(57)【要約】【課題】車両用空調装置において、送風機による送風量を低下させることなく、圧力変動に起因した騒音の低減を図る。【解決手段】車両用空調装置１０において、空調ケース１４の内部に送風機１８が収納され、その回転ファン５６に臨むように吸入口３４が開口している。吸入口３４には、内外気切替ユニット１６が接続通路３６を介して接続され、該接続通路３６には、その延在方向に沿って形成され内周面に対して突出した抵抗部４８が形成されている。この抵抗部４８は、内外気切替ユニット１６側から空調ケース１４側に向かって徐々に断面積が大きくなるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流通する流路を有した空調ケースと、該空調ケースに設けられ前記空気を車室内へと送風する送風機とを有する車両用空調装置において、
前記送風機は、ファンと、該ファンの周りに形成されたケーシングと、前記ケーシングに設けられ該ファンの回転作用下に空気を吸い込む吸入口とを有し、前記吸入口の上流側には、該吸入口に臨み、該吸入口に向かって徐々に断面積の大きくなる抵抗部が設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空調装置において、
前記抵抗部は、前記吸入口の径方向に拡大するテーパ状に形成されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両用空調装置において、
前記抵抗部は、前記吸入口における径方向内側となる頂部が、該抵抗部の延在方向と直交方向から見て断面湾曲状となるように形成されることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調装置において、
前記抵抗部は、内気・外気を切り替えて取り込む内外気切替ユニットと前記吸入口とを接続する接続通路内に設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関し、一層詳細には、送風機で生じる騒音を抑制可能な車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、送風機によって内外気を内部に空気通路を形成した空調ケースへと取り込み、冷却手段であるエバポレータ及び加熱手段であるヒータコアによって熱交換を行うことで所望の温度へと調整した後、開口部から送風ダクトを通じて車室内へと送風している。
【０００３】
本出願人は、上述したような車両用空調装置に用いられる遠心式送風機を提案している（特許文献１参照）。この遠心式送風機は、外周面に複数の羽根を有したファンと、該ファンを回転させるモータと、前記ファンの外周側を囲繞するように旋回したケーシングとから構成され、前記ケーシングの端部に形成されたノーズ部が車両用空調装置の空調ケースへと接続されている。そして、ファンの回転作用下に外部から取り込まれた空気がケーシングに沿って旋回し、ノーズ部に開口した吐出口から吐出され空調ケース内へと供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９９９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、上述したような車両用空調装置に用いられる遠心式送風機では、ファンが回転することでケーシングの吐出口に臨むノーズ部近傍において圧力変動が生じ、その圧力変動に起因した騒音（ＮＺ音）が生じることが知られている。なお、ＮＺ音とは、ファンの羽根数と該ファンの回転数とに依存した狭帯域で発生する異音である。
【０００６】
近年、車両用空調装置に対する低騒音化が要求されており、この遠心式送風機における騒音を低減させたいという要請がある。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、送風量を低下させることなく、圧力変動に起因した騒音を低減することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、空気の流通する流路を有した空調ケースと、空調ケースに設けられ空気を車室内へと送風する送風機とを有する車両用空調装置において、
送風機は、ファンと、ファンの周りに形成されたケーシングと、ケーシングに設けられファンの回転作用下に空気を吸い込む吸入口とを有し、吸入口の上流側には、吸入口に臨み、吸入口に向かって徐々に断面積の大きくなる抵抗部が設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、車両用空調装置を構成する送風機において、ケーシングに設けられファンの回転作用下に空気を吸い込む吸入口の上流側に、吸入口側に向かって徐々に断面積の大きくなる抵抗部が設けられている。
