JP6281292B2 - ダクト及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダクト及びその製造方法に関する。

例えばバッテリーを搭載した車両において、バッテリーが収容される空間の換気、冷却を行う吸気ダクトにおいては、開口部の片側にある吸引装置から発生する音が、ダクトの経路を通して反対側の開口部から漏れることがあり、騒音の原因となっている。したがって、この種のバッテリー用の吸気ダクトにおいては、吸音性を求められる場合が多く、発泡樹脂を用いた発泡ダクト等が採用されている。

ただし、発泡ダクト自体の吸音性は、必ずしも十分とは言えず、前記騒音を解消するほどの効果が得られていないのが実情である。このような状況から、より効果的に吸音効果が得られる吸音ダクトの開発が待たれるところである。

従来、空調ダクトの分野においては、断熱性を向上し、結露等を防止することを目的として、発泡樹脂層を形成した空調ダクトが知られている。例えば、特許文献１には、流体の流路を形成するダクト本体の外周面を被覆層壁で被覆したダクトであって、被覆層壁は熱収縮性発泡樹脂シートで構成され、ダクト本体の外周面を熱収縮させた熱収縮性発泡樹脂シートで被覆してなるダクトが開示されている。

同様に、特許文献２には、空調チャンバ、空調エルボ、吹出口、換気口等の空調機器に接続され、風が流通する通風路を内部に形成した空調フレキシブルダクトにおいて、この空調フレキシブルダクトは、その取付使用状態においてダクト本体の外表面に断熱材を固設すると共に、更に、その断熱材の外表面に熱収縮性のフィルムを密着状に被着して成る空調フレキシブルダクトが開示されている。

特許文献１や特許文献２に記載されるダクトは、ダクト外面に発泡樹脂シートや断熱材を貼り付けた構成を有しており、発泡樹脂シートや断熱材が吸音性を有すると考えられることから、ある程度の吸音性を有するものと期待される。

また、特許文献３や特許文献４には、ダクト内面に発泡シートや発泡体を貼り付けた構成のダクトが開示されている。具体的には、例えば特許文献３には、各種の車両内装部材の内側に配設され、この車両内装部材に開設した空気吹出口および車両搭載のエアコンユニットの空気送出口を連通接続して、該エアコンユニットからの調温空気を該空気吹出口へ案内するようにした空気案内ダクトにおいて、この空気案内ダクトは、ダクトに必要な形状が付与されると共に、その形状を保持し得る剛性を備えた外層シートと、この外層シートの内面に全面的に貼着されて吸音・断熱機能を果たす内層シートとから構成した空気案内ダクトが開示されている。

特許文献４には、片面に弾性発泡体を有する積層体からなり、略中央にヒンジ部、両側にフランジを設けた所望の凹形状を有する積層体を、弾性発泡体を内側にしてヒンジ部から折曲し、フランジを対接固着した自動車用ダクトが開示されている。

これら特許文献３や特許文献４に記載されるダクトは、ダクト内面に発泡体等を貼り付ける構成を有しており、特に特許文献３においては、吸音に関しても言及されている。

特開２００３−４２３８９号公報 特開平６−２７２９４８公報 特開２００１−１８０２５０公報 実開昭６０−１８８６１８公報

しかしながら、例えば特許文献３，４等に記載される技術では、予め吸音材と樹脂シートを一体化した後、金型での成形を行っており、成形性に問題を残している。すなわち、金型での成形時に吸音材と樹脂シートとが一体になっていると、樹脂シートが伸びにくいため成形し難く、成形不良が生じ易い。

また、成形されるダクトの吸音性に関して言えば、必ずしも十分な性能を得られていないのが実情である。例えば、特許文献１，２に記載されるようにダクト外面に発泡樹脂シートや断熱材等を貼り付けても、吸音効果は十分ではない。特許文献３，４に記載されるようにダクト内面に発泡体等を貼り付けた場合には、ダクト外面に貼り付けた場合に比べると吸音性が高いが、それでもバッテリー用の吸気ダクトとしては、満足のいく吸音性は得られていない。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、成形不良が生ずることなく、ダクト内面での吸音性に優れ、騒音の発生を効果的に抑えることが可能なダクトと、その製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、筒状のダクト本体と、前記ダクト本体の内面側に配置される吸音材とを備えるダクトであって、前記ダクト本体は、対向する一対の壁面を備える挟持部を備え、前記吸音材の側縁部は、前記挟持部の前記一対の壁面によって両面側から挟まれる、ダクトが提供される。

