JP6652032B2 - 車両用通気管 - Google Patents

Description

この発明は、車両用通気管に関する。

特許文献１には、車両用空調ダクトが開示されている。特許文献１の車両用空調ダクトは、空調装置から送出される空調空気をサイドレジスタやサイドデフロスタに導くものであり、管状になっている。また、特許文献１の車両用空調ダクトは、湾曲した部分を有している。

特開２００５−３３５６２８号公報

特許文献１の車両用空調ダクトのように、車両用通気管は、その搭載スペースの関係上、湾曲した湾曲部を備えた形状を採用せざるを得ない場合がある。そうした湾曲部を備えた車両用通気管では、湾曲していない部分に比べて湾曲部における空気の通気抵抗が大きく、円滑な空気の流れを阻害するおそれがある。したがって、車両用通気管の湾曲部における通気抵抗の低減が望まれる。

上記課題を解決するための車両用通気管は、管状に形成されるとともに内壁面が絶縁体で構成されている車両用通気管であって、湾曲した湾曲部を備え、前記湾曲部の管の内壁面のうち、前記湾曲部の中心軸よりも湾曲の内側の部分には、負に帯電したエレクトレット部が設けられている。

上記構成では、湾曲部の管の内壁面のうち、同湾曲部の中心軸よりも湾曲の内側を構成する部分が、負に帯電したエレクトレット部になっている。一方、車両通気管を流れる空気は、例えば車両用通気管の内壁面との摩擦によって正に帯電しやすい。このため、空気が湾曲部を流れる際に、エレクトレット部に引き付けられるようになる。したがって、湾曲部の中心軸よりも湾曲の内側を構成する内壁面に沿って円滑に空気が流れるようになり、湾曲部における通気抵抗の低減が期待できる。

車両用通気管の一実施形態が適用された車両の空調システムを示す模式図。 同実施形態の空調ダクトの部分断面図。

以下、車両用通気管の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、車両の空調システムは、車両の外部又は車室内からの空気が流通する空調ダクト２０を備えている。空調ダクト２０の下流側には、空気中の塵や埃等を除去するためのエアクリーナ１１が接続されている。エアクリーナ１１の空気流れ下流側にはダクト１２が接続され、同ダクト１２の下流側には空気を加熱又は冷却するための熱交換器１３が接続されている。なお、熱交換器１３は、冷媒が供給されるエバポレータやエンジンの熱を利用するヒータコア等で構成されている。熱交換器１３には、当該熱交換器１３で加熱又は冷却された空気を車室内へ供給するためのダクト１４が接続されている。ダクト１４の下流側は、車室の各所に設けられた送風口に接続されている。

図２に示すように、車両通気管としての空調ダクト２０は、円管状に形成され、例えばポリプロピレンといった、樹脂等の絶縁体から形成されている。これにより、空調ダクト２０の内壁面２１が絶縁体で構成されている。空調ダクト２０は、直線的に延びる第１直線部２２ａと、第１直線部２２ａの下流側に接続され、第１直線部２２ａの延びる方向に対して湾曲した湾曲部２２ｂと、湾曲部２２ｂの下流側に接続され、直線的に延びる第２直線部２２ｃとを備えている。

湾曲部２２ｂのうち、湾曲部２２ｂの中心軸Ｓ（図２に二点鎖線で図示）よりも湾曲の内側の半割部分の全体が、負に帯電したエレクトレット部２４となっている。すなわち、仮に湾曲部２２ｂの湾曲の内側と外側とで同湾曲部２２ｂが二等分されるように、湾曲部２２ｂを中心軸Ｓに沿って切断したとき、その二等分された湾曲部２２ｂのうちで湾曲の内側を構成する半割部分の全体がエレクトレット部２４となっている。なお、湾曲部２２ｂの半割部分の全体がエレクトレット部２４であるため、当該半割部分の内壁面２３もエレクトレット部２４である。

湾曲部２２ｂの上記半割部分におけるエレクトレット部２４の形成は、車両の空調システムとして組み付けられる前の空調ダクト２０の湾曲部２２ｂに対してエレクトレット化処理を施すことにより行われる。このエレクトレット化処理では、直流高圧電源を用いて数十キロボルトの高電圧を湾曲部２２ｂにおける湾曲の内側の半割部分全体に印加することにより、湾曲部２２ｂの上記半割部分を恒久的に負に帯電させる。そして、こうしたエレクトレット部２４を備えた状態で、空調ダクト２０は車両の空調システムとして組み付けられる。

