JP2012063107A - 可撓性の消音ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで、且つ消音性に優れたダクト２の提供。
【解決手段】ダクト２は、本体４と外層６とからなる。外層６は、本体４の外周面に積層されている。本体４は、筒状である。本体４は、内層８と発泡体層１０とからなる。発泡体層１０は、内層８の外周面に積層されている。内層８は、第一通気層１２と補強体１４とからなる。外層６は、第二通気層１６と非通気層１８とからなる。第一通気層１２及び第二通気層１６は、不織布からなる。発泡体層１０は、連続気泡を含んでいる。非通気層１８は、樹脂フィルムからなる。樹脂フィルムは、螺旋状に巻かれている。樹脂フィルムの幅Ｗ１は、螺旋のピッチＰよりも小さい。樹脂フィルムの側縁３０は、隣接する側縁３０と離間している。この離間により、ダクト２の表面に溝３２が形成されている。この溝３２においては、第二通気層１６が露出している。
【選択図】図２

Description

本発明は、可撓性を有する消音ダクトに関する。詳細には、本発明は、主に冷暖房用空気の移送等に用いられるダクトに関する。

冷暖房用空気の移送に、ダクトが用いられている。このダクトへの要求性能として、可撓性を有することが挙げられる。可撓性を有するダクトは、屈曲自在である。従って、このダクトが用いられた空調設備では、「エルボー」と称される「Ｌ」字状の継手は不要である。このダクトへの他の要求性能として、消音性に優れることが挙げられる。消音性に優れたダクトが用いられた空調設備では、冷暖房機器から生じるノイズが伝播されにくい。この空調設備ではさらに、室内で発せられた音や声が隣室に伝播されにくい。

特開平１１−６３３８０号公報には、通気性繊維層、連続気泡層及び気密性層を備えたダクトが開示されている。気密性層は、連続気泡層の外側に位置している。このダクトでは、連続気泡層が消音性に寄与する。

特開２００４−１７００７３公報には、連続気泡を有する第一の発泡樹脂層と、この第一の発泡樹脂層の外側に位置しており独立気泡を有する第二の発泡樹脂層とを備えたホースが開示されている。第二の発泡樹脂層は、発泡樹脂テープが螺旋状に巻かれることで得られる。このテープの側縁は、隣接する側縁と熱融着されている。このホースでは、第一の発泡樹脂層が消音性に寄与し、第二の発泡樹脂層が断熱性及び気密性に寄与する。

特開平１１−６３３８０号公報 特開２００４−１７００７３公報

従来のダクトでは、連続気泡層が薄い場合、消音性が不十分である。連続気泡層が厚いダクトは、消音性に優れる。しかし、厚い連続気泡層に起因して、このダクトの外径は大きい。このダクトは、狭いスペースには設置され得ない。

本発明の目的は、コンパクトでありながら消音性に優れたダクトの提供にある。

本発明に係る可撓性の消音ダクトは、
（１）筒状であり、消音層を含み、且つ通気性を有する本体
及び
（２）この本体の外周面に積層されており、且つ通気性部と非通気性部とを有する外層
を備える。

好ましくは、通気性部は、螺旋状である。好ましくは、通気性部の軸方向幅とこの通気性部の螺旋のピッチとの比は、１／５０以上１／６以下である。

好ましくは、外層は、通気性シートと、この通気性シートの表側又は裏側に位置しておりこの通気性シートと一体とされた非通気性シートとを有する。

本発明に係る消音ダクトでは、通気性部を有する外層が消音性に寄与する。このダクトでは、厚みが大きな消音層は不要である。従って、このダクトはコンパクトである。

図１は、本発明の一実施形態に係る消音ダクトの一部が示された断面斜視図である。 図２は、図１のダクトの一部が示された部分切り欠き正面図である。 図３は、図１のダクトの製造の様子が示された斜視図である。 図４（ａ）は本発明の他の実施形態に係るダクトの一部が示された正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。 図５（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るダクトの一部が示された部分切り欠き正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１及び２に示されたダクト２は、本体４と外層６とからなる。外層６は、本体４の外周面に積層されている。本体４は、筒状である。本体４は、内層８と、消音層たる発泡体層１０とからなる。発泡体層１０は、内層８の外周面に積層されている。内層８は、第一通気層１２と補強体１４とからなる。外層６は、第二通気層１６と非通気層１８とからなる。このダクト２の外径Ｄ１は、典型的には５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下である。このダクト２の内径Ｄ２は、典型的には４０ｍｍ以上２２０ｍｍ以下である。

