JP2008081025A - 通風ダクト - Google Patents
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Abstract
【課題】屈曲部での通風騒音の発生を抑制することができる通風ダクトを提供する。
【解決手段】通風ダクト14は、内部空間を通風路15とした筒状体16からなり、通風路15の長さ方向についての少なくとも一部に屈曲部17を有する。屈曲部17における内側の内壁面41には、多数の窪み43からなる凹凸部42が形成されている。筒状体16は、通風路15の長さ方向に沿って設定された分割面28,34にて複数の構成部材(第1構成部材25及び第2構成部材31)に分割されている。両構成部材25,31は射出成形法によってそれぞれ形成されており、分割面28,34において重ね合わされることにより、通風路15を有する筒状体16が形成される。この通風ダクト14では、凹凸部42により、内壁面41の近傍で生ずる空気の渦が小さくされ、層状となって適正に流れている空気の流れを乱す現象が起こりにくくなり、通風騒音の発生が抑制される。
【選択図】図4
【解決手段】通風ダクト14は、内部空間を通風路15とした筒状体16からなり、通風路15の長さ方向についての少なくとも一部に屈曲部17を有する。屈曲部17における内側の内壁面41には、多数の窪み43からなる凹凸部42が形成されている。筒状体16は、通風路15の長さ方向に沿って設定された分割面28,34にて複数の構成部材(第1構成部材25及び第2構成部材31)に分割されている。両構成部材25,31は射出成形法によってそれぞれ形成されており、分割面28,34において重ね合わされることにより、通風路15を有する筒状体16が形成される。この通風ダクト14では、凹凸部42により、内壁面41の近傍で生ずる空気の渦が小さくされ、層状となって適正に流れている空気の流れを乱す現象が起こりにくくなり、通風騒音の発生が抑制される。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば冷暖房や換気に際し、空調装置から送られてくる空気を吹出口に導く通風ダクトに関するものである。
例えば、車両のインストルメントパネルには、車幅方向についての両端部と中央部とに、空気の吹出口が設けられている。また、インストルメントパネルの裏側には、空調装置のブロワから送られてくる空気を各吹出口に導く通風ダクトが配設されている。この通風ダクトとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂をブロー成形することにより形成された筒状体からなり、その内部空間を通風路としたものが一般的である。また、この通風ダクトは、ブロワからの空気を複数の吹出口に導く関係上、通風路の長さ方向についての少なくとも一部に屈曲部を有する。
上記通風ダクトについては種々の改良が考えられている。例えば、特許文献1及び2には、通風ダクトとインストルメントパネルとの間に断熱空間を設けることで、インストルメントパネルの意匠面である表面での結露を抑制する技術が提案されている。また、特許文献3には、断熱空間にさらに補強リブを設けることで、風圧により通風路の断面積が変化して円滑な空気の流通が妨げられるのを抑制する技術が提案されている。
特開2005−88637号公報
特開平11−348537号公報
特開2005−199896号公報
ところで、通風ダクトには、通風に伴い発生する異音(通風騒音)が小さいことも要求される。仮に、通風ダクトが長尺状の筒状体であれば、空気が真っ直ぐな流路を層状となって流れること(層流)となり、通風騒音が問題となることはない。しかし、実際には、図11に示すように、通風ダクト61には屈曲部62が設けられていて、空気がこの屈曲部62を通過する際に通風騒音を生ずる。これは、次のような現象が起こるためと考えられる。空気が屈曲部62を通過する際、同屈曲部62における内側(曲率半径の小さい側)の内壁面64に近い箇所を流れるもの(空気Ain)と、それ以外の箇所を流れるもの(空気Aout)とで異なる挙動を示す。空気Aoutは、屈曲部62における外側の内壁面63に沿って層状となって流れる。これに対し、空気Ainは内側の内壁面64の近傍、特に下流側近傍で大きな渦Bとなり、層状となって適正に流れている空気Aoutの流れを乱す。その結果として通風騒音が発生する。
この点、上述した特許文献1〜3に記載された通風ダクトは、結露の抑制や、空気の円滑な流通確保を目的としたものであり、屈曲部62での通風騒音の発生を抑制することについては特に対策が講じられていない。そのため、上記不具合はこれらの特許文献1〜3でも同様に起こるものと考えられる。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、屈曲部での通風騒音の発生を抑制することのできる通風ダクトを提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、内部空間を通風路とした筒状体からなり、前記通風路の長さ方向についての少なくとも一部に屈曲部を有する通風ダクトにおいて、前記筒状体の前記屈曲部における内側の内壁面に凹凸部が形成されていることを要旨とする。
上記の構成によれば、空気は、通風ダクト内の通風路を流れる途中で屈曲部を通過する。この際、屈曲部における内側(曲率半径の小さい側)の内壁面に近い箇所を流れる空気と、それ以外の箇所を流れる空気とで異なる挙動を示す。後者の空気は、屈曲部における外側の内壁面に沿って層状となって流れる。これに対し、前者の空気は内側の内壁面の近傍で渦となる。しかし、屈曲部における内側の内壁面に凹凸部が設けられた請求項1に記載の発明では、その凹凸部により、内壁面の近傍で生ずる上記空気の渦が小さなものとされる。その結果、この渦が、層状となって適正に流れている空気(層流)の流れを乱す現象が起こりにくくなり、通風騒音の発生が抑制される。
