JP2017013704A

JP2017013704A - 車両用空調装置及びその車両用空調装置を搭載した車両

Info

Publication number: JP2017013704A
Application number: JP2015134312A
Authority: JP
Inventors: 幸央鈴木; Yukihisa Suzuki; 長野　秀樹; Hideki Nagano; 秀樹長野; 昌幸村瀬; Masayuki Murase
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2017-01-19
Also published as: US20170001491A1

Abstract

【課題】ケース内部に吸込んだ送風空気を複数に分流する仕切部及びこの仕切部と当接可能なドアが設けられた空気吹出口からの風量が確保され、騒音の発生が低減された車両用空調装置、並びに、その車両用空調装置を搭載した車両を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、上記仕切部を、送風空気を複数の空気流れに分流すると共に送風空気の下流側よりも上流側が小さな断面形状としたことを特徴とする車両用空調装置、及び、その装置を搭載した車両である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケース内部に吸い込んだ送風空気を吹出す空気吹出口に、その送風空気を複数に分流する仕切部及びこの仕切部と当接可能なドアが設けられた車両用空調装置、並びに、その車両用空調装置を搭載した車両に関する。

更に詳しくは、ケース内部に空気導入口より吸込んだ空気を吹出用開口部まで送出するための空気流路が設けられ、この空気流路内に冷却用熱交換器、加熱用熱交換器、エアミックスドア、吹出モード切換ドア等の空調手段が収納されており、空気吹出口を複数に区画すると共に吹出モード切換ドアが当接する仕切部を有する車両用空調装置において、空気吹出口からの風量を確保すると共に、その空気吹出口で発生する騒音を低減することを特徴とする構造の空気吹出口を有する車両用空調装置、及び、その車両用空調装置を搭載した車両に関する。

車両用空調装置は、車内空間の快適さを向上するために、風量の確保及び騒音の低減が常に求められてきた。特に、その大きな要因である送風機については、小型化、送風能力向上、及び、騒音低減を図る努力が払われてきた（非特許文献１）。

そのため、空気導入口より吸込んだ空気を空気吹出口まで送出するための空気流路が設けられ、この空気流路内に冷却用熱交換器、加熱用熱交換器、エアミックスドア、及び、吹出モード切換ドア等の空調手段が収納されている一般的な車両用空調装置において、そのケース各部の構造が形成する通気抵抗の低減によって、風量を確保し、騒音を低減するという配慮が求められるようになってきた。

例えば、ケース内部の空気流路や吹出モード切換ドア等で、乱流や空気剥離現象が相対的に生じやすい部位に、ディンプル等の乱流や空気剥離現象を抑制する構造の形成が開示されている（特許文献１）。

一方、車両用空調装置のケースの各所に、ケース内部に吸込んだ送風空気を複数に分流する仕切部及びドアが形成された空気吹出口が設けられているが、空気の流れを複数に分流する機能と射出成型の金型設計上の制約からその空気吹出周辺の構造が決定されているだけである（特許文献２）。

特に、ケース内部に吸込んだ送風空気を吹出す空気吹出口（例えばベント開口）に、この空気吹出口を複数の吹出口（例えばセンタベント開口とサイドベント開口）に区画すると共に吹出モード切換ドア（例えばデフ吹出モードとベント吹出モードを切換えるデフベント切換ドア）が当接する仕切部を有する車両用空調装置において、空気吹出口の構造は、空気の流れを複数に分流する機能及び射出成型の金型設計上の制約から決定されているだけで、風量を確保し、騒音を低減するという工夫が施されてこなかった。

特開２００６−１５１０６８号公報特開平１１−１９８６３８号公報

酒井雅晴他，「車両空調用送風機の低騒音化」，デンソーテクニカルレビュー，Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．１（２００５）ｐｐ．７１〜７７

本発明は、ケース内部に吸込んだ送風空気を複数に分流する仕切部及びこの仕切部と当接可能なドアが設けられた空気吹出口からの風量が確保され、騒音の発生が低減された車両用空調装置、並びに、その車両用空調装置を搭載した車両を提供することを目的とする。

