JP4337179B2

JP4337179B2 - Air passage opening and closing device

Info

Publication number: JP4337179B2
Application number: JP20959299A
Authority: JP
Inventors: 久永松岡; 順明安藤; 孝行嶋内; 裕市谷; 基博北田
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001030734A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気通路を開閉する空気通路開閉装置に関するもので、車両用空調装置において、温風と冷風との風量割合（混合比）を調節するエアミックスドアに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
エアミックスドアや風量を調節する開閉ドア等の開閉手段は、空気が流通する開口部の開口面積を調節することにより風量や風量割合を調節するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、開閉手段の開度が小さいときには、「ヒュー」という耳障りな異音が発生し易い。そこで、発明者等は上記異音の発生原因を調査研究したところ、以下の点が明らかになった。
【０００４】
すなわち、図３２に示すように、開閉ドア５００の開度が小さいときには、開口部２２１の外縁部２２２と開閉ドア５００との間に形成された比較的に小さな隙間（短い距離）を、空気は乱流に移行することなく層流状態で流通するが、開閉ドア５００を通過した後の空気流れのうち開閉ドア５００の背面側では、主流から剥離した剥離層（剥離流れ）が発生するとともに、この剥離層が渦となって主流と共に下流側に移動（進行）していき、開口部の外縁部に衝突する。
【０００５】
そして、渦が外縁部に衝突した際に発生する圧力波が開閉ドア５００の背面に到達するとともに、この圧力波が開閉ドア５００の背面に到達したことをきっかけとして、再び開閉ドア５００の背面にて剥離した剥離層が渦となって主流と共に下流側に移動（進行）していく。このとき、開閉ドア５００の端部から開口部２２１の外縁部２２２に向けて流れる空気は層流状態であるため、所定の周期にて安定的に渦が発生する。
【０００６】
つまり、開閉ドア５００の開度が小さいときには、一旦、開閉ドア５００の端部で渦が発生すると、所定の周期にて安定的に渦が発生するので、異音が発生する。このため、異音の周波数は空気の流速及び開閉ドアの端部から開口部の外縁部までの距離の関数となり、異音の大きさ（騒音レベル）は渦の紙面垂直方向（主流の流通方向と直交する方向）長さ（以下、この長さを渦長さと呼ぶ。）に比例する。なお、ここで言う、渦長さは、渦が主流の流通方向と直交する方向に完全に連続している部位のみを言うものではなく、途中で渦が切れいてもよく、巨視的に異音が発生する領域を意味するものとする。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、開閉ドアやエアミックスドア等の開閉手段の開度が小さいときに発生する異音を低減することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、開閉手段（５００）のうちその揺動中心と反対側の端部には、先端側に向かうほど開閉手段（５００）の板厚が小さくなるように、板厚が階段状に変化する段付き部（５４０）が形成され、開閉手段（５００）は、樹脂からなるドア本体（５１０）と、弾性変形することにより開口部（２２１）を閉じたときのシール性を向上するシール部材（５２０）とを有し、段付き部（５４０）の先端（５４１）がドア本体（５１０）と一体化されていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、段付き部（５４０）の先端を空気が通過する際に渦が発生しても、その発生した渦がその次の角部（段部）に衝突するため、開閉手段（５００）から開口部（２２１）の外縁部（２２２）に至る部位を流通する空気流れが乱される。したがって、異音の原因となる渦が所定の周期にて安定的に発生することが抑制されるので、開閉手段（５００）の開度が小さいときに発生する異音を低減することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、段付き部（５４０）は、先端（５４１）を空気が通過する際に発生した渦が衝突する角部（５４２）を有していることを特徴とする。
【００１２】
なお、段付き部（５４０）は、請求項３に記載のごとく、開閉手段（５００）の揺動中心軸方向と平行な方向に離散的に形成してもよい。
【００１３】
また、段付き部（５４０）の先端側は、請求項４に記載のごとく、空気の流通方向から見て三角波状に形成してもよい。
【００２６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る空気通路開閉装置を車両用空調装置のエアミックスドアに適用したものであり、図１は車両用空調装置の模式図である。図１中、１００は車室内に空気を送風する遠心式送風機（以下、送風機と略す。）であり、２００は送風機１００により送風される空気の通路２１０を構成する樹脂製の空調ケーシング（以下、ケーシングと略す。）である。
【００２８】
また、ケーシング２００（通路２１０）内のうち送風機１００より空気流れ下流側には、冷媒を蒸発させることによりケーシング２００内を流通する空気を冷却する蒸発器（空気冷却手段）３００が配設され、この蒸発器３００の空気流れ下流側には、走行用エンジン（図示せず）の冷却水を熱源としてケーシング２００内を流通する空気を加熱するヒータコア（空気加熱手段）４００が配設されているとともに、蒸発器３００を通過した空気をヒータコア４００を迂回させて下流側に流通させるバイパス通路２２０が設けられている。
【００２９】
そして、５００はバイパス通路２２０を形成するバイパス開口部（以下、開口部と呼ぶ。）２２１を開閉するエアミックスドア（開閉手段）であり、このエアミックスドア５００にてバイパス通路２２０を通過する風量（冷風）とヒータコア４００を通過する風量（温風）との風量割合を調節することにより車室内に吹き出す空気の温度を調節する。なお、２３０は、エアミックスドア５００にて温度調節された空気（空調風）を車室内に向けて吹き出す吹出口である。
