JP2008229986A - 蛇腹中空体 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロー成形で製造された楕円形などの断面の蛇腹中空体において、蛇腹部の肉厚を周方向で均一として屈曲性を等方性とする。
【解決手段】膜長が所定値の長径部10と、一般部より膜長が大きな短径部11と、を周方向にそれぞれ有する蛇腹部とした。
長径部10は短径部11に比べて伸び量が大きくなるため肉厚が薄くなり、短径部11は肉厚が厚くなる。そこで短径部11に大膜長部を形成しておけば、伸び量が大きくなるため短径部11の谷部の肉厚を薄くすることができ、長径部10と同等の屈曲性とすることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブロー成形法で製造された蛇腹中空体に関する。本発明の蛇腹中空体は、自動車の吸気ダクトなどに用いることができる。

インレットとエアクリーナとの間に配設される吸気ダクトなどは、振動を吸収するため、あるいは組付時の作業性向上のために、蛇腹部を有している。吸気ダクトのような中空体は、ブロー成形法を用いて製造することが一般的である。ところが蛇腹部をもつ中空体をブロー成形法で製造した場合には、パリソンの伸長度合いが局部的に異なり、肉厚が局部的に異なる蛇腹部が形成される場合があった。

例えば吸気ダクトは、エンジンルームの限られた空間に配設する必要性から、上下方向のスペースを確保するために断面楕円形状あるいは断面長円形状に形成される場合が多い。このように断面において短径部と長径部を有する長円又は楕円の断面形状の蛇腹部をブロー成形法にて形成すると、中心軸から遠い長径部は肉厚が薄く、中心軸から近い短径部は肉厚が厚くなる。すると短径部の方が長径部より剛性が高くなり、蛇腹部の屈曲性に異方性が生じるという問題がある。

また断面真円形状の蛇腹部であっても、パリソンを横にして金型内に配置した後にブロー成形する製造法においては、パリソンの下側が先に金型に接触して冷却されるため伸びにくくなり、下側の肉厚が厚くなる。そのため周方向で肉厚が不均一となり、蛇腹部の屈曲性に異方性が生じるという問題がある。

そこで特開2000−097115号公報には、長円又は楕円の断面形状の蛇腹部をもつ中空体において、蛇腹部の山部と谷部間の高さ方向の距離を、短軸方向に延びている部分より長軸方向に延びている部分の方を大きくすることが記載されている。つまり蛇腹部の断面において、山部と谷部間の高さ方向の距離を長径部より短径部の方を大きくすることが記載されている。

ところが特開2000−097115号公報に記載の中空体では、山部の高さあるいは谷部の深さを変化させることで異方性を小さくしている。そのため、この中空体を吸気ダクトに適用した場合には、吸気ダクトの内径あるいは外径が従来より増大することとなり、吸気抵抗の増大あるいは周辺部品との干渉という問題が生じることが懸念される。
特開2000−097115号

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、蛇腹部における山部の頂部と隣接する谷部の底部との高さ方向の距離を周方向で一定とするとともに、内径あるいは外径を変更することなく蛇腹部の屈曲性を等方性とすることを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の蛇腹中空体の特徴は、中心軸方向に延びる蛇腹部をもちブロー成形にて製造された蛇腹中空体であって、蛇腹部における山部の頂部と隣接する谷部の底部との高さ方向の距離は周方向で一定であり、
蛇腹部は、一つの谷部の底部から谷部に隣接する山部の頂部に至る膜の長さである膜長が所定値の一般部と、一般部より膜長が大きな大膜長部と、を周方向にそれぞれ有することにある。

蛇腹部が断面において短径部と長径部を有する長円又は楕円の断面形状を有する場合は、大膜長部は短径部に形成する。この場合、短径部における山部の頂部の曲率半径を長径部における山部の頂部の曲率半径より大きくすることで、大膜長部を形成することができる。また、短径部における山部の頂部を平面形状とし長径部における山部の頂部を曲率半径を有する形状とすることで、大膜長部を形成することもできる。

