WO2016166957A1 - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

車両用空調ユニットは、空調ケース（１２）とケース内部材（２４）を備える。空調ケースは、車室内に向けて空気を流すケース通路（１２１）を形成し、該ケース通路の途中に設けられると共に窪み（１２８ａ）が形成された窪み部（１２８）を有する。ケース内部材は、ケース通路を流れる空気を案内する案内部（２４１）、および窪みに配置される蓋部（２４２）を有し、ケース通路に配置されている。蓋部は、ケース通路を流れる空気の窪みへの流入を抑える。

Description

車両用空調ユニット 関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１５年４月１５日に出願された日本特許出願２０１５－０８３５７５号を基にしている。

　本開示は、車室内へ空調風を吹き出す車両用空調ユニットに関するものである。

　この種の車両用空調ユニットとして、例えば特許文献１に記載された車両用空調装置に含まれる空調ユニットが知られている。この特許文献１に記載された空調ユニットは、２つの開口部と、その２つの開口部のうちの一方の開口部を開閉する回動式のドアとを備えている。また、その２つの開口部のうちの他方の開口部は、そのドアに開閉されない常時開の開口部となっている。

　また、ドアの回転軸は、上記２つの開口部の間に配置されている。それと共に、そのドアがどこに位置しても上記他方の開口部を塞がぬよう、そのドアのうち回転軸の近傍には、上記他方の開口部に対応した切欠きが設けられている。

　そして、ドアによって開閉される上記一方の開口部を閉じた状態で、切欠きによって生じる窪み部に空調風が回り込まぬよう、その切欠きに対応した風向板が空調ケースから突出し窪み部に蓋をしている。この風向板は、空調ケースに一体成形して設けたものである。

　特許文献１によれば、上記他方の開口部へ風がスムーズに流入することから風流れの乱れが無くなり、低周波のこもり音（騒音）の発生を抑制することができる。

特開２００３－３２６９５０号公報

　しかしながら、本開示の発明者による検討によれば、特許文献１の空調ユニットでは、風向板は空調ケースに一体成形されている。すなわち、空気流を乱す窪みは空調ケースの一部分によって蓋をされ、それにより、空気流の乱れが低減されている。

　これに対し、例えば、空調ケースの必然的な形状を実現するために、空気流を乱す窪みが空調ケースの一部によって形成されることがある。このような場合、空気流を乱す窪みを空調ケースの一部分で後述の図９のように蓋をすることは、空調ケースを成形する金型の制約などを理由として不可能であるという場合があった。すなわち、空調ケースの一部分で窪みに蓋をするという特許文献１に記載の騒音対策を行うことができない場合があった。

　また、空調ケース内を流れる空気を案内する部材を空調ケース内に設けることが、例えば空調性能の確保のために必要とされる場合があった。

　本開示は上記点に鑑みて、空調ケース内を流れる空気を案内する部材を利用して、空調ケース内に形成された窪みによる空気流の乱れに起因した騒音を低減することができる車両用空調ユニットを提供することを目的とする。

　本開示の車両用空調ユニットは、空調ケースとケース内部材を備える。空調ケースは、車室内に向けて空気を流すケース通路を形成し、そのケース通路の途中に設けられるとともに窪みが形成された窪み部を有する。ケース内部材は、ケース通路を流れる空気を案内する案内部、および窪みに配置される蓋部を有し、ケース通路に配置されている。蓋部は、ケース通路を流れる空気の窪みへの流入を抑える。

　本開示によれば、ケース通路に配置されたケース内部材は、ケース通路を流れる空気を案内する案内部と窪みに配置される蓋部とを有する。蓋部はケース通路を流れる空気の窪みへの流入を抑えるため、ケース通路の空気流がその窪みによって乱れることを抑制することができる。従って、ケース内部材を利用して、上記窪みによる空気流の乱れに起因した騒音を低減することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第１実施形態に係る車両用空調ユニットの概略構成を示す断面図である。 図１におけるII部の拡大図である。 図２のグリッド部材を示した斜視図である。 図２のIV部分を拡大した拡大図である。 第１比較例の空気流のシミュレーション結果を示す図である。 第１実施形態の空気流のシミュレーション結果を示す図である。 第１比較例の送風騒音の音源強度のシミュレーション結果を示す分布図である。 第１実施形態の送風騒音の音源強度のシミュレーション結果を示す分布図である。 第２比較例に係る、図２のIV部分を拡大した拡大図に対応する図である。 第３比較例に係る、図２のIV部分を拡大した拡大図に対応する図である。

　以下、本開示の一実施形態について図に基づいて説明する。なお、後述する他の実施形態を含む以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

