JP4450264B2

JP4450264B2 - 車両用空調ダクト

Info

Publication number: JP4450264B2
Application number: JP2000092481A
Authority: JP
Inventors: 勝博丹下
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001277836A

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)の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

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。