(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6442848
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】ダクト及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
F24F 13/02 20060101AFI20181217BHJP
B60H 1/00 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
F24F13/02 H
F24F13/02 E
B60H1/00 102L
【請求項の数】5
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2014-69318(P2014-69318)
(22)【出願日】2014年3月28日
(65)【公開番号】特開2015-190713(P2015-190713A)
(43)【公開日】2015年11月2日
【審査請求日】2016年12月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】000104674
【氏名又は名称】キョーラク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】SK特許業務法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】玉田 輝雄
【審査官】
安島 智也
(56)【参考文献】
【文献】
特開平11−094341(JP,A)
【文献】
特開2000−171085(JP,A)
【文献】
特開2003−306025(JP,A)
【文献】
特開2006−248344(JP,A)
【文献】
特開2007−038420(JP,A)
【文献】
特開2009−269219(JP,A)
【文献】
特開2010−145003(JP,A)
【文献】
特開2013−010263(JP,A)
【文献】
特許第6233626(JP,B2)
【文献】
特許第6281292(JP,B2)
【文献】
実開昭57−046010(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F24F 13/02
B60H 1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記吸音材は、樹脂フィルムを介して前記ダクト本体の内面に貼り付けられており、
前記ダクト本体は、樹脂製であり、
前記樹脂フィルムは、前記ダクト本体の内面に溶着されており、
前記吸音材は、前記ダクト本体の長手方向の少なくとも一方の端部の流路側の面が前記ダクト本体の内面に向かって傾斜している、ダクト。
【請求項2】
前記樹脂フィルムは、前記ダクト本体と融点が同じか又は前記ダクト本体よりも融点が低い材料からなる、請求項1に記載のダクト。
【請求項3】
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、樹脂フィルムを介して吸音材を配置し、型締めを行って成形する工程を備え、
前記樹脂フィルムは、前記樹脂シートからの熱によって溶融されて前記樹脂シートに貼り付けられる、ダクトの製造方法。
【請求項4】
前記樹脂フィルムは、前記吸音材が前記樹脂シート上に配置される前に、前記吸音材に固定される、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記樹脂フィルムは、前記樹脂シートと融点が同じか又は前記樹脂シートよりも融点が低い材料からなる、請求項3又は請求項4に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダクト及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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、気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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2003−42389号公報
【特許文献2】特開平6−272948公報
【特許文献3】特開2001−180250公報
【特許文献4】実開昭60−188618公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【課題を解決するための手段】
【0014】
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、前記吸音材は、樹脂フィルムを介して前記ダクト本体の内面に貼り付けられる、ダクトが提供される。
【0015】
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。
【0016】
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ポリウレタンやPETである場合には吸音材がダクト本体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。
【0017】
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、樹脂フィルムを介して吸音材をダクト本体の内面に貼り付ければ、樹脂フィルムを適切に選択することにより、吸音材をダクト本体に強固に貼り付けることができることを見出し、本発明の完成に到った。
【0018】
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、前記樹脂フィルムは、前記ダクト本体と融点が同じか又は前記ダクト本体よりも融点が低い材料からなる。
好ましくは、前記吸音材は、前記ダクト本体の長手方向の少なくとも一方の端部の流路側の面が前記ダクト本体の内面に向かって傾斜している。
【0019】
また、本発明は、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、樹脂フィルムを介して吸音材を配置し、型締めを行って成形する工程を備える、ダクトの製造方法を提供するものである。
好ましくは、前記樹脂フィルムは、前記吸音材が前記樹脂シート上に配置される前に、前記吸音材に固定される。
好ましくは、前記樹脂フィルムは、前記樹脂シートと融点が同じか又は前記樹脂シートよりも融点が低い材料からなる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】本発明の一実施形態の吸音ダクトの概略斜視図である。
【
図2】(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3】
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4】
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5】
図1の吸音ダクトの変形例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
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。
【0022】
