(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に向かう空調風が流れる通路が内部に形成されるケース（２）と、
前記室内に露出する室内吹出口（２２）から前記空調風が吹き出されるように、前記ケースに形成されたケース吹出口（１２）と前記室内吹出口とを接続するダクト（１９）と、
前記ケース吹出口よりも下流で前記ダクトの内壁面（１９ａ）から間隔をあけて配置される板状部材であって、当該板状部材の両面と前記ダクトの内壁面との間で通路（３０ａ，３０ｂ）を形成する消音部材（３１）と、を備え、
前記消音部材は、表面が毛で覆われている毛状面部（３１１）を前記両面のうち少なくとも一方の面に備え、
前記毛状面部が設けられる面と間隔をあけて対向する前記ダクトの内壁面（１９ａ）は、曲がり部でない通路を形成し、
前記毛状面部が設けられる面は、前記曲がり部でない通路において前記空調風の流れ方向に沿うように設けられ、
前記消音部材は、前記毛状面部よりも剛性の高い枠部（３１２，３３２）を有し、前記枠部は前記毛状面部を前記通路に露出させる開口を有して前記毛状面部の外周縁部を支持することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
室内に向かう空調風が流れる通路が内部に形成されるケース（２）と、
前記室内に露出する室内吹出口（２２）から前記空調風が吹き出されるように、前記ケースに形成されたケース吹出口（１２）と前記室内吹出口とを接続するダクト（１９）と、
前記ケース吹出口よりも下流で前記ダクトの内壁面（１９ａ）から間隔をあけて配置される板状部材であって、当該板状部材の両面と前記ダクトの内壁面との間で通路（３０ａ，３０ｂ）を形成する消音部材（３１）と、を備え、
前記消音部材（３１）は、表面が毛で覆われている毛状面部（３１１）を前記両面のうち少なくとも一方の面に備え、
さらに、前記室内吹出口（２１）と前記ケース吹出口（１１）とを接続するダクト（１８）内の通路をそれぞれ開閉する複数のドア（１５Ａ，６０）を備え、
前記複数のドアは空調風の流れ方向に間隔をあけて配置されるとともに、少なくとも一方のドアには、ドア板を貫通する複数の貫通孔（１５１）が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
前記消音部材（３３）は、前記ケース吹出口よりも下流で前記ダクト（１９）内の通路を開閉するドア板であり、当該ドア板の両面のうち少なくとも一方の面に前記毛状面部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項４】
前記毛状面部は、前記板状部材の両面に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記空調風が吹き出される前記室内は、自動車の室内であり、
前記ケース吹出口（１２）は、フェイス吹出口であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に空調風が流れる空気通路を有し、当該空調風が吹き出される吹出口が形成されている空調ケースを備えた空調装置に関するものであり、特に車両用空調装置に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、車両用空調装置の空気流路下流側に接続される空調用ダクトに、外筒部と当該外筒部の内部に形成される内筒部とを設け、外筒部の内周面と内筒部の外周面とで空洞のサイドブランチ型消音室を区画する技術が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、空気通路を形成するチャンネルの外壁に円形の孔が形成され、当該外壁の外側に吸音部品を取り付ける自動車用空調ユニットが記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、空調ダクトの屈曲部を形成する対向面に振動エネルギーを減衰させる第１の吸音部材を設けるとともに、第１の吸音部材への入射波が反射される空調ダクトの対向領域に振動エネルギーを減衰させる第２の吸音部材を設ける技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６５７１７号公報
【特許文献２】特開２００７−８４０６１号公報
【特許文献３】特開２００７−２６３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の従来技術では、サイドブランチ型消音室で消音できる音の波長は、消音室の軸方向長さの４倍であるが、低周波数域を有する音圧レベルを低減したい場合には、１波長が長くなる。このため、当該消音室の軸方向長さも大きくなり、装置が大型化してしまうという問題がある。例えば自動車等で音圧レベルが高い、周波数５００Ｈｚの音は、１波長が６８０ｍｍであるため、当該消音室の軸方向長さが１７０ｍｍと大きくなる。また、サイドブランチ型消音室は、ダクトの内壁面近傍に形成されているため、ダクト壁面近傍の音を消音することはできるが、流路全体の音圧レベルを低下する効果は小さい。
【０００７】
また、特許文献２の従来技術では、空気通路の外側に吸音部品が取り付けられる構造であるため、空調ユニットの体格が大きくなるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３の従来技術では、１６００Ｈｚ〜６３００Ｈｚの周波数帯域において騒音レベルの低減を実現できるが、これよりも小さい周波数帯域の騒音に対しては顕著な低減効果が見られない。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、装置体格を大型化することなく、空力騒音を低減することができる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】
