JP5821910B2 - ダクト構成部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両におけるルーフサイド等の車両内装部材に取り付けてダクトを構成する車両用空調ダクトに関する。

車両におけるルーフパネルに取り付けてダクトを構成する発泡樹脂からなるダクト部材、およびそのダクト部材を発泡樹脂シートを用いて真空成形する方法は、特開２００５−１１２１９９号公報に記載されている。また、ルーフダクトについては特開２００１−１９６１１１号公報に、インストルメントパネルダクトについては特開平９−１０９７３３号公報にそれぞれ記載されている。

前掲のダクト部材を発泡樹脂シートを用いて真空成形する方法にあっては、予め所定の大きさに裁断された熱可塑性樹脂シートの端部を把持したもとで電熱ヒータ等により加熱して軟化状態とし、この軟化した熱可塑性樹脂シートを金型の成形面に吸引密着させて成形する方法である。

ところがこの成形方法を用いた場合、予め用意した常温の熱可塑性樹脂シートは成形時に電熱ヒータ等の輻射熱を照射して軟化状態とするため、特に発泡樹脂の場合にはシートの内部まで均一に溶融状態とすることが困難であり、溶融状態で押し出しされたシートと比べて熱量が小さく、金型キャビティへの追随性が悪く、車両用ルーフダクト部材のように成形形態が複雑でしかも形状が大なるものの場合には成形精度の低下が避けられないなどの問題があった。

特開２００５−１１２１９９号公報 特開２００１−１９６１１１号公報 特開平９−１０９７３３号公報

本発明は、形態が複雑で形状が大きいダクトを高い精度で容易に成形すること目的とする。

本発明に係るダクト構成部材の製造方法は、
車両構成部材の内壁面に接着することで通風流路を形成するダクト構成部材であって、起立壁および片側壁からなる半殻形状をなし、前記起立壁の端末に、前記車両構成部材の内壁面に接着するフランジ部が前記ダクト構成部材の長手方向に沿って形成されてなる前記ダクト構成部材の製造方法であって、
押出機から溶融状態の熱可塑性発泡樹脂シートを押し出して分割金型間に配置する工程と、
前記分割金型を型締めして前記熱可塑性発泡樹脂シートを前記分割金型のキャビティに密着させて前記起立壁および前記片側壁を成形すると共に、前記分割金型の型締めにより前記分割金型の合わせ面で前記熱可塑性発泡樹脂シートの気泡を押し潰して前記フランジ部を前記長手方向に沿って成形し、前記フランジ部の見掛け密度をＤｆと定義し、前記起立壁および前記片側壁の見掛け密度をＤｗと定義した場合に、１．５Ｄｗ＜Ｄｆ＜５．０Ｄｗの条件を満足する前記ダクト構成部材を成形する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、形態が複雑で形状が大きいダクトを高い精度で容易に成形することができる。

本発明に係る車両用空調ダクトの一部を示す斜視図である。 本発明に係る車両用空調ダクトを車両のルーフに備えた態様を一部破断して示す自動車の側面図である。 本発明に係る車両用空調ダクトを車両のルーフに備えるものとした態様の斜視図および破断線円内の拡大断面図である。 本発明に係る車両用空調ダクトを車両のルーフに備えた態様を示す斜視図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る車両用空調ダクトの製造方法の一例を示す断面図および破線円内の拡大図であって、分割金型内に熱可塑性発泡樹脂シートを配置した工程を示している。 図７に示す次工程であって、分割金型を閉じた工程を示す断面図である。 図８に示す次工程であって、熱可塑性発泡樹脂シートを一方の金型のキャビティに真空吸引させるとともに他方の金型のキャビティから圧力流体を導入して車両用空調ダクトを真空・圧空成形する工程を示す断面図である。 図９に示す次工程であって、分割金型を開いて成形された車両用空調ダクトを取り出す工程を示す断面図および破線楕円内の拡大図である。 本発明に係る車両用空調ダクトの製造方法の他の成形態様を示す断面図である。

図１ないし図６において、１は車両用空調ダクトである。この車両用空調ダクト１は車両構成部材２の内壁面に接着することで通風流路３を形成する断面が略コ字状のダクト構成部材４を備えてなるものであり、ダクト構成部材４は起立壁５および片側壁６からなる半殻形状をなしている。そして、起立壁５の端末には、ルーフトリム、ピラートリム、インストルメントパネル等の車両構成部材２の内壁面に接着するフランジ部７が長手方向に沿って形成されている。ダクト構成部材４は発泡状態の熱可塑性樹脂からなり、フランジ部７の見掛け密度を起立壁５および片側壁６の見掛け密度より高くし成形してあるものである。また、フランジ部７には、その車両構成部材２の内壁面に接着する面に長手方向に沿って複数の凹溝８が形成されている。この凹溝８は図３において破線矢印で指し示すように突条８ａであってもよい。

