JP6029738B2 - 車両用空気調和装置の室外冷却ユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両用空気調和装置の室外冷却ユニットに関するものである。

これまでに車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの騒音を低減した技術として、以下のようなものが知られる。例えば、「矩形形状の熱交換器の下流側にファンユニットが設けられ、ファンユニットは、ベルマウスおよび環状開口部を有するシュラウド、環状開口部内に配設されているプロペラファンおよびそれを回転駆動するファンモータを備えている車両用熱交換モジュールにおいて、ファンユニットは、モータ入力が所定レベル以下とされている１ファン構成のユニットとされ、プロペラファンには、羽根の根元側の圧力面および負圧面の双方に、各々周方向に沿って半径方向に所定の間隔を隔てて２組のウイングレットが立設されている」車両用熱交換モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車両用熱交換モジュールは、上記のような構成を備えたことにより、空気流の剥離及び剥離した流れが遠心力で半径方向に飛ばされることによる流れの乱れを抑え込み、空力性能の悪化及び騒音の増大を抑制することができるというものである。

また、プロペラファンの騒音を低減した技術としては、以下のようなものが知られる。例えば、「円筒状をなすボス部の外周に複数枚のブレードを設けてなる軸流ファンにおいて、前記ブレードを、回転中心線から前記ボス部に接するブレードの根元部を通って径方向に延びる任意の面に沿った断面が、いずれの部分においても、外周部側に向かって湾曲すると共にその外周部を送風方向へ指向し、且つ、外周部側へ向かうに従いその水平角度を徐々に大きくする形状に定めると共に、当該ブレードを前進翼とし、回転中心線とブレードの根元部の中点とを結ぶ直線と、回転中心線とブレードの外周縁の中点とを結ぶ直線とのなす前進角を、２０°以上４０°以下の範囲に設定したことを特徴とする軸流ファン」が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載のプロペラファンは、上記のような構成を備えたことにより、より一層の送風騒音の低減化が図れるというものである。

特開２０１１−８５１０６号公報（要約、図２） 特許第３０７１９７３号公報（請求項１、図１〜図４）

ところで、従来から、天面部に形成された吹き出し部、及び、該吹き出し部の両側に形成され、吸い込み面が前記吹き出し部側から外側に向かうにつれて下側（ベース部側）に傾斜する吸い込み部を有する筐体と、これら吸い込み部に対向配置された一対の熱交換器と、軸心まわりに回転するボス及び前記ボスの外周部に配設された複数枚の翼を有し、上方に空気を吹き出すように筐体内における吹き出し部の下方に配置されたプロペラファンと、該プロペラファンを回転駆動させるモータと、を備えた車両用空気調和装置の室外冷却ユニットが存在している。

このように構成された車両用空気調和装置の室外冷却ユニットは、吸い込み面の法線とプロペラファンの軸心（換言すると、筐体の下面部となるベース部の法線）との成す角が鋭角となる。つまり、このように構成された車両用空気調和装置の室外冷却ユニットは、熱交換器からプロペラファンへ至るまでの筐体の内部の空気の流れが横断面視で略レの字状となり、熱交換器からプロペラファンに吸い込まれるまでの空気の曲がり量が大きい。このため、このように構成された車両用空気調和装置の室外冷却ユニットは、筐体内を流れる空気の流動抵抗が大きく、かつ、翼の外周端部に形成される翼端渦が不安定化してしまうことから、騒音が増大するという問題点があった。

ここで、特許文献１に示されているような車両用熱交換モジュールでは、プロペラファンの空気の流れの乱れを抑える効果はあるものの、上記のような熱交換器からプロペラファンに吸い込まれるまでの気流の曲がり量を軽減して流動抵抗を低減すること、及び、翼端渦の安定化についてはなんら考慮されていない。このため、上記のような車両用空気調和装置の室外冷却ユニットに特許文献１に記載の技術を採用しても、従来に比べて十分な低騒音化が実現されているとはいえない。