上記請求項1に記載の発明の効果(通風騒音の発生抑制)を確実なものとする観点からは、請求項2に記載の発明によるように、前記凹凸部は、前記屈曲部における内側の内壁面であって、屈曲の開始される屈曲開始箇所と屈曲の終了する屈曲終了箇所との間の領域に少なくとも形成される。
また、請求項3に記載の発明によるように、前記屈曲部における内側の内壁面について、前記屈曲開始箇所から前記屈曲終了箇所までの長さの20%を所定長さとした場合に、前記凹凸部は、さらに前記屈曲開始箇所と同箇所から前記所定長さだけ上流側へ離れた箇所との間の領域、及び、前記屈曲終了箇所と同箇所から前記所定長さだけ下流側へ離れた箇所との間の領域の少なくとも一方の領域であって、同領域の少なくとも一部にも形成されることがより好ましい。
また、上記凹凸部は、請求項4に記載の発明によるように、複数の窪み又は複数の溝によって構成されてもよい。この構成により、屈曲部における内側の内壁面の近傍で生ずる空気の渦を確実に小さくすることができ、上記通風騒音の抑制効果が確実に得られる。
また、上記各窪み又は各溝としては、請求項5に記載の発明によるように、1.0〜5.0mmの幅を有するものであることが、通風騒音の低減効果を確実なものとするうえで好ましい。これに加え、上記各窪み又は各溝としては、請求項5に記載の発明によるように、0.05〜1.0mmの深さを有するものであることが好ましい。深さが0.05mmよりも浅いと、射出成形法等の一般的な樹脂成形法では窪み又は溝を形成することが難しい。同深さが1.0mmよりも深いと、窪み又は溝による通風騒音の低減効果が得られにくくなる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1つに記載の発明において、前記筒状体は、前記通風路の長さ方向に沿って設定された分割面にて複数の構成部材に分割されており、前記複数の構成部材が前記分割面において重ね合わされることにより、前記通風路を有する前記筒状体が形成されていることを要旨とする。
ここで、筒状体が単一の部材によって構成された場合には、通風路の上流端及び下流端を除く箇所が閉じられていて、内壁面が露出しない。しかも、筒状体は通風路の長さ方向についての少なくとも一部で屈曲している。そのため、通風ダクトを製造する場合には、樹脂成形法として採り得る方法が、ブロー成形法に限定される。しかし、樹脂材料を円筒状にしてなるパリソンが、分割された金型内に押し出され、金型が閉じられてからパリソン内に圧縮空気が吹き込まれるブロー成形法では、内壁面に凹凸部を形成することはできない。
この点、請求項6に記載の発明では、通風ダクトが複数の構成部材に分割されている。しかも、それらの構成部材が、通風路の長さ方向に沿って設定された分割面において分割されている。各構成部材における内壁面が露出し、これに伴い凹凸部も露出している。そのため、ブロー成形法以外の一般的な樹脂成形法(例えば射出成形法)によって各構成部材を形成することにより、凹凸部も併せて形成することができる。
ここで、上記各構成部材としては、請求項7に記載の発明によるように、0.1〜0.6mmの厚みを有するものであることが好ましい。厚みについての上記条件を満たす構成部材を用いることで、通風ダクトを、ブロー成形法によって形成したものよりも軽量にすることができる。厚みが0.1mmよりも小さいと、上記射出成形法等の一般的な樹脂成形法では製造することが困難である。また、厚みが0.6mmよりも大きいと軽量化の効果が得られにくくなる。
請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の発明において、前記筒状体は車両の内装部品の裏側に配設され、所定の構成部材と前記内装部品との間に断熱空間を形成した状態で前記内装部品に取り付けられていることを要旨とする。
上記の構成によれば、筒状体が車両の内装部品に取り付けられると、所定の構成部材と内装部品との間に断熱空間が形成される。この断熱空間は、通風路及び内装部品間における熱の移動を抑制する。そのため、通風路及び内装部品間での温度差によって内装部品の表面や通風ダクトの内壁面で結露が生ずるのを抑制することができる。
本発明の通風ダクトによれば、屈曲部における内側の内壁面に形成された凹凸部により、同屈曲部での通風騒音の発生を抑制することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1に示すように、車室内において、運転席及び助手席の車両進行方向前方(以下、単に前方という)には、内装部品として合成樹脂製のインストルメントパネル11が配設されている。インストルメントパネル11の車幅方向(図1の略左右方向)についての両端部及び中央部には、空気の吹出口12,13が開口されている。これらの吹出口12,13には、空気の吹き出しを遮断したり、吹き出し方向を変更したりするためのレジスタ(図示略)が組み込まれている。
以下、本発明を具体化した第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
図1に示すように、車室内において、運転席及び助手席の車両進行方向前方(以下、単に前方という)には、内装部品として合成樹脂製のインストルメントパネル11が配設されている。インストルメントパネル11の車幅方向(図1の略左右方向)についての両端部及び中央部には、空気の吹出口12,13が開口されている。これらの吹出口12,13には、空気の吹き出しを遮断したり、吹き出し方向を変更したりするためのレジスタ(図示略)が組み込まれている。