図２、図３、図４および図６には、本発明に係る車両用空調ダクトを車両のルーフパネルに備えた態様を例示している。すなわち、ダクト構成部材４は、車両におけるルーフパネル９のルーフトリム１０の内面の所定位置に取り付けてルーフにおける空調ダクト１１を構成するが、ダクト構成部材４はそのフランジ部７の接着面をホットメルト接着剤によってルーフパネル９のルーフトリム１０に接着する。フランジ部７の接着面は凹溝８を形成した凹凸面をなしているので、それに沿ってホットメルト接着剤を塗布しやすく、高い接着強度および気密性をもってルーフパネル９のルーフトリム１０に対してダクト構成部材４が取り付けられる。なお、１２は空調空気吹き出し口である。

図７ないし図１０において、１３、１４は分割金型であって、１３はその一方の金型、１４は他方の金型である。１５は一方の金型１３のキャビティ、１６は他方の金型１４のキャビティである。１７は真空吸引室、１８は吸引孔、１９は圧力導入孔である。一方の金型１３のキャビティ１５は吸引孔１８により真空吸引室１７に通じている。他方の金型１４のキャビティ１６には圧力導入孔１９が開口している。２０はフランジ成形部、２１はピンチオフ部である。２３は熱可塑性発泡樹脂シートである。フランジ成形部２０は、その車両内装部材に対する接着面を成形する側に接着強度および気密性を高めるための凹凸形状に形成する凹凸部２４を設けてある。

熱可塑性発泡樹脂シート２３は、Ｔダイ（図示せず）より溶融状態で押し出された熱可塑性発泡樹脂を一対のローラ２５、２５によって挟圧されて形成され、分割金型１３、１４内に垂下させた状態で配置される（図７）。この工程においては熱可塑性発泡樹脂シート２３の厚み、肉厚分布などを調整することができる。次いで分割金型１３、１４を閉じて熱可塑性発泡樹脂シート２３をフランジ成形部２０、ピンチオフ部２１、凹凸部２４を有する金型合わせ面で挟み（図８）、気泡を除去するとともに一方の金型１３のキャビティ１５から吸引孔１８を通じて真空吸引室１７に真空吸引することにより、熱可塑性発泡樹脂シート２３を一方の金型１３のキャビティ１５に吸着させてそのキャビティ１５の形状に沿った形状に成形するとともに、他方の金型１４のキャビティ１６に圧力導入孔１９から圧力流体を導入してダクト構成部材４を成形する（図９）。また、フランジ成形部２０で押し潰して気泡を除去する場合、金型の型締め力を調節することで気泡を除去する割合を調整することが可能であり、これによりダクト構成部材４のフランジ部７の見かけ密度を調整することができる。ここで、見かけ密度は起立壁５、片側壁６、フランジ部７の各３点からサンプル片を切り出し、各サンプル片の重量をサンプル片の体積で除した値を各々算術平均して各部位の見かけ密度とする。

次いで分割金型１３、１４内でダクト構成部材４の冷却後、分割金型１３、１４を開いてダクト構成部材４を離型して外周のバリ２６を切除するが、ダクト構成部材４のフランジ部７、７の外周には薄肉溝状のバリ切り取り案内溝２７が分割金型１３、１４のピンチオフ部２１によって形成されるので、バリ２６の切除を容易かつ的確に行うことができる（図１０）。

本発明に係る車両用ルーフダクト部材の成形方法は、図１１に示すように、熱可塑性発泡樹脂を溶融状態で押出ヘッド２８から筒状に押し出した熱可塑性発泡樹脂パリソン２９を分割金型３０、３０間に配置し、次いで、分割金型３０、３０を閉じてダクト構成部材をブロー成形することができる。なお、ブロー成形によりダクト構成部材を成形すると、それを閉じるように片側壁６と対向する不要な壁面が形成されるので、後工程でそのバリを切除して完成した態様のダクト構成部材とする。

本発明の車両用空調ダクトの製造方法においては、Ｔダイから押し出される溶融状態の熱可塑性発泡樹脂シート２３、または押出ヘッド２８から押し出される溶融状態の熱可塑性発泡樹脂パリソン２９の押出速度が設定される。すなわち、アキュムレータに接続される押出機の押出能力は樹脂成形品の大きさにより適宜選択することが可能であるが、１００ｋｇ／時以上であることが成形サイクルを短縮させる観点から好ましい。また、ドローダウンの発生を防止する観点からＴダイからの熱可塑性発泡樹脂シート２３、または押出ヘッド２８からの熱可塑性発泡樹脂パリソン２９の押出し工程は４０秒以内、さらに好ましくは３０秒以内に完了する必要がある。このため、アキュムレータのアキュム室に貯留された熱可塑性樹脂はＴダイまたは押出ヘッド２８のスリットの開口から１ｃｍ²当り５０ｋｇ／時以上、好ましくは６０ｋｇ／時以上で押し出されるようにする。

