(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1のように吸音材を用いる技術は、コストが高くなる問題があった。また、車両用空調装置の軽量化が求められる。しかし、特許文献1〜4は軽量化の対策が講じられていない。車両用空調装置の軽量化を実現するために、ケースは薄肉化する傾向にある。ケースが薄肉になると送風機で発生した騒音が透過しやすくなり、車室内の静粛性が損なわれるおそれがある。ところが、車両用空調装置を軽量化しながら、騒音を低減する技術は知られていない。
【0006】
本発明の目的は、軽量化及び騒音低減の対策が講じられた車両用空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る車両用空調装置は、内部に空気通路を有するケースと、前記空気通路に送風空気を供給する送風機と、を備える車両用空調装置において、前記送風機よりも下流の前記空気通路を形成する壁の内壁面の一部は、前記送風機の騒音を前記空気通路の上流に向けて反射する反射面であり、該反射面は、凹んだ曲面であ
り、複数の反射面と該反射面に連接する面とが階段状に交互に配置され、各反射面は、相互に非相似形であることを特徴とする。
複数の反射面と該反射面に連接する面とが階段状に交互に配置され、各反射面は、相互に非相似形であることで、より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。
【0008】
本発明に係る車両用空調装置では、前記反射面は、曲率が異なる複数の領域を有することが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。
【0010】
本発明に係る車両用空調装置では、前記空気通路の上流側から、反射面の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列していることが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。
【0011】
本発明に係る車両空調装置では、(1)前記反射面が設けられた部分の壁の厚さは、前記反射面に連接する面が設けられた部分の壁の厚さよりも厚い、(2)前記反射面が設けられた部分の壁の外壁面には、補強リブが設けられる、の(1)若しくは(2)のいずれか一方又は両方の条件を満たすことが好ましい。条件(1)を満たすことで、反射面に連接する面が設けられた部分の壁では肉厚形状とせずに、ケースの薄肉化に寄与させることができる。さらに、反射面が設けられた部分の壁では音波の透過率を低減させて、反射率を向上させる。その結果、騒音をより低減することができる。また、条件(2)を満たすことで、反射面が設けられた部分の壁の剛性を高めることができ、音波の透過率を低減させて反射率を向上させ、騒音をより低減することができる。
【0012】
本発明に係る車両用空調装置では、次の(A)〜(D)の少なくともいずれか一つの構成を含むことが好ましい。より効率的に騒音を低減させることができる。
(A)前記反射面が、前記送風機を有する送風部と該送風部の下流に配置される温度調和部との間に設けられるダクト部の壁に設けられる。
(B)前記反射面が、前記送風機の下流に配置される冷却用熱交換器の吸込面に対向する対向壁に設けられる。
(C)前記反射面が、前記送風空気を車室内の吹出口まで導く連結用ダクトの壁に設けられる。
(D)前記車両用空調装置が前記送風機を有する送風部と該送風部の下流に配置される温度調和部とを縦置きしたレイアウトを有し、前記反射面が、前記送風空気の流れ方向を車両の前方から後方に向かう方向から車両の下方から上方に向かう方向に変更する部分の壁に設けられる。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、軽量化及び騒音低減の対策が講じられた車両用空調装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。
【0016】
図1は、本実施形態に係る車両用空調装置の一例を概略的に示す模式図である。
図2は、反射面の第一例を示す概略図である。
図3は、