更に詳しくは、ケース内部に空気導入口より吸込んだ空気を空気吹出口まで送出するための空気流路が設けられ、この空気流路内に冷却用熱交換器、加熱用熱交換器、エアミックスドア、吹出モード切換ドア等の空調手段が収納されており、空気吹出口を複数に区画すると共に吹出モード切換ドアが当接する仕切部を有する車両用空調装置において、空気吹出口からの風量を確保すると共に、その空気吹出口で発生する騒音を低減することができる構造の空気吹出口を有する車両用空調装置、及び、その車両用空調装置を搭載した車両を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、ケース内部に吸込んだ送風空気を複数に分流する仕切部及びドアを有する空気吹出口の構造について検討した結果、その仕切部を送風空気の下流側よりも上流側が小さな断面形状とすることによって、風量低下及び騒音発生を低減できることを見出し本発明の完成に至った。

すなわち、本発明の車両用空調装置は、風量低下と騒音発生を低減する車両用空調装置であり、内部に送風空気の空気通路が形成され送風空気を吹出す空気吹出口を有するケースと、空気吹出口に設けられ、送風空気を複数の空気流れに分流すると共に送風空気の下流側よりも上流側が小さな断面形状を有する仕切部と、空気通路内に回動可能に配置され仕切部と当接可能なドアと、を備えることを特徴としている。

更に詳しくは、本発明の車両用空調装置は、送風空気が接する仕切部の断面形状を示す外郭線が空気の上流側から下流側に向けて、（１）末拡がりに拡がる、（２）略Ｖ字状に拡がる、（３）略Ｕ字状に拡がる、或いは、（４）略台形状に拡がる、ことを特徴としている。

また、本発明は、前記仕切部の内部に複数のリブが形成されていることを特徴としている車両用空調装置である。

そして、本発明の上記車両用空調装置は、空気吹出口はベント吹出口であり、仕切部は送風空気を、車両中央に設けられたセンタベント開口、車両右側に設けられた右サイドベント開口、車両左側に設けられた左サイドベント開口に向けて流れる空気へと分流することを特徴としている。

また、本発明の上記車両用空調装置は、前記空気吹出口はベント吹出口であり、前記ドアは、前記送風空気を前記ベント吹出口とデフロスタ吹出口とのいずれかから吹き出すように切換えるデフベントドアであることを特徴としている。

更に、そのベント吹出口の仕切部の内部に、複数のリブが形成されることが好ましい。

そして、本発明は、上記のいずれかの態様の車両用空調装置を搭載した車両としても規定できる。

本発明の結果、上記仕切部の送風空気の下流側よりも上流側が小さな断面形状により、通気抵抗を低減し、風量低下及び騒音発生を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空調装置外観の模式図である。本発明の他の実施形態に係る車両用空調装置で、該車両用空調装置の車両左右方向の略中央で切断した断面の模式図である。従来の車両用空調装置において、図１におけるＩ−Ｉラインを含み車両上下方向および車両左右方向に拡がる面に相当する面、又は図２におけるベント吹出口８、９、１０を車両上下方向（紙面上、上下方向）および車両左右方向（紙面上、奥行き方向）に拡がる面に相当する面で切断した従来のベント吹出口の仕切部であり、（ａ）は断面を、（ｂ）は全体を示した模式図である。図１におけるＩ−Ｉラインを含み車両上下方向および車両左右方向に拡がる面に相当する面、又は図２におけるベント吹出口８、９、１０を車両上下方向（紙面上、上下方向）および車両左右方向（紙面上、奥行き方向）に拡がる面に相当する面で切断した本発明の車両用空調装置の断面について、空気の上流側から下流側に向けての仕切部の外郭線が（ａ）は略Ｖ字状に拡がる一形態を、（ｂ）は末広がりに拡がる一形態を示した模式図である。本発明の仕切部であり、車両前後方向において（ａ）は略同一な断面形状を有する一形態を、（ｂ）は異なる断面形状を有する一形態を、（ｃ）は異なる断面形状を有する他の形態を示した模式図である。本発明の仕切部を備えたベント吹出口であり、車両前後方向において（ａ）は略同一な断面形状を有する仕切部の一形態を、（ｂ）は異なる断面形状を有する仕切部の一形態を示した模式図である。

