JP2003267040A

JP2003267040A - 車両用換気装置

Info

Publication number: JP2003267040A
Application number: JP2002069130A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Teramoto; 泰庸寺本; Taiichiro Kawashima; 大一郎川島; Yoshimasa Omiya; 好雅大宮; Koichi Ogiso; 浩一小木曽; Yoshio Ushida; 芳雄牛田; Shuhei Yamada; 修平山田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】バタフライ弁が開口周縁部へ当接する際の打音
を低減するとともに、逆流防止性を向上させる。【解決手段】バタフライ弁を JIS-A硬度70〜80，比重1.
01〜1.28の特性をもつポリエーテル系熱可塑性ウレタン
から形成した。バタフライ弁の比重が小さいため、閉時
の運動エネルギーが小さくなり打音が抑制される。また
硬度と比重のバランスがよいため、逆流防止性や通風効
率にも優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の換気装置と
して用いられ、軟質で弾性を有するバタフライ弁の揺動
により開口を開いて換気を可能とするとともに、開口を
閉じて外部からの異物の侵入を防止する車両用換気装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車においては、タバコの煙などによ
り車室内の空気が汚れた場合に、その空気を車室外に速
やかに排出するために換気装置が必要である。またドア
の開閉時やエアコン使用時などに車室内の気圧が変化す
るのを防止するためにも換気装置が必要である。このよ
うな換気装置としては、例えば図１及び図２に示すよう
に、複数の開口11をもつ樹脂製のダクト本体１と、開口
11を覆うように外側から揺動自在に取付けられたゴム製
のバタフライ弁２とから構成された車両用換気装置が知
られている。

【０００３】この車両用換気装置では、一般にバタフラ
イ弁２の上端部がダクト本体１に固定され、下端部が揺
動するように構成されている。また開口11の開口面は鉛
直方向に対して傾斜し、開口11の両側の気圧が同等の場
合にはバタフライ弁２は自重により開口11の周縁部12及
び開口11を縦断するリブ13に当接して開口11を閉じるよ
うに構成されている。

【０００４】すなわちバタフライ弁２の自重をＷとし、
鉛直方向に対して傾斜する角度をθとすれば、平常時に
はバタフライ弁２はＷ・ sinθの力と自身の弾性力との
合力で開口11の周縁部12に押圧されている。なおバタフ
ライ弁２は約 0.5mm程度の薄肉に形成されているので、
その重量は小さくＷ・ sinθ及び弾性力の値はきわめて
小さい。そして車室内の気圧が外気圧より高くなってＷ
・ sinθと弾性力の合力を超えると、バタフライ弁２が
揺動して開口11を開くため、車室内の空気を外部へ容易
に排出することができる。一方、風が強い時や洗車時な
どに砂塵や水が開口11へ向かっても、Ｗ・ sinθにさら
に風圧や水圧が加わるため、バタフライ弁２は開口11の
周縁部に向かって押圧されて開口11を閉じる。したがっ
て開口11から車室内への異物の侵入が防止されている。

【０００５】ところが上記した従来の車両用換気装置に
おいては、バタフライ弁２が開口11を閉じる際に、バタ
フライ弁２が開口11の周縁部12及びリブ13の表面に当接
したときに打音が発生し、それが異音となって車室内の
乗員に聞こえるという不具合があった。さらに条件によ
ってはバタフライ弁２にばたつきが発生し、それによっ
て打音がさらに耳障りとなる場合もある。

【０００６】このような不具合を防止するには、バタフ
ライ弁２と開口11の周縁部12の少なくとも一方にフェル
トなどの緩衝材を貼着することが有効である。しかしな
がらフェルトなどの緩衝材を用いると、部品点数が増加
するためにコストアップになるという問題がある。

【０００７】また従来の車両用換気装置においては、バ
タフライ弁２の塑性変形などによりバタフライ弁２と開
口11の周縁部12との密着性が低下し隙間が生じることに
よって、砂塵や水などの異物が車室内に侵入する逆流を
防止することが困難となり、逆流防止性が低下する場合
があった。

【０００８】そこで特開平7-167320号公報には、バタフ
ライ弁を可撓性エラストマからなるシートと比較的剛性
のストリップとから形成した複要素フラップが開示され
ている。このような構成とすることで、バタフライ弁の
初期のそり、あるいは長期使用後の変形を防止すること
ができる。しかしこの構成では、シートとストリップと
が必要となるために、部品点数が多いという不具合が避
けられない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであり、緩衝材あるいはストリ
ップなどを用いることなく、バタフライ弁が開口周縁部
へ当接する際の打音を低減するとともに、逆流防止性を
向上させることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の車両用換気装置の特徴は、開口をもつダクト本体
と、開口を一方側から覆うようにダクト本体に揺動自在
に取付けられた弾性を有する軟質板状のバタフライ弁と
からなり、バタフライ弁が開口の周縁部に当接すること
で開口を閉じる車両用換気装置において、バタフライ弁
はポリエーテル系熱可塑性ウレタンから形成されている
ことにある。

