JP2007153072A - ダクト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調空気の風向を所望どおりの方向に導くことができ、かつ、複数の導風孔から均一な風速で空調空気を吹き出すことができるダクト装置を提供する。
【解決手段】空調装置に連結されて内部に空調空気が流通する筒状のダクトを持つダクト装置において、ダクトが内部に流入する空調空気の流れ方向に沿って延びるようにし、ダクトに空調空気の流れ方向に沿って延設されている開口部を設ける。開口部を板状かつ板厚が１．０ｍｍ以上の導風部で覆う。導風部に、空調空気の流れ方向と交叉する方向に延びダクトの内部と外界とを連通するとともに空調空気の流れ方向に沿って配列する複数の導風孔を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車に配設されている空調装置に接続され車室内に空調空気を供給するダクト装置に関する。

自動車に配設されている空調装置に接続され車室内に空調空気を供給するダクト装置としては従来より種々のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に紹介されているダクト装置はコンソールボックスのアームレストを構成する。ダクト装置の一端は接続ダクトを介して空調装置に接続されている。ダクト装置の他端には貫通孔からなる導風孔が複数個形成されている。空調装置から流出し接続ダクトを介してダクト装置に流入した空調空気は、ダクト装置の内部を流通し、導風孔を経てダクトの外界すなわち車室内に流出する。

ところで近年では、自動車の車室内を乗員にとってより快適な環境にするために、空調空気の風向を乗員に不快感を与えない方向に導く試みがなされている。例えば、乗員の頭部や胸部に空調空気を直接吹き出すと、乗員が不快感を覚える場合がある。これに対して、乗員の太股付近に空調空気を吹き出す場合には、乗員に与える不快感が軽減できる。上述したようなダクト装置の導風孔をコンソールボックスの側壁やドアに設ければ、運転席や助手席に着座した乗員（以下、単に乗員と略する）の太股付近に空調空気を吹き出すことができると考えられる。しかし、この種のダクト装置においては、ダクト装置から外界に空調空気が流出する方向（以下、空調空気の風向と呼ぶ）を制御し難く、例えば空調空気の風向を、ダクト装置に流入する空調空気の流れ方向に対して直角に導くのは困難であった。したがって、乗員の太股付近に導風孔を設けても、導風孔から流出する空調空気の大半は後部座席に向けて吹き出す。よって、乗員を充分に冷やし得る（或いは暖め得る）量の空調空気を、乗員の太股付近に吹き出すのは非常に困難であった。

さらに、乗員の身体を充分に冷やす（或いは暖める）ためには、太股が延びる方向すなわち前後方向に沿った複数箇所に空調空気を吹き出すのがよい。上述したダクト装置を前後方向に延設し、ダクト装置の延設方向に沿って複数の導風孔を設ければ、乗員の太股が延びる方向に沿った複数箇所から空調空気を吹き出すことができると考えられる。この場合には、空調空気を乗員の太股付近に均一かつ緩やかな風速で吹き出せば、乗員の身体の一部が過剰に冷やされる（あるいは過剰に暖められる）ことはなく、乗員が受ける不快感が低減すると考えられる。しかし、特許文献１に紹介されているようなダクト装置において、空調空気流れの下流側に形成されている導風孔から吹き出す空調空気の風速は、空調空気流れの上流側に形成されている導風孔から吹き出す空調空気の風速にくらべて非常に大きい。したがって、ダクト装置の延設方向に沿って設けられた複数の導風孔から空調空気を均一な風速で吹き出すのは困難であった。
特開２００４−２０３３３６号公報

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、空調空気の風向を所望どおりの方向に導くことができ、かつ、複数の導風孔から均一な風速で空調空気を吹き出すことができるダクト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明のダクト装置は、空調装置に連結されて内部に空調空気が流通する筒状のダクトを持つダクト装置であって、ダクトは内部に流入する空調空気の流れ方向に沿って延び、空調空気の流れ方向に沿って延設されている開口部を持ち、開口部は板状の導風部で覆われ、導風部は、板厚が１．０ｍｍ以上であり、空調空気の流れ方向と交叉する方向に延びダクトの内部と外界とを連通するとともに空調空気の流れ方向に沿って配列する複数の導風孔を持つことを特徴とする。

