JP2008297936A - Duct for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車用ダクトに関する。 The present invention relates to an automobile duct.
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として、次のものが知られている。例えば、熱可塑性バインダーを含む不織布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なる自動車用ダクトや、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なる自動車用ダクト、あるいは、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製造された自動車用ダクトなどがある。 Conventionally, the following are known as automobile ducts used as an intake duct of an engine, an air duct of an air conditioner, or the like. For example, a non-woven fabric containing a thermoplastic binder is heated and pressed to form a half body having a substantially concave cross section, and the half body is joined at its side part, and a film is laminated on one side of the nonwoven fabric. A car duct formed by forming a half body having a substantially concave cross section with a heating press or the like, and then joining the half bodies on the side so that the plastic film is on the outside, or a plastic hollow There is an automobile duct manufactured by a blow molding method that is frequently used as a method for molding a cylindrical body.
しかし、前記熱可塑性バインダーを含む不織布を加熱プレスした自動車用ダクトは、不織布を軟化するまで加熱してプレスにより賦形するため、不織布の目付量が少ないと、剛性が不足してプレス時にコーナー部等で破れることがある。また、プレス時に不織布が破れるのを防ぐため、不織布の目付量を増大させると、加熱やプレス時の時間が長くなって成形時間が増大したり、自動車用ダクトの重量が増加したり、製品コストが増大したり、通気性の低下によって自動車用ダクトの吸音性能が低下したりする問題が発生する。 However, the automotive duct in which the nonwoven fabric containing the thermoplastic binder is heated and pressed is heated until the nonwoven fabric is softened and shaped by pressing. May be torn. In order to prevent the nonwoven fabric from being broken during pressing, increasing the fabric weight of the nonwoven fabric increases the time required for heating and pressing, increasing the molding time, increasing the weight of the automobile duct, and increasing the product cost. There arises a problem that the sound absorption performance of the automobile duct is lowered due to an increase in air permeability or a decrease in air permeability.
一方、不織布の片面にフィルムを積層して加熱プレスし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製品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。 On the other hand, automotive ducts, which are laminated with a film on one side of a non-woven fabric and heated and pressed, have a problem that the product cost increases due to the lamination of the plastic film and the sound absorption performance is lowered because air permeability is almost lost.
また、ブロー成形法により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。 Moreover, since the duct for motor vehicles manufactured by the blow molding method is comprised with the hard plastic with no air permeability, there exists a problem that a sound absorption property and heat insulation are low.
この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、不織布や合成樹脂発泡体等の多孔質体を用いた自動車用ダクトにおいて、多孔質体の目付量や厚みを増大させることなくダクトの剛性を高めて製造時の破れを防ぐことができると共に、軽量で、通気量のコントロールが可能な自動車用ダクトの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in an automobile duct using a porous body such as a nonwoven fabric or a synthetic resin foam, the rigidity of the duct without increasing the basis weight or thickness of the porous body. The purpose of the present invention is to provide a duct for automobiles that can prevent tearing during manufacturing by increasing the pressure and that is lightweight and capable of controlling the air flow rate.
請求項1の発明は、多数の貫通孔を有する合成樹脂シートの片面に多孔質体が積層一体化された積層体から形成され、前記多孔質体が前記合成樹脂シートの孔の位置で前記孔内に入り込んで他の位置よりも厚みが大になっていることを特徴とする自動車用ダクトに係る。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1において、前記合成樹脂シートの貫通孔の位置では他の位置よりも前記多孔質体の密度が粗になっていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the density of the porous body is coarser at the positions of the through holes of the synthetic resin sheet than at other positions.
