JP4392372B2 - 車両のダクト構造およびブロー成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のダクト構造およびブロー成形方法に関する。

車両の車室前面に設けられるインストルメントパネルの裏面側には、車幅方向に沿って車体補強部材およびステアリングシャフト等の支持部材としての中空状のクロスメンバが配置されている。また、インストルメントパネルの裏面側には、車幅方向に沿って空調エア排出用の中空状の空調ダクトが配置され、この空調ダクトには、車室側に空調エアを吹き出すための開口突出部が設けられている。

前記中空状の空調ダクトを形成する場合、従来よりブロー成形方法が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。

また、近年、インストルメントパネル裏面のスペースの利用効率を高めるために、空調ダクトを内部に挿入した構成の中空状のクロスメンバが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２１０４号公報（段落番号［００１９］、［００２４］、図３） 特開２００１−２４６９２２号公報（段落番号［００１９］、図３、図５）

ところで、前記特許文献１のように車両の空調ダクトを従来のブロー成形方法で形成する場合は、パリソンを一対の合わせ金型で挟む工程や、このパリソンの冷却・固化後にこの金型を開く工程等が必要となるので、装置構成が複雑になる。

また、前記特許文献２では、作業者が手作業で中空状のクロスメンバ内に空調ダクトを挿入して内包することにより、空調ダクトのクロスメンバ内への内包作業が面倒であった。

そこで、本発明は、空調ダクトを専用の金型を用いることなく容易にブロー成形することができる車両のダクト構造およびブロー成形方法を提供することを目的とする。さらに、クロスメンバ内に空調ダクトを容易に内包することができる車両のダクト構造およびブロー成形方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載の車両のダクト構造は、車両のインストルメントパネルの裏面側に車幅方向に沿って設けられる中空状のクロスメンバ内に、ブロー成形によって前記クロスメンバと一体的に形成された筒状の空調ダクトを設け、前記クロスメンバの内周面側に設けた複数の凸部を前記空調ダクトの外周面に当接させて、前記空調ダクトを前記クロスメンバ内に固定保持したことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ブロー成形によって筒状の空調ダクトを中空状のクロスメンバ内に一体的に形成することにより、作業者の手を煩わせることなくクロスメンバ内に空調ダクトを容易に内包することができる。

請求項１に記載の発明によれば、クロスメンバ内に内包された空調ダクトを、クロスメンバの内周面側に設けた複数の凸部によって容易に固定保持することができる。

また、請求項２に記載の発明は、前記クロスメンバに開口を設け、前記空調ダクトのブロー成形と一体に前記開口から突出するようにして前記空調ダクトに開口突出部を形成したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、クロスメンバに設けた開口から空調ダクトに設けた開口突出部を容易に突出させることができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記開口突出部の周縁部が前記クロスメンバの開口の周縁部に当接されることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、クロスメンバ内に内包された空調ダクトを、クロスメンバの開口の周縁部に当接させた開口突出部によって容易に固定保持することができる。

また、請求項４に記載のブロー成形方法は、中空状のパイプ部材内に、ブロー成形によって筒状部材を前記パイプ部材と一体的に形成するブロー成形方法であって、ブロー成形によって前記筒状部材を前記パイプ部材内に形成した後に、プレス加工によって前記パイプ部材の内周面側に突出させた複数の凸部を前記筒状部材の外周面に当接させることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、ブロー成形のための専用の金型が不要となるので、空調ダクトなどの筒状部材を容易にブロー成形することができ、さらに、パイプ部材内に筒状部材を容易に内包することができる。

請求項４に記載の発明によれば、プレス加工によってパイプ部材の内周面から突出させた複数の凸部により、パイプ部材内にブロー成形によって形成された筒状部材を容易に固定保持することができる。

