JP2007176316A

JP2007176316A - 自動車用ダクト及びその製造方法

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Publication number: JP2007176316A
Application number: JP2005377292A
Authority: JP
Inventors: Teruo Shiraishi; 輝男白石
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】エア漏れが少なく、しかも吸音性及び断熱性の良好な自動車用エアダクトを提供する。
【解決手段】横断面が相対的に融点の低い低融点樹脂の部分と相対的に融点の高い高融点樹脂の部分で構成されている複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布の片面に緻密層１６を形成し、前記片面に緻密層１６が形成された不織布１１ｂを、前記低融点樹脂の溶融温度以上で且つ前記高融点樹脂の溶融温度未満の温度に加熱し、凹型５１と凸型５３でプレスすることにより、緻密層１６を有する断面略凹状の半体に賦形し、前記半体の二つを内面が対向するようにして側部で接合一体化する。
【選択図】図４

Description

この発明は、自動車用ダクト及びその製造方法に関する。

従来、エンジンの吸気ダクトやエアコンのエアダクト等として用いられる自動車用ダクトの製造方法として、次の方法が知られている。第１の方法は、熱可塑性バインダーを含む不織布の両面を加熱プレスして断面略凹状の半体に賦形し、前記半体同士をその側部で接合して自動車用ダクトとする方法である。第２の方法は、不織布の片面にフィルムを積層して加熱プレス等で断面略凹状の半体に賦形し、次に前記プラスチックフィルムが外側となるようにして前記半体同士をその側部で接合して自動車用ダクトとする方法である。第３の方法は、プラスチック製中空筒状体の成形方法として多用されているブロー成形法により、自動車用ダクトを製造する方法がある。

しかし、第１の方法で製造された自動車用ダクトは、不織布による通気性を有するため、エア漏れが発生してダクトを通過するエアの量が減少する問題がある。また、通気性を低くするため、加熱プレス時に不織布の圧縮程度を上げると、ダクトの厚みが薄くなって断熱性能が低下したり、吸音性能が低下したりするようになる。一方、第２の方法で製造された自動車用ダクトは、プラスチックフィルムの積層によってコストが増大すると共に、通気性が殆ど無くなるため吸音性能が低下する問題がある。また、第３の方法で製造された自動車用ダクトは、通気性の無い硬いプラスチックで構成されているため、吸音性や断熱性が低い問題がある。

特開平１１−３４３９３８号公報特開２００２−３０２８５８号公報

この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、ダクト壁面からのエア漏れが少なく（ダクト壁面の通気性が低く）、しかも吸音性及び断熱性の高い自動車用エアダクトの提供を目的とする。

請求項１の発明は、不織布からなる自動車用ダクトにおいて、前記不織布は、横断面が相対的に融点の低い低融点樹脂の部分と相対的に融点の高い高融点樹脂の部分で構成されている複合熱可塑性合成樹脂繊維からなり、前記自動車用ダクトを構成する前記不織布の片面には、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維が加熱溶融して形成された緻密層を有することを特徴とする。

請求項２の発明は、横断面が相対的に融点の低い低融点樹脂の部分と相対的に融点の高い高融点樹脂の部分で構成されている複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布の片面を、前記高融点樹脂の溶融可能な温度に加熱した加熱体で押圧して溶融させることにより、前記不織布の片面に緻密層を形成する緻密層形成工程と、前記片面に緻密層が形成された不織布を、前記低融点樹脂の溶融温度以上で且つ前記高融点樹脂の溶融温度未満の温度に加熱し、凹型と凸型でプレスすることにより、前記緻密層を有する断面略凹状の半体に賦形する賦形工程と、前記半体を内面側が空気通路となるように車両内装部材またはもう一つの半体と接合する接合工程と、よりなることを特徴とする自動車用ダクトの製造方法に係る。

請求項３の発明は、請求項２において、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維が、芯を前記高融点樹脂の部分とし、前記芯の周囲を包囲する鞘を前記低融点樹脂の部分とする芯鞘構造からなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、自動車用ダクトを構成する不織布の片面に緻密層を有するため、ダクト壁面の通気性を低くでき、ダクト壁面からのエア漏れを少なくすることができる。しかも、請求項１の発明によれば、不織布の他面には緻密層を設けないため、繊維状態を維持することができ、良好な吸音性及び断熱性を発揮することができる。