請求項3の発明では、請求項1または2において、前記合成樹脂シートがダクトの内側、前記多孔質体がダクトの外側とされていることを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、請求項1から3の何れか一項において、前記合成樹脂シートと前記多孔質体が、加熱されてプレスによって一体化および賦形されていることを特徴とする。
The invention of
請求項5の発明は、請求項4において、前記合成樹脂シートが前記多孔質体よりも融点の低いものからなり、前記合成樹脂シートの合成樹脂が前記多孔質体内に入り込んで前記多孔質体にからまっていることを特徴とする。
The invention according to
請求項1の発明によれば、多数の貫通孔を有する合成樹脂シートの片面に多孔質体が積層一体化された積層体から自動車用ダクトが形成されているため、自動車用ダクトの製造時に加熱してプレスにより合成樹脂シートと多孔質体を賦形する際には、多孔質体のみの場合と比べて合成樹脂シートの存在によって剛性が高くなることから、多孔質体の厚みを増大させたり、多孔質体として不織布を用いる場合に不織布の目付量を過度に増大させたりしなくても、コーナー部等で破れるのを防ぐことができ、自動車用ダクトを品質が良好で軽量なものにすることができる。さらに、請求項1の発明によれば、自動車用ダクトは、合成樹脂シートが多数の貫通孔を有するため、合成樹脂シートの貫通孔部分で多孔質体を介して通気性を確保することができ、その通気性によって吸音性を良好なものとすることができる。しかも、貫通孔のサイズや数等によって通気性のコントロールが可能である。また、合成樹脂シートの貫通孔の位置で多孔質体が貫通孔内に入り込んで他の位置よりも厚みが大になっているため、ダクト内の音が貫通孔の位置で多孔質体を通って外部へ漏れるのを抑えることができると共に、吸音性を高めることができる。また、多孔質体が合成樹脂シートの貫通孔の位置で貫通孔内に入り込んでいるため、多孔質体と合成樹脂シートの一体性が高く、自動車用ダクトの管壁の剛性を高くすることができる。
According to the first aspect of the present invention, the automobile duct is formed from the laminate in which the porous body is laminated and integrated on one surface of the synthetic resin sheet having a large number of through holes. Then, when shaping the synthetic resin sheet and the porous body by pressing, the rigidity increases due to the presence of the synthetic resin sheet compared to the case of only the porous body, so the thickness of the porous body can be increased. When using non-woven fabric as the porous body, it is possible to prevent tearing at corners, etc. without excessively increasing the basis weight of the non-woven fabric, and to make automobile ducts of good quality and light weight be able to. Furthermore, according to the invention of
請求項2の発明によれば、合成樹脂シートの貫通孔の位置では他の位置よりも多孔質体の密度が粗になっているため、多孔質体の厚みが合成樹脂シートの貫通孔の位置で大になっていても、吸音性を良好とするのに必要な通気性が不足するのを防ぐことができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、合成樹脂シートがダクトの内側、多孔質体がダクトの外側とされているため、合成樹脂シートの貫通孔部分でのみ多孔質体がダクト内に露出していることになり、ダクト内を空気が通過する際に多孔質体表面の凹凸と接触することによる空気の通過抵抗増大を抑えることができ、ダクト内の空気の流れを良好にすることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、合成樹脂シートと多孔質体が、加熱されてプレスによって一体化および賦形されているため、自動車用ダクトの製造を容易、安価に行うことができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、合成樹脂シートが多孔質体よりも融点の低いものからなるため、プレスする際の加熱温度を合成樹脂シートの融点以上で多孔質体の融点よりも低い温度とすれば、多孔質体の溶融変形を防ぐことができ、多孔質体の溶融変形による通気性及び吸音性の低下を防止することができる。また、合成樹脂シートの合成樹脂が多孔質体内に入り込んで多孔質体にからまっているため、合成樹脂シートと多孔質体の一体化を強固なものとすることができる。
According to the invention of
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を示す斜視図、図2は図1の自動車用ダクトの一部を示す斜視図、図3は図2の3−3断面図、図4は合成樹脂シートと多孔質体の斜視図、図5は製造装置の概略図、図6はプレス時を示す断面図、図7はダクト半体同士の接合時を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. 1 is a perspective view showing an automobile duct according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a part of the automobile duct of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. Is a perspective view of the synthetic resin sheet and the porous body, FIG. 5 is a schematic view of the manufacturing apparatus, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the time of pressing, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing the time of joining the duct halves.