【００３０】
ところで、図２は開口部２２１及びエアミックスドア５００を示す拡大図であり、エアミックスドア５００は、略矩形状の開口部２２１の空気流れ上流側に配設されて揺動することより開口部２２１の開口面積（開口部２２１を通過する風量）を調節するものである。
【００３１】
そして、エアミックスドア５００は、樹脂からなる矩形状のドア本体５１０、その表裏両面に張り付けられたスポンジ等のシール部材５２０、及びエアミックスドア５００の一端部に設けられてドア本体５１０（エアミックスドア５００）をケーシング２００に対して揺動可能に支持するシャフト５３０等から構成されている。
【００３２】
なお、シール部材５２０は、開口部２２１を全閉する際に、開口部２２１の外縁部２２２（以下、開口外縁部２２２と呼ぶ。）に形成されたエッジ状（尖った）突起部２２３に接触して弾性変形することにより、開口部２２１を閉じたときの密閉性（シール性）を向上させるものである。
【００３３】
また、エアミックスドア５００のうちその揺動中心（シャフト５３０）と反対側（図２の右側）の端部は、先端側に向かうほどエアミックスドア５００の板厚（ｈ１＜ｈ２）が小さくなるように、エアミックスドア５００の板厚が階段状に変化する段付き部（乱流化手段）５４０が形成されている。
【００３４】
また、開口外縁部２２２の近傍には、空気流れ上流側に向けて延出する空気抵抗壁（温度コントロール用壁）２２４が設けられており、この空気抵抗壁２２４により、開口部２２１が僅かに開いたとき空気流れを阻害（邪魔）することにより、開口部２２１が僅かに開いたときに、エアミックスドア５００の開度変化に対して、開口部２２１を通過する風量が過度に変化することを防止して温度コントロール性の向上を図っている。なお、本実施形態では、図３に示すように、空気抵抗壁２２４に略矩形状の切り欠き２２５を設けて、さらに、温度コントロール性の向上を図っている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３６】
エアミックスドア５００のうちその揺動中心（シャフト５３０）と反対側の端部は、先端側に向かうほどエアミックスドア５００の板厚が小さくなるように、エアミックスドア５００の板厚が階段状に変化する段付き部５４０が形成されているので、図４に示すように、段付き部５４０の先端（板厚がｈ１の部位）５４１を空気が通過する際に渦が発生しても、その発生した渦がその次の角部（段部）５４２に衝突する。
【００３７】
このため、エアミックスドア５００から開口外縁部２２２に至る部位を流通する空気流れが乱されるので、上記の異音の原因となる渦が所定の周期にて発生することが抑制される。したがって、エアミックスドア５００の開度が小さいときに発生する異音を低減することができる。
【００３８】
因みに、図５〜８（ａ）は段付き部５４０の大きさと騒音レベルとの関係を示す試験結果を示すグラフであり、このグラフから明らかなように、段付き部５４０の段差寸法Ｔを２ｍｍ以上とし、段付き部５４０の先端の板厚ｈ１を６ｍｍとし、かつ、段付き部５４０の先端の幅寸法Ｌを４０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００３９】
因みに、段付き部５４０の段差寸法Ｔとは、図８（ｂ）に示すように、揺動中心（シャフト５３０）から段付き部５４０の先端側に向かう方向と平行であって、段付き部５４０の先端５４１から次の角部（段部）５４２までの寸法を言う。また、段付き部５４０の先端の幅寸法Ｌとは、段付き部５４０の先端５４１のうちシャフト５３０の軸方向と平行な方向な部位の寸法を言い、段付き部５４０の先端の板厚ｈ１とは、先端５４１のうち段差寸法Ｔ及び方向幅寸法Ｌ方向に直交する部位の寸法を言う。
【００４０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、段付き部５４１はシャフト５３０の軸方向（揺動中心軸方向）と平行に連続的に形成されていたが、本実施形態は、図９に示すように、シャフト５３０の軸方向と平行な方向に離散的に段付き部５４１を形成したものである。
【００４１】
これにより、段付き部５４０の先端５４１を通過する際に発生した渦がその次の角部（段部）５４２に衝突して空気流れが乱されること（第１実施形態の効果）に加えて、シャフト５３０の軸方向に離散的に形成されているので、段付き部５４０の先端５４１を通過する空気に、図１０に示すように、シャフト５３０の軸方向の乱れが発生する。
【００４２】
したがって、エアミックスドア５００から開口外縁部２２２に至る部位を流通する空気流れをより効果的に乱すので、エアミックスドア５００の開度が小さいときに発生する異音をより効果的に低減することができる。
【００４３】
因みに、図１１は騒音レベルを示す試験結果であり、図１１から明らかなように、本実施形態によれば確実に異音の低減を図ることができる。なお、発明者等の検討によれば、段付き部５４０は２〜３個以上が望ましく、かつ、隣り合う段付き部５４０間の距離Ｐは５ｍｍ以上であることが望ましいとの結論を得ている。
【００４４】
なお、本実施形態に係る段付き部５４０は、図９、１０に示すような形状に限定されるものではなく、図１２に示すような形状としてもよい。因みに、図１２では、段付き部５４０の先端の板厚ｈ２をドア本体５１０の板厚と略同一にしてドア本体５１０と段付き部５４０の先端５４１を一体化している。
【００４５】
（第３実施形態）
本実施形態は、図１３に示すように、段付き部５４０の先端側５４１を空気の流通方向から見て三角波状となるようにしたものである。なお、段付き部５４０の先端側５４１（三角状の部分）の一辺は、５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００４６】
（第４実施形態）
上述の実施形態では、エアミックスドア５００のうちその揺動中心と反対側の端部にエアミックスドア５００の板厚が階段状に変化する段付き部５４０を設けたが、本実施形態は、図１４に示すように、エアミックスドア５００のうち揺動中心と反対側の端部に、曲げ剛性が略０（本実施形態では、絹等の布製）の薄膜部材５５０を設けたものである。
【００４７】