上記インストルメントパネル11の裏側には、空調装置のブロワ(図示略)から送られてくる空気を各吹出口12,13に導く通風ダクト14が配設されている。通風ダクト14は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂によって形成され、かつ内部空間を通風路15とした筒状体16からなる。この筒状体16は、上記吹出口12,13から前方へ離間した箇所に位置し、かつ車幅方向に沿って延びる本体部16aと、その本体部16aの両端部から対応する吹出口12の近傍まで延びる一対の延出部16b,16bと、本体部16aの中央部から上記吹出口13の近傍まで延びる単一の延出部16cとを備えている。
本体部16aと各延出部16bとの境界部分は屈曲部17を構成している。同様に、本体部16aと延出部16cとの境界部分であって、その車幅方向についての両側部分は、一対の屈曲部18を構成している。なお、図1中、一点鎖線で囲まれた部分は、屈曲部17,18のおおよその位置を示している。
上記吹出口12,13に対応する延出部16b,16cの各延出端には、筒状体16内の空気を吹出口12,13(レジスタ)に導出するための開口部22,23が設けられている。さらに、延出部16cの底部には、上記空調装置のブロワからの空気を同延出部16cの内部に導入するための開口部24が設けられている。
筒状体16は、通風路15の長さ方向に沿って設定された分割面において複数の構成部材に分割されている。第1実施形態では、複数の構成部材は、第1構成部材25及び第2構成部材31の2つの構成部材からなり、各々の構成部材25,31が射出成形法によって薄肉状に形成されている。薄肉状にしているのは、通風ダクト14を、従来のブロー成形法によって形成したものよりも軽量化するためである。具体的には、各構成部材25,31では、その板厚t(図2参照)が0.1〜0.6mmの範囲に設定されることが好ましい。板厚tが0.1mmよりも小さいと、射出成形法では製造することが困難である。また、板厚tが0.6mmよりも大きいと軽量化の効果が得られにくくなる。なお、両構成部材25,31を互いに重ね合わせたり、通風ダクト14をインストルメントパネル11に取り付けたりする際の形状保持性(剛性)を考慮すると、各構成部材25,31の板厚tの下限値は0.4mmであることがより好ましい。
上記各構成部材25,31の薄型化は、これらの樹脂成形法として、ブロー成形法に代えて射出成形法を採用したことにより可能となっている。ブロー成形法では、樹脂材料を円筒状にしてなるパリソンが、分割された金型内に押し出され、金型が閉じられてからパリソン内に圧縮空気が吹き込まれる。圧縮空気により膨張したパリソンは、金型の成形面に押し付けられて通風ダクトの形状に賦形される。賦形された合成樹脂は冷却・硬化されて通風ダクトとなる。その後、金型が開かれて、単一部材からなる通風ダクトが取り出される。
こうしたブロー成形法では、通風ダクトにおける屈曲部が他の部分よりも薄く形成される。そのため、屈曲部を基準に通風ダクトの板厚が設計されることになり、屈曲部以外の箇所が厚くなる。屈曲部以外の箇所を薄くするにも限度がある。因みにブロー成形法によって通風ダクトを形成する場合において、屈曲部以外の箇所で実現できる板厚の最小値は、0.8〜1.0mmである。
これに対し、溶融樹脂を金型内に加圧注入し、固化させて成形を行う射出成形法により通風ダクト14の各構成部材25,31を形成する場合には、屈曲部17,18もそれ以外の箇所と同様の板厚tに形成することが可能である。従って、ブロー成形法による場合よりも通風ダクト14の各構成部材25,31を上述したように薄肉状(0.1〜0.6mmの板厚t)に形成することが可能となる。このように射出成形法によって形成された両構成部材25,31の重量の合計は、ブロー成形法によって形成された通風ダクト(単一の部材からなるもの)の重量の3/4〜1/10となる。
図2及び図4に示すように第1構成部材25は、筒状体16及び通風路15の大部分を占める部材であり、樋部26及び鍔部27を備えて構成されている。樋部26は、通風路15の長さ方向に対し直交する面において略U字形の断面形状を有している。このような断面形状を有することで、樋部26は上端において開口している。鍔部27は、樋部26の外側面上端に一体に形成されている。第1構成部材25では、鍔部27の上面及び樋部26の内側面上部が分割面28に該当する。
第2構成部材31は筒状体16の上端部を占める部材であり、閉塞部32及び鍔部33を備えて構成されている。閉塞部32は、通風路15の長さ方向に対し直交する面において略U字形の断面形状を有している。ただし、閉塞部32は第1構成部材25における樋部26よりも浅くなるように形成されている。鍔部33は、閉塞部32の外側面上端に一体に形成されている。第2構成部材31では、鍔部33の下面及び閉塞部32の外側面が分割面34に該当する。
そして、閉塞部32が樋部26の上端開口部分に嵌入され、鍔部27,33が重ね合わされることにより、両構成部材25,31がそれぞれの分割面28,34にて重ね合わされることとなり、上記通風路15を有する筒状体16が形成される。
この筒状体16を上記インストルメントパネル11の裏面に取り付けるために、次の構造が採用されている。図4に示すように、両鍔部27,33において、通風路15の長さ方向についての複数箇所には貫通孔29,35が設けられている。また、インストルメントパネル11の裏面11aにおいて、上記貫通孔29,35に対応する複数箇所にはピン36が一体に形成されている。これらのピン36は、両鍔部27,33の板厚tの合計よりも長く形成されている。
