JP2000088331A - ダクトの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダクトの剛性を低下することなく、ダクト本
来の大きさを維持して、騒音低減可能なダクトの構造を
提供するものである。 【解決手段】 ダクト１に、開口部８を閉塞する微小通
気孔を有する連続発泡体９を固定することにより、ダク
ト１内を伝播する空気が漏洩するためダクト１が共振し
なくなるので騒音を低減すると共に、ダクト１本来の大
きさを維持できるので、限られたスペースにおいても配
置可能である。さらに、孔が微小であるからダクト１外
に漏洩する空気は機能上問題のない程度であると共に、
ダクト１の剛性も低下しない。さらに、空気の伝播中に
連続発泡体９自身が振動することにより、共振音が減衰
するため、騒音低減効率が良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダクト本体に消音
機構を設けたダクトの構造の改良に関し、本発明のダク
トは、例えば自動車等の空調用、エンジンの吸気系等
に、その他自動車以外の空調用ダクトとしても利用する
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダクトは、ポリプロピレン樹脂お
よびポリエチレン樹脂のような熱可塑性樹脂をブロー成
形したものが使用されている。ダクトの一例として、例
えば図５及び図６に示すように、インストルメントパネ
ル（図示省略）上に設けられる空調用吹出し口に連通す
るように、車室の外部に固定されるベンチレーションダ
クト１がある。ベンチレーションダクト１は、排気口と
して、その両端にサイドベンチレーション２，２および
ほぼ中央にセンターベンチレーション３が同一方向に開
口するように形成されている。さらに、図５に示すよう
に、ヒータユニットからの風を取り入れるための気体導
入口４がほぼ中央下部に形成されている。したがって、
ベンチレーションダクト１は、ヒーターユニットから送
風される風Ａを気体導入口４から取り入れ、その風をセ
ンターベンチレーション３及びサイドベンチレーション
２，２に分配している。

【０００３】このようにヒータユニットから風を取り入
れる場合には、風量が大きくなると、ベンチレーション
ダクト１は脈動によって振動し、この振動により、脈動
によるエネルギーが吸収されている。しかしながら近
年、ベンチレーションダクト１が固定されているインス
トルメントパネル内部のスペースは、安全面、装備面の
点から、サポートパイプ、ブラケット、ハーネス等が配
置されることにより飽和状態であるため、これらの部品
とベンチレーションダクト１を接触して配置させなけれ
ば十分なダクト通路を確保できないことがある。このよ
うな場合には、ベンチレーションダクト１は、周辺部品
によって押えられてしまうことにより振動できないの
で、ヒータユニットから送られる脈動した風は、ベンチ
レーションダクト１内部で共鳴音を発生させることにな
り騒音が生じる。この音は、比較的低周波音でレベルも
低く、大風量時のみ発生するため、風のダクト通過音等
にかき消されてしまい、特に対策が困難である。

【０００４】このような騒音を低減する機能を有するダ
クトは、例えば特開平６−２１９１４４号公報に開示さ
れているように、ダクト本体の一部に開口部を設け、該
開口部を覆うようにフィルム材を装着したものがある。
さらに、特開平７−２５１６２８号公報には、ダクト本
体に、共鳴室を有するレゾネータを一体的に形成された
ものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記騒
音を低減するダクトの構成では、以下に述べる問題を生
じる。すなわち、ダクト本体に設けた開口部を覆うフィ
ルム材を装着した構成の特開平６−２１９１４４号公報
に開示されているダクトは、騒音の原因となるダクト内
を伝播する空気の振動に対して、フィルム材自体が共振
することによって、空気の振動エネルギーが吸収される
ことにより騒音を低減することができる。しかし、フィ
ルム材自体を騒音低減可能な程度に十分共振させるため
には、特開平６−２１９１４４号公報第３頁左欄段落番
号（００１６）に記載の実施例１のように、開口部の大
きさが１００×２５０ｍｍ、フィルム材の大きさは開口
部を覆える程度とし、さらにフィルム材の厚みは３０μ
ｍとする必要がある。

【０００６】このように、ダクト本体に１００×２５０
ｍｍの大きさの穴をあけ、この開口部を覆うフィルムの
厚さが３０μｍであるので、ダクト本体は剛性的にかな
り低下してしまう。したがって、このような剛性的に低
下したダクトを使用すると、組付の際、変形及び破損す
る虞がある。さらに、ダクト本体に装着したフィルム材
が周辺部品に当たって破損する虞がある。なお、剛性を
維持するために開口部の大きさを小さくすると、フィル
ム材の面積が小さくなるため、騒音低減の効果を期待で
きない。

