JP6990847B2 - 発泡ダクト及びその成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の空調用ダクト等に用いられる発泡ダクトに関するものであり、さらには、その成形方法に関する。

例えばエアコンからの空気を通風させるための自動車用ダクトの製造方法としては、発泡溶融樹脂を分割金型で型締めして成形するブロー方法が広く採用されている。ブロー成形では、種々の形態のダクトを簡単に成形することができ、複雑な形状のダクトを量産することが可能である。

また、前述のダクトにおいては、２以上のダクトを連結して配管を構築することも行われている。ダクトを繋ぎ合わせることで、多様な配管形態に対応することが可能である。

例えば特許文献１には、ダクトの連結構造として、空気流通用の差込み口を一端部に形成したダクトと、差込み口の内側に設けられて該差込み口の形状を保持する補強部材と、空気流通用の受け口を形成した別部材とからなり、差込み口を受け口へ差込むことでダクトと別部材とを連結するようにしたダクト連結構造が開示されている。特許文献１に記載されるダクトの連結構造は、シールを施すことに主眼が置かれたものである。

特開２００６－３８３２２号公報

ところで、発泡ダクトのブロー成形においては、パーティングラインにおいて発泡樹脂が押し出される形になり、その結果、パーティングライン近傍に肉厚の大きな部分が形成されることがある。図７は、断面円形の発泡ダクト１０１において、パーティングラインＰＬ近傍に形成される肉厚部１０２を示すものである。

ブロー成形で発泡ダクト１０１を成形する場合、図７（Ａ）に示すように一対の金型１１１，１１２間にパリソンＰを供給し、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように型締をして、パリソン内にエアーを吹き込んでこれを賦形する。賦形に際しては、金型１１１，１１２の対向面１１１ａ，１１２ａ間にパリソンＰが挟みこまれ、ピンチオフされるが、この時、挟み込まれたパリソン（溶融樹脂）が押し潰されて押し出される形になる。その結果、図７（Ｄ）に示すように、金型１１１，１１２の内側に向かって押し出された樹脂により前記肉厚部１０２が形成される。

前記のような肉厚部１０２が形成されると、発泡ダクト１０１の内面形状が本来の円形ではなくなり、他のダクトと組み合わせたり、レジスターを装着する際に、嵌合不良が発生するという問題がある。

このような不都合を解消するために、例えば図８に示すように、パーティングラインＰＬが外側に突出するように突起部を設けて成形することが考えられるが、この場合には、パーティングラインＰＬに沿ってダクト内面に溝部１０３が形成される結果となり、ここからエア漏れが発生するという不都合が生ずる。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、レジスターや他のダクト等を容易に嵌合装着することが可能で、エア漏れが発生することもない、嵌合性の良好な発泡ダクトを提供することを目的とし、さらには、その成形方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の発泡ダクトは、発泡樹脂がブロー成形されてなりエアコンユニットから供給される冷暖風を流通させるための発泡ダクトであって、少なくとも開口端が略円形であり、少なくとも当該開口端近傍において、パーティングライン近傍の外周面が平坦面とされており、前記平坦面は、パーティングラインを接点とする第１の接線に対応する平坦面と、パーティングラインから離間した位置を接点とする第２の接線に対応する平坦面とから構成され、略円形の断面形状において、これら接線で囲まれる領域が拡大されており、パーティングライン近傍の内周面は平坦面を有していないことを特徴とする。

また、本発明の発泡ダクトの成形方法は、発泡溶融樹脂を一対の金型で挟み込んでブロー成形する発泡ダクトの成形方法であって、前記発泡ダクトはエアコンユニットから供給される冷暖風を流通させるための発泡ダクトであり、前記金型の断面形状をそれぞれ略半円形状とするとともに、パーティングラインに対応する互いの突き合わせ面近傍は断面直線状の平坦面とし、前記断面直線状の平坦面は、パーティングラインを接点とする第１の接線に対応する平坦面と、パーティングラインから離間した位置を接点とする第２の接線に対応する平坦面とから構成され、成形される発泡ダクトは、パーティングライン近傍の内周面に平坦面を有していないことを特徴とする。

例えば円筒形状の発泡ダクトにおいて、パーティングライン近傍の少なくとも外周面を平坦面とすることで、溶融樹脂の内方への押し出しが緩和され、肉厚部が形成され難くなる。また、パーティングラインを後退されることもないため、ダクト内面に溝部が形成されることもない。

本発明によれば、嵌合性に優れ、レジスターや他のダクト等を容易に嵌合装着することが可能で、エア漏れが発生することのない発泡ダクトを提供することが可能である。

発泡ダクトの一例を示す概略斜視図である。 発泡ダクトの断面形状の一例を示す図である。 図２の発泡ダクトのパーティングライン近傍を拡大して示す図である。 図２，３に示す発泡ダクトの断面形状を説明する図である。 発泡ダクトの断面形状の他の例を模式的に示す図である。 発泡ダクトを成形する金型の一例を示す図である。 従来の発泡ダクトの断面形状が形成される過程を示すものであり、（Ａ）はパリソン供給状態、（Ｂ）は型締開始状態、（Ｃ）は型締状態、（Ｄ）は肉厚部が形成された発泡ダクトの断面形状を示す図である。 従来の発泡ダクトの断面形状の他の例を示すであり、内面に溝部が形成された発泡ダクトの断面形状を示す図である。