次に、上記空調ダクト２０の作用を効果と合わせて説明する。
湾曲部２２ｂを備える空調ダクト２０では、空気が湾曲部２２ｂを流れる際に、湾曲部２２ｂの下流側では、図２に一点鎖線の矢印で示すように、湾曲部２２ｂの中心軸Ｓよりも湾曲の外側の部分において空気が流れやすく、中心軸Ｓよりも湾曲の内側部分では、空気の流れが湾曲部２２ｂの上記内壁面２３から剥離しやすくなる。仮に、空気の流れが湾曲部２２ｂの上記内壁面２３から剥離すると、その内壁面２３の近傍において渦流や乱流が生じやすく、湾曲部２２ｂにおける通気抵抗悪化の原因となる。

例えば、湾曲部２２ｂにおける湾曲角度を緩くして同湾曲部２２ｂの形状を直線状に近づければ、上記通気抵抗の悪化を抑制することができる。しかしながら、車両における搭載スペースの関係上、上記通気抵抗の悪化が生じる程度に湾曲した湾曲部２２ｂを備えた形状を採用せざるを得ない場合がある。

本実施形態では、湾曲部２２ｂにおける湾曲の内側の半割部分が負に帯電したエレクトレット部２４になっている。一方、空調ダクト２０を流れる空気は、例えば空調ダクト２０の内壁面２１の摩擦によって正に帯電しやすい。このため、湾曲部２２ｂの上記半割部分を負に帯電させたエレクトレット部２４とすることで、空気が湾曲部２２ｂを流れる際に、図２に実線の矢印で示すように、湾曲部２２ｂの湾曲の内側に位置するエレクトレット部２４に空気が引き付けられるようになる。したがって、湾曲部２２ｂにおいて湾曲の内側の上記内壁面２３に沿って円滑に空気が流れるようになり、空気の流れが湾曲部２２ｂの上記内壁面２３から剥離することが抑制される。その結果、湾曲部２２ｂにおける通気抵抗の低減が期待できる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・湾曲部２２ｂにおける湾曲の内側の半割部分でのエレクトレット部２４の形成方法は、空調ダクト２０へのエレクトレット化処理に限らない。例えば、予めエレクトレット化処理を施して負に帯電させた樹脂製のフィルムを、接着等により湾曲部２２ｂの上記半割部分に沿うように貼り付けてもよい。こうした形態においても、湾曲部２２ｂの上記内壁面２３が、負に帯電したエレクトレット部２４となる。

・エレクトレット部２４の形成範囲は、湾曲部２２ｂにおける湾曲の程度（曲率）や当該湾曲部２２ｂ内を流通する空気の流速等に応じて、適宜変更可能である。例えば、湾曲部２２ｂにおける湾曲の内側の半割部分での空気流れの剥離を十分に抑制できるのであれば、エレクトレット部２４の形成範囲を、湾曲部２２ｂの上記半割部分のうちで中心軸Ｓ方向の一部分としてもよいし、中心軸Ｓを中心とした周方向の一部分としてもよい。

・空調ダクト２０において湾曲部２２ｂが設けられる箇所は、一箇所であってもよいし複数箇所であってもよい。なお、空調ダクト２０において湾曲部２２ｂを複数箇所に設ける場合では、空気が湾曲部２２ｂを流れる際に、湾曲部２２ｂにおける湾曲の内側の半割部分にて生じる空気流れの剥離の程度に応じて、エレクトレット部２４を設ける湾曲部２２ｂは適宜選択可能である。すなわち、エレクトレット部２４を一部の湾曲部２２ｂに設けてもよいし、全ての湾曲部２２ｂに設けてもよい。

・湾曲部２２ｂは空調ダクト２０の一部分である態様に限らない。空調ダクト２０の一端から他端にかけて湾曲することにより、空調ダクト２０の全体が湾曲部２２ｂに相当する態様であってもよい。

・空調ダクト２０の形状は円管状に限らず、例えば矩形管状であってもよい。
・エレクトレット部２４を備える車両通気管は、上記実施形態で例示した空調ダクト２０に限らない。例えば、ダクト１２やダクト１４が湾曲部２２ｂ及びエレクトレット部２４を備えていてもよい。さらに、空調用のダクトに限らず、内燃機関に吸気を供給するための吸気管や内燃機関からの排気を排出するための排気管が湾曲部２２ｂ及びエレクトレット部２４を備えるようにしてもよい。すなわち、車両に設けられている管であって空気が流通する通気管であれば、上記湾曲部２２ｂ及びエレクトレット部２４に関する技術を適用でき得る。

１１…エアクリーナ、２０…空調ダクト、２１…（空調ダクトの）内壁面、２２ｂ…湾曲部、２３…（湾曲部の）内壁面、２４…エレクトレット部、Ｓ…中心軸。

Claims (1)

1. 管状に形成されるとともに内壁面が絶縁体で構成されている車両用通気管であって、
   湾曲した湾曲部を備え、前記湾曲部の管の内壁面のうち、前記湾曲部の中心軸よりも湾曲の内側の部分には、予め負に帯電されたエレクトレット部が設けられている
   ことを特徴とする車両用通気管。