JP2014231241A - ダクト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイド開口から吹き出す空調空気の風速をその長手方向で均一にする。
【解決手段】ダクトの内壁に、邪魔板の近傍で圧力が高まることでダクトの上流側へ逆行してサイド開口から流出しようとする空調空気を分流する板状の規制リブを備えた。規制リブによって邪魔板の近傍でサイド開口へ向かう空調空気の圧力が高まるのを規制でき、上流側から供給される空調空気の圧力との差が小さくなる。したがってサイド開口から吹き出す空調空気は、その長手方向で風速がほぼ均一となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車の室内に空調空気を供給するダクト装置に関する。

自動車の空調装置はコンプレッサー、エヴァポレーター、コンデンサーなどから構成され、冷却又は加温された空調空気が送風機によって車室内へ供給される。空調装置はエンジンルーム内に配置されているのが一般的であるので、送風機による空調空気の流れ方向は車両の前から後方へ向かう方向となるのが通常である。

ところで近年、車両乗員の快適性をさらに向上させるために、乗員の身体の側面から空調空気を吹き出すことが検討されている。ところが送風機による空調空気の流れ方向に対して直角方向に空調空気を供給する必要があり、段差やフィンなどで風向を変えなければならない。しかしそうすると、通風抵抗が増大するという問題がある。

送風機に近い側で風向を変化させれば、通風抵抗の増大を改善できる。また乗員の身体の側面から空調空気を吹き出す場合には、局部的に強く冷房されるのを防ぐために、一般的なレジスタに比べて風量を少なくすることが望まれる。しかしそうすると、通風スペースとダクトあるいは送風機が別に必要となるためコストアップとなるという問題があった。

例えば特開2007−153072号公報（特許文献１）には、運転席又は助手席の乗員の太腿あたりに空調空気を吹き出す細長形状のサイド開口をもつダクト装置が提案されている。また特開2009−166599号公報（特許文献２）には、リア席に空調空気を供給するダクトを一体に形成したコンソールボックスが提案されている。したがって特許文献２に記載のダクトの側面にサイド開口を形成すれば、上記問題点を解決することができる。

特開2007−153072号公報 特開2009−166599号公報

ところが特許文献１に記載のダクト装置においては、その表１からも明らかなように、サイド開口の長手方向の位置によって吹き出す空調空気の風速が異なるという問題があった。すなわちサイド開口の下流側で風速が大きく、上流側で風速が小さいという現象があった。特に乗員が僅かに感じるレベルの風速１〜２ｍ／秒においては、僅かな風速の違いでも知覚されるため違和感がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、サイド開口から吹き出す空調空気の風速をその長手方向で極力均一にすることを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明のダクト装置の特徴は、一端部が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有するダクト装置であって、ダクトの他端部には空調空気の少なくとも一部が衝突する邪魔板を備え、ダクトの側壁にはダクトの一端部から供給される空調空気の流れ方向に沿って延設されダクトの内外を連通する細長形状のサイド開口を備え、ダクトの内壁には、邪魔板の近傍で圧力が高まることでダクトの上流側へ逆行してサイド開口から流出しようとする空調空気を分流する板状の規制リブを備えたことにある。

特許文献１に記載のダクト装置では、ダクトの下流側端部に遮蔽壁が存在している。そのため空調空気の圧力は遮蔽壁近傍で最も高くなり、その上流側に存在するサイド開口から吹き出す空調空気の風速は、遮蔽壁側が最も大きく反対の上流側が小さいという現象があった。

本発明のダクト装置においても、一端部からダクトに流入した空調空気の少なくとも一部は下流側の邪魔板に衝突する。したがって邪魔板近傍の空調空気の圧力が高まるため、空調空気は上流側へ逆行してサイド開口から流出しようとする。しかし本発明のダクト装置によれば、この空調空気の流れが板状の規制リブによって分流されるため、規制リブによって邪魔板の近傍でサイド開口へ向かう空調空気の圧力が高まるのを規制でき、上流側から供給される空調空気の圧力との差が小さくなると考えられる。したがってサイド開口から吹き出す空調空気は、その長手方向で風速がほぼ均一となる。

