JP4051856B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風騒音の低減策が講じられた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な車両用空調装置としては、例えば、室内または室外の空気の吸入口と空調空気の吐出口を有し、内部に暖房用温水式熱交換器としてのヒータコアと冷房用熱交換器としてのエバポレータを納めた空調ケースと、空気を吸入口よりこの空調ケース内に流入させ、かつ空調空気を吐出口より送り出すための遠心式ファンを有する送風機と、空調ケースから送り出される空調空気を車室内に導くダクトからなるものが知られている。
【０００３】
そして、空調空気を導くダクトとしては、車両を構成する構造部品や他の搭載部品の配置からくる搭載スペースの制約を受け、これを回避するために、図５に示すように、必要通風有効面積を確保しつつ、なめらかなＲ形状の壁で構成された屈曲部を有するダクトが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記空調装置では、ファンで発生した騒音は、空調ケースの吐出口からダクト内に侵入した後、吹出口から車室内に放射され、車室内の静粛性を妨げる原因となっている。
【０００５】
これは、図５に示すように、ダクト８１内に侵入した騒音がＲ形状の壁で構成された屈曲部９０に達すると、一部は屈曲部９０の外側壁９２側の内壁面に吸収され熱エネルギーに変換され消散するものの、騒音の大部分は、Ｒ形状の外側壁９２側の内壁面にて反射してダクト内を下流側（吹出口側）に進み、吹出口から車室内に到達するためである。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、車両搭載スペースの制約範囲内で、車室内に放射される騒音を低減できる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
一端部に吸入口（４、５）を有するとともに、他端部に吐出口（３６、３７、３８）を有する空調ケース（２０）と、
この空調ケース（２０）内に送風空気の流れを発生するファン（１９）を有する送風機（１１、１９）と、
車両形状に応じて屈曲部（５０）を有し、空調ケース（２０）の吐出口（３７）より吐出される送風空気を車室内のフェイス吹出口（３１）まで導くフェイスダクト（４１）とを備える車両用空調装置において、
フェイスダクト（４１）の縦断面は方形状であり、
屈曲部（５０）は、フェイスダクト（４１）の外側壁（５２）と内側壁（５３）を有し、外側壁（５２）は、フェイスダクト（４１）の縦断面方形状の一辺側に設けられ、
外側壁（５２）の両面をなす内壁面（５２Ａ）と外壁面とは、ともに、屈曲部（５０）の入口面（５０ａ）に略平行な複数の平行面（５２ａ）と入口面（５０ａ）に略垂直な複数の垂直面（５２ｂ）とを交互に配置した階段状に形成され、
屈曲部（５０）に送風空気の流れの上流側より侵入した騒音を、内壁面（５２Ａ）の屈曲部（５０）入口面（５０ａ）に略平行な複数の平行面（５２ａ）で送風空気の流れの上流側に反射させることを特徴としている。
【００１０】
これによると、空調ケース（２０）からフェイスダクト（４１）内に侵入した騒音は、屈曲部（５０）の内壁面（５２Ａ）に形成した屈曲部（５０）の入口面（５０ａ）に略平行な複数の平行面（５２ａ）により、屈曲部（５０）の入口面（５０ａ）側に反射され、入射してくる騒音と干渉し減衰する。従って、フェイス吹出口（３１）から車室内に放射される騒音を確実に低減でき、車室内の静粛性が向上する。このようにして、車両搭載スペースの制約範囲内に配置された屈曲部（５０）を有するダクト（４１）で、車室内に放射される騒音の低減が可能になる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明のように、フェイスダクト（４１）は、樹脂をブロー成形して中空状に形成したものとすることができる。
【００１４】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
（一実施形態）
図１は、本発明を適用した自動車用空調装置の構成を概略的に示す模式構成図である。
【００１７】
図１に示すように、空調ケース２０内にはこのケース２０内に空気流を発生させるブロワモータ１１によって駆動されるファンであるブロワ１９が配設されている。ここでブロワモータ１１とブロワ１９とで送風機を構成している。ブロワ１９の下流部には、通風ダクト２０を塞ぐようにエバポレータ１２が配設され、エバポレータ１２はブロワ１９が吹き出す空気流を冷却する。
【００１８】
またエバポレータ１２の下流部には、空調ケース２０を約半分塞ぐようにヒータコア１３が配設され、ヒータコア１３はエバポレータ１２を通過した冷風を再加熱する。ヒータコア１３の上流部には、ヒータコア１３を通る空気の割合を切り替えて車室内へ吹き出す空気の温度を調節するエアミックスダンパ２１が配設されている。
