JP2007178054A

JP2007178054A - ダクト

Info

Publication number: JP2007178054A
Application number: JP2005376494A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Tange; 勝博丹下; Koji Nanbu; 浩治南部
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】省スペース性を達成しつつ、調温空気等の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音の低減とを達成するダクトを提供することを目的とする。
【解決手段】略直線状の第１流通路１２と、かつ同じく略直線状であって、その一端部に気体Ａの送出・吸引をなす駆動装置ＢＷが接続されている第２流通路１４とが交差して屈曲部１８が形成されるダクトにおいて、前記屈曲部１８は、前記第２流通路１４を介して伝搬する駆動装置ＢＷからの騒音を略直角状態に受けて反射する反射壁１８ａを備えると共に、その通気量が１５０〜３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓの範囲とされる流通部材２０が、その隅部１９に前記気体Ａの流通に沿ったＲ形状で配置され、該反射壁１８ａと該流通部材２０との間に空間部２６が画成されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダクトに関し、更に詳細には、省スペース性を達成しつつ、調温空気等の気体の効率的な流通と、該空気の送出・吸引による駆動および流通に係る騒音の低減とを達成する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の一対応として、その騒音が大きく低減されている。これに伴い、これまで顕在化することがなかった、例えば調温空気等の送出・吸引に係る騒音が問題となっている。このような要請に対する解決方法として、例えば下記の［特許文献１］に記載の発明「車両用吸気ダクト」の如きダクトが開示されている。この発明によれば、コーナー部に吸音板を設置し、更にその背後に吸音室を設けることで、該ダクト内部を流通するエアの風切り音等を低減することが可能となっている。
特開昭６２−５９１２０号公報

ところで自動車については、より高い燃費効率追求の一環から、その重量低減が大きな課題として認識されており、この課題解決の一方策として各構成要素の小型化が求められている。このような流れの中で、ダクトに係る各構成部材についても更なる小型化が求められており、前述した吸音室の如きスペースを設けることは難しく、その結果、充分な対応が困難となっている。これに対して、ダクト内の所要位置にウレタン等の吸音性に優れる部材を配置して騒音を低減する方法が考えられるが、この場合、調温空気等の流通性が悪化、すなわち通風抵抗が高くなり、その結果、これに伴う風切り音の増大、駆動装置への負荷増大といった問題が生じている。

この発明は、従来技術に係る問題点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、省スペース性を達成しつつ、調温空気等の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音の低減とを達成するダクトを提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
略直線状の第１流通路と、かつ同じく略直線状であって、その一端部に気体の送出・吸引をなす駆動装置が接続されている第２流通路とが交差して屈曲部が形成されるダクトにおいて、
前記屈曲部は、前記第２流通路を介して伝搬する駆動装置からの騒音を略直角状態に受けて反射する反射壁を備えると共に、その通気量が１５０〜３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓの範囲とされる流通部材が、その隅部に前記気体の流通に沿ったＲ形状で配置され、該反射壁と該流通部材との間に空間部が画成されていることを要旨とする。

従って、請求項１に係る発明によれば、省スペース性を達成しつつ、調温空気の如き気体の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音の低減とをなし得る効果を奏する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記流通部材は、不織布から形成されていることを要旨とする。従って、請求項２に係る発明によれば、調温空気等の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音の低減との調整を容易になし得る。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記流通部材は、剛性を発現する枠体に不織布を組み合わせることで形成されていることを要旨とする。従って、請求項３に係る発明によれば、調温空気等の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音の低減との調整を容易になし得ると共に、ダクトを容易に製造し得る効果を奏する。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記不織布は、その目付量が２５〜３０ｇ／ｍ^２の範囲にされることを要旨とする。従って、請求項４に係る発明によれば、調温空気等の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音の低減との調整を容易になし得る。

本発明に係るダクトによれば、調温空気等の効率的な流通と、該空気の送出・吸引に係る駆動および流通によって発生する騒音を低減させる効果を奏する。

次に、本発明に係るダクトにつき、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、本願が対象とするダクトは、作動騒音を発生する種々機器や送風または空気吸引に係るブロアー等の駆動装置を備え、かつ空気を吸い込むダクトや、調温空気等の気体を送出するダクト等が全て対象とされるが、以下の本実施例では、駆動装置によって図示しない調温装置から供給される調温空気を第２流通路、屈曲部、第１流通路の順で移送して車内に送出する、所謂空気ダクトを例として説明する。