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、気体(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3,23とを備える。吸音材3,23は、それぞれ、樹脂フィルム3c,23cを介して、ダクト本体2の内面に貼り付けられる。
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。
【0023】
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。
【0024】
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からの気体漏れが防がれる。
【0025】
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。
【0026】
吸音材3,23には、例えば不織布や、樹脂発泡体等が用いられる。吸音材3,23としては、空気を通す材料が好ましい。吸音材3,23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3,23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3,23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。吸音材3,23としては、ガラスウール、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどが使用可能である。
【0027】
ダクト本体2と吸音材3,23の材質は、同じであっても異なっていてもよい。吸音材3,23をダクト本体2の内面に直接貼り付けるのであれば、吸音材3,23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3,23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、樹脂フィルム3c,23cを介して、吸音材3,23をダクト本体2の内面に貼り付けるので、吸音材3,23がダクト本体2に貼り付きにくい材質である場合にも、樹脂フィルム3c,23cを適切に選択することによって、吸音材3,23をダクト本体2の内面に強固に貼り付けることができる。例えば、ダクト本体2の材質がポリプロピレンであり、吸音材3,23の材質がポリウレタンフォームである場合、吸音材3,23をダクト本体2の内面に直接貼り付けることができないが、ダクト本体2に貼り付きやすい材質からなる樹脂フィルム3c,23cを介在させることによって、吸音材3,23をダクト本体2の内面に強固に貼り付けることができる。また、樹脂フィルム3c,23cは、ダクト本体2と融点が同じか又はダクト本体2よりも融点が低い材料からなるフィルムが好ましく、具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン(LDPE、LLDPE)などのポリオレフィンフィルムが好ましい。この場合、
図3〜
図4に示すように、ダクト本体2となる一対の溶融状態の樹脂シート13,14からの熱によって、樹脂フィルム3c,23cが溶融されることによって樹脂フィルム3c,23cを樹脂シート13,14に対して容易に貼り合わせることができるからである。
【0028】
樹脂フィルム3c,23cを吸音材3,23に対して固定する方法は、特に限定されず、溶着又は接着などの手段によって固定することができる。
【0029】
なお、吸音材3については、そ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、樹脂フィルム3cを省略しても吸音材3をダクト本体2に固定することは可能である。但し、吸音材3がダクト本体2に貼り付かない場合、吸音材3は、その側縁部3aのみにおいてダクト本体2によって保持されるので、ダクト本体2内に気体が流れたときに吸音材3が振動しやすい。一方、吸音材3とダクト本体2の間に樹脂フィルム3cを介在させた場合、吸音材3の長手方向の端部3bや、吸音材3とリブ2c,2iとの当接面において、吸音材3がダクト本体2に固定されるので、ダクト本体2内に気体が流れたときに吸音材3が振動することが抑制される。
【0030】
なお、本実施形態では、樹脂フィルム3c,23cは、吸音材3,23の略全面に渡って設けられているが、樹脂フィルム3c,23cは、吸音材3,23の、ダクト本体2の内面に対向する面の一部にのみ設けてもよい。例えば、吸音材3については、
図2(a)〜(b)に示すポケット2jや、リブ2c,2iに対向する部位にのみ樹脂フィルム3cを設けてもよい。
【0031】
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。また、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。
【0032】
図2(b)に示すように、吸音材3の長手方向の端部3bは、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内に収容されており、端部3bの、流路2d側の面3b1は、ダクト本体2の内面2kに向かって傾斜している。このため、流路2dを流れる気体の流れが乱されず、異音の発生が抑制される。端部3bの末端での厚さは、特に限定されないが、1.0〜5.0mmが好ましい。また、吸音材23についても、長手方向の端部23bの、流路2d側の面23b1がダクト本体2の内面2kに向かって傾斜することによって流路2dを流れる気体の流れの乱れを抑制している。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。
【0033】
吸音材3,23の長手方向の端部3b,23bを傾斜させる方法は、特に限定されず、
図3(a)〜(b)の工程で吸音材3,23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,23bを加工しておいてもよく、
図3(b)の工程で吸音材3,23を溶融樹脂シート14,13に押し付ける際に端部3b,23bに圧力を印加することによって溶融樹脂シート14,13の熱で端部3b,23bを溶融しながら端部3b,23bを圧縮してもよい。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
また、
図3(a)に示すように、予め、樹脂フィルム3c,23cが接着剤などを用いて固定された吸音材3,23を準備する。
【0037】
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、樹脂フィルム3cを介して吸音材3を溶融樹脂シート14に貼り付ける。また、樹脂フィルム23cを介して吸音材23を溶融樹脂シート13に貼り付ける。
【0038】
吸音材3が溶融樹脂シート14には貼り付きにくい材質からなる場合でも、樹脂フィルム3cを介在させているので、吸音材3を溶融樹脂シート14に容易に貼り付けることができる。同様に、吸音材23が溶融樹脂シート13には貼り付きにくい材質からなる場合でも、樹脂フィルム23cを介在させているので、吸音材23を溶融樹脂シート13に容易に貼り付けることができる。また、樹脂フィルム3c,23cを介在させることによって、溶融樹脂シート13,14からの熱が吸音材3,23には伝達されにくくなり、その結果、吸音材3,23が熱によって変質することが抑制される。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【符号の説明】
【0042】
1:ダクト、2:ダクト本体、3,23:吸音材、3c,23c:樹脂フィルム、4:中空部、11,12:金型、13,14:溶融樹脂シート