図2のX−X断面図の一例である。本実施形態に係る車両用空調装置1は、内部に空気通路3を有するケース2と、空気通路3に送風空気を供給する送風機22と、を備える車両用空調装置において、送風機22よりも下流の空気通路3を形成する壁の内壁面の一部は、
図2及び
図3に示すように、送風機22の騒音を空気通路3の上流に向けて反射する反射面51であり、反射面51は、凹んだ曲面である。
【0017】
車両用空調装置1は、
図1に示すように、インテーク部10と、送風部20と、温度調和部30と、配風部40とを有し、ケース2で一体に形成される。車両用空調装置1は、例えば、
図1に示すように送風部20と温度調和部30とを横置きしたレイアウトを有する横置きタイプであるか、又は送風部20と温度調和部30とを縦置きしたレイアウトを有する縦置きタイプであってもよい(不図示)。ケース2の材質は、特に限定されないが、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン又はABS樹脂(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)などの合成樹脂である。空気通路3は、ケース2の内部空間である。
【0018】
インテーク部10では、
図1に示すように、外気導入口11及び内気導入口12がケース2に開口されているとともに、内外気切換ドア15がケース2内に配置されている。
【0019】
送風部20は、
図1に示すように、内部に送風機22が配置されている。送風機22は、インテーク部10の下流に配置される。送風機22は、例えば、シロッコファン又はターボファンなどの遠心式多翼ファン22aとファンを駆動するモータ22bとを有する。
【0020】
温度調和部30は、
図1に示すように、内部に冷却用熱交換器31が配置されている。冷却用熱交換器31は、送風機22の下流に配置され、冷凍サイクル(不図示)の一部として冷媒が通流可能とされており、必要に応じて送風空気を冷却する。温度調和部30では、冷却用熱交換器31の下流に、加熱用熱交換器32とエアミックスドア33とが配置されていてもよい。加熱用熱交換器32は、例えば、エンジンの排熱によって温められた温水が流通可能とされており、必要に応じて送風空気を加熱する。エアミックスドア33は、加熱用熱交換器32をバイパスする空気(冷風)の割合と加熱用熱交換器32を通過する空気(温風)の割合とを調整する。
【0021】
送風部20の吹出口24と温度調和部30の入口34との間は、ダクト部50で接続されることが好ましい。ダクト部50は、円筒状又は角筒状などの筒状の空気通路3aを形成する。
図2では、ダクト部50が、下流に向かうにしたがって上方に向かう形態を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、下流に向かうにしたがって下方に向かう形態、又は水平に配置した形態であってもよい。
【0022】
配風部40は、
図1に示すように、デフロスト開口部41と、ベント開口部42と、フット開口部43とを有する。デフロスト開口部41は、デフロストダクト47を介して間接的に又は直接的に、車室内のデフロスト吹出口(不図示)に接続される。ベント開口部42は、ベントダクト48を介して間接的に又は直接的に、車室内のベント吹出口(不図示)に接続される。フット開口部43は、フットダクト49を介して間接的に又は直接的に、車室内のフット吹出口(不図示)に接続される。デフロストダクト47,ベントダクト48及びフットダクト49は、円筒状又は角筒状などの筒状の空気通路3bを形成する。車室内の各吹出口(不図示)は、温度調和部30で温調された空気を車室内へ向かって吹出す。各開口部41,42,43の開度は、モードドア44,45,46によって、それぞれ調整される。
【0023】
反射面51は、送風機22よりも下流の空気通路3を形成する壁の内壁面の一部である。反射面51は、
図3に示すように凹んだ曲面である。ここで、凹んだ曲面とは、空気通路3の下流方向に凹んでいる曲面をいう。反射面51が曲面であるとき、反射面51の幅方向の横断面形状は、例えば、円弧状、楕円弧状、又は円弧状及び楕円弧状以外の曲線状である。反射面51を曲面とすることで、反射音をより効果的に騒音発生源(送風機)へ集約させて、騒音をより低減することができる。
【0024】
