JP2006130989A

JP2006130989A - 吸気ダクト

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Publication number: JP2006130989A
Application number: JP2004319780A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Tange; 勝博丹下
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP4551184B2

Abstract

【課題】送風装置からダクト内に進入した騒音を反射する反射壁を設け、該騒音を低減させるようにする。
【解決手段】空気吸引部２０に臨む空気導出部２２の他端部に、送風装置ＢＷ側とは反対側へ延出するよう空間部２４を設ける。この空間部２４を構成する壁部の一部に、空気導出部２２の軸線と交差して、該空気導出部２２内を伝播する送風装置ＢＷの騒音を反射させ得る反射壁２６を設ける。この反射壁２６は、空気吸引部２０の端縁から所定の距離Ｘだけ離間して設けられる。これにより、空気導入部２２内へ進入した送風装置ＢＷの騒音が反射壁２６で反射するため、空気吸引口１０の側へ伝播する騒音の低減が図られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸気ダクトに関し、更に詳細には、空気吸引口を有する空気吸引部と、この空気吸引部の空気吸引方向と交差する方向に延在し、その一端部に送風装置へ接続される空気送出口を有する空気導出部とからなる吸気ダクトに関するものである。

例えば近年生産される自動車では、乗員室内の快適性向上を図るため、種々の空調設備が装備されている。特に高級車の一部のグレードでは、図１５に例示するように、シート空調システムＡＣを内蔵したシートＳが採用されている車種もあり、このシート空調システムＡＣにより温度コントロールされた調温空気をシート表面からシャワー状に吹出すようにして乗員の快適性向上を図るよう考慮されている。このシート空調システムＡＣは、吸気ダクトＤ１、ブロア等の送風装置ＢＷ、ペルチェ素子等の熱交換器Ｈ、シートＳの表面へ調温空気を送出する空気吹出管Ｐから基本的に構成されている。

ここでシート空調システムＡＣは、シートＳの内部構造や内部空間等の制約があるために該シートＳの内部に収納し得るよう小型コンパクトに設計せざるを得ず、小型の熱交換器Ｈによる熱交換効率を最大限に向上させるため、シートＳの側部上方に吸気ダクトＤ１の空気吸引口１０を位置させて乗員室内の空気を効率的に取り入れるよう考慮されている。これにより吸気ダクトＤ１は、送風装置ＢＷの配設位置等の関係により、空気吸引口１０を有する空気吸引部２０と、この空気吸引部２０の空気吸引方向と略直角に交差する方向に延在し、その一端部に送風装置ＢＷへ接続される空気送出口１２を有する空気導出部２２とからなる略Ｌ字形の屈曲ダクトである。このような技術は、例えば特許文献１等に開示されている。
特開２００４−８２９５８号公報

ところで、前述したシート空調システムＡＣでは、吸気ダクトＤ１の空気吸引口１０が、当該シートＳに着座した乗員(図示せず)の耳元に近い部位に開口している。このため、送風装置ＢＷのモーターの運転音および吸気音等の作動騒音が、該送風装置ＢＷの空気取込口１４に連結された空気送出口１２を介して吸気ダクトＤ１の内部へ進入し、ダクト内を伝播して空気吸引口１０から乗員室内へ漏れ出ると、当該シートＳに着座した乗員に直接的に聞こえてしまう不都合があった。従って、図１６に例示したように、ウレタンシート等の吸音シートＷを吸気ダクトＤ１の内側に貼り込み、前述した騒音を吸収する対策が施されていた。

しかしながら、前述したように吸気ダクトＤ１が小型であるため(シートＳの内部構造の制約等により大型化が不可能)、吸音のために必要とされる厚みの吸音シートＷを貼り込むことが不可能であり、薄い吸音シートＷを貼り込まざるを得ないために充分な吸音効果が得られない不具合があった。また、吸音シートＷを貼り込むことにより、吸気ダクトＤ１の有効断面積が減少してしまい、通気抵抗が上昇すると共に必要とする風量が確保できない等の問題も発生していた。更には、吸音シートＷの材料費および貼込工数が増加するため、成形コストが嵩む等の問題も指摘される。