請求項２の発明によれば、不織布の片面については、緻密層形成工程において、不織布を構成する複合熱可塑性合成樹脂繊維の高融点樹脂が溶融可能な温度の加熱体で押圧して溶融させるため、低融点樹脂の部分のみならず高融点樹脂の部分についても溶融させることができ、低通気性の緻密層を不織布の片面に容易かつ確実に形成することができる。また、前記片面に緻密層が形成された不織布を、賦形工程において、前記低融点樹脂の溶融温度以上で且つ前記高融点樹脂の溶融温度未満に加熱し、凹型と凸型でプレスすることにより断面略凹状の半体に賦形しているため、前記緻密層以外の部分において前記低融点樹脂の部分が溶融し、その後に賦形形状で繊維間溶着して硬化するので、前記半体が断面略凹状に形状固定されると共に、前記高融点樹脂の部分が溶融しないことから、適度な繊維間隔を維持することができる。したがって、前記緻密層以外の部分では繊維状態を維持することができる。さらに、前記半体を内面側が空気流通路となるように車両用内装材またはもう一つの半体と接合して自動車用ダクトとする接合工程によって得られる自動車用ダクトは、緻密層によってダクト壁からのエア漏れが少なく、しかも緻密層を持たない面の繊維状態によって良好な吸音性及び断熱性を発揮することができる。

また、請求項３の発明によれば、前記不織布を構成する複合熱可塑性合成樹脂繊維が、芯を高融点樹脂の部分とし、芯の周囲を包囲する鞘を低融点樹脂の部分とする芯鞘構造からなるため、前記賦形工程の際に、複合熱可塑性合成樹脂繊維の外周側にあって加熱されやすい低融点樹脂の部分が容易に溶融し、その後に賦形形状で繊維間溶着して硬化することにより、賦形形状の固定性が高くなると共に、芯を構成する高融点樹脂の部分に熱が加わりにくく溶融しないことから、複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布の特性を維持することができ、自動車用ダクトを剛性の高いものにすることができる。

以下この発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動車用ダクトの一部を示す斜視図、図２は同実施形態における複合熱可塑性合成樹脂繊維の例を示す断面図、図３は本発明の製造方法における一実施形態の緻密層形成工程を示す図、図４は同実施形態における賦形工程を示す図、図５は同実施形態における接合一体化工程を示す図である。

図１に示す本発明の一実施形態に係る自動車用ダクト１０は、不織布からなる半体１１同士が筒状（図示の例では角筒状）に接合されたもので構成され、前記半体１１の内面側が空気流通路１７とされている。なお、前記自動車用ダクト１０は、自動車用ダクト１０が装着される自動車に応じて適宜の屈曲形状及び外面形状とされる。

前記半体１１は、断面略凹状からなると共に、両側の側部に外方へ突出したフランジ部１２が形成されており、前記側部のフランジ部１２を融着等で接合して前記自動車用ダクト１０とされている。

前記不織布は、横断面が相対的に高融点樹脂の部分と低融点樹脂の部分で構成されている複合熱可塑性合成樹脂繊維で形成されている。また、前記高融点樹脂の部分と低融点樹脂の部分は、それぞれ線長方向に形成されている。前記複合熱可塑性合成樹脂繊維としては、図２の（２−Ａ）に示す芯鞘構造のものや、（２−Ｂ）に示す放射状構造のものが挙げられる。図２の（２−Ａ）に示す芯鞘構造のものにあっては、中心の芯が高融点樹脂の部分２１、外周の鞘が低融点樹脂の部分２２である。一方、図２の（２−Ｂ）に示す扇形に区画された放射状構造のものにあっては、繊維の横断面が高融点樹脂の部分３１と低融点樹脂の部分３２とによって扇形に区画されている。特に（２−Ａ）に示す芯鞘構造のものは自動車用ダクト１０の剛性を高くすることができるために好ましいものである。

