JP5074852B2 - 空調ダクト - Google Patents

Description

本発明は、車両用の空調ダクトに関するものである。

従来、車室空間の広いボックス型のミニバン、ワゴン車等においては、車両全体を均一に空調するために、車両前方だけではなく、車両後方にもエアコンユニットが配設されている。
このような車両後方に設けたエアコンユニットは、一般的に、車室後部の一方側の側壁の内側に埋設される。
そして、空調エアは床下または天井を通り、更に左右のルーフサイドまたはサイドトリムに沿って取り付けられる空調ダクトから左右の後部座席に向かって均等に供給される。

ところで、一般に、空調ダクトが配置される空間は、他に配置される部品との関係から設計上限られており、しかも狭隘である。
さらに、空調ダクトは成形上または車両のユニット毎の組み付けのため、各ユニットに対応した細分化された単位ダクトを一つずつ順次、継ぎながら接合していく手法が採用されている。
さらに、複数のダクトをエアコンユニットに接合して第一通風路および第二通風路とし、エアコンユニットから供給される空調エアを目的の位置に供給するものがある（例えば特許文献１）。

さらに、単位ダクト同士を接合させる方法として、特許文献２に記載されているように、それぞれのダクト本体の端部にフランジを形成し、形成したフランジ同士を、シール材を介して接合する方法が採用されている。
この方法を用いた場合、一方のダクトを他方のダクトに対して重ね合わせることでダクト同士を接合できるので、車両ユニットの組み付けの際に、ダクトを目視できない場所での接合であっても単位ダクト同士を容易に接合させることができる。

ところが、複数の空調ダクトを並列に添合させて第一通風路および第二通風路を形成する場合、空調ダクトを配置する所定の空間において空調エアが通る第一および第二の通風路の送風効率を上げることと、空調ダクトの連結部分において気密性を向上させることとを両立させることが困難であった。
特開平６−１０６９５６公報 特開２００４−２４９８２６公報

つまり、車両後部座席の左右それぞれにエアコンユニットから温度の異なる空調エアを供給する場合には、エアコンユニットの吹き出し口のそれぞれにダクトを取り付け、例えば一方のダクトを右側座席まで伸ばし、他方のダクトを左側座席まで伸ばす必要がある。
この場合、左右の座席に向けて各ダクトを分岐させる位置からエアコンユニットの吹き出し口までの間において各ダクトは並列に添合された第一通風路および第二通風路を構成することとなる。この間にダクトを連結させる接合部分を設ける際には以下の問題を有することとなる。

添合された単位ダクト１００、１０１同士を接合する場合、ダクト末端にフランジ１０２を形成し、シール材３００を介して当接させることとなるが、図４、図５に示すように添合させた両ダクトの境界壁Ｔにおいて送風効率を重視してフランジを設けることなくパッキン等のシール材３００を巻き付けた場合には、境界壁Ｔは突き合わせ状に当接されるためシール性を十分に確保することができない。
すなわち、一方の通風路にある空調エアが接合部分に生じた隙間を通って他方の通風路に流れ込む、いわゆるエア漏れ現象が発生する。
その結果、第一通風路Ｓ１を流れる空調エアと、第二通風路Ｓ２を流れる異なる温度の空調エアとが混ざり、熱効率が低下することとなる。

本発明は以上の課題を解決すべく開発されたものである。すなわち、空調ダクト同士を接合固定した際にエア漏れ現象が発生することがなく、送風効率の改善された空調ダクトを提供することを目的とする。