これにより、エアミックスドア５００から開口外縁部２２２に至る部位を流通する空気により薄膜部材５５０がはためき（図１５参照）、空気流れが乱されるので、異音の原因となる渦の発生が抑制される。
【００４８】
なお、図１４（ａ）は、エアミックスドア５００の端面５００ｂに薄膜部材５５０を設けた例であり、図１４（ｂ）はエアミックスドア５００の板面のうち空気流れ下流側の板面５００ａに薄膜部材５５０を設けた例である。
【００４９】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１６に示すように、エアミックスドア５００のうちその揺動中心と反対側の端部に、エアミックスドア５００の板面５００ａから空気流れ下流側に向けて突出するとともに、その先端側が三角波状に形成された突出壁５６０を設けたものである。
【００５０】
これにより、図１７に示すように、エアミックスドア５００から開口外縁部２２２に至る部位を流通する空気の流れが突出壁５６０により乱されるので、異音の原因となる渦の発生が抑制される。
【００５１】
因みに、図１８〜２１は異音（騒音）の周波数と騒音レベルとの関係を示す試験結果を示すグラフであり、図２２は突出壁５６０と開口外縁部２２２との間の距離（ギャップ）Ｇ及び突出壁５６０のベース高さＨと騒音レベルとの関係を示す試験結果を示すグラフである。そして、これらグラフから明らかなように、突出壁５６０の先端側を三角波状にしたときにおいて、三角形状の一辺を１０ｍｍとした場合、ギャップＧを１〜２ｍｍとし、ベース高さＨを９から１４ｍｍとすることが望ましい。
【００５２】
ここで、ギャップＧとは、図２３（ａ）に示すように、突出壁５６０の先端から開口外縁部２２２までの寸法を言い、ベース高さＨとは、図２３（ｂ）に示すように、エアミックスドア５００の板面５００ａから三角波状の三角部５６１の底部までの寸法を言う。
【００５３】
（第６実施形態）
第５実施形態では、突出壁５６０の先端側を三角波状としたが、本実施形態は、図２４（ａ）に示すように、突出壁５６０を単純な矩形状としたものである。
【００５４】
これにより、図２５に示すように、エアミックスドア５００から開口外縁部２２２に至る部位を流通する空気の流れが突出壁５６０により乱される（３次元的な流れとなる）ので、異音の原因となる渦の発生が抑制される。
【００５５】
因みに、図２６はギャップＧをパラメータとして、突出壁５６０の突出高さＨｏを１０ｍｍ、突出壁５６０の幅寸法Ｗを５０ｍｍ、突出壁５６０の厚みを１ｍｍとしたときの異音の周波数と騒音レベルとの関係の試験結果を示すグラフであり、このグラフから明らかなように、ギャップＧが小さいほど騒音低減効果がある。また、突出寸法Ｈｏは、図２４（ｂ）に示すように、異音が最も大きくなるときのエアミックスドア５００から開口外縁部２２２までの距離ｄと略同一とすることが望ましい。
【００５６】
（第７実施形態）
本実施形態は、図２７に示すように、エアミックスドア５００のうちその揺動中心と反対側の端部であって、エアミックスドア５００の板面５００ａから空気流れ下流側にずれた部位に、揺動中心軸方向（シャフト５３０の軸方向）と平行な方向に延びる棒状の棒部材５７０を配置したものである。なお、本実施形態では、棒部材５７０は弾性を有するＡＢＳ樹脂又は金属である。
【００５７】
これにより、図２８に示すように、エアミックスドア５００を通過した後の空気流れのうちエアミックスドア５００の背面（板面５００ａ）側にて、主流から剥離した剥離層（剥離流れ）の流れが乱されて、その剥離流れが渦となることが防止されるので、異音の発生を防止できる。
【００５８】
なお、異音の大きさ（騒音レベル）は、前述のごとく、渦長さに比例するので、棒部位材５７０は、揺動中心軸方向（シャフト５３０の軸方向）と平行にエアミックスドア５００のうち異音が発生する領域の全域に渡って配置することが望ましい。
【００５９】
（第８実施形態）
本実施形態は、図２９に示すように、略矩形状のエアミックスドア５００に対して、開口外縁部２２２のうちその揺動中心（シャフト５３０）と反対側に対応する部位に略Ｖ字状の切欠き部２２６を形成することにより、開口部２２１の外縁形状（開口外縁部２２２の形状）とエアミックスドア５００の外縁形状とを相違させるとともに、空気抵抗壁２２４に略Ｖ字状の切欠き部（乱流化手段）２２７を形成することによりエアミックスドア５００と開口外縁部２２２との隙間を流通する空気流れを乱すようにしたものである。
【００６０】
これにより、エアミックスドア５００から開口外縁部２２２に至る部位を流通する空気流れが乱される（３次元的に流れる）ので、異音の原因となる渦の発生が抑制され、異音を低減することができる。
【００６１】
また、開口部２２１の外縁形状（開口外縁部２２２の形状）とエアミックスドア５００の外縁形状とが相違しているので、空気流れが乱されて渦の発生が抑制されるとともに、渦長さが大きくなることを防止でき、異音の低減を図ることができる。
【００６２】
なお、本実施形態は、エアミックスドア５００に段付き部５４０、薄膜部材５００、突出壁５６０及び棒部材５７０等の乱流化手段を設けることが困難なときに採用すると効果的である。
【００６３】
因みに、図３０は、両切欠き部２２６、２２７の切り込み深さＡ、Ｂ（図２９参照）と騒音レベルとの関係の試験結果を示すグラフであり、切り込み深さＡ、Ｂが大きいほど騒音低減効果が大きいことが判る。
【００６４】
（第９実施形態）
第８実施形態では、空気抵抗壁２２４に略Ｖ字状の切欠き部２２７を形成したが、本実施形態は、図３１に示すように、空気抵抗壁２２４に矩形状の切欠き部（乱流化手段）２２８を設けてエアミックスドア５００と開口外縁部２２２との隙間を流通する空気流れを乱すようにしたものである。
【００６５】
（その他の実施形態）
ところで、異音の大きさ（騒音レベル）は渦長さに比例するので、上述の実施形態で述べた段付き部５４０、薄膜部材５５０、突出壁５６０、棒部材５７０及び切欠き部２２６、２２７等の乱流化手段の幅寸法（シャフト５３０の平行な部位の寸法）及びその形成位置は、実用上問題のない騒音レベルとなる程度に選定するこが望ましい。
【００６６】
また、本発明に係る空気通路開閉装置は、エアミックスドア５００にその適用が限定されるものではなく、住宅の窓等その他の開閉手段にも適用することができる。
【００６７】