以下、図面に描かれた実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの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された事項に特定されるものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置１の外観で、車両左右方向に延びるよう配置された横置型空調装置を示す模式図である。

ブロアユニット２と空調ユニット３とで基本的に構成されており、このブロワユニット２と空調ユニット３とは送風ダクト４を介して連通されている。ブロアユニット２は、外気導入口５Ａと内気導入口５Ｂとが適宜開口され、外気導入口５Ａから導入する空気と内気導入口５Ｂから導入する空気とを適宜選択するための内外気切換ドア（図示せず）が収納されたブロアユニット上部ケース６Ａと、送風機（図示せず）が収納されたブロアユニット下部ケース６Ｂとで構成されている。

これに対し、空調ユニット３は、車両の左右方向（幅方向）の中央に位置するセンターコンソールの奥側に配置されるもので、ケース７の内部に形成された送風空気の空気通路Ｚには、いずれも図示されない冷却用熱交換器、加熱用熱交換器、エアミックスドア、デフベントドア、が適宜配置されている。また、ケース７は、例えばタルク入りのポリプロピレンやＡＢＳなど、周知の射出成型工程により製造することが可能な樹脂材により形成される。そして、送風空気を吹出す空気吹出口として、センタベント開口８、右サイドベント開口９、左サイドベント開口１０、デフロスタ吹出口１１、フロントフット吹出口１２及びリアフット吹出口１３が形成されている。センタベント開口８と右サイドベント開口９とは右サイドベント仕切部１５により、センタベント開口８と左サイドベント開口１０とは左サイドベント仕切部１６により、それぞれ区画されている。このように、センタベント開口８、右サイドベント開口９、左サイドベント開口１０はいずれもベント吹出口を仕切部１５、１６で区画されて形成されたものである（以下、センタベント開口８、右サイドベント開口９、左サイドベント開口１０をあわせて、「ベント吹出口８、９、１０」ということがある）。なお、ベント吹出口８、９、１０とデフロスタ吹出口１１との間は、デフロスタ仕切部１４により区画されている。

ベント吹出口８、９、１０とデフロスタ吹出口１１から吹出される送風空気は、空気通路Ｚに回動可能に配置されたデフベントドアによって、吹出される空気の割合が制御される。デフロスタ吹出口１１から吹出される送風空気の割合が最大となるよう制御されるとき、デフベントドアは、仕切部１５、１６と当接する。

図２は、本発明の他の実施形態に係る車両用空調装置１で、構成部品が車両上下方向に集約されるよう配置された縦置型空調装置であり、該車両用空調装置１の車両左右方向の略中央で車両前後方向に沿って切断した断面の模式図である。

ケース７の内部に送風空気の空気通路Ｚが形成されており、複数のケース部品を組合せることで一体化したケース７が構成される。空気通路Ｚには、送風機１７、フィルター１８、冷却用熱交換器１９、エアミックスドア２１、加熱用熱交換器２０、フットドア２２、デフベントドア２３、が適宜配置されている。送風空気Ｊは、送風機１７によりケース７の外部から空気通路Ｚに導入され、送風機収納部Ａ、空気導入通路Ｂ（送風ダクト４）、フィルター１８及び冷却用熱交換器１９を設置する冷却用熱交換器設置空間Ｃ、加熱用熱交換器２０を設置する加熱用熱交換器設置空間Ｄ、および／または加熱用熱交換器バイパス通路Ｅを経由し、デフロスタ吹出口１１やベント吹出口８、９、１０へと向かう。そして、デフベントドア２３により、デフロスタ吹出口１１とベント吹出口８、９、１０から吹出される割合が制御される。なお、送風空気Ｊの一部は、デフベントドア２３の位置が制御されることによって、フロントフット吹出口１２やリア吹出口１３へと導かれることもある。