本発明の一実施例に係るダクト装置をもつコンソールボックスの断面図である。 本発明の一実施例に係るダクト装置をもつコンソールボックスの部品構成を示す分解断面図である。 本発明の一実施例に係るダクト装置をもつコンソールボックスの概略断面図である。 本発明の一実施例に係るダクト装置の断面図である。 本発明の第２の実施例に係るダクト装置の断面図である。 比較例に係るダクト装置の断面図である。 実施例及び比較例のダクト装置における風速分布を示す棒グラフである。

本発明のダクト装置は、筒状のダクトを有している。このダクトの断面形状は、四角形以上の多角形、円形、楕円形など種々の形状とすることができる。ダクトの一端部は空調装置に連結され、送風機によって空調空気がダクト内部に供給される。ダクトの他端部には、空調空気の少なくとも一部が衝突する邪魔板を備えている。この邪魔板は、他端部を閉塞する遮蔽壁であってもよいし、例えばレジスタのフィンなどであってもよい。邪魔板が遮蔽壁の場合に、本発明による効果が最も顕著となる。

ダクトの側壁には、ダクトの内外を連通する細長形状のサイド開口が形成されている。このサイド開口は、ダクトの一端部から供給される空調空気の流れ方向に沿って延設されている。サイド開口の長さ及び形状は特に制限されないが、下流側端部の位置が邪魔板の近傍であるときに本発明の効果が大きく発現される。サイド開口内に長手方向に直角な縦リブを複数個形成すれば、カードなどがサイド開口からダクト内部へ落下するのを防止することができる。

ダクトの内壁には、邪魔板の近傍で圧力が高まることでダクトの上流側へ逆行してサイド開口から流出しようとする空調空気を分流する板状の規制リブを備えている。この規制リブは、空調空気の流れ方向に沿って延設されている。規制リブは、サイド開口の下流側端部と邪魔板との間に形成することもできるが、サイド開口の一辺に沿って形成されていることが望ましい。この場合、規制リブの長さは、サイド開口の一辺と同じ長さに形成するのが好ましいが、サイド開口の邪魔板側の下流側端部を超えて長く形成してもよい。またサイド開口の一辺の一部に形成する場合には、少なくとも邪魔板側の端部に形成することが望ましい。

規制リブは、ダクトの内壁のうち規制リブの板部に対向する一対の内壁を内壁Ａ及び内壁Ｂとしたとき、内壁Ａと規制リブとの間隔は内壁Ｂと規制リブとの間隔より狭く、サイド開口は規制リブより内壁Ａ側に形成されていることが望ましい。このように構成することで、内壁Ｂと規制リブとの間に形成される空間が空調空気の主流路となり、内壁Ａと規制リブとの間に形成される空間が空調空気の副流路となる。

したがって空調空気の圧力は、主流路＞副流路となり、邪魔板によって圧力が高まった空調空気も主流路に多く作用する。これにより副流路における空調空気の圧力が弱まり、副流路に形成されているサイド開口から吹き出す空調空気の風速を小さくできると共に、風速をサイド開口の全体でほぼ均一とすることができる。またこの場合、規制リブがサイド開口の一辺に沿って形成されていれば、サイド開口から吹き出す風に主流路の空調空気が及ぼす影響を最小限とすることができ、設計が容易となる。

規制リブがダクトの内壁から突出する高さは、規制リブの長手方向に均一とすることができる。しかし規制リブは、内壁から突出する高さが邪魔板側で高く邪魔板から遠ざかるに連れて低く形成することが好ましい。このようにすることで、圧力が高い邪魔板側の空調空気が副流路側に逆流するのを効果的に規制することができ、サイド開口から吹き出す風速をその長手方向でより均一とすることができる。

規制リブと邪魔板とが離れ過ぎていると、規制リブを設けた効果が発現されない。したがって規制リブと邪魔板との間隔は、送風機の風量によっても異なるが、100mm以下とすることが望ましい。

また規制リブの突出端部が対向する内壁に当接していても、上記と同様の問題が生じる。そこで規制リブをもつ内壁を内壁Ｃとし規制リブの突出端部と対向する内壁を内壁Ｄとしたとき、規制リブの内壁Ｃから突出する高さは、内壁Ｃと内壁Ｄの間隔の半分以下とすることが望ましい。

