JP4239594B2

JP4239594B2 - 車両用空調ダクト構造

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Publication number: JP4239594B2
Application number: JP2003009712A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　　公一; 美喜雄平野; 大松井; 貢山中; 敬升鈴木; 四方　　一史; 誠文川島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: US6877787B2; DE10316080A1; US20030193207A1; JP2004001687A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用強度部材に関し、特に車両用強度部材が内包する空調ダクトを備えた空調ダクト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車室内前方（エンジンルームと車室内を区画するダッシュパネル近傍）の計器盤内側には、ステアリングシャフトを支持する構造部材としての役割を果たし、かつ電気配線（ワイヤーハーネス）等の機器が上面に取り付けられている梁部材（レインフォースバー）が車両幅方向に延びている。
【０００３】
ところで、車両用空調装置の室内空調ユニットは、通常車室内前方の計器盤内側において車両幅方向の中央部に配置されており、この空調ユニットで温度調整された空調風は、計器盤の車両幅方向の中央に配置されたセンターフェイス吹出口から車室内中央部の乗員顔部側へ吹き出されると共に、計器盤の車両幅方向の左右両端部に配置されたサイドフェイス吹出口から車室内左右両端部の乗員顔部側へ吹き出されるようになっている。
【０００４】
そのため、計器盤内の車両幅方向の中央部に位置する室内空調ユニットから車室内左右両端部に位置するサイドフェイス吹出口へ空調風を導くために空調ダクト（サイドフェイスダクト）が必要となる。この空調ダクトは、一般的には、計器盤内側において梁部材と略平行に延びるように配置されている。
【０００５】
その結果、計器盤内側において空調ダクトが梁部材とは別に専用の搭載スペースを必要とし、空調ダクトの車両搭載性を悪化させていた。そこで、従来、空調ダクトを梁部材に内包させる構成として、空調ダクトと梁部材の搭載スペースを共用化することにより、空調ダクトの車両搭載性を改善するものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この空調ダクトを内包した梁部材は、前述のように、ステアリングシャフトを支持するために、ある程度剛性を持たせる必要があり、そのため、金属で作られるのが一般的である。ところが、梁部材全体が金属で作られているので空調ダクト構造の重量が重くなってしまうという問題点があった。
【０００７】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の目的は、剛性が確保されかつ重量が低減された車両用梁部材を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る車両用空調ダクト構造により、ステアリングシャフトを支持するために特に剛性の要求される運転席側領域を強度の高い金属で構成すると共に、剛性の要求されない運転席側領域以外の領域を重量の軽い樹脂で構成することにより、車両用強度部材を構成する梁部材の剛性を確保しかつ梁部材の重量を低減することができる。また、梁部材の閉空間において車両用空調ダクトを形成することにより、計器盤の高さを低減することができる。また、吹出口から空調風を吹き出すモードを切り替えるドアを梁部材の内部のエアミックスチャンバー内に組み込むことにより、空調ダクト構造の高さをさらに低減し、小型化することができる。また、サイドフェイス開口から出た空調風がサイドフェイス吹出口へ直接的に流れ、空調風の流れ性能を良好にすることができる。
【０００９】
請求項２に係る車両用空調ダクト構造により、空調ダクト構造の構成要素の数を低減し、製造コストを低減することができる。
【００１０】
請求項３に係る車両用空調ダクト構造により、樹脂製部材が金属製の延長部材により補強され、比較的に低い重量で梁部材の剛性をさらに高めることができる。
【００１１】
請求項４に係る車両用空調ダクト構造により、梁部材と車両の他の部分を連結することにより、梁部材の剛性をさらに高めることができる。
【００１２】
請求項５に係る車両用空調ダクト構造により、樹脂製部材の材質を比較的に高い強度を有する樹脂に特定し、梁部材の剛性を高めている。
【００１３】
請求項６に係る車両用空調ダクト構造により、樹脂製部材が金属製の延長部材により補強され、比較的に低い重量で梁部材の剛性をさらに高めることができる。
【００１４】
請求項７に係る車両用空調ダクト構造により、車両用強度部材に種々の機器を搭載することができる。
【００１５】
請求項８に係る車両用空調ダクト構造により、空調ダクトは、断熱機能と、選択的に吸音効果とを有する。
【００１６】
請求項９に係る車両用空調ダクト構造により、吹出口から空調風を吹き出すモードを切り替えるドアを梁部材の内部のエアミックスチャンバー内に組み込むことにより、空調ダクト構造の高さをさらに低減し、小型化することができる。
【００１７】