前記複合熱可塑性合成樹脂繊維の例として、高融点樹脂部分がポリプロピレン、低融点樹脂部分がポリエチレンからなるものや、高融点樹脂部分がポリエステル、低融点樹脂部分がポリエチレンからなるものなどを挙げることができる。前記複合熱可塑性合成樹脂繊維は、０．８〜２０デニールのものが好ましい。また、前記不織布の目付量は、自動車用ダクトの剛性を維持できる範囲で設定され、一般には３００〜１０００ｇ／ｍ^２である。前記芯鞘構造の複合熱可塑性合成樹脂繊維として、品名：ＮＢＦ、ダイワボウ製を挙げることができる。

また、前記自動車用ダクト１０の内面、すなわち前記半体１１の内面１５を構成する前記不織布の片面には、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維の加熱溶融によって形成された緻密層１６を有し、前記緻密層１６によってダクト壁からのエア漏れを少なくしている。また、前記緻密層１６は、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維における高融点樹脂の部分と低融点樹脂の部分の両方が溶融して密度が高くなっている。

それに対して、前記不織布における緻密層１６を除く部分では、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維における低融点樹脂の部分が加熱溶融による塑性変形をしており、前記高融点樹脂の部分の塑性変形及び繊維間の溶着によって前記半体１１の形状固定がなされている。また、前記不織布における緻密層１６を除く部分は、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維における高融点樹脂の部分が加熱による溶融を生じてなく、繊維としての形態が残されていることから通気性を有している。そのため、前記不織布における緻密層１６を除く部分で構成される前記自動車用ダクト１０の外面側、すなわち前記半体１１の外面１３側は繊維状を有し、自動車用ダクト１０の内側から漏れる音に対し良好な吸音性と断熱性により表面結露を効果的に防ぐことができる。

次に前記自動車用ダクト１０の製造方法について説明する。前記自動車用ダクト１０の製造方法は、緻密層形成工程と、賦形工程と、接合一体化工程よりなる。

緻密層形成工程では、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布の片面を加熱押圧処理して前記片面に前記緻密層１６を形成する。前記加熱押圧処理は、図３に示すロール式のものや熱板式（図示せず）のものが挙げられる。前記ロール式の加熱押圧処理においては、熱ロール４１と低温ロール４２間に前記複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布１１ａを供給して、前記不織布１１ａの片面１４ａを前記熱ロール４１で押圧することにより、前記片面１４ａを溶融して緻密層１６を形成する。符号１１ｂは片面に緻密層１６が形成された不織布を示す。前記熱ロール４１の温度は、前記不織布１１ａを構成する複合熱可塑性合成樹脂繊維における高低融点樹脂の溶融温度以上とされ、一方前記低温ロール４２の温度は、前記不織布１１ａを構成する複合熱可塑性合成樹脂繊維における低融点樹脂の溶融温度未満とされる。なお、熱板式の加熱押圧処理においては、前記不織布１１ａの片面を、熱板で押圧することにより行われる。前記熱板の温度は、前記不織布１１ａを構成する複合熱可塑性合成樹脂繊維における高融点樹脂の溶融温度以上とされる。また、前記片面に緻密層１６が形成された不織布１１ｂは、前記自動車用ダクト１０の半体１１の大きさに合わせて適宜裁断され、次の賦形工程に供給される。

賦形工程では、前記片面に緻密層１６の形成された不織布１１ｂを前記低融点樹脂の溶融温度以上で且つ前記高融点樹脂の溶融温度未満の温度に加熱し、図４に示すように、凹の型面５２を有する凹型５１と凸の型面５４を有する凸型５３間に、前記不織布１１ｂを、前記緻密層１６側が前記凸型５３を向くようにして配置し、前記凹型５１と前記凸型５３で前記不織布１１ｂをプレスして断面略凹状に賦形し、内面に前記緻密層１６を有する半体１１を得る。前記凹型５１と前記凸型５３は常温〜４０℃程度が好ましい。なお、本実施形態では、前記半体１１は二つ一組として形成される。また、本実施形態では、前記賦形工程によって前記半体１１の両側側部に外向きのフランジ部１２が同時に賦形されている。前記凹型５１の型面５２は、前記半体１１の外面形状に合わせて形成され、一方前記凸型５３の型面５４は前記半体１１の内面形状に合わせて形成されている。