また、上述の実施形態では、開閉手段をなすエアミックスドア５００が開口部２２１の空気流れ上流側にあったが、エアミックスドア５００が開口部２２１の空気流れ下流側にあるものにおいても本発明を適用することができる。なお、この場合は、開口外縁部２２２に乱流化手段を設けることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のを適用した車両用空調装置の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態における、エアミックスドアと開口部との拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態における、エアミックスドアと開口部の斜視図である
。
【図４】本発明の第１実施形態における異音の低減効果を説明するための説明図である。
【図５】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図６】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図７】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図８】騒音レベルと段付き部の大きさとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るエアミックスドアの斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るエアミックスドアにおける効果を説明するための説明図である。
【図１１】（ａ）は騒音レベルと周波数との関係を示すグラフであり、（ｂ）は試験用エアミックスドアの外観図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における変形例に係るエアミックスドアの斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るエアミックスドアの斜視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るエアミックスドアの斜視図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係るエアミックスドアにおける効果を説明するための説明図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係るエアミックスドアの斜視図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係るエアミックスドアにおける効果を説明するための説明図である。
【図１８】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図１９】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図２０】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図２１】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図２２】騒音レベルと突出壁の大きさとの関係を示すグラフである。
【図２３】（ａ）はエアミックスドアと開口外縁部との寸法関係を示す説明図であり、（ｂ）は突出壁の寸法を示す説明図である。
【図２４】（ａ）は本発明の第６実施形態に係るエアミックスドアの斜視図であり、（ｂ）はエアミックスドアと開口外縁部との寸法関係を示す説明図である。
【図２５】本発明の第６実施形態に係るエアミックスドアにおける効果を説明するための説明図である。
【図２６】騒音レベルと周波数との関係を示すグラフである。
【図２７】（ａ）は本発明の第７実施形態に係るエアミックスドアの斜視図であり、（ｂ）は図２７（ａ）の側面図である。
【図２８】本発明の第７実施形態に係るエアミックスドアにおける効果を説明するための説明図である。
【図２９】本発明の第８実施形態に係る空気通路開閉装置の斜視図である。
【図３０】騒音レベルと切欠き部の大きさとの関係を示すグラフである。
【図３１】本発明の第９実施形態に係る空気通路開閉装置の斜視図である。
【図３２】異音の発生原理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２２１…開口部、２２２…外縁部、５００…エアミックスドア（開閉手段）、
５４０…段付き部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air passage opening and closing device that opens and closes an air passage, and is effective when applied to an air mix door that adjusts the air volume ratio (mixing ratio) between hot air and cold air in a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Opening / closing means such as an air mix door and an opening / closing door for adjusting the air volume adjust the air volume and the air volume ratio by adjusting the opening area of the opening through which air flows.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the opening degree of the opening / closing means is small, an irritating abnormal noise “hue” is likely to occur. Therefore, the inventors investigated the cause of the abnormal noise and found the following points.