請求項１０に係る車両用空調ダクト構造により、リンクを梁部材の内部のエアミックスチャンバー内に組み込むことにより、空調ダクト構造の高さをさらに低減し、小型化することができる。
【００１８】
請求項１１に係る車両用空調ダクト構造により、アクチュエータを梁部材の内部のエアミックスチャンバー内に組み込むことにより、空調ダクト構造の高さをさらに低減し、小型化することができる。
【００１９】
請求項１２に係る車両用空調ダクト構造により、エアミックスチャンバーに設けられた開口の各々から梁部材に設けられた吹出口の各々へ流れる空調風が直接的に流れ、空調性能を良好にすることができる。
【００２０】
請求項１３に係る車両用空調ダクト構造により、エアミックスチャンバー内のセンターフェイス開口及びドアとサイドフェイス開口及びドアとを特定している。
【００２１】
請求項１４に係る車両用空調ダクト構造により、サイドフェイス開口及びドアとフット開口及びドアをエアミックスチャンバーの同一の面に設けることにより、エアミックスチャンバーを小型にすることができる。
【００２２】
請求項１５に係る車両用空調ダクト構造により、リンクを梁部材の内部のエアミックスチャンバー内の中央に配置することにより、エアミックスチャンバーを小型化することができる。
【００２３】
請求項１６に係る車両用空調ダクト構造により、容易に金属製延長部材と樹脂製部材を接合することができる。
【００２４】
請求項１７に係る車両用空調ダクト構造により、ブレスを梁部材に締結する場所をフットダクトとすることにより、容易にブレスを梁部材に締結することができる。
【００２５】
請求項１８に係る車両用空調ダクト構造により、ブレスを梁部材に締結する場所をフットダクトから離間した位置とすることができ、容易にブレスを梁部材に締結することができる。
【００２６】
請求項１９に係る車両用空調ダクト構造により、ブレスとフットダクトを締結する必要をなくし、製造コストが低減される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。最初に本発明の第一実施例について説明する。図１は本発明の第一実施例の車両用ダクト構造を含む計器盤の断面図であり、図２は本発明の車両用ダクト構造の梁部材の斜視図である。図１及び２において、矢印は車両搭載状態における車両左右（幅方向）、上下、前後の方向を示している。計器盤２０は、車室内前部に位置して計器類やオーディオ機器等を装着すると共に、以下に詳細に説明する空調ダクト構造１００を内包している。また、計器盤２０の上には、運転手や乗員が見るセンターディスプレイ６０が配置されている。一方、計器盤２０は、車両のエンジンルームとはダッシュパネル２１で仕切られている。
【００３５】
計器盤２０内の梁部材１０について説明する。計器盤２０の内部には、計器盤２０の強度を確保するために、車両用強度部材としての梁部材１０が車両幅方向に延びている。梁部材１０は、軽量化のために内部において閉空間を有している。この梁部材１０は、運転席側領域と、中央領域と、助手席側領域とを備えており、ステアリングシャフトを支持するために高い剛性が必要とされる運転席側領域は強度の高い金属で作られており、比較的に剛性が必要とされない中央領域及び助手席側領域は、重量の軽い樹脂のみ又は金属と樹脂で作られている。これにより、車両用強度部材の高剛性と低重量を両立することができる。また、梁部材１０は、運転席側領域の車両前方側において、車両の床に接続された金属補強部材又はダッシュパネル２１に接続された金属補強部材の少なくとも一つと直接的に接合されており、梁部材１０の剛性をより一層高めることができる。なお、梁部材１０は、空調ダクト構造と別部材でも一体でもよいが、図を参照して以下に示すように、梁部材１０が空調ダクト構造を内包する形態でもよい。空調ダクト構造を内包することにより、計器盤２０の高さを低減することができる。
【００３６】
計器盤２０の内部のエアコンユニット５０について説明する。エアコンユニット５０は、車両幅方向の略中央部に位置して車室内に吹き出す空気の温度や湿度を調節するものである。そのため、エアコンユニット５０の内部には、冷房用熱交換器（蒸発器）、暖房用熱交換器（温水式ヒータコア）等の機器が内蔵されている。また、エアコンユニット５０の上部には、空調風をエアミックスチャンバー９０が設けられている。このエアミックスチャンバー９０は、図１１の本発明の梁部材及びエアミックスチャンバーの断面図に示すように、下から梁部材１０内に突出した状態で配置されている。エアミックスチャンバー９０は、本実施例では、矩形断面を有する。エアミックスチャンバー９０の車両後方側の側面には２個のセンターフェイス開口部９１、９２が開口している。また、左右両側面にはサイドフェイス開口部９３、９４とフット開口５３、５４が開口している。さらに、車両前方側の側面（図示せず）には、デフロスタ開口（図示せず）が開口している。これら開口は、以下に示すように、梁部材の吹出口と連通している。
【００３７】
エアコンユニット５０は、内気又は外気を切り替え導入して送風する送風ユニットを一体に構成する完全センター置きタイプとして構成できるが、送風ユニットをエアコンユニット５０に対して助手席側にオフセット配置するセミセンター置きタイプとして構成してもよい。
【００３８】
