(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流れる通路（１３，２２，２５）であって、空気の流れの通路を形成する通路部材（１１）に設けられる空力音低減装置であって、
前記通路部材の壁面（１１ａ）に設けられ、前記壁面に衝突する空気の速度勾配を小さくする変更手段を含み、
前記壁面の形状が変化する部分であって、空気の流れが衝突することによって、前記壁面の表面付近での空気流れの速度勾配が大きくなる変更部分に、前記変更手段が設けられており、
前記変更手段は、前記壁面から突出するように設けられると共に、空気流れ方向、および前記空気流れ方向に交差する方向のそれぞれに並ぶように配列された複数列の突起（４０）を有しており、
前記複数列の突起のそれぞれは、隣り合う前記突起の間を空気が通過するように間隔をあけて配置された柱状の突起で構成されると共に、その突出方向の高さが前記隣り合う突起同士の間隔よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする空力音低減装置。
【請求項２】
前記変更部分は、空気の流れが衝突し、空気の流れ方向を変更する部分であることを特徴とする請求項１に記載の空力音低減装置。
【請求項３】
前記壁面は、前記壁面から突出し、前記空気の流れの一部を妨げる障壁（５０）を有し、
前記変更部分は、前記障壁の下流側であって、前記障壁によって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする請求項１または２に記載の空力音低減装置。
【請求項４】
前記壁面は、前記壁面から突出し、前記空気の流れ案内するガイド（５１）を有し、
前記変更部分は、前記ガイドの下流側であって、前記ガイドによって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項５】
前記通路部材が形成する通路は、車室内に送風される空気が通過する通路（１３）であり、
前記通路部材は、前記通路が内部に形成される空調ケース（１１）であり、
前記通路を開閉するドア（２３，２８，３０）もしくは前記ドア周囲のガイドの両面のうち少なくとも前記空気の流れ方向を変更する面に、前記変更手段が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項６】
前記ドアは、前記空調ケース内と前記車室内とを連通する通路を開閉するドア（２８，３０）であり、
前記ドアが閉状態であるときに、前記ドアもしくは前記ドア周囲の前記ガイドの前記空調ケース側に位置する片面に前記変更手段が設けられることを特徴とする請求項５に記載の空力音低減装置。
【請求項７】
前記空調ケース内には、通過する空気を冷却する冷却用熱交換器（２０）、および通過する空気を加熱する加熱用熱交換器（２１）が設けられ、
前記ドアは、前記冷却用熱交換器を通過した冷風と、前記加熱用熱交換器を通過した温風とを混合する割合を調整するためのエアミックスドア（２３）であることを特徴とする請求項５に記載の空力音低減装置。
【請求項８】
前記壁面は、前記壁面から突出し、前記空気の流れの一部を妨げるシール部であって、前記ドアが閉状態のときに前記ドアの表面に接触するシール部（５４）を有し、
前記変更部分は、前記シール部の下流側であって、前記ドアが開状態であるときに、前記シール部によって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする請求項６に記載の空力音低減装置。
【請求項９】
前記変更部分は、前記ドアの下流側であって、前記ドアが開状態であるときに、前記ドアの外縁によって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする請求項６に記載の空力音低減装置。
【請求項１０】
前記ドアの外縁には、弾性を有し、前記閉状態のときに前記シール部と接触するリップシール部（５３）が設けられ、
前記変更部分は、前記ドアの空気流れ下流側の面の少なくとも一部であることを特徴とする請求項８に記載の空力音低減装置。
【請求項１１】
前記ドアの表面には、前記ドアから突出し、前記ドアを補強するリブ（５５）が設けられ、
前記変更部分は、前記ドアのリブによって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項１２】
前記通路部材が形成する通路は、車室内に送風される空気が通過する通路（１３）であり、
前記通路部材は、前記通路が内部に形成される空調ケース（１１）であり、前記通路には、通過する空気と熱交換する熱交換器（２１）が設けられ、
前記変更部分は、前記熱交換器の下流側にて前記熱交換器に対向する部分（４１，４２）であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項１３】
前記通路部材が形成する通路は、車室内に送風される空気が通過する通路（１３）であり、
前記通路部材は、前記通路が内部に形成される空調ケース（１１）であり、
前記通路には、冷風と温風との混合の割合を調整するためのガイドが設けられ、
前記変更部分は、前記ガイドの少なくとも一部の面であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項１４】
前記変更部分は、前記空調ケースの壁面であって、送風機（６０）から前記空調ケース内に空気が送風される部分（４３）であることを特徴とする請求項５〜１３のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項１５】
前記通路部材が形成する通路は、空調ケース内に送風される空気が通過する通路を含み、
前記通路部材の少なくとも一部は、前記空調ケース内に送風する遠心式の送風機（６０）を構成し前記通路が内部に形成されるスクロールケーシング（６２）であり、
前記変更部分は、前記スクロールケーシングの壁面のうち、吸い込んだ空気の流れ方向を吸込方向から遠心方向へ変更する部分（６３）であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【請求項１６】
前記通路部材が形成する通路は、空調ケース内に送風される空気が通過する通路を含み、
前記通路部材の少なくとも一部は、前記空調ケース内に送風する送風機を構成し前記通路が内部に形成されるスクロールケーシングであり、
前記変更部分は、前記スクロールケーシングの壁面のうち、前記スクロールケーシングの壁面の巻き始め部分であるノーズ部（６２ａ）であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の空力音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気流の乱れによって発生する空力音を低減する空力音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜５には、空調および冷却用の送風装置から発生する空力音（以下、「騒音」ということがある）を低減するため、物体表面に圧力変動を低減する部材（以下、「低減部材」ということがある）を設けている。低減部材として、たとえば羽毛状または線材状の突起物、または毛皮状の繊維状部材を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２５３０００号公報
【特許文献２】特開平５−２６７６２号公報
【特許文献３】特開平７−２２５０４８号公報
【特許文献４】特開２００３−１６１２９５号公報
【特許文献５】特開２００６−１５９９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献に記載の低減部材を車両用空調装置などの流路の曲がり部を有する通風ダクトに適用する場合、騒音低減効果を十分に得られない、あるいは性能の低下や製造コストの増加を引き起こすため、工業上の利用が困難である。
【０００５】