本発明のダクト装置は、以下の構成（１）〜（８）の何れかを備えるのが好ましい。構成（１）〜（８）の複数を備えるのが望ましい。
（１）上記導風部の板厚は２．０ｍｍ以上である。
（２）各々の上記導風孔の開口面積は５００ｍｍ２以下である。
（３）各々の上記導風孔の開口面積は７．０ｍｍ２以上である。
（４）上記導風部の上記外界側の面において、上記導風孔が占める割合は１０〜６０％である。
（５）（４）の場合、上記導風部の上記外界側の面において、上記導風孔が占める割合は２０〜５０％である。
（６）各々の上記導風孔は、５．０ｍｍ以上の間隔をもって形成されている。
（７）上記導風孔の開口形状は四以上の線分で囲まれた多角形である。
（８）上記導風孔の開口形状は円形である。

本発明のダクト装置では、空調装置からダクト内部に流入した空調空気は、ダクト内部を流通して開口部に到達する。開口部は複数の導風孔を持つ導風部で覆われているため、空調空気は導風孔を介して外界に流出する。ダクトは、ダクト内部に流入する空調空気の流れ方向（以下、空調空気の流入方向と略す）に沿って延びるため、ダクト内部において空調空気の乱流が生じ難い。導風孔は空調空気の流入方向と交差する方向に延び、開口部を小さな領域に区画する。このため、本発明のダクト装置では、空調空気の風向を導風孔が延びる方向に沿って精度高く導くことが可能になる。また、本発明のダクト装置では、空調空気の風向を導風孔が延びる方向に沿って精度高く導くことができるため、ダクトの延設方向（空調空気の流入方向）に沿って配列している複数の導風孔から外界に流出する空調空気の風速が均一になる。また、導風部の板厚が１．０ｍｍ以上であるため、導風孔の長さもまた１．０ｍｍ以上となり、空調空気の風向を導き得る長さになる。したがって、本発明のダクト装置では、導風孔によって空調空気の風向を所望どおりの方向に導くことができる。

本発明のダクト装置が上記構成（１）を備える場合には、導風孔の長さがさらに長くなり、空調空気の風向を所望どおりの方向に確実に導くことができる。

本発明のダクト装置が上記構成（２）を備える場合には、空調空気の風向をより所望通りに導くことができる。すなわち、各々の導風孔の開口面積を５００ｍｍ２以下にすることで、開口部を導風孔によって充分に小さな領域に区画でき、空調空気の風向を導風孔が延びる方向に沿ってより精度高く導くことができる。

本発明のダクト装置が上記構成（３）を備える場合には、空調空気の風向をより所望どおりに導くことができる。すなわち、各々の導風孔の開口面積が小さい程、各々の導風孔を流通する空調空気の量は少なくなる。各々の導風孔の開口面積が過小であれば、各々の導風孔を流通する空調空気の量もまた過小になり、空調空気が導風孔を通過する際の圧損が大きくなる。よって、この場合には、各々の導風孔によって空調空気の風向を制御し難くなる。各々の導風孔の開口面積が７ｍｍ２以上であれば、各々の導風孔を流通する空調空気の量が過小になることはなく、各々の導風孔によって空調空気の風向を所望どおりの方向に導くことができる。

本発明のダクト装置が上記構成（４）を備える場合には、空調空気の風向をより所望どおりの方向に導くことができる。導風部の実開口率が１０％以上であれば、導風孔を介して外界に流出する空調空気の量が充分に大きくなり、導風部に作用する圧損が充分に小さく保たれるため、空調空気の風向を精度高く制御できる。また、導風部の実開口率が大きい程、導風部の強度が低くなるが、実開口率が６０％以下であれば、導風部の強度は充分に高くなる。さらに、導風部の実開口率が６０％以下であれば、開口部が導風孔によって充分に小さな領域に区画される。したがって、空調空気の風向を導風孔が延びる方向に沿ってより精度高く導くことができる。

本発明のダクト装置が上記構成（５）を備える場合には、空調空気の風向をより確実に所望どおりの方向に導くことができる。

本発明のダクト装置が上記構成（６）を備える場合には、導風部を充分な強度にでき、かつ、空調空気の風向をより高精度に制御できる。すなわち、導風孔の間隔が過小であれば、導風部の強度が低下するとともに、導風孔から流出する空調空気が隣接する導風孔から流出する空調空気の風向に干渉する場合がある。各々の導風孔が５ｍｍ以上の間隔をもって形成されていれば、導風孔は充分な間隔をもって配されるため、導風部の強度は充分に高くなり、かつ、導風孔から流出する空調空気が隣接する導風孔から流出する空調空気の風向に干渉することもなくなる。

