JP4450264B2 - 車両用空調ダクト - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコンユニットで発生する冷風,温風を吹き出し口へと導く車両用空調ダクトに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の室内空調装置において、エアコンユニット5で発生する冷風,温風を所定の部位(車両のインストルメントパネルに設けられたベント吹き出し口)まで導く車両用空調ダクトは、圧力損失(流体抵抗)が小さいことが要求される。勿論、ベント吹き出し口7へ風を導くにあたっては、限られた空間を利用してダクト6を設けなければならない(図6)。エアコンユニット5から出たダクト6が車両左右両方向へ伸び、その先のベント吹き出し口直前で車室側へ向かって直角に曲げられた後、その先端がベント吹き出し口に通常接続することになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の車両用空調ダクト6には次のような問題があった。ダクト6が直角に曲げられたコーナ箇所Cでのダクト内部Rの空気の流れが、慣性によって曲がり部外側へ偏る傾向があり(図6の破線矢印)、ダクトの通風有効断面積が減少し、ここでの圧力損失が悪化してしまうのである。
また、流れの偏りによって、偏流(図6の白抜き矢印の大きな方)がベント吹き出し口7の風向板71に当たり、風切り音を発生させ、空調騒音が悪化するといった問題も発生している。
【0004】
ここで、住宅用空調ダクトには、ダクト8のコーナ箇所にコーナベーンたる導風板9を設けて流れの偏りを是正する方法があるが(図7)、この住宅用空調ダクトと違い、車両用空調ダクトは通常ブロー成形で造られている。車両用ダクトにコーナベーン9を取り付けるとなると、ブロー成形品のコーナベーン取付け必要箇所に穴を開けなければならない。さらに、コーナベーンを取り付けた後、風漏れ防止のためのシール処理が必要となり、製造コストが上昇するといった問題に直面する。
コーナベーン部を予め別部品で成形しておいて、これを風向板71側の筒口63からダクト6の所定部位に設置する方法も考えられるが、ダクト6の筒口より奥の断面形状の方が広く(高く)なっている場合が多い(図8)。コーナベーン上縁91とダクト内壁65との間に隙εができ、コーナベーン上縁91で風切り音Nが発生してしまう問題がでてくる。既述のように、空調ダクトはインストルメントパネル内の限られたスペースに設けられており、車体補強用リーンホース,エアバッグユニット,メータユニット等の部品を逃げた形で設計されているため、どうしてもコーナベーン上縁91とダクト内壁65との間に隙εができてしまうのである。
【0005】
本発明は上記問題点を解決するもので、ブロー成形ダクトを切開せずにダクトのコーナ箇所での空気流れを平準化し、且つその箇所で風切り音を発生させないようにした車両用空調ダクトを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項1記載の発明の要旨は、気体流路のコーナ箇所でダクト外周壁を凹ませ該気体流路内へ向け複数の凸状部を突出させて、ブロー成形により全体が筒状に形成されるダクト本体(1)と、該ダクト本体の筒口から前記凸状部へ組み込まれ、該凸状部と共に気体流路を仕切る導風板(2)と、を具備し、該導風板は、ダクト内壁に固定される基板上に複数起立固定され、前記凸状部の側壁に該導風板の頭部たる上縁側壁部分が当接し、前記コーナ箇所のダクトの曲率半径が大きくなる外側に向けて、前記凸状部はその突出高さが順に高く形成されるとともに、前記導風板はその起立高さが順に低く形成されていることを特徴とする車両用空調ダクトにある
【0007】
請求項1の発明のごとく、導風板が筒口からコーナ箇所にある凸状部へ組み込まれると、ダクト外周壁に穴を設けなくて済む。そして、この導風板の設置により、コーナ箇所での気体の流速分布が平準化されて圧力損失も小さくなる。ベント吹き出し口での空調騒音もおさまる。