従って本発明では、送風装置からダクト内に進入した騒音を反射する反射壁を設け、該騒音を低減させるようにした吸気ダクトを提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため本発明は、
空気吸引口を有する空気吸引部と、この空気吸引部の空気吸引方向と交差する方向に延在し、その一端部に送風装置へ接続される空気送出口を有する空気導出部とからなる吸気ダクトにおいて、
前記空気吸引部に臨む前記空気導出部の他端部に、前記送風装置側とは反対側へ延出するよう設けた空間部と、
前記空間部を構成する壁部の一部から形成されて前記空気導出部の軸線と交差し、該空気導出部内を伝播する前記送風装置の騒音を反射させ得る反射壁とから構成したことを特徴とする。

本発明に係る吸気ダクトによれば、空気導出部内を伝播する送風装置の騒音を反射壁で反射させることで、空気吸引口へ伝播する該騒音を低減させ得る有益な効果を奏する。従って、吸音シート等の吸音材を内部に貼り込む必要がなくなるので、通気抵抗の上昇を防止すると共に風量を確保し得る利点がある。更に、吸気ダクトの成形時に反射壁が一体的に形成されるので、材料費および工数が増加することがなく、よって成形コストが嵩まない等の利点もある。

次に、本発明に係る吸気ダクトにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、本願が対象とする吸気ダクトは、作動騒音を発生する種々機器や送風装置等の空気取込口に接続されるものが全て対象とされるが、本実施例では、図１５に例示したシート空調システムＡＣを構成する吸気ダクトを例示する。従って、図１５および図１６に既出の部材、部品と同一の部材、部品については、同一の符号を付して説明する。

図１は、好適実施例に係る吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図であり、図２は吸気ダクトの概略斜視図である。本実施例の吸気ダクトＤは、空気吸引口１０を有する所要長の空気吸引部２０と、この空気吸引部２０の空気吸引方向と略直角に交差する方向に延在し、その一端部に設けた空気送出口１２が送風装置ＢＷの空気取込口１４に接続される空気導出部２２とからなる屈曲ダクトである。このような吸気ダクトＤは、例えば高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)等を材質とした厚みが１ｍｍ程度のインジェクション成形部材である。

空気吸引部２０は角筒状を呈しており、この空気吸引部２０の先端(前端)に開口した空気吸引口１０は４０ｍｍ×３０ｍｍ程度の矩形状とされ、その開口面積Ａ１は１２０ｍｍ^２程度に設定されている。また空気導出部２２も角筒状を呈し、この空気導出部２２の先端(後端)に開口した空気送出口１２は、前述した空気吸引口１０と略同一の１２０ｍｍ^２程度に設定されている。なお、空気導出部２２の後端は、送風装置ＢＷの空気取込口１４の形状に合致するよう直径ｄの円形状に形成されている。ここで、空気吸引部２０の長さＬ１は３０ｍｍ程度、空気導出部２２の長さＬ２は６０ｍｍ程度に設定されており、この空気導出部２２の方が長くなっている。

そして本実施例の吸気ダクトＤでは、図１５に例示した従来の略Ｌ字形の吸気ダクトＤ１を基本として、空気吸引部２０に臨む空気導出部２２の他端部(空気吸引部２０に連設した屈曲部分)に、送風装置ＢＷ側とは反対側へ延出するよう設けた空間部２４と、この空間部２４を構成する壁部の一部から形成されて空気導出部２２の軸線と交差し、該空気導出部２２内を伝播する送風装置ＢＷの騒音を反射させ得る反射壁２６とを追加したことを特徴としている。換言すると、空気吸引部２０を挟んで空気送出口１２とは反対側へ空気導出部２２を所要長だけ延長形成することで空間部２４が画成されており、その先端部分に前述した反射壁２６を形成したものである。

そして反射壁２６は、空気導出部２２の長手方向に沿った軸線に対して直角に交差する向きに形成されている。これにより、空気送出口１２から吸気ダクトＤ内へ進入して空気導出部２２を伝播する送風装置ＢＷの騒音は、この反射壁２６で反射した後に逆向きの反射音となり、再び空気導出部２２内を送風装置ＢＷ側へ反射するようになる。従って、空気吸引口１０の側へ伝播する該騒音を低減させ得るようになっている。