　（第１実施形態）
　図１は、本実施形態において、車両用空調ユニット１０の概略構成を示す断面図である。この図１は、車両用空調ユニット１０を車両の幅方向ＤＲ３（図３参照）に直交する断面における断面図である。図１において上下前後の各矢印ＤＲ１、ＤＲ２は、車両用空調ユニット１０が搭載される車両の向きを示す。すなわち、車両の進行方向を前方として、図１の矢印ＤＲ１は車両の上下方向ＤＲ１を示し、矢印ＤＲ２は車両の前後方向ＤＲ２を示し、後述する図３の矢印ＤＲ３は幅方向ＤＲ３（車両の左右方向）を示している。上下方向ＤＲ１、前後方向ＤＲ２、および、幅方向ＤＲ３は互いに直交する。

　図１に示す車両用空調ユニット１０は、車両のうち車室外に配設されたコンプレッサおよびコンデンサ等を含む車両用空調装置の一部を構成する。車両用空調ユニット１０は、車室内の内装パネルの内側に配置されている。また、車両用空調ユニット１０は、運転席および助手席から成る前席に対して後方に配置された後席に着座する後席乗員に対して空調を行う後席用空調ユニットである。

　図１に示すように、車両用空調ユニット１０は、空調ケース１２、蒸発器１６、ヒータコア１８、エアミックスドア２０、吹出口ドア２２、グリッド部材２４、および送風機部２６を備えている。

　送風機部２６は、空調ケース１２の空気流れ方向の上流側に接続されており、その空調ケース１２内へ空気を吹き出す遠心送風機である。送風機部２６は、送風機ケース２６１、遠心ファン２６２，およびファンモータ２６３を備えている。送風機ケース２６１は、空調ケース１２に連結されている。遠心ファン２６２は、送風機ケース２６１内に収容され、回転することにより空気を吸い込むと共に吹き出す。ファンモータ２６３は、遠心ファン２６２を回転させる。送風機部２６は、遠心ファン２６２の回転により、矢印ＦＬｉｎのように、空調ケース１２内に収容された蒸発器１６へ向けて送風する。

　空調ケース１２は樹脂製の部材であり、送風機ケース２６１と共に、車両用空調ユニット１０の外殻を構成する。空調ケース１２は、その空調ケース１２の内側に、車室内に向けて空気を流す空気通路としてのケース通路１２１を形成している。更に、そのケース通路１２１は、空調ケース１２内に設けられた構造物によって細分化されている。すなわち、ケース通路１２１は、上流側空気通路１２２と、第１空気通路としての温風通路１２３と、第２空気通路としての冷風通路１２４と、エアミックス空間１２５とを有している。

　上流側空気通路１２２は、その上流側空気通路１２２の空気流れ方向の上流側で送風機部２６の吹出口に接続され、上流側空気通路１２２の空気流れ方向の下流側で温風通路１２３と冷風通路１２４とに接続されている。すなわち、温風通路１２３および冷風通路１２４は上流側空気通路１２２の空気流れ方向の下流側に互いに並列的に接続されている。そのため、冷風通路１２４は、上流側空気通路１２２からの空気を温風通路１２３を迂回させて流す迂回空気通路になっている。なお、本実施形態では、冷風通路１２４は、温風通路１２３よりも上側に配置されている。

　エアミックス空間１２５は、温風通路１２３の空気流れ方向の下流側と冷風通路１２４の空気流れ方向の下流側とに接続された空間である。従って、温風通路１２３を通った空気と冷風通路１２４を通った空気とがエアミックス空間１２５にて互いに混合する。

　蒸発器１６は、不図示のコンプレッサ、コンデンサ、および膨張弁とともに、冷媒を循環させる周知の冷凍サイクル装置を構成している。蒸発器１６は、蒸発器１６を通過する空気を冷媒の蒸発により冷却する。

　具体的に、蒸発器１６は上流側空気通路１２２に配置されている。すなわち、蒸発器１６は、上流側空気通路１２２を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器、言い換えれば冷却器である。従って、蒸発器１６は、矢印ＦＬｉｎのように送風機部２６から上流側空気通路１２２へ流入した空気を冷却し、その冷却した空気を温風通路１２３および冷風通路１２４の一方または両方へ流す。例えば、蒸発器１６は、上流側空気通路１２２を流れる空気の全部が蒸発器１６を通り抜けるように上流側空気通路１２２に配置されている。

　蒸発器１６の構造は、車両用空調装置に一般的に用いられる周知の蒸発器である。具体的には、蒸発器１６は、コア部１６１と、そのコア部１６１の両端にそれぞれ接続された第１ヘッダタンク部１６２および第２ヘッダタンク部１６３と、を有している。蒸発器１６は、第１ヘッダタンク部１６２が第２ヘッダタンク部１６３よりも上側に位置するように上流側空気通路１２２内に設けられている。すなわち、第１ヘッダタンク部１６２が蒸発器１６の上端部となっており、第２ヘッダタンク部１６３が蒸発器１６の下端部となっている。

　蒸発器１６のコア部１６１は、複数の冷媒チューブと複数のコルゲートフィンを有している。複数の冷媒チューブは、ヘッダタンク部１６２、１６３にそれぞれ連通し、扁平断面形状を有している。複数のコルゲートフィンは、複数の冷媒チューブ同士の間に設けられて、波状を有している。そして、そのコア部１６１は、幅方向ＤＲ３（図３参照）に冷媒チューブとコルゲートフィンとが交互に積層された構造になっている。