また、導風板が凸状部と共に気体流路を仕切るので、導風板の頭部を横切って入り込んでくる風を阻止でき、風切り音をなくすことができる。凸状部の側壁に導風板の上縁側壁部分が当接するようにすると、互いに干渉しあうようにして設定することで、ブロー成形で厚みが多少変化してもその製造誤差を吸収できる。ダクト本体はブロー成形で造られるため、外形寸法は精度良くでるが、ブロー成形品の厚みが変動し易いことから内形寸法の精度は上がらない。凸状部と導風板をセットした段階で、導風板の上縁側壁部分が常に凸状部の側壁に当たるよう、ダクト本体に凸状部を形成すると、ダクト本体の厚みのバラツキを吸収し、さらに導風板の組み付け時のバラツキによる隙間発生を防止できる。凸状部の側壁に導風板の上縁側壁部分を当てるようにすると、空調ダクトがブロー成形で造られる製造上の厚み誤差等を吸収でき、風切り音の原因になる隙の発生を防ぎ且つ品質安定化した製品を継続生産できる。
また、コーナ箇所のダクトの曲率半径が大きくなる外側に向けて、前記凸状部はその突出高さが順に高く形成されるとともに、前記導風板はその起立高さが順に低く形成されると、筒口からコーナ箇所を見たときに導風板が重なる場合の導風板の組み付けが容易になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用空調ダクトについて詳述する。
(1)参考形態1
図1,図2は、車両用空調ダクトの一形態で、図1は(イ)が凸状部の底面に導風板の上端面を当接させた筒口付近の車両用空調ダクトの縦断面図、(ロ)が(イ)のA−A線矢視図、(ハ)が(イ)の概略平面断面図である。図2は図1と別態様図で、図1の(イ)に対応する縦断面図である。
【0009】
車両用空調ダクトは、ダクト本体1と導風板2と基板3とを具備する。
ダクト本体1は、エアコンユニット5で発生する冷風,温風を所定のインストルメントパネルに設けられたベント吹き出し口7まで導くダクトである(図6参照)。図1のダクト本体1はベント吹き出し口付近の一部だけを図示する。
ダクト本体1は、ブロー成形により全体が筒状に形成されるが、公知のダクト形状と異なり、ベント吹き出し口直前で車室側へ向かって直角に曲げられるコーナ箇所Cに凸状部12が形成される。気体流路Rのコーナ箇所Cでダクト外周壁11を凹ませ気体流路R内へ向けて凸状部12を突出させる。
ここでの凸状部12は、気体流路Rのコーナ箇所Cで、気体の流れに沿わせて平面視円弧を描き、気体流路Rの流量を三等分するように設けている。気体流路Rをつくる四角形ダクトの外周壁11から、凸状部12が横断面「凵」字形に気体流路R内へ突出する(図1のロ)。凸状部12は図1(ハ)の導風板2に沿わせる形でコーナ箇所Cに二つ設けられる。図1(ロ)では一箇所を大きく描いており、残り一箇所の凸状部12の図示を省略する。
ダクト本体1は、通常、ベント吹き出し口に接続する筒口Oからコーナ箇所Cのある奥の方へ向かって断面形状の位置レベルが同じ平面上にない場合が多く、本実施例では高くなっている(図1のイ)。本実施例ではここに凸状部12を設けて、筒口Oでのダクト本体1のダクト上壁18から凸状部底壁122へ同一高さで進行させる。該凸状部12の形成によってコーナ箇所Cのダクト外周壁11に側面視三角形した溝Sができる。
【0010】
導風板2は、気体の流れに沿う形で抵抗を与えないよう平面視円弧形に曲がった曲板状のコーナベーンである。凸状部12と共に導風板2が気体流路を仕切る。導風板2はダクト本体1の筒口Oから前記凸状部12へ組み込まれる。本参考形態では導風板2が平板状の基板3と一体成形で造られており、基板3上に二つの導風板2を逆T字状に起立固定している。図1(ロ)では導風板2の図示を大きく描くため基板3上に1つしか描いていないが、実際は図1(ハ)のごとく図1(ロ)より大きめの基板3上に二つ起立する。導風板2によりコーナ箇所Cでの気体の流速分布が平準化されるよう該導風板2が図示のごとく配置設定される。
該導風板2をダクト本体1の筒口Oからコーナ箇所Cへと挿入し、凸状部12へ組み込んだとき、導風板2の頭部21たる上端面21aの全域が凸状部12の底壁122に当接する(図1のイ,ロ)。コーナ箇所Cへ導風板2をセットしたとき、導風板2の高さに基板3の厚みをプラスした分が、その箇所におけるダクトの気体流路Rの高さより若干高く設定されており、上端面21aが底壁122に押し当たる格好となる。さらにここでは、底壁122の幅を導風板厚みより一回り大きくして(図1のロ)、導風板2をコーナ部に押し込んだとき、平面視円弧形した導風板2のその上端面21aが全域で、凸状部12の底壁122に当接し易くする。
【0011】