また、特許文献２に示されているようなプロペラファンでも、空気の流れの乱れを抑える効果はあるものの、上記のような熱交換器からプロペラファンに吸い込まれるまでの気流の曲がり量を軽減して流動抵抗を低減すること、及び、翼端渦の安定化についてはなんら考慮されていない。このため、上記のような車両用空気調和装置の室外冷却ユニットに特許文献２に記載の技術を採用しても、従来に比べて十分な低騒音化が実現されているとはいえない。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、従来に比べて十分な低騒音化を図るようにした車両用空気調和装置の室外冷却ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットは、天面部に形成された吹き出し部、及び、該吹き出し部の両側に形成され、吸い込み面が前記吹き出し部側から外側に向かうにつれてベース部側に傾斜する吸い込み部を有する筐体と、前記吸い込み部の一方に対向配置された第１の熱交換器、及び、前記吸い込み部の他方に対向配置された第２の熱交換器と、軸心まわりに回転するボス及び前記ボスの外周部に配設された複数枚の翼を有し、前記筐体内において前記吹き出し部に対向配置された少なくとも１台のプロペラファンと、該プロペラファンを回転駆動させるモータと、を備え、前記筐体のベース部の法線をｚ軸、ベース部から天面へ向かう方向を前記ｚ軸の正方向と定義した場合、前記プロペラファンは、前記軸心が前記ｚ軸に沿って配置され、前記ｚ軸の正方向に空気を吹き出すようになっており、前記吸い込み面の法線と前記ｚ軸との成す角が鋭角となる車両用空気調和装置の室外冷却ユニットであって、前記プロペラファンは、前記翼の内周端の翼弦中心点と外周端の翼弦中心点とを結んだ直線が、外周側に向かうにつれて前記ｚ軸の正方向へ傾斜し、かつ、前記翼の内周端の翼弦中心点から外周端の翼弦中心点までを結んだ翼弦中心線が、半径方向の全領域で前記ｚ軸の正方向へ凸となる曲線を成すように構成されており、前記ｚ軸に垂直な平面における前記吸い込み部の並設方向をｘ軸、該ｘ軸及び前記ｚ軸と垂直な方向をｙ軸、前記ｙ軸方向に対向する前記筐体の側面部のうちの一方の側面部を第１の側面部、前記ｙ軸方向に対向する前記筐体の側面部のうちの他方の側面部を第２の側面部、前記第１の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第１の側面部側の端部をＰ１点、前記第２の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第１の側面部側の端部をＰ２点、前記第１の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第２の側面部側の端部をＰ３点、前記第２の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第２の側面部側の端部をＰ４点、前記ｚ軸と垂直な平面において、前記第１の側面部に隣接された前記プロペラファンの前記軸心を通る前記ｙ軸と当該プロペラファンの外周端線とが交差する箇所のうち、前記第１の側面部側の箇所をＱ１点、前記ｚ軸と垂直な平面において、前記第２の側面部に隣接された前記プロペラファンの前記軸心を通る前記ｙ軸と当該プロペラファンの外周端線とが交差する箇所のうち、前記第２の側面部側の箇所をＱ２点、と定義した場合、前記Ｐ１点と前記Ｐ２点と前記Ｑ１点とで囲まれた領域、及び、前記Ｐ３点と前記Ｐ４点と前記Ｑ２点とで囲まれた領域のうちの少なくとも一方の領域に、前記第１の熱交換器及び前記第２の熱交換器と干渉しないように非通風部が設けられ、該非通風部が設けられた領域での、よどみ渦の発生を防止している。

本発明に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットによれば、プロペラファンは、翼の内周端の翼弦中心点と外周端の翼弦中心点とを結んだ直線が、外周側に向かうにつれてｚ軸の正方向へ傾斜し、かつ、翼の内周端の翼弦中心点から外周端の翼弦中心点までを結んだ翼弦中心線が、半径方向の全領域でｚ軸の正方向へ凸となる曲線を成すように構成されている。このため、本発明に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットは、第１の熱交換器及び第２の熱交換器からプロペラファンに吸い込まれるまでの気流の曲がり量の軽減により流動抵抗を低減でき、かつ、翼の外周端部に形成される翼端渦を安定化させることができ、低騒音化を実現できる。