上記筒状体16をインストルメントパネル11に取り付ける際には、各ピン36を、重ね合わされた両鍔部27,33の貫通孔29,35に挿通させる。鍔部33の上面をインストルメントパネル11の裏面11aに当接させる。この当接により、閉塞部32の上端の開口がインストルメントパネル11によって塞がれて、インストルメントパネル11と第2構成部材31との間に空間が形成される。この空間は断熱空間37として利用される。
また、この状態では、各ピン36の下端が第1構成部材25の鍔部27から下方へ突出する。この突出部分を熱により扁平に変形(熱かしめ)させる。すると、両鍔部27,33が、上記ピン36の扁平部分36aとインストルメントパネル11とによって挟み込まれ、筒状体16がインストルメントパネル11に対しピン36からの抜け落ち不能に係止される。
さらに、図5に示すように、筒状体16の各屈曲部17における内側(曲率半径の小さい側)の内壁面41には凹凸部42が形成されている。ここで、上記屈曲部17における内側の内壁面41であって、通風路15の長さ方向(空気の流れ方向)について、屈曲の開始される箇所を屈曲開始箇所17Sとし、屈曲の終了する箇所を屈曲終了箇所17Eとする。このように定義した場合、凹凸部42は、少なくとも屈曲開始箇所17Sと屈曲終了箇所17Eとの間の領域Z1に形成されることが好ましい。
また、上記内壁面41について、屈曲開始箇所17Sから屈曲終了箇所17Eまでの長さLの20%を所定長さΔLとする。屈曲開始箇所17Sから所定長さΔLだけ上流側へ離れた箇所を箇所17Hとし、屈曲終了箇所17Eから所定長さΔLだけ下流側へ離れた箇所を箇所17Lとする。さらに、屈曲開始箇所17Sと箇所17Hとの間の領域を領域Z2とし、屈曲終了箇所17Eと箇所17Lとの間の領域を領域Z3とする。このように定義した場合、凹凸部42は、上記領域Z1に加え、領域Z2及び領域Z3の少なくとも一方の領域であって、同領域の少なくとも一部にも形成されることがより好ましい。
従って、凹凸部42が形成される箇所の態様としては、次のものが挙げられる。
・領域Z1のみ
・領域Z1+領域Z2
・領域Z1+領域Z3
・領域Z1+領域Z2+領域Z3
なお、領域Z2については、その一部にのみ凹凸部42が形成されてもよい。領域Z3についても上記領域Z2と同様である。
・領域Z1のみ
・領域Z1+領域Z2
・領域Z1+領域Z3
・領域Z1+領域Z2+領域Z3
なお、領域Z2については、その一部にのみ凹凸部42が形成されてもよい。領域Z3についても上記領域Z2と同様である。
第1実施形態では、凹凸部42は、上記領域Z1の全体に加え、領域Z2の一部、及び領域Z3の一部に形成されている。
図2及び図3の少なくとも一方に示すように、凹凸部42は、通風路15の長さ方向、及び樋部26の高さ方向の両方向に対し、互いに所定の間隔をおいて設けられた多数個の窪み(ディンプル)43によって構成されている。いずれの窪み43も、略半球状をなしていて凹状の湾曲面を有している。各窪み43は、屈曲部17の内側部分を、板厚tを一定に維持した状態で通風路15の外方へ膨出させることによって形成されており、均一の幅W及び深さDを有している。各窪み43は、内壁面41において円形に開口しているところ、この開口の直径が上記幅Wに相当する。各窪み43の幅Wは、窪み43による通風騒音の低減効果を確実なものとする観点からは、1.0〜5.0mmとなるように設定されることが好ましい。また、各窪み43の深さDは、0.05〜1.0mmとなるように設定されることが好ましく、0.1〜0.5mmとなるように設定されることがより好ましい。深さDが0.05mmよりも浅いと、射出成形法によっては窪み43を形成することが難しい。また、深さDが1.0mmよりも深いと、窪み43による通風騒音の低減効果が得られにくくなる。
図2及び図3の少なくとも一方に示すように、凹凸部42は、通風路15の長さ方向、及び樋部26の高さ方向の両方向に対し、互いに所定の間隔をおいて設けられた多数個の窪み(ディンプル)43によって構成されている。いずれの窪み43も、略半球状をなしていて凹状の湾曲面を有している。各窪み43は、屈曲部17の内側部分を、板厚tを一定に維持した状態で通風路15の外方へ膨出させることによって形成されており、均一の幅W及び深さDを有している。各窪み43は、内壁面41において円形に開口しているところ、この開口の直径が上記幅Wに相当する。各窪み43の幅Wは、窪み43による通風騒音の低減効果を確実なものとする観点からは、1.0〜5.0mmとなるように設定されることが好ましい。また、各窪み43の深さDは、0.05〜1.0mmとなるように設定されることが好ましく、0.1〜0.5mmとなるように設定されることがより好ましい。深さDが0.05mmよりも浅いと、射出成形法によっては窪み43を形成することが難しい。また、深さDが1.0mmよりも深いと、窪み43による通風騒音の低減効果が得られにくくなる。
ところで、通風ダクト14を複数の構成部材(第1構成部材25及び第2構成部材31)に分割しているのは、次のような経緯による。
仮に、筒状体16が単一の部材からなる場合には、通風路15の上流端及び下流端を除く箇所が閉じられていて、内壁面が露出しない。しかも、筒状体16は屈曲している。そのため、通風ダクト14を製造する場合には、樹脂成形法として採り得る方法が、ブロー成形法等に限定される。しかし、樹脂材料を円筒状にしてなるパリソンが分割された金型内に押し出され、金型が閉じられてからパリソン内に圧縮空気が吹き込まれるブロー成形法では、内壁面に凹凸部を有する筒状体を形成することができない。