本発明者は、前述の目的を達成するために、種々検討を重ねてきた。その結果、樹脂シートを成形した後に吸音材を貼り付ければ、成形不良が生じ難いこと、吸音材はダクト本体の外面に貼り付けるよりもダクト本体の内面に貼り付けた方が吸音効果が高いことという知見を得るに到った。このような知見によって、成形不良が生ずることなく、ダクト内面での吸音性に優れ、騒音の発生を効果的に抑えることが可能なダクトができた。

しかし、さらに詳細に検討を行ったところ、吸音材の材質によっては、ダクト本体の内面への貼り付け強度が十分に高くならず、使用可能な吸音材の材質の種類が限定されてしまう場合があることが分かった。例えば、ダクト本体と吸音材を構成する樹脂がどちらもポリプロピレンである場合は、吸音材はダクト本体に強固に貼り付けられるが、ダクト本体を構成する樹脂がポリプロピレンで、吸音材を構成する樹脂がＰＥＴである場合には吸音材がダクト本体に十分に強固に貼り付けられず、剥がれやすくなってしまう場合があることが分かった。

このような新たに見出した課題を解決すべく、さらなる検討を進めたところ、吸音材の側縁部をダクト本体の挟持部で挟み込むことによって、ダクト本体の内面側に配置された吸音材がダクト本体から分離されることを防ぐことができることを見出し、本発明の完成に到った。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記ダクト本体は、対向する一対の壁面を備える挟持部を幅方向の両側に備え、前記吸音材の両側の側縁部は、それぞれ、前記挟持部の前記一対の壁面によって両面側から挟まれる。
好ましくは、前記ダクト本体と前記吸音材の間に中空部が設けられる。
好ましくは、前記ダクト本体は、前記吸音材が配置される面に前記ダクト本体の外側に向かって突出する外側突出部を備え、前記中空部は、前記外側突出部と前記吸音材の間に設けられる。
好ましくは、前記外側突出部は、前記ダクト本体の内側に向かって突出するリブを備え、前記吸音材が前記リブに当接して前記ダクト本体の内圧による前記吸音材の変形が抑制される。

また、別の観点では、本発明によれば、筒状のダクト本体となる一対の樹脂シートを溶融状態で金型に吸引して成形した後、前記樹脂シート上に吸音材を配置し、型締めを行って成形する工程を備え、前記金型は、前記吸音材の側縁部が前記一対の樹脂シートによって挟まれるように構成されている、ダクトの製造方法が提供される。
好ましくは、前記吸音材の側縁部は、型締めの際に前記一対の樹脂シートによって圧縮される。

本発明の一実施形態の吸音ダクトの概略斜視図である。 （ａ）は、図１の吸音ダクトの横断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。 図１の吸音ダクトの製造工程の一例を示す図であり、（ａ）は溶融樹脂シート１３，１４を金型１１，１２に密着させる工程を示し、（ｂ）は吸音材３を溶融樹脂シート１４に貼り付ける工程を示す。 図３に続く吸音ダクトの製造工程の一例を示す図であり、金型の型締め後の状態を示す。 図１の吸音ダクトの変形例を示す概略斜視図である。