また、請求項５に記載の発明は、前記パイプ部材に開口を形成し、前記開口に合わせて凹形金型を配置させ、前記パイプ部材内にブロー成形によって形成される前記筒状部材に、前記開口から突出するようにして開口突出部を一体に形成することを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、ブロー成形によってパイプ部材内に筒状部材を形成する際に、筒状部材の開口から突出する開口突出部を一体に形成することができる。

また、請求項６に記載の発明は、前記凹形金型の金型開口を、この凹形金型が当接する前記パイプ部材の開口よりも大きく形成して、ブロー成形によって一体に形成される前記開口突出部の周縁部を前記パイプ部材の開口の周縁部に当接させることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、ブロー成形によって一体に形成される開口突出部の周縁部をパイプ部材の開口の周縁部に当接させることにより、パイプ部材内にブロー成形によって形成された筒状部材を容易に固定保持することができる。

本発明に係る車両のダクト構造によれば、ブロー成形によって筒状の空調ダクトを中空状のクロスメンバ内に一体的に形成することにより、作業者の手を煩わせることなくクロスメンバ内に空調ダクトを容易に内包することができる。また、本発明に係るブロー成形方法によれば、ブロー成形のための専用の金型が不要となるので、空調ダクトなどの筒状部材を容易にブロー成形することができ、さらに、パイプ部材内に筒状部材を容易に内包することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１に係る車両のダクト構造を示す一部破断した概略斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、本実施形態では、車両のインストルメントパネルの裏面側に配置される車幅方向に延びる筒状の空調ダクトに適用した例である。

図１に示すように、本実施形態に係る樹脂製で円筒状の空調ダクト１は、金属製で中空状のクロスメンバ２内にブロー成形によってこのクロスメンバ２と一体的に形成された構造となっている（本発明の特徴である空調ダクト１のブロー成形方法については後記する）。空調ダクト１は、クロスメンバ２の内周面の所定位置にプレス加工によって形成した複数の凸部２ａによってクロスメンバ２と同心上に位置するようにして固定保持されている（図２参照）。

図３に示すように、インストルメントパネル３の裏面側に配置された空調ダクト１の両側端側（図１では、左側端側は不図示）と中央部には、それぞれエアを吹き出す側部吹出口１ａ，１ｂ）と中央吹出口１ｃが突出するようにして一体に形成されている。また、空調ダクト１の中央吹出口１ｃ近傍の下面には、空調ユニット（不図示）側と連結される空調エア導入口１ｄ（図１参照）が一体に形成されている。空調ダクト１の側部吹出口１ａ，１ｂと中央吹出口１ｃ、および空調エア導入口１ｄは、クロスメンバ２に形成した各開口２ｂ，２ｃ，２ｄ（図３では、空調エア導入口１ｄの開口は不図示）から突出している。なお、図１では、空調ダクト１の側部吹出口１ａが突出しているクロスメンバ２の開口２ｂ側を示している。

クロスメンバ２は、図３に示すように、車両の車室前面に設けられるインストルメントパネル３の裏面側に車幅方向に沿って配置されており、車体補強部材およびステアリングシャフト（不図示）等の支持部材としての役目を有している。空調ダクト１の側部吹出口１ａ，１ｂは、インストルメントパネル３の前面両側にそれぞれ設けた側部エア吹出口３ａ，３ｂに連結部材（不図示）を介して連結されており、空調ダクト１の中央吹出口１ｃは、インストルメントパネル３の前面中央に設けた中央部エア吹出口３ｃに連結部材（不図示）を介して連結されている。

空調ダクト１に形成した空調エア導入口１ｄには連結部材を介して空調ユニット（不図示）が連結されており、この空調ユニット（不図示）から吹き出される空調されたエアは空調ダクト１に供給され、側部吹出口１ａ，１ｂおよび中央吹出口１ｃを通して側部エア吹出口３ａ，３ｂおよび中央部エア吹出口３ｃから車室内に吹き出される。