【００１０】
上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１の空調装置に係る発明は、室内に向かう空調風が流れる通路が内部に形成されるケース（２）と、室内に露出する室内吹出口（２２）から空調風が吹き出されるように、ケースに形成されたケース吹出口（１２）と室内吹出口（２２）とを接続するダクト（１９）と、ケース吹出口よりも下流でダクトの内壁面（１９ａ）から間隔をあけて配置される板状部材であって、当該板状部材の両面とダクトの内壁面との間で通路（３０ａ，３０ｂ）を形成する消音部材（３１）と、を備え、消音部材は、表面が毛で覆われている毛状面部（３１１）を当該板状部材の両面のうち少なくとも一方の面に備え、
毛状面部が設けられる面と間隔をあけて対向するダクトの内壁面（１９ａ）は、曲がり部でない通路を形成し、
毛状面部が設けられる面は、曲がり部でない通路において空調風の流れ方向に沿うように設けられ、
消音部材は、毛状面部よりも剛性の高い枠部（３１２，３３２）を有し、枠部は毛状面部を通路に露出させる開口を有して毛状面部の外周縁部を支持することを特徴とする。
【００１１】
本願の発明者は、ダクトが接続された室内空調ユニットにおいて、一般に空力騒音発生の考え方として知られるＰｏｗｅｌｌの理論に基づいた式について、市販の汎用流体解析ソフトウェアを用いて数値解析を行い、室内空調ユニット内部及びダクト内部を流通する流体についてＰｏｗｅｌｌ音源項の分布を求めた。Ｐｏｗｅｌｌの理論は、物体表面の圧力変動だけでなく、空間中の流れ場に存在する渦の変形や伸縮も騒音源になると考えるものである。そして、本数値解析においては、渦度ベクトルと流速ベクトルの外積を用いて、流れと空力騒音を関連付けた波動方程式を表し、この波動方程式について、各位置における当該外積を空間と時間で微分し、Ｐｏｗｅｌｌ音源項の値を演算する。この演算結果に基づいて室内空調ユニット内部及びダクト内部の流れを可視化することにより、発明者は、Ｐｏｗｅｌｌ音源項の値が室内空調ユニットの内部（ケースの内部）よりもダクト内部で大きくなることがわかる。したがって、発明者は、室内空調ユニット内部よりもダクト内部で流体流れの乱れが促進され、当該乱れが騒音に大きく寄与することを見い出した。なお、いわゆる空力騒音は、風が物体に当ってその後ろで渦を作る過程で発生する音であり、つまり、気流の運動によって生じる騒音のことである。
【００１２】
そこで、本発明によれば、板状の消音部材がケース吹出口と室内吹出口とを接続するダクト内の通路において、ダクトの内壁面から間隔をあけて設けられ、消音部材の少なくとも一方の面には表面が毛で覆われている毛状面部が形成されている。この消音部材は、毛状面部を空気が沿うように流れる際に、表面を覆う毛によって、毛状面部と空気の境界における空気のせん断層の形成を抑制するのである。このため、上述のように、流れの乱れが大きいダクト内を流れる空気は消音部材の両面のうち少なくとも一方の面における毛状面部によって乱れが抑制されるため、空力騒音を低減することができる。したがって、装置体格を大きくしなくても空力騒音の低減が図れる空調装置を提供することができる。
また、この発明によれば、比較的軟質である毛状面部を剛性の高い枠部によって確実に支持するため、毛状面部を安定した状態で設置することができ、毛状面部に空調風を沿わせる構造を安定的に提供できる。したがって、所望の消音機能を継続的に発揮し得る消音部材が得られる。
【００１３】
請求項２の空調装置に係る発明は、室内に向かう空調風が流れる通路が内部に形成されるケース（２）と、室内に露出する室内吹出口（２２）から空調風が吹き出されるように、ケースに形成されたケース吹出口（１２）と室内吹出口（２２）とを接続するダクト（１９）と、ケース吹出口よりも下流でダクトの内壁面（１９ａ）から間隔をあけて配置される板状部材であって、当該板状部材の両面とダクトの内壁面との間で通路（３０ａ，３０ｂ）を形成する消音部材（３１）と、を備え、消音部材（３１）は、表面が毛で覆われている毛状面部（３１１）を当該板状部材の両面のうち少なくとも一方の面に備え、さらに室内吹出口（２１）とケース吹出口（１１）とを接続するダクト（１８）内の通路をそれぞれ開閉する複数のドア（１５Ａ，６０）を備え、複数のドアは空調風の流れ方向に間隔をあけて配置されるとともに、少なくとも一方のドアには、ドア板を貫通する複数の貫通孔（１５１）が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、空調風の流れ方向の上流側と下流側に配置される複数のドア板によってダクト内の通路に閉空間を形成することができ、さらにドア板に形成された貫通孔が当該閉空間と外部とを連通する連通路を形成する。この構成により、ケース吹出口と室内吹出口の間を接続するダクトの内部において、ドアを活用した穴あき型の共鳴式消音装置を構築することができる。したがって、当該閉空間が共鳴箱として機能して、上流側のケース内部から伝播してくる騒音を低減することができる。
【００１５】
請求項３によると、消音部材（３３）は、ケース吹出口よりも下流でダクト（１９）内の通路を開閉するドア板であり、当該ドア板の両面のうち少なくとも一方の面に毛状面部が形成されていることを特徴とする。この発明によれば、当該ダクト内の通路を開閉するドアが消音部材の役割を兼ねることができるため、風量の調節機能と消音機能とを併せ持ったドア機構を構成することができる。したがって、毛状面部を備える部材を別個に設ける必要がなく、搭載スペースの低減及び簡素な構成が図れる室内空調ユニットを提供できる。
【００１６】
