JP2002307930A - 空気ダクト - Google Patents

空気ダクト

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JP2002307930A
JP2002307930A JP2002067949A JP2002067949A JP2002307930A JP 2002307930 A JP2002307930 A JP 2002307930A JP 2002067949 A JP2002067949 A JP 2002067949A JP 2002067949 A JP2002067949 A JP 2002067949A JP 2002307930 A JP2002307930 A JP 2002307930A
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Norman Schaake
シャーケ ノーマン
Siegfried Derx
ダークス ジークフリート
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Valeo Klimasysteme GmbH
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    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
    • B60H1/00564—Details of ducts or cables of air ducts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S454/00—Ventilation
    • Y10S454/906—Noise inhibiting means

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、設計が単純で、製造が容易
であり、広帯域上の望ましくない音の周波数の発生を、
少なくとも部分的に減少させるか、またはなくすことが
できるようにした、自動車等の暖房、換気、または空調
システムにおける空気ダクトを開発することである。 【解決手段】 本発明は、特に自動車の暖房、換気、ま
たは空調システム用の空気ダクトであって、少なくとも
１個の断面不連続点を有するという事実により、音響的
に最適化された空気ダクトを提供するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に空気ダク
トに関し、詳細には、自動車の暖房、換気、または空調
システム内の空気ダクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】空気ダクトは、自動車業界で広く使用さ
れており、特に、たとえば、送風機により生じる空気を
暖房、換気、または空調システムを介して、その後、た
とえば車両のダッシュボードの領域にある出口に向かっ
て案内するために使用されている。
【０００３】送風機の駆動装置、送風機のホイール自
体、さらに車両のエンジンから発する雑音のほかに、特
に空気速度が高速である場合、車両乗員用の空気ダクト
に不快な雑音が生じることが多い。従来、雑音を防止す
るためには、ダクトの壁部をできる限り平滑にし、かつ
連続させるべきであると考えられて来た。
【０００４】さらに、特定周波数の音響振動を減少させ
ることができるヘルムホルツ共振器が、随時使用されて
来た。したがって、たとえば欧州特許公開公報第０９６
８８５７号には、音響性能が改善された自動車用暖房ま
たは空調システムであって、雑音が特に頻繁に生じる特
定の位置、たとえば２個の空気ダクトが当接する遷移領
域、または移動する空気の方向が著しく変化する位置
に、特にその部分の特定周波数のために設計されたヘル
ムホルツ共振器を備えるシステムが提案されている。
【０００５】前記ヘルムホルツ共振器は、ダクトの壁部
に形成され、正確に構成された小さい開口部を除いて、
空気ダクトから分離されているキャビティを一般に備え
ている。
【０００６】別法として、たとえば発泡プラスチックの
形態の緩衝材料を、キャビティの開口領域に設けること
がある。こうした共振器を設計する場合、いかなる場合
にも、隣接する空気ダクトの流動特性に対する影響がで
きるだけ小さくなるようにすることが重要である。
【０００７】さらに、ヘルムホルツ共振器は、特定周波