　蒸発器１６では、冷媒チューブ内を流れる低温の冷媒とコア部１６１を通り抜ける空気とが熱交換され、それによってその空気が冷却される。本実施形態では、蒸発器１６の冷媒チューブは上下方向ＤＲ１に対し傾いて配置されている。

　ヒータコア１８は温風通路１２３に配置されている。すなわち、ヒータコア１８は、蒸発器１６から流出し温風通路１２３を流れる空気を、温水であるエンジン冷却水により加熱する加熱用熱交換器、言い換えれば加熱器である。例えば、ヒータコア１８は、温風通路１２３を流れる空気の全部がヒータコア１８を通り抜けるように温風通路１２３に配置されている。

　ヒータコア１８の構造は、車両用空調装置に一般的に用いられる周知の加熱用熱交換器である。具体的には、ヒータコア１８は、コア部１８１と、そのコア部１８１の両端にそれぞれ接続された第１ヘッダタンク部１８２および第２ヘッダタンク部１８３と、を有している。ヒータコア１８は、第１ヘッダタンク部１８２が第２ヘッダタンク部１８３よりも上側に位置するように温風通路１２３内に設けられている。すなわち、第１ヘッダタンク部１８２がヒータコア１８の上端部となっており、第２ヘッダタンク部１８３がヒータコア１８の下端部となっている。

　ヒータコア１８のコア部１８１は、複数の温水チューブと複数のコルゲートフィンを有している。複数の温水チューブは、ヘッダタンク部１８２、１８３にそれぞれ連通しており、扁平断面形状を有している。複数のコルゲートフィンは、温水チューブ同士の間に設けられており、波状を有している。そして、そのコア部１８１は、幅方向ＤＲ３（図３参照）に温水チューブとコルゲートフィンとが交互に積層された構造になっている。このような構造により、コア部１８１に流入した空気は加熱されつつコア部１８１を通過する。本実施形態では、ヒータコア１８の温水チューブは上下方向ＤＲ１に対し傾いて配置されている。

　また、空調ケース１２は、ヒータコア１８の第１ヘッダタンク部１８２を支持するタンク支持壁１２６を空調ケース１２内に有している。そのタンク支持壁１２６は、第１ヘッダタンク部１８２を囲むようにその第１ヘッダタンク部１８２まわりに配置されている。

　詳細には、図２に示すように、タンク支持壁１２６は、幅方向ＤＲ３に直交する断面において、温風通路１２３に向かって開いたＵ字形状を有している。すなわち、タンク支持壁１２６は、温風通路１２３に向かって開いた凹空間１２６ａを形成している。第１ヘッダタンク部１８２は、その凹空間１２６ａに嵌め入れられることでタンク支持壁１２６に支持され、空調ケース１２に対して位置決めされている。

　また、ヒータコア１８の第２ヘッダタンク部１８３も、上記の第１ヘッダタンク部１８２と同様にして、空調ケース１２に対して位置決めされている。このように、第１ヘッダタンク部１８２および第２ヘッダタンク部１８３がそれぞれ空調ケース１２に対して位置決めされることで、ヒータコア１８は空調ケース１２に対して固定されている。

　エアミックスドア２０は、空調ケース１２内に配置された回動式のドアである。具体的には、エアミックスドア２０は、温風通路１２３および冷風通路１２４を開閉する通路ドアであり、不図示の電動アクチュエータによって回動させられる。エアミックスドア２０は、幅方向ＤＲ３を軸方向とした回動軸２０１と、その回動軸２０１に連結された平板状の板状ドア部２０２とを有している。そして、エアミックスドア２０は、矢印ＡＲ１のように回動軸２０１を中心に回動することで、板状ドア部２０２により温風通路１２３と冷風通路１２４とをそれぞれの空気流れ方向の上流側にて開閉する。

　また、空調ケース１２は、エアミックスドア２０の回動軸２０１を受ける凹空間１２７ａを形成する回動軸囲壁１２７（回動軸周囲壁）を空調ケース１２内に有している。この回動軸囲壁１２７は、タンク支持壁１２６から延設された壁である。すなわち、タンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７は一体に形成されている。そして、そのタンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７により構成される壁は、温風通路１２３と冷風通路１２４とを隔てる隔壁にもなっている。

　また、回動軸囲壁１２７は、エアミックスドア２０の回動軸２０１に直交する断面において、その回動軸２０１を囲む円弧形状を成している。その回動軸囲壁１２７のうち回動軸２０１の周方向における一端１２７ｂは、エアミックスドア２０が後述の最大暖房位置にあるときにエアミックスドア２０と当接し、それにより回動軸囲壁１２７とエアミックスドア２０との間をシールする一方のシール面を形成している。また、回動軸囲壁１２７のうち回動軸２０１の周方向における他端１２７ｃは、エアミックスドア２０が後述の最大冷房位置にあるときにエアミックスドア２０と当接し、それにより回動軸囲壁１２７とエアミックスドア２０との間をシールする他方のシール面を形成している。