【００１０】
従って、送風機の駆動作用下に吸入口を通じて空調ケース内へと空気が取り込まれる際、抵抗部によって吸入口の一部が覆われることで、ケーシング内における空気の圧力が分散されるため、圧力変動に起因した騒音（ＮＺ音）の発生が防止される。また、空気の流れ方向に沿って抵抗部の断面積が大きくなるように形成されているため、吸入口を通じて空調ケース側へと空気が流れる際の送風抵抗が増加してしまうことが抑制され、空気の送風量が低下してしまうことがない。
【００１１】
また、抵抗部を、吸入口の径方向に拡大するテーパ状に形成することにより、抵抗部が吸入口へと流れる空気の送風抵抗となることを抑制しつつ、圧力を好適に分散させることが可能となる。
【００１２】
さらに、抵抗部を、吸入口における径方向内側となる頂部が、抵抗部の延在方向と直交方向から見て断面湾曲状となるように形成することにより、抵抗部が吸入口へと流れる空気の送風抵抗となることをさらに抑制し、より円滑に空気を下流側へと流通させることが可能となる。
【００１３】
さらにまた、抵抗部を、内気・外気を切り替えて取り込む内外気切替ユニットと吸入口とを接続する接続通路内に設けることにより、抵抗部を空気の流れ方向に沿って長く形成することができるため、抵抗部の断面積を送風機側に向かって緩やかに変化させることが可能となり、それに伴って、空気が流れる際の送風抵抗をより一層抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、車両用空調装置を構成する送風機において、ケーシングにおける吸入口の上流側に、吸入口側に向かって徐々に断面積の大きくなる抵抗部を設けることで、送風機の駆動作用下に吸入口を通じて空調ケース内へと空気が取り込まれる際、抵抗部によって吸入口の一部が覆われているため、ケーシング内における空気の圧力が分散され、圧力変動に起因した騒音（ＮＺ音）の発生を防止することができる。また、抵抗部の断面積を空気の流れ方向に沿って大きくなるように形成することで、吸入口を通じて空調ケース側へと空気が流れる際の送風抵抗が増加してしまうことが抑制され、送風量の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った空調ケースの断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った内外気切替ユニットの断面図である。
【図４】図４Ａは、図１に示される抵抗部の正面図、側面図及び底面図であり、図４Ｂ〜図４Ｄは、第１〜第３変形例に係る抵抗部の正面図、側面図及び底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。なお、以下の説明では、図２及び図３に示される車両用空調装置１０の左側（矢印Ａ方向）を車両の前方側とし、右側（矢印Ｂ方向）を該車両の後方側として説明する。
【００１８】
この車両用空調装置１０は、図１〜図３に示されるように、空気の各通路１２を構成する空調ケース１４と、前記空調ケース１４の側部に連結され、外気・内気を取り込む内外気切替ユニット１６と、前記空調ケース１４の内部に配設される送風機１８と、前記空気を冷却するエバポレータ２０と、該空気を加熱するヒータコア２２と、前記各通路１２内を流通する空気の流れを切り換えるダンパ機構２４とを含む。
【００１９】
空調ケース１４は、例えば、略対称形状の第１及び第２分割ケース２６、２８から構成され、前記第１及び第２分割ケース２６、２８は車両の幅方向（図１中、矢印Ｃ方向）に分割可能に設けられている。この空調ケース１４の上方には、図２に示されるように、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口３０と、車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口３２とが隣接して開口している。
【００２０】
一方、空調ケース１４の内部には、図２に示されるように、車両用空調装置１０を車両に搭載した際に車両後方側（矢印Ｂ方向）となる位置に送風機１８が収納され、該送風機１８の下方にエバポレータ２０が収納されると共に、前記エバポレータ２０に対して車両前方側（矢印Ａ方向）となる位置にヒータコア２２が収納される。
【００２１】
また、図１に示されるように、第２分割ケース２８の側面には、内外気切替ユニット１６側（矢印Ｃ１方向）に向かって開口した吸入口３４が形成され、該吸入口３４には前記内外気切替ユニット１６の接続通路３６が接続される。これにより、内外気切替ユニット１６と空調ケース１４の内部とが接続通路３６を通じて連通し、前記内外気切替ユニット１６から導入された空気が吸入口３４を介して空調ケース１４内へと供給される。