本発明のダクト装置は、単独で用いて車室内などの所望の部位に配置することができる。また特許文献２に記載されたようなコンソールボックスと本発明のダクト装置を一体に形成することも好ましい。この場合、箱状のボックス本体と、車両の前後方向及び車幅方向をそれぞれ前後方向及び左右方向としたときに、ボックス本体の左右両壁の外側にそれぞれ配設されボックス本体に固定された左右一対のサイドパネルと、からなるコンソールボックスとすることが好ましい。そしてサイドパネルにサイド開口を一体に形成し、サイドパネル及びボックス本体の少なくとも一方に規制リブを一体に形成すれば、サイドパネルとボックス本体とで区画された空間が本発明のダクト装置を構成する。

上記コンソールボックスは、ボックス本体と左右一対のサイドパネルとからなる。左右一対のサイドパネルは、それぞれコンソールボックスの左右側面を形成し、上端から車体フロアまでの高さを有する構造とすることができる。ボックス本体とサイドパネルとは、螺子などで固定されていてもよいし、溶着などで接合されていてもよい。

ボックス本体は底板と４つの側板とをもつ箱状に形成され、左右の側壁にそれぞれサイドパネルが固定される。サイドパネルとボックス本体の側壁との間にダクトが形成される。ボックス本体の側壁又はサイドパネルの裏面に横リブを複数個形成することで、複数のダクトを形成することができる。したがって、複数のダクトのうち少なくとも一つにサイド開口と規制リブを形成し、下流側端部に邪魔板を形成することで、本発明のダクトを形成することができる。この場合、サイド開口はサイドパネルに形成される。また規制リブはボックス本体の側壁から突出していてもよいし、サイドパネルの裏面から突出していてもよい。またボックス本体の側壁及びサイドパネルの裏面の両方から突出していてもよい。

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。

図１に本発明の一実施例に係るダクト装置を有するコンソールボックスを車幅方向に延びる平面で切った断面図を、図２にその部品構成の断面図を、図３に車両前後方向に延びる平面で切った断面図をそれぞれ示す。

このコンソールボックスは、収納空間Ｓをもつボックス本体１と、ボックス本体１の左右側板にそれぞれ溶着された右サイドパネル２及び左サイドパネル３と、から主として構成されている。収納空間Ｓの上部開口には、リッド４が開口を開閉可能に設けられている。さらにボックス本体１の後部には、図３に示すように、車幅方向に左右一対のリアレジスタ５が配設されている。

樹脂製のボックス本体１は、収納空間Ｓをもつ略箱状に形成され、その底板10は車幅方向左右外側へ延長されている。底板10の下面には下方へ向かって突出した後に車幅方向で外側へ向かって延びる取付脚部11が形成されている。またボックス本体１の収納空間Ｓの上部開口位置には、左右両側に車幅方向で外側へ向かって突出するフランジ部12が形成されている。さらに車幅方向の左右両側の側板13には、フランジ部12と底板10との間に、外側へ向かって突出するとともに前後方向に延びる横リブ14が形成されている。

右サイドパネル２及び左サイドパネル３は、共にボックス本体１と同一の樹脂から形成され、ボックス本体１の側板13の全体とコンソールの側面を覆う大きさの板状に形成されている。右サイドパネル２及び左サイドパネル３は、コンソールボックス及びコンソールの側面を構成する板部20,30を有し、板部20,30の表面が意匠表面を構成している。板部20,30の上端には、裏面側に突出し前後方向に延びる第１リブ21,31が形成されている。第１リブ21,31の下方には、裏面側へ突出し第１リブ21,31と平行な第２リブ22,32が形成されている。さらに板部20,30の下部には、裏面側へ突出し第１リブ21,31と平行な第３リブ23,33が形成されている。

ボックス本体１には、右サイドパネル２及び左サイドパネル３がそれぞれ溶着されている。すなわち第１リブ21,31がフランジ部12と溶着され、第２リブ22,32の先端がボックス本体１の側板13の外側表面に溶着されている。またボックス本体１の底板10の先端が左右両側の側板13と溶着され、横板14の先端が左右両側の側板13と溶着されている。これにより、底板10、側板13、横板14、板部20,30で囲まれた左右一対の空間Ｄ₁が形成されている。また横板14、側板13、第２リブ22,32、板部20,30で囲まれた左右一対の空間Ｄ₂が形成されている。