数にのみ存在する音波を減少させるのに役立ち、その結
果、機器の関数および減少させることができる状態の関
数の両方として著しく変化するのは、周波数スペクトル
全体の個々のピークのみである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ヘルムホルツ共振器の
その他の欠点は、射出成形技術により、ダクト壁部に実
際上閉鎖したキャビティを容易に形成することができな
いため、設計および構造が複雑であるばかりでなく、著
しい追加のコストを要する点にある。
【０００９】その結果、できる限り広い帯域に生じる音
波を減少させることができ、しかも設計が比較的容易で
あり、特に製造が容易な音響的に改善された空気ダクト
に対する必要性が、長年にわたって存在している。
【００１０】したがって、本発明の目的は、設計が単純
で、製造が容易であり、広帯域上の望ましくない音の周
波数の発生を、少なくとも部分的に減少させるか、また
はなくすことができるようにした、自動車等の暖房、換
気、または空調システムにおける空気ダクトを開発する
ことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によると、この目
的は、公知の空気ダクトの場合、少なくとも１つの断面
不連続点が形成されるという事実により達成される。で
きる限り連続して平滑なダクト壁部を形成するという以
前の試みとは対照的に、断面不連続点を形成すると、断
面不連続点に純粋に音の散乱過程として生じる現象を利
用することにより、雑音の発生を減少させ、広帯域上に
既に存在する音波を緩衝するのに役立つ可能性がある。
【００１２】断面不連続点は、空気ダクトの流動方向に
実質的に垂直に延在するべきである。したがって、特に
単純な実施態様の場合、断面不連続点は、空気ダクトに
実質的に垂直に形成されるが、空気ダクトの流動プロフ
ァイルを考慮した、より複雑な形状、たとえば放物線形
も可能である。したがって、空気ダクトの幾何学的形状
が異なると、異なる断面不連続点を形成することができ
る。
【００１３】製造上、特に有利な実施態様は、空気ダク
トの断面を拡大して、断面不連続点を形成することであ
る。これにより、中波から比較的高周波で進入する音波
を、断面不連続点で散乱させ、より高度のモードの干渉
および緩衝により、より高周波の音圧を低下させること
ができる。
【００１４】多くの用途では、空気ダクトは、入口端部
および出口端部において、実際上同じ断面を有すること
が望ましく、したがって、断面不連続点は、空気ダクト
に隣接するキャビティの縁部として構成すると有利であ
る。たとえば、こうしたキャビティは、ダクト壁部の局
所的な熱成形により形成することができる。
【００１５】別法として、公知のヘルムホルツ共振器の
場合と対照的に、空気ダクトのキャビティは、広い領域
上で、特に実際上キャビティ全体の範囲で開いているた
め、隣接するキャビティを備えた空気ダクトを射出成形
することも可能である。
【００１６】好ましい実施態様では、断面不連続点は、
空気ダクトに隣接するキャビティ内に突出する突出部、
たとえばダクト壁部の突出部の端部に形成される。その
他の干渉は、突出部上に断面不連続点を構成することに
より、雑音の緩衝の目的に利用することができる。
【００１７】特に好ましい実施態様では、突出部は、隣
接する空気ダクト壁部に実質的に整列されるが、たとえ
ばキャビティ内に内側に傾斜するなど、その他の構成
も、用途によっては有利である。
【００１８】断面不連続点は、空気ダクトの壁部の実質
的に中間に形成すると有利である。なぜなら、空気ダク
トの中間では、流量が最大であり、共振現象および干渉
をより頻繁に生じるからである。
【００１９】さらに、断面不連続点は、空気ダクトの幅
の少なくとも５０％、特に実質的に全幅上に延在するこ
とが好ましい。何れの場合も、断面不連続点の寸法は、
本発明の目的を完全に妨げることになる口笛のような雑
音が生じるのを防止するために、小さすぎてはならな
い。
【００２０】好ましい実施態様では、空気接近表面の分
離縁部で考えられる乱流に関して、断面不連続点が最適
化されるか、または剪断層が生じる場合に、乱流の事実
がまったく生じないか、または殆ど生じないように、空
気接近縁部が最適化される。
【００２１】たとえば、縁部を丸くすることにより、断
面不連続点の下流／断面不連続点において、空気を、ダ