【００２２】
内外気切替ユニット１６は、図３に示されるように、外気を取り込む外気導入口３８及び内気を取り込む内気導入口４０を有したケーシング４２と、前記外気導入口３８と前記内気導入口４０の開口状態を切り替える切替ダンパ４４と、前記ケーシング４２の内部に設けられるフィルタ４６とを含む。
【００２３】
ケーシング４２は、その上方に外気導入口３８が開口し、車両のエンジンルーム内まで延在した図示しない吸入ダクトが接続される。一方、内気導入口４０は、外気導入口３８と略直交し、且つ、車両前方側（矢印Ａ方向）に開口するように形成される。
【００２４】
また、ケーシング４２には、図１及び図３に示されるように、空調ケース１４の吸入口３４へ接続される接続通路３６を有し、該接続通路３６は、例えば、ケーシング４２においてフィルタ４６の下流側となる車両後方側（矢印Ｂ方向）の側面に開口し、車両用空調装置１０の幅方向に沿って空調ケース１４側（図１中、矢印Ｃ２方向）へと延在している。
【００２５】
また、接続通路３６は、空調ケース１４の吸入口３４と略同一直径且つ同軸状に形成され、その内周面には半径内方向に突出するように抵抗部４８が設けられる。
【００２６】
この抵抗部４８は、例えば、接続通路３６の延在方向（矢印Ｃ方向）に沿って一直線状に形成され、且つ、内外気切替ユニット１６側から空調ケース１４側（矢印Ｃ２方向）に向かって徐々に内周面に対する高さが高くなるように形成される。すなわち、抵抗部４８は、その頂部５０が内外気切替ユニット１６側から空調ケース１４側に向かって傾斜するように形成されたテーパ状に形成される。
【００２７】
また、抵抗部４８は、図１及び図４Ａに示されるように、接続通路３６内において最も内周側となる頂部５０が、該接続通路３６の軸線と直交方向から見て内周面側に向かって断面円弧状に窪んで形成される。一方、吸入口３４の周方向に沿った抵抗部４８の幅寸法Ｄは、図４Ａの正面図に示されるように、内外気切替ユニット１６側から空調ケース１４側（矢印Ｃ２方向）に向かって徐々に大きくなるように形成されると共に、その断面形状は頂部５０側に向かって円弧状に膨出するように形成されている（図４Ａ中、底面図参照）。
【００２８】
すなわち、抵抗部４８は、送風機１８の上流側となる接続通路３６に設けられ、内外気切替ユニット１６側から空調ケース１４側に向かって徐々に断面積が大きくなるように形成され、その最も断面積の大きな底部５２が送風機１８の後述する回転ファン５６に臨む位置に配置されている。
【００２９】
切替ダンパ４４は、図３に示されるように、例えば、断面Ｕ字状に形成され、その開口端部にダンパシャフト５４が挿通され、ケーシング４２に対して回動自在に設けられると共に、該切替ダンパ４４が、図示しないアクチュエータの駆動作用下に回動することで、該開口端部とは反対側に形成された断面円弧状の壁部によって外気導入口３８及び内気導入口４０のいずれか一方が選択的に閉塞される。
【００３０】
送風機１８は、例えば、図１〜図３に示されるように、複数のフィンを有した回転ファン５６と、該回転ファン５６を回転駆動する駆動モータ５８（図１参照）とを有した遠心式ファンであり、前記回転ファン５６及び駆動モータ５８の軸線が空調ケース１４における車両の幅方向（矢印Ｃ方向）に延在するように略水平に配置されると共に、前記回転ファン５６が内外気切替ユニット１６側（矢印Ｃ１方向）となるように設けられる。また、送風機１８は、空調ケース１４における車両幅方向の中央、すなわち、第１分割ケース２６と第２分割ケース２８とに跨るように配置されると共に、その回転ファン５６が吸入口３４及び接続通路３６と略一直線状となるように設けられる。
【００３１】
また、空調ケース１４において、図２に示されるように、回転ファン５６の外周側には、該回転ファン５６を取り巻くように螺旋状の送風通路６０が形成されている。この送風通路６０は、第１分割ケース２６側から見て前記送風機１８の下方の巻き始めから時計回りに形成され、その通路断面積が徐々に大きくなりながら車両前方側（矢印Ａ方向）に向かって延在している。この送風通路６０の下流側において、該送風通路６０の巻き始めに対して下方へと突出したノーズ部６２がエバポレータ２０の上流側となる通路１２と連通している。
【００３２】
そして、図示しないコントローラからの制御信号に基づき駆動モータ５８が回転駆動することで、回転ファン５６が一体的に回転し、それに伴って、内外気切替ユニット１６における内気導入口４０又は外気導入口３８から空気が取り込まれる。この空気は、ケーシング４２から接続通路３６及び吸入口３４を通じて回転ファン５６へと吸い込まれた後、該回転ファン５６を通じて空調ケース１４の送風通路６０へと送出される。