[0004]
That is, as shown in FIG. 32, when the opening degree of the opening / closing door 500 is small, a relatively small gap (short distance) formed between the outer edge portion 222 of the opening 221 and the opening / closing door 500 causes air to flow. Although it flows in a laminar flow state without shifting to a turbulent flow, a separation layer (separation flow) separated from the main flow occurs on the back side of the opening / closing door 500 out of the air flow after passing through the opening / closing door 500, This peeling layer becomes a vortex and moves (advances) downstream along with the main stream, and collides with the outer edge of the opening.
[0005]
Then, the pressure wave generated when the vortex collides with the outer edge reaches the back surface of the opening / closing door 500, and the pressure wave reaches the back surface of the opening / closing door 500, and then again on the back surface of the opening / closing door 500. The peeled layer thus peeled becomes a vortex and moves (advances) downstream along with the mainstream. At this time, since the air flowing from the end portion of the opening / closing door 500 toward the outer edge portion 222 of the opening 221 is in a laminar flow state, a vortex is stably generated at a predetermined cycle.
[0006]
That is, when the opening degree of the opening / closing door 500 is small, once a vortex is generated at the end of the opening / closing door 500, the vortex is stably generated at a predetermined period, and thus an abnormal noise is generated. For this reason, the frequency of abnormal noise is a function of the air flow rate and the distance from the edge of the open / close door to the outer edge of the opening, and the magnitude of the abnormal noise (noise level) is the direction perpendicular to the paper surface of the vortex (the mainstream flow direction). Is proportional to the length (hereinafter, this length is referred to as the vortex length). The vortex length mentioned here does not only refer to the part where the vortex is completely continuous in the direction orthogonal to the flow direction of the mainstream. It means an area where the occurrence of.
[0007]
In view of the above points, an object of the present invention is to reduce noise generated when an opening degree of an opening / closing means such as an opening / closing door or an air mix door is small.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the invention according to claim 1, the opening / closing means (500) is closer to the tip end side at the end of the opening / closing means (500) opposite to the center of swinging. ) Is formed so that the plate thickness changes stepwise, and the opening / closing means (500) is elastically deformed with the door body (510) made of resin. A seal member (520) that improves the sealing performance when the opening (221) is closed, and the tip (541) of the stepped portion (540) is integrated with the door body (510). Features.
[0009]
Thus, even if a vortex is generated when air passes through the tip of the stepped portion (540), the generated vortex collides with the next corner (step), so that the opening / closing means (500) The air flow that circulates through the portion reaching the outer edge (222) of the opening (221) is disturbed. Therefore, since it is suppressed that the vortex causing abnormal noise is stably generated in a predetermined cycle, the abnormal noise generated when the opening degree of the opening / closing means (500) is small can be reduced.
[0010]
The invention according to claim 2 is characterized in that the stepped portion (540) has a corner portion (542) where a vortex generated when air passes through the tip (541) collides .
[0012]
The stepped portion (540) may be formed discretely in a direction parallel to the swinging central axis direction of the opening / closing means (500) as described in claim 3.
[0013]
Moreover, you may form the front end side of a step part (540) in the shape of a triangular wave seeing from the distribution direction of air, as described in claim 4.
[0026]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In this embodiment, the air passage opening and closing device according to the present invention is applied to an air mix door of a vehicle air conditioner, and FIG. 1 is a schematic diagram of the vehicle air conditioner. In FIG. 1, 100 is a centrifugal blower (hereinafter abbreviated as “blower”) that blows air into the passenger compartment. Abbreviated as casing).
[0028]
Further, an evaporator (air cooling means) 300 for cooling the air flowing through the casing 200 by evaporating the refrigerant is disposed on the downstream side of the air flow from the blower 100 in the casing 200 (passage 210). On the downstream side of the air flow of the evaporator 300, a heater core (air heating means) 400 for heating the air flowing through the casing 200 using cooling water of a traveling engine (not shown) as a heat source is disposed. A bypass passage 220 is provided for allowing the air that has passed through the evaporator 300 to bypass the heater core 400 and to flow downstream.
[0029]
Reference numeral 500 denotes an air mix door (opening / closing means) that opens and closes a bypass opening (hereinafter referred to as an opening) 221 that forms the bypass passage 220, and the air volume that passes through the bypass passage 220 in the air mix door 500. The temperature of the air blown into the passenger compartment is adjusted by adjusting the air volume ratio between the (cold air) and the air volume (hot air) passing through the heater core 400. Reference numeral 230 denotes an air outlet that blows out air (air conditioned air) whose temperature is adjusted by the air mix door 500 toward the vehicle interior.
[0030]
2 is an enlarged view showing the opening 221 and the air mix door 500. The air mix door 500 is disposed on the upstream side of the air flow of the substantially rectangular opening 221 and swings from the opening. The opening area of 221 (the amount of air passing through the opening 221) is adjusted.
[0031]
The air mix door 500 is provided with a rectangular door main body 510 made of resin, a seal member 520 such as a sponge attached to both front and back surfaces, and one end of the air mix door 500. The door 500) includes a shaft 530 that supports the casing 200 so as to be swingable.