本発明のダクト装置が上記構成（７）または（８）を備える場合には、導風孔内部における空調空気が流通する領域を充分に大きくすることができる。すなわち、本発明のダクト装置において、導風孔の開口形状は円形に限らず三角形、四角形、六角形などの多角形であっても良いし、その他の形状であっても良いが、導風孔内部における空調空気が流通する領域は、空調空気が流通する方向と直交する方向の断面が円形に近似した形状となる。したがって、同じ大きさの導風孔であれば、導風孔の開口形状が円形に近いほど（あるいは数多くの線分で囲まれた多角形になるほど）、導風孔内部における空調空気が流通する領域を大きくすることができる。

以下、本発明のダクト装置を図面を基に説明する。

（実施例１）
実施例１のダクト装置は、上記構成（１）〜（６）、（８）を備える。実施例１のダクト装置は、自動車のコンソールボックスに取り付けられる。実施例１のダクト装置を模式的に表す分解斜視図を図１に示し、実施例１のダクト装置を図１中Ａ−Ａで切断した断面を模式的に表す断面図を図２に示す。実施例１のダクト装置を図１中Ｂ−Ｂで切断した断面を模式的に表す断面図を図２に示す。以下、本明細書において上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を指すものとする。

実施例１のダクト装置は、ダクト１と、導風部２と、整流部材３とを持つ。ダクト１は、略角筒状をなし一端部が空調装置（図略）に接続されている。ダクト１は、図２中矢印で示す空調空気の流入方向に沿って延びる。ダクト１の他端部には開口部１０が形成されている。開口部１０は、左右方向（空調空気の流入方向）に延設されている。開口部１０は板状の導風部２で覆われている。導風部２は、左右方向（空調空気の流入方向）および上下方向（空調空気の流入方向と直交する方向）に等間隔で配列する複数の導風孔２０を持つ。すなわち、導風孔２０は空調空気の流入方向に沿って配列する。導風孔２０は、前後方向（空調空気の流入方向と直交する方向）に延びダクト１の内部と外界とを連通する。実施例１のダクト装置では、各々の導風孔２０は互いに平行に延びている。導風部２の板厚は３．０ｍｍである。各々の導風孔２０は同形に形成され、導風孔２０の開口形状は正円形である。各々の導風孔２０の開口径は５．０ｍｍであり、開口面積は１９．６３ｍｍ２である。各々の導風孔２０は、７．０ｍｍの間隔をもって形成され、実開口率は４０．１％である。

整流部材３は、開口部１０と導風部２との間に配されている。整流部材３は、上下方向（空調空気の流入方向と直交する方向）に伸びる板状のガイドフィン３０が左右方向（空調空気の流入方向）に沿って等間隔で複数個配列するとともに、各ガイドフィン３０が枠状をなす本体部３１の内部に固着されてなる。ダクト１と導風部２と整流部材３とは各々別体で形成され、固着されて一体化されている。

実施例１のダクト装置は、コンソールボックス５に取り付けられる。詳しくは、図３に示すように、コンソールボックス５にはコンソール開口５０が形成されており、ダクト１は開口部１０をコンソール開口５０と対面させつつコンソールボックス５の後面側に固着される。コンソール開口５０の後側周縁部には弾性体からなるシール部材６が固着されているため、ダクト１とコンソール開口５０の周縁部とはシール部材６を介して当接する。導風部２はコンソールボックス５の前面側に配され、コンソール開口５０の前側周縁部に固着されて開口部１０およびコンソール開口５０を覆う。整流部材３は導風部２の後側に配されるとともに、一部が開口部１０の内部に保持される。

実施例１のダクト装置では、空調装置からダクト１に流入した空調空気は、ダクト１の延びる方向（空調空気の流入方向）に沿ってダクト１の内部を流通する。ダクト１の内部を流通し、開口部１０に到達した空調空気は、整流部材３および導風部２を介して外界に流出する。

実施例１のダクト装置では、ダクト１が空調空気の流れ方向に沿って延びるため、ダクト１の内部において空調空気の乱流が生じ難い。導風孔２０は空調空気の流入方向と交差する方向に延び、開口部１０を小さな領域に区画する。このため、空調空気の風向は導風孔２０が延びる方向に沿って精度高く導かれる。さらに、空調空気の風向が導風孔２０の延びる方向に沿って精度高く導かれるために、ダクト１の延設方向（空調空気の流入方向）に沿って配列している複数の導風孔２０から外界に流出する空調空気の風速が均一になる。なお、実施例１のダクト装置では、開口部１０に到達した空調空気は整流部材３で整流されて導風部２に到達する。このため、空調空気の風向はより確実に所望どおりの方向に導かれる。