本発明者は、以上のような課題背景をもとに鋭意研究を重ねた結果、空調ダクトを構成する第一単位ダクトの周縁に形成されるフランジの一部と、空調ダクトを構成し、第一単位ダクトに添合される第二単位ダクトの周縁に形成されるフランジの一部とを重ね合わせて接合固定させることで上記の課題を解決できることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち本発明は、一方のダクトと、他方のダクトとが相互に接合されてなる車両用の空調ダクトであって、一方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第１単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第２単位ダクトと、が並列に添合されてなり、他方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第３単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第４単位ダクトと、が並列に添合されてなり、第１単位ダクト及び第２単位ダクトの開口部は傾斜して形成され、第３単位ダクト及び第４単位ダクトの開口部は傾斜して形成され、前記各単位ダクトのフランジが、全て、外フランジとして形成され、且つ、前記開口部の傾斜と同じ傾斜で外方に延びており、
第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定され、第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定される空調ダクトに存する。
なお、「境界辺」とは単位ダクトに開口部の周縁のうち、添合される単位ダクトに隣接する縁のことをいう。

また本発明は、一方のダクトと、他方のダクトとが相互に接合されてなる車両用の空調ダクトであって、一方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第１単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第２単位ダクトと、が並列に添合されてなり、他方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第３単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第４単位ダクトと、が並列に添合されてなり、第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定され、第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定されるものにおいて、前記第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジであり、前記第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが内フランジであり、前記第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジであり、前記第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが内フランジである空調ダクトに存する。

また本発明は、前記第１単位ダクトの断面積が前記第２単位ダクトの断面積よりも大きく、前記第３単位ダクトの断面積が前記第４単位ダクトの断面積よりも大きく、一方のダクトと他方のダクトを接合するときは、第１単位ダクトと第３単位ダクトを接合し、第２単位ダクトと第４単位ダクトとを接合する空調ダクトに存する。

また本発明は、前記一方のダクトと前記他方のダクトとはシール材を介して接合される空調ダクトに存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば上記の発明を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明の空調ダクトは第１単位ダクト及び第２単位ダクトからなる一方のダクトと、第３単位ダクト及び第４単位ダクトからなる他方のダクトと、が接合されてなる空調ダクトであって、第１単位ダクト、第２単位ダクト、第３単位ダクト及び第４単位ダクトの開口部の周縁にはフランジが形成されている。

このとき、第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとは重なりあった状態で固定され、また同様に、第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとも重なり合った状態で固定されている。

フランジ同士が重なり合った部分は、漏れ現象の発生を防止するのに十分な大きさのシール材を安定的に取り付けることができるだけの面積を有している。
そのため、本発明の一方のダクトと他方のダクトとが接合された際には、エア漏れ現象が発生しない。

また、境界辺のフランジ同士が重なり合って固定されている部分は、剛性が強化され、破損し難くなっている。
そのため、第１単位ダクトと第２単位ダクト或いは第３単位ダクトと第４単位ダクトとの添合状態が強固に維持される。

第１単位ダクト、第２単位ダクト、第３単位ダクト及び第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジである場合、フランジがダクトの内側に張り出さないので、ダクト内を流れる空調エアの流れを乱すことがない。

第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジで、且つ第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが内フランジである場合、第１単位ダクトと第２単位ダクトとを隙間無く添合させることができるので、一方のダクトの大きさが縮小化される。
第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジで、且つ第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが内フランジである場合、上記と同様の理由により他方のダクトの大きさが縮小化される。

その結果、一方のダクト（他方のダクト）の配設が可能な空間の大きさが設計上すでに決っている場合に、極力大きな通風路を確保することができる。

第１単位ダクトの断面積が第２単位ダクトの断面積よりも大きく形成された場合、単位ダクトの単位長さあたりの圧損の大きさが第２単位ダクトよりも第１単位ダクトの方が小さくなり、また第３単位ダクトと第４単位ダクトとにおいても同様なことがいえる。

従って、第１単位ダクト及び第３単位ダクトで形成される空調ダクトを、エアコンが埋設された側とは反対側のルーフサイドへ延びる空調ダクトとすることで、圧損が空調エアに与える影響を低下させることができる。

〔第一の実施形態〕
本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
図１は本実施形態の空調ダクトを示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の空調ダクトＡは、一方のダクト１（以下、「前ダクト」という）と、他方のダクト２（以下、「後ダクト」という）とが相互に接合されてなる。