仮に、筒状体16が単一の部材からなる場合には、通風路15の上流端及び下流端を除く箇所が閉じられていて、内壁面が露出しない。しかも、筒状体16は屈曲している。そのため、通風ダクト14を製造する場合には、樹脂成形法として採り得る方法が、ブロー成形法等に限定される。しかし、樹脂材料を円筒状にしてなるパリソンが分割された金型内に押し出され、金型が閉じられてからパリソン内に圧縮空気が吹き込まれるブロー成形法では、内壁面に凹凸部を有する筒状体を形成することができない。
そこで、第1実施形態では、通風ダクト14を複数の構成部材(第1構成部材25及び第2構成部材31)に分割している。しかも、両構成部材25,31を、通風路15の長さ方向に沿って設定された分割面28,34において分割している。こうした分割により、各構成部材25,31における内壁面が露出し、これに伴い、第1構成部材25における凹凸部42も露出する。そのため、第2構成部材31はもちろんのこと、屈曲部18の内壁面41に凹凸部42を有する第1構成部材25についても、ブロー成形法以外の一般的な樹脂成形法、ここでは射出成形法によって形成することが可能となる。
なお、屈曲部18における内側の内壁面にも、上記凹凸部42と同様の凹凸部が形成されているが、これについては説明を省略する。
上記のようにして第1実施形態の通風ダクト14が構成されている。この通風ダクト14では、冷暖房や換気に際し、空調装置のブロワから送られてくる空気が、図1において二点鎖線の矢印で示すように開口部24から筒状体16内に流入する。この空気の一部は後方へ流れ、開口部23から通風ダクト14の外の吹出口13及びレジスタへ導かれる。また、残りの空気は前方へ流れ、本体部16aへ流入する。この空気は、屈曲部18,18を通過することで車幅方向両側へ分岐する。分岐した空気は、本体部16aに沿って互いに反対方向へ流れた後、対応する屈曲部17を通過し、開口部22から通風ダクト14の外の吹出口12及びレジスタへ導かれる。
上記のようにして第1実施形態の通風ダクト14が構成されている。この通風ダクト14では、冷暖房や換気に際し、空調装置のブロワから送られてくる空気が、図1において二点鎖線の矢印で示すように開口部24から筒状体16内に流入する。この空気の一部は後方へ流れ、開口部23から通風ダクト14の外の吹出口13及びレジスタへ導かれる。また、残りの空気は前方へ流れ、本体部16aへ流入する。この空気は、屈曲部18,18を通過することで車幅方向両側へ分岐する。分岐した空気は、本体部16aに沿って互いに反対方向へ流れた後、対応する屈曲部17を通過し、開口部22から通風ダクト14の外の吹出口12及びレジスタへ導かれる。
図5は、屈曲部17での空気の流れを模式的に示したものである。同図5に示すように、空気が屈曲部17を通過する際、同屈曲部17における内側(曲率半径の小さい側)の内壁面41に近い箇所を流れるもの(空気Ain)と、それ以外の箇所を流れるもの(空気Aout)とで異なる挙動を示す。空気Aoutは、屈曲部17における外側の内壁面44に沿って層状となって流れる。これに対し、空気Ainは内側の内壁面41の近傍で渦Bとなる。この際、第1実施形態では、屈曲部17における内側の内壁面41に凹凸部42が形成されていて、この凹凸部42により、内壁面41の近傍で生ずる上記空気Ainの渦Bが小さなものとされる。その結果、この渦Bが、層状となって適正に流れている空気Aoutの流れを乱すといった現象が起こりにくくなり、通風騒音の発生が抑制される。これに加え、屈曲部17よりも下流側(図5では下側)では空気Ain,Aoutが均等に流れるようになる。屈曲部18でも上記と同様の現象が起こる。
さらに、例えば、梅雨期等において外気の湿度が高い状況下で通風ダクト14内を冷気が流れると、通風ダクト14の内部空間とインストルメントパネル11よりも外側の空間との間で温度差が生ずる。また、冬期等において外気が冷えているときに湿度の高い暖気が通風ダクト14内を流れると、上記と同様にして、インストルメントパネル11よりも外側の空間との間で温度差が生ずる。図4に示すように、これらの温度差は、インストルメントパネル11の意匠面となる表面11bや通風ダクト14の内壁面(主として閉塞部32の内壁面32b)で結露を生じさせる原因となる。結露は、空気中に含まれている水分(水蒸気)が気温の低下で液化する現象である。しかし、第2構成部材31とインストルメントパネル11との間に形成された断熱空間37は、通風路15及びインストルメントパネル11間における熱の移動を抑制する。その結果、上述した湿度の高い外気中の水分や、通風ダクト14内の湿度の高い暖気中の水分が液化する現象が抑制される。
以上詳述した第1実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)筒状体16の屈曲部17,18における内側の内壁面41に凹凸部42を形成している。この凹凸部42により、内壁面41の近傍で生ずる空気Ainの渦Bに起因する通風騒音の発生を抑制することができる。
(1)筒状体16の屈曲部17,18における内側の内壁面41に凹凸部42を形成している。この凹凸部42により、内壁面41の近傍で生ずる空気Ainの渦Bに起因する通風騒音の発生を抑制することができる。
(2)凹凸部42を複数の窪み43により構成し、各窪み43の幅Wを1.0〜5.0mmに設定し、深さDを0.05〜1.0mmに設定している(図3参照)。そのため、これらの窪み43により、内壁面41の近傍で生ずる空気Ainの渦Bを確実に小さくすることができ、上記(1)の通風騒音の抑制効果が確実に得られる。
