JP2020050288A - 車室換気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】換気性能を維持しつつ、遮音性を向上する車室換気構造を提供する。【解決手段】換気流路１１と換気バルブ１２とを備える車室換気構造１０において、換気バルブ１２は開くときの圧力が異なる少なくとも二種類のワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂで構成され、閉圧力Ｐ１が掛かった場合にワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂの全てが開いた状態になり、換気圧力Ｐ２が掛かった場合にワンウェイバルブ１２Ｂのみが開いた状態になる。【選択図】図２

Description

本発明は、車室換気構造に関し、より詳細には、車室内の換気やドアを閉じたときの内圧を逃がす車室換気構造に関する。

車室換気構造として、車室内から車室外に向かう一方向にのみ空気が流れるように開く複数の換気バルブに、柔軟なゴムシート状弁体を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２４５９２２号公報

ところで、特許文献１に記載の車室換気構造を車室のドアに組み込む場合に、車室外の開口部はエンジンやタイヤに近いドア下部に設置されることもある。それ故、エンジン騒音やタイヤ騒音などの車外騒音が車室換気構造を通じて車室内に侵入し車内音を悪化させるという問題がある。

しかしながら、前述したとおり、換気バルブは換気性能を妨げないように柔軟なゴムシート状弁体で構成されている。このように、換気バルブの遮音性が低いことが上記の問題の要因となっている。

本開示の目的は、換気性能を維持しつつ、遮音性を向上する車室換気構造を提供することである。

上記の目的を達成する本発明の一態様の車室換気構造は、一端が車室に開口するとともに他端が前記車室の外側に開口する換気流路と、この換気流路の中途位置に設置されて前記車室の内側から前記車室の外側に向かう一方向にのみ空気が流れるように開く換気バルブとを備える車室換気構造において、前記換気バルブは開くときの圧力が異なる少なくとも二種類のワンウェイバルブで構成され、前記車室に設置されたドアが閉じたときに生じる閉圧力が掛かった場合に前記ワンウェイバルブの全てが開いた状態になり、前記閉圧力よりも低い換気圧力が掛かった場合に前記ワンウェイバルブのうちの一部が開いた状態になることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、換気性能を維持しつつ、遮音性を向上することができる。

車室換気構造の実施形態を例示する構成図である。 図１の換気バルブを例示する構成図である。 図２の矢印ＩＩＩで示す断面図である。 図２の矢印ＩＶで示す断面図である。

以下に、車室換気構造１０の実施形態について、図面を参照して説明する。図中では、Ｚ方向が鉛直方向を示し、Ｘ方向が車室１の前後方向を示し、Ｙ方向が車室の左右方向を示すものとする。また、白抜矢印は空気の流れを示すものとする。

図１に例示するように、車室換気構造１０は、車室１の内側から車室１の外側に向かって空気を排出して、車室１の内部を換気する構造である。この実施形態の車室換気構造１０は、車室１に設置されたドア２に設けられる換気流路１１と換気バルブ１２とを備える。

換気流路１１は、一端が車室１の内側に開口するとともに他端が車室１の外側に開口する流路であり、一端に形成された車室内換気口１３、及び、他端に形成された車室外換気口１４を有する。車室内換気口１３は、換気流路１１の一端に形成されてドア２が閉められた状態で車室１の内部に向けて開口する開口部であり、ドア２のインナパネル３に配置される。車室外換気口１４は、換気流路１１の他端に形成されてドア２が閉められた状態で車室１の外側に向けて開口する開口部であり、ドア２のアウタパネル４に配置される。

本開示で、インナパネル３はドア２を閉めた状態で車室１の内側に存在する部位を示し、ドアトリムなどを含むものとする。一方、アウタパネル４はドア２を閉めた状態で車室１の外側に存在する部位を示す。インナパネル３とアウタパネル４との境界にはゴムシール５が設けられる。

換気バルブ１２は、換気流路１１の中途位置に配置される。換気バルブ１２は、換気流路１１の中途位置であれば流路上のどこに配置されてもよく、この実施形態のように車室外換気口１４の近傍に配置される場合もある。

図２〜図４に例示するように、換気バルブ１２は、車室１の内側から車室１の外側に向かう一方向にのみ空気が流れるように開き、車室１の外側から車室１の内側に向かう排気ガスや雨水の侵入を防止するように閉じる二種類のワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂで構成される。実施形態の換気バルブ１２は、四つのワンウェイバルブ１２Ａと一つのワンウェイバルブ１２Ｂとで構成される。このワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂの数は後述する開口面積に応じて任意に設定可能であり、実施形態の数に限定されない。

ワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、正圧（Ｐ１、Ｐ２）に応じて開き、弁体（１５、１６）の自重及び逆圧で閉じるフラップ弁である。なお、本開示で、換気流路１１における車室１の内側から車室１の外側に向かって流れる空気の圧力を正圧とし、その逆方向の換気流路１１における車室１の内側から車室１の外側に向かう方向の圧力を逆圧とする。