請求項４は、請求項１から請求項３のいずれか一項の発明において、毛状面部は、板状部材の両面に設けられていることを特徴とする。この発明によれば、流れの乱れが大きいダクト内を流れる空気は消音部材の両面において、毛状面部によって乱れが抑制されるため、さらなる流れの乱れを低減する効果が得られ、一層の空力騒音の低減効果が期待できる。
【００１９】
請求項５によると、空調風が吹き出される室内は、自動車の室内であり、ケース吹出口（１２）はフェイス吹出口であることを特徴とする。この発明によれば、上記各発明の消音部材により、自動車において問題となり得る低い周波数域の騒音レベルを効果的に低減することができる。また、請求項１から請求項４のいずれか一項の発明を自動車の空調装置に適用することにより、自動車の計器パネルの背面側、サイドトリム等のスペースに制限のある搭載場所において、室内空調ユニットを大きくすることなく設置可能なため、有用である。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る車両用空調装置の室内空調ユニットの構成を説明する断面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ切断面を矢視したときの状態を示す部分断面図である。
【図３】運転席側のフェイス吹き出しのためのダクト内における消音部材を示す斜視図である。
【図４】消音部材の毛状面部を示す側面図である。
【図５】図４におけるＶ方向の矢視図である。
【図６】消音装置における消音部材の毛状面部を支持するための支持部を示す斜視図である。
【図７】助手席側のフェイス吹き出しのためのダクト内における消音部材を示す断面図である。
【図８】本発明を適用した第２実施形態に係るフェイス吹き出しのための消音装置を示す断面図である。
【図９】図８において、助手席側の消音機構を示す断面図である。
【図１０】本発明を適用した第３実施形態に係る車両用空調装置の室内空調ユニットの構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２３】
（第１実施形態）
本発明の空調装置を適用した第１実施形態を図１および図２を用いて説明する。図１は第１実施形態の車両用空調装置における室内空調ユニット１の構成を説明する断面図である。図１において、紙面の上方が車両上方、下方が車両下方、左方向が車両前方、右方向が車両後方をそれぞれ示している。
【００２４】
室内空調ユニット１は、その外殻をケース２で構成されており、大別して送風部と空調部を備えている。ケース２は車室内前方のインストルメントパネル２４の裏側に配置されている。ケース２は、複数のケース部材からなり、例えばポリプロピレンなどの樹脂成形品である。複数のケース部材は、金属ばね、ねじ等の締結手段によって一体的に結合されてケース２を構成している。
【００２５】
さらに室内空調ユニット１は、車室内に向けて左右の吹出し口からそれぞれに温調された空気を供給する装置であり、運転席側と助手席側において独立に空調設定を可変できる、いわゆる左右独立温度コントロールを実現する。そして、室内空調ユニット１のケース２内部には、左右別々に温調された通風が混ざらないように中間仕切り板（図示せず）が設けられ、中間仕切り板によってケース２内部は、車両左右方向に二つの通風路に区画されている。
【００２６】
送風部は、車室内または車室外の空気を空調部に送風するための送風機（図示せず）を備え、送風機の吹出口は空調部の入口に至る送風通路３と接続されている。送風機は、遠心多翼ファンとこれを駆動するモータとからなり、遠心多翼ファンの周囲はスクロールケーシングで囲まれ、遠心多翼ファンの遠心方向に伸びるダクトによって送風通路と連通している。
【００２７】
空調部は、送風通路３全体を横断的に塞いで設けられたエバポレータ４と、エバポレータ４を通過してきた空気を加熱するヒータコア８と、冷風通路５と、二つのエアミックスドア６，７と、温風通路９と、温風と冷風が混合する空間のエアミックスチャンバ１０と、デフロスタ用ドア１５と、フェイス用ドア１６と、フット用ドア１７と、をケース２の内部に備えている。さらにケース２には、冷風通路５および温風通路９の下流側に複数個の吹出口が形成されており、ここでは、ケース吹出口の一例であるデフロスタ吹出口１１、フェイス吹出口１２およびフット吹出口（第１のフット吹出口１３，第２のフット吹出口１４）が設けられている。
【００２８】
デフロスタ吹出口１１はケース２の車両前方側の上部に位置する。インストルメントパネル２４のフロントウィンドウガラス２３付近の車両前方部には、室内吹出口の一つであるデフロスタ室内吹出口２１が設けられている。デフロスタ吹出口１１とデフロスタ室内吹出口２１は、曇り度合いを低減するために空調風がフロントウィンドウガラス２３等の室内側面に沿うように、デフロスタ用ダクト１８によって接続されている。デフロスタ吹出口１１はデフロスタ用ドア１５によって開閉制御される。
【００２９】
フェイス吹出口１２はケース２上部のデフロスタ吹出口１１よりも車両後方側に位置する。インストルメントパネル２４の車両後方側の前面には、車室内に露出する室内吹出口の一つであるフェイス室内吹出口２２が設けられている。フェイス吹出口１２とフェイス室内吹出口２２は、運転席及び助手席の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すために、フェイス用ダクト１９によって接続されている。フェイス吹出口１２はフェイス用ドア１６によって開閉制御される。
【００３０】
フット吹出口１３，１４はケース２下部の車両後方側に位置する。乗員の足元には、室内吹出口の一つであるフット室内吹出口（図示せず）が設けられている。フット吹出口１３，１４とフェイス室内吹出口２２は、運転席及び助手席の乗員の足元に向けて空調風を吹き出すために、フット用ダクト２０によって接続されている。フット吹出口１３，１４はその開口断面積がフット用ドア１７によって開閉制御される。フット用ドア１７によって、第１のフット吹出口１３が開状態になる場合はフット用ダクト２０内の通路をヒータコア８で加熱された空気が流れ、第２のフット吹出口１４が開状態になる場合はフット用ダクト２０内の通路をエバポレータ４で冷却された空気が流れる。