本発明の実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの縦断面図（ｘ軸方向縦断面図）である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。 図３におけるＩ−Ｉ断面図である。 本発明の実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットと従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットにおける風量と騒音との関係の比較を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットのｙ軸方向縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットにおける非通風部の範囲と騒音の関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの別の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態３に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。 本発明の実施の形態４に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。 従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットのｘ軸方向縦断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、参照符号については、図１〜図１２において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。さらに、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。例えば、以下の実施の形態においてはプロペラファンの翼枚数が５枚である場合を例に図示しているが、翼の枚数を特に制限するものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの斜視図である。図２は、この車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの縦断面図（ｘ軸方向縦断面図）である。図３は、この車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。また、図４は、図３におけるＩ−Ｉ断面図である。
以下、図１〜図４等に基づいて、本実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００について説明する。

図１〜図３に示すように、車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００は、吹き出し部１２及び２つの吸い込み部１３が形成された筐体１と、各吸い込み部１３に対向配置された熱交換器と、筐体１内において吹き出し部１２の下方に配置されたプロペラファン３と、プロペラファン３を回転駆動させるモータ４と、を備えている。

筐体１は、略直方体の箱型形状をしている。また、筐体１の上部は、筐体１のベース部１１（下面部）と平行な天面部１４と、該天面部１４の両側に形成され、天面部１４から外側に向かうにつれて下側（ベース部１１側）に傾斜する傾斜部１５と、で形成されている。そして、吹き出し部１２は天面部１４に開口形成され、吸い込み部１３は傾斜部１５に開口形成されている。つまり、吸い込み部１３の吸い込み面（吸い込み部１３の開口部を覆う仮想平面）は、吹き出し部１２側から外側に向かうにつれて下側に傾斜する構成となっている。このように形成された吸い込み部１３のそれぞれには、これら吸い込み部１３に対向して熱交換器が設けられている。なお、本実施の形態１では、図１の左側に設けられた熱交換器を第１の熱交換器２１と称し、図１の右側に設けられた熱交換器を第２の熱交換器２２と称する。

プロペラファン３は、軸心まわりに回転するボス３１と、ボス３１の外周部に配設される複数枚の翼３２を有している。このプロペラファン３は、軸心がベース部１１の法線方向に沿うように、筐体１内における吹き出し部１２の下方に配置されている。このプロペラファン３には、モータ４の回転軸が直結されている。そして、モータ４の本体部は、ベース部１１に固定されている。つまり、本実施の形態１では、モータ４は、プロペラファン３を回転駆動させると共に、プロペラファン３を支持する構成にもなっている。このように構成されたプロペラファン３においては、モータ４に通電することにより、プロペラファン３が回転駆動し、ベース部１１の法線方向に沿って上方向に空気が吹き出されることとなる。

ここで、室外冷却ユニット１００を説明するに際して、ｚ軸、ｘ軸及びｙ軸を次のように定義する。
まず、筐体１のベース部１１の法線をｚ軸とし、ベース部１１から上向きの方向（天面部１４へ向かう方向）をｚ軸の正方向とする。
また、ｚ軸に垂直な平面における吸い込み部１３の並設方向をｘ軸とする。
また、ｘ軸及びｚ軸と垂直な方向をｙ軸とする。
このようにｚ軸、ｘ軸及びｙ軸を次のように定義すると、プロペラファン３は、その軸心がｚ軸に沿って配置され、ｚ軸の正方向に空気を吹き出すこととなる。また、上記の各吸い込み部１３は、ｚ＞０となる範囲に設けられ、ｘ軸方向に並設されていることとなる。

上記のように構成された室外冷却ユニット１００は、ｚ軸（つまりプロペラファン３の軸心）と吸い込み部１３の吸い込み面の法線との成す角が鋭角となる。このため、図２に示すように、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２（換言すると吸い込み部１３）からプロペラファン３に至るまでの筐体１内の空気の流れは、略レの字状になる。このため、本実施の形態１に係る室外冷却ユニット１００は、筐体１内を流れる空気の流動抵抗が大きく、かつ、翼の外周端部に形成される翼端渦が不安定化してしまうことから、騒音が増大するということが懸念される。