基板3は既述のごとく導風板2と一体化した平板状の板体である。本導風板2付き基板3は樹脂成形品を用いるが、金属製品等であってもよい。
【0012】
図2は別態様の筒口O付近の車両用空調ダクトの縦断面図である。図1と基本構成が同じで、ダクト本体1の筒口Oから凸状部12へ導風板2を組み込むが、図2は車両走行中の振動でも位置ズレを生じさせないようにしたものである。
位置ズレ防止のためには、導風板2を受け支える基板3をダクト底面13に接着剤や溶着で固定したり、両面テープ等で固定したりする方法でもよいが、図2(イ)は、導風板付き基板3の下面が配されるダクト底面13に基板用窪み131を形成し、ここへ基板3を嵌め込むものである。ダクト本体1及び導風板付き基板3は樹脂成形品であることからある程度の可撓性,弾性があり、導風板付き基板3を筒口Oからコーナ箇所Cへ押し込み、窪み131に基板3を嵌め込んでセットすることができる。一旦セットすれば基板3が窪み131からズレるのが困難となり、凸状部12に組み込まれた導風板2を安定維持できる。
図2(ロ)は、導風板付き基板3の下面に一体形成した棒状突起31を、ダクト底面13に設けた孔16からダクト外へ出し、その後、該突起31の頭を熱カシメ等によって潰し(図の白抜き矢印)、基板3をダクトへ固定化させるものである。
【0013】
(2)実施形態2
本実施形態の車両用空調ダクトは、基板3上に起立固定した導風板2をダクト本体1の筒口Oから組み込み、その頭部21を凸状部12へ当接させるにあたり、凸状部12の側壁121へ導風板頭部21たる上縁側壁部分21bを当接させるものである(図3,図4)。
図3の車両用空調ダクトでは、コーナ箇所Cの所定位置に導風板2がセットされたとき、これに当接するよう凸状部12がダクト本体1に形成される。具体的には、凸状部12の気体流路R内へ突出する度合を、参考形態1より若干大きく設定し、図3(ロ)のごとく凸状部12と導風板2が縦方向で2〜5mm程度ラップさせるようにする。なお、図3(ロ)は凸状部12と導風板2との位置関係を大きく描くために、基板3上に導風板2を1つだけ図示するが、実際は図3(ハ)のように図3(ロ)より大きめの基板3上に導風板2が二つ起立している。
【0014】
ところで、ダクト本体1はブロー成形で造られるため、外形寸法は精度良くでるが、ブロー成形品の厚みが変動し易いことから内形寸法の精度は上がらない。本実施形態では、凸状部12と導風板2の側壁同士121,21bを当接させて、ブロー成形による製造上の誤差を解消している。導風板2をセットした段階で、その上縁側壁部分21bが凸状部12の側壁121に干渉して押し当たるようにする。ブロー成形で凸状部12の厚みが薄くなっても、導風板2の上縁側壁部分21bが常に凸状部12の側壁121に当たるよう、ダクト本体1に凸状部12を形成する。これにより、ダクト本体1の厚みのバラツキを吸収し、さらに導風板2の組み付け時のバラツキによる隙間発生を防止できる。従って、常に品質安定した製品の提供が可能となる。
他の構成は参考形態1と同様でその説明を省く。参考形態1と同一符号は同一または相当部分を示す。
【0015】
図4は、導風板2の数が増え、筒口Oからコーナ箇所Cを見たときに導風板2が重なる場合の車両用空調ダクトの仕様を示している。ここでは、コーナ箇所Cのダクトの曲率半径が大きくなる外側に向け、図4(ロ)のごとく導風板2は順に高さを低くする一方、また凸状部12は順に高くする。かくして、筒口Oからコーナ箇所Cを見たときに導風板2が重なる場合の導風板2の組み付けが容易になる。他の構成は参考形態1と同様で、説明を省く。
【0016】
(3)性能比較試験
次に、図1の車両用空調ダクトの性能比較試験を行ったので、これについて述べる。
<圧力損失比較>
サンプルに、(1)図1の車両用空調ダクト、(2)図1の導風板2(導風板2付き基板3)はあるが、凸状部12のない空調ダクト、(3)導風板2のみならず凸状部12もない空調ダクトの3種類を用意して、所定流量を確保したときのそれぞれ圧力損失について調べた。
試験結果は、(3)の圧力損失値を100とした場合、(1)の圧力損失値が70で、(2)の圧力損失値が80であった。
【0017】
<騒音特性比較>