(3)筒状体16を、通風路15の長さ方向に沿って設定された分割面28,34にて複数の構成部材(第1構成部材25及び第2構成部材31)に分割し、両構成部材25,31を分割面28,34において重ね合わせることにより、通風路15を有する筒状体16を形成するようにしている(図4参照)。そのため、屈曲部18に凹凸部42を有する第1構成部材25及び第2構成部材31を確実に形成することができる。
(4)第1構成部材25及び第2構成部材31をそれぞれ射出成形法によって形成することで、0.1〜0.6mmの板厚tが実現可能となり、ブロー成形法によって形成する場合よりも3/4〜1/10の軽量化を図ることができる。
(5)筒状体16をインストルメントパネル11の裏側に配設し、第2構成部材31とインストルメントパネル11との間に断熱空間37を形成した状態で筒状体16をインストルメントパネル11に取り付けている(図4参照)。そのため、通風路15及びインストルメントパネル11間での温度差によってインストルメントパネル11の表面11bや通風ダクト14の内壁面(主として閉塞部32の内壁面32b)で結露が生ずるのを抑制することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。第2実施形態では、通風ダクト14を構成する筒状体16の内壁面に、吸音材料からなる吸音部51が設けられている点において、第1実施形態と異なっている。
次に、本発明を具体化した第2実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。第2実施形態では、通風ダクト14を構成する筒状体16の内壁面に、吸音材料からなる吸音部51が設けられている点において、第1実施形態と異なっている。
吸音材料としては、例えば、グラスウール、フェルト等の多孔性の吸音材料を用いることができる。この吸音材料では騒音、すなわち、空気の粗密波が入射されると、その内部に形成された微細な空隙内の空気、あるいは材料の繊維が振動し、前記粗密波の有する運動エネルギが最終的に熱エネルギに変換されることにより騒音が吸収される。
吸音部51は、第2構成部材31の閉塞部32における内壁面32bについて、通風路15の長さ方向の略全領域にわたって設けられている。吸音部51は、両面接着テープ52によって内壁面32bに貼着されている。本実施形態では、この貼着作業が、通風ダクト14の製造過程において、図6に示すように第2構成部材31が第1構成部材25に重ね合わされる前の段階で手作業によって行われる。この段階では、筒状体16が単一の部材によって構成されている場合とは異なり、第2構成部材31の閉塞部32における内壁面32bの全体が露出している。そのため、筒状体16が単一の部材によって構成されている場合には、開口部22〜24から奥まった箇所には手が届かず、同箇所に吸音部51を貼着することが困難であるが、第2実施形態では、こうした箇所を含め、閉塞部32の内壁面32bのどの箇所にも手が届く。そのため、通風路15の長さ方向に長い吸音部51であっても、これを内壁面32bに対し手作業で容易に貼着することが可能である。このように筒状体16を複数(2つ)の構成部材25,31に分割したことの利点を活かし、第2実施形態では、上記のように閉塞部32の内壁面32bに対し、吸音部51を、通風路15の長さ方向の中央部分を含む略全領域に貼着している。
上記以外の構成は第1実施形態と同様である。そのため、第1実施形態と同様の部材、箇所等については同一の符号を付して説明を省略する。
上記のように構成された第2実施形態では、通風ダクト14の外部で発生した音(この場合、空調装置の作動に伴い発生した作動音)が通風ダクト14内に入ってきたり、空気が屈曲部17,18を流れる際に音が発生したりしても、それらの運動エネルギが吸音部51によって熱エネルギに変換されて(吸収されて)、騒音が小さくなる。
上記のように構成された第2実施形態では、通風ダクト14の外部で発生した音(この場合、空調装置の作動に伴い発生した作動音)が通風ダクト14内に入ってきたり、空気が屈曲部17,18を流れる際に音が発生したりしても、それらの運動エネルギが吸音部51によって熱エネルギに変換されて(吸収されて)、騒音が小さくなる。
従って、第2実施形態によれば、上述した(1)〜(5)に加え、次の効果が得られる。
(6)吸音材料からなる吸音部51を、閉塞部32の内壁面32bについて、通風路15の長さ方向の略全領域にわたって設けている。この吸音部51によって騒音を吸収して低減することができ、上述した凹凸部42による通風騒音の低減効果と相俟って、騒音のより一層の低減を図ることができる。
(6)吸音材料からなる吸音部51を、閉塞部32の内壁面32bについて、通風路15の長さ方向の略全領域にわたって設けている。この吸音部51によって騒音を吸収して低減することができ、上述した凹凸部42による通風騒音の低減効果と相俟って、騒音のより一層の低減を図ることができる。
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・凹凸部42を第1実施形態とは異なる形態に変更してもよい。例えば、窪み43を、図8(a)に示すように複数の溝53に変更してもよい。各溝53の断面形状は、同図に示すように半球状であってもよいし、それ以外の形状、例えば図示しないが矩形等の多角形状であってもよい。また、半球状以外の形状の窪み、例えば、図8(b)に示すように、四角穴状の窪み54に変更してもよい。このように変更しても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