しかしながら、本実施の形態１に係る室外冷却ユニット１００は、プロペラファン３を以下のように構成することにより、低騒音化を実現している。

詳しくは、プロペラファン３の翼３２のそれぞれは、翼３２の内周端３２１の翼弦中心点３２５と外周端３２２の翼弦中心点３２５とを結んだ直線３２７が、外周側に向かうにつれてｚ軸の正方向（空気流れの下流側）へ傾斜している。そして、プロペラファン３の翼３２のそれぞれは、内周端３２１から外周端３２２までの翼弦中心点３２５を結んだ翼弦中心線３２６が、プロペラファン３の半径方向の全領域でｚ軸の正方向（空気流れの下流側）へ凸となる曲線を成すように構成されている。ここで、翼弦中心点３２５は、図４に示すように、翼３２の円筒断面（例えば図３のＩ−Ｉ断面）の展開図において、前縁端３２３と後縁端３２４とを結ぶ直線の中点である。

上記のような構成により得られる効果につき、図２及び図１２を用いて説明する。

図１２は、従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットのｘ軸方向縦断面図である。
図１２に示す従来の室外冷却ユニットと本実施の形態１に係る室外冷却ユニット１００との間で異なる構成は、プロペラファン３の構成のみである。詳しくは、従来の室外冷却ユニットにおけるプロペラファン３の翼３２のそれぞれは、翼３２の内周端３２１の翼弦中心点３２５と外周端３２２の翼弦中心点３２５とを結んだ直線が、外周側に向かうにつれてｚ軸の負方向（空気流れの上流側）へ傾斜している。また、従来の室外冷却ユニットにおけるプロペラファン３の翼３２のそれぞれは、内周端３２１から外周端３２２までの翼弦中心点３２５を結んだ翼弦中心線３２６が、プロペラファン３の半径方向の全領域でｚ軸の負方向（空気流れの上流側）へ傾斜している。

このように構成された従来の室外冷却ユニットのプロペラファン３においては、プロペラファン３を通過する空気は、該プロペラファンの外周側へ広がるような流れとなる。このため、従来の室外冷却ユニットにおいては、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２（換言すると吸い込み部１３）からプロペラファン３に至るまでの筐体１内の気流の曲がりが大きくなり、筐体１内を流れる空気の流動抵抗が大きくなってしまう。また、翼３２の外周端３２２に形成される翼端渦５が不安定化してしまう。

一方、図２に示すように、本実施の形態１に係る室外冷却ユニット１００においては、プロペラファン３を通過する空気は、該プロペラファンの軸心側へ向かうような流れとなる。このため、本実施の形態１に係る室外冷却ユニット１００においては、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２（換言すると吸い込み部１３）からプロペラファン３に至るまでの筐体１内の気流の曲がり量を軽減でき、筐体１内を流れる空気の流動抵抗を低減できる。また、本実施の形態１に係る室外冷却ユニット１００においては、翼３２の翼弦中心線３２６が、プロペラファン３の半径方向の全領域でｚ軸の正方向（空気流れの下流側）へ凸となる曲線を成しており、それによって翼弦中心線３２６の曲率は翼端渦５の渦の輪郭の曲率と略同等となることから、翼端渦５の翼３２の外周方向への放出が滑らかとなり、翼端渦５を安定化させることができる。したがって、本実施の形態１のように構成された車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００は、従来に比べて室外冷却ユニットの低騒音化を実現できる。

なお、本低騒音効果は、ｚ軸（つまりプロペラファン３の軸心）と吸い込み部１３の吸い込み面の法線との成す角が小さいほど、大きくなる。

図５は、本発明の実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットと従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットにおける風量と騒音との関係の比較を示すグラフである。なお、図５に示す「本発明」が本実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００のデータであり、図５に示す「従来」が従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットのデータである。
本実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００の必要風量は１５０ｍ^３／ｍｉｎ以上を想定している。図５より、本実施の形態１に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００は、従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットに対して、その必要風量帯において十分な騒音低減効果が得られていることが分かる。

実施の形態２．
実施の形態１で示した車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００のより一層の低騒音化を実現するためには、以下のような構成にするのが望ましい。なお、実施の形態１で述べた構成については、実施の形態２でも同一であるので、以下では実施の形態２固有の構成についてのみ説明する。

図６は、本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。なお、この図６は、非通風部６の上方に位置する天面部１４を透過して示している。
図６に示すように、本実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００は、プロペラファン３のｙ軸方向の両側に非通風部６が設けられている。