特許文献１、３に記載の技術を車両用空調装置に適用するには、車両用空調装置内の渦流動を細分化するために内壁面に多数の羽毛状突起物を配設したり、クッション作用で渦をソフトに受け止めるために細い繊維状部材を毛皮状に植え付けることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、車両用空調装置の壁面となる部品は一般的に樹脂成形で製造するため、植毛のための新たな加工工程が必要となる。したがって製造コストの増加を引き起こす。さらには、経年劣化によって繊維状部材が抜けて、騒音低減効果が低下するばかりか、車両用空調装置内の流路でつまりを起こしたり、繊維状部材が吹出口から吹出して乗員に不快感を与えることがある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術を車両用空調装置に適用するには、車両用空調装置の吹き出し口近傍で、境界層流れを部分的に乱流境界層へ遷移させるために、気流と接する面上に境界層流れを部分的に乱流境界層へ遷移させる促進機構を設けることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、車両用空調装置は内部に多くの曲がり部を有する複雑な流路が構成されているため、吹き出し口近傍以外でも音が発生している。したがって吹き出し口近傍から発生する音だけを低減できても、全体では音を低減できないという問題がある。また、車両用空調装置は冷風と温風を混ぜ合わせて吹き出し流の温度調整をするため、内部の気流は予め大きく乱されて乱流状態となっている。したがって、促進機構を設けると、気流の乱れがさらに増加し、逆に騒音が悪化してしまうという問題がある。
【０００９】
また前述の特許文献１〜３に記載の低減部材を、騒音低減効果を得るために多くの位置に設けると、流路に設けられる低減部材自体が流れの抵抗となるので、低減部材の設置面積増によって風量低下が顕著になるという問題がある。
【００１０】
このような問題に対して、風量の低下を補うために送風機の回転数を高め、高い圧力で送風する構成も考えられるが、その分だけ騒音が悪化するため、同一風量で比較すると逆に空力音が増大してしまうことがある。
【００１１】
さらには、特許文献４に記載の技術を車両用空調装置に適用する場合、車両用空調装置内部のリブの先端や曲がり部の内径側壁面など気流の剥離部で発生する音は低減できる。しかしながら、流路の曲がり部でリブの先端で剥離した流れが壁面に衝突して発生する音や曲がり部の外側壁面に衝突して発生する音を低減することができない。したがって全体では音を低減することができないという問題がある。特許文献５に記載の技術も、特許文献４と同様に、空気流路の縮小部にのみに適用されるので、その他の部位で発生する音を低減できず、全体では音を低減することができないという問題がる。
【００１２】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、風量低下を防止しつつ、空力音を減少することができる空力音低減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】
【００１３】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、空気が流れる通路（１３，２２，２５）であって、空気の流れの通路を形成する通路部材（１１）に設けられる空力音低減装置であって、
通路部材の壁面（１１ａ）に設けられ、壁面に衝突する空気の速度勾配を小さくする変更手段を含み、
壁面の形状が変化する部分であって、空気の流れが衝突することによって、壁面の表面付近での空気流れの速度勾配が大きくなる変更部分に、変更手段が設けられることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明に従えば、速度勾配が大きくなる変更部分に、速度勾配を小さくする変更手段が設けられる。このような変更部分に変更手段を設けることの効果を説明するために、先ず、空力音の発生要因に関して説明する。空気が壁面に衝突する流路の曲がり部では、上流で乱された気流や曲がり部の内径側で剥離してより大きく乱れた気流が、曲がり部の外側壁面と干渉（衝突）して渦音と呼ばれる空力音を発生する。
【００１６】
より詳細には、乱れた気流が壁面と干渉（衝突）する際、壁面との干渉によって気流は壁面の摩擦抵抗を受け、壁面近傍で流速が低く、壁面から離れるほど流速が高くなる速度勾配を持ち、いわゆる境界層を構成する。流路が拡大する部位における境界層では、壁面近傍に流れのエネルギーが流入しにくく下流側の壁面近傍で逆流が生じていわゆる剥離を起こすため、これが空力音の発生原因となる場合がある。請求項１に記載の発明が問題とする気流が壁面と干渉（衝突）する部位における境界層では、流れのエネルギーは次々と境界層内に流入するため剥離を起こすことはない。しかし、壁面近傍で速度勾配（壁面からの距離に対する流速変化）が大きくなる。空力音の発生原因となる気流の渦度は、近似的には流速の空間微分つまり壁面からの距離に対する流速変化と等価である。したがって、壁面近傍で速度勾配が大きくなる気流が壁面と干渉（衝突）する位置では大きな空力音が発生する。
【００１７】
空力音の発生メカニズムによれば、空力音の低減には、渦度を小さくするか、壁面から遠ざけることが必要である。したがって、気流が壁面と干渉（衝突）する位置で発生する空力音を低減するには、壁面近傍の速度勾配を小さくし、または、速度勾配の最大位置を遠ざけることが必要となる。
【００１８】
そこで請求項１に記載の発明では、前述のよう速度勾配が大きくなる変更部分に、速度勾配を小さくする変更手段が設けられる。これによると、壁面の形状が変化し、空気流れ衝突する部分の壁面に変更手段が設けられているので、壁面近傍の速度勾配が小さく、壁面遠方で速度勾配が最大となる。その結果、音の原因となる渦度は小さくなり、また渦度最大位置も壁面から遠ざかるので音を低減できる。
【００１９】
また変更手段は通路の壁面の全域に設けるのではなく、部分的に設けられるので、全域に設けるよりも、製造コストを安くすることができる。このように本発明では、風量低下および製造コストの増加を抑えつつ、空力音を減少することができる。
【００２０】
さらに、請求項１に記載の発明では、変更手段は、壁面（１１ａ）から突出するように設けられると共に、空気流れ方向、および前記空気流れ方向に交差する方向のそれぞれに並ぶように配列された複数列の突起（４０）を有しており、複数の突起（４０）のそれぞれは、隣り合う突起（４０）の間を空気が通過するように間隔をあけて配置された柱状の突起で構成されると共に、その突出方向の高さが前記隣り合う突起（４０）同士の間隔以上に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１に記載の発明に従えば、変更手段は、通路部材の壁面（１１ａ）から突出するように設けられる複数列の突起（４０）である。これによって空気流れには壁面による摩擦抵抗に加え、突起による摩擦抵抗と圧力抵抗が発生する。その結果、突起内部では流速が低く、突起先端で流速が増加するため、壁面近傍の速度勾配が小さく、壁面遠方で速度勾配が最大となる。その結果、音の原因となる渦度は小さくなり、また渦度最大位置も壁面から遠ざかるので音を低減できる。
【００２４】
さらに請求項２に記載の発明では、変更部分は、空気の流れが衝突し、空気の流れ方向を変更する部分であることを特徴とする。
【００２５】
請求項２に記載の発明に従えば、変更部分は、空気の流れが衝突し、空気の流れ方向を変更する部分である。本件発明者の研究によれば、気流に沿った流れのような、いわゆる迎え角の小さい壁面では風量低下が大きい一方で、空気の流れ方向を変更して気流が衝突するような迎え角の大きな部分ではほとんど風量低下しないことが分かっており、風量の低下を引き起こすことなく、効果的に気流の乱れによって発生する空力音を低減することができる。
【００２６】
さらに請求項３に記載の発明では、壁面は、壁面から突出し、空気の流れの一部を妨げる障壁（５０）を有し、
変更部分は、障壁の下流側であって、障壁によって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする。
【００２７】
請求項３に記載の発明に従えば、変更部分は、障壁の下流側であって、障壁によって乱れた空気流れが衝突する部分である。このような変更部分に変更手段を設けるので、障壁によって乱れた空気が壁面に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【００２８】
さらに請求項４に記載の発明では、壁面は、壁面から突出し、空気の流れ案内するガイド（５１）を有し、変更部分は、ガイドの下流側であって、ガイドによって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする。
【００２９】
請求項４に記載の発明に従えば、変更部分は、ガイドの下流側であって、ガイドによって乱れた空気流れが衝突する部分である。このような変更部分に変更手段を設けるので、ガイドによって乱れた空気が壁面に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【００３０】
さらに請求項５に記載の発明では、通路部材が形成する通路は、車室内に送風される空気が通過する通路（１３）であり、
通路部材は、通路が内部に形成される空調ケース（１１）であり、