・凹凸部42を第1実施形態とは異なる形態に変更してもよい。例えば、窪み43を、図8(a)に示すように複数の溝53に変更してもよい。各溝53の断面形状は、同図に示すように半球状であってもよいし、それ以外の形状、例えば図示しないが矩形等の多角形状であってもよい。また、半球状以外の形状の窪み、例えば、図8(b)に示すように、四角穴状の窪み54に変更してもよい。このように変更しても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
これらの場合には、第1実施形態と同様に、溝53及び窪み54の各幅Wは、1.0〜5.0mmとなるように設定されることが好ましい。また、各深さDは、0.05〜1.0mmとなるように設定されることが好ましい。
・第1実施形態において、上述した熱かしめとは異なる手段で、筒状体16をインストルメントパネル11に取り付けてもよい。例えば、図9に示すように、第1構成部材25の鍔部27に対し第2構成部材31の鍔部33を振動溶着法、超音波溶着法等の溶着法によって接合してもよい。同様に、上記鍔部33をインストルメントパネル11の裏面11aに対し、上記溶着法によって接合してもよい。振動溶着法は、2つの樹脂部品(この場合、鍔部27及び鍔部33、又は鍔部33及びインストルメントパネル11)の接合予定面に対し、圧力と往復運動による振動とを加え、その摩擦熱によって両樹脂部品を溶融・接合する方法である。また、超音波溶着法は、2つの樹脂部品の接合予定面に対し、圧力と超音波による振動を加え、発生する摩擦熱によって両樹脂部品を溶融・接合する方法である。
さらに、上記溶着法に代え、接着剤を用いた接着によって筒状体16をインストルメントパネル11に取り付けてもよい。
・通風騒音の発生を抑制するうえで凹凸部42は、図5における少なくとも領域Z1に形成されることが重要である。この領域Z1に加え、凹凸部42は領域Z2,Z3の少なくとも一方に形成されてもよい。凹凸部42が領域Z1を核として広い領域にわたって形成されるに従い通風騒音抑制効果の確実性が増す。ただし、過剰に広い領域にわたって凹凸部42が形成されると、本来不要な箇所にも凹凸部42が存在することになる、従って、通風騒音の発生状況に応じて、領域Z1を核として必要な領域にのみ凹凸部42を形成することが望ましい。
・通風騒音の発生を抑制するうえで凹凸部42は、図5における少なくとも領域Z1に形成されることが重要である。この領域Z1に加え、凹凸部42は領域Z2,Z3の少なくとも一方に形成されてもよい。凹凸部42が領域Z1を核として広い領域にわたって形成されるに従い通風騒音抑制効果の確実性が増す。ただし、過剰に広い領域にわたって凹凸部42が形成されると、本来不要な箇所にも凹凸部42が存在することになる、従って、通風騒音の発生状況に応じて、領域Z1を核として必要な領域にのみ凹凸部42を形成することが望ましい。
・図10に示すように、第1実施形態における第2構成部材31を省略し、第1構成部材25をインストルメントパネル11に直接取り付けてもよい。この場合、第1構成部材25の上端の開口25aがインストルメントパネル11によって塞がれることとなり、インストルメントパネル11の一部が第1構成部材25とともに通風ダクト14を構成することとなる。また、この場合には、鍔部27の上面と、インストルメントパネル11の裏面11aにおいて鍔部27と接触する箇所とが分割面に相当する。なお、図10では、第1実施形態と同様の部材、箇所等については、同一の符号が付されている。
・第2実施形態における吸音部51を、筒状体16の内壁面であって、第2構成部材31の閉塞部32の内壁面32bとは異なる箇所に設けてもよい。
・第2実施形態において、筒状体16を第1構成部材25及び第2構成部材31に分割したことによる上記利点を活かすという観点からは、吸音部51を、通風路15の長さ方向についてのできるだけ広い領域にわたって設けることが好ましい。しかし、吸音効果の観点からは、筒状体16の内壁面の一部にのみ設けられてもよい。
・第2実施形態において、筒状体16を第1構成部材25及び第2構成部材31に分割したことによる上記利点を活かすという観点からは、吸音部51を、通風路15の長さ方向についてのできるだけ広い領域にわたって設けることが好ましい。しかし、吸音効果の観点からは、筒状体16の内壁面の一部にのみ設けられてもよい。
・筒状体16は、3つ以上の構成部材に分割されて構成されたものであってもよい。
・筒状体16について分割面を上記各実施形態とは異なる箇所に設定してもよい。ただし、分割面は通風路15の長さ方向に沿って設定される必要がある。
・筒状体16について分割面を上記各実施形態とは異なる箇所に設定してもよい。ただし、分割面は通風路15の長さ方向に沿って設定される必要がある。
・本発明は、通風路の長さ方向についての少なくとも一部に屈曲部を有する通風ダクトであれば広く適用可能である。
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
(A)請求項6〜8のいずれか1つに記載の通風ダクトにおいて、前記各構成部材は射出成形法により形成されたものである。
ここで、通風ダクトは一般にブロー成形法により形成されるが、同法では通風ダクトにおける屈曲部が他の部分よりも薄く形成される。そのため、屈曲部を基準に通風ダクトの厚みが設計されることになり、屈曲部以外の箇所が厚くなる。
ここで、通風ダクトは一般にブロー成形法により形成されるが、同法では通風ダクトにおける屈曲部が他の部分よりも薄く形成される。そのため、屈曲部を基準に通風ダクトの厚みが設計されることになり、屈曲部以外の箇所が厚くなる。