【００１９】
また、ブロワ１９の上流部には、内気を取り込む内気吸入口４と外気を取り込む外気吸入口５とが設けられ、内気と外気との取り込む割合を切り替える内外気切替ダンパ６が配設されている。
【００２０】
空調ケース２０の最下流には、エバポレータ１２およびヒータコア１３によって温度調節された空気を、フロントガラスへ向かって吹き出すデフロスタ吹出口３０に送り出すデフロスタ吐出口３６、乗員の上半身へ向かって吹き出すフェイス吹出口３１に送り出すフェイス吐出口３７、および乗員の足元へ向かって吹き出すフット吹出口３２に送り出すフット吐出口３８がそれぞれ設けられている。そしてこれらの各吐出口から送り出される風量は、デフロスタダンパ３３、フェイスダンパ３４およびフットダンパ３５によってそれぞれ調節される。
【００２１】
また、各吐出口から各吹出口へ送られる温度調節された空気は、デフロスタダクト４０、フェイスダクト４１およびフットダクト４２によってそれぞれ導かれる。以下フェイスダクト４１の具体的構成について説明する。
【００２２】
フェイスダクト４１は、ポリプロピレン等の樹脂をブロー成形して、図２に示すように、中空状に形成されている。このフェイスダクト４１は両端を開口しており、空気流れの上流側開口部４１ａは、空調ケース２０に設けられたフェイス吐出口３７とほぼ一致する位置に、パッキン４４を介して接続している。
【００２３】
空気流れの下流側開口部４１ｂは、フェイス吹出口３１を構成するフェイス吹出レジスタ４５の端部を嵌合しており、図示しない爪状のスナップフィットにより脱落しないように固定されている。
【００２４】
フェイスダクト４１は、その縦断面が方形状（本例では長方形）であり、空気流れの方向を変える屈曲部５０とストレート部５１とから構成されている。また本例では、屈曲部５０の入口面５０ａは上流側開口部４１ａと同一の面にある。屈曲部５０の内周側の内側壁５３は、図５に示す従来のフェイスダクトと同様にＲ形状の壁である。これに対し、屈曲部５０の外周側となる外側壁５２の内壁面５２Ａは、その縦断面が方形状（長方形）の一辺に相当し、フェイスダクト４１の入口面５０ａに略平行な複数の平行面５２ａと入口面５０ａに略垂直な複数の垂直面５２ｂとを交互に配置した階段状の壁が形成されている。
【００２５】
なお、フェイスダクト４１の縦断面の形状は、方形状に代えて円やだ円状であっても、外側壁５２側の内壁面５２Ａが上記したような階段状であれば、同様の作用効果が得られる。
【００２６】
次に、上記構成においてフェイスダクト４１内に騒音が侵入してきた場合の作用について説明する。
【００２７】
ブロワ１９で発生した騒音は、空調ケース２０のフェイス吐出口３７からフェイスダクト４１内に侵入する。フェイスダクト４１内に侵入した騒音の一部は、フェイスダクト４１内を流れる送風空気によって下流側開口部４１ｂに向かって伝達されるが、騒音の大部分はフェイスダクト４１の屈曲部５０の入口面５０ａに垂直な方向に直進する。
【００２８】
そして、この騒音は外側壁５２側の内壁面５２Ａに形成した平行面５２ａに略垂直に衝突する。衝突した騒音の一部は、平行面５２ａに吸収され熱エネルギーに変換され消散するものの、衝突した騒音の大部分は、平行面５２ａにて反射されフェイス吐出口３７に向かって進行する。そして、このフェイス吐出口３７に向かって進行する騒音は、フェイス吐出口３７からフェイスダクト４１内に侵入してくる騒音と干渉し減衰する。
【００２９】
従って、フェイス吹出口３１から車室内に放射される騒音は、従来の空調装置より低減され、車室内の静粛性が向上する。また、フェイスダクト４１の屈曲部５０の外側壁５２側の内壁面５２Ａを階段状に形成したことにより、車両構造部品６０に干渉することもない。
【００３０】
このようにして、車両搭載スペースの制約範囲内に配置された屈曲部５０を有するダクトで、車室内に放射される騒音の低減が可能になる。
【００３１】
次に、図３および図４に、本発明者らが行なった本実施形態のフェイスダクト４１の騒音減音効果の確認方法と確認結果を示す。
【００３２】
図３に示すように、空調ケース２０に設けられたフェイス吐出口３７に縦断面が長方形状のフェイスダクト４１の上流側開口部４１ａを接続し、フェイス吐出口３７より上流側に５０ｍｍ離した空調ケース２０内に、スピーカ７０を配置した。さらに、フェイスダクト４１の上流側開口部４１ａの中心にマイクロホン７１を、下流側開口部４１ｂの中心より外側に４５°上方１０００ｍｍだけ離した位置にマイクロホン７２を配置した。
【００３３】
そして、屈曲部５０の外側壁５２側の内壁面５２Ａには、フェイスダクト４１の入口面５０ａに平行な平行面５２ａ、また垂直な垂直面５２ｂからなる階段状の壁を設けた。
【００３４】