左右一対の空間Ｄ₁は、図３に示すようにリアレジスタ５に連通し、図示されない送風機からの空調空気の流路100に連通している。また左右一対の空間Ｄ₂は、側板13から車幅方向左右両側に突出して板部20,30と溶着された邪魔板15によって後端部が閉鎖されている。一対の空間Ｄ₂の前端部では、横リブ14とボックス本体１の前壁16との間に間隙が形成され、左右一対の空間Ｄ₂も図示されない送風機からの空調空気の流路100に連通している。

板部20,30には、上部に底板10と略平行に延びるスリット状のサイド開口24,34（10mm×300mm）がそれぞれ形成されている。したがって空間Ｄ₂は、サイド開口24,34を介して車室内と連通している。第２リブ22,32の下面がサイド開口24,34の上辺となっている。サイド開口24,34内には、複数の縦リブ26,36が長手方向に等間隔を隔てて列設されている。この縦リブ26,36によってサイド開口24,34から吹き出す風を整流することができ、かつサイド開口24,34から内部への物落ちが防止されている。

またサイド開口24,34の下部には、図４に示すように、サイド開口24,34と平行に延びて空間Ｄ₂に突出する長方形板状の規制リブ25,35が形成されている。規制リブ25,35の長さはサイド開口24,34の長さと同一であり、その上面がサイド開口24,34の下辺となっている。規制リブ25,35と第２リブ22,32（内壁Ａ）との距離（約10mm）は、規制リブ25,35と横リブ14（内壁Ｂ）との距離（約20mm）に対して充分短くされ、空間Ｄ₂が規制リブ25,35によって区画された下部空間Ｄ₃の断面積は上部空間Ｄ₄の断面積より十分大きくされている。また規制リブ25,35の高さ（10mm）は、板部20,30（内壁Ｃ）と側板13（内壁Ｄ）との距離（約25mm）に対して半分以下とされている。すなわち空間Ｄ₂が本発明のダクト装置を構成している。なお、サイド開口24,34の後端部及び規制リブ25,35の後端部と邪魔板15との距離は60mmとされている。

こうして形成された本実施例のコンソールボックスは、取付脚部11と第３リブ23,33が重ねられた状態で図示しないボルトによって車体フロアに固定される。そして空調装置からの冷風あるいは温風は、流路100から空間Ｄ₁と空間Ｄ₂に流入する。空間Ｄ₁を通過した空調空気は、レジスタ５から後部座席へ向かって吹き出す。

一方、空間Ｄ₂に流入する空調空気の量は、断面積の大きな空間Ｄ₁に流入する量より少ないため、サイド開口24,34から吹き出す空気量はレジスタ５から吹き出す空気量より少なくなる。そして空間Ｄ₂に流入した空調空気は、断面積の大きな下部空間Ｄ₃を主として流れ、断面積の小さな上部空間Ｄ₄を副として流れるので、サイド開口24,34から吹き出す空気量はさらに少なくなる。

空間Ｄ₂は邪魔板15によって後端部が閉塞されているために、邪魔板15近傍における空調空気の圧力が高まる。そのため、空調空気の圧力は後側の方が前側より高くなり、前側から流入する空調空気を押し戻す力が作用する。しかし規制リブ25,35の存在によって、押し戻される空気量は下部空間Ｄ₃の方が多くなり、上部空間Ｄ₄に押し戻される空気量は少ない。そのため上部空間Ｄ₄においては、前後方向の圧力差が小さくなり、サイド開口24,34から吹き出す風速をサイド開口24,34の全長でほぼ均一とすることができる。したがって、運転席及び助手席に着座している乗員が違和感を覚えるのを防止することができる。

本実施例は、規制リブ25,35の形状を変更したこと以外は実施例１と同様である。すなわち図５に示すように、規制リブ25,35の高さを後端部は実施例１の倍の高さの20mmとし、前端部は５mmとし、後端部から前端部に向かって徐々に高さが低くなるようにした。

本実施例のダクト装置をもつコンソールボックスによれば、邪魔板15によって押し戻された空気のうち下側空間Ｄ₃から上側空間Ｄ₄に移動する空気量は、圧力が高い後側で少なくなるため、上部空間Ｄ４においては前後方向の圧力差がさらに小さくなる。したがってサイド開口24,34から吹き出す風速を、サイド開口24,34の全長で実施例１よりさらに均一とすることができる。