第一通気層１２は、不織布からなる。不織布は、繊維からなる。不織布は、繊維が織られることなく、且つシート状を呈するように形成されたものである。第一通気性シートには、
（１）ニードルパンチ法によって繊維同士を絡ませた不織布
（２）スパンボンド不織布のように、繊維同士を、熱融着により又は接着剤により、結合 させた不織布
の両方が用いられうる。不織布は、通気性である。この不織布の厚みは、典型的には０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

第一通気層１２は、テープ状の不織布が螺旋状に巻かれることで形成されている。図２に示されるように、不織布の側縁２０は、隣接する側縁２０と突き合わされている。側縁２０の近傍が、隣接する側縁２０の近傍と重ね合わされてもよい。第一通気層１２は、ダクト２の内周面を画定する。

不織布の好ましい材質は、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂である。第一通気層１２には、不織布以外に、通気性を有する種々のシートが用いられ得る。例えば、メッシュ状シート（ネット状シート）、パンチングシート及び織布が、第一通気層１２に用いられ得る。

補強体１４は、線状である。補強体１４は、第一通気層１２の外周面の上に、螺旋状に巻かれている。図２に示されるように、補強体１４の幅は、螺旋のピッチよりも小さい。従って、補強体１４の側縁は、隣接する側縁と離間している。この離間は、ダクト２の可撓性に寄与しうる。

補強体１４は、底部２２と凸部２４とからなる。底部２２は、隣接する２つの不織布の上に跨って位置している。換言すれば、補強体１４は、この不織布の側縁２０の直上に位置している。補強体１４は、典型的には、ダクト２の他の部分を構成する材料よりも高剛性な材料からなる。後に詳説されるように、底部２２は不織布に接合されている。この接合により、第一通気層１２と補強体１４とが一体となっている。補強体は、内層８が筒状を維持することに寄与する。補強体１４の好ましい材質は、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂である。補強体１４が、モノフィラメントからなってもよい。補強体１４が、金属線からなってもよい。

発泡体層１０は、第一通気層１２及び補強体１４の外側に位置している。発泡体層１０は、本体４の外周面を画定する。発泡体層１０は、補強体１４の凸部２４と当接している。発泡体層１０は、補強体１４とは接合されていない。接合されていないことは、ダクト２の可撓性に寄与する。発泡体層１０が、補強体１４と接合されてもよい。

発泡体層１０は、連続気泡を有するポリマー成形体からなる。典型的には、気泡は、熱分解型発泡剤の発泡によって形成される。用いられる熱分解型発泡剤としては、アゾ化合物、ニトロソ化合物及びトリアゾール化合物が例示される。機械攪拌法等の物理的発泡方法により、ポリマー成形体が得られてもよい。連続気泡を有するので、このポリマー成形体は、通気性である。このポリマー成形体は、音波を通過させうる。従ってこのポリマー成形体は、音を吸収する。このポリマー成形体は、ダクト２の消音性に寄与する。

消音性の観点から、このポリマー成形体の厚みは５ｍｍ以上が好ましく、７ｍｍ以上が特に好ましい。後述されるように、このダクト２では、外層６が消音性に寄与する。従って、厚みが小さなポリマー成形体が用いられても、ダクト２の優れた消音性が維持されうる。厚みが小さなポリマー成形体を有するダクト２は、コンパクトである。コンパクトの観点から、ポリマー成形体の厚みは１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下が特に好ましい。

発泡体層１０は、テープ状のポリマー成形体が螺旋状に巻かれることで形成されている。図２に示されるように、ポリマー成形体の側縁２６は、隣接する側縁２６と突き合わされている。側縁２６は、隣接する側縁２６とは接合されていない。接合されていないことは、ダクト２の可撓性に寄与する。側縁２６が、隣接する側縁２６と接合されてもよい。側縁２６とこれに隣接する側縁２６との間に隙間が存在するように、発泡体層１０が形成されてもよい。

典型的なポリマー成形体は、ポリウレタンフォームである。ポリマー成形体に代えて、又はポリマー成形体と共に、音を吸収しうる他の材料から消音層が形成されてもよい。他の材料としては、木綿のような綿、グラスウール、厚みの大きな不織布等が例示される。

前述の通り、第一通気層１２は通気性であり、発泡体層１０も通気性である。さらに、非通気性である補強体１４は、第一通気層１２の一部のみを覆っている。従って、本体４は、全体として通気性である。