反射面51は、曲率が異なる複数の領域を有することが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。曲率が異なる複数の領域を有する形態は、例えば、反射面51の幅方向の中央部に曲率が最小となる領域を配置し、かつ、幅方向の両端部に曲率が中央部よりも大きな領域を配置する形態、又は反射面51の幅方向の中央部に曲率が最大となる領域を配置し、かつ、幅方向の両端部に曲率が中央部よりも小さな領域を配置する形態である。本実施形態では、曲率が異なる複数の領域を有する形態は、反射面51の幅方向の横断面形状が楕円弧状である形態のように、曲率が連続的に変化する形態を含む。
【0025】
本実施形態に係る車両用空調装置1では、
図2に示すように複数の反射面51と反射面51に連接する面52とが階段状に交互に配置され、各反射面51は、相互に非相似形であることが好ましい。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。複数の反射面51の組合せは、例えば、相互に形状の異なる曲面状の反射面の組合せである。相互に形状の異なる曲面状の反射面の組合せは、例えば、複数の反射面51が、空気通路3の上流側から、反射面51の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列している形態、又は複数の反射面51が、空気通路3の上流側から、反射面51の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が小さい順に配列している形態である。より好ましくは、複数の反射面51が、空気通路3の上流側から、反射面51の幅方向の横断面形状が有する最大曲率が大きい順に配列している形態である。より幅広い周波数の音に対して減衰効果を得ることができる。
【0026】
反射面51は、
図2に示すように、ケース2の壁自体を凹凸させて形成するか、又はケース2の壁の厚さを厚くして凹凸を形成してもよい(不図示)。車両用空調装置1をより軽量化できる点で、反射面51は、ケース2の壁自体を凹凸させて形成することがより好ましい。また、反射面51の数は、単数であるか、又は複数であってもよい。
図2では、一例として反射面51が3個である形態を示した。
【0027】
反射面51は、
図2に示すように、送風部20と温度調和部30との間に設けられるダクト部50の壁に設けられることが好ましい(以降、形態(A)ということもある。)。形態Aでは、例えば、ダクト部50が、
図2に示すように下流に向かうにしたがって上方に向かう形態であるとき、送風機22で発生した騒音はダクト部50の下方側の壁に衝突して上方に向かって反射する。上方に向かって反射した騒音は、反射面51に衝突して空気通路3の上流に向かって反射する。このようにして、反射音を騒音発生源(送風機22)へ戻すことができる。その結果、車室内の吹出口(不図示)から車室内へ伝播する騒音を低減することができる。反射面51は、反射面51の法線方向が送風部20の吹出口24に向かっていることが好ましい。反射音をより効果的に騒音発生源(送風機22)へ集約させて、騒音をより低減することができる。
【0028】
ダクト部50が下流に向かうにしたがって上方に向かうとき、反射面51は、ダクト部50の内壁面のうち、車両の上方側の内壁面50aに設けられることがより好ましい。送風機22から吹き出された送風空気はダクト部50の内壁面のうち、車両の下方側の内壁面50bに向かい、多くがこの下方側の内壁面50bに沿って通過する。ここで凸凹な形状の反射面51を、下方側の内壁面50bではなく上方側の内壁面50aに設けることで、通気抵抗が上昇することを防止することができる。
【0029】
反射面51は、高さが幅よりも短い細長形状を有することが好ましい。ここで、反射面51の幅とは、例えば
図2のように反射面51がケース2の内壁面のうち上方側の内壁面に設けられるときは車両の前後方向の長さをいう。
図2において車両の前後方向は、
図2が描かれた紙面の表面から裏面へ向かう方向である。また、反射面51の高さとは、反射面51の幅方向に直交する方向の長さをいう。
【0030】
図4は、
図2に示す反射面の変形形態の第一例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置1は、(1)反射面51が設けられた部分の壁の厚さは、