山部の頂部の曲率半径は、長径部から短径部に向かって徐変されていることが望ましい。

大膜長部は、蛇腹部のうちパリソンが最初に金型に接触する部位に形成されていることが好ましい。

本発明の蛇腹中空体は、蛇腹部は、一つの谷部の底部からその谷部に隣接する山部の頂部に至る膜長が所定値の一般部と、一般部より膜長が大きな大膜長部とを有し、大膜長部が蛇腹部の周方向で局部的に有している。この蛇腹中空体は、ブロー成形にて製造されている。したがって膜長の長い大膜長部ではパリソンの伸び量が大きくなり、大膜長部は肉厚が薄くなる。

ここで、蛇腹部の断面形状が例えば長円形状あるいは楕円形状である場合を想定する。このような蛇腹部をブロー成形法で製造すると、長径部は短径部に比べて伸び量が大きくなるため肉厚が薄くなり、短径部は肉厚が厚くなる。そこで短径部に本発明にいう大膜長部を形成しておけば、特に短径部の谷部の肉厚を薄くすることができる。

すなわち本発明の蛇腹中空体によれば、短径部における屈曲性が向上するので、蛇腹部の周方向における屈曲性を等方性とすることができる。また蛇腹部における山部の頂部と隣接する谷部の底部との高さ方向の距離は周方向で一定であるので、吸気抵抗の増大あるいは周辺部品との干渉という問題も無い。

本発明の蛇腹中空体は、中心軸方向に延びる蛇腹部をもちブロー成形にて製造された蛇腹中空体である。その材質は、熱可塑性エラストマなどの軟質樹脂を用いることができる。

蛇腹部は、周方向に一般部と大膜長部とを有している。一般部は、従来の蛇腹部と同様に、例えば、断面略三角形の山部と、断面略逆三角形の谷部とからなるものである。膜長とは、一つの谷部の底部からその谷部に隣接する山部の頂部に至る膜の長さをいい、大膜長部とは膜長が一般部の膜長より長い部位をいう。大膜長部は蛇腹部の周方向で局部的に存在している。大膜長部は、一般的な断面三角形の山部の頂部の曲率半径を一般部の曲率半径より大きくする、あるいは山部の頂部を平面形状とすることで形成することができる。

蛇腹部における山部の頂部と隣接する谷部の底部との高さ方向の距離は、周方向で一定である。すなわち実施例で説明するように、図５及び図６に示す長径部の山高さｈ₁ と短径部の山高さｈ₂ とが等しい。これにより吸気ダクトに本発明を適用した場合には、内径あるいは外径が従来より増大することがなく、吸気抵抗の増大あるいは周辺部品との干渉という問題が生じることがない。

蛇腹部の断面形状は、例えば短径部と長径部を有する長円形状あるいは楕円形状とすることができる。断面において、中心軸から近い短軸方向の部位が短径部であり、中心軸から遠い長軸方向の部位が長径部である。この蛇腹部の場合は、一般部は長径部に形成され、短径部に大膜長部が形成される。

この蛇腹部においては、山部の頂部の曲率半径は、長径部から短径部に向かって徐変されていることが望ましい。曲率半径を急変させると、急変部に応力が集中して振動特性が悪化したり、破損し易くなるといった問題が生じる。

また大膜長部は、蛇腹部のうちパリソンが最初に金型に接触する部位に形成することもできる。この場合、蛇腹部の断面形状は真円形状であってもよい。例えばパリソンを横置きに金型に載置してからブロー成形する場合には、最初に金型に接触する下側の部位が冷却されて粘度が高くなる。粘度が高い部位はブロー成形時に伸びにくいので、一般にはその部位の肉厚が厚くなってしまう。

そこで蛇腹部のうち下側の金型で成形される部位、特にパリソンが最初に接触する型面で大膜長部を成形する。大膜長部を成形する型面の単位長さあたりの面積は他の型面の単に長さあたりの面積より大きいため、パリソンの下側部分は上側よりさらに伸ばされることとなり、形成される大膜長部の谷部の肉厚を薄くすることができる。したがって蛇腹部の屈曲性は、周方向で等方性となる。

なお、蛇腹部における大膜長部と一般部との膜長の差は、パリソンの膨張量、蛇腹中空体の肉厚、樹脂種などによって適宜決定される。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例では、図１に示す吸気ダクト 100に本発明を適用している。吸気ダクト 100は、一端にインレット 101を一体的に備え、他端がエアクリーナ 200に連結される。吸気ダクト 100には、振動を吸収し、組付時の取り回しを容易とするための蛇腹部１が形成されている。