　矢印ＡＲ１のように回動するエアミックスドア２０は、その回動位置に応じて、温風通路１２３を流れる空気と冷風通路１２４を流れる空気との風量割合を調節する。具体的に、エアミックスドア２０は、温風通路１２３を全閉にすると共に冷風通路１２４を全開にする最大冷房位置から、温風通路１２３を全開にすると共に冷風通路１２４を全閉にする最大暖房位置までの間で連続的に回動させられる。図２では、最大冷房位置にあるエアミックスドア２０が表示されている。

　そのエアミックスドア２０の最大冷房位置はマックスクール位置とも呼ばれる。エアミックスドア２０が最大冷房位置に位置している際には、蒸発器１６を通過した空気の全量が冷風通路１２４へ流れる。すなわち、車両用空調ユニット１０が最も強力に冷房する最大冷房時には、エアミックスドア２０は最大冷房位置に位置決めされる。

　その一方で、エアミックスドア２０の最大暖房位置はマックスホット位置とも呼ばれる。エアミックスドア２０が最大暖房位置に位置している際には、蒸発器１６を通過した空気の全量が温風通路１２３へ流れる。すなわち、車両用空調ユニット１０が最も強力に暖房する最大暖房時には、エアミックスドア２０は最大暖房位置に位置決めされる。

　エアミックスドア２０は最大冷房位置と最大暖房位置との間の中間位置に位置決めされると、蒸発器１６を通過した空気は、エアミックスドア２０の回動位置に応じた風量割合で、温風通路１２３と冷風通路１２４とへそれぞれ流れる。そして、温風通路１２３を通りヒータコア１８で加熱された温風と冷風通路１２４を通った冷風とが、空調ケース１２内に形成されて温風通路１２３と冷風通路１２４とが合流するエアミックス空間１２５にて混ざり合い、車室内へ吹き出される。従って、矢印ＦＬｉｎ（図１参照）のように空調ケース１２内に流入した空気は、エアミックスドア２０の回動位置に応じて温度調節されて車室内へ吹き出される。

　図２に示すように、空調ケース１２は、ケース通路１２１の途中に設けられ窪み１２８ａが形成された窪み部１２８を有している。その窪み１２８ａは、タンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７により画定されている。従って、窪み部１２８は、タンク支持壁１２６の一部分および回動軸囲壁１２７の一部分と重複している。言い換えれば、窪み部１２８は、タンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７と一体に構成されている。

　具体的に、窪み１２８ａは、ケース通路１２１のうちの冷風通路１２４に対して開いており、矢印ＦＣ１で示す冷風通路１２４内の空気流れ方向に交差する方向（窪み長手方向）へ溝状に延びている。その窪み長手方向はエアミックスドア２０の回動軸２０１の軸方向に沿った向きになっている。例えば、窪み１２８ａの形状は、窪み長手方向に直交する断面において、冷風通路１２４に対して開いたＶ字状になっている。

　また、窪み１２８ａは、タンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７によって、タンク支持壁１２６の第１ヘッダタンク部１８２側とは反対側に形成されている。詳細に説明すると、エアミックスドア２０の回動軸２０１の軸方向に直交する断面すなわち図２に示す断面において、その窪み１２８ａは、タンク支持壁１２６を挟んだ第１ヘッダタンク部１８２側とは反対側で、且つ、回動軸囲壁１２７を挟んだ回動軸２０１側とは反対側に形成されている。

　図１に示すように、空調ケース１２には、温度調節された空調風を吹き出す複数の空気吹出口１３１、１３２が形成されている。その複数の空気吹出口１３１、１３２は何れもエアミックス空間１２５に接続されており、エアミックス空間１２５を経た空調風は、その複数の空気吹出口１３１、１３２の一方または両方を介して車室内へ吹き出される。

　具体的に、その複数の空気吹出口１３１、１３２は、車室内の後席乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口１３１、および、後席乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口１３２である。

　吹出口ドア２２は上述のエアミックスドア２０と同様の回動式のドアであり、不図示の電動アクチュエータによって回動させられる。吹出口ドア２２はフェイス吹出口１３１およびフット吹出口１３２に対する空気流れ方向上流側に配置されている。例えば吹出口ドア２２はエアミックス空間１２５内で回動するように配置されている。

　吹出口ドア２２は、幅方向ＤＲ３を軸方向とした回動軸２２１と、その回動軸２２１に連結された平板状の板状ドア部２２２とを有している。そして、吹出口ドア２２は、矢印ＡＲ２のように回動軸２２１を中心に回動することで、板状ドア部２２２によりフェイス吹出口１３１とフット吹出口１３２とをそれぞれ開閉する。

　吹出口ドア２２の回動位置は、車両用空調ユニット１０において択一的に実現される複数の吹出モード毎に定められている。例えば車両用空調ユニット１０の吹出モードが、専らフェイス吹出口１３１から空調風を吹き出させるフェイスモードである場合には、吹出口ドア２２は、フェイス吹出口１３１を最大に開放し且つフット吹出口１３２を閉塞するフェイスモード位置に位置決めされる。図１では、そのフェイスモード位置にある吹出口ドア２２が表示されている。