図4に示すように、反射面51に連接する面52が設けられた部分の壁の厚さよりも厚い、の条件を満たすことが好ましい。車両用空調装置1の軽量化が求められており、軽量化を実現するために、ケース2は薄肉化される傾向にある。反射面ではケース2の厚さが薄すぎると、送風機で発生した騒音が透過しやすくなり、車室内の静粛性が損なわれるおそれがある。そこで、反射面51に連接する面52が設けられた部分の壁では肉厚形状とせずに、ケース2の薄肉化に寄与させる。さらに、反射面51が設けられた部分の壁ではケース2の厚さを適度に厚くする。その結果、反射面51における音波の透過率を低減させて、騒音をより低減することができる。反射面51が設けられた部分の壁の厚さは、特に限定されないが、車両用空調装置1の軽量化の観点から、例えば0.8〜1.5mmである。反射面51に連接する面52が設けられた部分の壁の厚さは、特に限定されないが、例えば1.5〜2.5mmである。
【0031】
図5は、
図2に示す反射面の変形形態の第二例を示す概略図である。本実施形態に係る車両用空調装置1は、条件(1)に代えて、(2)反射面51が設けられた部分の壁の外壁面61には、補強リブ53が設けられる、の条件を満たす形態としてもよい。ここで、外壁面61は、ケース2の外壁面である。補強リブ53によって、反射面51が設けられた部分の壁の剛性を高めることで、音波の透過率を低減させて反射率を向上させ、騒音をより低減することができる。補強リブ53は、外壁面61から突出する。なお、
図5のように反射面51の厚さを反射面51に連接する面52と同程度とすることで、
図4に示す反射面に比べて、軽量化に寄与することができる。
【0032】
補強リブ53の配置は、
図5では一例として反射面51の高さ方向に沿って配置する形態を示したが、反射面51が設けられた部分の壁の剛性を高めることができればよく、本発明は補強リブ53の配置に制限されない。
図6は、
図2に示す反射面の変形形態の第三例を示す概略図である。補強リブ54は、例えば、
図6に示すように稲妻形状又はジグザグ形状に配置してもよい。
【0033】
補強リブ53,54は、ケース2と一体に成形するか、又は別体であってもよい。補強リブ53,54をケース2と別体で形成するとき、補強リブ53,54はケース2の材質と同じ材質で形成するか、又はケース2の材質とは異なる材質で形成してもよい。ケース2を射出成型により製造し、補強リブ53、54をケース2と一体に成形されるものとすることで、工程を追加することなく補強リブ53,54をケース2に形成することができる。
【0034】
本実施形態では、条件(1)及び条件(2)の両方を満たす形態としてもよい。すなわち、反射面51が設けられた部分の壁の厚さを反射面51に連接する面52が設けられた部分の壁の厚さよりも厚くし、かつ、反射面51が設けられた部分の壁の外壁面61に補強リブ53,54を設けてもよい。例えば、
図4に示す反射面51が設けられた部分の壁の外壁面に、補強リブ53又は補強リブ54を設ける形態である。
【0035】
図7は、反射面の第一例の変形形態を示す概略図である。本実施形態では、
図7に示すように、反射面51はダクト部50の内壁面のうち、下方側の内壁面50bに設けてもよい。また、反射面51は、ダクト部50の内壁面の複数の方向に設けてもよい。反射面51をダクト部50の内壁面の複数の方向に設ける形態は、例えばダクト部50の上方側の内壁面50a及び下方側の内壁面50bの両方に設ける形態である。さらにまた、反射面51は、ダクト部50の内壁面のうち、車両の前方側の内壁面及び/又は車両の後方側の内壁面に設けてもよい。
図7において車両の前後方向は、
図7が描かれた紙面の表面から裏面へ向かう方向である。
【0036】
次に、反射面の別形態(形態B〜形態D)について説明する。形態B〜形態Dの反射面は、設ける場所が違う以外は、形態Aの反射面51と基本的な構造を同じくする。このため、形態Aと共通する構成については説明を省略し、相違する構成について説明する。
【0037】
図8は、反射面の第二例を示す概略図である。本実施形態では、反射面51が、冷却用熱交換器31の吸込面31aに対向する対向壁35に設けられることが好ましい(以降、形態(B)ということもある。)。対向壁35は、ケース2の壁の一部であり、冷却用熱交換器31の吸込面31aとの間に曲げ通路3cを形成する。曲げ通路3cは、空気通路3の一部であり、送風機21からの送風空気の流れ方向を、冷却用熱交換器31の吸込面31aに向かう方向に変更する。例えば、送風機21からの送風空気の流れ方向が車両の左から右へ向かう方向であるとき、冷却用熱交換器31の吸込面に向かう方向は車両の前方から後方へ向かう方向である。