図２のベント吹出口８、９、１０は、図１のベント吹出口８、９、１０と同様に、仕切部１５、１６により区画されており、図示されないセンタベント開口８、右サイドベント開口９、左サイドベント開口１０が形成されている。デフベントドア２３によって、ベント吹出口８、９、１０から吹出される送風空気Ｊの割合が最小とされたとき、デフベントドア２３は仕切部１５、１６と当接することでセンタベント開口８を閉塞し、送風空気Ｊの通流を阻止する。一方、右サイドベント開口９と左サイドベント開口１０は完全には閉塞されないように予め形成しておくことで、送風空気Ｊを右サイドベント開口９と左サイドベント開口１０とに通流できる。このように送風空気Ｊを、センタベント開口８は通流せず、右サイドベント開口９と左サイドベント開口１０に通流する状態はサイドベントブリードと呼ばれ、車両の室内の快適性を向上するために用いられている。

確実にサイドベントブリードを行うために、デフベントドア２３が当接される仕切部１５、１６には、一定の応力に耐えることが求められる。よって仕切部１５、１６は、一定の長さ（ベント吹出口８、９、１０における送風空気Jの流れに沿った長さで、例えば１０ミリメートル以上３０ミリメートル以下）が必要となっている。また、センタベント開口８、右サイドベント開口９、左サイドベント開口１０の下流側の面には、図示しないダクトがそれぞれ取り付けられ、仕切部１５、１６により分流された送風空気Ｊの漏れを確実に防止するために、仕切部１５、１６は、一定の幅（車両左右方向に沿った幅で、例えば１０ミリメートル以上２０ミリメートル以下）が必要となっている。

次に、デフベントドア２３の位置を変更し、ベント吹出口８、９、１０から吹出される送風空気Ｊの割合が最大とされたとき、仕切部１５、１６は一定の幅を有する部分であるから、送風空気Ｊに対する通気抵抗体となり、風量低下や騒音を発生させる要因となっていた。

図３は、従来の車両用空調装置において、図１におけるＩ−Ｉラインを含み車両上下方向および車両左右方向に拡がる面に相当する面、又は図２におけるベント吹出口８、９、１０を車両上下方向および車両左右方向に拡がる面に相当する面で切断した従来のベント吹出口の仕切部の断面の模式図である。デフベントドア２３の当接に対して変形しないために一定の応力を備えること、仕切部１５’、１６’により分流された送風空気Ｊの漏れを確実に防止するために一定の幅を備えること、さらには射出成型工程での生産を可能化するために、断面がコの字状とされていた。なお、図３で示す符号Ｋは、金型の抜き方向を示している。そして、図３の仕切部
１５’、１６’によれば、送風空気Ｊに対する通気抵抗体となり、風量低下や騒音を発生させる要因となっていた。

図４は、本発明の実施形態を示すものである。図１におけるＩ−Ｉラインを含み車両上下方向および車両左右方向に拡がる面に相当する面、又は図２におけるベント吹出口８、９、１０を車両上下方向（紙面上、上下方向）および車両左右方向（紙面上、奥行き方向）に拡がる面に相当する面で切断した本発明の車両用空調装置の断面について、空気の上流側から下流側に向けての仕切部の外郭線が（ａ）は略Ｖ字状に拡がる一形態を、（ｂ）は末広がりに拡がる一形態を示している。（ａ）、（ｂ）いずれの仕切部１５、１６とも、断面形状は、送風空気Jが接する外郭線が、送風空気Ｊの下流側よりも上流側が小さいものとなっている。これら仕切部１５、１６の断面形状は、送風空気Jが接する外郭線が、空気の上流側から下流側に向けて、末拡がりに拡がっている形状であれば限定されるものではない。しかし、略Ｖ字状、略Ｕ字状、或いは、略台形状に拡がることが好ましく、具体的には、図４（ｂ）に示した形状がより更に好ましい。図３で示す金型の抜き方向を踏襲し、成形することが出来る。