　また、車両用空調ユニット１０の吹出モードが、専らフット吹出口１３２から空調風を吹き出させるフットモードである場合には、吹出口ドア２２は、フェイス吹出口１３１を閉塞し且つフット吹出口１３２を最大に開放するフットモード位置に位置決めされる。また、車両用空調ユニット１０の吹出モードが、フェイス吹出口１３１とフット吹出口１３２との双方から空調風を吹き出させるバイレベルモードである場合には、吹出口ドア２２は、フェイスモード位置とフットモード位置との間の中間位置であるバイレベルモード位置に位置決めされる。

　上述したように温風通路１２３からの温風と冷風通路１２４からの冷風とがエアミックス空間１２５にて互いに混じり合う。しかしながら、その温風および冷風は均一に混ざるわけではなく、エアミックス空間１２５では温度むらを生じる。具体的には、冷風通路１２４が温風通路１２３に対して上側に配置されているので、エアミックス空間１２５内の空気の温度分布は上側ほど低温になる。そして、フェイス吹出口１３１はフット吹出口１３２に対して上側に配置されているので、バイレベルモード時には、フェイス吹出口１３１から吹き出される吹出空気はフット吹出口１３２から吹き出される吹出空気よりも低温になり、両方の吹出空気の間に温度差が生じる。例えば、この吹出空気の温度差が大きくなり過ぎると後席乗員の快適性を損なうおそれがある。また、フェイスモード時およびフットモード時において吹出空気の温度むらは低減されるのが好ましい。

　そこで、本実施形態の車両用空調ユニット１０には、図２に示すように、グリッド部材２４が、温風通路１２３からの温風と冷風通路１２４からの冷風との混合性を高めるため、要するに吹出空気に対する温度コントロール性能を確保するために設けられている。そのグリッド部材２４は、ケース通路１２１のうち冷風通路１２４とエアミックス空間１２５とに跨って配置されている。言い換えれば、グリッド部材２４は、空調ケース１２内に配置されたケース内部材（ケース内配置部材）である。図３は、グリッド部材２４を単体で示した斜視図である。

　図２および図３に示すように、グリッド部材２４は、ケース通路１２１を流れる空気を案内する案内部２４１と、窪み１２８ａに配置される蓋部２４２とを有している。その蓋部２４２は、案内部２４１と一体に形成されている。例えば、グリッド部材２４は樹脂製であり、案内部２４１および蓋部２４２は一体成形されている。

　具体的に、グリッド部材２４の案内部２４１は、温風通路１２３からの温風を案内するために温風トンネル通路２４３ａを形成するトンネル形成部２４３を含んでいる。そのトンネル形成部２４３は、矢印ＦＣ１で示す冷風通路１２４内の空気流れ方向に沿った断面扁平形状を有し、冷風通路１２４およびエアミックス空間１２５の中で幅方向ＤＲ３における中間位置に配置されている。また、温風トンネル通路２４３ａの空気流れ方向の上流端は温風通路１２３の空気流れ方向の下流端に向いて開口している。温風トンネル通路２４３ａの空気流れ方向の下流端はエアミックス空間１２５のうちの上側寄りの位置で開口している。なお、図２では、温風トンネル通路２４３ａ内を通る断面におけるグリッド部材２４の形状が図示されている。

　このようなトンネル形成部２４３の配置により、温風通路１２３からの温風のうちの一部は、矢印ＦＨ１のように温風トンネル通路２４３ａを通り抜け、エアミックス空間１２５の中で上側寄りに導かれる。そして、冷風通路１２４からの冷風は、幅方向ＤＲ３におけるトンネル形成部２４３の両側を矢印ＦＣ１、ＦＣ２のように通り抜ける。それと共に、温風通路１２３からの温風のうち温風トンネル通路２４３ａから外れた温風は、矢印ＦＨ２のように、幅方向ＤＲ３におけるトンネル形成部２４３の両側を流れる。

　このようにして温風通路１２３からの温風のうちの一部がエアミックス空間１２５の中で上側寄りに導かれるので、空気の温度分布が上側ほど低温になるという傾向はエアミックス空間１２５内において維持されつつ、エアミックス空間１２５内における空気の温度差は縮小される。

　グリッド部材２４の蓋部２４２は、窪み１２８ａに対する冷風通路１２４側からその窪み１２８ａを塞ぐように配置されている。窪み１２８ａは、密閉するように塞がれなくてもよく、窪み１２８ａと蓋部２４２との間に隙間が空いていてもよい。