図１は、本発明の好適な実施例に係るダクト１０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。また図２は図１で示したダクト１０の断面図である。本実施例のダクト１０は、調温空気(気体)Ａの供給源側に所要の駆動装置ＢＷを有し、ここから送出された調温空気Ａを、第２流通路１４、屈曲部１８および第１流通路１２を介してダクト１０外へ送出するものである。本実施例においては、第１流通路１２の調温空気Ａ出口側は車内に接続している。このようなダクト１０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程度のブロー成形またはインジェクション成形部材である。ここで第１流通路１２は角筒状を呈しており、その先端(前端)の開口部が６５ｍｍ×６５ｍｍ程度の矩形状とされ、また第２流通路１４も角筒状を呈し、駆動装置ＢＷに接続する開口部は、前述の第１流通路１２の開口部と略同一の６５ｍｍ×６５ｍｍ程度の矩形状に設定されている。

ここで第１流通路１２と第２流通路１４との間に形成される屈曲部１８には、調温空気Ａをダクト１０の形状に従ってスムーズに流通させるように、屈曲部１８の隅部１９に調温空気Ａの流れに沿ったＲ形状で、流通部材２０が配設されている。またこの流通部材２０の配置により、反射壁１８ａ(後述)を含む屈曲部内壁１８ｃと流通部材２０とで区画された空間部２６が画成されるようになっている。この空間部２６については、その内部に、例えば吸音材等が充填されず単に空気だけが存在する空間であることが求められる。この構造によって、騒音の反射を用いた衝突・干渉による消音(相殺)効果が好適に発現される(詳細は後述)。なおここでＲ形状とは、所要の曲率による屈曲だけではなく、多角的に屈曲したような形状であっても、調温空気Ａの好適な流通に供する形状であれば含むものとする。

そして屈曲部１８には、第２流通路１４を介して伝搬する駆動装置ＢＷからの入射に係る騒音(以下、入射騒音Ｎ_Ｉと云う)を略直角状態に受けて反射する反射壁１８ａが備えられている。この反射壁１８ａは、駆動装置ＢＷから供給される調温空気Ａの送出方向に対して直角に交差する向きに形成されている。これにより駆動装置ＢＷから伝搬する入射騒音Ｎ_Ｉは、この反射壁１８ａで反射した後に逆向き騒音(以下、反射騒音Ｎ_Ｒと云う)となり、再び第２流通路１４内を駆動装置ＢＷ側へ反射する。なお反射壁１８ａは、駆動装置ＢＷからの入射騒音Ｎ_Ｉに対して略直角となるように構成されているが、これは９０°前後の角度、具体的には好適な結果を得られる８０〜１００°程度の範囲だけを意味するものでない。例えば、入射騒音Ｎ_Ｉの騒音レベルがダクト１０に係る車内側開口部(出口)において、搭載された車両に許容される水準以下にまで低減し得る角度であれば、その範囲に含むものである。

流通部材２０は、図３に示す如く、ダクト１０において配置される屈曲部１８に合わせ、かつ駆動装置ＢＷからの調温空気Ａを好適に案内するよう、そのＲ形状を維持するための剛性を付与する枠体２２と、この枠体２２によってシート状に保持されて流通部材２０の主要部をなす不織布２４とから構成されている。ここで枠体２２は、所要の剛性を確保し、屈曲部１８に対しての取付を考えた多少の変形性を備える各種樹脂を素材としている。そしてその形状は、流通部材２０の外枠を形成する枠部材２２ａと、長手方向に沿って短手方向の略中央部に１本および短手方向に沿って長手方向を略３等分する位置に２本設けられる柱部材２２ｂとから形成されている。そして少なくとも枠部材２２ａについては、屈曲部１８に対する容易な設置を考慮して(詳細は後述)、その断面形状が略真円状とされている。

一方、不織布２４としては、本発明においては以下の２つの要素を兼ね備えている。すなわち(１)第２流通路１４の一端部に接続されている駆動装置ＢＷから伝搬する作動に関わる入射騒音Ｎ_Ｉを通過(図１または図２の矢印Ｎ_Ｉ)させる。(２)駆動装置ＢＷから供給される調温空気Ａには、屈曲部１８に沿った方向性(図１の矢印Ａ)を与えて案内する。これにより、(１)入射騒音Ｎ_Ｉは、駆動装置ＢＷに対抗する反射壁１８ａに反射された後に逆向きの反射騒音Ｎ_Ｒ(図１または図２の矢印Ｎ_Ｒ)となり、入射騒音Ｎ_Ｉに衝突・干渉してその騒音レベルが低減され、また(２)屈曲部１８に沿った方向性が与えられた調温空気Ａは、スムーズに移送され、その通気抵抗および風切り音の発生が低減される、ことになる。