第二通気層１６は、不織布（本発明に言う「通気性シート」）からなる。第一通気層１２の不織布と同等の不織布が、第二通気層１６に用いられ得る。第二通気層１６は、テープ状の不織布が螺旋状に巻かれることで形成されている。図２に示されるように、不織布の側縁２８は、隣接する側縁２８と突き合わされている。側縁２８の近傍が、隣接する側縁２８の近傍と重ね合わされてもよい。第二通気層１６に、メッシュ状シート（ネット状シート）、パンチングシート及び織布が用いられてもよい。

第二通気層１６は、発泡体層１０とは接合されていない。接合されていないことは、ダクト２の可撓性に寄与する。第二通気層１６が、発泡体層１０と接合されてもよい。

非通気層１８は、樹脂フィルム（本発明に言う「非通気性シート」）からなる。非通気層１８は、第二通気層１６の外周面の上に、テープ状の樹脂フィルムが螺旋状に巻かれることで得られている。後に詳説されるように、樹脂フィルムは第二通気層１６に接合されている。樹脂フィルムの好ましい材質は、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂である。第二通気層１６の内側に、樹脂フィルムが存在してもよい。

ダクト２の可撓性の観点から、樹脂フィルムの厚みは０．５ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以下が特に好ましい。非通気層１８の成形容易の観点から、この厚みは０．０５ｍｍ以上が好ましい。

図２に示されるように、樹脂フィルムの幅Ｗ１は、螺旋のピッチＰよりも小さい。従って、樹脂フィルムの側縁３０は、隣接する側縁３０と離間している。この離間により、ダクト２の表面に溝３２が形成されている。この溝３２においては、第二通気層１６が露出している。このダクト２では、溝３２は通気性部に相当する。一方、樹脂フィルムは、非通気性部に相当する。このダクト２では、外層６は、通気性部及び非通気性部を有している。樹脂フィルムが螺旋状に巻かれているので、溝３２も螺旋状を呈する。図２では、溝３２の幅が矢印Ｗ２で示されている。溝３２の深さは、樹脂フィルムの厚みと一致する。本実施形態では、螺旋のピッチは３０ｍｍに設定されており、溝３２の幅Ｗ２は２ｍｍに設定されている。

このダクト２では、内部の空気が、本体４と外層６の通気性部とを通過して、溝３２から外部へと移動しうる。従って、このダクト２の内部を通過する音は、外部へと放出されうる。よって、このダクト２では、ダクト２の内部の音の伝播が抑制されうる。

このダクト２では、外層６が通気性部を有しているので、ダクト２の内側からみた空気の挙動は、あたかも発泡体層１０の外側に局部的に背後空気層が存在する場合の挙動と一致する。換言すれば、あたかも背後空気層が存在するかのように、振動する空気が消音層を通過する際の粒子速度が大きくなって、より効率的に消音層が空気の振動を減衰させうる。このダクト２の消音性は、外層全体が非通気性部であるダクトのそれに比べて優れている。本発明者が得た知見によれば、発泡体層１０として厚みが７ｍｍであるウレタンフォームが用いられたときのダクト２の消音性は、外層全体が非通気性部であり且つ厚みが２５ｍｍであるグラスウールが用いられた従来のダクトの消音性と、同等である。本発明に係るダクト２では、消音性とコンパクトとが両立されうる。

このダクト２では、軸方向に沿って通気性部と非通気性部とが交互に現れる。従って、消音効果がダクト２の全長に渡って発揮される。通気性部（溝３２）はさらに、ダクト２の可撓性にも寄与する。

このダクト２の内部を移動する冷気又は暖気は、通気性部を通過して外部へと漏れ出す。しかし、通気性部の面積が小さいので漏れ出しの程度は小さく、従って冷暖房効率に大きな悪影響を与えない。

通気性部（溝３２）の軸方向幅Ｗ２とこの通気性部の螺旋のピッチＰとの比は、消音性及び可撓性の観点から１／５０以上が好ましく、１／３０以上が特に好ましい。冷暖房効率の観点から、この比は１／６以下が好ましく、１／１０以下が特に好ましい。

消音性及び可撓性の観点から、幅Ｗ２は１ｍｍ以上が好ましい。冷暖房効率の観点から、幅Ｗ２は５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下が特に好ましい。ピッチＰは、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましい。