次に、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を参照して、クロスメンバ２と一体的に形成される空調ダクト１のブロー成形方法について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、鉛直方向に配置した金属製で中空状の前記クロスメンバ２の開口両端側を、各チャック４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって保持し、このクロスメンバ２の両端側および中央に形成している各開口２ｂ，２ｃ，２ｄを覆うようにして、内側に各開口２ｂ，２ｃ，２ｄに対応した四角形状の金型凹部を有する各凹形金型５ａ，５ｂ，５ｃを配置する。クロスメンバ２の各開口２ｂ，２ｃ，２ｄは、空調ダクト１の側部吹出口１ａ，１ｂと中央吹出口１ｃの位置に対応している。なお、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では不図示であるが、空調ダクト１の空調エア導入口１ｄ（図１参照）の位置に対応してクロスメンバ２に形成している開口（不図示）にも同様に、凹形金型（不図示）を配置している。

そして、クロスメンバ２の上方に配置した押出機６から、熱可塑性樹脂（例えば、ポリエチレンなど）を円筒状のパリソン７としてクロスメンバ２内に押し出す。

そして、図４（ｂ）に示すように、各チャック４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを内側に移動させてパリソン７を挟み込み、パリソン７の上方からエアノズル（不図示）を介してパリソン７内にエアＣを吹き込む。これにより、パリソン７が膨らんで伸ばされ、クロスメンバ２の内周面および各凹形金型５ａ，５ｂ，５ｃの内周面にパリソン７がほぼ均一な肉厚で密着する。

そして、図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）の状態からこのパリソン７が冷却・固化されると若干収縮した形状（図１に示した空調ダクト１の形状にほぼ対応した中空樹脂成形体７ａ）となり、クロスメンバ２の内周面および各凹形金型５ａ，５ｂ，５ｃの内周面と中空樹脂成形体７ａ（図４（ｂ）のパリソン７が冷却・固化したもの）との間に隙間が生じた状態となる。

そして、図４（ｃ）の状態から、各チャック４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと各凹形金型５ａ，５ｂ，５ｃ（空調エア導入口１ｄ（図１参照）用の凹形金型（不図示）も含む）を取り外し、クロスメンバ２の外周面側からプレス加工してクロスメンバ２の内周側に突出させた複数の凸部２ａ（図２、図４（ｄ）参照）で中空樹脂成形体７ａ（空調ダクト１に相当）をクロスメンバ２内に固定保持して、中空樹脂成形体７ａの両端側の不要な部分を切断するとともに、各凹形金型５ａ，５ｂ，５ｃ（空調エア導入口１ｄ（図１参照）用の凹形金型（不図示）も含む）によって形成されたクロスメンバ２の各開口２ｂ，２ｃ，２ｄ（空調エア導入口１ｄ（図１参照）の位置に対応している開口（不図示）も含む）から突出するようにして一体に形成された各開口突出部（図３に示す側部吹出口１ａ，１ｂと中央吹出口１ｃ、および空調エア導入口１ｄに相当）７ｂ，７ｃ，７ｄの閉じた先端面を切断して開口する。

これにより、図４（ｄ）に示すように、中空状のクロスメンバ２内にブロー成形によってクロスメンバ２と一体的に形成され、複数の凸部２ａで固定保持された構造の空調ダクト（中空樹脂成形体７ａ）１が得られる。この空調ダクト１には、側部吹出口１ａ，１ｂ、中央吹出口１ｃ、および空調エア導入口１ｄ（不図示）が、クロスメンバ２の各開口２ｂ，２ｃ，２ｄ（空調エア導入口１ｄに対応した開口は不図示）から突出するようにして一体に形成されている。

このように、ブロー成形によって円筒状の空調ダクト１を中空状のクロスメンバ２内にこのクロスメンバ２と一体的に形成することにより、作業者の手を煩わせることなくクロスメンバ２内に空調ダクトを容易に内包することができる。また、空調ダクト１をブロー成形のための専用の金型が不要となり、簡易な構成で空調ダクト１を容易にブロー成形することができる。