以下、本発明を適用したダクト、及びその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態のダクト（吸音ダクト）１は、流体（例：空気）の流路２ｄを有する筒状のダクト本体２と、ダクト本体２の内面側に配置される吸音材３とを備える。ダクト本体２は、対向する一対の壁面２ａ１，２ａ２を備える挟持部２ａを備える。挟持部２ａは、流路２ｄを構成する部位の側壁２ｅよりも幅方向外側に突出して設けられる。吸音材３の側縁部３ａは、挟持部２ａの一対の壁面２ａ１，２ａ２によって両面側から挟まれ、一対の壁面２ａ１，２ａ２がそれぞれ吸音材３の側縁部３ａに密着する。側縁部３ａは、壁面２ａ１，２ａ２によって圧縮されていることは必須ではないが、密着性をより高めるためには側縁部３ａが壁面２ａ１，２ａ２によって圧縮されていることが好ましい。側縁部３ａの圧縮率（圧縮前の厚さ／圧縮後の厚さ）は、例えば２〜３０であり、１０〜２０が好ましい。この値が小さすぎると抜けやすくなる、という点で好ましくなく、この値が大きすぎると、成形時において、吸音材の両側を挟み込む樹脂がダクト内側に移動しやすくなり、この樹脂の移動に引きずられて吸音材もダクト内側にずれやすくなり、結果としてダクト流路内に配置される吸音材にしわがよりやすくなる、という点で好ましくないからである。
挟持部２ａの厚さ（上面２ｈと下面２ｆの間の距離）は、特に限定されないが、１．５〜６．０ｍｍが好ましい。この値が小さすぎるとフランジの剛性が低下しやすくなり、ダクト剛性を低下させる、という点で好ましくなく、この値が大きすぎると、他部材と干渉しやすくなる、という点で好ましくないからである。また、挟持部２ａの厚さは、例えば、ダクトの本体部の平均肉厚の２倍以上であることが好ましい。この厚さが、ダクトの本体部の平均肉厚の２倍未満になると、成形時において、吸音材の両側を挟み込む樹脂がダクト内側に移動しやすくなり、この樹脂の移動に引きずられて吸音材もダクト内側にずれやすくなり、結果としてダクト流路内に配置される吸音材にしわがよりやすくなる、という点で好ましくないからである。また、側縁部３ａの幅Ｗは、特に限定されないが、３〜１０ｍｍが好ましい。この値が小さすぎると吸音材３が挟持部２ａから抜けやすくなってしまい、この値が大きすぎると挟持部２ａの突出量が大きくなりすぎるからである。

本実施形態では、吸音材３は、略長方形であり、略平行する２つの側縁部３ａを備え、ダクト本体２は、対向する一対の壁面２ａ１，２ａ２を幅方向の両側に備え、吸音材３の両側の側縁部３ａが、それぞれ、挟持部２ａの一対の壁面２ａ１，２ａ２によって両面側から挟まれる。一対の壁面２ａ１，２ａ２は、幅方向の端部２ｇにおいて互いに連結されており、これによってダクト本体２からの流体漏れが防がれる。

ダクト本体２は、例えば溶融樹脂シートを金型で成形することにより形成されるものである。樹脂シートには、非発泡樹脂や発泡樹脂を用いることができ、非発泡樹脂シートを成形した場合にはソリッドダクトとして形成され、発泡樹脂シートを成形した場合には発泡ダクトとして形成される。

吸音材３には、例えば不織布や、樹脂発泡体等が用いられる。吸音材３としては、空気を通す材料が好ましい。吸音材３に樹脂発泡体を用いる場合には、気泡が連通気泡であることが好ましい。また、吸音材３として、空気を通さない部材（樹脂シートなど）に微細な穴を加工したものを用いることもできる。さらに、吸音材３として、空気を通さない部材を用い、当該部材とダクト本体２の内面との間に空間ができるように、当該部材を配置しても良い。

ダクト本体２と吸音材３の材質は、同じであっても異なっていてもよい。吸音材３を単にダクト本体２の内面に貼り付けるのであれば、吸音材３がダクト本体２から剥がれないように、ダクト本体２と吸音材３の接着強度をできるだけ高くすることが好ましいが、本実施形態では、吸音材３の少なくとも一つの側縁部３ａをダクト本体２で挟み込んでいるので、ダクト本体２と吸音材３の接着強度は、後述する成形過程において、図３（ｂ）に示すように、吸音材３を樹脂シート１４に仮止めできる程度の強度があればよい。従って、ダクト本体２の材質によらず、吸音材３の材質を自由に選択することができ、例えば、タクト本体２をポリプロピレンで成形する場合に、ＰＥＴ製の吸音材３を利用することができる。