ワンウェイバルブ１２Ａは、閉用弁体１５と枠体１７に形成された閉用通気穴１８を有し、ワンウェイバルブ１２Ｂは、換気用弁体１６と枠体１７に形成された換気用通気穴１９を有する。閉用弁体１５、及び、換気用弁体１６のそれぞれはシート状に形成されたゴムで構成され、それぞれの開閉対象となる閉用通気穴１８、及び、換気用通気穴１９の周縁部のうちの上端に位置する枠体１７の部位に一端が接合されて垂れ下がった状態でそれぞれを塞ぐシートである。枠体１７は、換気流路１１を塞ぐ構造を成す。閉用通気穴１８、及び、換気用通気穴１９は、枠体１７に形成された貫通穴である。

二種類のワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂは、開くときの圧力（Ｐ１、Ｐ２）が互いに異なるバルブである。

本開示で、閉圧力Ｐ１は、換気圧力Ｐ２よりも大きい圧力であり、ドア２を閉じたときに車室内換気口１３から車室外換気口１４に向かって流れる空気の流れにより生じる圧力である。換気圧力Ｐ２は、ドア２を閉めた状態で図示しない空調ユニットから車室１の内部に向けて空気が吹き出したときに車室内換気口１３から車室外換気口１４に向かって流れる空気の流れにより生じる圧力である。また、換気バルブ１２における閉用通気穴１８及び換気用通気穴１９のそれぞれの開口面積Ｓ１、Ｓ２は、開閉圧力Ｐ１及び換気圧力Ｐ２に応じて設定される。

まず、実験や試験によりドア２を閉じたときに車室１の内側に生じる内圧Ｐ３を測定する。次いで、その内圧Ｐ３を車室１の外側に逃がすために必要な総開口面積Ｓ３と閉圧力Ｐ１とを設定する。次いで、ドア２を閉じた状態で車両を走行させたり、車室１の温度調節をしたりして空調ユニットから車室１の内部に向けて空気が吹き出したときに生じる内圧Ｐ４を測定する。なお、内圧Ｐ４は前述した内圧Ｐ３よりも小さいものとする。次いで、その内圧Ｐ４を車室１の外側に逃がすために必要な換気用通気穴１９の開口面積Ｓ２と換気圧力Ｐ２とを設定する。次いで、総開口面積Ｓ３から換気用通気穴１９の開口面積Ｓ２を減算した値として閉用通気穴１８の開口面積Ｓ１を設定する。これにより、設定された値の大小関係は、閉圧力Ｐ１が換気圧力Ｐ２よりも大きく、換気用通気穴１９の開口面積Ｓ２が総開口面積Ｓ３（開口面積Ｓ１＋開口面積Ｓ２）よりも小さくなる。なお、設定においては、閉用通気穴１８の開口面積Ｓ１よりも換気用通気穴１９の開口面積Ｓ２が大きくなることもある。

閉用弁体１５の単位面積あたりの質量Ｍ１は、換気用弁体１６の単位面積あたりの質量Ｍ２よりも重い。また、閉用弁体１５を構成するゴムシートと、換気用弁体１６を構成するゴムシートとのそれぞれの材質が同一の場合に、閉用弁体１５の厚さＤ１は換気用弁体１６の厚さＤ２よりも厚い。なお、閉用弁体１５が閉圧力Ｐ１により開く一方で、換気圧力Ｐ２により開かずに閉じた状態になり、換気用弁体１６が換気圧力Ｐ２以上の圧力により開く構造であればよく、例えば、閉用弁体１５を、換気用弁体１６に比して硬い材質にしてもよいし、閉用弁体１５の一部を、換気用弁体１６の材質と同一にしてもよい。

以上のように構成することで、車室換気構造１０は、ワンウェイバルブ１２Ａが、閉用弁体１５の自重及び逆圧で閉じ、ドア２を閉じたときに生じる閉圧力Ｐ１が閉用弁体１５に掛かった場合に開き、ドア２を閉めた状態で車室１の内側から車室１の外側に向かって空気が流れるときに生じる換気圧力Ｐ２が閉用弁体１５に掛かった場合に開かずに閉じた状態が維持される。また、ワンウェイバルブ１２Ｂが、換気用弁体１６の自重及び逆圧で閉じ、換気圧力Ｐ２以上の圧力が換気用弁体１６に掛かった場合に開く。

つまり、車室換気構造１０は、遮音性の高い閉用弁体１５を有するワンウェイバルブ１２Ａが、ドア２を閉じた場合に開き、それ以外の場合に閉じることになる。また、車室換気構造１０は、ワンウェイバルブ１２Ａがそれ以外の場合に閉じる代わりに、換気性の高い換気用弁体１６を有するワンウェイバルブ１２Ｂがそれ以外の場合に開くことになる。