実施例１のダクト装置では、導風部２とダクト１と整流部材３とを各々別体で形成したが、一体に形成してもよい。

実施例１のダクト装置では、導風部２をコンソールボックス５の前面側に固着し、ダクト１をコンソールボックス５の後面側に固着したが、例えば、図５に示すように、ダクト１と導風部２とをコンソールボックス５の同じ面（図５では後面）に固定しても良い。この場合、コンソールボックス５にダクト１および導風部２と係止するコンソール側係止部５１を設け、ダクト１にコンソール側係止部５１と係止するダクト側係止部１５を設ければ、ダクト１および導風部２をコンソールボックス５に容易に取付け得る。

（実施例２）
実施例２のダクト装置は、上記構成（１）〜（４）、（６）、（８）を備える。実施例２のダクト装置は、導風部の形状以外は実施例１のダクト装置と同じである。

実施例２のダクト装置における導風部の板厚は３．０ｍｍである。各々の導風孔は同形に形成され、導風孔の開口形状は正円形である。導風孔の開口径は３．０ｍｍであり、開口面積は７．０７ｍｍ２である。各々の導風孔は、７．０ｍｍの間隔をもって形成され、実開口率は１４．４％である。

実施例２のダクト装置は、実施例１のダクト装置と同様に、ダクトが空調空気の流れ方向に沿って延びるため、ダクト内部において空調空気の乱流が生じ難い。導風孔は空調空気の流入方向と交差する方向に延び、開口部を小さな領域に区画する。このため、空調空気の風向は導風孔が延びる方向に沿って精度高く導かれ、ダクトの延設方向（空調空気の流入方向）に沿って配列している複数の導風孔から外界に流出する空調空気の風速が均一になる。

（実施例３）
実施例３のダクト装置は、上記構成（２）〜（４）、（６）、（８）を備える。実施例３のダクト装置は、導風部の形状以外は実施例１のダクト装置と同じである。

実施例３のダクト装置における導風部の板厚は１．０ｍｍである。各々の導風孔は同形に形成され、導風孔の開口形状は正円形である。導風孔の開口径は３．０ｍｍであり、開口面積は７．０７ｍｍ２である。各々の導風孔は、７．０ｍｍの間隔をもって形成され、実開口率は１４．４％である。

実施例３のダクト装置は、実施例１のダクト装置と同様に、ダクトが空調空気の流れ方向に沿って延びるため、ダクト内部において空調空気の乱流が生じ難い。導風孔は空調空気の流入方向と交差する方向に延び、開口部を小さな領域に区画する。このため、空調空気の風向は導風孔が延びる方向に沿って精度高く導かれ、ダクトの延設方向（空調空気の流入方向）に沿って配列している複数の導風孔から外界に流出する空調空気の風速が均一になる。

（比較例）
比較例のダクト装置は、導風部の形状以外は実施例１のダクト装置と同じである。

比較例のダクト装置における導風部の板厚は１０．０ｍｍである。導風孔は上下方向（空調空気の流入方向と直交する方向）に延びるスリット状をなし、左右方向（空調空気の流入方向）に沿って配列している。各々の導風孔は互いに平行に延びている。各々の導風孔は同形に形成され、導風孔の開口形状は矩形である。導風孔の上下方向の長さは２０．０ｍｍであり、左右方向の長さは２０．０ｍｍである。各導風孔の開口面積は２０００ｍｍ２である。各々の導風孔は、２．０ｍｍの間隔をもって形成され、実開口率は９１％である。

比較例のダクト装置は、実施例１のダクト装置と同様に、ダクトが空調空気の流れ方向に沿って延びるため、ダクト内部において空調空気の乱流が生じ難い。導風孔は空調空気の流入方向と交差する方向に延び、開口部を小さな領域に区画する。このため、空調空気の風向は導風孔が延びる方向に沿って精度高く導かれ、ダクトの延設方向（空調空気の流入方向）に沿って配列している複数の導風孔から外界に流出する空調空気の風速が均一になる。