【００３３】
エバポレータ２０は、例えば、空調ケース１４において送風機１８の下方に設けられ、該空調ケース１４の高さ方向に対して所定角度だけ傾斜するように配置される。そして、エバポレータ２０には、図示しない複数のチューブを通じて冷媒が循環されており、前記チューブの間に設けられた回転フィンに空気が通過することで、該空気と前記冷媒との熱交換がなされ、冷却された空気がエバポレータ２０の下流側へと供給される。
【００３４】
ヒータコア２２は、例えば、空調ケース１４においてエバポレータ２０より車両前方側（矢印Ａ方向）となる下流側に設けられ、該エバポレータ２０と同様に、該空調ケース１４の高さ方向に対して所定角度だけ傾斜し、且つ、略平行に配置される。そして、ヒータコア２２には、図示しない複数のチューブを通じて温水が循環されており、前記チューブの間に設けられたフィンに空気が通過することで、該空気と前記温水との熱交換がなされ、加熱された空気がヒータコア２２の下流側へと供給される。
【００３５】
ダンパ機構２４は、図２に示されるように、エバポレータ２０とヒータコア２２との間に設けられるエアミックスダンパ６４と、ベント送風口３０及びデフロスタ送風口３２の送風状態を切り替えるベントダンパ６６とを有する。
【００３６】
エアミックスダンパ６４は、例えば、湾曲したプレート状に形成され、空調ケース１４の幅方向に沿って設けられ、その両側部が前記空調ケース１４の内壁面に設けられたガイド手段（図示せず）に沿って案内される。そして、図示しないアクチュエータの駆動作用下にシャフトが回転することで、該シャフトに噛合されたエアミックスダンパ６４がガイド手段に沿って略鉛直方向にスライドし、空調ケース１４内において、エバポレータ２０によって冷却された空気（冷風）と、ヒータコア２２によって加熱された空気（温風）との混合比率を調整して下流側へと送風する。
【００３７】
本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。ここでは、車室内の室温を低下させる冷房運転を行う場合について説明する。
【００３８】
先ず、図示しない乗員が車室内において操作レバーを操作して冷房運転を選択することで、該操作レバーの操作に応じて図示しないアクチュエータが駆動してエアミックスダンパ６４が車両前方側（矢印Ａ方向）へとスライドする。
【００３９】
同時に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、送風機１８の駆動源が回転駆動し回転ファン５６が回転する。これにより、図３に示される内外気切替ユニット１６の内気導入口４０又は外気導入口３８のいずれか一方を通じて空気がケーシング４２内へと吸い込まれ、フィルタ４６を通過して塵埃等が除去された後に、接続通路３６を通じて吸入口３４から第１及び第２分割ケース２６、２８へと取り込まれる。そして、回転ファン５６の一端側から中心へと吸い込まれて外周側の送風通路６０へと送出される。
【００４０】
この際、接続通路３６に設けられた抵抗部４８によって回転ファン５６に臨む吸入口３４の一部が覆われることで、該吸入口３４の開口面積が減少し、それに伴って、前記吸入口３４から送風通路６０へと流れる空気の流れが均一化される。その結果、空気が送風通路６０を旋回しながら流れる際に、ノーズ部６２近傍に集中する空気の圧力を好適に分散させ、それに伴って、前記ノーズ部６２近傍における空気の圧力変動が低減されることで、該圧力変動に起因した騒音（ＮＺ音）の発生が抑制される。
【００４１】
また、接続通路３６を流れる空気は、下流側（矢印Ｃ２方向）に向かって徐々に断面積の大きくなる抵抗部４８によって好適に案内されるため、該抵抗部４８が送風抵抗となってしまうことが防止され、下流側への送風量の低下が抑制される。
【００４２】
そして、この送風機１８から送出される空気が空調ケース１４の送風通路６０に沿って旋回した後、エバポレータ２０を通過することで熱交換が行われて所定温度に冷却され、例えば、ベント送風口３０から車室内における乗員の顔近傍へと送風される。
【００４３】
なお、上述した実施の形態においては、車両用空調装置１０が、空調ケース１４の幅方向中央に送風機１８が設けられたフルセンター式のＨＶＡＣ(Ｈｅａｔｉｎｇ、Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ、ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ)である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、送風機１８が内外気切替ユニット１６側に設けられたセミセンター式のＨＶＡＣであってもよい。