[0032]
Note that the seal member 520 contacts an edge-shaped (pointed) protrusion 223 formed on the outer edge 222 of the opening 221 (hereinafter referred to as the opening outer edge 222) when the opening 221 is fully closed. By elastically deforming, the hermeticity (sealability) when the opening 221 is closed is improved.
[0033]
Moreover, the plate | board thickness (h1 <h2) of the air mix door 500 becomes small, so that the edge part on the opposite side (right side of FIG. 2) of the rocking | swiveling center (shaft 530) among the air mix doors 500 goes to the front end side. As described above, a stepped portion (turbulence generating means) 540 in which the plate thickness of the air mix door 500 changes in a stepped manner is formed.
[0034]
In addition, an air resistance wall (temperature control wall) 224 extending toward the upstream side of the air flow is provided in the vicinity of the opening outer edge portion 222, and the air resistance wall 224 slightly opens the opening 221. When the opening 221 is slightly opened by obstructing (obstructing) the air flow when opened, the air volume passing through the opening 221 changes excessively with respect to the opening change of the air mix door 500. To improve temperature control. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a substantially rectangular notch 225 is provided in the air resistance wall 224 to further improve the temperature controllability.
[0035]
Next, features of the present embodiment will be described.
[0036]
The thickness of the air mix door 500 is stepped so that the end of the air mix door 500 opposite the swing center (shaft 530) is thinner toward the tip. As shown in FIG. 4, even if a vortex is generated when air passes through the tip (part having a plate thickness h1) 541, as shown in FIG. The generated vortex collides with the next corner (step) 542.
[0037]
For this reason, since the air flow which distribute | circulates the site | part from the air mix door 500 to the opening outer edge part 222 is disturb | confused, generation | occurrence | production of the vortex which causes said abnormal noise in a predetermined period is suppressed. Accordingly, it is possible to reduce noise generated when the opening of the air mix door 500 is small.
[0038]
5-8 (a) are graphs showing test results showing the relationship between the size of the stepped portion 540 and the noise level. As is apparent from this graph, the step size T of the stepped portion 540 is 2 mm. and above, the thickness h 1 of the tip of the stepped portion 540 and 6 mm, and the width L of the tip of the stepped portion 540 is preferably set to about 40 mm.
[0039]
Incidentally, the step size T of the stepped portion 540 is parallel to the direction from the swing center (shaft 530) toward the tip side of the stepped portion 540, as shown in FIG. The dimension from the front end 541 of the 540 to the next corner (step) 542 is said. Further, the width L at the tip of the stepped portion 540 refers to the dimension of a portion of the tip 541 of the stepped portion 540 that is parallel to the axial direction of the shaft 530, and the thickness h of the tip of the stepped portion 540 is h. 1 refers to the dimension of the portion of the tip 541 that is orthogonal to the step dimension T and the direction width dimension L.
[0040]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the stepped portion 541 is continuously formed in parallel with the axial direction of the shaft 530 (oscillation center axis direction). However, in the present embodiment, as shown in FIG. Stepped portions 541 are discretely formed in a direction parallel to the axial direction.
[0041]
Thereby, in addition to the fact that the vortex generated when passing the tip 541 of the stepped portion 540 collides with the next corner (step) 542 and the air flow is disturbed (effect of the first embodiment). Since the shaft 530 is discretely formed in the axial direction, the air passing through the tip 541 of the stepped portion 540 is disturbed in the axial direction of the shaft 530 as shown in FIG.
[0042]
Therefore, since the air flow which distribute | circulates the site | part from the air mix door 500 to the opening outer edge part 222 is disturbed more effectively, the noise generated when the opening degree of the air mix door 500 is small can be reduced more effectively. Can do.
[0043]
Incidentally, FIG. 11 shows the test results indicating the noise level. As is clear from FIG. 11, according to the present embodiment, it is possible to reliably reduce abnormal noise. According to the study by the inventors, the conclusion is that two or more stepped portions 540 are desirable, and the distance P between adjacent stepped portions 540 is desirably 5 mm or more. Yes.
[0044]
Incidentally, the stepped portion 540 of the present embodiment is not limited to the shape shown in FIGS. 9 and 10, may have a shape as shown in FIG. 12. In FIG. 12, the door body 510 and the tip 541 of the stepped portion 540 are integrated with the plate thickness h2 of the tip of the stepped portion 540 being substantially the same as the plate thickness of the door main body 510.
[0045]
(Third embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the tip side 541 of the stepped portion 540 has a triangular wave shape when viewed from the air flow direction. Note that one side of the tip side 541 (triangular portion) of the stepped portion 540 is desirably 5 mm or more.
[0046]
(Fourth embodiment)
In the above-described embodiment, the stepped portion 540 in which the plate thickness of the air mix door 500 changes in a stepped manner is provided at the end of the air mix door 500 opposite to the swing center thereof. As shown in FIG. 14, a thin film member 550 having a bending stiffness of approximately 0 (made of cloth such as silk in the present embodiment) is provided at the end of the air mix door 500 opposite to the swing center. .
[0047]
Thereby, the thin film member 550 is fluttered by the air flowing through the portion from the air mix door 500 to the opening outer edge portion 222 (see FIG. 15), and the air flow is disturbed, so that the generation of vortices causing abnormal noise is suppressed. Is done.