また、プレス加工によってクロスメンバ２の内周面から突出させた複数の凸部２ａにより、クロスメンバ２内にブロー成形によって形成された空調ダクト１を容易に固定保持することができる。さらに、ブロー成形によってクロスメンバ２内に空調ダクト１を形成する際に、クロスメンバ２の各開口２ｂ，２ｃ，２ｄ（空調エア導入口１ｄ（図１参照）の位置に対応している開口（不図示）も含む）から突出する側部吹出口１ａ，１ｂ、中央吹出口１ｃ、および空調エア導入口１ｄも同時に一体に形成することができる。

また、空調ダクト１を、中空状のクロスメンバ２内にブロー成形によってこのクロスメンバ２と一体的に形成することにより、インストルメントパネル３裏面のスペースの利用効率を高めることができる。

なお、本実施形態では、ブロー成形によって空調ダクト１と一体に側部吹出口１ａ，１ｂ、中央吹出口１ｃ、および空調エア導入口１ｄを形成するために凹形金型５ａ，５ｂ，５ｃ（空調エア導入口１ｄ用の凹形金型は不図示）を用いたが、ブロー成形時に受ける圧力や熱に耐え得るものであれば、例えば凹部を形成した樹脂成形体等でもよい。

〈実施形態２〉
前記実施形態１では、クロスメンバ２内にブロー成形によってこのクロスメンバ２と一体的に空調ダクト１を形成した後に、クロスメンバ２の周面をプレス加工して形成した複数の凸部２ａによって空調ダクト１をクロスメンバ２内に固定保持する構成であったが、本実施形態では、クロスメンバ２内にブロー成形によって空調ダクト１を形成するときに、このブロー成形を利用して空調ダクト１をクロスメンバ２内に固定するようにした。

以下、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を参照して、本実施形態における空調ダクト１のクロスメンバ２内への固定方法について説明する。なお、本実施形態のブロー成形による空調ダクト１の固定は、前記実施形態１の図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した空調ダクト１のブロー成形時に同時に行うものであり、本実施形態では、空調ダクト１のブロー成形方法については省略し、このブロー成形による空調ダクト１のクロスメンバ２内への固定方法についてのみ説明する。

図５（ａ）に示すように、クロスメンバ２に形成した前記各開口２ｂ，２ｃ，２ｄ（図４（ａ）参照）とは別に、クロスメンバ２の周面の所定位置に複数の小さな開口２ｅを形成し、各開口２ｅをそれぞれ覆うようにして内側に金型凹部を有する凹形金型８を配置する。この凹形金型８の金型開口８ａは、クロスメンバ２に形成した開口２ｅよりも少し大きく形成されており、凹形金型８の開口縁部８ｂがクロスメンバ２の開口２ｅの周縁部２ｆより少し外側に当接している。図５（ａ）において、符号７は、クロスメンバ２内に押し出された円筒状のパリソン７である。なお、図５（ａ）では、２つの開口２ｅを示しているが、この開口２ｅはクロスメンバ２の周面全域にわたって所定間隔で複数形成されている。

そして、図５（ｂ）に示すように、クロスメンバ２の上方に配置した押出機（不図示）から押し出されたパリソン７内にエアを吹き込んで膨らまして伸ばし（図４（ｂ）に示した工程時）、クロスメンバ２の内周面および各凹形金型８の内周面にパリソン７をほぼ均一な肉厚で密着させる。

そして、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）の状態からこのパリソン７が冷却・固化されると若干収縮した形状（空調ダクト１の形状にほぼ対応した中空樹脂成形体７ａ）となり（図４（ｃ）に示した工程時）、クロスメンバ２の内周面および各凹形金型８の内周面と中空樹脂成形体７ａ（図５（ｂ）のパリソン７が冷却・固化したもの）との間に隙間が生じた状態となる。これにより、クロスメンバ２の各開口２ｅから突出するようにして各開口突出部７ｅが一体に形成されて、各開口突出部７ｅの周縁部７ｆがクロスメンバ２の各開口２ｅの周縁部２ｆに当接された状態となる。