（試験例）
本発明の効果を数値化するために、サイド開口24,34から吹き出す空調空気の風速分布を数値流体力学(CFD)を用いてシミュレーション解析した。比較のために、図６に示す規制リブ25,35を形成しなかったこと以外は実施例１と同様のダクト装置をもつコンソールボックスを比較例とした。図４〜図６に示すように、サイド開口24,34の長手方向におけるL１〜L５の等間隔点５個所における風速を計算した。なお流路100に供給される送風機からの風量は15m³/hとした。結果を表１及び図７に示す。なお表１には、風速の最大値と最小値との差を風速差として併せて示している。

表１及び図７から、比較例のダクト装置では位置（L₁）と位置（L₅）の風速差が2.4m/sと大きいのに対し、実施例１，２のダクト装置によれば位置（L₁）と位置（L₅）の風速差が1.5m/s及び0.6m/sと小さく、サイド開口の長手方向における風速分布を均一にできることがわかる。これは規制リブ25,35を形成したことによる効果であることが明らかである。また実施例１より実施例２の方が風速分布をさらに均一にでき、規制リブ25,35の高さを邪魔板15側で高く反対側で低くするのが好ましいこともわかる。

そして本実施例のコンソールボックスにおいては、ボックス本体１と右サイドパネル２及び左サイドパネル３とは、それぞれスライドコアを用いることなく容易に成形することができ、ボックス本体１と右サイドパネル２及び左サイドパネル３の溶着と同時に本発明のダクト装置が形成される。したがって本発明のダクト装置を安価に製造することができる。

本発明のダクト装置は、コンソールボックスに設けられるものに限らず、車室内の各種部位に設けることができる。また自動車に限らず、航空機、船舶、列車などに設けることができることは言うまでもない。

１：ボックス本体 ２：右サイドパネル ３：左サイドパネル
４：リッド ５：リアレジスタ 10：底板
11：取付脚部 12：フランジ部 13：側壁（内壁Ｄ）
14：横リブ（内壁Ｂ） 15：邪魔板 16：後壁
20,30：板部（内壁Ｃ） 21,31：第１リブ 22,32：第２リブ（内壁Ａ）
23,33：第３リブ 24,34：サイド開口 25,35：規制リブ
26,36：縦リブ

Claims (6)

1. 一端部が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有するダクト装置であって、
   該ダクトの他端部には空調空気の少なくとも一部が衝突する邪魔板を備え、
   該ダクトの側壁には該ダクトの一端部から供給される該空調空気の流れ方向に沿って延設され該ダクトの内外を連通する細長形状のサイド開口を備え、
   該ダクトの内壁には、該邪魔板の近傍で圧力が高まることで該ダクトの上流側へ逆行して該サイド開口から流出しようとする該空調空気を分流する板状の規制リブを備えたことを特徴とするダクト装置。
2. 前記規制リブは前記空調空気の流れ方向に沿って延設され、前記ダクトの内壁のうち前記規制リブの板部に対向する一対の内壁を内壁Ａ及び内壁Ｂとしたとき、該内壁Ａと前記規制リブとの間隔は該内壁Ｂと前記規制リブとの間隔より狭く、前記サイド開口は前記規制リブより該内壁Ａ側に形成されている請求項１に記載のダクト装置。
3. 前記規制リブは前記サイド開口の一辺に沿って形成されている請求項１又は請求項２に記載のダクト装置。
4. 前記規制リブは、前記内壁から突出する高さが前記邪魔板側で高く前記邪魔板から遠ざかるに連れて低く形成されている請求項３に記載のダクト装置。
5. 前記規制リブをもつ前記内壁を内壁Ｃとし前記規制リブの突出端部と対向する前記内壁を内壁Ｄとしたとき、前記規制リブの該内壁Ｃから突出する高さは、該内壁Ｃと該内壁Ｄの間隔の半分以下である請求項１〜４のいずれかに記載のダクト装置。
6. 箱状のボックス本体と、車両の前後方向及び車幅方向をそれぞれ前後方向及び左右方向としたときに、該ボックス本体の左右両壁の外側にそれぞれ配設され該ボックス本体に固定された左右一対のサイドパネルと、からなるコンソールボックスの、該サイドパネルに前記サイド開口と該規制リブが一体に形成され、該サイドパネルと該ボックス本体とで区画された空間が前記ダクトを構成している請求項１〜５のいずれかに記載のダクト装置。

Images