【００３１】
各吹出口１１，１２，１３，１４は、ケース２の内部を車両左右方向に二分する通路仕切り壁を中心として左右対称であり、車両の運転席側および助手席側の左右両方側に空調風を供給可能なように配置されている。また、各吹出口から吹き出される空調風は、接続された各ダクト１８，１９，２０内を通って車室内の所定の室内吹き出し部位に供給されることになる。また、デフロスタ用ドア１５、フェイス用ドア１６及びフット用ドア１７のそれぞれは、回転軸と回転軸の他方側に延びる平板状のドア板とを有する片側枢支式の板状ドアである。送風機、エアミックスドア６，７、デフロスタ用ドア１５、フェイス用ドア１６及びフット用ドア１７の作動は、図示しない制御装置によって制御される。
【００３２】
エバポレータ４は、例えば、ケース２の車両前方側に位置し、冷凍サイクル内の膨張弁で減圧された低温低圧の冷媒を送風機の送風を受けて内部で蒸発させる冷却用熱交換器である。そして、冷媒が流れるチューブの周囲を通過する送風空気を冷却して下流の冷風通路５に冷風を供給する。ヒータコア８は、エバポレータ４よりも車両後方側の下部に位置し、走行用エンジンの高温の冷却水を熱源として送風空気と熱交換させ、周囲を流れる空気を加熱する加熱用熱交換器であり、エバポレータ４よりも空気流れ方向の下流側の通路を部分的に塞ぐように配置されている。
【００３３】
エアミックスドア６は、エバポレータ４よりも車両後方側に位置し、エバポレータ４を通過した空気が流下する下流側の通路である冷風通路５を開閉できるドアである。エアミックスドア７は、エバポレータ４よりも車両後方側に位置し、エアミックスドア６よりも下方の通路を開閉して、エバポレータ４を通過した空気が流下する冷風通路５及び温風通路９を開閉できるドアである。
【００３４】
エアミックスドア６，７は、その開度位置により、ヒータコア８を通る温風の風量とヒータコア８を通過しない冷風の風量との比率を調節して、空調風の温度調節を行う。そして、エアミックスドア６及び７が図１の実線で示す位置にあるときは最大冷房時であり、温風通路９を閉めてヒータコア８への空気の流れを完全に遮断し、車室内に冷房風を提供する。なお、図１に示す状態は、フェイス吹き出しモードが設定されたときであり、エアミックスドア６，７、デフロスタ用ドア１５、フェイス用ドア１６、フット用ドア１７も当該モードを実施する開度位置に設定されている。
【００３５】
逆に、エアミックスドア６が図１の二点鎖線で示す位置にあるときは最大暖房時であり、エアミックスチャンバ１０に至る冷風通路５を閉めてエバポレータ４を通過した空気をすべてヒータコア８へ流して加熱し、車室内に暖房風を提供する。
【００３６】
また、エアミックスドア６及び７が上記の中間の位置にあるときは、冷風通路５と温風通路９の両方が部分的に開放されて冷風と温風の両方が流下するようになり、各吹出口１１〜１４の上流側に設けられるエアミックスチャンバ１０で混合し、温調されてから開放されている吹出口から吹き出され、ダクト内を通過して室内吹出口に送られる。
【００３７】
温風通路９は、車両前方側に傾いた形態で、ケース２の下部から上方のエアミックスチャンバ１０に向けて延びるように形成されている。温風通路９は、ケース２の車両左右方向全体に亘る幅寸法を有し、その幅寸法は車両前後方向の寸法よりも大きくなっている。つまり、温風通路９は、前後方向に薄く、横長で上下方向に長い扁平状の通路を呈している。
【００３８】
フェイス吹出口１２及びデフロスタ吹出口１１はエアミックスチャンバ１０に臨む開口である。第１のフット吹出口１３は温風通路９に臨む開口である。第２のフット吹出口１４は、エバポレータ４の下流側から、ヒータコア８よりも下方の位置に延びる通路に臨み、ヒータコア８を通らない冷風が吹き出される開口である。したがって、フット用ドア１７が図１の実線で示す位置にあるときは、第１のフット吹出口１３は閉じられて第２のフット吹出口１４から冷風が吹き出される。また、フット用ドア１７が図１の二点鎖線で示す位置にあるときは、第２のフット吹出口１４は閉じられて第１のフット吹出口１３から温風が吹き出される。
【００３９】
本発明に係る空調装置では、ケース吹出口よりも下流側で、ダクトの内壁面から間隔をあけて設けられた板状の消音部材を有する消音装置を備えている。すなわち、消音部材の両面とダクトの内壁面との間にはそれぞれ通路が形成されている。当該消音装置により、上記の課題を解決するための手段の欄で説明したように、発明者が見い出した室内空調ユニット内部よりもダクト内部で大きい流体流れの乱れによる空力騒音の低減が図れるのである。
【００４０】
以下に、ケース吹出口を代表してフェイス吹出口１２よりも下流側に設けられた消音装置３０について説明する。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ切断面を矢視したときの状態を示す部分断面図である。図３は、運転席側のフェイス吹き出しのためのダクト内における消音部材３１を示す斜視図である。図２に示すように、消音装置３０は、ケース２のフェイス吹出口１２とフェイス用ダクト１９との間を接続する筒状体の装置であり、その通路延長方向の両端部には接続するためのフランジ部及び複数の接続用穴が形成されている。
【００４１】
フェイス吹出口１２よりも下流側の通路は、消音装置３０の内部を車両左右方向に二分する中央仕切り壁３４によって左右対称な運転席側通路と助手席側通路とに分けられる。運転席側通路及び助手席側通路は、運転席側及び助手席側の左右両方側に空調風を供給可能な通路を構成し、それぞれの通路は、さらに左右の仕切り壁３２２，３５によって左右方向に仕切られてセンター通路とサイド通路に分けられる。