このように、車室換気構造１０は、閉圧力Ｐ１が掛かった場合にワンウェイバルブ１２Ａ及びワンウェイバルブ１２Ｂの全てが開いた状態になり、換気圧力Ｐ２が掛かった場合にワンウェイバルブ１２Ｂのみが開いた状態になる。つまり、車室換気構造１０は、ドア２を閉じるときの圧力逃しをワンウェイバルブ１２Ａ及びワンウェイバルブ１２Ｂの両方で行い、車両の走行中や車室１の温度調節中の車室１の換気をワンウェイバルブ１２Ｂのみで行う構造である。

このように、車室換気構造１０は、開くときの圧力（Ｐ１、Ｐ２）が互いに異なる二種類のワンウェイバルブ１２Ａ、１２Ｂを設けることで、車室１に生じる異なる内圧Ｐ３、Ｐ４のそれぞれに応じて換気バルブ１２における開口面積を異ならせることができる。これにより、車室換気構造１０によれば、ドア２を閉じるとき及び車両の走行中の換気性能を維持しつつ、車両の走行中や車室１の温度調節中にワンウェイバルブ１２Ａが閉じた状態になることで、車室１の外側から換気バルブ１２を介して車室１の内側に侵入する音を低減することができる。これに伴って、車室１からの換気性能を維持しつつ、車室１への遮音性を向上することができる。

また、換気圧力Ｐ２では閉じた状態になるワンウェイバルブ１２Ａはその閉用弁体１５の単位面積あたりの質量が、ワンウェイバルブ１２Ｂの換気用弁体１６の単位面積あたりの質量よりも重くなる。つまり、換気用弁体１６の遮音性に比して、閉用弁体１５の遮音性が高くなり、車両の走行中や車室１の温度調節中の遮音性を向上するには有利になる。

車室換気構造１０は、ドア２以外に設けられてもよい。例えば、車室１の後方で、運転席から離れた位置に設けることで、騒音による煩わしさを低減するには有利になる。また、車室換気構造１０は、一つのドア２に限定されずに、車室１に設置された全てのドア２に設けられてもよい。なお、車室換気構造１０を、一つの車室１に対して複数設ける場合に、一方の車室換気構造１０における換気バルブ１２をワンウェイバルブ１２Ａのみで構成し、他方の車室換気構造１０における換気バルブ１２をワンウェイバルブ１２Ｂのみで構成してもよい。この場合に、ワンウェイバルブ１２Ａのみで構成する換気バルブ１２における総開口面積と、ワンウェイバルブ１２Ｂのみで構成する換気バルブ１２における総開口面積とは異なる。

既述した実施形態の車室換気構造１０は、車室外換気口１４がドア２の下部に配置され、換気流路１１がドア２の図示しないタイヤのホイールアーチに沿って延在する構成である。但し、車室換気構造１０はこの構成に限定されない。例えば、車室換気構造１０は、ドア２にホイールアーチが形成されない場合にも適用可能であり、また、車室外換気口１４の配置位置もドア２の下部以外でもよい。

既述した実施形態の閉用弁体１５、及び、換気用弁体１６のそれぞれはゴム以外の材質で構成されてもよく、例えば、樹脂やステンレス鋼などの金属で構成されてもよい。また、シート状に形成されたゴムを不織布で覆ったもので構成されてもよい。

１ 車室
１０ 車室換気構造
１１ 換気流路
１２ 換気バルブ
１２Ａ、１２Ｂ ワンウェイバルブ
Ｐ１ 閉圧力
Ｐ２ 換気圧力

Claims (3)

1. 一端が車室に開口するとともに他端が前記車室の外側に開口する換気流路と、この換気流路の中途位置に設置されて前記車室の内側から前記車室の外側に向かう一方向にのみ空気が流れるように開く換気バルブとを備える車室換気構造において、前記換気バルブは開くときの圧力が異なる少なくとも二種類のワンウェイバルブで構成され、前記車室に設置されたドアが閉じたときに生じる閉圧力が掛かった場合に前記ワンウェイバルブの全てが開いた状態になり、前記閉圧力よりも低い換気圧力が掛かった場合に前記ワンウェイバルブのうちの一部が開いた状態になることを特徴とする車室換気構造。
2. 前記閉圧力及び前記換気圧力の逆向きの方向の圧力を逆圧とし、前記ワンウェイバルブのそれぞれは、通気穴とその通気穴の周縁部のうちの上端に一端が接合されて垂れ下がった状態でその通気穴を塞ぐ弁体とを有するフラップ弁で構成され、
   前記ワンウェイバルブのうちの一方のワンウェイバルブは、自重及び前記逆圧により閉じ、前記閉圧力により開き、前記換気圧力により開かずに閉じた状態になり、
   前記ワンウェイバルブのうちの他方のワンウェイバルブは、自重及び前記逆圧により閉じ、前記閉圧力及び前記換気圧力により開く請求項１に記載の車室換気構造。
3. 前記一方のワンウェイバルブの前記弁体の単位面積あたりの質量は、前記他方のワンウェイバルブの前記弁体の単位面積あたりの質量よりも重い請求項１又は２に記載の車室換気構造。

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