ここで、非通風部６の詳細な設置位置を説明するに際し、第１の熱交換器２１、第２の熱交換器２２及びプロペラファン３の各位置を次のように定義する。
ｙ軸方向に対向する筐体１の側面部のうちの一方の側面部を、第１の側面部１６とする。
ｙ軸方向に対向する筐体１の側面部のうちの他方の側面部を、第２の側面部１７とする。
第１の熱交換器２１のｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちでプロペラファン３から遠い側のｙ軸方向側縁部２１１（本実施の形態２では下部の側縁部）における第１の側面部１６側の端部をＰ１点とする。
第２の熱交換器２２のｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちでプロペラファン３から遠い側のｙ軸方向側縁部２２１（本実施の形態２では下部の側縁部）における第１の側面部１６側の端部をＰ２点とする。
第１の熱交換器２１のｙ軸方向側縁部２１１における第２の側面部１７側の端部をＰ３点とする。
第２の熱交換器２２のｙ軸方向側縁部２２１における第２の側面部１７側の端部をＰ４点とする。
ｚ軸と垂直な平面において、プロペラファン３の軸心を通るｙ軸とプロペラファン３の外周端線３２８とが交差する箇所のうち、第１の側面部１６側の箇所をＱ１点とする。
ｚ軸と垂直な平面において、プロペラファン３の軸心を通るｙ軸とプロペラファン３の外周部とが交差する箇所のうち、第２の側面部１７側の箇所をＱ２点とする。
なお、プロペラファン３の外周端線３２８とは、ｚ軸と垂直な平面において、プロペラファン３の軸心を中心とし、プロペラファン３の各翼３２の外周端３２２（より詳しくは、外周端３２２の翼弦中心点３２５）を通る円のことである。

上記のように、第１の熱交換器２１、第２の熱交換器２２及びプロペラファン３の各位置を定義した場合、非通風部６は、ｚ軸と垂直な平面において、Ｐ１点とＰ２点とＱ１点とで囲まれた領域、及び、Ｐ３点とＰ４点とＱ２点とで囲まれた領域の双方において、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２と干渉しないように設けられている。ｚ軸と垂直な平面において、これら非通風部６は、ｘ軸と平行に切り取ったときの線分の長さがプロペラファン３から離れるに従って増加するか一定となるような、例えばｙ軸に対して略対称の多角形状に形成されている。

上記のような構成により得られる効果につき、図７を用いて説明する。
図７は、本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットのｙ軸方向縦断面図である。なお、図７には、非通風部６を設けない場合、つまり実施の形態１で示した室外冷却ユニット１００において発生するよどみ渦７も記載している。

本実施の形態２に係る室外冷却ユニット１００も、実施の形態１で示したように、筐体１内の気流の曲がり量を軽減でき、翼端渦５を安定化させることができる。本実施の形態２に係るプロペラファン３も、実施の形態１と同様の構成となっているからである。つまり、本実施の形態２に係るプロペラファン３の翼３２のそれぞれも、翼３２の内周端３２１の翼弦中心点３２５と外周端３２２の翼弦中心点３２５とを結んだ直線３２７が、外周側に向かうにつれてｚ軸の正方向（空気流れの下流側）へ傾斜しているからである。そして、本実施の形態２に係るプロペラファン３の翼３２のそれぞれも、内周端３２１から外周端３２２までの翼弦中心点３２５を結んだ翼弦中心線３２６が、プロペラファン３の半径方向の全領域でｚ軸の正方向（空気流れの下流側）へ凸となる曲線を成すように構成されているからである。

しかしながら、図７に示すように、実施の形態１で示した室外冷却ユニット１００は、非通風部６が設けられていないため、第１の側面部１６及び第２の側面部１７に吸い込み口が存在しないにもかかわらず、これらの側面部側からの空気の吸い込みが促進されてしまうことにより、よどみ渦７が発生する。

そこで、本実施の形態２では、このよどみ渦７が発生する領域に、前述のような非通風部６を設けている。これにより、非通風部６の領域では、よどみ渦の発生を防止できるため、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２からの空気の吸い込みを妨げることなく、音源となるよどみ渦７の発生を抑制でき、より一層の低騒音化を実現できる。