図３には、図１のダクト２の製造の様子が示されている。この製造に用いられる装置３３は、成形軸３４を備えている。この成形軸３４は、図示されない駆動手段により駆動されて、回転送り動作を行う。回転方向が、図３において符号Ｒで示されている。送り方向が、図３において矢印Ａで示されている。この製造装置３３は、既知である。この製造装置３３が用いられる製造方法は、「スパイラル法」と称されている。

図３に示された装置３３が用いられた製造方法では、テープ状の不織布３６が成形軸３４の上に供給され、成形軸３４に螺旋状に巻かれる。不織布３６の側縁２０は、隣接する側縁２０と突き合わされる。この不織布３６により、第一通気層１２が形成される。

ポリマー組成物が加熱され、溶融される。このポリマー組成物が押出機から押し出され、半溶融状態の線材３８が得られる。この線材３８が第一通気層１２の上に供給され、螺旋状に巻かれる。線材３８は、第一通気層１２の不織布の側縁２０の直上に配置される。この線材３８が凝固することにより、補強体１４が得られる。凝固により、第一通気層１２と補強体１４とが融着される。融着により、内層８が得られる。

この内層８の上にテープ状のポリマー成形体４０が供給され、螺旋状に巻かれる。ポリマー成形体４０の側縁２６は、隣接する側縁２６と突き合わされる。このポリマー成形体４０により、発泡体層１０が形成される。

この発泡体層１０の上にテープ状の不織布４２が供給され、螺旋状に巻かれる。不織布の側縁２８は、隣接する側縁２８と突き合わされる。この不織布により、第二通気層１６が形成される。

この第二通気層１６の上にテープ状の樹脂フィルム４４が供給され、螺旋状に巻かれる。前述の通り、樹脂フィルム４４の幅Ｗ１はピッチＰよりやや小さいので、この巻回によって溝３２が形成される。この樹脂フィルム４４がヒーターで加熱されて溶融し、冷却されて凝固させられる。溶融及び凝固により、第二通気層１６と樹脂フィルム４４とが融着される。樹脂フィルム４４からは、非通気層１８が形成される。

この方法により、ダクト２が容易且つ低コストで製造されうる。この方法では、樹脂フィルム４４の幅Ｗ１を変更するのみで、溝３２の幅Ｗ２が調整されうる。従って、ダクト２の消音性が調整されうる。

このダクト２では、第二通気層１６が不織布４４から形成されている。適切な密度の不織布４４が選択されることにより、通気性部（溝３２）からの空気の漏れ出しが適度に抑制されうる。この不織布４４はさらに、消音にも寄与しうる。

このダクト２では、融着によって第二通気層１６と非通気層１８とが接合されている。接着剤又は粘着剤により、第二通気層１６と非通気層１８とが接合されてもよい。典型的な接着剤は、ホットメルト接着剤である。接着剤が用いられたダクトも、図３に示された装置３３によって製造されうる。

このダクト２は、螺旋状の１本の補強体１４を有している。補強体の数が２本以上であってもよい。２本以上の補強体を有するダクトも、図３に示された装置３３によって製造されうる。

外層６が、局部的に目止め処理された通気性シート（例えば織布）からなってもよい。目止め処理としては、ラテックス又はエマルジョンの塗布が挙げられる。この場合、ラテックス又はエマルジョンが塗布された部分が非通気性部であり、塗布されていない部分が通気性部である。目止め処理された通気性シートを有するダクトも、図３に示された装置３３によって製造されうる。

外層の通気性部及び非通気性部の螺旋の条数が、複数であってもよい。例えば、通気性部及び非通気性部がそれぞれ２条の螺旋である外層を、ダクトが備えうる。螺旋が複数条である場合、螺旋の１ピッチの間に存在するそれぞれの溝の幅が合計されて、通気性部の幅Ｗ２が算出される。この場合も、幅Ｗ２と通気性部の螺旋のピッチＰとの比は１／５０以上が好ましく、１／３０以上が特に好ましい。この比は、１／６以下が好ましく、１／１０以下が特に好ましい。

図４には、本発明の他の実施形態に係るダクト５２が示されている。このダクト５２は、本体５４と外層５６とからなる。外層５６は、本体５４の外周面に積層されている。本体５４は、筒状である。本体５４は、内層５８と発泡体層６０とからなる。発泡体層６０は、内層５８の外周面に積層されている。内層５８は、第一通気層６２と補強体６４とからなる。外層５６は、第二通気層６６と非通気層６８とからなる。このダクト５２の内層５８の構成は、図１及び２に示されたダクト２の内層８の構成と同等である。このダクト５２の発泡体層６０は、ダクト５２の軸方向に延在する帯状のポリマー発泡体の側縁同士が突き合わされることで形成されている。また、このダクト５２の第二通気層６６は、ダクトの軸方向に延在する帯状の不織布の側縁同士が重ね合わされることで形成されている。

