JP4051856B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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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