クト内か、さもなければキャビティ内に偏向させること
ができる。
【００２２】最後に、幅と構造が異なる複数の断面不連
続点、または寸法、構造が異なる隣接キャビティを有す
る複数の断面不連続点を設けることが好ましい。これに
より、進入して来る中波から、比較的高周波の音波が個
々の断面不連続点で散乱するため、特に１０００Ｈｚ〜
５０００Ｈｚの中波帯域における音の成分を防止するこ
とができる。
【００２３】より高度のモードの干渉、および緩衝の様
々な事実は、複数の断面不連続点、または隣接するキャ
ビティの可変性により、比較的高周波における音圧を低
下させることができる。
【００２４】本発明のその他の利点および特徴は、以下
の説明から明らかになり、以下の説明は、添付の図面に
関する現在好ましい実施態様のいくつかを単なる一例と
して示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
【実施例】図１は、本発明の好ましい実施態様として空
気ダクトの略断面図を上部に示す。空気ダクトは、たと
えば矩形の断面を画定することができるダクト壁部２を
有する。断面不連続点１０が、空気ダクトの容積のほか
に、キャビティ２０を画定する縁部により形成されてい
る。
【００２６】図示の断面図では、キャビティ２０は、不
連続点１０の縁部に隣接する側壁２１と、底部壁２３
と、断面不連続部分の前に得られた断面の寸法に断面を
戻す壁部２２とにより画定されるおおむね矩形である。
壁部２２とダクト壁部との間の遷移部分は、縁部２４を
画定している。
【００２７】図１の略図に見られるように、流動方向に
関係なく、雑音を相応に減少させる対称構成である。し
かし、以下では、空気は、左側で空気ダクトに入り、右
側で空気ダクトから出て行くと仮定する。
【００２８】特定の速度で空気ダクトに入る空気は、特
定の音のスペクトルを伴い、このスペクトルは、広帯域
上で、本発明により減少される。空気が断面不連続点１
０の縁部に達し次第、中波から比較的高周波の進入して
来る音波は、断面不連続点で散乱する。比較的高周波に
おける音圧は、比較的高モードの干渉および緩衝により
低下させられる。
【００２９】キャビティ２０は、設計の際のできるだけ
早期に計画することができる。その理由は、図１に示す
実施態様の場合、アンダカットはないので、この空気ダ
クトは、ダクト壁部を熱成形するか、さもなければ、射
出成形技術により特に容易に一体部分として製造するこ
とができるからである。
【００３０】図１の下半分から分かるように、ここに示
す実施態様では、断面不連続点１０は、実際上ダクトの
幅全体に延在し、不連続点１０に隣接するキャビティ２
０も同様である。キャビティの形状も、上面図では矩形
でなくても良いことに注意するべきである。
【００３１】たとえば、キャビティ２０は、流動方向に
テーパを付けるか、さもなければ、断面不連続点に比較
的狭い幅を想定している場合、キャビティ２０を広げる
ことができる。
【００３２】図１に対応する図２には、突出部１２がキ
ャビティ内に突出し、その遠位の端部に断面不連続点１
０が形成されている別法による実施態様が示されてい
る。これにより、干渉による追加の利点を達成すること
ができるが、図１に示す実施態様の場合のように、製造
の可能性は非常に簡単ではなくなる。
【００３３】図示の実施態様では、突出部１２は、実質
的にダクト壁部に整列し、この点に関しては、斜めの位
置も可能であり、たとえばキャビティ内の下方に向く
か、または空気ダクトの容積内の上方を向いても良い。
【００３４】図３に示す実施態様は、図２に示す実施態
様とは異なり、キャビティ２０の下流端部は、丸みのあ
る遷移部分２２、２４を提供することにより、乱流の防
止に関して最適化されている。
【００３５】当業者は、適切な丸みは、断面不連続部分
にも可能であることを認識しており、前記の丸みは、乱
流、音圧および周波数スペクトルに関して最適化される
が、従来のヘルムホルツ共振器の場合のように、周波数
スペクトルを特定の周波数に定める必要はない。
【００３６】図４は、図１〜図３の上半分に類似する図
に、展開され、壁部２２が、空気の偏向をダクトに戻す
ために弓形構成である空気ダクトを示す。
【００３７】図示のとおり、底部壁は、空気ダクト内に
案内される空気の渦巻きを防止するために、ダクト壁部
に連続して合流する。
【００３８】最後に、図５は、図１および図２の概念を
結合する実施態様を示す。３個の断面不連続点１０は、