　蓋部２４２は、このように窪み１２８ａを塞ぐように配置されることで、冷風通路１２４を流れる空気の窪み１２８ａへの流入を抑える。

　また、窪み１２８ａは、上述したように窪み長手方向へ溝状に延びて形成されているので、これに合わせて、蓋部２４２も、その窪み長手方向へ延びて形成されている。そして、蓋部２４２は、窪み長手方向での蓋部２４２の先端２４２ａそれぞれに、窪み長手方向へ突き出たボス２４４を有している。この蓋部２４２のボス２４４は２つ設けられ、互いに反対側を向いて一対を成している。

　また、グリッド部材２４の案内部２４１も、蓋部２４２のボス２４４と同様にボス２４５を有している。そして、その案内部２４１のボス２４５も２つ設けられ、互いに反対側を向いて一対を成している。

　また、蓋部２４２の一対のボス２４４は、グリッド部材２４全体の中ではケース通路１２１内の空気流れ方向において上流側へ寄った位置に配置されている。その一方で、案内部２４１の一対のボス２４５は、グリッド部材２４全体の中ではケース通路１２１内の空気流れ方向において下流側へ寄った位置に配置されている。

　そして、それらのボス２４４、２４５の各々に対応した不図示の嵌合穴が空調ケース１２の内側に形成されている。グリッド部材２４のボス２４４、２４５はそれぞれ、空調ケース１２に対して嵌合する嵌合部であり、詳細には、その空調ケース１２の嵌合穴に嵌め入れられている。これにより、グリッド部材２４は空調ケース１２内に固定されている。すなわち、グリッド部材２４の二対のボス２４４、２４５はそれぞれ、空調ケース１２に対してグリッド部材２４の位置を拘束する位置決め部として機能している。

　上述したように、本実施形態によれば、図２に示すように、空調ケース１２内に配置されたグリッド部材２４は、ケース通路１２１を流れる空気を案内する案内部２４１と、空調ケース１２内の窪み１２８ａに配置される蓋部２４２とを有している。そして、そのグリッド部材２４の蓋部２４２は、窪み１２８ａを塞ぐように配置されることで、冷風通路１２４を流れる空気の窪み１２８ａへの流入を抑える。

　これに対し、例えば、グリッド部材２４が仮に蓋部２４２を有さずに窪み１２８ａが冷風通路１２４に向かって開いたままになっていたとすれば、図４に示すように、冷風通路１２４を流れる空気流は回動軸囲壁１２７から剥離する。その結果、その空気流は、窪み１２８ａにて矢印ＦＣｓｗのように渦を生じて乱れることになる。

　すなわち、グリッド部材２４に蓋部２４２が設けられることによって、冷風通路１２４内を流れる空気の空気流が冷風通路１２４に設けられた窪み１２８ａによって乱れることが抑制される。従って、車両用空調ユニット１０では、グリッド部材２４を利用して、その窪み１２８ａによる空気流の乱れに起因した送風騒音を低減することができる。なお、図４は、図２のIV部分を拡大した拡大図であって、グリッド部材２４の蓋部２４２が無いと仮定した場合における窪み１２８ａまわりの空気流を示した図である。

　ここで、窪み１２８ａが設けられた冷風通路１２４を例えば温風通路１２３と比較すると、その冷風通路１２４には、空気の流通抵抗となるヒータコア１８に相当するものが配置されていない。従って、冷風通路１２４では空気が通り抜けやすく、冷風通路１２４は、温風通路１２３に比して送風騒音を生じやすい。このことからすれば、グリッド部材２４の蓋部２４２は、冷風通路１２４に対して開いていることで送風騒音の原因になり易い窪み１２８ａを塞いでいるので、その蓋部２４２は効果的に送風騒音を低減できる。

　このようにグリッド部材２４の蓋部２４２が空気流の乱れを抑えて送風騒音を低減するという効果は、図５～８に示すシミュレーション結果によっても確認されている。このシミュレーションは、車両用空調ユニット１０のフェイスモードかつ最大冷房時において一定風量で送風されるという条件の下で行われた。

　図５および図７は、グリッド部材２４が蓋部２４２を有さず、窪み１２８ａが冷風通路１２４に向かって開いたままになっている第１比較例でのシミュレーション結果を示した図である。図５は、冷風通路１２４内の空気流のうち窪み１２８ａまわりの空気流の向き（風向き）を矢印で示している。図７は、冷風通路１２４のうち窪み１２８ａまわりにおける送風騒音の音源強度を示した分布図である。

　図６および図８は、本実施形態でのシミュレーション結果を示した図である。図６は、冷風通路１２４内の空気流のうち窪み１２８ａまわりの空気流の向き（風向き）を矢印で示している。図８は、冷風通路１２４のうち窪み１２８ａまわりにおける送風騒音の音源強度を示した分布図である。図５～８は何れも、図２のIV部分を拡大した拡大図となっている。

　窪み１２８ａまわりの空気流について見ると、第１比較例では、図５に示すように、窪み１２８ａがあることに起因して空気流が回動軸囲壁１２７から剥離している。その結果、窪み１２８ａおよびその窪み１２８ａまわりにて冷風通路１２４の空気流に乱れが生じている。これに対し、本実施形態では、図６に示すように、グリッド部材２４の蓋部２４２が窪み１２８ａを塞いでいることにより、図５に示された空気流の剥離が解消している。