【００４２】
センター通路は、消音装置３０を構成する筒状体の左右方向中央部に左右対称に１個ずつ運転席側のセンター通路と助手席側のセンター通路として設けられ、合計２個の通路である。運転席側のセンター通路と助手席側のセンター通路は、それぞれ独立した別々のフェイス用ダクト１９によって、インストルメントパネル２４の車両後方側の前面に設けられた、運転席側及び助手席側それぞれのセンター吹出口に相当するフェイス室内吹出口２２に接続されている。
【００４３】
サイド通路は、消音装置３０を構成する筒状体の左右方向両端部に左右対称に１個ずつ運転席側のサイド通路と助手席側のサイド通路として設けられ、運転席側のセンター通路と助手席側のセンター通路を挟むように配置された合計２個の通路である。運転席側のサイド通路と助手席側のサイド通路は、それぞれ独立した別々のフェイス用ダクト１９によって、インストルメントパネル２４の車両後方側前面における左右方向の両端部に設けられた、運転席側及び助手席側それぞれのサイド吹出口に相当するフェイス室内吹出口２２に接続されている。この運転席側及び助手席側のサイド吹出口から吹き出される空調風は主に運転席側および助手席側のドアの内面に沿って流れるようになる。
【００４４】
中央仕切り壁３４、右側仕切り壁３２２及び左側仕切り壁３５は、横長状のフェイス吹出口１２を横幅方向に複数の開口部に区画する短幅方向に橋渡しされた壁部で構成される。中央仕切り壁３４はフェイス吹出口１２の中央部を縦断するように設けられる。右側仕切り壁３２２は、中央仕切り壁３４から運転席側のセンター通路の横幅分の間隔を設けた運転席側の位置でフェイス吹出口１２を縦断するように設けられる。左側仕切り壁３５は、中央仕切り壁３４から助手席側のセンター通路の横幅分の間隔を設けた助手席側の位置でフェイス吹出口１２を縦断するように設けられる。
【００４５】
運転席側のセンター通路及びサイド通路には、それぞれ消音部材３１が設けられている。板状部材である消音部材３１の両面と筒状体のダクトの内壁面１９ａ（本発明のダクトの内壁面に相当する）との間には、通路３０ａ，３０ｂが形成されている（図１及び図３参照）。したがって、消音装置３０を構成する筒状体内部の運転席側の通路は、左右の２つの消音部材３１と右側仕切り壁３２２とによって４つの通路に分けられることになる。
【００４６】
図２、図３及び図６に示すように、各消音部材３１は、両面または一方の面に表面が毛で覆われている毛状面部３１１と、毛状面部３１１の外形に相当する形状の開口を形成して毛状面部３１１の周囲を囲む枠部３１２と、枠部３１２の内周縁部３１２ａの両面側に複数個設けられて毛状面部３１１の外周縁部を支持する爪部３１３と、を有して構成されている。板状の毛状面部３１１は、枠部３１２の内周縁部３１２ａで囲まれる開口に嵌めこまれて内周縁部３１２ａによって枠部３１２に平行な方向の位置が規制され、両面側の複数の爪部３１３によって両面の外周端部が挟まれて、枠部３１２に垂直な方向の位置が規制されることにより、保持されるのである。
【００４７】
消音部材３２は、消音部材３１と同様の消音部材を構成し、両面または一方の面に表面が毛で覆われている毛状面部３２１と、毛状面部３２１の外形に相当する形状の開口を形成して毛状面部３２１の周囲を囲む枠部としての右側仕切り壁３２２と、右側仕切り壁の内周縁部３２２ａの両面側に複数個設けられて毛状面部３２１の外周縁部を支持する爪部３２３と、を有している。板状の毛状面部３２１は、右側仕切り壁３２２の内周縁部３２２ａで囲まれる開口に嵌めこまれて内周縁部３２２ａによって右側仕切り壁に平行な方向の位置が規制され、両面側の複数の爪部３２３によって両面の外周端部が挟まれて、右側仕切り壁３２２に垂直な方向の位置が規制されることにより、保持されるのである。
【００４８】
助手席側のセンター通路及びサイド通路には、それぞれ消音部材３３が設けられている。消音部材３３は、中央仕切り壁３４及び筒状体の側壁で回転可能に支持される回転軸３６と、回転軸３６を挟んで両側に延びる平板状のドア板と、を有する板状のドアでもある。すなわち、平板状のドア板は、上記の消音部材３１と同様に、両面または一方の面に表面が毛で覆われている毛状面部３３１と、毛状面部３３１の外形に相当する形状の開口を形成して毛状面部３３１の周囲を囲む枠部３３２と、を有して構成される。また、毛状面部３３１は、枠部３３２に対して接着により一体物として構成してもよいし、消音部材３１，３２と同様に、枠部３３２の内周縁部の両面側に複数個設けられた爪部によって毛状面部３３１の外周縁部を支持して組み付けるようにしてもよい。
【００４９】
図７は、助手席側のフェイス吹き出しのためのダクト内における消音部材３３を示す断面図である。図７に示すように、消音部材３３の両面と筒状体のダクトの内壁面１９ａ（本発明のダクトの内壁面に相当する）との間には、通路３０ａ，３０ｂが形成されている。消音装置３０を構成する筒状体内部の助手席側の通路は、板状ドアでもある２つの消音部材３３のそれぞれによって開閉されるとともに、左側仕切り壁３５と各消音部材３３とによって４つの通路に区画されている。このように消音部材３３としても機能する当該ドアの作動は、エアミックスドア６，７等の他のドアと同様に上記の制御装置によって制御される。したがって、フェイス吹き出しのための助手席側の通路は、消音機能を有するとともに、運転席側の通路と異なって遮断可能に構成されている。
【００５０】
なお、消音装置３０を形成する筒状体の側壁、各枠部、各仕切り壁及び各爪部は、各毛状面部よりも剛性の高い剛体部分であり、例えば、剛性が確保できる樹脂で形成されている。
【００５１】