前ダクト１は第１単位ダクト（以下、「第１小ダクト」という）１１と、第１小ダクト１１に並列して添合される第２単位ダクト（以下、「第２小ダクト」という）１２と、からなる。そして、第１小ダクト１１の開口部は、第２小ダクト１２の開口部のよりも大きく形成されている。

後ダクト２は第３単位ダクト（以下、「第３小ダクト」という）２１と、第３小ダクト２１に並列して添合される第４単位ダクト（以下、「第４小ダクト」という）２２と、からなる。
このとき、第３小ダクト２１の開口部の大きさ及び形状は、対応接合できるように、第１小ダクト１１と同一になっており、同様に第４小ダクト２２の開口部の大きさ及び形状は、第２小ダクト１２と同一となっている。

また前ダクト１及び後ダクト２の開口部は傾斜して形成されている。
すなわち、第１小ダクト１１の開口部は、その長手方向に対して所定の角度で傾斜しており、第２小ダクト１２の開口部も同様に、その長手方向に対して所定の角度で傾斜している。
そして第１小ダクト１１の開口部の傾斜角度と、第２小ダクトの開口部の傾斜角度とは等しくなっている。

同様に、第３小ダクト２１の開口部及び第４小ダクト２２の開口部もそれぞれ、その長手方向に対して所定の角度で傾斜しており、それらの傾斜角度は等しくなっている。
このとき、第３小ダクト２１（又は第４小ダクト２２）の開口部の傾斜角度は、第１小ダクト１１（又は第２小ダクト１２）の開口部の傾斜角度と一致している。

また、第１小ダクト１１の開口部周縁及び第２小ダクト１２の開口部周縁にはフランジ１１Ａ、１２Ａが形成されており、同様に、第３小ダクト２１の開口部周縁及び第４小ダクト２２の開口部周縁にもフランジ２１Ａ、２２Ａが形成されている。

フランジ１１Ａ、フランジ１２Ａ、フランジ２１Ａ、及びフランジ２２Ａは、通風路の外方へ突出させた外フランジであるため、フランジが通風路内に突出せず、通風路を流れる空調エアの流れはフランジによって乱されない。

図１に示すように、第１小ダクト１１の境界辺に形成されたフランジ１１Ａと、第２小ダクト１２の境界辺に形成されたフランジ１２Ａとは重なり合って固定されている（このフランジ同士が重なり合った部分を「前重畳フランジ部」という）。
また、第３小ダクト２１の境界辺に形成されたフランジ２１Ａと第４小ダクト２２の境界辺に形成されたフランジ２２Ａも重なり合って固定されている（このフランジ同士が重なり合った部分を「後重畳フランジ部」という）。

図２は本実施形態の空調ダクトの接合方法を示す断面図である。
なお、図２は図１における前ダクト１及び後ダクト２を長手方向に切断し、上方から見た断面図である。
前ダクト１と後ダクト２とを接合した際に、接合部から空調エアが漏れ出すことを防止するために両者間にはシール材３（例えばウレタン製のパッキン）が介在されている。
すなわち、第１小ダクト１１及び第２小ダクト１２の各フランジ１１Ａ、１２Ａにはシール材３が取り付けられており、同様に第３小ダクト２１及び第４小ダクト２２の各フランジ２１Ａ、２２Ａにもシール材３が取り付けられている。
シール材が、例えば発泡ポリウレタン製のパッキンである場合は、フランジに接着により貼り付ける方法が採用される。

いま、後ダクト２を前ダクト１に取り付ける際は、図２に矢印で示すように、後ダクト２を前ダクト１の長手方向に垂直な方向から前ダクト１に平行移動させながら近づけて行き、フランジ１１Ａとフランジ２１Ａとをシール材３を介して接合し、同時にフランジ１２Ａとフランジ２２Ａとをシール材３を介して接合する。
この時、前重畳フランジ部４と後重畳フランジ部５も当然シール材３を介して接合される。ここで、シール材３は各フランジ面により押し潰されて前ダクト１と後ダクト２の接合部分の気密性が向上する。