（実施例１）
図２に蛇腹部１の斜視図を、図３及び図４に蛇腹部１の断面図を示す。蛇腹部１は楕円形状の断面をなし、中心軸Ｑから遠い長軸方向の部位に長径部10を有し、中心軸Ｑから近い短軸方向の部位に短径部11を有している。

Ｘ平面で切った長径部10の断面図を図３に、Ｘ平面と垂直なＹ平面で切った短径部11の断面図を図４に示す。長径部10は、断面三角形の山部12と、断面逆三角形の谷部13を有している。図５に拡大して示すように、谷部13の角度θ₁ は山部12の角度θ₂ と同一（θ₁ ＝θ₂ ）である。一つの谷部13a の底部から隣接する山部12a の頂部に至る表面はほぼ平面とみなされ、その膜長は図５の寸法Ｌ₁ に相当する。

一方、短径部11は、頂部が平坦な山部14と、断面逆三角形の谷部15を有している。図６に拡大して示すように、谷部15の角度θ₃ は長径部10の谷部13の角度θ₁ より小さく（θ₃ ＜θ₁ ）、一つの谷部15a の底部からは、長径部10に比べて鋭角に立ち上がる平面16が延び、隣接する山部14a の平坦部17に連続している。したがって膜長は、平面16の長さＬ₂ と平坦部17の長さＬ₃／２ との和（Ｌ₂ ＋Ｌ₃ ／２）となり、長径部10の膜長Ｌ₁ より長い。すなわち長径部10が本発明にいう一般部であり、短径部11が本発明にいう大膜長部である。

長径部10の山部12の高さｈ₁ は短径部11の山部14の高さｈ₂ と同一（ｈ₁ ＝ｈ₂ ）である。すなわち蛇腹部１における山部の頂部と隣接する谷部の底部との高さ方向の距離は、全周で一定である。したがって内径あるいは外径が従来より増大することがなく、吸気抵抗の増大あるいは周辺部品との干渉という問題が生じることがない。

本実施例の吸気ダクト１は、上方から下方に向かって押出された断面楕円形のパリソンを、左右一対の金型で挟持した後、パリソン内に圧縮空気を導入してブロー成形することで製造される。左右一対の金型の、長径部10に対応する型面には山部12及び谷部13に対応する長径部型面が形成され、短径部11に対応する型面には山部14及び谷部15に対応する短径部型面が形成されている。

膨張によって長径部型面に押圧されたパリソンは、中心軸からの距離が遠いため伸び量が大きくなり、形成される長径部10は肉厚が所定の厚さに形成される。一方、短径部型面に押圧されたパリソンは、中心軸からの距離が近いものの、膜長（Ｌ₂ ＋Ｌ₃ ／２）が長いため延び量が大きくなる。また、短径部型面は中心軸からの距離が近く、山部の膜長が長いため、パリソンの肉が山部14を形成する型面に流れ込み易い。そのため平坦部17の肉厚は谷部15より厚くなるが、短径部11の谷部15の肉厚は長径部10の谷部13の肉厚とほぼ同等となる。

したがって、短径部11の屈曲性が長径部10とほぼ同等となり、得られた吸気ダクトは蛇腹部１の周方向の屈曲性が等方性となる。

なお本実施例では、短径部11の山部14に平坦部17を形成したが、図７に示すように、山部14の頂部の曲率半径を長径部10の山部14の曲率半径より大きくしてもよい。このようにしても、短径部11の膜長（Ｌ₂ ＋Ｌ₃ ／２）を長径部10の膜長Ｌ₁ より大きくすることができ、周方向の屈曲性が等方性の蛇腹部を形成することができる。

（実施例２）
本実施例の吸気ダクトは、図８に示すように、断面真円形状の蛇腹部２を有している。蛇腹部１の周方向の一部には、実施例１と同様の山部12と谷部13とが交互に形成された一般部20を有し、中心軸Ｑに対して一般部20と反対側には、実施例１と同様の山部14と谷部15とが交互に形成された大膜長部21を有している。一般部20と大膜長部21とは、同等の屈曲性に形成されている。また山部12、14の頂部と隣接する谷部13、15の底部との高さ方向の距離は、全周で一定である。