本発明は、車両構成部材の内壁面に接着することで通風流路を形成するダクト構成部材で起立壁および片側壁からなる半殻形状をなし、起立壁の端末に、車両構成部材の内壁面に接着するフランジ部を長手方向に沿って形成してなる車両用空調ダクトであって、ダクト構成部材は発泡状態の熱可塑性樹脂からなり、フランジ部の見掛け密度を起立壁および片側壁の見掛け密度より高くしたことを特徴とする車両用空調ダクトである。

また、本発明は、車両構成部材の内壁面に接着することで通風流路を形成するダクト構成部材で起立壁および片側壁からなる半殻形状をなし、起立壁の端末に、車両構成部材の内壁面に接着するフランジ部を長手方向に沿って形成してなる車両用空調ダクトの製造方法であって、押出機から溶融状態の熱可塑性発泡樹脂を押し出して分割金型間に配置し、次いで、分割金型を型締めして熱可塑性発泡樹脂を金型のキャビティに密着させて起立壁および片側壁を成形するとともに、分割金型の型締めにより金型の合わせ面で熱可塑性発泡樹脂を押し潰して気泡を押し潰して気泡が除去されたフランジ部を成形することを特徴とする車両用空調ダクトの製造方法である。

本発明においては、フランジ部の車両構成部材の内壁面に接着する面に長手方向に沿って突条または凹溝を形成することが好適である。金型の合わせ面で熱可塑性発泡樹脂を押し潰して形成されるフランジ部は、発泡倍率を低下させて起立壁および片側壁より見掛け密度を高くする。起立壁および片側壁の見掛け密度は、空調ダクトとして機能と強度、形状保持のための剛性を考慮すると０．１８〜０．３５ｇ／ｃｍ³とするのが適切である。そして、フランジ部の見掛け密度をＤｆ、起立壁および片側壁の見掛け密度をＤｗとすれば、１．５Ｄｗ＜Ｄｆ＜５．０Ｄｗとするのが、フランジ部の気密性、平滑性、寸法安定性および強度性の向上に大きく寄与するものとなる。

本発明によれば、形態が複雑で形状が大きいものであっても、高い精度をもって容易に成形することができ、軽量性、断熱性、剛性、耐衝撃性、温度および湿度の変化に対する耐久性に優れ、加えてフランジ部の見掛け密度を起立壁および片側壁の見掛け密度より高く形成して車両構成部材の内壁面に対する接着性を向上させた車両用空調ダクトを得ることができるものである。

１ 車両用空調ダクト
２ 車両構成部材
３ 通風流路
４ ダクト構成部材
５ 起立壁
６ 片側壁
７ フランジ部
８ 凹溝
８ａ 突条
９ ルーフパネル
１０ ルーフトリム
１１ 空調ダクト
１２ 空調空気吹き出し口
１３ 分割金型
１４ 分割金型
１５ キャビティ
１６ キャビティ
１７ 真空吸引室
１８ 吸引孔
１９ 圧力導入孔
２０ フランジ成形部
２１ ピンチオフ部
２３ 熱可塑性発泡脂シート
２４ 凹凸部
２５ 一対のローラ
２６ バリ
２７ バリ切り取り案内溝
２８ 押出ヘッド
２９ 熱可塑性発泡樹脂パリソン
３０ 分割金型

Claims (3)

1. 車両構成部材の内壁面に接着することで通風流路を形成するダクト構成部材であって、起立壁および片側壁からなる半殻形状をなし、前記起立壁の端末に、前記車両構成部材の内壁面に接着するフランジ部が前記ダクト構成部材の長手方向に沿って形成されてなる前記ダクト構成部材の製造方法であって、
   押出機から溶融状態の熱可塑性発泡樹脂シートを押し出して分割金型間に配置する工程と、
   前記分割金型を型締めして前記熱可塑性発泡樹脂シートを前記分割金型のキャビティに密着させて前記起立壁および前記片側壁を成形すると共に、前記分割金型の型締めにより前記分割金型の合わせ面で前記熱可塑性発泡樹脂シートの気泡を押し潰して前記フランジ部を前記長手方向に沿って成形し、前記フランジ部の見掛け密度をＤｆと定義し、前記起立壁および前記片側壁の見掛け密度をＤｗと定義した場合に、１．５Ｄｗ＜Ｄｆ＜５．０Ｄｗの条件を満足する前記ダクト構成部材を成形する工程と、を有することを特徴とするダクト構成部材の製造方法。
2. 前記分割金型の合わせ面は、前記フランジ部に前記長手方向に沿って突条または凹溝を形成する成形面を有し、前記成形面により、前記熱可塑性発泡樹脂シートの気泡を押し潰して前記フランジ部の前記車両構成部材の内壁面に接着する側の面に、前記突条または前記凹溝を前記長手方向に沿って形成することを特徴とする請求項１記載のダクト構成部材の製造方法。
3. 前記分割金型の合わせ面は、前記フランジ部の外周に薄肉溝状のバリ切り取り案内溝を形成するピンチオフ部を有し、前記ピンチオフ部により、前記熱可塑性発泡樹脂シートを押し潰して、前記バリ切り取り案内溝を形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載のダクト構成部材の製造方法。

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