第２遮音ガイド１９は、いずれも水平方向に延びているため、第１遮音ガイド１８および第２遮音ガイド１９を設けたことによる圧損増加を少なくすることができる。

本実施形態によると、空調ケース１内で発生した騒音が減衰された後に車室９１内に放出されるため、後席用空調ユニットの騒音を低減することができる。

また、送風機下流部通路１０２と熱交換器下流部通路１０３は、上下方向に重なって配置されているため、後席用空調ユニットを上下方向に沿って見たときの投影面積を小さくすることができる。

また、上ケース１１と中ケース１２とによって形成された断熱空間２２の空気により、冷風が通る熱交換器下流部通路１０３での結露が防止される。

（他の実施形態）
上記実施形態では、第１遮音ガイド１８および第２遮音ガイド１９が設けられている。しかし、第１遮音ガイド１８のみでも、すなわち、第２遮音ガイド１９を廃止しても、後席用空調ユニットの騒音を低減することができる。

上記実施形態では、第１遮音ガイド１８の上面にパッキン２１が装着される。しかし、パッキン２１を廃止しても、後席用空調ユニットの騒音を低減することができる。

なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記実施形態の一部で示された第１の観点によれば、車両の天井に設置される車両用空調ユニットは、空気通路のうち空気吸込口から送風機の空気導入口に至る間に配置されて、送風機から空気吸込口へ伝播する音を減衰させる板状の遮音ガイドを備える。

また、第２の観点によれば、遮音ガイドは、空調ケースにおける空気導入口に対向する部位の壁面である対向部壁面と送風機との間に配置されて、対向部壁面にて反射された音を対向部壁面に向かって反射させる。

これによると、音は、対向部壁面や遮音ガイドに衝突して反射される際に減衰されるとともに、対向部壁面や遮音ガイドを透過する際に減衰される。

また、第３の観点によれば、第１遮音ガイドと送風機との間に配置されて、第１遮音ガイドにて反射された音を第１遮音ガイドに向かって反射させる第２遮音ガイドを備える。

これによると、音は、第１遮音ガイドや第２遮音ガイドに衝突して反射される際に減衰されるとともに、第１遮音ガイドや第２遮音ガイドを透過する際に減衰される。

また、第４の観点によれば、遮音ガイドにおける音を反射させる面に、吸音材からなるパッキンが装着されている。

これによると、音は、パッキンによって効率よく減衰されるため、空調ユニットの騒音をさらに低減することができる。

Claims (4)

1. 車室（９１）内において車両の天井（９２）に設置される車両用空調ユニットであって、
   前記車室内の空気を吸い込む空気吸込口（１４）、前記車室内に空気を吹き出す空気吹出口（１５）、および前記空気吸込口から前記空気吹出口へ空気を流通させる空気通路（１０）を有する空調ケース（１）と、
   前記空気通路中に配置されて、空気流を発生させる送風機（３）と、
   前記送風機よりも空気流れ下流側の前記空気通路中に配置されて、空気と熱交換する熱交換器（５）と、
   前記空気通路のうち前記空気吸込口から前記送風機の空気導入口（３４）に至る間に配置されて、前記送風機から前記空気吸込口へ伝播する音を減衰させる板状の遮音ガイド（１８）とを備える車両用空調ユニット。
2. 前記遮音ガイドは、前記空調ケースにおける前記空気導入口に対向する部位の壁面である対向部壁面（２０）と前記送風機との間に配置されて、前記対向部壁面にて反射された音を前記対向部壁面に向かって反射させる請求項１に記載の車両用空調ユニット。
3. 前記遮音ガイドは第１遮音ガイドであり、
   前記第１遮音ガイドと前記送風機との間に配置されて、前記第１遮音ガイドにて反射された音を前記第１遮音ガイドに向かって反射させる第２遮音ガイド（１９）を備える請求項２に記載の車両用空調ユニット。
4. 前記遮音ガイドにおける音を反射させる面に、吸音材からなるパッキン（２１）が装着されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調ユニット。

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