[0048]
14A shows an example in which a thin film member 550 is provided on the end surface 500b of the air mix door 500. FIG. 14B shows a plate surface 500a on the downstream side of the air flow in the plate surface of the air mix door 500. This is an example in which a thin film member 550 is provided.
[0049]
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 16, the present embodiment protrudes from the plate surface 500a of the air mix door 500 toward the downstream side of the air flow at the end of the air mix door 500 opposite to the swing center thereof, A protruding wall 560 whose tip side is formed in a triangular wave shape is provided.
[0050]
As a result, as shown in FIG. 17, the flow of air flowing through the portion from the air mix door 500 to the opening outer edge portion 222 is disturbed by the protruding wall 560, so that the generation of vortices causing abnormal noise is suppressed. The
[0051]
18 to 21 are graphs showing test results showing the relationship between the frequency of abnormal noise (noise) and the noise level, and FIG. 22 is a distance (gap) G between the protruding wall 560 and the opening outer edge 222. 5 is a graph showing test results showing the relationship between the base height H of the protruding wall 560 and the noise level. As is apparent from these graphs, when the side of the triangular shape is 10 mm when the tip side of the protruding wall 560 is triangular, the gap G is 1 to 2 mm and the base height H is 9 to 14 mm. Is desirable.
[0052]
Here, as shown in FIG. 23 (a), the gap G means the dimension from the tip of the protruding wall 560 to the opening outer edge 222, and the base height H is as shown in FIG. 23 (b). The dimension from the plate surface 500a of the air mix door 500 to the bottom of the triangular wave-shaped triangular portion 561 is said.
[0053]
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment, the tip side of the protruding wall 560 has a triangular wave shape, but in this embodiment, the protruding wall 560 has a simple rectangular shape as shown in FIG.
[0054]
As a result, as shown in FIG. 25, the flow of air flowing through the portion from the air mix door 500 to the opening outer edge portion 222 is disturbed by the protruding wall 560 (becomes a three-dimensional flow). The generation of causal vortices is suppressed.
[0055]
Incidentally, FIG. 26 shows the frequency and noise level of noise when the gap G is a parameter, the protruding height Ho of the protruding wall 560 is 10 mm, the width dimension W of the protruding wall 560 is 50 mm, and the thickness of the protruding wall 560 is 1 mm. As is apparent from this graph, the smaller the gap G, the more effective the noise reduction. Further, as shown in FIG. 24B, it is desirable that the protruding dimension Ho is substantially the same as the distance d from the air mix door 500 to the opening outer edge portion 222 when the abnormal noise becomes the largest.
[0056]
(Seventh embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 27, an end of the air mix door 500 opposite to the center of swinging of the air mix door 500 is shifted from the plate surface 500 a of the air mix door 500 to the downstream side of the air flow. A rod-shaped rod member 570 extending in a direction parallel to the swinging central axis direction (axial direction of the shaft 530) is disposed. In this embodiment, the bar member 570 is an ABS resin or metal having elasticity.
[0057]
Thus, as shown in FIG. 28, the flow of the release layer (peeling flow) peeled from the main stream on the back surface (plate surface 500 a) side of the air mixing door 500 in the air flow after passing through the air mixing door 500. Is disturbed and the separation flow is prevented from becoming a vortex, so that the generation of abnormal noise can be prevented.
[0058]
Since the magnitude of noise (noise level) is proportional to the vortex length as described above, the bar portion member 570 is parallel to the swing center axis direction (the axial direction of the shaft 530) and the air mix door 500. Of these, it is desirable to arrange the entire area where abnormal noise occurs.
[0059]
(Eighth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 29, with respect to the substantially rectangular air mix door 500, a portion of the opening outer edge portion 222 corresponding to the side opposite to the swing center (shaft 530) is substantially V-shaped. By forming the notch portion 226, the outer edge shape of the opening portion 221 (the shape of the opening outer edge portion 222) and the outer edge shape of the air mix door 500 are made different, and the air resistance wall 224 has a substantially V-shaped notch. By forming the notch portion (turbulence generating means) 227, the air flow flowing through the gap between the air mix door 500 and the opening outer edge portion 222 is disturbed.
[0060]
As a result, the air flow flowing through the portion from the air mix door 500 to the opening outer edge portion 222 is disturbed (flows three-dimensionally), so that the generation of vortices causing abnormal noise is suppressed and the abnormal noise is reduced. can do.
[0061]
Further, since the outer edge shape of the opening 221 (the shape of the opening outer edge 222) and the outer edge shape of the air mix door 500 are different, the air flow is disturbed to suppress the generation of vortices and the vortex length. Can be prevented, and abnormal noise can be reduced.
[0062]
In addition, this embodiment is effective when it is difficult to provide the air mix door 500 with turbulent flow means such as the stepped portion 540, the thin film member 500, the protruding wall 560, and the rod member 570.
[0063]
Incidentally, FIG. 30 is a graph showing a test result of the relationship between the cut depths A and B (see FIG. 29) of both the notches 226 and 227 and the noise level. The larger the cut depths A and B, the more the noise. It can be seen that the reduction effect is great.