【００４４】
以上のように、本実施の形態では、空調ケース１４に送風機１８の収納された車両用空調装置１０において、前記送風機１８の回転ファン５６に臨む吸入口３４に接続され上流側となる接続通路３６内に、空気の流れ方向に沿って延在し、且つ、前記接続通路３６の内周面から突出した抵抗部４８を設けている。
【００４５】
これにより、送風機１８の駆動作用下に内外気切替ユニット１６から接続通路３６及び吸入口３４を通じて空調ケース１４内へと空気が取り込まれる際、最も圧力の集中し圧力変動の激しいノーズ部６２近傍の圧力が抵抗部４８によって分散されるため、該圧力変動に起因したノーズ部６２近傍における騒音（ＮＺ音）の発生を抑制することができる。しかも、抵抗部４８を下流側（矢印Ｃ２方向）に向かって徐々に断面積が大きくなるように形成することで、接続通路３６を通じて空調ケース１４側へと空気が流れる際の送風抵抗の増加が抑制され、空調ケース１４側への送風量が低下してしまうことがない。
【００４６】
また、抵抗部４８は、接続通路３６の下流側となる空調ケース１４の吸入口３４側（矢印Ｃ２方向）に向かって該接続通路３６の径方向へ徐々に拡大するテーパ状に形成されているため、前記接続通路３６における空気の送風抵抗となることを抑制しつつ、前記吸入口３４を通じて送風機１８側へと流入する空気の流れを整流して圧力を分散させることが可能となる。
【００４７】
さらに、抵抗部４８の頂部５０は、図１及び図４Ａの側面図に示されるように、接続通路３６の周方向から見て断面円弧状に窪んで形成されるため、前記接続通路３６を流れる空気の送風抵抗となることが抑制され、円滑に空気を下流側へと流通させることが可能となる。
【００４８】
さらにまた、抵抗部４８を接続通路３６内に設けることで、該抵抗部４８を空気の流れ方向に沿って長く形成することができるため、送風機１８側に向かった断面積の増加を緩やかとすることが可能となり、空気が流れる際の送風抵抗をより一層抑制することが可能となる。
【００４９】
また、抵抗部４８は、上述した形状に限定されるものではなく、例えば、図４Ｂ〜図４Ｄに示されるような形状の抵抗部７０、８０、９０としてもよい。
【００５０】
図４Ｂに示される第１変形例に係る抵抗部７０は、その正面図に示されるように内外気切替ユニット１６側となる一端部から空調ケース１４側となる他端部に向かって徐々に幅寸法Ｄが大きくなるように形成されると共に、該抵抗部７０の延在方向（矢印Ｃ方向）と直交した断面が、底面図に示されるように頂部５０が接続通路３６の径中心に向かって先端が先細状となる断面三角形状に形成される。
【００５１】
また、図４Ｃに示される第２変形例に係る抵抗部８０は、その正面図に示されるように一端部から他端部側（矢印Ｃ２方向）に向かって幅が曲線状に拡幅するように形成され、一方、底面図に示されるように、該抵抗部８０の延在方向（矢印Ｃ方向）と直交した断面が、頂部５０の先端側に向かって膨出するような断面半円状に形成される。
【００５２】
さらに、図４Ｄに示される第３変形例に係る抵抗部９０は、その正面図に示されるように一端部から他端部側（矢印Ｃ２方向）に向けて僅かながら幅寸法Ｄが大きくなるように形成され、該他端部近傍において急激に拡幅するように形成されている。また底面図に示されるように、抵抗部９０の延在方向（矢印Ｃ方向）と直交する断面が、接続通路３６の内周側に向かって楕円弧状に膨出した形状で形成される。
【００５３】
なお、第１〜第３変形例に係る抵抗部７０、８０、９０は、図４Ｂ〜図４Ｄに示される側面図から諒解されるように抵抗部４８と略同一形状に形成されている。
【００５４】
また、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５５】
１０…車両用空調装置                １２…通路
１４…空調ケース                    １６…内外気切替ユニット
１８…送風機                        ３４…吸入口
３６…接続通路                      ４２…ケーシング
４８、７０、８０、９０…抵抗部      ５０…頂部
５６…回転ファン                    ６０…送風通路
６２…ノーズ部
【図１】
2015229451.tif 000003
【図２】
2015229451.tif 000004
【図３】
2015229451.tif 000005
【図４】
2015229451.tif 000006