次に、上記の各消音部材を代表して消音部材３１の構成について説明する。図４は消音部材３１の毛状面部３１１を示す側面図である。図５は図４におけるＶ方向の矢視図である。毛状面部３１１は、表面にパイルを形成する不織布、パイル織物で形成される柔毛部であり、例えば、フィルタ材、フェルト材、ビロード、コール天等で構成することができる。例えば、毛状面部３１１を繊維質からなる不織布で構成した場合には、線径φ２〜１５μｍのポリエチレン製の繊維によって目付け量１３０ｇ／ｍ２で厚さ約５ｍｍの矩形状の軟質部に形成され、毛状面部３１１の外周縁部は加熱処理により熱硬化して当該軟質部よりも硬いフレームに形成されて上記の爪部３１３で支持されるのである。
【００５２】
上記構成において、各吹き出しモード（フェイスモード、バイレベルモード、フットモード、フットデフモード、デフロスタモード）における各ドア１５，１６，１７の作動および空調風の流れについて説明する。
【００５３】
フェイスモードでは、フェイス用ドア１６によってフェイス吹出口１２を全開し、デフロスタ用ドア１５によってデフロスタ吹出口１１を閉塞し、フット用ドア１７によってフット吹出口１３を閉塞する。これにより、エアミックスドア６，７によって温調された空調風は、フェイス用ダクト１９内の通路を流れ、毛状面部の表面を覆う毛によって、消音部材３１，３２，３３と空気との境界面または空気の接触面でのせん断層の形成が抑制され、流れの乱れが抑制されるようになる。このように空力騒音が抑制されてフェイス用ダクト１９内の通路を流下した空調風は、運転席側及び助手席側のセンター室内吹出口及びサイド室内吹出口から流出し、乗員に向けて送風される。
【００５４】
バイレベルモードは、春秋等の中間期において乗員の足元に温風を吹き出すとともに、乗員の上半身に冷風を吹き出すことにより、乗員に対して頭寒足熱の空調を提供するモードである。バイレベルモードでは、フェイス用ドア１６及びフット用ドア１７を制御してフェイス吹出口１２とフット吹出口１３の両方を開放するようにする。さらに、デフロスタ用ドア１５によってデフロスタ吹出口１１を閉塞する。これにより、エアミックスドア６，７によって温調された空調風は、所定の割合でフェイス用ダクト１９内の通路とフット用ダクト２０内の通路とに送風され、フェイス用ダクト１９内の通路には冷風が流通し、フット用ダクト２０内の通路には温風が流通し、車室内には上下温度差のある空調風が提供されるようになる。
【００５５】
フット吹出口１３よりも下流側にも、ダクトの内壁面から間隔をあけて設けられた板状の消音部材を有する消音装置を備える場合には、フェイス用ダクト１９内の通路及びフット用ダクト２０内の通路を流通する空調風は、毛状面部の表面を覆う毛によって、消音部材と空気との境界面または空気の接触面でのせん断層の形成が抑制され、流れの乱れが抑制されるようになる。このように空力騒音が抑制されて通路を流下した空調風は、運転席側及び助手席側の室内吹出口から流出し、乗員に向けて送風される。
【００５６】
フットモードでは、フット用ドア１７によってフット吹出口１３を全開し、フェイス用ドア１６によってフェイス吹出口１２を閉塞し、デフロスタ用ドア１５によってデフロスタ吹出口１１を閉塞する。フット吹出口１３よりも下流に、ダクトの内壁面から間隔をあけて設けられた板状の消音部材を有する消音装置を備える場合には、エアミックスドア６，７にて温調された空調風は、フット用ダクト２０内の通路を流れ、毛状面部の表面を覆う毛によって、消音部材と空気との境界面または空気の接触面でのせん断層の形成が抑制され、流れの乱れが抑制されるようになる。このように空力騒音が抑制されてフット用ダクト２０内の通路を流下した空調風は、運転席側及び助手席側の室内吹出口から流出し、乗員に向けて送風される。
【００５７】
フットデフモードでは、フェイス用ドア１６によってフェイス吹出口１２を閉塞し、フット用ドア１７によってフット吹出口１３を全開するとともに、デフロスタ用ドア１５によってデフロスタ吹出口１１を開放する。フット吹出口１３やデフロスタ吹出口１１よりも下流に、ダクトの内壁面から間隔をあけて設けられた板状の消音部材を有する消音装置を備える場合には、エアミックスドア６，７にて温調された空調風は、デフロスタ用ダクト１８内の通路とフット用ダクト２０内の通路との双方に送風されるようになり、毛状面部の表面を覆う毛によって、消音部材と空気との境界面または空気の接触面でのせん断層の形成が抑制され、流れの乱れが抑制されるようになる。そして、フロントウィンドウの窓曇り防止と、乗員の足元への温感とを提供できる。
【００５８】
デフロスタモードでは、デフロスタ用ドア１５によってデフロスタ吹出口１１を全開し、フット用ドア１７によってフット吹出口１３を閉塞するとともに、フェイス用ドア１６によってフェイス吹出口１２を閉塞する。デフロスタ吹出口１１よりも下流に、ダクトの内壁面から間隔をあけて設けられた板状の消音部材を有する消音装置を備える場合には、エアミックスドア６，７にて温調された空調風は、デフロスタ用ダクト１８内の通路を流れ、毛状面部の表面を覆う毛によって、消音部材と空気との境界面または空気の接触面でのせん断層の形成が抑制され、流れの乱れが抑制されるようになる。このように空力騒音が抑制されてデフロスタ用ダクト１８内の通路を流下した空調風は、フロントウィンドウの窓曇り防止を提供する。
【００５９】
前述のように、本願発明者の鋭意研究により、室内空調ユニットの内部よりもダクト内部では、ケース吹出口の曲がり、流路絞り等によって流体流れの乱れが促進され、当該乱れが騒音に大きく影響することが分かっている。特に空力騒音（風が物体に当ってその後ろで渦を作る過程で発生する音であり、つまり、気流の運動によって生じる騒音のこと）は、静圧が大気とほぼ同等になる下流域の通路で顕著である。また、送風機の騒音等を含む室内空調ユニット１内の騒音もダクト内に伝播してくることも、下流側のダクト内での消音が効果的な一因である。