【００１１】上記車両用換気装置において、バタフライ
弁は JIS-A硬度70〜80，比重1.01〜1.28の特性をもつこ
とが望ましく、厚さ 0.2〜 0.4mmに形成されていること
がさらに望ましい。またポリエーテル系熱可塑性ウレタ
ンの重量平均分子量は 100,000〜 200,000であることが
望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の車両用換気装置では、ポ
リエーテル系熱可塑性ウレタン（以下、ＴＰＵという）
から形成されたバタフライ弁を用いている。このバタフ
ライ弁は、従来用いられているEPDMなどのゴムに比べて
比重が小さいために閉時の運動エネルギーが小さくな
り、バタフライ弁が開口周縁部に当接する際の衝突エネ
ルギーが小さくなるため打音を抑制することができる。
なおポリエステル系熱可塑性ウレタンでから形成された
バタフライ弁は、耐水性に劣るため自動車用には適さな
い。

【００１３】またＴＰＵ製のバタフライ弁は、従来用い
られているEPDMなどのゴム製のものに比べて小さな圧力
変動で揺動するため、通風効率が向上する。そして詳細
な理由は不明であるが、ＴＰＯなどから形成されたバタ
フライ弁に比べてバタフライ弁と開口周縁部の密着性が
向上し、逆流防止性が向上する。この理由としては、硬
度と比重とのバランスがよいこと、柔軟性に優れること
などが考えられる。

【００１４】本発明に用いられるバタフライ弁は、 JIS
-A硬度70〜80，比重1.01〜1.28の特性をもつことが望ま
しい。バタフライ弁の JIS-A硬度が70未満では逆流防止
性が低下し、 JIS-A硬度が80を超えると通風効率が低下
する。また比重が1.01より小さくなるとばたつきが発生
しやすくなり、比重が1.28を超えると打音が目立つよう
になる。

【００１５】本発明に用いられるバタフライ弁は、厚さ
0.2〜 0.4mmに形成されていることが望ましい。厚さが
0.2mmより薄いとばたつきが発生しやすくなり、厚さが
0.4mmを超えると打音が目立つようになる。

【００１６】さらに本発明のバタフライ弁を形成してい
るポリエーテル系熱可塑性ウレタンは、重量平均分子量
が 100,000〜 200,000であることが望ましい。分子量が
この範囲であれば、硬度と比重における上記特性値が容
易に満足される。

【００１７】ダクト本体はポリオレフィン、ＡＢＳなど
の硬質樹脂から形成することができ、開口をもつもので
あればその形状は問わず従来と同様の形状とすることが
できる。またバタフライ弁は、上記特性を有するＴＰＵ
からシート状に形成したものを打ち抜きなどにより板状
とすれば、きわめて安価に製造することができる。

【００１８】そしてバタフライ弁をダクト本体に揺動可
能に取付ける方法には特に制限がないが、ダクト本体に
設けられた突起をバタフライ弁に設けられた貫通孔に挿
通し、突出した突起先端を溶融させて加締める熱カシメ
法で行うのが単純で容易である。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。

【００２０】（実施例１）図１及び図２に本発明の一実
施例の車両用換気装置であるダクトクォータベントを示
す。このダクトクォータベントは、従来の技術で説明し
たものと構造的には同一のものであり、タルクを20重量
％含有するポリプロピレン製のダクト本体１と、ダクト
本体１に揺動自在に取付けられたＴＰＵ製のバタフライ
弁２とから構成されている。

【００２１】ダクト本体１は、車体に結合されるフラン
ジ基部10と、フランジ基部10に形成された３つの開口11
とから構成されている。フランジ基部10には内気流入通
路となる図示しない垂直筒部が結合され、開口11は内気
流入通路の出口側に形成されている。また開口11を縦断
するリブ13が形成され、リブ13の表面は周縁部12の表面
と同一平面を構成している。そして開口11の周縁部12の
表面及びリブ13の表面は、それぞれフランジ基部10の開
口面に対して30度傾斜している。

【００２２】バタフライ弁２は、前記開口11の開口面よ
り大きな面積をもち、厚さ 0.2〜 0.4mmの板状に形成さ
れている。そしてその上端が開口11の上部に熱カシメ法
により固定され、下端が揺動可能となっている。このバ
タフライ弁２は、重量平均分子量が 150,000のポリエー
テル系熱可塑性ウレタン製シート（品名「 OPU-78N」オ
カモト（株）製）から打ち抜きにより形成され、厚さ
0.2〜 0.4mm， JIS-A硬度70〜80，比重1.09〜1.10の特
性を備えている。