図1から図3に示す本発明の一実施形態に係る自動車用ダクト10は、断面略凹状の半体11同士が凹面11aを内側となるようにして側部のフランジ部12で接合された管状体からなり、前記管状体の内側が空気流通路17(図3に示す)とされている。前記フランジ部12の接合は融着等で行われている。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断面形状及び屈曲形状とされる。
The
前記半体11は、多数の貫通孔22を有する合成樹脂シート21の片面に多孔質体31が積層一体化された積層体41から形成されている。図4に前記多数の貫通孔22を有する合成樹脂シート21を示す。前記多数の貫通孔22を有する合成樹脂シート21は、合成樹脂シートに多数の貫通孔22が所定間隔で形成されたものであって、合成樹脂製網状体(あるいはネット)とも称される。前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31は、加熱されてプレスされることによって一体化および賦形が行われている。
The
前記貫通孔22は、合成樹脂シートの製造時に形成されたものであっても、あるいは合成樹脂シートの製造後にパンチング加工等によって形成されたものでもよい。前記貫通孔22の形状、大きさおよび数は、適宜とされるが、例として一辺3〜10mm程度の正方形からなり、貫通孔と貫通孔の中心間隔が5〜10mm程度のものを挙げる。
The through
前記合成樹脂シート21の厚みは、前記半体11を成形する際の成形性や、自動車用ダクト10における剛性等を考慮して決定されるが、例として、1〜4mm程度の厚みを挙げる。
The thickness of the synthetic resin sheet 21 is determined in consideration of moldability when the
前記合成樹脂シート21の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性合成樹脂とされ、融点が前記多孔質体31の融点よりも低いものが好ましい。前記合成樹脂シート21の融点を前記多孔質体31の融点よりも低くすれば、加熱してプレスにより前記半体11を成形する際に、加熱温度を前記合成樹脂シート21の融点以上で前記多孔質体31の融点より低い温度とすれば、プレス時に前記多孔質体31が溶融変形して多孔質性が損なわれ、それにより多孔質体の通気性や吸音性、すなわちダクトの通気性や吸音性が低下するのを防止することができる。また、前記合成樹脂シート21の合成樹脂は、加熱されてプレスされるため、プレス時に多孔質体31内に入り込んで多孔質体31の骨格や繊維にからまり、それにより前記合成樹脂シート21と多孔質体31の一体化が強固となっている。
The synthetic resin sheet 21 is made of a thermoplastic synthetic resin such as polyethylene or polypropylene, and preferably has a melting point lower than that of the
前記多孔質体31は、不織布や連通気泡構造の合成樹脂発泡体等からなる。前記連通気泡構造の合成樹脂発泡体の一例としてポリウレタン発泡体を挙げる。前記多孔質体31の厚みは、材質によって異なるが、例として1〜5mm程度を挙げる。また、前記多孔質体31は、図3に示すように、前記合成樹脂シート21の貫通孔22の位置で貫通孔22内に入り込んで他の位置よりも厚みが大になっている。この構成によって、ダクト内の音が前記貫通孔22の位置で多孔質体31を通って外部へ漏れるのを抑えることができると共に、吸音性を高めることができる。また、前記多孔質体31が前記合成樹脂シート21の貫通孔22の位置で貫通孔22内に入り込んでいることにより、前記多孔質体31と合成樹脂シート21の一体性が高く、自動車用ダクト10の管壁の剛性を高くすることができる。
The
さらに、前記多孔質体31は、前記合成樹脂シート21の貫通孔22の位置で非圧縮とされるか、あるいは他の位置よりも圧縮程度が低くされ、これにより、前記合成樹脂シート21の貫通孔22の位置では他の位置よりも前記多孔質体31の密度が粗に(不織布にあっては繊維間が粗く、一方、発泡体にあっては密度が低く)なっている。そのため、前記多孔質体31の厚みが前記合成樹脂シート21の貫通孔22の位置で大になっていても、吸音性を良好にするのに必要となる通気性が不足するのを防ぐことができる。
Furthermore, the
前記自動車用ダクト10において、前記合成樹脂シート21はダクトの内側、前記多孔質体31はダクトの外側とされるのが好ましい。この構成により、前記合成樹脂シート21の貫通孔22部分でのみ多孔質体31がダクト内に露出していることになり、ダクト内を空気が通過する際に多孔質体31表面の凹凸と接触することによる空気の通過抵抗増大を抑えることができ、ダクト内の空気の流れを良好にすることができる。
In the
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、加熱工程、プレス工程および半体接合工程とよりなる。
A method for manufacturing the