【００６０】
そこで、第１実施形態によれば、ケース２内よりも流れの乱れが大きいダクト内の空気流れについて、空気流れ方向に沿うように配置された消音部材の両面または一方の面における毛状面部のパイルによって、当該面近傍における乱れが抑制されるため、ケース吹出口よりも下流のダクト内の空力騒音を低減できる空調装置が得られるのである。したがって、室内空調ユニット１の体格を大きくしなくとも、空力騒音の低減を図ることができる。さらに第１実施形態によれば、毛状面部はダクトの内壁面１９ａ等の剛体部から距離を設けて配置されているため、自動車の騒音において特に重要な低周波音を効果的に抑制できるのである。
【００６１】
特に、板状部材の両面に毛状面部を設けた場合には、流れの乱れが大きいダクト内を流れる空気は消音部材の両面において毛状面部によって乱れが抑制されるため、さらなる流れの乱れを低減する効果が得られ、一層の空力騒音低減が図れる。
【００６２】
また、消音部材３３は、ケース吹出口であるフェイス吹出口１２よりも下流でダクト内の通路を開閉するドア板であり、当該ドア板の両面または一方の面には毛状面部３３１が形成されている。この構成によれば、当該ダクト内の通路を開閉するドアが消音部材の役割を兼ねることができるため、ドアとしての風量の調節機能と消音部材としての消音機能とを併せ持った装置を構成できる。したがって、ドアと消音部材とを一体にする装置を備えることにより、毛状面部を備える部材を別個に設ける必要がないため、搭載スペースの低減及び簡素な装置構成を実現する室内空調ユニットが得られるのである。
【００６３】
また、消音部材３１，３３はそれぞれ毛状面部３１１，３３１よりも剛性の高い各枠部３１２，３３２を有し、枠部３１２，３３２は毛状面部の外周縁部を支持する構造である。この構成によれば、比較的軟質である毛状面部３１１，３３１は剛性の高い枠部３１２，３３２によってそれぞれ確実に支持されるため、毛状面部３１１，３３１を安定した状態で通路内に設置することができる。ゆえに、消音部材３１，３３は、両面に空調風を沿わせるための構造を安定して提供でき、所望の消音機能を継続的に発揮することができるのである。
【００６４】
また、消音部材３１，３３は、車両用空調装置の室内空調ユニット１に形成されるフェイス吹出口１２よりも、下流側のダクト内に設けられることにより、自動車において問題となり得る低周波数域の騒音レベルを効果的に低減可能である。また、車両用空調装置の室内空調ユニットに適用することにより、室内空調ユニット１の体格を抑制できる技術を活かして自動車の搭載スペースに制限のある場所に設置する多大な効果が期待できる。
【００６５】
（第２実施形態）
第２実施形態では、消音装置３０の他の形態である消音装置３０Ａを備える室内空調ユニットについて図８及び図９を参照して説明する。本実施形態の室内空調ユニットは、消音装置３０Ａを除く他の構成については、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を有し、ここではその説明を省略する。図８は、フェイス吹き出しのためのダクトに設けた消音装置３０Ａを示す断面図である。図９は、図８において助手席側の消音機構を示す断面図である。
【００６６】
図８及び図９に示すように、消音装置３０Ａは、消音装置３０に対して、運転席側の消音部材３１，３２が同様であるが、助手席側の消音機構が異なる。消音装置３０Ａの助手席側の通路は、左側仕切り壁３５Ａによって左右方向に２つの通路３０ｃ，３０ｄに分けられている。通路３０ｃ，３０ｄのそれぞれには、筒状体の空気流れ方向（図８の紙面において上向き）の上流側における上流側開口を開閉可能なドア板４２，４１が設けられるとともに、筒状体の空気流れ方向の下流側における下流側開口を開閉可能なドア板５２，５１が設けられている。ドア板４１及びドア板４２は、一端側に設けられた同一の回転軸４０１を中心に一体に回転する片側枢支式のドア４０である。ドア板５１及びドア板５２は、一端側に設けられた同一の回転軸５０１を中心に一体に回転する片側枢支式のドア５０である。ドア４０及びドア５０の作動は、図示しない制御装置によって制御される。
【００６７】
回転軸４０１と回転軸５０１は、図９に示すように、通路３０ｃ，３０ｄにおいて互いに反対側に配置されている。ドア板４１，４２，５１，５２が図９に示す位置に設定された場合には、通路３０ｃの上流側開口、下流側開口がそれぞれドア板４２、ドア板５２によって閉鎖されて通路３０ｃは閉じた空間となり、通路３０ｄの上流側開口、下流側開口がそれぞれドア板４１、ドア板５１によって閉鎖されて通路３０ｄは閉じた空間となる。
【００６８】
中央仕切り壁３４Ａには、厚み方向に貫通する複数個の貫通孔３４１が形成されている。左側仕切り壁３５Ａには、厚み方向に貫通する複数個の貫通孔３５１が形成されている。例えば、中央仕切り壁３４Ａ及び左側仕切り壁３５Ａはその厚み寸法が２ｍｍであり、複数個の貫通孔３４１及び貫通孔３５１は、内径３ｍｍの小孔であり、３０ｍｍ間隔で形成されている。
【００６９】
上記構成の助手席側の通路において、ドア４０及びドア５０の回転位置の制御により、通路３０ｃ及び通路３０ｄに閉空間が形成された場合には、当該閉空間が共鳴箱を構成し、中央仕切り壁３４Ａ及び左側仕切り壁３５Ａにそれぞれ形成される貫通孔３４１，３５１と合わせて、穴あき型共鳴消音装置を構築する。
【００７０】
この穴あき型共鳴装置は、貫通孔の穴径をφ、貫通孔のピッチをＤ、貫通孔が形成されている仕切り壁の厚みをｔ、仕切り壁からダクトの内壁面までの距離をＨ、仕切り壁の面積に対する貫通孔の開口面積の割合である開口率をＰ、音速をｃ、共振周波数をｆ０とすると、下記の数式１及び数式２の関係が成り立つ。
【００７１】
【数１】