なお、従来のプロペラファン３、すなわち、翼３２の内周端３２１の翼弦中心点３２５と外周端３２２の翼弦中心点３２５とを結んだ直線が、外周側に向かうにつれてｚ軸の負方向（空気流れの上流側）へ傾斜し、かつ、内周端３２１から外周端３２２までの翼弦中心点３２５を結んだ翼弦中心線３２６が、プロペラファン３の半径方向の全領域でｚ軸の負方向（空気流れの上流側）へ傾斜しているプロペラファン３では、プロペラファン３の上流側における気流の軸方向に対する角度が小さいため、非通風部６の有無にかかわらず、第１の側面部１６及び第２の側面部１７からの空気の吸い込みは促進されず、元々よどみ渦７は発生しない。

図８は、本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットにおける非通風部の範囲と騒音の関係を示すグラフである。
なお、図８に示す「本発明」が本実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００のデータであり、図８に示す「従来」が従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットのデータである。また、この図８は、風量２５０ｍ^３／ｍｉｎにおいて、本実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００と従来の車両用空気調和装置の室外冷却ユニットとを比較したものである。また、Ｌは、図６に示すように、ｙ軸と第２の熱交換器２２のｙ軸方向側縁部２２１（又は第１の熱交換器２１のｙ軸方向側縁部２１１）とのｘ軸方向距離を示している。また、ｘｐは、Ｐ２点，Ｐ４点（又はＰ１点，Ｐ３点）をｘ軸方向に移動させた場合の、ｙ軸とＰ２点，Ｐ４点とのｘ軸方向距離（図６中ではｘｐ＝Ｌ）である。

図８より、ｘｐ／Ｌ＝０、すなわち非通風部６を設けない場合に対し、ｘｐ／Ｌ＞０、すなわち非通風部６を設けることにより、より一層の騒音低減効果が得られることがわかる。また、特にｘｐ／Ｌ＝１付近において最も騒音低減効果が大きいことが分かる。

なお、本実施の形態２では、ｚ軸と垂直な平面における非通風部６の形状を、ｘ軸と平行に切り取ったときの線分の長さがプロペラファン３から離れるに従って増加するか一定となるような、ｙ軸に対して略対称の多角形状とした。これに限らず、Ｐ１点とＰ２点とＱ１点とで囲まれた領域、及び、Ｐ３点とＰ４点とＱ２点とで囲まれた領域に設けられ、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２と干渉しなければ、非通風部６の形状を例えば以下のようにしてもよい。

図９は、本発明の実施の形態２に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの別の一例を示す平面図である。なお、この図９は、非通風部６の上方に位置する天面部１４を透過して示している。
図９に示すように、ｚ軸と垂直な平面における非通風部６の形状を、ｘ軸と平行に切り取ったときの線分の長さがプロペラファン３から離れるに従って増加するか一定となるような、ｙ軸に対して略対称の曲線形状で構成してもよい。このように非通風部６を形成しても、同様の低騒音化を実現できる。

また、非通風部６の形状は、図６及び図９に限定されるものでもない。ｙ軸と非対称に非通風部６を形成してもよいし、非通風部６の側面部の一部が凹んでいてもよい。つまり、Ｐ１点とＰ２点とＱ１点とで囲まれた領域、及び、Ｐ３点とＰ４点とＱ２点とで囲まれた領域に設けられ、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２と干渉しなければ、非通風部６の形状は限定されるものではなく、実施の形態１で示した車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００のより一層の低騒音化を実現できる。ただし、非通風部６の形状によっては、図６及び図９で示した非通風部６と比べ、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２からプロペラファン３へ至るまでの気流において、流動抵抗が増加する場合がある。このため、筐体１内に非通風部６を設ける場合、図６及び図９で示した形状に非通風部６を形成することがより好ましい。

また、本実施の形態２では、プロペラファン３のｙ軸方向の両側に非通風部６を設けたが、プロペラファン３のｙ軸方向の片側のみに非通風部６を設けてもよい。非通風部６を設けている領域ではよどみ渦７の発生を抑制できるため、実施の形態１で示した車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００を低騒音化ができる。