　次に、窪み１２８ａまわりの音源強度について見ると、第１比較例では、図７に示すように、窪み１２８ａおよびその窪み１２８ａまわりにて音源強度が大きくなっており、Ａ１範囲の中で音源強度は最大４８ｄＢとなっている。これに対し、本実施形態では、図８に示すように音源強度が、窪み１２８ａおよびその窪み１２８ａまわりにおいて第１比較例との比較（図７との比較）で低下している。そして、本実施形態では、Ａ１範囲の中で最大１６ｄＢとなっており、第１比較例に対し音源強度が格段に小さくなっている。

　このミュレーション結果からも判るように、本実施形態の車両用空調ユニット１０では、空調ケース１２内の窪み１２８ａおよびその窪み１２８ａまわりにおいて空気流の乱れが抑えられると共に送風騒音の低減が図られている。

　次に、本実施形態の効果を説明するために、第２比較例について説明する。図９は、本実施形態の効果を説明するための第２比較例を示した図であって、図２のIV部分を拡大した拡大図に相当する。この第２比較例では、図９に示すように、空調ケース１２内において、窪み１２８ａを閉塞するように閉塞壁１３４がタンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７と一体に連結して設けられている。

　しかし、第２比較例によれば、タンク支持壁１２６、回動軸囲壁１２７、および閉塞壁１３４に囲まれた窪み１２８ａを金型で成形するためには、その金型は、窪み長手方向に細長く延びた形状になる。その結果、その窪み１２８ａに対応した金型は細長いため折れやすく、金型の耐久性が低下するおそれがある。

　これに対し、本実施形態では、窪み１２８ａに対応した金型を細長く延びた形状にする必要はないので、金型の耐久性の低下を回避することができる。

　更に、本実施形態の効果を説明するために、第３比較例について説明する。図１０は、本実施形態の効果を説明するための第３比較例を示した図であって、図２のIV部分を拡大した拡大図に相当する。この第３比較例では、図１０に示すように、本実施形態と比較して、ヒータコア１８およびタンク支持壁１２６の位置は変わらないが、エアミックスドア２０の位置が下側にずれており、回動軸囲壁１２７の位置もエアミックスドア２０に合わせて下側にずれている。そのため、本実施形態のような窪み１２８ａが形成されず、タンク支持壁１２６および回動軸囲壁１２７の冷風通路１２４側の面において凹凸が解消されている。

　第３比較例によれば、確かに送風騒音の低減を図ることができる。しかしながら、送風騒音の低減が可能となるのは、エアミックスドア２０の回動軸２０１の位置を下側にずらすことが可能な場合に限られる。例えば、その回動軸２０１の位置を下側にずらすことが可能な場合の１つとしては、回動軸２０１の位置をずらした分、エアミックスドア２０の板状ドア部２０２の大きさを維持するように空調ケース１２の外形を下側に拡大する余裕が車両搭載時の制約の下でも十分に確保される場合が想定される。また、これ以外に、回動軸２０１の位置を下側にずらして板状ドア部２０２が小さくなったとしても、暖房能力と温風通路１２３を通る風量、たとえばフットモード時の風量とを十分に確保できる余裕がある場合が想定される。

　しかし、これらの場合以外では、上記した車両搭載時の制約の下でエアミックスドア２０のレイアウトを図１０のようにすることは困難であると考えられる。従って、本実施形態は、車両搭載時の制約の下でエアミックスドア２０のレイアウトを図１０のようにはできずに、窪み１２８ａ（図２参照）を生じるレイアウトにせざるを得ない場合において、特にメリットがある。

　また、本実施形態によれば、図３に示すように、グリッド部材２４の蓋部２４２は案内部２４１と一体に形成されている。その結果、グリッド部材２４を空調ケース１２へ取り付ける作業を実行することで蓋部２４２を同時に取り付けることが可能であり、作業工数を増やさないようにすることが可能である。

　また、本実施形態によれば、グリッド部材２４の蓋部２４２は、空調ケース１２に対してグリッド部材２４の位置を拘束するボス２４４を、蓋部２４２の先端２４２ａに有している。従って、グリッド部材２４を位置決めする機能と送風騒音を低減する機能とを蓋部２４２に兼ね備えさせることができる。その結果、例えば、蓋部２４２とは別個に上記位置決め機能を設ける場合と比較して、グリッド部材２４のコンパクト化を図り易くなる。

　また、本実施形態によれば、グリッド部材２４の案内部２４１および蓋部２４２は一体成形されているので、送風騒音を低減するためにグリッド部材２４とは別に部品を用意する必要がない。その結果、車両用空調ユニット１０を構成する部品点数の増加を抑制することができる。

　（他の実施形態）
　（１）上述の実施形態において、グリッド部材２４の蓋部２４２は窪み１２８ａを塞ぐように配置されており、図２では窪み１２８ａ全体が略埋まるように塞がれている。しかしながら、その蓋部２４２は、窪み１２８ａの窪み深さを浅くする程度に塞ぐだけでも構わない。