通路を開閉するドア（２３，２８，３０）もしくはドア周囲のガイドの両面のうち少なくとも空気の流れ方向を変更する面に、変更手段が設けられることを特徴とする。
【００３１】
請求項５に記載の発明に従えば、通路部材は、空調ケースであり、通路を開閉するドアが設けられる。ドアのいずれか一方の面は、閉状態では、気流が衝突して気流の流れ方向を変更する面となる。このようなドアもしくはドア周囲のガイドの面に、変更手段を設けることによって、発生する渦の変形を抑制することで音を低減できる。
【００３２】
さらに請求項６に記載の発明では、ドアは、空調ケース内と車室内とを連通する通路を開閉するドア（２８，３０）であり、
ドアが閉状態であるときに、ドアもしくはドア周囲のガイドの空調ケース側に位置する片面に変更手段が設けられることを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載の発明に従えば、ドアは、空調ケース内と車室内とを連通する通路を開閉するドアである。このようなドアが閉状態であるときは、ドアもしくはドア周囲のガイドの空調ケース側に位置する片面に気流が衝突して気流の流れ方向を変更する面となる。このようなドアの片面に変更手段を設けることによって、発生する渦の変形を抑制することで音を低減できる。
【００３４】
さらに請求項７に記載の発明では、空調ケース内には、通過する空気を冷却する冷却用熱交換器（２０）、および通過する空気を加熱する加熱用熱交換器（２１）が設けられ、
ドアは、冷却用熱交換器を通過した冷風と、加熱用熱交換器を通過した温風とを混合する割合を調整するためのエアミックスドア（２３）であることを特徴とする。
【００３５】
請求項７に記載の発明に従えば、ドアはエアミックスドアである。エアミックスドアは、開度によって、冷風と温風とを混合する割合を調整する。このようなエアミックスドアは、開度によっては、少なくともいずれか一方の面が気流が衝突して気流の流れ方向を変更する面となる。このようなエアミックスドアもしくはドア周囲のガイドに、前述のように変更手段を設けることによって、音を低減することができる。
【００３６】
さらに請求項８に記載の発明では、壁面は、壁面から突出し、空気の流れの一部を妨げるシール部であって、ドアが閉状態のときにドアの表面に接触するシール部（５４）を有し、
変更部分は、シール部の下流側であって、ドアが開状態であるときに、シール部によって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする。
【００３７】
請求項８に記載の発明に従えば、変更部分は、シール部の下流側であって、ドアが開状態であるときに、シール部によって乱れた空気流れが衝突する部分である。このような変更部分に変更手段を設けるので、シール部によって乱れた空気が壁面に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【００３８】
さらに請求項９に記載の発明では、変更部分は、ドアの下流側であって、ドアが開状態であるときに、ドアの外縁によって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする。
【００３９】
請求項９に記載の発明に従えば、変更部分は、ドアの外縁によって乱れた空気流れが衝突する部分である。開状態のとき、ドアの外縁によっても乱れた空気が下流側にながれることがある。このような変更部分に変更手段を設けるので、ドアの外縁によって乱れた空気が壁面に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【００４０】
さらに請求項１０に記載の発明では、ドアの外縁には、弾性を有し、閉状態のときにシール部と接触するリップシール部（５３）が設けられ、
変更部分は、ドアの空気流れ下流側の面の少なくとも一部であることを特徴とする。
【００４１】
請求項１０に記載の発明に従えば、ドアの外縁には、弾性を有し、閉状態のときにシール部と接触するリップシール部が設けられる。これによってドアが閉状態のとき、シール部とリップシール部とを密に接触して、通路を閉塞することができる。また変更部分は、ドアの空気流れ下流側の面の少なくとも一部である。開状態のとき、リップシール部によっても乱れた空気が下流側にながれることがある。このような変更部分に変更手段を設けるので、リップシール部によって乱れた空気が壁面に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【００４２】
さらに請求項１１に記載の発明では、ドアの表面には、ドアから突出し、ドアを補強するリブ（５５）が設けられ、
変更部分は、ドアのリブによって乱れた空気流れが衝突する部分であることを特徴とする。
【００４３】
請求項１１に記載の発明に従えば、ドアの表面には、ドアから突出し、ドアを補強するリブが設けられる。リブによってドアが補強されるので、ドアの変形を抑制することができる。また変更部分は、ドアのリブによって乱れた空気流れが衝突する部分である。開状態のとき、ドアのリブによっても乱れた空気が下流側にながれることがある。このような変更部分に変更手段を設けるので、ドアのリブによって乱れた空気が壁面に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【００４４】
さらに請求項１２に記載の発明では、通路部材が形成する通路は、車室内に送風される空気が通過する通路（１３）であり、
通路部材は、通路が内部に形成される空調ケース（１１）であり、
通路には、通過する空気と熱交換する熱交換器（２１）が設けられ、
変更部分は、熱交換器の下流側にて熱交換器に対向する部分（４１，４２）であることを特徴とする。
【００４５】
請求項１２に記載の発明に従えば、変更手段は、熱交換器の下流側にて対向する壁面に設けられる。熱交換器の下流側にて対向する壁面は、熱交換器に対向しているので、熱交換器を通過した気流が衝突する部分である。このような壁面に変更手段を設けることによって、前述のように音を低減することができる。
【００４６】
さらに請求項１３に記載の発明では、記通路部材が形成する通路は、車室内に送風される空気が通過する通路（１３）であり、
通路部材は、通路が内部に形成される空調ケース（１１）であり、
通路には、冷風と温風との混合の割合を調整するためのガイドが設けられ、
変更部分は、ガイドの少なくとも一部の面であることを特徴とする。
【００４７】
請求項１３に記載の発明に従えば、変更部分は、空調ケースの壁面のうち、冷風と温風とを混合の割合を調整するために設けられたガイドの一部の面である。このような変更部分は、冷風と温風とをよく混ぜるために気流を衝突させて乱す部分であるか、逆に冷風と温風とが混ざり合わないように流れの方向を変更する部分である。このような変更部分に変更手段を設けることによって、前述のように音をより効果的に低減することができる。
【００４８】
さらに請求項１４に記載の発明では、変更部分は、空調ケースの壁面であって、送風機（６０）から空調ケース内に空気が送風される部分（４３）であることを特徴とする。
【００４９】
請求項１４に記載の発明に従えば、変更部分は、空調ケースの壁面のうち、送風機から空調ケース内に空気が送風される部分である。このような変更部分は、送風機から空調ケース内に最初に空気が導入される部分であり、風量が比較的大きい。このような変更部分に変更手段を設けることによって、前述のように音をより効果的に低減することができる。
【００５０】
さらに請求項１５に記載の発明では、通路部材が形成する通路は、空調ケース内に送風される空気が通過する通路を含み、
通路部材の少なくとも一部は、空調ケース内に送風する遠心式の送風機（６０）を構成し通路が内部に形成されるスクロールケーシング（６２）であり、
変更部分は、スクロールケーシングの壁面のうち、吸い込んだ空気の流れ方向を吸込方向から遠心方向へ変更する部分（６３）であることを特徴とする。
【００５１】
請求項１５に記載の発明に従えば、変更部分は、スクロールケーシングの壁面のうち、吸い込んだ空気の流れ方向を吸込方向から遠心方向へ変更する部分である。遠心式の送風機では、気流は遠心状に放射され、スクロールケーシングの壁面に衝突するとともに、流路が広がる出口側に向けて送風される。気流は遠心状に放射される際、スクロールケーシングの壁面に空気が衝突する。このようなスクロールケーシングの壁面に変更手段を設けることによって、前述のように音を低減することができる。
【００５２】
さらに請求項１６に記載の発明では、通路部材が形成する通路は、空調ケース内に送風される空気が通過する通路を含み、
通路部材の少なくとも一部は、空調ケース内に送風する送風機を構成し通路が内部に形成されるスクロールケーシングであり、