そして、空間部２４の延出長、すなわち空気吸引部２０の端部から反射壁２６までの距離Ｘは、送風装置ＢＷから発生する騒音のうち、特に人間が不快に感ずる周波数である１,５００〜４,０００Ｈｚの騒音を効果的に低減することを前提として設定してある。具体的には、後述する本願発明者が行なった実験結果に基づき、距離Ｘは１５〜３０ｍｍの範囲で設定されるようになっている。すなわち、空気吸引部２０の端部から反射壁２６までの距離Ｘを１５〜３０ｍｍに設定することにより、送風装置ＢＷから発生する１,５００〜４,０００Ｈｚの騒音を反射壁２６で反射させ、空気吸引口１０への音の漏出を低減させることが可能となる。

図３〜図１０は、本願発明者が実施した実験の結果を纏めたグラフであって、図１に例示した本実施例の吸気ダクトＤ(長さＬ２＝６０ｍｍ)に関し、空気吸引部２０の端部から反射壁２６との距離Ｘを夫々変更させた場合の、空気吸引口１０における各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトＤ１の各周波数毎の音圧レベルと比較したものである。また表１は、これらの実験データを纏めて表記したものである。すなわち、空気導出部２２の長さＬ２＝６０ｍｍに設定したもとで、図３は距離Ｘ＝５ｍｍに設定した場合、図４は距離Ｘ＝１０ｍｍに設定した場合、図５は距離Ｘ＝１５ｍｍに設定した場合、図６は距離Ｘ＝２０ｍｍに設定した場合、図７は距離Ｘ＝２５ｍｍに設定した場合、図８は距離Ｘ＝３０ｍｍに設定した場合、図９は距離Ｘ＝３５ｍｍに設定した場合、図１０は距離Ｘ＝４０ｍｍに設定した場合の各周波数の音圧レベルを示したグラフである。

距離Ｘ＝５ｍｍに設定した場合では、図３に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚを含む全ての周波数帯域において音圧レベルの低下が殆ど見られない。これは、送風装置ＢＷの騒音の殆どが低減されることなく空気吸引口１０の側へ到来してしまうことを意味するものであり、空間部２４および反射壁２６を設けた効果が少ないことを示している。

距離Ｘ＝１０ｍｍに設定した場合では、図４に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、５００Ｈｚ〜１,０００Ｈｚ、１,５００Ｈｚ〜２,０００Ｈｚおよび３,００Ｈｚ以上の周波数帯域において音圧レベルの若干の低下が確認できる。しかしながら、２,５００Ｈｚ前後では音圧レベルが全く低下していない。これは、１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚにおける中間の騒音が全く低減されないことを意味するものであり、１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの騒音の平均的な低減が図られないことを示している。

距離Ｘ＝１５ｍｍに設定した場合では、図５に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、５００Ｈｚ〜１,０００Ｈｚおよび１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域において、音圧レベルが好適に低下していると評価できる。特に、３,０００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域では音圧レベルが６ｄＢ程度も低下しており、この周波数帯域の騒音を効率的に低減し得ることが確認できる。

距離Ｘ＝２０ｍｍに設定した場合では、図６に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、５００Ｈｚ〜１,０００Ｈｚおよび１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域において、音圧レベルが好適に低下していると評価できる。特に、２,４００Ｈｚ〜３,５００Ｈｚの周波数帯域、すなわち３,０００Ｈｚ前後では音圧レベルが８ｄＢ程度も低下しており、この周波数帯域の騒音を効率的に低減し得ることが確認できる。

距離Ｘ＝２５ｍｍに設定した場合でも、図７に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、５００Ｈｚ〜１,０００Ｈｚおよび１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域において、音圧レベルが好適に低下していると評価できる。特に、２,０００Ｈｚ〜３,０００Ｈｚの周波数帯域では音圧レベルが７ｄＢ程度も低下しており、この周波数帯域の騒音を極めて効率的に低減し得ることが確認できる。

距離Ｘ＝３０ｍｍに設定した場合では、図８に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、５００Ｈｚ〜１,０００Ｈｚおよび１,５００Ｈｚ〜３,５００Ｈｚの周波数帯域において、音圧レベルが好適に低下していると評価できる。特に、１,７００Ｈｚ〜２,５００Ｈｚの周波数帯域では音圧レベルが７〜１０ｄＢ程度も低下しており、この周波数帯域の騒音を極めて効率的に低減し得ることが確認できる。