前記賦形工程において、前記不織布１１ｂを前記複合熱可塑性合成樹脂繊維における低融点樹脂の溶融温度以上で且つ高融点樹脂の溶融温度未満の温度に加熱して前記凹型５１と凸型５３でプレスしているため、前記不織布１１ｂは、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維の低融点樹脂の部分のみが溶融して変形し、その後の硬化によって前記断面略凹状に形状固定され、また、前記緻密層１６以外の部分では高融点樹脂の部分が溶融せず、繊維間の通気性が確保される。

接合一体化工程では、図５に示すように、前記半体１１の二つを内面１５側が前記空気流通路（図１に符号１７で示す部分）を構成するように対向させて側部のフランジ部１２で接合一体化し、図１に示す自動車用ダクト１０を得る。前記接合一体化は、二つの半体１１におけるフランジ部１２を重ねて熱板５１で加熱プレスする等してフランジ部１２を融着するなどによって行われる。

なお、前記賦形工程後、あるいは前記接合一体化工程後に、適宜トリミングを行って周囲の不要部分を除去する。

また、前記実施形態においては、ダクト内の通気抵抗を増やさないために緻密層１６をダクトの内面１５に配したが、緻密層１６を外面１３に配してもよい。図６に示す他の実施形態の自動車用ダクト１０Ａは、前記緻密層１６をダクトの外面１３に配した半体１１Ａ同士を接合した例である。前記緻密層１６をダクトの外面１３に有する自動車用ダクト１０Ａを製造するには、前記賦形工程において、加熱した前記不織布１１ｂを前記緻密層１６が凹型５１を向くように前記凹型５１と前記凸型５３間に配してプレスすればよく、他の工程については前記緻密層１６をダクトの内面１５に有する前記自動車用ダクト１０を製造する場合と同様である。

さらに、図７及び図８に示すように、前記半体１１，１１Ａを、インストルメントパネル等の車両内装部材Ｍと直接接合して自動車用ダクト１０Ｂ，１０Ｃを構成してもよい。なお、図７に示す自動車用ダクト１０Ｂは内面１５に緻密層１６を有する場合、図８に示す自動車用ダクト１０Ｃは外面１３に緻密層１６を有する場合である。

芯の部分がポリプロピレン（融点１６５℃）、鞘の部分がポリエチレン（融点１３０℃）からなる芯鞘構造の複合熱可塑性合成樹脂繊維（２．０デニール）で形成されている不織布（目付量５００ｇ／ｍ^２）を、温度１７０℃の熱ロールと常温の低温ロール間に供給して、熱ロールと接触する不織布の片面を押圧し該片面に緻密層を形成した。緻密層が片面に形成された不織布を１０００×１０００ｍｍに裁断した後、１４０℃に加熱し、不織布の緻密層が凸型を向くようにして３０〜４０℃の凹型と凸型間に配し、凹型と凸型を閉じて不織布をプレスして、断面略凹状の半体を形成した。また同様にして他の半体を形成した。得られた半体は、両側側部に外向きのフランジ部を有する。なお、前記凹型の型面は、深さ５０ｍｍ、縦６００ｍｍ、横３００ｍｍであり、一方前記凸型の型面は、閉型時に凹型の型面との間に２ｍｍの賦形用隙間を形成する寸法とされている。次に前記半体の二つを内面が対向するようにして組み合わせ、側部のフランジ部を重ねて温度１７０℃の熱板で熱プレスすることによりフランジ部を融着し、二つの半体を筒状に一体化させて、図１に示す自動車用ダクト１０を得た。

また、本発明のダクトにおける吸音性とエア漏れの性能を確認するため、１）通常のブロー成形ダクト、２）緻密層を設けない不織布からなるダクト、３）内面に緻密層を設けた不織布からなるダクト（本実施例のダクト）について、以下の方法で吸音性とエア漏れを測定した。なお、１）〜３）のダクトは同形状からなる。