次に梁部材１０について再び詳細に説明する。梁部材１０は、長手方向において、助手席側領域と中央領域において延びている中空の助手席側梁部材１１と、運転席側領域において延びている中空の運転席側梁部材１２とで構成されている。さらに、助手席側梁部材１１と運転席側梁部材１２の各々は、本実施例では、図２に示すように、上側梁部材１１ａ、１２ａと、下側梁部材１１ｂ、１２ｂとで構成されている。図３は助手席側梁部材の断面図であり、図４は運転席側梁部材の断面図である。助手席側梁部材１１の材質は、例えばガラス繊維入りポリアミド（ナイロン（登録商標））又はガラス繊維入りポリプロピレンなどの高い強度を有する強化樹脂であり、運転席側梁部材１２の材質は、例えばアルミニウムなどの金属である。助手席側梁部材１１の剛性をさらに高めるために、図３に示すように、上側梁部材１１ａの角部には、金属製延長部材としての中空丸棒１９が挿入される。好ましくは、この中空丸棒１９は、梁部材１１の長さ全体にわたって延びており、運転席側梁部材１２と接合される、又は梁部材１２と一体である。
【００３９】
梁部材１０の内面について説明する。梁部材１０の内面、すなわち、助手席側梁部材の上側梁部材１１ａ、下側梁部材１１ｂ、運転席側梁部材の上側梁部材１２ａ、下側梁部材１２ｂの内面には、図３及び４に示すように、発泡材１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄが内張りされている。この発泡材は、空気層を持ち、かつ曲げ加工可能な柔軟性に富んだ断熱吸音材からなる。具体的には、発泡材は、発泡ウレタン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレンなどの樹脂発泡材が好適であり、発泡材の形態は、発泡材シートでも発泡スプレイ材でもよい。これらの樹脂発泡材では材料自身が発泡することにより空気層を持ち、断熱機能を有する。さらに、発泡度合いの調整や材質により吸音効果も備えている。しかしながら、発泡材の材料は、硬質ウレタン樹脂のように主に断熱機能のみを発揮する材料でもよい。
【００４０】
なお、梁部材１０の構成の変形例として、樹脂製の助手席側梁部材１１と金属製の運転席側梁部材１２が車両幅方向の中央で分割された梁部材でもよい。また、梁部材１０の構成のさらなる変形例として、車両幅方向全体に延びている凹状断面の第一半分部と第二半分部で構成されたものであり、第一半分部は金属製で、運転席側が金属製で助手席側が樹脂製である第二半分部である梁部材１０でもよい。
【００４１】
次に梁部材１０の吹出口とエアミックスチャンバーの開口について説明する。最初に吹出口の位置について説明する。梁部材１０の車両後方側の側面の中央には、乗員の顔部に向けて空調空気が吹き出されるセンターフェイス吹出口７１、７２が設けられている。このように、センターフェイス吹出口７１、７２は、本実施例では車両の後方側面に設けているため、従来のように梁部材の上面に設けていた場合に比べて、空調ダクト構造、すなわち計器盤の高さを低減することができる。また、梁部材の車両後方側の側面の両端側には、乗員の顔部又は車両側窓ガラスに向かって空調空気が吹き出されるサイドフェイス吹出口７３、７４が設けられ、梁部材のエアコンユニット側へ突出した部分の側面には、乗員の足元に向かって空調空気が吹き出されるフット吹出口５１、５２が設けられ、梁部材の前方側の側面（図示せず）には、窓７６に空調空気が吹き出されるセンターデフロスタ吹出口が設けられている。また、エアミックスチャンバーの開口の位置は、開口から出た空調空気が直接的に吹出口に流れるように選択される。それゆえ、センターフェイス開口９１、９２、フット開口５３、５４及びデフロスタ開口は、センターフェイス吹出口７１、７２、フット吹出口５１、５２、及び、デフロスタ吹出口それぞれに通じたセンターデフロスタダクト７０それぞれに向けて面している。それにより、これら開口から出た空調風は直接的に吹出口それぞれに流れることが保証される。
【００４２】
一方、図１１に示すように、サイドフェイス開口９３、９４とサイドフェイス吹出口７３、７４は離れており、かつ梁部材１１とエアミックスチャンバー９０の間隔が小さいので、サイドフェイス開口９３、９４からサイドフェイス吹出口７３、７４までの空気通路を確保して空調性能を良好にするようにサイドフェイス開口の位置を選択する。この場合、サイドフェイス開口９３、９４をサイドフェイス吹出口７３、７４に向けるべく、車両後方側の側面でなく、車両側面にサイドフェイス開口９３、９４を設ける。
【００４３】
次にモード切替装置４０の構成について説明する。モード切替装置４０は、図６の分解斜視図に示すように、センターフェイス吹出口７１、７２からの風量を調節するためにセンターフェイス開口９１、９２の内側に設けられたセンターフェイスドア４１と、フット吹出口５１、５２からの風量を調節するためにフット開口５３、５４の内側に設けられたフットドア部とサイドフェイス吹出口７３、７４からの風量を調節するためにサイドフェイス開口９３、９４の内側に設けられたサイドフェイスドア部とが一体となったフット・サイドフェイスドア４２と、センターデフロスタ吹出口の風量を調節するためにデフロスタダクト７０の内側に設けられたデフロスタドア７５とで主に構成されているドア機構である。
【００４４】
センターフェイスドア４１は、平板状であり、車両幅方向及び水平方向に延びている長手軸４１ａ回りで回転可能に梁部材２０に取り付けられており、好ましくはエアミックスチャンバー９０の中央に配置されたリンク４３、４４、４５及び４６からなるリンク機構を介して取り付けられたサーボモータなどのアクチュエータ（図示せず）によって駆動される。