各々、下流のキャビティ２０と共に図５の空気ダクトに
構成されている。
【００３９】明確に分かるとおり、第１および第３断面
不連続点は、本質的に同じ幅であり、これに関連するキ
ャビティ２０の長さは異なる。中間の断面不連続点１０
は比較的狭い構成であるが、次のキャビティ２０は、第
１キャビティ２０と同じ長さである。したがって、明確
に分かるとおり、周波数スペクトルの個々の広帯域領域
を減少させるため、断面不連続点とキャビティの幾何学
的形状との所望の組合せを採用することができる。
【００４０】以上、本発明を、例示的な実施態様に関し
て十分に説明してきたが、当業者は、請求の範囲内で、
多様な変更および変形が可能であるはずである。特に、
一実施態様の特徴は、他の実施態様の特徴と随意に組み
合わせることができることを認識されるべきである。
【００４１】また、本発明は、ダクト断面の特定の幾何
学的形状に限定されない。断面不連続点−キャビティ−
前縁／表面間の相互作用は、個々の部分の幾何学的形
状、および個々の間隔の両方に関して、様々に変更する
ことができる。
【００４２】ダクト壁部をできる限り均一に構成すると
いう、これまでの試みとは対照的に、少なくとも１個の
断面不連続点を設けることにより、空気ダクトの音の発
生を、驚くほど改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気ダクトの２個の直交する部分における、本
発明の好ましい実施態様を示す。
【図２】別法による実施態様を示す図１に類似する図で
ある。
【図３】さらに別の変形例を示す、図２の上部に対応す
る図である。
【図４】図１に示す空気ダクトのその他の展開図を示
す、図１の上部に類似する断面図である。
【図５】最後に、さらに展開された好ましい実施態様で
ある空気ダクトを、図１および図２に示す実施態様と組
合せた、図１に類似する図である。
【符号の説明】
２ ダクト壁部 １０ 縁部 ２０ キャビティ ２１ 側壁 ２２ 壁部 ２３ 底部壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジークフリート ダークス ドイツ国 96215 リヒテンフェルス ダ ンツィガーシュトラーセ ３ Ｆターム(参考） 3L011 BL00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車等の暖房、換気、または空調シス
    テムの空気ダクトであって、少なくとも１個の断面不連
    続点（１０）を有することを特徴とする空気ダクト。
  2. 【請求項２】 前記断面不連続点（１０）が、前記空気
    ダクトの断面の拡大により形成されていることを特徴と
    する、請求項１記載の空気ダクト。
  3. 【請求項３】 前記断面不連続点（１０）が、空気ダク
    トに隣接するキャビティ（２０）の縁部により構成され
    ていることを特徴とする、請求項１または２記載の空気
    ダクト。
  4. 【請求項４】 前記断面不連続点（２０）が、前記空気
    ダクトに隣接するキャビティ（２０）内に突出する突出
    部（１２）に構成されていることを特徴とする、請求項
    １〜３のいずれかに記載の空気ダクト。
  5. 【請求項５】 前記断面不連続点が、前記空気ダクト壁
    部の実質的に中間に構成されていることを特徴とする、
    請求項１〜４のいずれかに記載の空気ダクト。
  6. 【請求項６】 前記断面不連続点（２０）が、前記空気
    ダクトの幅の少なくとも５０％上、特にほぼ幅全体上に
    延在していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれ
    かに記載の空気ダクト。
  7. 【請求項７】 前記断面不連続点（２０）または前記キ
    ャビティ（２０）の縁部が、丸みを有することを特徴と
    する、請求項１〜６のいずれかに記載の空気ダクト。
  8. 【請求項８】 幅と構成が異なる複数の断面不連続点、
    または寸法、構成が異なる隣接キャビティ（２０）を有
    する複数の断面不連続点（１０）が形成されていること
    を特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の空気ダ
    クト。
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