変更部分は、スクロールケーシングの壁面のうち、スクロールケーシングの壁面の巻き始め部分であるノーズ部（６２ａ）であることを特徴とする。
【００５３】
請求項１６に記載の発明に従えば、変更部分は、スクロールケーシングの壁面のうち、スクロールケーシングの壁面の巻き始め部分であるノーズ部である。ノーズ部は、気流の流れが不安定で時々刻々と気流の向きや流速の大きさが変化する部分である。このようなノーズ部の壁面に変更手段を設けることによって、前述のように音を低減することができる。
【００５４】
なお、前述の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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】車両用空調装置１０および送風機６０の概略構成を示す模式図である。
【図２】送風機６０を示す断面図である。
【図３】車両用空調装置１０の概略構成を示す模式図である。
【図４】車両用空調装置１０の構成を説明するための断面図である。
【図５】曲がり部Ｚにおける空気流れを示す図である。
【図６】流路が拡大する部位における空気流れを示す図である。
【図７】曲がり部Ｚにおける空気の速度勾配を示す図である。
【図８】流速の一例を示す図である。
【図９】図８に対応する渦度の一例を示す図である。
【図１０】流速の他の例を示す図である。
【図１１】図１０に対応する渦度の一例を示す図である。
【図１２】突起４０を示す斜視図である。
【図１３】複数の突起４０と流速との関係の一例を示す図である。
【図１４】複数の突起４０の一例を示す模式図である。
【図１５】突起４０の直径と騒音との関係の一例を示すグラフである。
【図１６】突起４０の高さと騒音との関係の一例を示すグラフである。
【図１７】突起４０の間隔と騒音との関係の一例を示すグラフである。
【図１８】送風通路１３Ａを簡略化して示す断面図である。
【図１９】送風通路１３Ｂを簡略化して示す断面図である。
【図２０】送風通路１３Ｃを簡略化して示す断面図である。
【図２１】送風通路１３Ｄを簡略化して示す断面図である。
【図２２】送風通路１３Ｅを簡略化して示す断面図である。
【図２３】第１の例を示す斜視図である。
【図２４】第２の例を示す斜視図である。
【図２５】第３の例を示す斜視図である。
【図２６】第４の例を示す斜視図である。
【図２７】第５の例を示す斜視図である。
【図２８】第６の例を示す斜視図である。
【図２９】第７の例を示す斜視図である。
【図３０】第８の例を示す斜視図である。
【図３１】第９の例を示す斜視図である。
【図３２】第１０の例を示す斜視図である。
【図３３】第１１の例を示す斜視図である。
【図３４】第１２の例を示す斜視図である。
【図３５】第１３の例を示す斜視図である。
【図３６】第１４の例を示す斜視図である。
【図３７】第１５の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００５７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図１７を用いて説明する。図１は、車両用空調装置１０および送風機６０の概略構成を示す模式図である。図２は、送風機６０を示す断面図である。図３は、車両用空調装置１０の概略構成を示す模式図である。車両用空調装置１０は、車室内空調運転の実施可能な装置である。
【００５８】
車両用空調装置１０は、外殻が空調ケース１１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。空調ケース１１は、車室内前方のインストルメントパネル１２の裏側に配置されている。空調ケース１１は、内方に空気が流れる通路を形成する通路部材としての機能を有する。空調ケース１１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空調ケース１１を構成している。
【００５９】
さらに車両用空調装置１０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と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、車両用空調装置１０の空調ケース１１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１４が設けられ、中間仕切り板１４によって空調ケース１１内部は、車両左右方向に二つの通風路に区画されている。
【００６０】
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６０を備え、送風機６０の吹出口は空調部の入口に至る送風通路１３と接続されている。送風機６０は、遠心多翼ファン６１とこれを駆動するモータ６４とからなり、遠心多翼ファン６１の周囲はスクロールケーシング６２で囲まれ、遠心多翼ファン６１の遠心方向に伸びるダクトによって送風通路１３と連通している。
【００６１】
スクロールケーシング６２は、遠心多翼ファン６１を収納するとともに、遠心多翼ファン６１から吹き出す空気の通路を構成する渦巻き状の部材である。スクロールケーシング６２の壁面６２ｂには、ノーズ部６２ａを有する。ノーズ部６２ａは、スクロールケーシング６２の巻き始め側と巻き終わり側との重なる部分であって、巻き始め側の部分である。ノーズ部６２ａでは、空気上流側と空気下流とが、僅かな隙間を介して連通している。
【００６２】
空調部は、送風通路１３全体を横断的に塞いで設けられたエバポレータ２０と、エバポレータ２０を通過してきた空気を加熱するヒータコア２１と、冷風通路２２と、エアミックスドア２３、デフ用ミックスドア２４と、温風通路２５と、温風と冷風が混合する空間のエアミックスチャンバ２６と、デフロスタ用ドア２７と、フェイス用ドア２８と、フット用ドア２９と、リア用ドア３０とを空調ケース１１の内部に備えている。さらに空調ケース１１には、冷風通路２２および温風通路２５の下流側に複数個の吹出口３１〜３４が形成されており、ここでは、空調ケース１１の吹出口の一例であるデフロスタ吹出口３１、フェイス吹出口３２、フット吹出口３３および第１のリア吹出口３４、第２のリア吹出口３５が設けられている。
【００６３】
デフロスタ吹出口３１は、空調ケース１１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１２のフロントウィンドウガラス１２ａ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３１ａが設けられている。デフロスタ吹出口３１とデフロスタ室内吹出口３１ａ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１２ａ等の室内側面に沿うように、デフロスタ用ダクト３１ｂによって接続されている。デフロスタ吹出口３１は、デフロスタ用ドア２７によって開閉制御される。
【００６４】
フェイス吹出口３２は、空調ケース１１上部のデフロスタ吹出口３１よりも車両後方側に位置する。インストルメントパネル１２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３２ａが設けられている。フェイス吹出口３２とフェイス室内吹出口３２ａは、運転席およ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３２ｂによって接続されている。フェイス吹出口３２は、フェイス用ドア２８によって開閉制御される。
【００６５】
各リア吹出口３４，３５は、空調ケース１１下部の車両後方側に位置する。後部座席には、室内吹出口の一つであるリア室内吹出口（図示せず）が設けられている。各リア吹出口３４，３５とリア室内吹出口とは、後部座席に向けて空調風を吹き出すために、リア用ダクト３４ｂによって接続されている。各リア吹出口３４，３５は、その開口断面積がリア用ドア３０によって開閉制御される。リア用ドア３０によって、第１のリア吹出口３４が開状態になる場合はリア用ダクト３４ｂ内の通路をヒータコア２１で加熱された空気が流れ、第２のリア吹出口３５が開状態になる場合はリア用ダクト３４ｂ内の通路をエバポレータ２０で冷却された空気が流れる。
【００６６】
フット吹出口３３は、空調ケース１１上部のフェイス吹出口３２よりも下方側に位置する。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３３とフット室内吹出口とは、運転席およ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（図示せず）によって接続されている。フット吹出口３３は、その開口断面積がフット用ドア２９によって開閉制御される。
【００６７】