【０００７】さらに、特開平７−２５１６２８号公報に
開示された共鳴室を有するレゾネータを一体的に形成さ
れたダクトの場合には、共鳴を利用することによりダク
ト本体を伝播する空気の騒音を抑えることができると共
に、レゾネータを一体的に形成することからダクトの剛
性を確保できる。しかしながら、共鳴室を有するレゾネ
ータをダクト本体に一体に形成する構成であるため、そ
の容積が大きくなってしまい、制限されたスペースにダ
クトを配置する場合に望ましくない。

【０００８】したがって本発明は、ダクトの剛性を低下
することなく、ダクト本来の大きさを維持して、騒音低
減可能なダクトの構造を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明のダクトの構造は、ダクトの所
定位置に、ダクトの内部及び外部を連通する複数の微小
通気孔を集中させて設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明では、微小通気孔は、
ダクトに形成された開口部を閉塞する連続発泡体に設け
られていることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、微小通気孔は、ダ
クト本体に微小孔を多数形成することにより設けられる
ことを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、微小通気孔は、開
口端部からλ／４の位置に設けられることを特徴とす
る。

【００１３】請求項１記載の発明は、ダクトの所定位置
に複数の微小通気孔を集中させて設けることにより、ダ
クト内を伝播する空気が共振を起こさない程度に、空気
を漏洩させる。孔を微小に形成しているので、ダクト外
に漏洩する空気は機能上問題のない程度であると共に、
剛性を低下させない。

【００１４】次に請求項２あるいは３記載の発明は、微
小通気孔を連続発泡体により形成し、あるいはダクト本
体に設けることにより、ダクト内を伝播する空気を漏洩
させ、共振のエネルギーを吸収させる。

【００１５】請求項４記載の発明では、微小通気孔の設
ける位置を、開口端部からλ／４、すなわち振幅の大き
い位置に限定することにより、共振を低減する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のダクト１を添付図
面に基づいて説明する。まず、図３及び図４に基づいて
本発明の基本概念を説明する。図３に示すように、ベン
チレーションダクト１の空気の流れの始点を始部５、排
出口（すなわちサイドベンチレーション２）を端部６と
し、始部５から端部６までの距離をＬ1とする。ここ
で、ベンチレーションダクト１は、中央部分に気体導入
口４が設けられているため（図５参照）、気体導入口４
から右側に延びる領域を例に取って説明するが左側も同
様である。

【００１７】図３に示すように、ベンチレーションダク
ト１内を伝播する一次共鳴の空気の波長（図３の点線）
をλとするとλ＝２Ｌ1 であるので、距離Ｌ1 はλ／２
ということになる。したがって、図４に示すように、波
長の振幅の最も大きくなるλ／４に相当する位置とは、
λ／４＝Ｌ1 ／２であるから、Ｌ1 のほぼ中央部であ
り、始部５及び端部６のどちらの開口からも等しい距離
の位置であり、この位置に長さＬ2 のサイドブランチ７
を設ける。このサイドブランチ７をレゾネータとして機
能させるためには、Ｌ2 ＝λ／４となるように設定する
必要がある。ここで、ベンチレーションダクト１に共鳴
音が発生するとき、λを波長（ｍ）、音速Ｃ｛＝３３
１．５＋０．６１ｔ（ｍ／ｓ）｝、ｔを温度（℃）、ｎ
を自然数とすると、共振周波数ｆ（Ｈｚ）は、以下の数
１で示される。

【００１８】

【数１】ｆ＝（２ｎ−１）・Ｃ／λ

【００１９】ここで、共鳴音としてｎ＝１次成分とする
と、波長λは２ｍとなり、サイドブランチ７の長さＬ2
（＝λ／４）は、５０ｃｍに設定しなければならない。
しかしながら、制限されたスペースにダクトを配置する
場合に、容積が大型化することは望ましくなく、実際に
インストルメントパネル内部に、騒音防止可能な長さの
サイドブランチ７を有するベンチレーションダクト１を
固定することは困難である。このとき、ｎ＝２．３．４
・・・成分も同様に発生するものの、ｎ＝２以上の共鳴
音は減衰が大きいことにより、人間が異音として感じな
いため、共鳴音防止の対策を講じる必要性はない。