ダクト本体２と吸音材３の間には中空部４が設けられており、この位置に中空部４が設けられることによって吸音効果が向上する。ダクト本体２は、吸音材３が配置される面にダクト本体２の外側に向かって突出する外側突出部２ｂを備えており、中空部４は、外側突出部２ｂと吸音材３の間に設けられる。また、外側突出部２ｂには、ダクト本体２の内側に向かって突出し且つダクト本体２の長手方向に延びるリブ２ｃが設けられている。さらに、図２（ｂ）に示すように、外側突出部２ｂには、ダクト本体２の内側に向かって突出し且つダクト本体２の幅方向に延びるリブ２ｉが設けられている。吸音材３がリブ２ｃ，２ｉに当接することによって、ダクト本体２の内圧によって吸音材３が変形することが抑制される。中空部４がリブ２ｉによって分断されることによって、図２（ｂ）に示すように、長手方向に複数の中空部４が並んで配置され、吸音材３は、長手方向に複数の中空部４に渡って配置される。図２（ｂ）に示すように、吸音材３の長手方向の端部３ｂは、薄厚になっており、且つダクト本体２の外側に向かって突出するように設けられたポケット２ｊ内に収容されている。このため、端部３ｂの、流路２ｄ側の面３ｂ１が、ダクト本体２の内面２ｋから突出しないようになっており、このため、流路２ｄを流れる空気の流れが乱されず、異音の発生が抑制される。端部３ｂの厚さは、特に限定されないが、１．０〜５．０ｍｍが好ましい。なお、図示の便宜上、図１及び図５では、リブ２ｉ及びポケット２ｊの図示を省略している。

吸音材３の長手方向の端部３ｂを薄厚にする方法は、特に限定されず、図３（ａ）〜（ｂ）の工程で吸音材３を金型１１，１２内に導入する前に予めプレス加工などによって端部３ｂを圧縮しておいてもよく、図３（ｂ）の工程で吸音材３を溶融樹脂シート１４に押し付ける際に端部３ｂに圧力を印加することによって溶融樹脂シート１４の熱で端部３ｂを溶融しながら端部３ｂを圧縮してもよい。また、端部３ｂを圧縮して薄厚にする代わりに、端部３ｂの元々の厚さがそれ以外の部分よりも薄い形状の吸音材３を用いてもよい。

なお、リブ２ｃは、必須ではなく、図５に示すように、中空部４を幅方向に分断しないようにしてもよい。リブ２ｉは、必須ではなく、中空部４を長手方向に分断しないようにしてもよい。また、リブ２ｃ、リブ２ｉの数、形状、サイズは、図２に示したもの以外であってもよい。また、中空部４を設けずに、吸音材３の全面をダクト本体２に密着させてもよい。また、外側突出部２ｂと吸音材３の間に中空部４を設ける代わりに、吸音材３に凹凸形状を設けることによってダクト本体２と吸音材３の間に中空部４を設けてもよい。

次に、本実施形態のダクト１の製造方法について説明する。本実施形態のダクト１を製造するには、図３（ａ）に示すように、ダクト形状に応じた一対の金型１１，１２を用意し、溶融樹脂シート（パリソン）１３，１４を金型１１，１２側から吸引することにより、溶融樹脂シート１３，１４を金型１１，１２に密着させる。金型１１，１２のパーティングラインＰＬは、図１に示すように、挟持部２ａの、側壁２ｅ側の面２ｆに設けられることが好ましい。この場合、金型１１，１２は、パーティングラインＰＬがこの位置に来るように設計され、その結果、挟持部２ａに対応する形状の凹部１２ａが金型１２に設けられ、溶融樹脂シート１４には、金型１２の凹部１２ａが転写されて凹部１４ａが形成される。パーティングラインＰＬが上述した位置に設けられるので、比較的深い凹部１４ａが溶融樹脂シート１４に転写され、図３（ｂ）の工程において吸音材３を凹部１４ａ内に配置することが容易になる。

次に、図３（ｂ）に示すように、吸音材３の側縁部３ａが溶融樹脂シート１４の凹部１４ａ内に配置されるように、ロボット等により、吸音材３を溶融樹脂シート１４に貼り付ける。吸音材３が溶融樹脂シート１４とは異なる材質（例：溶融樹脂シート１４よりも融点が高い材質）である場合には、吸音材３は、溶融樹脂シート１４には貼り付きにくいが、吸音材３を溶融樹脂シート１４に押し付ける等によって、通常は、少なくとも一時的に吸音材３を溶融樹脂シート１４に貼り付けることができる。また、吸音材３が溶融樹脂シート１４に貼り付かない場合は、例えば、金型１１，１２を図３（ｂ）の矢印Ｘ方向に傾けることによって吸音材３の側縁部３ａを凹部１４ａ内に保持することができる。