この構成において、空調ケース２０の上流側より、フェイスダクト４１の上流側開口部４１ａに１時間当たり１５０立方メートルの風量の空気を送り込みながら、スピーカ７０より、送風機からの雑音に近似した７０ｄＢ（Ａ）のピンクノイズを発振した。このピンクノイズは、周波数に無関係に一定な連続スペクトルの雑音であるピンクノイズを等感曲線に基づいて周波数補正を行なったものである。
【００３５】
そして、２０Ｈｚから１０ｋＨｚまでのピンクノイズについて、マイクロホン７１で音圧エネルギーの総和Ｌｐｉｎを、マイクロホン７２で音圧エネルギーの総和Ｌｐｏｕｔを測定し、減音量Ｌｐｉｎ−Ｌｐｏｕｔを算出した。
【００３６】
フェイス吐出口３７に、本実施形態のフェイスダクト４１を接続した場合と、従来の外側壁側の内壁面がＲ形状で構成された屈曲部を有するフェイスダクト８１を接続した場合との減音量の比較データを図４に示す。従来のダクトに対し本実施形態のダクトの方が、約７ｄＢ大きい減音量が得られた。
【００３７】
この結果から、本発明によるダクト形状は、車室内に放射される騒音の低減に極めて効果的であることがわかる。
【００３８】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、屈曲部５０の外側壁５２側の内壁面５２Ａに送風空気の上流側より侵入した騒音を下流側に反射させない構造として、ダクト４１の入口面５０ａと略平行な複数の平面部を設けたが、侵入した騒音を下流側に反射させない構造であれば他の構造でもよい。
【００３９】
また、上記一実施形態において、フェイスダクト４１は、その屈曲部５０の入口面５０ａは上流側開口部４１ａと同一の面にあるものであったが、屈曲部５０の上流側にストレート部を有し、入口面５０ａはストレート部と屈曲部５０との境界面であってもよい。
【００４０】
また、上記一実施形態において、フェイスダクト４１は屈曲部５０を１つ有するものであったが、２つ以上屈曲部を有するダクトであってもよい。
【００４１】
また、上記一実施形態において、フェイスダクト４１はブロー成形により一体成形されたものであったが、２つ以上に分割して成形し、それらを組み合わせたものであってもよい。
【００４２】
また、上記一実施形態において、フェイスダクト４１の屈曲部４１の外側壁５２側の内壁面５２Ａを階段状に構成したが、他の屈曲部を有するダクトに適用しても、同様の効果が得られることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における自動車用空調装置の構成を概略的に示す模式構成図である。
【図２】上記実施形態における自動車用空調装置のフェイスダクト部の要部概略断面図である。
【図３】上記実施形態のフェイスダクトの騒音低減効果の確認方法を示す概略構成図である。
【図４】上記実施形態のフェイスダクトの騒音低減効果の確認結果を示す減音量のグラフである。
【図５】従来技術における自動車用空調装置のフェイスダクト部の要部概略断面図である。
【符号の説明】
１９ ブロワ
２０ 空調ケース
３１ フェイス吹出口
３４ フェイスダンパ
３７ フェイス吐出口
４１ フェイスダクト
４１ａ 上流側開口部
４１ｂ 下流側開口部
４５ フェイス吹出レジスタ
５０ 屈曲部
５０ａ 入口面
５２ 外側壁
５２Ａ 内壁面
５２ａ 平行面
５２ｂ 垂直面
６０ 車両構造部品

Claims (2)

1. 一端部に吸入口（４、５）を有するとともに、他端部に吐出口（３６、３７、３８）を有する空調ケース（２０）と、
   この空調ケース（２０）内に送風空気の流れを発生するファン（１９）を有する送風機（１１、１９）と、
   車両形状に応じて屈曲部（５０）を有し、前記吐出口（３７）より吐出される前記送風空気を車室内のフェイス吹出口（３１）まで導くフェイスダクト（４１）とを備える車両用空調装置において、
   前記フェイスダクト（４１）の縦断面は方形状であり、
   前記屈曲部（５０）は、前記フェイスダクト（４１）の外側壁（５２）と内側壁（５３）を有し、前記外側壁（５２）は、前記フェイスダクト（４１）の縦断面方形状の一辺側に設けられ、
   前記外側壁（５２）の両面をなす内壁面（５２Ａ）と外壁面とは、ともに、前記屈曲部（５０）の入口面（５０ａ）に略平行な複数の平行面（５２ａ）と前記入口面（５０ａ）に略垂直な複数の垂直面（５２ｂ）とを交互に配置した階段状に形成され、
   前記屈曲部（５０）に前記送風空気の流れの上流側より侵入した騒音を、前記内壁面（５２Ａ）の前記入口面（５０ａ）に略平行な複数の平行面（５２ａ）で前記送風空気の流れの上流側に反射させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記フェイスダクト（４１）は、樹脂をブロー成形して中空状に形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。

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