各吹出口３１〜３５は、空調ケース１１の内部を車両左右方向に二分する左右対称であり、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３１〜３５から吹き出される空調風は、接続された各ダクト３１ｂ，３２ｂ，３４ｂ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。
【００６８】
また、デフロスタ用ドア２７、フェイス用ドア２８およびフット用ドア２９のそれぞれは、回転軸と平板状のドア板とを有する片側支持式の板状ドアである。リア用ドア３０は、回転軸と平板状のドア板とを有し、ドア板を円運動させる片面支持式の板状ドアである。送風機６０、エアミックスドア２３、デフ用ミックスドア２４、デフロスタ用ドア２７、フェイス用ドア２８、フット用ドア２９およびリア用ドア３０の作動は、図示しない制御装置によって制御される。
【００６９】
エバポレータ２０は、たとえば空調ケース１１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６０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２２に冷風を供給する。
【００７０】
ヒータコア２１は、エバポレータ２０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る。ヒータコア２１は、エバポレータ２０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。
【００７１】
デフ用ミックスドア２４は、エバポレータ２０よりも車両後方側に位置し、エバポレータ２０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２２を開閉できるドアである。エアミックスドア２３は、エバポレータ２０よりも車両後方側に位置し、エバポレータ２０を通過した空気が流下する冷風通路２２および温風通路２５を開閉できるドアである。
【００７２】
エアミックスドア２３およびデフ用ミックスドア２４は、その開度位置により、ヒータコア２１を通る温風の風量とヒータコア２１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２３およびデフ用ミックスドア２４が図３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２５を閉めてヒータコア２１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３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２３、デフ用ミックスドア２４、デフロスタ用ドア２７、フェイス用ドア２８、フット用ドア２９、およびリア用ドア３０も当該モードを実施する開度位置に設定されている。
【００７３】
図４は、車両用空調装置１０の構成を説明するための断面図であって、図３とはドアの開度位置が異なる状態を示す。エアミックスドア２３およびデフ用ミックスドア２４が図４に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２６に至る冷風通路２２を閉めてエバポレータ２０を通過した空気をすべてヒータコア２１へ流して加熱し、車室内に暖房風を提供する。
【００７４】
また、エアミックスドア２３が図３と図４とで示す位置の中間の位置にあるときは、冷風通路２２と温風通路２５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、各吹出口の上流側に設けられるエアミックスチャンバ２６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。
【００７５】
温風通路２５は、車両前方側に傾いた形態で、空調ケース１１の下部から上方のエアミックスチャンバ２６に向けて延びるように形成されている。温風通路２５は、空調ケース１１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２５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。
【００７６】
フェイス吹出口３２およびデフロスタ吹出口３１は、エアミックスチャンバ２６に臨む開口である。第１のリア吹出口３４は、温風通路２５に臨む開口である。第２のリア吹出口３５は、エバポレータ２０の下流側から、ヒータコア２１よりも下方の位置に延びる通路に臨み、ヒータコア２１を通らない冷風が吹き出される開口である。したがって、リア用ドア３０が図３の実線で示す位置にあるときは、第１のリア吹出口３４は閉じられて第２のリア吹出口３５から冷風が吹き出される。また、リア用ドア３０が図４の実線で示す位置にあるときは、第２のリア吹出口３５は閉じられて第１のリア吹出口３４から温風が吹き出される。
【００７７】
本実施形態の車両用空調装置１０には、空力音を低減するための空力音低減装置が設けられる。先ず、空力音の発生要因に関して説明する。図５は、曲がり部Ｚにおける空気流れを示す図である。図５に示すように、空気が壁面１１ａに衝突する流路の曲がり部Ｚでは、上流で乱された気流や曲がり部Ｚの内径側で剥離してより大きく乱れた気流が、曲がり部Ｚの外側壁面１１ａと干渉（衝突）して渦音と呼ばれる空力音を発生する。
【００７８】
より詳細には、乱れた気流が壁面１１ａと干渉（衝突）する際、壁面１１ａとの干渉によって気流は壁面１１ａの摩擦抵抗を受け、壁面１１ａ近傍で流速が低く、壁面１１ａから離れるほど流速が高くなる速度勾配を持ち、いわゆる境界層を構成する。
【００７９】
図６は、流路が拡大する部位における空気流れを示す図である。図６に示すように、流路が拡大する部位における境界層では、壁面１１ａ近傍に流れのエネルギーが流入しにくく下流側の壁面１１ａ近傍で逆流Ａ１が生じていわゆる剥離を起こす。これによって渦Ａ２が起こるので、これが空力音Ａ３の発生原因となる場合がある。
【００８０】
図７は、曲がり部Ｚにおける空気の速度勾配を示す図である。本実施形態では、曲がり部Ｚなどにおける騒音低減を目的とするが、図７にて斜線で示すように、気流が壁面１１ａと干渉（衝突）する部位における境界層では、流れのエネルギーは次々と境界層内に流入するため剥離を起こすことはない。しかし、壁面１１ａ近傍で速度勾配（壁面１１ａからの距離に対する流速変化）が大きくなる。
【００８１】
図８は、流速の一例を示す図である。図９は、図８に対応する渦度の一例を示す図である。図１０は、流速の他の例を示す図である。図１１は、図１０に対応する渦度の一例を示す図である。図８に示すように、壁面１１ａ近傍での速度勾配が大きいと、図９に示すように、壁面１１ａ近傍での渦度が大きくなる。したがって境界層での音が大きくなる。
【００８２】
これに対して、図１０に示すように、壁面１１ａ遠方で速度勾配が最大であり、壁面１１ａ近傍での速度勾配が小さい場合には、図１１に示すように、壁面１１ａ遠方での渦度が最大となり、壁面１１ａ近傍で渦度が小さくなる。したがって境界層での音が小さくなる。換言すると、空力音の発生原因となる気流の渦度は、近似的には流速の空間微分つまり壁面１１ａからの距離に対する流速変化と等価である。したがって、壁面１１ａ近傍で速度勾配が大きくなる気流が壁面１１ａと干渉（衝突）する位置では大きな空力音が発生する。
【００８３】
空力音の発生メカニズムによれば、空力音の低減には、渦度を小さくするか、壁面１１ａから遠ざけることが必要である。したがって、気流が壁面１１ａと干渉（衝突）する位置で発生する空力音を低減するには、壁面１１ａ近傍の速度勾配を小さくし、速度勾配の最大位置を遠ざけることが必要となる。
【００８４】
そこで本実施形態の空力音低減装置は、複数の突起４０を含む。複数の突起４０は、空調ケース１１の壁面１１ａに設けられ、壁面１１ａに衝突する空気の速度勾配を小さくする変更手段である。複数の突起４０は、スクロールケーシング６２の壁面６２ｂおよび空調ケース１１の内壁１１ｂの少なくとも一部の所定箇所に複数列にわたって設けられる。突起４０は、所定箇所から突出するように複数列（以下、「複数」ということもある）設けられる。
【００８５】
図１２は、突起４０を示す斜視図である。図１３は、複数の突起４０と流速との関係の一例を示す図である。複数の突起４０を設けると、複数の突起４０の中を空気が通過すると、図１２に示すように、通過する空気に対して突起４０による摩擦抵抗Ｒ１と、壁面１１ａによる摩擦抵抗Ｒ２と、突起による圧力損失Ｒ３とが発生する。これによって図１３に示すように、壁面１１ａ近傍の速度勾配を小さくし、速度勾配の最大値を壁面１１ａから遠ざけることができる。したがって複数の突起４０によって、騒音を低減することができる。
【００８６】