距離Ｘ＝３５ｍｍに設定した場合では、図９に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、５００Ｈｚおよび８００Ｈｚ前後、そして２,０００Ｈｚ前後の周波数帯域において、音圧レベルが好適に低下していると評価できる。特に、２,０００Ｈｚ前後の周波数帯域では、音圧レベルが１０ｄＢ以上も大幅に低下している。しかしながら、２,３００Ｈｚ以上の周波数帯域では音圧レベルが殆ど低下しておらず、これ以上の周波数帯域の騒音の低減には効果がないことから、１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域の騒音を低減させることを前提とした場合には不適当と判断せざるを得ない。

距離Ｘ＝４０ｍｍに設定した場合では、図１０に例示したように、従来の吸気ダクトＤ１と比較して、１,５００Ｈｚ〜２,０００Ｈｚの周波数帯域において、音圧レベルが好適に低下していると評価できる。しかしながら、２,３００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域では音圧レベルがむしろ増加してしまっている。従って、１,５００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域の騒音を低減させることを前提とした場合は不適当と判断される。

以上の実験結果から、人間が不快に感ずる周波数(１,５００〜４,０００Ｈｚ)の騒音を効果的かつ平均的に低減することを前提とした場合、空間部２４の延出長、すなわち空気吸引部２０の端部から反射壁２６までの距離Ｘは、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内、好ましくは１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内に設定することが望ましいことが判明した。そして、距離Ｘ＝１５ｍｍに設定した場合には３,０００Ｈｚ〜４,０００Ｈｚの周波数帯域、距離Ｘ＝２０ｍｍに設定した場合には２,４００Ｈｚ〜３,５００Ｈｚの周波数帯域、距離Ｘ＝２５ｍｍに設定した場合には２,０００Ｈｚ〜３,０００Ｈｚの周波数帯域、距離Ｘ＝３０ｍｍに設定したでは１,７００Ｈｚ〜２,５００Ｈｚの周波数帯域の騒音を効率的に低減し得ることが確認できた。このことから、１,５００〜４,０００Ｈｚの範囲において、高い周波数帯域の騒音をより重点的に低減させたい場合は、距離Ｘを１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内において小さめに設定することが望ましく、また低い周波数帯域の騒音をより重点的に低減させたい場合は、距離Ｘを１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内において大きめに設定することが望ましいといえる。

図１１は、空気吸引部２０の端部から反射壁２６までの距離Ｘを変更調整可能とした構造の吸気ダクトＤを示したものである。すわち吸気ダクトＤは、空気吸引部２０および空気導出部２２からなる本体３０と、前述した反射壁２６を形成して該本体３０とは別体のスライド体３２とから構成され、このスライド体３２が本体３０に対してスライド可能に装着されている。従って、スライド体３２を適宜に必要に応じてスライドさせて距離Ｘを１５ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内で調整すれば、低減対象の周波数帯域を変更することが可能となる。

図１２は、前述した反射壁２６を、例えば金属板やガラス板等、吸気ダクトＤの材質よりも高密度の部材３４から形成した構造の吸気ダクトＤを示したものである。図１に例示した吸気ダクトＤは、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)から形成されているため、この材質で反射壁２６を形成すれば騒音を充分に反射させることは可能であるが、前述の高密度の部材３４で反射壁２６を形成した場合には、騒音の反射効率をより高めることができる。特に、高密度ポリエチレンとは異なる低密度の材質から吸気ダクトＤを形成した場合には、この部材３４を装着することが有効となる。なお図１１では、空間部２４に臨む内側に部材３４を配設した場合を例示しているが、この部材３４を外側に配設するようにしてもよい。

更に図１３は、空間部２４を形成する壁部を、反射壁２６の方向へ拡開的に形成した吸気ダクトＤを例示したものである。これにより反射壁２６の面積が、空気導出部２２の有効断面積よりも大きくなっているため、ダクト内を伝播して反射壁２６へ到来した騒音のより効率的な反射を期待できる。

また図１４は、空気吸引部２０の端縁から夫々異なる距離Ｘ１,Ｘ２,Ｘ３に設定された複数の反射領域３６,３８,４０有した多段状の反射壁２６を形成した吸気ダクトＤを例示したものである。この場合、例えば反射領域３６の距離Ｘ１＝１５ｍｍ、反射領域３８の距離Ｘ２＝２０ｍｍ、反射領域４０の距離Ｘ３＝３０ｍｍ等に設定すれば、夫々の反射領域３６,３８,４０毎に異なる周波数帯域の騒音を効果的に反射させるようになるため、広い周波数帯域の騒音を低減することが可能となる。なお、図７では３段に形成した場合を例示したが、この段数はこれに限定されるものではない。