また、本実施の形態２では非通風部６の内部について特に言及しなかったが、非通風部６の内部を中空に形成し、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２と共に冷凍サイクル回路を構成する構成部品（圧縮機、膨張弁、配管等）等を非通風部６の内部に収納してもよい。つまり、非通風部６の内部を機械室として用いてもよい。非通風部６を機械室として利用することにより、機械室を別途設ける必要がなくなり、車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００を小型化できる。

実施の形態３．
非通風部６をプロペラファン３のｙ軸方向の片側のみに設ける場合、以下のような構成にすることで、さらなる低騒音化を実現することができる。なお、本実施の形態３で特に記述しない構成については、実施の形態１又は実施の形態２と同様とする。

図１０は、本発明の実施の形態３に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。なお、この図１０は、非通風部６の上方に位置する天面部１４を透過して示している。
図１０に示すように、本実施の形態３に係る室外冷却ユニット１００は、プロペラファン３が筐体１のｙ軸方向の片側（第２の側面部１７側）に偏って設置されている。また、非通風部６は、プロペラファン３に対してｙ軸方向の反対側の片側（第１の側面部１６側）にのみ配置されるように構成されている。また、非通風部６の内部は、機械室として利用されている。

上記のような構成により、非通風部６を設置していない第２の側面部１７側については、プロペラファン３が第２の側面部１７に偏って設置されていることにより、よどみ渦７の発生を抑制できる。また、非通風部６を設置している第１の側面部１６側については、非通風部６の設置により、よどみ渦７の発生を抑制できる。このため、非通風部６をプロペラファン３のｙ軸方向の片側のみに設ける場合、本実施の形態３に係る室外冷却ユニット１００のように構成することにより、さらなる低騒音化を実現できる。

また、本実施の形態３においても非通風部６を機械室として利用しているので、機械室を別途設ける必要がなくなり、車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００を小型化できる。

実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３では、１台の室外冷却ユニット１００に対して１台のプロペラファン３が設けられていた。１台の室外冷却ユニット１００に対して複数台のプロペラファン３を設けることにより、実施の形態１〜実施の形態３で示した室外冷却ユニットをさらに低騒音化することが可能となる。なお、本実施の形態４で特に記述しない構成については、実施の形態１〜実施の形態３と同様とする。また、以下では、実施の形態２で示した室外冷却ユニット１００に複数台のプロペラファン３を設けた例について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態４に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニットの平面図である。なお、この図１１は、非通風部６の上方に位置する天面部１４を透過して示している。
図１１に示すように、本実施の形態４に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００は、プロペラファン３がｙ軸方向に複数台設置されて構成されている。
上記のような構成により、第１の熱交換器２１及び第２の熱交換器２２を通過する気流分布の偏りを低減し、通風抵抗を低減することにより、さらなる低騒音化を実現できる。

以上、実施の形態１〜実施の形態４では、プロペラファン３が上向きに空気を吹き出す車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００について説明した。つまり、実施の形態１〜実施の形態３では、車両の天井部に設けられる車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００について説明した。しかしながら、本発明に係る車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００は、プロペラファン３が上向きに空気を吹き出す車両用空気調和装置の室外冷却ユニットに限定されるものではない。例えば、実施の形態１〜実施の形態３で示した車両用空気調和装置の室外冷却ユニット１００を車両の側面部又は下面部に設け、プロペラファン３が横方向又は下方向に空気を吹き出す構成としてもよい。

１００ 室外冷却ユニット、１ 筐体、１１ ベース部、１２ 吹き出し部、１３ 吸い込み部、１４ 天面部、１５ 傾斜部、１６ 第１の側面部、１７ 第２の側面部、２１ 第１の熱交換器、２１１ ｙ軸方向側縁部、２２ 第２の熱交換器、２２１ ｙ軸方向側縁部、３ プロペラファン、３１ ボス、３２ 翼、３２１ 内周端、３２２ 外周端、３２３ 前縁端、３２４ 後縁端、３２５ 翼弦中心点、３２６ 翼弦中心線、３２７ 直線、３２８ 外周端線、４ モータ、５ 翼端渦、６ 非通風部、７ よどみ渦。

Claims (5)