　（２）上述の実施形態において、図３に示すように、グリッド部材２４の蓋部２４２はトンネル形成部２４３から幅方向ＤＲ３の両側へ突き出ている。しかしながら、その蓋部２４２の強度を保持するために、図３の二点鎖線で示す三角形状の補強リブ２４７が、トンネル形成部２４３を挟んだ幅方向ＤＲ３の両側において蓋部２４２とトンネル形成部２４３との接合部分に設けられていてもよい。

　（３）上述の実施形態において、図１に示す車両用空調ユニット１０は、具体的には後席用空調ユニットであるが、後席用に限定される必要はなく、車両の何れの箇所に配置されても構わない。例えば車両用空調ユニット１０は、車室内前方に配置されインストルメントパネルから空調風を吹き出させる空調ユニットであってもよい。

　（４）上述の実施形態において、図２に示すように、空調ケース１２内の窪み１２８ａは、冷風通路１２４に設けられている。しかしながら、窪み１２８ａは、ケース通路１２１のうち何れの箇所に設けられていてもよい。

　（５）上述の実施形態において、車両用空調ユニット１０は蒸発器１６を備えている。しかしながら、例えば空調ケース１２に導入される空気を冷却する必要がない環境下で車両用空調ユニット１０が使用されるのであれば、蒸発器１６は無くても差し支えない。

　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において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。

　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。

　上記実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

 

Claims (9)

1. 　車室内に向けて空気を流すケース通路（１２１）を形成し、該ケース通路の途中に設けられると共に窪み（１２８ａ）が形成された窪み部（１２８）を有する空調ケース（１２）と、
   　前記ケース通路を流れる空気を案内する案内部（２４１）、および前記窪みに配置される蓋部（２４２）を有し、前記ケース通路に配置されたケース内部材（２４）と、を備え、
   　前記蓋部は、前記ケース通路を流れる空気の前記窪みへの流入を抑える車両用空調ユニット。
2. 　前記蓋部は、前記案内部と一体に形成されている請求項１に記載の車両用空調ユニット。
3. 　前記蓋部は、前記窪みを塞ぐように配置されて、前記ケース通路を流れる空気の前記窪みへの流入を抑える請求項１または２に記載の車両用空調ユニット。
4. 　空気を加熱する加熱用熱交換器（１８）を備え、
   　前記ケース通路は、
   　　前記加熱用熱交換器が配置された温風通路（１２３）と、
   　　該温風通路を迂回させて空気を流す迂回空気通路（１２４）と、を有し、
   　前記窪みは前記迂回空気通路に対して開いており、
   　前記蓋部は、前記窪みを塞ぐように配置されて、前記迂回空気通路を流れる空気の前記窪みへの流入を抑える請求項１または２に記載の車両用空調ユニット。
5. 　前記加熱用熱交換器は、
   　　前記温風通路を流れる空気が内部を通過し、当該空気を加熱するコア部（１８１）と、
   　　該コア部に接続されたタンク部（１８２）と、を有し、
   　前記空調ケースはその内部に、前記タンク部まわりに配置され該タンク部を支持するタンク支持壁（１２６）を有し、
   　前記窪み部は前記タンク支持壁と重複する位置に形成されており、
   　前記窪みは、前記タンク支持壁の前記タンク部側とは反対側に形成されている請求項４に記載の車両用空調ユニット。
6. 　回動軸（２０１）を有し、該回動軸を中心に回動することで前記温風通路を開閉する通路ドア（２０）を備え、
   　前記加熱用熱交換器は、
   　　前記温風通路を流れる空気が内部を通過し、当該空気を加熱するコア部（１８１）と、
   　　該コア部に接続されたタンク部（１８２）と、を有し、
   　前記空調ケースはその内部に、
   　　前記タンク部まわりに配置され該タンク部を支持するタンク支持壁（１２６）と、
   　　前記タンク支持壁から延設されて、前記回動軸を収容する凹空間（１２７ａ）を形成する回動軸囲壁（１２７）と、を有し、
   　前記窪み部は前記タンク支持壁および前記回動軸囲壁と重複する位置に形成されており、
   　前記窪みは、前記タンク支持壁および前記回動軸囲壁によって、前記タンク支持壁の前記タンク部側とは反対側に形成されている請求項４に記載の車両用空調ユニット。
7. 　前記窪みは、前記迂回空気通路内の空気流れ方向に交差する窪み長手方向へ溝状に延びており、
   　前記蓋部は前記窪み長手方向へ延びると共に、前記空調ケースに対して前記ケース内部材の位置を拘束する位置決め部（２４４）を有する前記窪み長手方向における先端（２４２ａ）を含んでいる請求項４ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調ユニット。
8. 　前記蓋部は、前記空調ケースに対して前記ケース内部材の位置を拘束する位置決め部（２４４）を有している請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調ユニット。
9. 　前記案内部および前記蓋部は一体成形されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用空調ユニット。
   
    

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