そして、図５（ｄ）に示すように、各凹形金型８を取り外し、空調ダクト１がクロスメンバ２内にブロー成形によってクロスメンバ２と一体的に形成されたときに、クロスメンバ２の各開口２ｅの周縁部２ｆに当接された各開口突出部（図５（ｃ）の各開口突出部７ｅに相当）１ｅの周縁部（図５（ｃ）の周縁部７ｆに相当）１ｆによって、空調ダクト１がクロスメンバ２内に固定保持される。このように、本実施形態における空調ダクト１の固定方法によれば、ブロー成形によって空調ダクトをクロスメンバ２内にこのクロスメンバ２と一体的に形成する際に、同時に空調ダクトをクロスメンバ２内に固定することができる。

なお、本実施形態では、ブロー成形によって空調ダクト１と一体に開口突出部（図５（ｃ）の各開口突出部７ｅに相当）１ｅを形成するために凹形金型８を用いたが、ブロー成形時に受ける圧力や熱に耐え得るものであれば、例えば凹部を形成した樹脂成形体等でもよい。

本発明の実施形態１に係る車両のダクト構造を示す一部破断した概略斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 本発明の実施形態１に係る空調ダクトを内包したクロスメンバを裏面側に備えたインストルメントパネルを示す概略斜視図。 本発明の実施形態１に係る空調ダクトのブロー成形方法を示す図。 本発明の実施形態２に係る空調ダクトの固定方法を示す図。

符号の説明

１ 空調ダクト（筒状部材）
１ａ，１ｂ 側部吹出口（開口突出部）
１ｃ 中央吹出口（開口突出部）
１ｄ 空調エア導入口（開口突出部）
１ｅ、７ｅ 開口突出部
２ クロスメンバ（パイプ部材）
３ インストルメントパネル
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ チャック
５ａ，５ｂ，５ｃ、８ 凹形金型
６ 押出機
７ パリソン

Claims (6)

1. 車両のインストルメントパネルの裏面側に車幅方向に沿って設けられる中空状のクロスメンバ内に、ブロー成形によって前記クロスメンバと一体的に形成された筒状の空調ダクトを設け、
   前記クロスメンバの内周面側に設けた複数の凸部を前記空調ダクトの外周面に当接させて、前記空調ダクトを前記クロスメンバ内に固定保持した、
   ことを特徴とする車両のダクト構造。
2. 前記クロスメンバに開口を設け、前記空調ダクトのブロー成形と一体に前記開口から突出するようにして前記空調ダクトに開口突出部を形成した、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両のダクト構造。
3. 前記開口突出部は、その周縁部が前記クロスメンバの開口の周縁部に当接される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両のダクト構造。
4. 中空状のパイプ部材内に、ブロー成形によって筒状部材を前記パイプ部材と一体的に形成するブロー成形方法であって、ブロー成形によって前記筒状部材を前記パイプ部材内に形成した後に、プレス加工によって前記パイプ部材の内周面側に突出させた複数の凸部を前記筒状部材の外周面に当接させる、
   ことを特徴とするブロー成形方法。
5. 前記パイプ部材に開口を形成し、前記開口に合わせて凹形金型を配置させ、前記パイプ部材内にブロー成形によって形成される前記筒状部材に、前記開口から突出するようにして開口突出部を一体に形成する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のブロー成形方法。
6. 前記凹形金型の金型開口を、この凹形金型が当接する前記パイプ部材の開口よりも大きく形成して、ブロー成形によって一体に形成される前記開口突出部の周縁部を前記パイプ部材の開口の周縁部に当接させる、
   ことを特徴とする請求項５に記載のブロー成形方法。

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