[0064]
(Ninth embodiment)
In the eighth embodiment, the substantially V-shaped notch 227 is formed in the air resistance wall 224. However, in this embodiment, as shown in FIG. 31, the air resistance wall 224 has a rectangular notch (disturbance). (Flowing means) 228 is provided to disturb the air flow flowing through the gap between the air mix door 500 and the opening outer edge portion 222.
[0065]
(Other embodiments)
By the way, since the magnitude of noise (noise level) is proportional to the vortex length, the stepped portion 540, the thin film member 550, the protruding wall 560, the rod member 570, and the notch portions 226, 227 described in the above embodiment. It is desirable to select the width dimension (dimension of the parallel part of the shaft 530) and the formation position of the turbulence generating means such as such that the noise level has no practical problem.
[0066]
The air passage switching device according to the present invention is not limited in its application to an air mix door 500 is limited, can be applied to windows or the like other closing means housing.
[0067]
In the above-described embodiment, the air mix door 500 serving as the opening / closing means is on the upstream side of the air flow of the opening 221, but the present invention is also applied to the case where the air mix door 500 is on the downstream side of the air flow of the opening 221. Can be applied. In this case, it is desirable to provide a turbulent flow means at the outer edge 222 of the opening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a vehicle air conditioner to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged view of an air mix door and an opening in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of an air mix door and an opening in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an effect of reducing abnormal noise in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the noise level and the size of the stepped portion.
FIG. 9 is a perspective view of an air mix door according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an effect of the air mix door according to the second embodiment of the present invention.
11A is a graph showing the relationship between noise level and frequency, and FIG. 11B is an external view of a test air mix door.
FIG. 12 is a perspective view of an air mix door according to a modified example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of an air mix door according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view of an air mix door according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining an effect of the air mix door according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a perspective view of an air mix door according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining an effect of the air mix door according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 19 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 20 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 21 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
FIG. 22 is a graph showing the relationship between the noise level and the size of the protruding wall.
23A is an explanatory view showing a dimensional relationship between the air mix door and the outer edge of the opening, and FIG. 23B is an explanatory view showing a dimension of the protruding wall.
FIG. 24A is a perspective view of an air mix door according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 24B is an explanatory view showing a dimensional relationship between the air mix door and an opening outer edge portion.
FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining an effect of the air mix door according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a graph showing the relationship between noise level and frequency.
27 (a) is a perspective view of an air mix door according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 27 (b) is a side view of FIG. 27 (a).
FIG. 28 is an explanatory diagram for explaining an effect of the air mix door according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a perspective view of an air passage opening and closing device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a graph showing the relationship between the noise level and the size of the notch.
FIG. 31 is a perspective view of an air passage opening and closing device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is an explanatory diagram for explaining the principle of occurrence of abnormal noise.
[Explanation of symbols]
221 ... opening, 222 ... outer edge, 500 ... air mix door (opening / closing means),
540 ... Stepped portion

Claims

空気が流通する開口部（２２１）を有するとともに、空気通路（２１０）を構成するケーシング（２００）と、
前記開口部（２２１）の空気流れ上流側にて揺動し、前記開口部（２２１）を開閉する板状の開閉手段（５００）とを備え、
前記開閉手段（５００）のうちその揺動中心と反対側の端部には、先端側に向かうほど前記開閉手段（５００）の板厚が小さくなるように、前記板厚が階段状に変化する段付き部（５４０）が形成され、
前記開閉手段（５００）は、樹脂からなるドア本体（５１０）と、弾性変形することにより前記開口部（２２１）を閉じたときのシール性を向上するシール部材（５２０）とを有し、
前記段付き部（５４０）の先端（５４１）が前記ドア本体（５１０）と一体化されていることを特徴とする空気通路開閉装置。A casing (200) having an opening (221) through which air flows and constituting an air passage (210);
Plate-shaped opening / closing means (500) that swings on the upstream side of the air flow of the opening (221) and opens and closes the opening (221),
At the end of the opening / closing means (500) opposite to the center of swinging, the plate thickness changes stepwise so that the thickness of the opening / closing means (500) decreases toward the tip side. A stepped portion (540) is formed,
The opening / closing means (500) includes a door body (510) made of resin, and a seal member (520) that improves the sealing performance when the opening (221) is closed by elastic deformation,
An air passage opening and closing device characterized in that a tip (541) of the stepped portion (540) is integrated with the door body (510).

前記段付き部（５４０）は、前記先端（５４１）を空気が通過する際に発生した渦が衝突する角部（５４２）を有していることを特徴とする請求項１に記載の空気通路開閉装置。 The air passage according to claim 1, wherein the stepped portion (540) has a corner portion (542) where a vortex generated when air passes through the tip (541) collides. Switchgear.

前記段付き部（５４０）は、前記開閉手段（５００）の揺動中心軸方向と平行な方向に離散的に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気通路開閉装置。 The air passage opening and closing device according to claim 1 or 2, wherein the stepped portion (540) is discretely formed in a direction parallel to a swinging central axis direction of the opening and closing means (500). .

前記段付き部（５４０）の先端側は、空気の流通方向から見て三角波状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気通路開閉装置。 3. The air passage opening and closing device according to claim 1, wherein a tip end side of the stepped portion (540) is formed in a triangular wave shape as viewed from the air flow direction.