【００４５】
また、フット・サイドフェイスドア４２は、車両幅方向及び水平方向に延びている中心軸４２ａ回りで回転可能に梁部材２０に取り付けられており、リンク機構を介してそれぞれ取り付けられたサーボモータなどのアクチュエータ（図示せず）によって駆動される。このフット・サイドフェイスドア４２は、フットドア部とサイドフェイスドア部が一体となって共用されるものである。それゆえ、構成要素の数を低減し、製造コストを低減することができる。
【００４６】
サイドフェイスドア部は、中心軸４２ａの両端に取り付けられた切欠き付き円板４２ｂ、４２ｃとで構成されている。これらの切欠き付き円板４２ｂ、４２ｃは、切欠き部と扇形円板部とで構成され、中心軸４２ａの回転位置に対応してサイドフェイス吹出口７３、７４の開度を調節する。なお、センターフェイス開口９１、９２及びセンターフェイスドア４１と、サイドフェイス開口９３、９４及びサイドフェイスドア部とが互いに垂直向きに設けられている。
【００４７】
また、フットドア部は、円板４２ｂと円板４２ｃの間に板４２ｄと板４２ｅが中心軸４２ａに取り付けられている。この板４２ｃ、４２ｄは、中心軸４２ａの回転位置に対応してフット吹出口５１、５２の開度を調節する。あるいは、フットドア部が円板４２ｂ、４２ｃでなく、サイドフェイス開口９３、９４及びサイドフェイスドア部と、フット開口５３、５４及びフットドア部が、エアミックスチャンバーの同一面、すなわち、エアコンユニット側へ突出した部分の側面に設けられている。
【００４８】
一方、デフロスタドア７５は、同様に、リンク機構を介してサーボモータなどのアクチュエータ（図示せず）によって駆動される。
【００４９】
以上のように、従来ではモード切替装置４０´が図１中の点線に示すように梁部材の外に配置されていたのでセンターディスプレイ６０を大きくすることができなかったのに対して、本発明ではモード切替装置４０を梁部材１０の内部に組み込むことにより梁部材１０を小型化することができ、センターディスプレイを大きくすることができるという利点がある。
【００５０】
次にモード切替装置の三つのモードについて図１２を参照して説明する。フェイスモードでは、図１２（Ａ）に示すように、フット・サイドフェイスドア４２はフット開口５３、５４を全閉しかつサイドフェイス開口９３、９４を開口する。一方、センターフェイスドア４１はセンターフェイス開口９１、９２を全開している。これにより、車両乗員の顔に空調風を送風する。また、バイレベルモードでは、図１２（Ｂ）に示すように、フット・サイドフェイスドア４２はフット開口５３、５４を半開しかつサイドフェイス開口９３、９４を一部閉める。一方、センターフェイスドア４１はセンターフェイス開口９１、９２を半開している。これにより、頭寒足熱暖房を強制的に行う。また、フットモードでは、図１２（Ｃ）に示すように、フット・サイドフェイスドア４２はフット開口５３、５４を全開しかつサイドフェイス開口９３、９４をほぼ閉める。この時、サイドフェイスドアの上側はわずかに開口している。一方、センターフェイスドア４１はセンターフェイス開口９１、９２を全閉している。これにより、車両乗員の足に空調風を送風する。
【００５１】
一方、梁部材１０の外面には、種々のブラケットが取り付けられている。運転席側梁部材１２には、ステアリングシャフト（図示せず）を支持する支持部材を留めるためのステアリングサポート１８が設けられている。また、助手席側梁部材１１には、エアバッグ（図示せず）を留めるためのエアバッグ用取付ブラケット１３が設けられている。また、運転席側梁部材１２の先端と助手席側梁部材１３の先端には、梁部材１０の両端を車両ボディに固定するための、例えばアルミニウム合金などの金属製のサイドブラケット１４、１５が設けられている。
【００５２】
さらに、梁部材１０の上面には、本発明の空調ダクト構造全体の斜視図である図５に示すように、強化樹脂製の筐体に包囲されたフラットワイヤーハーネス３０及びエアバッグ６５が配置されている。助手席側梁部材１１の下面には、電子制御装置（以下、ＥＣＵと略す）とジャンクションボックスの一体ボードを収納した強化樹脂製の第一筐体３１が取り付けられている。また、運転席側梁部材１２の下面には、ＥＣＵボードを収納した強化樹脂製の第二筐体３２が取り付けられている。
【００５３】
また、梁部材１０の外面には、梁部材１０を支持する運転席側ブレス１６及び助手席側ブレス１７が取り付けられている。運転席側ブレス１６の先端に設けられたタッピングボルトを運転席側梁部材１２にねじ込んで締結し、床に運転席側ブレス１６の他端を固定する。同様に、助手席側ブレス１７の先端に設けられたタッピングボルトを助手席側梁部材１１にねじ込んで締結し、床に助手席側ブレス１７の他端を固定する。一般に、ブレス１６、１７と梁部材１０の締結箇所近傍においてフット吹出口５１、５２を有するフットダクトが梁部材１０から突出しているのでブレス１６、１７を梁部材１０に締結し難いという問題点がある。そこで、フットダクトの形状を変えてフットダクトの圧損を生じさせないようにフットダクトの形状をそのままにして、この問題を解決する方法として、ブレス１６、１７をフットダクトの外側面に締結する方法がある。また、別の解決方法として、図１３に示すように、ブレス１６、１７をフットダクトの一部分としてブレス１６、１７とフットダクトを一体成形してもよい。これにより、フットダクトを締結する必要をなくし、製造コストが低減される。また、さらに別の解決方法として、ブレス１６、１７の先端形状が、図１４に示すように、Ｙ字状又はＯ字状に形成されており、この先端がフットダクトを包囲した状態で梁部材１０に締結される。これにより、フットダクトから離れた位置でブレスを梁部材に締結することができる。