前記(1)〜(3)のサンプルを用いて騒音特性比較試験を行ったところ、オーバーオールで、(1)が62.5dB(A)、(2)が63.0dB(A)、(3)が64.1dB(A)で低減効果が現れた。図5に周波数に対する各サンプルの音圧レベルを図示する。(1)車両用空調ダクトは導風板2だけの(2)よりも0.5dB(特に1kHz以上の音域での低減効果は約1dB)の低減効果が現れている。
【0018】
(4)効果
このように構成した車両用空調ダクトは、ダクト本体1をブロー成形で造りながらも導風板2を筒口Oからコーナ箇所Cの所定位置にセットすることで、ブロー成形のダクト外周壁11に穴を開けずに済むようになる。ダクトに穴を開けて取付けるのではないので、エア漏れに対する信頼性が高く、また加工コストを低減できる。
そして、導風板2の取付けにより、従来、コーナ箇所Cで曲り部外側へ偏っていた空気の流れが是正される。と同時に、この導風板2を設けることによって、コーナ箇所Cでの空気の流速分布が平準化され気体流路Rの圧力損失を低減できる。空気の流速分布の平準化により、ベント吹き出し口7での空調騒音がおさまる。さらに、エアコン効率を向上させ、負荷が軽減して燃費が向上する。
【0019】
また、凸状部12を形成し、且つ導風板2と凸状部12とでコーナ箇所Cの気体流路Rを仕切っているので、単にコーナ箇所Cで導風板2を設けた場合に起こる風切り音Nの発生を防止できる。騒音低減効果が大きい。
さらに、導風板2を基板3上に一体的に起立固定させているので、導風板2の起立安定化が図られる。加えて、凸状部12の側壁121に導風板2の上縁側壁部分21bを当てるようにすると、空調ダクトがブロー成形で造られる製造上の厚み誤差等を吸収できるので、風切り音Nの原因になる隙εの発生を防ぎ且つ品質安定化した製品を継続生産できる。
【0020】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限られず、目的,用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。ダクト本体1,導風板2,基板3等の形状,大きさ,個数,材質等は用途に合わせて適宜選択できる。
【0021】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の車両用空調ダクトは、ダクト本体に穴を設けずにコーナ箇所へ導風板をセットして、空気の流れを平準化し圧力損失を小さくし、さらには、導風板を設けたことによる風切り音発生を回避して騒音低減にも役立つなど優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考形態1の車両用空調ダクトで、(イ)が凸状部の底面に導風板の上端面を当接させた筒口付近の車両用空調ダクトの縦断面図、(ロ)が(イ)のA−A線矢視図、(ハ)が(イ)の概略平面断面図である。
【図2】 図1と別態様図で、図1の(イ)に対応する縦断面図である。
【図3】 実施形態2の車両用空調ダクトで、(イ)が図1に対応する縦断面図、(ロ)が横断面図、(ハ)が平面断面図である。
【図4】 実施形態2の他態様の車両用空調ダクトで、(イ)が図3(ハ)に対応する平面断面図、(ロ)が図3(ロ)に対応する横断面図である。
【図5】 ダクト仕様と騒音特性の対比グラフである。
【図6】 従来技術の説明図である。
【図7】 従来技術の説明図である。
【図8】 従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 ダクト本体
11 ダクト外周壁
12 凸状部
121 側壁
2 導風板
21 頭部
21a 上端面
21b 上縁側壁部分
3 基板
C コーナ箇所
O 筒口
R 気体流路

Claims (1)

  1. 気体流路のコーナ箇所でダクト外周壁を凹ませ該気体流路内へ向け複数の凸状部を突出させて、ブロー成形により全体が筒状に形成されるダクト本体(1)と、該ダクト本体の筒口から前記凸状部へ組み込まれ、該凸状部と共に気体流路を仕切る導風板(2)と、を具備し、
    該導風板は、ダクト内壁に固定される基板上に複数起立固定され、前記凸状部の側壁に該導風板の頭部たる上縁側壁部分が当接し、
    前記コーナ箇所のダクトの曲率半径が大きくなる外側に向けて、前記凸状部はその突出高さが順に高く形成されるとともに、前記導風板はその起立高さが順に低く形成されていることを特徴とする車両用空調ダクト。
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