1. 天面部に形成された吹き出し部、及び、該吹き出し部の両側に形成され、吸い込み面が前記吹き出し部側から外側に向かうにつれてベース部側に傾斜する吸い込み部を有する筐体と、
   前記吸い込み部の一方に対向配置された第１の熱交換器、及び、前記吸い込み部の他方に対向配置された第２の熱交換器と、
   軸心まわりに回転するボス及び前記ボスの外周部に配設された複数枚の翼を有し、前記筐体内において前記吹き出し部に対向配置された少なくとも１台のプロペラファンと、
   該プロペラファンを回転駆動させるモータと、
   を備え、
   前記筐体のベース部の法線をｚ軸、ベース部から天面へ向かう方向を前記ｚ軸の正方向と定義した場合、
   前記プロペラファンは、前記軸心が前記ｚ軸に沿って配置され、前記ｚ軸の正方向に空気を吹き出すようになっており、
   前記吸い込み面の法線と前記ｚ軸との成す角が鋭角となる車両用空気調和装置の室外冷却ユニットであって、
   前記プロペラファンは、
   前記翼の内周端の翼弦中心点と外周端の翼弦中心点とを結んだ直線が、外周側に向かうにつれて前記ｚ軸の正方向へ傾斜し、
   かつ、前記翼の内周端の翼弦中心点から外周端の翼弦中心点までを結んだ翼弦中心線が、半径方向の全領域で前記ｚ軸の正方向へ凸となる曲線を成すように構成されており、
   前記ｚ軸に垂直な平面における前記吸い込み部の並設方向をｘ軸、
   該ｘ軸及び前記ｚ軸と垂直な方向をｙ軸、
   前記ｙ軸方向に対向する前記筐体の側面部のうちの一方の側面部を第１の側面部、
   前記ｙ軸方向に対向する前記筐体の側面部のうちの他方の側面部を第２の側面部、
   前記第１の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第１の側面部側の端部をＰ１点、
   前記第２の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第１の側面部側の端部をＰ２点、
   前記第１の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第２の側面部側の端部をＰ３点、
   前記第２の熱交換器の前記ｙ軸方向に延びるｙ軸方向側縁部のうちで前記プロペラファンから遠い側のｙ軸方向側縁部における前記第２の側面部側の端部をＰ４点、
   前記ｚ軸と垂直な平面において、前記第１の側面部に隣接された前記プロペラファンの前記軸心を通る前記ｙ軸と当該プロペラファンの外周端線とが交差する箇所のうち、前記第１の側面部側の箇所をＱ１点、
   前記ｚ軸と垂直な平面において、前記第２の側面部に隣接された前記プロペラファンの前記軸心を通る前記ｙ軸と当該プロペラファンの外周端線とが交差する箇所のうち、前記第２の側面部側の箇所をＱ２点、
   と定義した場合、
   前記Ｐ１点と前記Ｐ２点と前記Ｑ１点とで囲まれた領域、及び、前記Ｐ３点と前記Ｐ４点と前記Ｑ２点とで囲まれた領域のうちの少なくとも一方の領域に、
   前記第１の熱交換器及び前記第２の熱交換器と干渉しないように非通風部が設けられ、該非通風部が設けられた領域での、よどみ渦の発生を防止していることを特徴とする車両用空気調和装置の室外冷却ユニット。
2. 前記ｚ軸と垂直な平面において、
   前記非通風部は、前記ｘ軸と平行に切り取ったときの線分の長さが前記プロペラファンから離れるに従って増加するか一定となるような形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置の室外冷却ユニット。
3. 前記非通風部は、内部が中空となっており、前記第１の熱交換器及び前記第２の熱交換器と共に冷凍サイクル回路を構成する構成部品が該内部に収納された機械室となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用空気調和装置の室外冷却ユニット。
4. 前記プロペラファンは、前記第１の側面部又は前記第２の側面部の一方に偏って設けられており、
   前記非通風部は、前記第１の側面部又は前記第２の側面部の他方に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空気調和装置の室外冷却ユニット。
5. 前記プロペラファンを複数備え、
   前記ｚ軸と垂直な平面において、これら前記プロペラファンは、前記吸い込み部の並設方向と垂直な方向に沿って並設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両用空気調和装置の室外冷却ユニット。

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