【００５４】
以上の記載から明らかなように、本発明の車両用空調ダクト構造は、ステアリングシャフトを支持するために特に剛性の要求される運転席側梁部材を金属製とし、かつ剛性の要求されない部分を樹脂製とすることにより、梁部材の剛性を確保しつつ梁部材の重量を低減することができる。
【００５５】
次に本発明の空調ダクト構造の形成方法について図６を参照しつつ説明する。最初に、筒状の金属製の運転席側梁部材１２を切断して二片にし、この二片を上側梁部材１２ａと下側梁部材１２ｂに分割する。運転席側梁部材１２の上側梁部材１２ａと、金属製の丸棒１９とを溶接で接合する。
【００５６】
次に、運転席側梁部材と助手席側梁部材のインサート成形を行う。丸棒１９が取り付けられた運転席側梁部材１２の上側梁部材１２ａは、型に入れられ、強化樹脂製の助手席側梁部材１１の上側梁部材１１ａ、サイドブラケット１４、１５及びエアバッグブラケット１３が接合される。他方、運転席側梁部材１２の下側梁部材１２ｂも同様に、型に入れられ、強化樹脂製の助手席側梁部材１１の下側梁部材１１ｂが接合される。このように、インサート成形により、種々の金属製部材と種々の樹脂製部材を容易に接合することができる。
【００５７】
次に、ステアリングサポート１８を運転席側梁部材１２の下側梁部材１２ｂに溶接、スポット溶接又はボルト締めなどにより接合し、梁部材１０の上側半分と下側半分の外面が仕上げられる。次に、梁部材１０の上側半分と下側半分のそれぞれの内面に発泡材を噴霧又は塗布することによって、梁部材１０の内面に発泡材の層を被覆する。
【００５８】
次に、モード切替装置４０を内部に組み付けた状態で梁部材１０の上側半分部と下側半分、すなわち助手席側梁部材１１の上側梁部材１１ａと下側梁部材１１ｂ、運転席側梁部材１２の上側梁部材１２ａと下側梁部材１２ｂを組付ける。この場合の組付け方法は、強化樹脂製の助手席側梁部材１１では、振動溶着、ボルト締め等であり、金属製の運転席側梁部材１２では、リベット締め、スポット溶接、ボルト締め等である。
【００５９】
梁部材１０を完成させた後、梁部材１０に第一筐体３１、第二筐体３２、センターデフロスタダクト７０、エアコンユニット６０、運転席側ブレス１６及び助手席側ブレス１７を組付ける。なお、エアコンユニット６０は樹脂製であり、一方、梁部材１０のエアコンユニット６０と嵌合させる個所は樹脂製であるので、嵌合が容易である。最後に、フラットワイヤーハーネス３０を梁部材１０に取り付けることにより、図５に示すように、本発明の空調ダクト構造を完成させることができる。
【００６０】
第二実施例の空調ダクト構造について説明する。図７は本発明の第二実施例の空調ダクト構造の梁部材の斜視図であり、第一実施例との差異を示すためにエアコンユニット５０等の構成要素の記載を省略している。図７に示すように、本実施例では、モード切替装置４０が梁部材１０の外部、例えば梁部材１０の下のエアコンユニットに配置されている点で第一実施例とは異なっている。しかしながら、本実施例の空調ダクト構造は、梁部材１０が助手席側梁部材１１と運転席側梁部材１２とで構成され、助手席側梁部材１１が樹脂製であり、運転席側梁部材１２が金属製である点は第一実施例と同じである。このような構成により、梁部材の剛性を確保しつつ梁部材の重量を低減することができる。
【００６１】
本発明の第三実施例について説明する。図８は本発明の第三実施例の空調ダクト構造の梁部材の斜視図であり、第一実施例及び第二実施例との差異を示すためにエアコンユニット等の構成要素を省略している。本実施例では第二実施例と同様にモード切替装置４０が梁部材１０の外部に配置されている。図８に示すように、本実施例では、運転席側梁部材１２の一部から助手席側の端部まで延びた金属製部材８０が樹脂製の助手席側梁部材１１に接合される。このような構成により、樹脂製の助手席側梁部材１１の剛性を確保しつつ梁部材の重量を低減することができる。
【００６２】
本発明の第四実施例について説明する。図１０は本発明の第四実施例の空調ダクト構造の斜視図である。第一実施例において梁部材１０、第一筐体３１及び第二筐体３２それぞれを別個に形成した後に第一筐体３１及び第二筐体３２を梁部材１０に組付けていたのに対し、本実施例では、図１０に示すようにインサート成形時に第一筐体３１及び第二筐体３２を梁部材１０に組付けている。これにより、本実施例では空調ダクト構造の組み付けが一層容易になる。
【００６３】
本発明の第五実施例について図１５〜２０を参照して説明する。本実施例では、梁部材１０の金属製部材８０は、少なくとも運転席側領域において閉断面であり、その他の領域においては閉断面又は開断面である。金属製部材８０の内側には、例えば発泡材ウレタンなどの発泡材又は樹脂からなる筒状ダクトが接合されている。このような構成により、発泡材又は樹脂は強度にほとんど寄与していないが、軽量効果が著しく大きいという利点がある。図１５（Ａ）には、運転席側領域において閉断面であり、かつ中央領域及び助手席側領域において上面が開放した開断面である金属製部材が示されている。少なくとも金属製部材の開断面部分に発泡材を発泡スプレイ又は発泡注入で接合することにより、図１５（Ｂ）に示すように、全領域において閉断面の梁部材１０（タイプＡと称する）が形成される。また、タイプＡの変形例として、開断面の領域が助手席側領域のみにわたっている梁部材１０（タイプＢと称する）でもよい。図１５（Ｃ）において本実施例の梁部材と従来の梁部材の重量効果が比較されるように、タイプＡとタイプＢは、共に従来よりも軽いことが認識される