【００２０】したがって、図１及び図２に示すように、
ベンチレーションダクト１に微小通気孔を集中して設け
る構造とすることで、上記基本概念と同様に、騒音を低
減する結果を得られることが判った。すなわち、図１に
示すように、開口端部としての空気の導入口（図示省
略）からλ／４の位置に開口部８を形成し、該開口部８
を覆うように、通気性のある微小通気孔を有するパッキ
ン９を固定するものである。ここで、開口端部とは、気
体導入部となる複数のベンチレーションダクト２が集合
する分岐部と、気体吹出部となる車内に風を送り込むル
ーバ部とを示すものである。開口部８の大きさは、共鳴
音の大きさによって設定されるが、ベンチレーションダ
クト１の径の２分の１の大きさ（通常、φ３０〜４０ｍ
ｍ程度）であれば、騒音防止に十分な効果が得られるこ
とが判った。パッキン９は、通気性を有するように、隣
合う気泡同士が繋がるように例えばウレタンフォームで
形成されたもの（これを以下、「連続発泡体」という）
を使用する。また、連続発泡体からなるパッキン９は、
上記の数１により与えられる共振周波数ｆに基づいて、
気泡密度および厚さ等を考慮する。

【００２１】このように、伝播する空気の波長の振幅の
大きいλ／４の位置に、開口部８及び微小通気孔を有す
るパッキン９を設けることで、ベンチレーションダクト
１を伝播する空気は、機能上問題のない程度の量が外部
に漏れることにより共鳴音（騒音）を低減することがで
きた。さらに連続発泡体からなるパッキン９において、
空気の伝播中に連続発泡体自身が振動することにより、
共振音が減衰されると解される。なお、ベンチレーショ
ンダクト１へのパッキン９の固定方法は、接着剤または
両面テープ等を使用するが、このとき、それらが開口部
８（ベンチレーションダクト１を伝播する空気）にかか
ると効果が著しく低下するので、かからないようにする
ことが必要である。

【００２２】異なる実施形態として、図２に示すベンチ
レーションダクト１は、空気の導入口（図示省略）から
λ／４の位置に、微小通気孔を設けるべく、レーザ加工
により微小孔１０を多数形成することにより漏洩部１１
を設けている。この場合も、機能上問題のない程度の空
気が外部に漏れることにより共鳴音（騒音）を低減する
ことができた。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、ダクト
の所定位置に複数の微小通気孔を集中させて設けること
により、ダクト内を伝播する空気が微小通気孔の部分で
漏洩するため、共振しなくなるので騒音を低減すると共
に、ダクト本来の大きさを維持できるので、限られたス
ペースにおいても配置可能である。さらに、孔は微小に
形成されているので、ダクト外に漏洩する空気は機能上
問題のない程度であると共に、ダクト本体の剛性も低下
しない。

【００２４】次に請求項２記載の本発明によれば、微小
通気孔は、ダクトに形成された開口部を閉塞する連続発
泡体に設けられているから、連続発泡体を空気が通過す
ることによって空気が漏洩し、共振を低減すると共に、
空気の伝播中に連続発泡体自身が振動することにより、
共振音が減衰するため、騒音低減効率が良い。

【００２５】請求項３記載の本発明では、微小通気孔
は、ダクト本体に微小孔を多数形成することにより設け
られるので、他の部材を必要とせず組付工程もないので
製作が容易である。

【００２６】請求項４記載の発明では、微小通気孔の設
ける位置を、開口端部からλ／４の位置（すなわち振幅
の大きい位置）に限定することにより、共振低減効果が
より向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダクトの構造を示す部分概略図であ
る。

【図２】図１とは異なる本発明のダクトの構造を示す部
分概略図である。

【図３】本発明の基本概念を説明するための部分断面図
である。

【図４】図３とは異なる本発明の基本概念を説明するた
めの部分断面図である。

【図５】従来のダストの概略構造を示す斜視図である。

【図６】図５に示す従来のダストの概略構造を示す上面
図である。

【符号の説明】

１ ベンチレーションダクト ８ 開口部 ９ パッキン １０ 微小孔 １１ 漏洩部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダクトの所定位置に、ダクトの内部及び
   外部を連通する複数の微小通気孔を集中させて設けたこ
   とを特徴とするダクト構造。
2. 【請求項２】 微小通気孔は、ダクトに形成された開口
   部を閉塞する連続発泡体に設けられていることを特徴と
   する請求項１記載のダクト構造。
3. 【請求項３】 微小通気孔は、ダクト本体に微小孔を多
   数形成することにより設けられることを特徴とする請求
   項１記載のダクトの構造。
4. 【請求項４】 微小通気孔は、開口端部からλ／４の位
   置に設けられることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載のダクトの構造。