このように本実施例の吸気ダクトＤでは、空気吸引部２０に臨む空気導出部２２の他端部に、送風装置ＢＷ側とは反対側へ延出するよう空間部２４を設けると共に、この空間部２４を構成する壁部の一部から形成された反射壁２６を空気導出部２２の軸線と交差するように設けたことにより、空気送出口１２を介して空気導出部２２内を伝播する送風装置ＢＷの騒音を反射させることで、空気吸引口１０へ伝播する該騒音を好適に低減させ得る。従って、この吸気ダクトＤを実施したシート空調システムＡＣでは、乗員が着座したシートＳの側部上方に該吸気ダクトＤの空気吸引口１０が臨んでいても、送風装置ＢＷから発せられた不快な騒音がダクト内で好適に低減されて該空気吸引口１０から漏れ出さないなめ、当該乗員に不快を与えることを好適に防止し得る有益な効果を奏する。そして、図９に例示した従来の吸気ダクトＤ１のような吸音シートＷを内部に貼り込む必要がなくなり、該吸気ダクトＤの有効断面積が減少しないので、通気抵抗の上昇を防止すると共に風量が確保される。更に、吸気ダクトＤの成形時に反射壁２６が一体的に形成されるので、材料費および工数が増加することがなく、よって成形コストが嵩まない。

なお前述した実施例では、シートＳに内蔵されるシート空調システムＡＣに実施される吸気ダクトを例示したが、本願が対象とする吸気ダクトは、これに限定されるものではなく、種々装置に装着されるものが対象とされる。

本発明に係る吸気ダクトは、空気吸引口を有する空気吸引部と、この空気吸引部の空気吸引方向と交差する方向に延在し、その一端部に送風装置へ接続される空気送出口を有する空気導出部とからなるもので、例えば乗用車等に装備されたシートのシート空調システム等、種々装置に好適に実施可能である。

本発明の好適実施例に係る吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図である。吸気ダクトの概略斜視図である。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を５ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を１０ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を１５ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を２０ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を２５ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトのレベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を３０ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を３５ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。空気吸引部の端部から反射壁までの距離を４０ｍｍに設定した場合の本実施例の吸気ダクトにおける各周波数毎の音圧レベルを、図１５に例示した従来の吸気ダクトの音圧レベルと比較したグラフである。変更例に係る吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図である。別変更例に係る吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図である。別変更例に係る吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図である。別変更例に係る吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図である。吸気ダクトを有するシート空調システムの概略説明図である。従来の吸気ダクトを、その構成を示すために一部破断して示した説明図である。

符号の説明

１０空気吸引口
１２空気送出口
２０空気吸引部
２２空気導出部
２４空間部
２６反射壁
３４高密度の部材
３６,３８,４０反射領域
Ｘ１,Ｘ２,Ｘ３距離

Claims

空気吸引口(10)を有する空気吸引部(20)と、この空気吸引部(20)の空気吸引方向と交差する方向に延在し、その一端部に送風装置(BW)へ接続される空気送出口(12)を有する空気導出部(22)とからなる吸気ダクトにおいて、
前記空気吸引部(20)に臨む前記空気導出部(22)の他端部に、前記送風装置(BW)側とは反対側へ延出するよう設けた空間部(24)と、
前記空間部(24)を構成する壁部の一部から形成されて前記空気導出部(22)の軸線と交差し、該空気導出部(22)内を伝播する前記送風装置(BW)の騒音を反射させ得る反射壁(26)とから構成した
ことを特徴とする吸気ダクト。
前記反射壁(26)は、前記空気吸引部(20)の端縁から所定の距離(X)だけ離間して設けられる請求項１記載の吸気ダクト。
前記距離(X)は１５〜３０ｍｍの範囲内に設定される請求項２記載の吸気ダクト。
前記反射壁(26)は、前記空気導出部(22)の軸線に直角に交差する請求項１〜３の何れかに記載の吸気ダクト。
前記反射壁(26)は、ダクト本体より高密度の部材(34)から形成される請求項１〜４の何れかに記載の吸気ダクト。
前記反射壁(26)は、前記空気吸引部(20)の端縁から異なる距離(X1,X2,X3)に設定された複数の反射領域(36,38,40)から段状に形成される請求項１〜５の何れかに記載の吸気ダクト。