【００６４】
次に第五実施例の梁部材１０の発泡スプレイによる成形工程について図１６及び１７を参照して説明する。金属製部材は、開断面の開放領域と同一平面の平板状の上側部材２０１と、エアコンユニット連通穴１１１、１１２、１１３、１１４を中央に有する凹状断面を有する下側部材２０２とからなり、これら上側部材２０１と下側部材２０２を組み合わせることにより筒状となる。最初に図１６を参照して下側部材２０２の成形工程について示す。図１６（Ａ）に示すように、発泡材との分離が容易である離ケイ材で被覆された治具（以下、単に治具と称す）１０１を下側部材２０２の一方の開放端面に配置し、かつ治具１０２をエアコンユニット連通穴１１２を塞ぐように配置する。この状態で治具１０１と１０２の間の領域をスプレイ１４０で液状の発泡材を吹き付ける。これにより、この領域の内面を発泡材で被覆すると共に、開放した端面において壁１３１と、エアコンユニット連通穴１１１と１１２の間において壁１２１とを形成する。次に、図１６（Ｂ）に示すように、治具１０１を下側部材２０２の他方の開放端面に配置し、かつ治具１０２をエアコンユニット連通穴１１３を塞ぐように配置した状態で治具１０１と１０２の間をスプレイ１４０で発泡材を吹き付け、同様に、内面を発泡材で被覆すると共に、開放した端面において壁１３２と、エアコンユニット連通穴１１１と１１２の間において壁１２２とを形成する。最後に、図１６（Ｃ）において、スプレイ１４０で壁１２１と１２２の間の内面を発泡材で被覆して下側部材２０２の成形が終了する。次に図１７を参照して上側部材２０１の成形工程について示す。最初に、図１７（Ａ）に示すように、治具１０３を上側部材２０１の開放領域側の端面に相当する位置に配置し、かつ平板状の治具１０５を開放領域に配置し、かつ治具１０４を中央において端面に平行に配置する。治具１０５には、開口部を形成するために突起１０５ａ、１０５ｂが設けられている。治具１０３、１０４及び１０５の間をスプレイ１４０で発泡材を吹き付ける。こうして、壁１２４と、この突起部１０５ａ、１０５ｂに対応する個所が開口部となった上面領域の板状部分と、壁１２３とを形成する。次に、図１７（Ｂ）に示すように、治具１０５にさらに突起１０５ｃを配置し、かつ治具１０３を上側部材２０１の他方の端面に配置した状態で、治具１０３と１０５の間をスプレイ１４０で発泡材を吹き付ける。こうして、図１７（Ｃ）に示すように、金属製部材の内面を発泡材で被覆すると共に、開放した端面において壁１２５と、エアコンユニット連通穴１１１と１１２の間において壁１２２とを形成し、上側部材２０１の成形が終了する。このようにして成形した上側部材２０１と下側部材２０２を接合することにより梁部材１０を形成することができる。このようにして行う発泡スプレイによる成形は、成形の自由度が高いという利点がある。
【００６５】
次に第五実施例の梁部材１０の発泡注入による成形工程について図１８及び１９を参照して説明する。最初に下側部材２０２の成形工程について説明する。最初に、図１８（Ａ）に示すように、上型３０１と、金属製の下側部材２０２と、下側部材２０２のエアコンユニット連通穴を閉塞する下型３０２と、下側部材の両端面を閉塞する治具３１１、３１２とでキャビティを形成する。次に、上型３０１のゲート３１６から発泡材を注入し、図１８（Ｂ）に示すように、下側部材２０２の成形が終了する。次に、上側部材の成形工程について説明する。最初に、図１９（Ａ）に示すように、上型３３１と、下側部材２０１を担持する治具３１５と、上側部材の両端面を閉塞する治具３１３、３１４とでキャビティを形成する。次に、上型３３１のゲート３１７から発泡材を注入し、図１９（Ｂ）に示すように、下側部材２０２の成形が終了する。このようにして成形した上側部材２０１と下側部材２０２を接合することにより梁部材１０を形成することができる。このようにして行う発泡注入による成形は、製造が容易であるという利点がある。
【００６６】
さらに、梁部材１０を注入段階において一体に成形する発泡注入について図２０を参照して説明する。図２０（Ａ）に示すように、略筒状の金属製部材３５３を内部に配置して梁部材１０の上面を区画する上型３４１と、梁部材１０の下面を区画する下型３４２と、上側３４１と下型３４２の間において梁部材１０の両端面及び内面を区画する治具３４３、３４４とを図中の矢印に向けて取り付けることによってキャビティを形成する。なお、上型３４１は、第一部３４１ａ、第二部３４１ｂ、第三部３４１ｃ及び第四部３４１ｄからなる。次に、上型３４１のゲートから発泡材を注入し、図２０（Ｂ）に示すように、梁部材１０を成形し、梁部材１０の両端面にブラケット１４、１５を接合することにより完成する。
【００６７】
最後に、振動剛性、強度及び重量について本発明の空調ダクト構造と従来の空調ダクトとを対比した解析結果について、図９を参照しつつ説明する。図９は従来の空調ダクト構造と本発明の空調ダクトの性能を比較した表である。解析の対象例は、梁部材が丸棒である従来例１と、梁部材が三角断面である従来例２と、従来例２とほぼ同様な形状の第二実施例と、従来例２及び第二実施例とほぼ同様な形状の第三実施例である。また、解析項目は、最小共振周波数、エアバッグ展開荷重、梁部材の荷重、梁部材を含むダクト構造全体の荷重である。なお、最小共振周波数は、空調ダクト構造の固有周波数であり、その値が大きいほど振動に対する剛性が高いことを示している。エアバッグ展開荷重とは、エアバッグ展開時に必要とされる材料の強度であり、単位は、単位長さ当りの力の大きさである。