前記自動車用ダクト10の製造に用いる製造装置の一例を図5に示す。図5に示す製造装置51は、前記半体11を連続的に製造するためのものであって、前記多数の貫通孔22を有する合成樹脂シート21と前記多孔質体31を一方向へ供給する供給手段53と、前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31の供給途中に設けた加熱手段55と、前記加熱手段55よりも前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31の進行方向前方に設けた凹型57と凸型59とよりなる。なお、前記供給手段53は、図示の例では駆動モータ(図示せず)で一方向へ回転するようにされた駆動ローラで構成され、前記駆動ローラ上に載置された前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31を駆動ローラの回転方向へ供給する。
An example of a manufacturing apparatus used for manufacturing the
前記多数の貫通孔22を有する合成樹脂シート21と前記多孔質体31は、前記合成樹脂シート21が前記多孔質体31よりも融点の低いものとされ、融点の高い前記多孔質体31上に融点の高い前記合成樹脂シート21が載置されて一方向へ供給される。
The synthetic resin sheet 21 having the numerous through-
前記加熱手段55の位置では加熱工程が行われる。前記加熱工程では、少なくとも前記合成樹脂シート21を加熱する。前記加熱手段55は、電気ヒーター等、適宜の加熱装置で構成され、図示のように前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31を挟むように上下に配置して、前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31の両方を加熱する他、前記合成樹脂シート21側のみを加熱するように片側(上側)のみに配置してもよい。前記加熱手段55による加熱温度は、前記合成樹脂シート21の融点以上で前記多孔質体31の融点より低く設定され、前記多孔質体31が溶融変形しないようにされる。前記加熱された合成樹脂シート21と前記多孔質体31は、前記凹型57と凸型59の位置に供給される。その供給時、前記加熱により融点よりも高い温度になっている前記合成樹脂シート21は、前記加熱により融点よりも低い温度になっている前記多孔質体31上に載置されているため、前記合成樹脂シート21を多孔質体31が下から支えて合成樹脂シート21が自重で変形するのを防止することができ、前記凹型57と凸型59の間に前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31を正しく配置することができる。
A heating step is performed at the position of the heating means 55. In the heating step, at least the synthetic resin sheet 21 is heated. The heating means 55 is composed of an appropriate heating device such as an electric heater, and is arranged vertically so as to sandwich the synthetic resin sheet 21 and the
前記プレス工程ではコールドプレスが行われる。すなわち、図6に示すように、前記加熱工程で加熱された前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31を重ねて前記凹型57と前記凸型59でプレスし、一体化及び賦形を行う。前記凹型57は前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31の下方に位置し、一方、前記凸型59は上方に位置し、前記合成樹脂シート21が前記凸型59へ向けて配置されると共に前記多孔質体31が前記凹型57へ向けて配置され、前記凹型57と前記凸型59を接近させることにより、前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31のプレスが行われる。前記凹型57により前記自動車用ダクト10の外面側が形成され、前記凸型59により自動車用ダクト10の内面側が形成される。
In the pressing step, cold pressing is performed. That is, as shown in FIG. 6, the synthetic resin sheet 21 heated in the heating step and the
前記プレスによって、前記合成樹脂シート21における前記貫通孔22以外の骨格部分24(図4等に示す)では、前記多孔質体31を前記骨格部分24に圧接して圧縮する一方、前記貫通孔22の部分では前記多孔質体31を前記貫通孔22内へ入り込ませて前記骨格部分24に圧接している前記多孔質体31の部分よりも圧縮程度を低く、あるいは非圧縮とする。これにより、前記合成樹脂シート21における前記貫通孔22以外の骨格部分24では、前記合成樹脂シートの合成樹脂が前記多孔質体31内に入り込んで前記多孔質体31にからまり、前記合成樹脂シート21と前記多孔質体31の一体化が強固なものとなる。一方、前記合成樹脂シート21における前記貫通孔22の部分では、前記多孔質体31が前記貫通孔22以外の骨格部分24よりも粗な構造となると共に厚みが大になる。
In the skeleton portion 24 (shown in FIG. 4 and the like) other than the through