次に、複数の突起４０にさらに具体的に説明する。図１４は、複数の突起４０の一例を示す模式図である。スクロールケーシング６２の壁面６２ｂおよび空調ケース１１の壁面１１ａに複数の突起４０を設ける場合には、複数の突起４０を壁面１１ａに一体に設けることができる。一体に設ける場合には、スクロールケーシング６２および空調ケース１１と突起４０との材質は同一であり、たとえば射出成型によって各ケース部材を成型するときに、一体成型によって形成される。また複数の突起４０を各ドアに設ける場合も同様に、一体に設けることができる。
【００８７】
次に、突起４０が設けられる場所に関して説明する。複数の突起４０は、空気の流れを変更する変更部分に設けられる。変更部分とは、壁面１１ａの形状が変化する部分であって、空気の流れが衝突することによって、壁面１１ａの表面付近での空気流れの速度勾配が大きくなる部分である。具体的には、変更部分とは、壁面１１ａの形状が変化して、空気の流れ方向を変更するために気流が衝突する面を有する部分である。壁面１１ａの形状が変化するとは、壁面１１ａが気流れに沿った直線状でなく、通路がたとえば屈曲、湾曲、拡大および縮小させるために壁面１１ａの形状が変化している部分である。したがって変更部分には、通路抵抗によって風量が低下しない迎え角度を有する部分が含まれる。変更部分は、たとえば空気の流れ方向に対する迎え角が、３０度以上であり、好ましくは４０度以上であり、さらに好ましくは６０度以上である。
【００８８】
複数の突起４０は、図１では模式的に示し、図２〜図４では斜線を施して示すように、スクロールケーシング６２の壁面６２ｂ、空調ケース１１の壁面１１ａ、各ドアを構成するドア板の両面のうち少なくともいずれか一方に設けられる。以後、ドア板を単にドアということがある。
【００８９】
スクロールケーシング６２の壁面６２ｂにおける一方の設置部位は、図１に示すように、ノーズ部６２ａである。ノーズ部６２ａは、気流の流れが不安定で時々刻々と気流の向きや流速の大きさが変化する部分である。またスクロールケーシング６２の壁面６２ｂにおける他方の設置部位６３は、図２に示すように、吸い込んだ空気の流れ方向を吸込方向から遠心方向へ変更する部分である。他方の設置部位６３は、スクロールケーシング６２の壁面６２ｂの吸込み側と反対側の一部の面である。送風機６０作動時には、吸込み側から導入される気流が、遠心多翼ファン６１の翼間で圧力が高められ翼外周（遠心方向）に押し出され、スクロールケーシング６２に沿って吹出口に向けて送風される。他方の設置部位６３は、導入される気流が翼の前縁に衝突して翼から放出された気流が衝突する部位である
空調ケース１１の壁面１１ａにおける第１の設置部位４１は、エバポレータ２０の下流側であって、エバポレータ２０と対向する位置である。空調ケース１１の壁面１１ａにおける第２の設置部位４２は、ヒータコア２１の下流側であって、ヒータコア２１に対向する位置である。空調ケース１１の壁面１１ａにおける第３の設置部位４３は、送風機６０から空調ケース１１内に空気が送風される部分である。したがって第３の設置部位４３は、エバポレータ２０の上流側であってスクロールケーシング６２に至る通路を構成する部位のうち、エバポレータ２０に空気を向かうように空気流れを変更する部分である。
【００９０】
さらに各ドアのうち、フェイス用ドア２８およびリア用ドア３０には、各ドアを閉じた際に、空調ケース１１の内側となる面に突起４０が設けられる。したがってフェイス用ドア２８については、閉状態にあるときに、空調ケース１１の内側に位置する面に複数の突起４０が設けられる。またリア用ドア３０については、図３に示すように、第１のリア吹出口３４を閉じている場合に、ヒータコア２１に対向する面に複数の突起４０が設けられる。またエアミックスドア２３については、両面に複数の突起４０が設けられる。
【００９１】
さらにエアミックスチャンバ２６内には、ガイド５１が設けられる。ガイド５１は、図３に示すが、図４では理解を容易にするたに省略している。ガイド５１は、壁面１１ａから突出し、空気の流れの一部を妨げる障壁であって、空気の流れ案内する部材である。具体的には、ガイド５１は、フット吹出口３３から空気を吹き出すフットモード時の、フット吹出口３３からの吹き出し口温度、および配風量をコントロールするための部材である。フェイス吹き出しモードのときは、図３に示すように、ガイド５１は流れに対して障害となっているので、ガイド５１の下流側であって、ガイド５１によって乱れた空気流れが衝突する部分に複数の突起４０が設けられる。またガイド５１自体も空調ケース１１の壁面１１ａの一部を構成し、空気が衝突する部分であるので、ガイド５１の表面にも複数の突起４０を設けてもよい。混合の割合を調整するガイド５１には、冷風と温風との混合を避ける（混合割合を０にする）ためのガイド５１も含む。
【００９２】
その他のガイドとして、さらにフェイス用ドア２８の周辺およびリア用ドア３０周辺に、各ドアへ空気を導くガイドを設けてもよい。ガイドの壁面１１ａのうち、少なくとも空気が衝突して、各ドアへ向かう方向へ空気を案内する面に突起４０が設けられる。
【００９３】
空調ケース１１においては、前述のような部位に突起４０が設けられるので、たとえば図３に示す冷房時には、破線で示すように、エバポレータ２０を通過した気流の一部がエアミックスドア２３に衝突し、フェイス吹出口３２に向かう方向へ気流方向が変更される。またエバポレータ２０を通過した気流の他部は、第１の設置部位４１に衝突し、リア用ダクト３４ｂに向かう方向へ気流方向が変更される。またフェイス用ドア２８、およびエアミックスドア２３の裏面に設けられた突起４０は気流の流れと接していないので、突起４０によって風量低下を引き起こすことがないような部分である。
【００９４】
また図４に示す暖房時は、破線で示すように、エバポレータ２０を通過した気流の一部がエアミックスドア２３の裏面に衝突し、ヒータコア２１に向かう方向へ気流方向が変更される。ヒータコア２１を通過した気流は、第２の設置部位４２に衝突し、さらにフェイス用ドア２８の内側の面に衝突し、フット用ドア２９に向かう方向へ気流方向が変更される。またエバポレータ２０を通過した気流の他部は、リア用ドア３０に衝突し、リア室内吹出口へ向かうように気流方向が変更される。またエアミックスドア２３の表面、第１の設置部位４１に設けられた突起４０は気流の流れと接していないので、突起４０によって風量低下を引き起こすことがないような部分である。
【００９５】
次に、突起４０の寸法および分布に関して図１５〜図１７を用いて説明する。図１５は、突起４０の直径と騒音との関係の一例を示すグラフである。図１６は、突起４０の高さと騒音との関係の一例を示すグラフである。図１７は、突起４０の間隔と騒音との関係の一例を示すグラフである。壁面１１ａ近傍の流速勾配を小さくするには、突起４０による摩擦抵抗と圧力抵抗が適当になるように突起の直径、高さ、間隔を設定する必要がある。直径が細すぎると摩擦抵抗が十分に得られないため壁面１１ａ近傍の流速が十分に小さくならない。また高さが低すぎると速度勾配が最大となる位置が壁面１１ａから十分に遠ざからない。また間隔が広すぎると圧力抵抗が十分に得られないため壁面１１ａ近傍の流速が十分に小さくならない。図１５〜図１７に示す例では、図１４に示すような円柱状の突起４０に、風速５ｍ／ｓで迎え角が９０度となるように壁面１１ａに設置した場合に騒音を測定したグラフである。
【００９６】
先ず、突起４０の直径に関して説明する。図１５に示す例では、突起４０の高さを３ｍｍ、突起４０の間隔を０．７ｍｍに設定し、突起４０の直径を変更している。突起４０の直径は、図１５に示すように、突起４０がある場合の方が騒音が小さく、さらに突起４０の直径が０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００９７】
次に、突起４０の高さに関して説明する。図１６に示す例では、突起４０の直径を０．５ｍｍ、突起４０の間隔を０．７ｍｍに設定し、突起４０の高さを変更している。突起４０の高さは、図１６に示すように、突起４０がある場合の方が騒音が小さく、さらに突起４０の高さが１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００９８】
次に、突起４０の間隔に関して説明する。図１７に示す例では、突起４０の直径を０．５ｍｍ、突起４０の高さを３ｍｍに設定し、突起４０の間隔を変更している。突起４０の間隔が無限大である場合、突起４０無しと同義として図１７には示している。突起４０の間隔は、図１７に示すように、突起４０がある場合の方が騒音が小さく、さらに突起４０の間隔が１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００９９】