本実施形態の前ダクト１に形成された前重畳フランジ部４及び後ダクト２に形成された後重畳フランジ部５は、共にシール材３を取り付けるにあたり一定の面積を有している。
そのため、本実施形態の前ダクト１と後ろダクト２との間のシール性を確保するのに十分な大きさのシール材３が安定した状態で取り付けられる。
また、前ダクト１と後ダクト２とが多少ズレた状態で偏って接合されたとしても、前重畳フランジ部４及び後重畳フランジ部５は一定の面積を有しているのでエア漏れが生じない。
さらに、各小ダクトの境界辺に突出するフランジが重畳フランジ部として重ね合わされることで、通風路を広くとることができる。

以上により、第１小ダクト１１及び第３小ダクト２１によって形成される通風路Ｓ１と、第２小ダクト１２及び第４小ダクト２２とにより形成される通風路Ｓ２との間で起こるエア漏れ現象が回避されるとともに、接合部分における送風効率の低下が防止される。

ところで、空調ダクト内で生じる圧損の大きさは、空調ダクトの長さに比例し、その断面積の大きさに反比例する。
従って、エアコンが埋設された側のルーフサイドに配設される空調ダクト（以下、「短距離ダクト」という）の断面積と、エアコンが埋設された側とは反対側のルーフサイドに配設される空調ダクト（以下、「長距離ダクト」という）の断面積とが等しい場合、長距離ダクトの方が短距離ダクトよりも長いので、空調エアの吹き出し圧が所定の大きさ以上に設定されなければ、空調を行うのに十分な流速を有する空調エアが長距離ダクトから供給されない。
しかしながら、大きい吹き出し圧でエアコンを稼働させ続けることは、エアコンの寿命を縮める恐れがある。

本実施形態の空調ダクトにおいては、第１小ダクト１１及び第３小ダクト２１で形成される空調ダクトの断面積（すなわち通風路Ｓ１の断面積）は、第２小ダクト１２及び第４小ダクト２２で形成される空調ダクトの断面積（すなわち通風路Ｓ２の断面積）よりも大きい。
従って、第１小ダクト１１及び第３小ダクト２１で形成される空調ダクトを長距離ダクトとすることで、長距離ダクト内で生ずる圧損の大きさを低減させ、エアコンが埋設された側とは反対側のルーフサイドに適用することができる。
すなわち、空調エアを供給させる際に必要とされる設計吹き出し圧の大きさを低下させることができる。
結果的に、短距離ダクトの断面積と等しい断面積を有する長距離ダクトを用いた場合よりも、エアコンの寿命を延ばすことができる。

［第二の実施形態］
図３は、第二の実施形態の前ダクトと後ダクトとが接合された状態を示す断面図である。
第二の実施形態の空調ダクトＡが第一の実施形態の空調ダクトＡと異なる点は、図３に示すように、第２小ダクト１２の境界辺に形成されたフランジ１２Ａ及び第４小ダクト２２の境界辺に形成されたフランジ２２Ａが、通風路側へ突出させた内フランジとなっていることである。

第２小ダクト１２の境界辺に形成されるフランジ１２Ａを内フランジとし、第１小ダクト１１の境界辺に形成されるフランジ１１Ａを外フランジとすることで、第１小ダクト１１と第２小ダクト１２とを隙間無く添合させることができる。
同様に、第４小ダクトの境界辺に形成されるフランジ２２Ａを内フランジとし、第３小ダクト２１の境界辺に形成されるフランジ２１Ａを外フランジとすることで、第３小ダクト２１と第４小ダクト２２とを隙間無く添合させることができる。