吸音性の測定は、図９に示すように、音源（スピーカ）にダクトの一端を接続して音源側のマイクロフォンが８０ｄＢとなるようにから音源（スピーカ）からホワイトノイズを出し、ダクトの他端にはダクトの開口方向に対して６０°方向に、かつダクトの他端から１００mm離れた位置に配置したマイクロフォン（集音装置）で集音し、騒音計で測定することにより行った。その結果、１）通常のブロー成形ダクトは４５ｄＢ、２）緻密層を設けない不織布からなるダクトは３７ｄＢ、３）内面に緻密層を設けた不織布からなるダクト（本実施例のダクト）は３７ｄＢであった。この結果から、３）本実施例のダクトは緻密層が完全に通気性を遮断していないため音が適度に逃げ、通常のブローダクトに比べて減音が良好であることを確認することができた。

一方、エア漏れの測定は、図１０に示すように、吸音性で用いたのと同じダクトを用い、そのダクト内に一端から動圧試験装置で１２０ｍ^３／ｈの風を送り、ダクト出口の開口中央部の流速を風速計（ＫＮＯＭＡＸＡＮＥＭＯＭＡＳＴＥＲＭＯＤＥＬ６０１１）で測定する、流速測定（流量代用）により行った。その結果、１）通常のブロー成形ダクトは１０．２ｍ／ｓ、２）緻密層を設けない不織布からなるダクトは７．９５ｍ／ｓ、３）内面に緻密層を設けた不織布からなるダクト（本実施例のダクト）は９．９４ｍ／ｓであった。この結果から、３）本実施例のダクトは緻密層を設けたことにより、通常のブローダクトと同等の吹き出し量（流速）を確保でき、エア漏れを防止して騒音を低減することができるのがわかる。

本発明の一実施形態に係る自動車用ダクトの一部を示す斜視図である。同実施形態における複合熱可塑性合成樹脂繊維の例を示す断面図である。本発明の製造方法における一実施形態の緻密層形成工程を示す図である。同実施形態における賦形工程を示す図である。同実施形態における接合一体化工程を示す図である。緻密層を外面に有する自動車用ダクトの一部を示す斜視図である。緻密層を内面に有する半体と車両内装部材とを接合した自動車用ダクトの断面図である。緻密層を外面に有する半体と車両内装部材とを接合した自動車用ダクトの断面図である。吸音性の測定方法を示す図である。エア漏れの測定方法を示す図である。

符号の説明

１０自動車用ダクト
１１半体
１１ａ複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布
１１ｂ片面に緻密層の形成された不織布
１２フランジ部
１３半体の外面
１４ａ不織布の片面
１５半体の内面
１６緻密層
２１，３１複合熱可塑性合成樹脂繊維における高融点樹脂の部分
２２，３２複合熱可塑性合成樹脂繊維における低融点樹脂の部分
４１熱ロール
４２低温ロール
５１凹型
５３凸型

Claims

不織布からなる自動車用ダクトにおいて、
前記不織布は、横断面が相対的に融点の低い低融点樹脂の部分と相対的に融点の高い高融点樹脂の部分で構成されている複合熱可塑性合成樹脂繊維からなり、
前記自動車用ダクトを構成する前記不織布の片面には、前記複合熱可塑性合成樹脂繊維が加熱溶融して形成された緻密層を有することを特徴とする自動車用ダクト。
横断面が相対的に融点の低い低融点樹脂の部分と相対的に融点の高い高融点樹脂の部分で構成されている複合熱可塑性合成樹脂繊維からなる不織布の片面を、前記高融点樹脂の溶融可能な温度に加熱した加熱体で押圧して溶融させることにより、前記不織布の片面に緻密層を形成する緻密層形成工程と、
前記片面に緻密層が形成された不織布を、前記低融点樹脂の溶融温度以上で且つ前記高融点樹脂の溶融温度未満の温度に加熱し、凹型と凸型でプレスすることにより、前記緻密層を有する断面略凹状の半体に賦形する賦形工程と、
前記半体を内面側が空気通路となるように車両内装部材またはもう一つの半体と接合する接合工程と、
よりなることを特徴とする自動車用ダクトの製造方法。
前記複合熱可塑性合成樹脂繊維が、芯を前記高融点樹脂樹脂の部分とし、前記芯の周囲を包囲する鞘を前記低融点樹脂の部分とする芯鞘構造からなることを特徴とする請求項２に記載の自動車用ダクトの製造方法。