以上説明したように本実施形態の空気音低減装置は、壁面１１ａのうち空気の流れ方向を変更する変更部分である第１の設置部位４１などに、複数の突起４０が設けられる。前述のように本件発明者の研究によれば、気流に沿った流れのような、いわゆる迎え角の小さい壁面１１ａでは風量低下が大きい一方で、空気の流れ方向を変更して気流が衝突するような迎え角の大きな部分ではほとんど風量低下しないことが分かっている。さらに空力音は気流の乱れによって発生する渦が変形することで発生しており、複数の突起４０は、この渦の変形を抑制することで音を低減している。したがって気流の乱れの少ない壁面１１ａ、すなわち気流に沿った壁面１１ａに突起４０を設けても騒音低減効果は小さい。
【０１００】
これに対して本実施形態では、壁面１１ａの表面付近での空気流れの速度勾配が大きくなる変更部分に、変更手段として複数の突起４０を設けている。したがって気流の乱れによって発生する空力音を図１５〜図１７に示すように低減することができる。さらに、複数の突起４０を設けた場合、気流の衝突によって発生する音を低減できるだけでなく、気流が衝突する面では流路が狭まることも、壁面１１ａの摩擦抵抗の増加も顕著でないため、風量の低下を引き起こすことなく、効果的に気流の乱れによって発生する空力音を低減することができる。また複数の突起４０は空調ケース１１の壁面１１ａの全域に設けるのではなく、部分的に設けられるので、全域に設けるよりも、製造コストを安くすることができる。このように本実施形態の空気音低減装置では、風量低下および製造コストの増加を抑えつつ、空力音を減少することができる。
【０１０１】
このような本実施形態の空気音低減装置は、従来の吸音材および消音器と比較すると、複数の突起４０によって小型に（薄く）構成でき、また広い周波数帯域で騒音を低減できるので、搭載性のため小型化が求められ、広い周波数帯域で音が出る車両用空調装置に特に好適である。
【０１０２】
また本実施形態では、空調ケース１１内には通路を開閉するフェイス用ドア２８およびリア用ドア３０など設けられる。これらのドア２８，３０は、閉状態では、いずれか一方の面が気流が衝突して気流の流れ方向を変更する面となる。このようなドア２８，３０の面に、複数の突起４０を設けることによって、発生する渦の変形を抑制することで音を低減できる。
【０１０３】
さらに本実施形態では、フェイス用ドア２８およびリア用ドア３０のように、空調ケース１１内と車室内とを連通する通路を開閉するドアに複数の突起４０が設けられる。このようなドア２８，３０が閉状態であるときは、空調ケース１１側に位置するドア２８，３０の片面が気流が衝突して気流の流れ方向を変更する面となる。このようなドア２８，３０の片面に複数の突起を設けることによって、発生する渦の変形を抑制することで音を低減できる。また一方、ドア２８，３０が開時には空調ケース１１の外面となる面に沿って気流が流れるが、複数の突起４０が設置されていない面に沿って空気が流れるので、風量の低下を引き起こすことはない。
【０１０４】
また本実施形態では、空調ケース１１内のエアミックスチャンバ２６の壁面１１ａのガイド５１およびガイド５１の下流側の壁面１１ａにも複数の突起４０が設けられる。このガイド５１は温度調整のため冷風と温風とをよく混ぜるために気流を衝突させて乱すとともに、冷房時にはフェイス用ドアに冷風を送るとともに、デフロスタに温風を送るために冷風と温風とが混ざり合わないように流れの方向を変更する部分である。このガイド５１に複数の突起４０を設けることによって、音を低減することができる。
【０１０５】
また本実施形態では、エアミックスドア２３に複数の突起４０が設けられる。エアミックスドア２３は、開度によって、冷風と温風とを混合する割合を調整する。このようなエアミックスドア２３は、開度によっては、少なくともいずれか一方の面が気流が衝突して気流の流れ方向を変更する面となる。このようなエアミックスドア２３に、前述のように複数の突起を設けることによって、音を低減することができる。
【０１０６】
さらに本実施形態では、複数の突起４０は、エバポレータ２０およびヒータコア２１などの熱交換器の下流側にて対向する第１の設置部位４１および第２の設置部位４２に設けられる。熱交換器２０，２１の下流側にて対向する設置部位４１，４２は、熱交換器２０，２１に対向しているので、熱交換器２０，２１を通過した気流が衝突する部分である。このような設置部位４１，４２に複数の突起４０を設けることによって、前述のように音を低減することができる。
【０１０７】
また本実施形態では、変更部分は、空調ケース１１の壁面１１ａのうち、送風機６０から空調ケース１１内に空気が送風される３の設置部位４３である。このような変更部分は、送風機６０から空調ケース１１内に最初に空気が導入される部分であり、風量が比較的大きい。このような変更部分に複数の突起４０を設けることによって、前述のように音をより効果的に低減することができる。
【０１０８】
また車両用空調装置１０では、送風機６０から出る気流を均一にエバポレータ２０に送り込むために、エバポレータ２０への導入部に図１に示すように段差等を設けてあり、ここで気流の衝突による音が発生している。そこで、送風機６０とエバポレータ２０とを接続する導入部（第３の設置部位４３）に複数の突起４０を設けることによって効果的に音を低減できる。
【０１０９】
さらに本実施形態では、変更部分は、スクロールケーシング６２の壁面６２ｂのうち、吸い込んだ空気の流れ方向を変更する設置部位である。遠心式の送風機６０では、気流は遠心状に放射され、スクロールケーシング６２に衝突するとともに、流路が広がる出口側に向けて送風される。気流は遠心状に放射される際、吸込み側から吸込み側と反対側に向けて気流が流れるため、スクロールケーシング６２では主に吸込み側と反対側の部分に衝突する。このようなスクロールケーシング６２の設置部位に複数の突起４０を設けることによって、前述のように音を低減することができる。一方、気流はスクロールケーシング６２に沿って吹出口に向けて送風されるが、突起４０は吸込み側と反対側の気流衝突位置にのみ設けられているので、気流と壁面１１ａの間の摩擦抵抗の増大は最小限に抑えられ、風量低下を引き起こすことを抑制することができる。
【０１１０】
また本実施形態では、変更部分は、スクロールケーシング６２の壁面６２ｂのうち、スクロールケーシング６２の壁面６２ｂの巻き始め側と巻き終わり側との重なるノーズ部６２ａである。ノーズ部６２ａは、気流の流れが不安定で時々刻々と気流の向きや流速の大きさが変化する部分である。このようなノーズ部６２ａの壁面１１ａに複数の突起を設けることによって、前述のように音を低減することができる。
【０１１１】
このように本実施形態では、製造コストの増加を防止するとともに、耐久性を確保し、かつ風量低下を防止しつつ、空力音を減少することができる空力音低減装置を実現することができる。より具体的には、車両用空調装置１０などの流路の曲がり部を有する通路１１ａにおいて好適な空力音低減装置を実現することができる。
【０１１２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図１８を用いて説明する。図１８は、送風通路１３Ａを簡略化して示す断面図である。本実施形態では、複数の突起４０を設ける位置に特徴を有する。送風通路１３Ａの壁面１１ａには、壁面１１ａから突出し、空気の流れの一部を妨げる障壁５０が設けている。このような障壁５０は、たとえば、強度の向上や接続部位などの設計上の理由で設けられている。このような障壁５０の下流側であって、障壁５０によって乱れた空気流れが衝突する部分に、複数の突起４０が設けられる。具体的には、障壁５０から間隔をあけて、障壁５０が設けられる側の壁面１１ａ、および障壁５０と対向する壁面１１ａに設けられる。このような変更部分に複数の突起４０を設けるので、障壁５０によって乱れた空気が壁面１１ａに衝突することによって発生する音を低減することができる。
【０１１３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図１９を用いて説明する。図１９は、送風通路１３Ｂを簡略化して示す断面図である。本実施形態では、複数の突起４０を設ける位置に特徴を有する。送風通路１３Ｂの壁面１１ａには、壁面１１ａから突出し、空気の流れの一部を妨げるシール部５４が設けられている。また送風通路１３に設けられるフェイス用ドア２８の外縁には、弾性を有し、閉状態のときにシール部５４と接触するリップシール部５３が設けられる。したがってシール部５４は、フェイス用ドア２８のように、空調ケース１１内と車室内とを連通する通路を開閉するドアが閉状態のときフェイス用ドア２８の表面（リップシール部５３の表面）に接触する部分である。このようなシール部５４とリップシール部５３とによって、フェイス用ドア２８が閉状態のとき、両者が密に接触して、フェイス吹出口３２に至る通路を確実に閉塞することができる。