（性能評価試験 風速測定試験）
実施例１〜３および比較例のダクト装置を空調装置に取り付け、ダクト装置から流出する空調空気の風速を測定した。詳しくは、開口部のなかで空調空気流入方向の最上流側の位置（ａ位置）、開口部のなかで空調空気流入方向の最下流側の位置（ｃ位置）、ａ位置とｃ位置との中間の位置（ｂ位置）の３箇所における空調空気の風速を、開口部に対面した外界側の位置にて測定した。測定装置としては風速センサを用いた。開口部と測定装置との距離は１００ｍｍであった。空調装置からダクト内部に流入した空調空気の風量は３０ｍ³／ｈであった。風速測定試験の結果を表１に示す。

（性能評価試験 圧損測定試験）
実施例１〜３および比較例のダクト装置を空調装置に取り付け、空調空気がダクト装置を通過する際における圧力損失（圧損）を測定した。圧損測定試験の結果を上述した風速測定試験の結果とともに表１に示す。

表１に示すように、比較例のダクト装置では、ａ位置における空調空気の風速は０．８ｍ／ｓであり、開口部のなかで空調空気流入方向の最上流側の位置（ａ位置）から対面する方向（空調空気の流入方向と直交する方向）に流出する空調空気の量は少ない。したがって、比較例のダクト装置では、空調空気の流入方向に沿って配列している複数の導風孔から外界に流出する空調空気の風速が均一でないのがわかる。

一方、実施例１〜３のダクト装置では、ａ位置、ｂ位置、ｃ位置における空調空気の風速は１．０〜２．５ｍ／ｓの範囲内であり、空調空気の流入方向に沿って配列している複数の導風孔から外界に流出する空調空気の風速がほぼ均一であるのがわかる。特に、実施例１のダクト装置では、ａ位置、ｂ位置、ｃ位置における空調空気の風速がほぼ均一であるとともに１．０〜２．０ｍ／ｓの範囲内に収まっている。したがって、実施例１のダクト装置を自動車に搭載するとともに、実施例１のダクト装置によって乗員の太股付近に空調空気を吹き出す場合には、乗員の太股付近に均一かつ緩やかな風速で空調空気を吹き出すことができ、乗員が受ける不快感を大きく低減できる。さらに、実施例１のダクト装置は、圧損が非常に小さい。したがって、実施例１のダクト装置によると、空調空気の風向を所望どおりの方向に確実に導くことができる。

実施例１のダクト装置を模式的に表す分解斜視図である。 実施例１のダクト装置を図１中Ａ−Ａで切断した断面を模式的に表す断面図である。 実施例１のダクト装置を図１中Ｂ−Ｂで切断した断面を模式的に表す断面図である。 本発明の他の形態のダクト装置を図１中Ｂ−Ｂと同位置で切断した断面を模式的に表す断面図である。

符号の説明

１：ダクト、２：導風部、３：整流部材、２０：導風孔

Claims (9)

1. 空調装置に連結されて内部に空調空気が流通する筒状のダクトを持つダクト装置であって、
   該ダクトは内部に流入する該空調空気の流れ方向に沿って延び、該空調空気の流れ方向に沿って延設されている開口部を持ち、
   該開口部は板状の導風部で覆われ、
   該導風部は、板厚が１．０ｍｍ以上であり、該空調空気の流れ方向と交叉する方向に延び該ダクトの内部と外界とを連通するとともに該空調空気の流れ方向に沿って配列する複数の導風孔を持つことを特徴とするダクト装置。
2. 前記導風部の板厚は２．０ｍｍ以上である請求項１に記載のダクト装置。
3. 各々の前記導風孔の開口面積は５００ｍｍ２以下である請求項１に記載のダクト装置。
4. 各々の前記導風孔の開口面積は７．０ｍｍ２以上である請求項１に記載のダクト装置。
5. 前記導風部の前記外界側の面において、前記導風孔が占める割合は１０〜６０％である請求項１に記載のダクト装置。
6. 前記導風部の前記外界側の面において、前記導風孔が占める割合は２０〜５０％である請求項５に記載のダクト装置。
7. 各々の前記導風孔は、５．０ｍｍ以上の間隔をもって形成されている請求項１に記載のダクト装置。
8. 前記導風孔の開口形状は四以上の線分で囲まれた多角形である請求項１に記載のダクト装置。
9. 前記導風孔の開口形状は円形である請求項１に記載のダクト装置。

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