これに対し、上記(A)に記載の発明によるように、溶融樹脂を金型内に加圧注入し、固化させて成形を行う射出成形法により通風ダクトの各構成部材を形成すれば、屈曲部もそれ以外の箇所と同様の厚みに形成することが可能である。従って、上記のようにブロー成形法による場合よりも通風ダクトを薄肉状に形成することができ、それに伴い軽量化を図ることも可能となる。
(B)請求項1〜8、及び上記(A)のいずれか1つに記載の通風ダクトにおいて、前記筒状体の内壁面には、吸音材料からなる吸音部が設けられている。
上記の構成によれば、通風ダクトの外部で発生した音が通風路内に入ってきたり、空気が通風路を流れる際に通風騒音が発生したりしても、それらの運動エネルギは吸音部によって熱エネルギに変換(吸収)される。そのため、上述した凹凸部による通風騒音の低減効果と相俟って、騒音のより一層の低減を図ることができる。
上記の構成によれば、通風ダクトの外部で発生した音が通風路内に入ってきたり、空気が通風路を流れる際に通風騒音が発生したりしても、それらの運動エネルギは吸音部によって熱エネルギに変換(吸収)される。そのため、上述した凹凸部による通風騒音の低減効果と相俟って、騒音のより一層の低減を図ることができる。
なお、請求項6に記載の発明によるように、筒状体が複数の構成部材に分割されている通風ダクトに対し、吸音部が手作業によって取り付けられる場合には、次の利点がある。すなわち、筒状体が単一の部材によって構成されている場合には、通風路の上流端や下流端から奥まった箇所には手が届かず、同箇所に吸音部を手作業で取り付けることが困難である。しかし、筒状体が複数の構成部材に分割されている場合には、各構成部材の内壁面が露出していることから、通風路の上流端や下流端から奥まった箇所を含め、同内壁面のどの箇所についても手が届く。そのため、通風路の長さ方向に長い吸音材であっても、これを構成部材の内壁面に対し手作業で容易に取り付けることが可能である。
11…インストルメントパネル(内装部品)、14…通風ダクト、15…通風路、16…筒状体、17,18…屈曲部、17E…屈曲終了箇所、17H,17L…箇所、17S…屈曲開始箇所、25…第1構成部材、28,34…分割面、31…第2構成部材、37…断熱空間、41…内壁面、42…凹凸部、43,54…窪み、53…溝、D…深さ、L…長さ、ΔL…所定長さ、t…板厚(厚み)、W…幅、Z1,Z2,Z3…領域。
Claims (8)
- 内部空間を通風路とした筒状体からなり、前記通風路の長さ方向についての少なくとも一部に屈曲部を有する通風ダクトにおいて、
前記筒状体の前記屈曲部における内側の内壁面に凹凸部が形成されていることを特徴とする通風ダクト。 - 前記凹凸部は、前記屈曲部における内側の内壁面であって、屈曲の開始される屈曲開始箇所と屈曲の終了する屈曲終了箇所との間の領域に少なくとも形成されている請求項1に記載の通風ダクト。
- 前記屈曲部における内側の内壁面について、前記屈曲開始箇所から前記屈曲終了箇所までの長さの20%を所定長さとした場合に、前記凹凸部は、さらに前記屈曲開始箇所と同箇所から前記所定長さだけ上流側へ離れた箇所との間の領域、及び、前記屈曲終了箇所と同箇所から前記所定長さだけ下流側へ離れた箇所との間の領域の少なくとも一方の領域であって、同領域の少なくとも一部にも形成されている請求項2に記載の通風ダクト。
- 前記凹凸部は、複数の窪み又は複数の溝からなる請求項1〜3のいずれか1つに記載の通風ダクト。
- 前記各窪み又は前記各溝は、1.0〜5.0mmの幅と、0.05〜1.0mmの深さとを有する請求項4に記載の通風ダクト。
- 前記筒状体は、前記通風路の長さ方向に沿って設定された分割面にて複数の構成部材に分割されており、
前記複数の構成部材が前記分割面において重ね合わされることにより、前記通風路を有する前記筒状体が形成されている請求項1〜5のいずれか1つに記載の通風ダクト。 - 前記各構成部材は0.1〜0.6mmの厚みを有する請求項6に記載の通風ダクト。
- 前記筒状体は車両の内装部品の裏側に配設され、所定の構成部材と前記内装部品との間に断熱空間を形成した状態で前記内装部品に取り付けられている請求項6又は7に記載の通風ダクト。
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JP2006265316A JP2008081025A (ja) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | 通風ダクト |
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JP2011156944A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Toyota Motor Corp | 車両用空調ダクト構造 |
JP2012254704A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Denso Corp | 空力騒音低減装置および型 |
JP2014191145A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 送風管、送風装置及び画像形成装置 |
-
2006
- 2006-09-28 JP JP2006265316A patent/JP2008081025A/ja not_active Withdrawn
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