このような作用を奏するため不織布２４は、その通気量が１５０〜３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓの範囲とされている。通気量をこの範囲とすることで、前述の作用を最大限に発揮して、調温空気Ａの送出をなす駆動装置ＢＷに係る騒音の低減と、調温空気Ａの送出(流通)に係る騒音(風切り音)の低減および調温空気Ａの良好な通気性とをなし得る。すなわち空気の粘性気体としての性質と、音の疎密波としての性質との双方を好適に利用する不織布２４の通気量を見出している。この数値が１５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓ未満となると、通気性の低下によって駆動装置ＢＷから伝搬する入射騒音Ｎ_Ｉを好適に通過させることができなくなり、前述の反射騒音Ｎ_Ｒとの衝突・干渉による消音効果が得られない(実験２参照)。一方、３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓを超えると、通気性の増大によって好適な整流効果が得られなくなり、調温空気Ａの送出(移送)に係る通気抵抗の増大によるスムーズな送風の阻害および風切り音の発生が顕著となる(実験１参照)

そして不織布２４は、その目付量によって通気量の調整をなしている。具体的には、屈曲部１８に対する取付性と省スペース性との両立をなすべく、不織布２４の厚さを０.２ｍｍ程度とした状態で、目付量の範囲を２５〜３０ｇ／ｍ^２の範囲としている。この目付量が２５ｇ／ｍ^２未満であると、不織布２４の通気量が３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓを超えてしまい、一方３０ｇ／ｍ^２を超えると、通気量が１５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓ未満となって好適な使用に供し得ない。

また屈曲部１８において流通部材２０が設置される部位には、流通部材２０を構成する枠体２２の枠部材２２ａが容易に嵌合的に収まるように、枠部材２２ａの断面形状に対応した、すなわち略半円状の溝１８ｂが設けられている(図１参照)。そしてこの溝１８ｂに対して、枠体２２における枠部材２２ａを合致させて納めるように流通部材２０を位置決めすれば、流通部材２０は屈曲部１８に脱着自在かつ容易に取付可能となる。この他、図４に示すように、一度位置決めされた枠部材２２ａの一端辺がその位置から動かないように保持するオーバーラップ形状を形成し、枠部材２２ａの他端をタッカー等の手段で固定的に位置決めする方法を採用してもよい。この場合、流通部材２０は、調温空気Ａ等の流れに沿う目的で形成されるＲ形状を、屈曲部１８における設置位置に取り付けることでより撓むように設定することで、流通部材２０を構成する枠体２２が形状復元しようとする力を位置決めに利用し得るため、より効率的である。

基本的に流通部材２０は、第１流通路１２または第２流通路１４の開口部から、屈曲部１８に入れられて、そのまま溝１８ｂに枠部材２２ａを嵌合的に納めることで一体とされている。この他の方法として、図５に示す如く、第１流通路１２および第２流通路１４から屈曲部１８だけを分離可能としたダクト４０を用い、分離状態にある屈曲部１８(図５(ａ)参照)に対して、同様に流通部材２０を位置決めし(図５(ｂ)参照)、これを第１流通路１２および第２流通路１４に対して固定してダクト形状としてもよい(図５(ｃ)参照)。この場合、ダクト４０における第１流通路１２および第２流通路１４と、屈曲部１８とには、夫々対応して取付可能な、例えば嵌合構造その他公知の固定構造が設けられ、これによってダクト４０内を流通する調温空気Ａが好適に車内に送出される程度の密閉性が確保される。

また枠体２２に対する不織布２４の組み付け方法としては、図６に示す如く、枠体２２を第１枠体２２ｃおよび第２枠体２２ｄから構成し、この２部材間に不織布２４を挟み込んで組み付けたり、単に枠体２２に所要の通気量となるように不織布２４を貼り付ける等の、従来公知の方法が採用可能である。

このように本実施例のダクト１０では、駆動装置ＢＷを一端部に有する第２流通路１４からの調温空気Ａの通過させる一方で、駆動装置ＢＷからの騒音を通過させ得る流通部材２０を屈曲部１８に設けると共に、この屈曲部１８を構成する壁部の一部から形成された反射壁１８ａを第２流通路１４の軸線と交差するように設けている。これにより駆動装置ＢＷで発生して伝播する騒音を反射させて、車内へ伝播する該騒音を好適に低減させると共に、調温空気Ａの通気抵抗の上昇を防止しつつ風量を確保して、効率のよい車内への送出(案内)をなし得る。