【００２３】上記のように構成された本実施例のダクト
クォータベントでは、通常状態ではバタフライ弁２は自
重及び弾性により開口11の周縁部12及びリブ13の表面に
圧接され、開口11を閉じている。そして車室内の圧力が
外気より僅かに高くなると、その圧力は内気流入通路を
介してバタフライ弁２に伝わり、バタフライ弁２は周縁
部12及びリブ13から離れる方向へ揺動して開口11を開
く。これにより車室内は外部と連通され、図２の矢印で
示すように、内気は図示しない垂直筒部を通り内気流入
通路から開口11を通過して外部へ円滑に排出される。

【００２４】一方、洗車時や強風時に水圧や風圧が外部
よりバタフライ弁２に作用すると、バタフライ弁２はそ
の圧力により周縁部12及びリブ13に押圧されて開口11を
閉じる。これにより車室内に水や外気が侵入するのが防
止される。

【００２５】本実施例のダクトクォータベントを評価試
験装置に配置し、開口11の両側の風量を 100m³／hr〜 1
50m³／hrの間で変化させる試験条件下において、打音、
逆流防止性、通風効率、ばたつき程度を測定し、結果を
表１に示す。なお打音は人間の聴覚で評価した。また逆
流防止性は、バタフライ弁２の下端と開口11の周縁部12
との間の隙間の有無を目視により評価した。通風効率
は、上記風量を流すときの圧力を測定することにより評
価した。そしてばたつきの発生程度は、目視と聴覚によ
り評価した。

【００２６】（実施例２）バタフライ弁２を厚さ 0.3mm
のＴＰＵ製シート（「モビロンフィルム MF300-T」日清
紡績（株）製）から打ち抜きにより形成したこと以外は
実施例１と同様にしてダクトクォータベントを製造し、
同様にして評価試験を行った。結果を表１に示す。なお
このバタフライ弁２は、 JIS-A硬度78，比重1.28の特性
を備えている。

【００２７】（比較例１）バタフライ弁２を厚さ 0.3〜
0.5mmのEPDM製シート（品名「 ENK-600」クレハエラス
トマー（株）製）から打ち抜きにより形成したこと以外
は実施例１と同様にしてダクトクォータベントを製造
し、同様にして評価試験を行った。結果を表１に示す。
なおこのバタフライ弁２は、 JIS-A硬度55，比重1.25の
特性を備えている。

【００２８】（比較例２）バタフライ弁２を厚さ 0.2〜
0.4mmのＴＰＯ製シート（弘進ゴム（株）製）から打ち
抜きにより形成したこと以外は実施例１と同様にしてダ
クトクォータベントを製造し、同様にして評価試験を行
った。結果を表１に示す。なおこのバタフライ弁２は、
JIS-A硬度60〜70，比重0.90〜1.00の特性を備えてい
る。

【００２９】＜評価＞

【００３０】

【表１】

【００３１】表１より、比較例１のEPDM製のバタフライ
弁をもつ従来のダクトクォータベントでは、打音と逆流
防止性及びばたつきの性能に劣り、比較例２のＴＰＯ製
のバタフライ弁をもつダクトクォータベントでは、通風
効率は高いものの逆流防止性に劣っている。しかし実施
例１及び実施例２のＴＰＵ製のバタフライ弁をもつダク
トクォータベントでは、通風効率とばたつきの点で比較
例２より僅かに劣るものの、全ての性能が良好であっ
た。

【００３２】

【発明の効果】すなわち本発明の車両用換気装置によれ
ば、バタフライ弁が開口を閉じる際に発生する打音をフ
ェルトなどの緩衝材を用いることなく低減することがで
き、またストリップなどを用いることなく逆流防止性が
満足される。したがってコストの増大を抑制しつつ、車
室内の静粛性が向上し安定した換気機能が発現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の車両用換気装置の斜視図で
ある。

【図２】本発明の一実施例の車両用換気装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１：ダクト本体２：バタフライ弁 10：フ
ランジ基部 11：開口 12：周縁部 13：リ
ブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大宮好雅愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者小木曽浩一愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者牛田芳雄愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者山田修平愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内Ｆターム(参考） 3H058 AA15 BB03 BB35 CA22 EE04 EE18 3L081 AA03 AA08 AB01 HA05 HB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口をもつダクト本体と、該開口を一方
側から覆うように該ダクト本体に揺動自在に取付けられ
た弾性を有する軟質板状のバタフライ弁とからなり、該
バタフライ弁が該開口の周縁部に当接することで該開口
を閉じる車両用換気装置において、該バタフライ弁はポリエーテル系熱可塑性ウレタンから
形成されていることを特徴とする車両用換気装置。
【請求項２】前記バタフライ弁は JIS-A硬度70〜80，
比重1.01〜1.28の特性をもつ請求項１に記載の車両用換
気装置。
【請求項３】前記バタフライ弁は厚さ 0.2〜 0.4mmに
形成されてなる請求項１に記載の車両用換気装置。
【請求項４】前記ポリエーテル系熱可塑性ウレタンの
重量平均分子量は 100,000〜 200,000である請求項１に
記載の車両用換気装置。