前記プレス工程後、前記凹型57および凸型59で賦形された部分の周囲を切断して断面略凹状の前記ダクト半体11を得る。次いで、半体接合工程を行う。半体接合工程では、図7に示すように、前記ダクト半体11同士を凹面11aが内側となって互いに対向するようにし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、二つのダクト半体11におけるフランジ部12を重ねて熱板71でプレスする等してフランジ部12を融着する方法等によって行われる。
After the pressing step, the periphery of the portion formed by the concave mold 57 and the convex mold 59 is cut to obtain the
なお、前記自動車用ダクトの製造は、図5のような連続製造装置を用いる方法に限定されず、所定寸法に裁断した合成樹脂シートおよび多孔質体を用いて、一個単位あるいは所定個数単位で製造する方法であってもよい。 The production of the automobile duct is not limited to the method using the continuous production apparatus as shown in FIG. 5, and is produced in a unit or a predetermined number of units using a synthetic resin sheet and a porous body cut into a predetermined size. It may be a method to do.
5mm×5mmからなる正方形の貫通孔が7mm間隔(貫通孔の中心間隔)で形成された厚み2mmのポリエチレン樹脂製合成樹脂シート(融点135℃)と、多孔質体として目付量50g/m2、厚み1mmの不織布(PP繊維、融点160℃)を用い、前記加熱温度を140℃とし、前記凹型を下側に位置させる一方、前記凸型を上側に位置させて、前記多孔質体上に前記合成樹脂シートを重ねて前記凹型と前記凸型でプレスして一体化及び賦形を行った。そして、賦形された部分の周囲を切断して断面略凹状のダクト半体を得た。次いで、前記ダクト半体同士を側部のフランジ部で重ねて、180℃の熱板でフランジ部をプレスして融着することにより、75mm×80mmの四角形断面からなる長さ600mmの直管状自動車用ダクトを製造した。得られた自動車用ダクトは、コーナー部で破れが無く、軽量なものであった。 A 2 mm thick synthetic resin sheet made of polyethylene resin (melting point 135 ° C.) in which square through holes of 5 mm × 5 mm are formed at intervals of 7 mm (center distance between the through holes), and a basis weight of 50 g / m 2 as a porous body, Using a non-woven fabric (PP fiber, melting point 160 ° C.) having a thickness of 1 mm, the heating temperature is 140 ° C., the concave mold is positioned on the lower side, the convex mold is positioned on the upper side, and the porous body is placed on the porous body. The synthetic resin sheets were stacked and pressed with the concave mold and the convex mold to perform integration and shaping. And the circumference | surroundings of the shaped part were cut | disconnected and the duct half body of cross-sectional substantially concave shape was obtained. Next, the duct halves are overlapped with each other at the side flange portion, and the flange portion is pressed and fused with a hot plate at 180 ° C., thereby a straight tubular automobile having a length of 600 mm and a square cross section of 75 mm × 80 mm. Ducts were manufactured. The obtained automobile duct was lightweight without tearing at the corners.
10 自動車用ダクト
11 ダクト半体
12 フランジ部
21 合成樹脂シート
22 貫通孔
31 多孔質体
55 加熱手段
57 凹型
59 凸型
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