【0038】
反射面51は、温度調和部30の入口34が形成する面Faに対向することが好ましい。形態Bでは、曲げ通路3cに侵入した送風機22で発生した騒音は、反射面51に衝突して空気通路3の上流に向かって反射する。このようにして、騒音が空気通路の下流に伝達されることを抑制することができる。その結果、車室内の吹出口(不図示)から車室内へ伝播する騒音を低減することができる。
【0039】
図9は、反射面の第三例を示す概略図である。本実施形態では、反射面51が、送風空気を車室内の吹出口(吹出口)まで導く連結用ダクト48の壁に設けられることが好ましい(以降、形態(C)ということもある。)。連結用ダクトは、例えば、
図1に示す、デフロストダクト47,ベントダクト48又はフットダクト49である。
図9では一例としてベントダクトである形態を示した。
【0040】
反射面51は、ベント開口部42が形成する面Fbに対向することが好ましい。形態Cでは、連結用ダクト(ベントダクト)48内の空気通路3bに侵入した送風機22で発生した騒音は、反射面51に衝突して空気通路3の上流に向かって反射する。このようにして、騒音が空気通路の下流に伝達されることを抑制することができる。その結果、車室内の吹出口(不図示)から車室内へ伝播する騒音を低減することができる。
【0041】
図10は、反射面の第四例を示す概略図である。本実施形態では、車両用空調装置100が送風部20と温度調和部30とを縦置きしたレイアウトを有し、反射面51が、送風空気の流れ方向を車両の前方から後方に向かう方向から車両の下方から上方に向かう方向に変更する部分の壁36に設けられることが好ましい(以降、形態(D)ということもある。)。
図10において、送風空気の流れ方向を白抜き矢印dで示した。送風空気の流れ方向を車両の前方から後方に向かう方向から車両の下方から上方に向かう方向に変更する部分の壁36は、加熱用熱交換器32の吸込面32aに対向する対向壁である。対向壁36は、ケース2の壁の一部であり、加熱用熱交換器32の吸込面32aとの間に曲げ通路3dを形成する。曲げ通路3dは、空気通路3の一部であり、冷却用熱交換器31を通過してきた送風空気の流れ方向を、加熱用熱交換器32の吸込面32aに向かう方向に変更する。冷却用熱交換器31を通過してきた送風空気の流れ方向は、車両の前方から後方へ向かう方向であり、加熱用熱交換器32の吸込面32aに向かう方向は車両の前方から後方に向かう方向から車両の下方から上方に向かう方向である。
【0042】
反射面51は、冷却用熱交換器31の吹出面31bに対向することが好ましい。形態Dでは、曲げ通路3dに侵入した送風機22で発生した騒音は、反射面51に衝突して空気通路3の上流に向かって反射する。このようにして、騒音が空気通路3の下流に伝達されることを抑制することができる。その結果、車室内の吹出口(不図示)から車室内へ伝播する騒音を低減することができる。
【0043】
形態B〜形態Dにおいても、形態Aと同様に、
図2に示すように反射面51が設けられた部分の壁の厚さを反射面51に連接する面52が設けられた部分の壁の厚さよりも厚くするか、
図5及び
図6に示すように反射面51が設けられた部分の壁の外壁面61に補強リブ53,54を設けるか、又は反射面51が設けられた部分の壁の厚さを反射面51に連接する面52が設けられた部分の壁の厚さよりも厚くし、かつ、反射面51が設けられた部分の壁の外壁面61に補強リブ53,54を設けてもよい。
【0044】
形態A〜形態Dは、単独で採用するか、又は二つ以上を組合せて採用してもよい。好ましい組合せ例としては、形態A及び形態Bの組合せ、形態A及び形態Dとの組合せ、形態A、形態B及び形態Dの組合せである。
【解決手段】車両用空調装置は、内部に空気通路3を有するケースと、空気通路3に送風空気を供給する送風機22と、を備える車両用空調装置において、送風機22よりも下流の空気通路3を形成する壁の内壁面の一部は、送風機22の騒音を空気通路3の上流に向けて反射する反射面51であり、反射面51は、凹んだ曲面である。