また、これら仕切部１５、１６には、図５（ａ）のように、リブ２４が必ずしも必要ではないが、形成されていることが好ましい。これは、その仕切部１５、１６の内部に形成した複数のリブが、車両用空調装置に対する軽量化の要求に対し、ケース７の薄肉化に伴う仕切部１５、１６の強度低下を補うと共に、上記ベント吹出口８、９、１０を有するケース７を一体射出成形する場合の金型設計上の制約を解消することができるからである。仮に、仕切部１５、１６がリブ２４を備えず、外郭線の内側をすべて樹脂材で埋めるよう構成すると、ケース７の重量が増加するだけでなく、射出成型工程後の冷却工程で発生する変形により、所望する形状に外郭線を形成するのが困難となる場合がある。

更に、仕切部１５、１６の車両前後方向の形状は、図５（ａ）に示すように、図４に示した断面形状が、車両前後方向に均一に形成されているものに限定されるものではない。仕切部１５、１６は、前記したように、一定の応力に耐えること、一定の幅を有すること、さらには射出成型工程で生産可能であること、が求められる。また、デフベントドア２３と当接して、適切にサイドベントブリードの状態を出現することも求められる。仕切部１５、１６は、これらの要求事項に沿うよう適宜設計されればよい。

上記仕切部１５、１６の車両前後方向の形状と同様の効果を発現する形態として、図６に示したように、右サイドベント仕切部１５及び左サイドベント仕切部１６とデフベントドア２３との当接面にパッキン２５を形成する方法も好ましい実施形態の一つである。パッキンの材質に特に制限はなく、ゴム状やスポンジ状の樹脂であることが好ましい。

また、図は省略したが、右サイドベント仕切部１５及び左サイドベント仕切部１６とデフベントドア２３との当接面を、右サイドベント仕切部１５及び左サイドベント仕切部１６とデフベントドア２３とが咬合したラビリンス構造とすることも好ましい実施形態の一つである。

ここまで、横置型空調装置および縦置型空調装置のベント吹出口８、９、１０に、右サイドベント仕切部１５、左サイドベント仕切部１６を設定した構成を用いて説明してきたが、本発明はこの構造に限らない。例えば、デフロスタ吹出口１１を区画する場合に、本発明の構成を有する仕切部を用いてもよい。デフロスタ吹出口１１から吹出される送風空気Jの通気量を確保し、騒音を防止できる。

本発明は、車両用空調装置の仕切部において生じる通気抵抗を、その仕切部の形状によって低減することによって、通気量を確保し、騒音を防止できるので、仕切部を有する空調装置全般に適用することが可能な技術である。

１車両用空調装置
２ブロアユニット
３空調ユニット
４送風ダクト
５Ａ外気導入口
５Ｂ内気導入口
６Ａブロアユニット上部ケース
６Ｂブロアユニット下部ケース
７ケース
７’従来のケース
８センタベント開口
８’従来のセンタベント開口
９右サイドベント開口
９’従来の右サイドベント開口
１０左サイドベント開口
１０’従来の左サイドベント開口
１１デフロスタ吹出口
１２フロントフット吹出口
１３リア吹出口
１４デフロスタ仕切部
１５右サイドベント仕切部
１５’従来の右サイドベント仕切部
１６左サイドベント仕切部
１６’従来の左サイドベント仕切部
１７送風機
１８フィルター
１９冷却用熱交換器
２０加熱用熱交換器
２１エアミックスドア
２２フットドア
２３デフベントドア
２４リブ
２５パッキン
Ａ送風機収納空間部
Ｂ空気導入通路
Ｃ冷却用熱交換器設置空間
Ｄ加熱用熱交換器設置空間
Ｅ加熱用熱交換器バイパス通路
Ｆベント通路
Ｇフロントフット通路
Ｈリア通路
Ｉデフロスタ通路
Ｊ送風空気
Ｋ金型抜き方向
Ｚ空気通路