0005604944.tif 000002
【００７２】
【数２】
0005604944.tif 000003
当該穴あき型共鳴装置は、数式２によって演算されるｆ０が騒音を抑制したい共振周波数になるように、数式１及び数式２の各パラメータを選択して製作することができる。このように助手席側の通路に構成した穴あき型共鳴装置は、フェイス吹出口１２から空調風を吹き出すモード（フェイスモード、バイレベルモード）において、助手席側の通路を閉じて運転席側のみから空調風を吹き出す場合に、助手席側の通路の閉空間を騒音の伝播を抑える消音装置として機能させようとするものである。
【００７３】
第２実施形態によれば、助手席側のフェイス室内吹出口とフェイス吹出口とを接続するダクト内の通路をそれぞれ開閉する複数のドア板４１，５１，４２，５２を備え、当該複数のドア板４１，５１，４２，５２は空調風の流れ方向に間隔をあけて配置され、中央仕切り壁３４Ａ及び左側仕切り壁３５Ａには、それぞれ厚み方向に貫通する複数の貫通孔３４１、３５１が形成されている。
【００７４】
この構成によれば、空調風の流れ方向の上流側と下流側に配置される複数のドア板４１，５１，４２，５２によってダクト内の通路に閉空間を形成することができ、さらに中央仕切り壁３４Ａ及び左側仕切り壁３５Ａに形成された複数の貫通孔３４１、３５１が当該閉空間と外部とを連通する連通路を形成する。この構成により、助手席側のフェイス室内吹出口とフェイス吹出口の間を接続するダクトの内部において、ドア及び仕切り壁を活用した穴あき型の共鳴式消音装置を構築することができる。したがって、当該閉空間が共鳴箱として機能して上流側のケース２の内部から伝播してくる騒音を低減できる。
【００７５】
（第３実施形態）
第３実施形態では、室内空調ユニット１Ａについて図１０を参照して説明する。本実施形態の室内空調ユニット１Ａは、第２実施形態に示した穴あき型共鳴装置の他の実施例である。室内空調ユニット１Ａでは、穴あき型共鳴装置をケース吹出口の下流側に設け、設定された吹き出しモードに対して空調風を吹き出さないケース吹出口について、上記の閉空間を形成し、騒音の伝播を抑制する消音装置として機能させるのである。
【００７６】
図１０に示すように、室内空調ユニット１Ａは、その一例として、デフロスタ吹出口１１よりも下流側に２つのドア１５Ａとドア６０を有する穴あき型共鳴装置を備える。なお、複数個の貫通孔１５１は、空気流れ下流側に位置する方のドア１５Ａのドア板に形成されている。
【００７７】
第３実施形態によれば、デフロスタ室内吹出口２１とデフロスタ吹出口１１とを接続するダクト内の通路をそれぞれ開閉する複数のドア１５Ａ，６０を備え、当該複数のドア１５Ａ，６０は空調風の流れ方向に間隔をあけて配置されるとともに、少なくとも一方のドア１５Ａ，６０には、ドア板を貫通する複数の貫通孔１５１が形成されている。
【００７８】
この構成によれば、空調風の流れ方向の上流側と下流側に配置される複数のドア板によってダクト内の通路に閉空間１８ａを形成することができ、さらにドア板に形成された複数の貫通孔１５１が当該閉空間１８ａと外部とを連通する連通路を形成するのである。これにより、デフロスタ室内吹出口２１とデフロスタ吹出口１１の間を接続するダクトの内部において、ドアを活用した穴あき型の共鳴式消音装置を構築できる。したがって、当該閉空間１８ａが共鳴箱として機能して、上流側のケース２内部から伝播してくる騒音を低減する。
【００７９】
このように室内空調ユニット１Ａは、吹き出しモードとしてフェイスモード、フットモード、バイレベルモードが設定されると、上流側のドア１５Ａと下流側のドア６０とで通路を閉塞することによって閉空間１８ａを形成し、当該閉空間１８ａが共鳴箱を構成し、穴あき型共鳴消音装置を構築する。そして、第２実施形態と同様に、穴あき型共鳴消音装置の共鳴式の消音効果によって、空調風が吹き出される室内吹出口への騒音の伝播を抑制し、低騒音化が図れる。
【００８０】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００８１】
上記実施形態では、フェイス吹出口１２よりも下流側のダクト内の通路に消音部材３１等を備える構成であるが、消音部材は他のケース吹出口よりも下流側のダクト内の通路に設けてもよい。つまり、室内空調ユニット１，１Ａは、空調装置が有する複数のケース吹出口のうち少なくとも一つについて下流側のダクト内に消音装置を備えていればよい。
【００８２】
上記実施形態において室内空調ユニット１，１Ａは、車室内に向けて左右の吹出し口からそれぞれに温調された空気を供給する左右独立温度コントロールを提供する装置であるが、このような制御を可能にする装置に限定するものではない。
【符号の説明】
【００８３】
１…室内空調ユニット
２…ケース
１１…デフロスタ吹出口（ケース吹出口）
１２…フェイス吹出口（ケース吹出口）
１５Ａ…ドア
１９…フェイス用ダクト（ダクト）
１９ａ…ダクトの内壁面
２１…デフロスタ室内吹出口（室内吹出口）
２２…フェイス室内吹出口（室内吹出口）
３０ａ，３０ｂ…通路
３１，３２，３３…消音部材
６０…ドア
１５１…貫通孔
３１１，３２１，３３１…毛状面部
３１２，３３２…枠部
【図１】
0005604944.tif 000004
【図２】
0005604944.tif 000005
【図３】
0005604944.tif 000006
【図４】
0005604944.tif 000007
【図５】
0005604944.tif 000008
【図６】
0005604944.tif 000009
【図７】
0005604944.tif 000010
【図８】
0005604944.tif 000011
【図９】
0005604944.tif 000012
【図１０】
0005604944.tif 000013