前ダクト１及び後ダクト２のフランジをこのように形成することで、前ダクト１及び後ダクト２の配設空間が設計上限定されている場合にも、通風路の大きさを極力大きく確保することができる。
そのため、本実施形態の空調ダクトＡは、空間的利点に重きを置いた場合に非常に好適である。
なお、本実施形態のフランジ１２Ａ及び２２Ａは通風路Ｓ２に突出しているが、その端部は通風路の下流側を向くように設定されているため、空調エアの圧損の悪化が極力低下する。

以上、本発明を説明してきたが、本発明は実施の形態に限定されることなく種々の変形例が可能である。
例えば、第１小ダクト１１とそれに添合する第２小ダクト１２とは、別体にして留め具（リベット等）Ｐで一体に固定することにより取り付けた例で示したが、同体であっても原理的には採用可能である。
その場合、境界辺におけるフランジ１１Ａとフランジ１２Ａ、或いは境界辺におけるフランジ２１Ａとフランジ２２Ａは一体となる。
またシール材は、パッキンのようにフランジに一体に取り付けられているものに限らず、ダクトの接合部分を気密に保つためのものであれば別体のものを使用することも可能である。

図１は第一の実施形態の空調ダクトを示す斜視図である。 図２は第一の実施形態の空調ダクトの接合方法を示す断面図である。 図３は第二の実施形態の前ダクトと後ダクトとが接合固定された状態を示す断面図である。 図４は空調ダクトの接合構造に係る比較例を示す斜視図である。 図５は図４の空調ダクトの接合構造を示す断面図である。

符号の説明

１・・・前ダクト
１１・・・第１小ダクト
１１Ａ・・・フランジ
１２・・・第２小ダクト
１２Ａ・・・フランジ
２・・・後ダクト
２１・・・第３小ダクト
２１Ａ・・・フランジ
２２・・・第４小ダクト
２２Ａ・・・フランジ
３・・・シール材
４・・・前重畳フランジ部
５・・・後重畳フランジ部
１００・・・単位ダクト
１０１・・・単位ダクト
１０２・・・フランジ
３００・・・シール材
Ａ・・・空調ダクト
Ｐ・・・留め具
Ｓ１・・・通風路
Ｓ２・・・通風路
Ｔ・・・境界壁

Claims (4)

1. 一方のダクトと、他方のダクトとが相互に接合されてなる車両用の空調ダクトであって、
   一方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第１単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第２単位ダクトと、が並列に添合されてなり、
   他方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第３単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第４単位ダクトと、が並列に添合されてなり、
   第１単位ダクト及び第２単位ダクトの開口部は傾斜して形成され、
   第３単位ダクト及び第４単位ダクトの開口部は傾斜して形成され、
   前記各単位ダクトのフランジが、全て、外フランジとして形成され、且つ、前記開口部の傾斜と同じ傾斜で外方に延びており、
   第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定され、
   第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定されることを特徴とする空調ダクト。
2. 一方のダクトと、他方のダクトとが相互に接合されてなる車両用の空調ダクトであって、
   一方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第１単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第２単位ダクトと、が並列に添合されてなり、
   他方のダクトは開口部周縁にフランジが形成された第３単位ダクトと、開口部周縁にフランジが形成された第４単位ダクトと、が並列に添合されてなり、
   第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定され、
   第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジと、第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジとが重なり合って固定されるものにおいて、
   前記第１単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジであり、
   前記第２単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが内フランジであり、
   前記第３単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが外フランジであり、
   前記第４単位ダクトの境界辺に形成されたフランジが内フランジである
   ことを特徴とする空調ダクト。
3. 前記第１単位ダクトの断面積が前記第２単位ダクトの断面積よりも大きく、
   前記第３単位ダクトの断面積が前記第４単位ダクトの断面積よりも大きく、
   一方のダクトと他方のダクトを接合するときは、第１単位ダクトと第３単位ダクトを接合し、第２単位ダクトと第４単位ダクトとを接合することを特徴とする、請求項１又は２記載の空調ダクト。
4. 前記一方のダクトと前記他方のダクトとはシール材を介して接合されることを特徴とする、請求項１又は２記載の空調ダクト。

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