このダクト５２では、非通気層６８は、軸方向（図４（ａ）における左右方向）に延在する樹脂フィルムが第二通気層６６と接合されることで形成されている。融着により、又は接着剤接合若しくは粘着剤接合により、樹脂フィルムが第二通気層６６と接合されうる。図４（ｂ）から明らかなように、６枚の樹脂フィルムが第二通気層６６と接合されている。第二通気層６６における、不織布の重ね合わせ部分を覆うように樹脂フィルムが接合されることにより、第二通気層６６の固定を樹脂フィルムで行うことができる。樹脂フィルムは、隣接する樹脂フィルムとは離間している。この離間により、ダクト５２の表面に溝７０が形成されている。この溝７０においては、第二通気層６６が露出している。このダクト５２では、溝７０は通気性部に相当する。一方、樹脂フィルムは、非通気性部に相当する。樹脂フィルムが軸方向に延在しているので、溝７０も軸方向に延在している。この溝７０（通気性部）は、ダクト５２の消音性に寄与しうる。

このダクト５２の製造では、図３に示された装置３３が用いられたスパイラル法により、内層５８が形成される。この内層５８を芯として、帯状のポリマー発泡体や帯状の不織布（第二通気層６６を構成する）が、いわゆる「すし巻き状」に巻き付けられる。不織布の側縁同士が重ね合わされて、この重ね合わせ部が樹脂フィルム（非通気層６８を構成する）で固定されながら、この樹脂フィルムの不織布への接合がなされる。

図５には、本発明のさらに他の実施形態に係るダクト７２が示されている。このダクト７２は、本体７４と外層７６とからなる。外層７６は、本体７４の外周面に積層されている。本体７４は、筒状である。本体７４は、内層７８と発泡体層８０とからなる。発泡体層８０は、内層７８の外周面に積層されている。内層７８は、第一通気層８２と補強体８４とからなる。外層７６は、第二通気層８６と非通気層８８とからなる。このダクト７２の本体７４及び第二通気層８６の構成は、それぞれ、図１及び２に示されたダクト２の本体４及び第二通気層１６の構成と同等である。

このダクト７２では、非通気層８８は、周方向に延在する多数の樹脂フィルムがリング状に連接されて第二通気層８６と接合されることで形成されている。融着により、又は接着剤接合により、樹脂フィルムが第二通気層８６と接合されうる。樹脂フィルムは、隣接する樹脂フィルムとは離間している。この離間により、ダクト７２の表面に溝９０が形成されている。この溝９０においては、第二通気層８６が露出している。このダクト７２では、溝９０は通気性部に相当する。一方、樹脂フィルムは、非通気性部に相当する。樹脂フィルムが周方向に延在しているので、溝９０も周方向に延在している。この溝９０（通気性部）は、ダクト７２の消音性及び可撓性に寄与しうる。

本発明に係るダクトは、冷暖房用空気の移送、換気、ガスの排出等に用いられうる。

２、５２、７２・・・ダクト
４、５４、７４・・・本体
６、５６、７６・・・外層
８、５８、７８・・・内層
１０、６０、８０・・・発泡体層
１２、６２、８２・・・第一通気層
１４、６４、８４・・・補強体
１６、６６、８６・・・第二通気層
１８、６８、８８・・・非通気層
３２、７０、９０・・・溝
３６、４２・・・不織布
３８・・・線材
４０・・・ポリマー成形体
４４・・・樹脂フィルム

Claims (4)

1. 筒状であり、消音層を含み、且つ通気性を有する本体
   及び
   上記本体の外周面に積層されており、且つ通気性部と非通気性部とを有する外層
   を備えた可撓性の消音ダクト。
2. 上記通気性部が螺旋状を呈している請求項１に記載の消音ダクト。
3. 上記通気性部の軸方向幅とこの通気性部の螺旋のピッチとの比が、１／５０以上１／６以下である請求項２に記載の消音ダクト。
4. 上記外層が、通気性シートと、この通気性シートの表側又は裏側に位置しておりこの通気性シートと一体とされた非通気性シートとを有する請求項１から３のいずれかに記載の消音ダクト。

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