次に、図４に示すように、金型１１，１２を型締めし、吸音材３の側縁部３ａを溶融樹脂シート１３，１４で挟み込む。金型１１，１２には、金型１１，１２の内部に形成されるキャビティ１５を取り囲むようにピンチオフ部１１ｂ，１２ｂが設けられており、溶融樹脂シート１３，１４がピンチオフ部１１ｂ，１２ｂによって挟まれて潰される。溶融樹脂シート１３，１４のうちキャビティ１５の外側にある部分がバリ１６となり、ピンチオフ部１１ｂ，１２ｂによって挟まれた部分がバリ１６の切り取り線となる。

本実施形態では、型締め前の吸音材３の厚さ方向の長さは、凹部１４ａの深さ方向の長さよりも大きいので、吸音材３の側縁部３ａが溶融樹脂シート１３，１４で挟まれて圧縮される。このように型締め時に吸音材３の側縁部３ａを圧縮することによって、成形後に吸音材３の側縁部３ａが圧縮された状態で挟持部２ａによって保持される。この場合、側縁部３ａの復元力によって側縁部３ａが一対の壁面２ａ１，２ａ２に押し付けられるので、側縁部３ａがより確実に挟持部２ａによって保持される。なお、吸音材３の両側の側縁部３ａの一方又は両方において、吸音材３の厚さ方向の長さは、凹部１４ａの深さ方向の長さと同程度であってもよい。この場合、吸音材３の側縁部３ａは実質的に圧縮されずに、挟持部２ａによって保持される。型締め後には、金型１１，１２内にエアーの吹き込みを行っても行わなくてもよい。

次に、金型１１，１２を開いて成形品を取り出し、ピンチオフ部１１ｂ，１２ｂによって成形品に形成された切り取り線でバリ１６を切断して除去する。
以上の工程で、図１に示すダクト１が形成される。

１：ダクト、２：ダクト本体、３：吸音材、４：中空部、１１，１２：金型、１３，１４：溶融樹脂シート

Claims (7)

1. 筒状のダクト本体と、前記ダクト本体の内面側に配置される吸音材とを備えるダクトであって、
   前記ダクト本体は、対向する一対の壁面を備える挟持部を備え、
   前記吸音材の側縁部は、前記挟持部の前記一対の壁面によって両面側から挟まれ、
   前記一対の壁面は、幅方向の端部において前記吸音材を介さずに互いに連結されている、ダクト。
2. 前記ダクト本体は、対向する一対の壁面を備える挟持部を幅方向の両側に備え、
   前記吸音材の両側の側縁部は、それぞれ、前記挟持部の前記一対の壁面によって両面側から挟まれる、請求項１に記載のダクト。
3. 前記ダクト本体と前記吸音材の間に中空部が設けられる、請求項１又は２に記載のダクト。
4. 前記ダクト本体は、前記吸音材が配置される面に前記ダクト本体の外側に向かって突出する外側突出部を備え、前記中空部は、前記外側突出部と前記吸音材の間に設けられる、請求項３に記載のダクト。
5. 前記外側突出部は、前記ダクト本体の内側に向かって突出するリブを備え、
   前記吸音材が前記リブに当接して前記ダクト本体の内圧による前記吸音材の変形が抑制される、請求項４に記載のダクト。
6. 筒状のダクト本体となる一対の樹脂シートを溶融状態で金型に吸引して成形した後、前記樹脂シート上に吸音材を配置し、型締めを行って成形する工程を備え、
   前記金型は、前記吸音材の側縁部が前記一対の樹脂シートによって挟まれるように構成されており、
   前記一対の樹脂シートは、前記型締めによって前記吸音材を介さずに互いに連結される、ダクトの製造方法。
7. 前記吸音材の側縁部は、型締めの際に前記一対の樹脂シートによって圧縮される、請求項６に記載の方法。