【００６８】
以下、解析項目について比較する。最小共振周波数については、全ての例が満たしている。また、エアバッグ展開荷重については、従来の構造のサンプル１、２に比べて、本発明の構造のサンプル３、４は小さな値であるが、基準値である５００Ｎ／ｍｍを超えている。一方、梁部材の荷重及び空調ダクト構造全体の荷重については、第二実施例は従来例に比べて約８００ｇ以上、第三実施例は約３００ｇ以上低減している。
【００６９】
以上のように、本発明の空調ダクト構造により、振動剛性及び強度の基準を満たしつつ、軽量化及び／又は小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用ダクト構造を含む計器盤の断面図である。
【図２】本発明の第一実施例の車両用ダクト構造の梁部材の斜視図である。
【図３】助手席側梁部材の断面図である。
【図４】運転席側梁部材の断面図である。
【図５】本発明の空調ダクト構造全体の斜視図である。
【図６】本発明の梁部材の分解斜視図である。
【図７】本発明の第二実施例の車両用ダクト構造の梁部材の斜視図である。
【図８】本発明の第三実施例の車両用ダクト構造の梁部材の斜視図である。
【図９】従来の空調ダクト構造と本発明の空調ダクトの性能を比較した表である。
【図１０】本発明の第四実施例の車両ダクト構造の梁部材の斜視図である。
【図１１】本発明の梁部材及びエアミックスチャンバーの断面図である。
【図１２】本発明のモード切替装置の三つのモードを示す図である。
【図１３】一体成形されたブレスとフットダクトを示す図である。
【図１４】梁部材に取り付けられたブレスを示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第五実施例の梁部材の斜視図であり、図１５（Ｃ）は、第五実施例の梁部材と従来の梁部材の重量効果を示す表である。
【図１６】本発明の第五実施例の梁部材の下側部材の発泡スプレイによる成形工程を示す図である。
【図１７】本発明の第五実施例の梁部材の上側部材の発泡スプレイによる成形工程を示す図である。
【図１８】本発明の第五実施例の梁部材の下側部材の発泡注入による成形工程を示す図である。
【図１９】本発明の第五実施例の梁部材の上側部材の発泡注入による成形工程を示す図である。
【図２０】本発明の第五実施例の梁部材の発泡注入による成形工程を示す図である。
【符号の説明】
１０…梁部材
１１…樹脂製部材
１２…金属製部材
１００…空調ダクト構造

Claims

車両の計器盤内において車両幅方向に延びている、その内部において閉空間を有する梁部材を備えた車両用強度部材であって、前記梁部材は、運転席側領域と、中央の領域と、助手席側領域とを備え、前記梁部材は、前記運転席側領域における金属製部材と、前記中央の領域と前記助手席側領域における樹脂及び金属製部材とで構成されている車両用強度部材を備え、かつ前記車両用強度部材の閉空間において空調ダクトを形成する車両用空調ダクト構造において、
前記梁部材は、前記運転席側領域における金属製部材と、前記中央の領域及び前記助手席側領域における樹脂製部材とで構成されており、
エアコンユニットのエアミックスチャンバーが前記梁部材の内部に突出しており、前記梁部材は複数の吹出口を有し、前記複数の吹出口から空調空気を吹き出す量を調節するように、前記複数の吹出口に対応して前記エアミックスチャンバー内に設けられた開口の開度を調節するドアがそれぞれ設けられており、
前記エアミックスチャンバーのサイドフェイス開口から前記梁部材の両端側それぞれに設けられたサイドフェイス吹出口に向けて空調風を車両幅方向に直接的に吹き出すように、前記サイドフェイス開口及び対応のドアが前記エアミックスチャンバー内において向けられていることを特徴とする車両用空調ダクト構造。
車両の計器盤内において車両幅方向に延びている、その内部において閉空間を有する梁部材を備えた車両用強度部材であって、前記梁部材は、運転席側領域と、中央の領域と、助手席側領域とを備え、前記梁部材は、前記運転席側領域における金属製部材と、前記中央の領域と前記助手席側領域における樹脂及び金属製部材とで構成されている車両用強度部材を備え、かつ前記車両用強度部材の閉空間において空調ダクトを形成する車両用空調ダクト構造において、
前記梁部材は、前記運転席側領域における金属製部材と、前記中央の領域及び前記助手席側領域における樹脂製部材とで構成されており、
エアコンユニットのエアミックスチャンバーが前記梁部材の内部に突出しており、前記梁部材は複数の吹出口を有し、前記複数の吹出口から空調空気を吹き出す量を調節するように、前記複数の吹出口に対応して前記エアミックスチャンバー内に設けられた開口の開度を調節するドアがそれぞれ設けられており、
前記サイドフェイスドアと前記フットドアは一体であることを特徴とする車両用空調ダクト構造。
車両の計器盤内において車両幅方向に延びている、その内部において閉空間を有する梁部材を備えた車両用強度部材であって、前記梁部材は、運転席側領域と、中央の領域と、助手席側領域とを備え、前記梁部材は、前記運転席側領域における金属製部材と、前記中央の領域と前記助手席側領域における樹脂及び金属製部材とで構成されている車両用強度部材を備え、かつ前記車両用強度部材の閉空間において空調ダクトを形成する車両用空調ダクト構造において、