この吸気ダクトを製造するには、図９、図10に示すように、断面真円形状のパリソン２’を下型30の型面に載置し、下型30と上型31とで挟持する。その後パリソン２’内に圧縮空気を導入してブロー成形する。下型30の最下部には、山部14及び谷部15に対応する大膜長部型面32が形成され、上型31の最上部には山部12及び谷部13に対応する一般部型面33が形成されている。大膜長部型面32と一般部型面33との間には、大膜長部型面32から一般部型面33へ滑らかに連結する中間型面が形成されている。

パリソン２’は先ず下型30の大膜長部型面32に当接するため、冷却によって下型30の型面に当接する下側部分の粘度が上側部分の粘度より高くなる。したがってブロー成形時には、下側部分の方が上側部分より伸びにくい。しかし下型30の大膜長部型面32は、単位長さあたりの面積が一般部型面33の単位長さあたりの面積より大きいため、パリソン２’の下側部分は上側部分よりさらに伸ばされることとなり、上型31で形成される一般部20の谷部13より、下型30で形成される大膜長部21の谷部15の肉厚が薄くなる。これにより蛇腹部２は周方向の屈曲性が等方性となる。

すなわち、従来の製造方法で製造された吸気ダクトでは、蛇腹部のうち下型の型面で成形された部分の肉厚が厚くなり、蛇腹部の屈曲性に異方性が生じていた。しかも断面真円形状であるため、外観から肉厚の厚い部分を見極めることは困難である。そのため組付方向性が無い形状の吸気ダクトなどの場合には、制振性などが低下する場合が考えられる。

しかし本実施例の吸気ダクトによれば、蛇腹部２は周方向で屈曲性が等方性となる。したがって組付方向性が無い形状の場合であっても、制振性などに不具合が生じることがない。

本発明の一実施例に係る吸気ダクトを用いた吸気システムの説明図である。 本発明の一実施例に係る吸気ダクトの要部斜視図である。 本発明の一実施例に係る吸気ダクトの蛇腹部を図２に示すＸ平面で切った要部断面図である。 本発明の一実施例に係る吸気ダクトの蛇腹部を図２に示すＹ平面で切った要部断面図である。 図３の要部を拡大した説明図である。 図４の要部を拡大した説明図である。 本発明の一実施例に係る吸気ダクトの他の態様を示し、図４相当の要部断面図である。 本発明の第２の実施例に係る吸気ダクトの要部断面図である。 本発明の第２の実施例に係る吸気ダクトの製造方法を示し、パリソンを金型内に配置した状態の縦断面図である。 本発明の第２の実施例に係る吸気ダクトの製造方法を示し、パリソンを金型内に配置した状態の横断面図である。

符号の説明

１：蛇腹部 10：長径部（一般部） 11：短径部（大膜長部）

Claims (6)

1. 中心軸方向に延びる蛇腹部をもちブロー成形にて製造された蛇腹中空体であって、
   該蛇腹部における山部の頂部と隣接する谷部の底部との高さ方向の距離は周方向で一定であり、
   該蛇腹部は、一つの谷部の底部から該谷部に隣接する山部の頂部に至る膜の長さである膜長が所定値の一般部と、該一般部より該膜長が大きな大膜長部と、を周方向にそれぞれ有することを特徴とする蛇腹中空体。
2. 前記蛇腹部は断面において短径部と長径部を有する長円又は楕円の断面形状を有し、前記大膜長部は該短径部に形成されている請求項１に記載の蛇腹中空体。
3. 前記短径部における山部の頂部の曲率半径を前記長径部における山部の頂部の曲率半径より大きくすることで、前記大膜長部が形成されている請求項２に記載の蛇腹中空体。
4. 前記短径部における山部の頂部を平面形状とし前記長径部における山部の頂部を曲率半径を有する形状とすることで、前記大膜長部が形成されている請求項２に記載の蛇腹中空体。
5. 前記山部の頂部の曲率半径は、前記長径部から前記短径部に向かって徐変されている請求項３又は請求項４に記載の蛇腹中空体。
6. 前記大膜長部は、前記蛇腹部のうちパリソンが最初に金型に接触する部位に形成されている請求項１に記載の蛇腹中空体。

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