特開２００６−１５１０６８号公報特開平１１−１９８６３６号公報

ブロアユニット２と空調ユニット３とで基本的に構成されており、このブロアユニット２と空調ユニット３とは送風ダクト４を介して連通されている。ブロアユニット２は、外気導入口５Ａと内気導入口５Ｂとが適宜開口され、外気導入口５Ａから導入する空気と内気導入口５Ｂから導入する空気とを適宜選択するための内外気切換ドア（図示せず）が収納されたブロアユニット上部ケース６Ａと、送風機（図示せず）が収納されたブロアユニット下部ケース６Ｂとで構成されている。

ケース７の内部に送風空気の空気通路Ｚが形成されており、複数のケース部品を組合せることで一体化したケース７が構成される。空気通路Ｚには、送風機１７、フィルター１８、冷却用熱交換器１９、エアミックスドア２１、加熱用熱交換器２０、フットドア２２、デフベントドア２３、が適宜配置されている。送風空気Ｊは、送風機１７によりケース７の外部から空気通路Ｚに導入され、送風機収納部Ａ、空気導入通路Ｂ（送風ダクト４）、フィルター１８及び冷却用熱交換器１９を設置する冷却用熱交換器設置空間Ｃ、加熱用熱交換器２０を設置する加熱用熱交換器設置空間Ｄ、および／または加熱用熱交換器バイパス通路Ｅを経由し、デフロスタ吹出口１１やベント吹出口８、９、１０へと向かう。そして、デフベントドア２３により、デフロスタ吹出口１１とベント吹出口８、９、１０から吹出される割合が制御される。なお、送風空気Ｊの一部は、デフベントドア２３の位置が制御されることによって、フロントフット吹出口１２やリアフット吹出口１３へと導かれることもある。

１車両用空調装置
２ブロアユニット
３空調ユニット
４送風ダクト
５Ａ外気導入口
５Ｂ内気導入口
６Ａブロアユニット上部ケース
６Ｂブロアユニット下部ケース
７ケース
７’従来のケース
８センタベント開口
８’従来のセンタベント開口
９右サイドベント開口
９’従来の右サイドベント開口
１０左サイドベント開口
１０’従来の左サイドベント開口
１１デフロスタ吹出口
１２フロントフット吹出口
１３リアフット吹出口
１４デフロスタ仕切部
１５右サイドベント仕切部
１５’従来の右サイドベント仕切部
１６左サイドベント仕切部
１６’従来の左サイドベント仕切部
１７送風機
１８フィルター
１９冷却用熱交換器
２０加熱用熱交換器
２１エアミックスドア
２２フットドア
２３デフベントドア
２４リブ
２５パッキン
Ａ送風機収納空間部
Ｂ空気導入通路
Ｃ冷却用熱交換器設置空間
Ｄ加熱用熱交換器設置空間
Ｅ加熱用熱交換器バイパス通路
Ｆベント通路
Ｇフロントフット通路
Ｈリア通路
Ｉデフロスタ通路
Ｊ送風空気
Ｋ金型抜き方向
Ｚ空気通路

Claims

内部に送風空気の空気通路が形成され該送風空気を吹出す空気吹出口を有するケースと、
前記空気吹出口に設けられ、前記送風空気を複数の空気流れに分流すると共に前記送風空気の下流側よりも上流側が小さな断面形状を有する仕切部と、
前記空気通路内に回動可能に配置され前記仕切部と当接可能なドアと、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。
前記仕切部の断面形状は、前記送風空気が接する外郭線が前記空気の上流側から下流側に向けて
（１）末拡がりに拡がる
（２）略Ｖ字状に拡がる
（３）略Ｕ字状に拡がる
（４）略台形状に拡がる
のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
前記仕切部の内部に複数のリブが形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
前記空気吹出口はベント吹出口であり、
前記仕切部は前記送風空気を車両中央に設けられたセンタベント開口、車両右側に設けられた右サイドベント開口、車両左側に設けられた左サイドベント開口に向けて流れる空気へと分流することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
前記空気吹出口はベント吹出口であり、前記ドアは、前記送風空気を前記ベント吹出口とデフロスタ吹出口とのいずれかから吹き出すように切換えるデフベントドアであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の車両用空調装置を搭載したことを特徴とする車両。