【０１１４】
また複数の突起４０は、シール部５４の下流側であって、フェイス用ドア２８が開状態であるときに、シール部５４によって乱れた空気流れが衝突する部分に設けられる。したがって前述の第２実施形態と同様に、シール部５４によって乱れた空気が壁面１１ａに衝突することによって発生する音を低減することができる。
【０１１５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図２０を用いて説明する。図２０は、送風通路１３Ｃを簡略化して示す断面図である。本実施形態では、複数の突起４０を設ける位置に特徴を有する。本実施形態は、前述の第３実施形態の構成と同様に、シール部５４とリップシール部５３と備える。そして複数の突起４０は、フェイス用ドア２８の表面であって、フェイス用ドア２８が開状態であるときに、リップシール部５３によって乱れた空気流れが衝突する部分に設けられる。したがって前述の第１実施形態と同様に、リップシール部５３によって乱れた空気がフェイス用ドア２８に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【０１１６】
またリップシール部５３を有する場合に限るものではなく、リップシール部５３を有さないフェイス用ドア２８であっても、フェイス用ドア２８の外縁によって乱れた空気流れが衝突する部分に複数の突起４０を設けても良い。換言すると、フェイス用ドア２８の外縁には、リップシール部５３を有する場合にはリップシール部５３がフェイス用ドア２８の外縁であるし、リップシール部５３を有さない場合には、ドア本体の外縁がフェイス用ドア２８の外縁となる。
【０１１７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図２１を用いて説明する。図２１は、送風通路１３Ｄを簡略化して示す断面図である。本実施形態では、複数の突起４０を設ける位置に特徴を有する。本実施形態では、フェイス用ドア２８の表面にフェイス用ドア２８から突出し、フェイス用ドア２８を補強するリブ５５が設けられる。リブ５５によって、フェイス用ドア２８の剛性が向上し、経年変化を抑制することができる。
【０１１８】
複数の突起４０は、フェイス用ドア２８の表面であって、フェイス用ドア２８が開状態であるときに、リブ５５によって乱れた空気流れが衝突する部分に設けられる。したがって前述の第１実施形態と同様に、リブ５５によって乱れた空気がフェイス用ドア２８に衝突することによって発生する音を低減することができる。
【０１１９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に関して、図２２を用いて説明する。図２２は、送風通路１３Ｅを簡略化して示す断面図である。本実施形態では、変更手段として、複数の突起４０ではなく板状部材５６を設ける点に特徴を有する。送風通路１３Ｅの壁面１１ａには、前述の第２実施形態と同様に、障壁５０が設けられている。障壁５０の下流側であって、障壁５０によって乱れた空気流れが衝突する部分に、板状部材５６が設けられる。板状部材５６は、複数の貫通孔５６ａが形成されており、壁面１１ａから間隔を開けた位置に壁面１１ａに沿うように設けられる。これによって板状部材５６と壁面１１ａとの間に空気層が設けられているので、空気流れには壁面１１ａによる摩擦抵抗に加え、板状部材５６による摩擦抵抗と貫通孔５６ａによる圧力抵抗が発生する。その結果、板状部材５６内部では流速が低く、板状部材５６近傍で流速が増加するため、壁面１１ａ近傍の速度勾配が小さく、壁面１１ａ遠方で速度勾配が最大となる。その結果、音の原因となる渦度は小さくなり、また渦度最大位置も壁面１１ａから遠ざかるので音を低減できる。
【０１２０】
ここで、壁面１１ａ近傍の流速勾配を小さくするには、板状部材５６による摩擦抵抗と圧力抵抗が適当になるように穴の大きさ、空気層の厚さ、穴の間隔を設定する必要がある。穴が大きすぎると摩擦抵抗が十分に得られないため壁面１１ａ近傍の流速が十分に小さくならず、空気層が薄すぎると速度勾配が最大となる位置が壁面１１ａから十分に遠ざからず、間隔が広すぎると圧力抵抗が十分に得られないため壁面１１ａ近傍の流速が十分に小さくならない。
【０１２１】
このように板状部材５６は、複数の突起４０と同様に音を低減できる。板状部材５６を設ける位置は、本実施形態の位置に限るものではなく、前述の第１実施形態から第４実施形態において、複数の突起４０が設けられた位置に配置することができる。また板状部材５６には、隣接する貫通孔５６ａが近接している部材、たとえば線状部材をクロスさせた網状部材も含まれる。
【０１２２】
（その他の実施形態）
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。
【０１２３】
前述の第１実施形態では、複数の突起４０は、円柱状であったが、このような形状に限定するものではない。図２３〜図３７は、突起４０の形状の他の例を示す斜視図である。図２３は、第１の例を示す斜視図である。第１の例では、突起４０Ａは根本が拡径している円錐台状である。図２４は、第２の例を示す斜視図である。第２の例では、突起４０Ｂは根本が縮径している円錐台状である。図２５は、第３の例を示す斜視図である。第３の例では、突起４０Ｃは中間部が縮径している円柱状である。図２６は、第４の例を示す斜視図である。第４の例では、突起４０Ｄは中間部が拡径している円柱状である。
【０１２４】
図２７は、第５の例を示す斜視図である。第５の例では、突起４０Ｅは四角柱状である。図２８は、第６の例を示す斜視図である。第６の例では、突起４０Ｆは根本が拡大している四角錐台状である。図２９は、第７の例を示す斜視図である。第７の例では、突起４０Ｇは根本が縮小している四角錐台状である。図３０は、第８の例を示す斜視図である。第８の例では、突起４０Ｈは中間部が拡大している四角柱状である。図３１は、第９の例を示す斜視図である。第９の例では、突起４０Ｉは中間部が縮小している四角柱状である。
【０１２５】
図３２は、第１０の例を示す斜視図である。第１０の例では、突起４０Ｊは四角柱の先端に球体を有する形状である。図３３は、第１１の例を示す斜視図である。第１１の例では、突起４０Ｋは四角柱の中間部に球体を有する形状である。図３４は、第１２の例を示す斜視図である。第１２の例では、突起４０Ｌは四角柱の根本に半球を有する形状である。
【０１２６】
図３５は、第１３の例を示す斜視図である。第１３の例では、突起４０Ｍは四角柱の先端が先細り状に形成された形状である。図３６は、第１４の例を示す斜視図である。第１４の例では、突起４０Ｎは四角柱の中間部が縮小するようにテーパ状に形成された形状である。図３７は、第１５の例を示す斜視図である。第１５の例では、突起４０Ｏは四角柱の根本が先細り状に形成された形状である。
【０１２７】
図２３〜図３７に示すように、突起の断面形状は、円状、楕円状および多角形状でもよく、先端部、中間部および根本の少なくともいずれか１つに凹部または凸部があってもよい。また図示は省略するが、突起４０の先端部は、傾斜があってもよい。また各突起４０は、底面（壁面１１ａ）に対して傾斜していてもよい。さらに個々の突起４０の配列もマトリクス状に限るものではなく、千鳥状、格子状、ストライプ状などであってもよく、ランダムに配置されてもよい。
【０１２９】
また前述の第１実施形態では、空気音低減装置は車両用空調装置１０に設けられるが、車両用空調装置１０に限るものではなく、空調装置以外であってもよく、たとえば機器冷却用の冷却用送風機などに適用することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…車両用空調装置
１１…空調ケース（通路部材）
１１ａ…壁面
１３…送風通路（通路）
２０…エバポレータ（冷却用熱交換器）
２１…ヒータコア（加熱用熱交換器、熱交換器）
２２…冷風通路（通路）
２３…エアミックスドア（ドア）
２４…デフ用ミックスドア
２５…温風通路（通路）
２６…エアミックスチャンバ
２７…デフロスタ用ドア
２８…フェイス用ドア（ドア）
２９…フット用ドア
３０…リア用ドア（ドア）
４０…突起（変更手段）
４１…第１の設置部位
４２…第２の設置部位
４３…第３の設置部位
５０…障壁
５１…ガイド
５３…リップシール部
５４…シール部
５５…リブ
５６…板状部材（変更手段）
６０…送風機
６２…スクロールケーシング
６２ａ…ノーズ部
６２ｂ…スクロールケーシングの壁面
６３…他方の設置部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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