(実験例)
以下に本発明に係るダクトに係る実験例を示す。なおこの実験例は、本発明に係るダクトの一例であって、その内容を限定するものではない。

(実験１) 通気抵抗について
図７に示す如く、その内部断面形状が６５ｍｍ×６５ｍｍであって、第１流通路の長さが１３０ｍｍ、第２流通路の長さが１８０ｍｍとされた略Ｌ字形状となったダクトを基本として、(１)屈曲部における外側ＲをＲ８５とすると共に内側ＲをＲ２０とした曲がりダクト(参考例１：図７(ａ)参照)、(２)屈曲部における外側を直角とすると共に内側ＲをＲ２０とした直角ダクト(参考例２：図７(ｂ)参照)、(３)直角ダクトを基本とし、屈曲部において、ダクト内を流通する空気等がその流れに沿って衝突する部位に１５〜６０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓの不織布(厚さ０.２ｍｍ)を配置すると共に、その背後に密度２５ｋｇ／ｍ^３のウレタンフォームを収納した空間(６５ｍｍ×１０ｍｍ)を形成した吸音ダクト(参考例３：図７(ｃ)参照)および(４)直角ダクトを基本として、その屈曲部に流通部材を配置して擬似的にＲ８５となる外側Ｒを形成した各実施例１および２並びに比較例１および２に係るダクト(図７(ｄ)参照)を準備し、風量１００ｍ^３／ｈ(一般的な車両空調用駆動装置における「強」に相当する)とした際の入口出口間の圧力損失を測定した。なお各実施例１および２並びに比較例１および２に係るダクトは、不織布の厚さ約０.２ｍｍとした流通部材であって、その目付量を変化させて通気量を表１に示す数値範囲とされている。また直角ダクト(参考例２)における圧力損失値を１００とした場合の、各実施例、比較例および参考例に係る数値を算出した。

(実験１の結果)
実験１の結果を上記の表１に併記する。その表１から、その通気性が本発明に係る範囲内となることで(３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓ以下)ダクトに沿った通気性が良好な曲がりダクト(参考例１)と同等以上の通気抵抗を達成して、良好な通気性を獲得することが確認された。

(実験２) 騒音について
実験１で使用した参考例１〜３、実施例１および２並びに比較例１および２に係るダクトを使用し、これについて吸音性(ｄｂ)を測定した。

(測定方法および条件)
・吸音性：図８に示す装置を使用し、各参考例、実施例または比較例に係るダクトを設置して、集音装置(マイク)によって、各周波数の音圧を測定し、そこからＯ.Ａ.(オーバーオール)値を算出した。

(実験２の結果)
実験２の結果を、周波数−音圧のグラフ図として図９に示す。この図９から、１６００Ｈｚ以上、特に２０００Ｈｚ以上の領域において音圧の低下が確認された。

本発明の好適な実施例に係るダクトを、その構成を示すために一部破断して示す斜視図である。ダクトの断面図である。実施例に係るダクトに使用される流通部材を一部破断して示す斜視図である。オーバーラップ形状によって流通部材を位置決めする方法の一例を示す断面図である。流通部材を屈曲部内に収納する一例を示す説明図である。流通部材を構成する枠体および不織布の組み付け方法の一例を示す説明図である。実験１および実験２に使用されるダクトの形状を示す概略図である。実験２の騒音低減性を評価する装置の概略図である。実験２の騒音低減性の結果を示すグラフである。

符号の説明

１２第１流通路、１４第２流通路、１８屈曲部、１８ａ反射壁、１９隅部
２０流通部材、２２枠体、２４不織布２６空間部、Ａ気体

Claims

略直線状の第１流通路(12)と、かつ同じく略直線状であって、その一端部に気体(A)の送出・吸引をなす駆動装置(BW)が接続されている第２流通路(14)とが交差して屈曲部(18)が形成されるダクトにおいて、
前記屈曲部(18)は、前記第２流通路(14)を介して伝搬する駆動装置(BW)からの騒音を略直角状態に受けて反射する反射壁(18a)を備えると共に、その通気量が１５０〜３５０ｃｍ^３／ｃｍ^２・Ｓの範囲とされる流通部材(20)が、その隅部(19)に前記気体(A)の流通に沿ったＲ形状で配置され、該反射壁(18a)と該流通部材(20)との間に空間部(26)が画成されている
ことを特徴とするダクト。
前記流通部材(20)は、不織布(24)から形成されている請求項１記載のダクト。
前記流通部材(20)は、剛性を発現する枠体(22)に不織布(24)を組み合わせることで形成されている請求項１記載のダクト。
前記不織布(24)は、その目付量が２５〜３０ｇ／ｍ^２の範囲にされる請求項２または３記載のダクト。