前記梁部材は、前記運転席側領域における金属製部材と、前記中央の領域及び前記助手席側領域における樹脂製部材とで構成されており、
前記樹脂製部材は、前記金属製部材から延びている金属製の延長部材に接合されており、
前記金属製延長部材は、前記金属製部材から車両幅方向に延びており、
前記梁部材は、車両幅方向に延びている凹状断面の第一半分部及び第二半分部で構成されており、前記第一半分部は金属で作られており、前記第二半分部は、前記運転席側領域において金属で作られかつ前記中央の領域及び前記助手席側領域において樹脂で作られており、前記第一半分部と前記第二半分部を組み合わせることにより、前記梁部材が閉空間を形成することを特徴とする車両用空調ダクト構造。
前記車両用強度部材は、運転席側領域の金属部において、車両の床に接続された金属補強部材又は車両前方のダッシュパネルに接続された金属補強部材の少なくとも一つと直接的に接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空調ダクト構造。
前記樹脂製部材はガラス繊維入り強化樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空調ダクト構造。
前記樹脂製部材は、前記金属製部材から延びている金属製の延長部材に接合されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空調ダクト構造。
前記梁部材は、エアバッグ用取付ブラケットと、ジャンクションボックス用取付ブラケットと、ＥＣＵ用取付ブラケットとを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用空調ダクト構造。
前記樹脂製部材及び前記金属製部材の各々は上側部材と下側部材とで構成され、前記梁部材の内部は発泡材シート又は発泡スプレイ材で内張りされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用空調ダクト構造。
エアコンユニットのエアミックスチャンバーが前記梁部材の内部に突出しており、前記梁部材は複数の吹出口を有し、前記複数の吹出口から空調空気を吹き出す量を調節するように、前記複数の吹出口に対応して前記エアミックスチャンバー内に設けられた開口の開度を調節するドアがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調ダクト構造。
前記ドアを移動させるために前記ドアに連結されたリンク機構が前記エアミックスチャンバー内に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の車両用空調ダクト構造。
前記リンク機構に連結されたアクチュエータが前記エアミックスチャンバー内に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調ダクト構造。
前記梁部材の複数の吹出口は、サイドフェイス吹出口、センターフェイス吹出口、フット吹出口又はセンターデフロスタ吹出口であり、前記吹出口に対応する開口は、サイドフェイス開口、センターフェイス開口、フット開口又はデフロスタ開口であり、各前記開口に設けられた各ドアは、各前記吹出口に向けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の車両用空調抱くと構造。
前記センターフェイス開口及び対応のドアと、サイドフェイス開口及び対応のドアとが互いに垂直向きに前記エアミックスチャンバー内において設けられていることを特徴とする請求項１、２又は９〜１１のいずれか１項に記載の車両用空調ダクト構造。
前記サイドフェイス開口及び対応のドアと、前記フット開口及び対応のドアとが前記エアミックスチャンバーの同一の面上に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は９〜１１のいずれか１項に記載の車両用空調ダクト構造。
前記リンクが前記エアミックスチャンバー内の略中央に設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の車両用空調ダクト構造。
前記金属製延長部材と前記樹脂製部材は共にインサート成形されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調ダクト構造。
前記フット吹出口は前記梁部材から延びているフットダクトの先端に設けられており、前記梁部材と車両の床とを連結するブレスの一端は、前記フットダクトの外側面に締結されていることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空調ダクト構造。
前記フット吹出口は前記梁部材から延びているフットダクトの先端に設けられており、前記梁部材と車両の床とを連結するブレスの前記梁部材側の端部は、前記フットダクトを包囲するようにＹ字状又はＯ字状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空調ダクト構造。
前記フット吹出口は前記梁部材から延びているフットダクトの先端に設けられており、前記梁部材と車両の床とを連結するブレスは、前記フットダクトと一体成形されて前記フットダクトの筒状部分の一部を構成していることを特徴とする請求項１２に記載の車両用空調ダクト構造。