以下、本発明を適用した発泡ダクト及びその成形方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態の発泡ダクトは、例えば断面円形の発泡ダクトであり、エアコンユニットから供給される冷暖風を所望の部位へ流通させるための軽量な自動車用ダクトである。図１は、発泡ダクト１の一形態例を示すものであり、主流路部２から分岐する形で、レジスター嵌合部３，３が形成されている。本実施形態の場合、主流路２、レジスター嵌合部３，３のいずれもが円筒形状に成形されているが、レジスター嵌合部３，３の開口部が円形であれば本発明を適用可能であり、他の部分は円筒形状でなくともよい。また、前記の通りレジスター嵌合部３，３の開口部が円形である場合に本発明が適用されるが、この場合の円形とは、真円形状に限られるものではなく、例えば楕円形状等も含まれる。

係る発泡ダクト１は、例えば発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂を分割金型で型締めし、ブロー成形することで成形される。使用する前記熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン系樹脂等を挙げることができ、１～２０質量％のポリオレフィン系重合体や５～４０質量％の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合させたブレンド樹脂等を用いることもできる。

発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤及びその混合物が挙げられる。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、及び、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、更には、それらの超臨界流体を適用することができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素等を用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度－１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることで作ることができる。

ブロー成形により形成される発泡ダクトの発泡倍率は任意であり、複数の気泡セルを有する独立気泡構造（独立気泡率が７０％以上）により構成される。本発明は、発泡倍率が高く、ある程度の厚みを有する発泡ダクトの成形において効果的であり、係る観点から、発泡倍率は２～４倍、好ましくは２．５倍以上（例えば２．８倍）、厚みは２ｍｍ～６ｍｍ、好ましくは３ｍｍ以上（例えば４ｍｍ）とする場合に効果が高い。厚み方向における気泡セルの平均気泡径は例えば３００μｍ未満、好ましくは、１００μｍ未満である。

前述のような発泡樹脂をブロー成形することで形成される発泡ダクト１においては、パーティングラインの近傍において樹脂が内面側に押し出され、パーティングライン近傍に肉厚の大きな肉厚部が形成される。肉厚部が形成されると、発泡ダクトの内面形状が変わってしまうことになり、嵌合不良の原因となる。あるいは、これを解消するために、パーティングラインが外側に突出するように突起部を設け、パーティングラインを円形の内壁面から後退させると、パーティングラインに沿ってダクト内面に溝部が形成され、ここからエア漏れが発生する。

そこで、本実施形態の発泡ダクト１においては、レジスター嵌合部３，３の少なくとも開口部近傍において、パーティングライン近傍の外周面に平坦面部を形成することで、これを解消する。

レジスター嵌合部３の開口部近傍におけるパーティングライン近傍部の形態としては、例えば、図２及び図３に示すように、内面形状は円形のままとし、外面のみを平坦面（直線状部）とすることが考えられる。

図２，３に示す断面形状を説明すると、本例では、レジスター嵌合部３の断面の基本的な形状は円形のままとし、パーティングラインＰＬ近傍において、形状を直線状に拡大する形としている。これを詳細に説明したものが図４である。

すなわち、本例では、円形のレジスター嵌合部３の断面形状において、パーティングラインＰＬを接点とする接線（図中、点Ａを接点とする接線Ｓ１）と、パーティングラインＰＬから離間した点を接点とする接線（図中、点Ｂを接点とする接線Ｓ２）を引き、これら接線Ｓ１と接線Ｓ２で囲まれる領域（図中、破線領域）を拡大する形としている。したがって、レジスター嵌合部３は、パーティングラインＰＬの近傍において、その外面に接線Ｓ１に対応する平坦面３１と、接線Ｓ２に対応する平坦面３２を有することになり、これら平坦面によって直線状部が構成されることになる。

図２乃至図４に示すような断面形状とすることにより、パーティングラインＰＬにおいて樹脂容量が拡大されることになる。具体的には、図４の斜線で示す領域が拡大される。この拡大された領域において、パーティングラインＰＬ近傍の樹脂の押し出しが吸収され、肉厚部の形成が抑制される。

ただし、前記形態において、接線Ｓ１に対応する平坦面３１の寸法があまり大きくあまり大きくなり過ぎると、発泡ダクト１の形状が大きく変わることになるので、樹脂の押し出しを吸収し得る最低限での変更とすることが好ましい。例えば、発泡ダクト１の半径Ｒが５０ｍｍである場合、平坦面３１のパーティングラインＰＬからの寸法Ｌ１は、１０ｍｍ程度とすることが好ましい。半径Ｒと寸法Ｌ１との比（Ｌ１/Ｒ）は、０．０５～０．４であることが好ましく、０．１～０．３であることがより好ましい。

なお、パーティングライン近傍の形状としては、これに限られるものではなく、種々の変更が可能である

図５は、レジスター嵌合部３の開口部近傍の断面形状の他の例を示すものである。本実施形態の発泡ダクト１においては、レジスター嵌合部３は円筒形に成形されており、開口部近傍の断面形状は円形である。本例では、このような円形の断面形状の一部を形状変更し、前記肉厚部や溝部が形成されないようにしている。

具体的には、円形の断面形状を有するレジスター嵌合部３において、パーティングラインＰＬの近傍部分を直線状部としている。本実施形態の場合、図５に示すように、パーティングラインＰＬの近傍部分をストレート形状（内面と外面のいずれもが直線状の平坦面となるような直線形状）としている。このストレート形状部３３は、パーティングラインＰＬを挟んで両側に連ねるように形成されており、２箇所のパーティングラインＰＬのいずれにおいても形成されている。

ストレート形状部３３のパーティングラインＰＬからの長さＬ２は、任意に設定することができるが、長さＬがあまり大きすぎると断面円形から形状が大きく変わることになり、好ましくない。したがって、前記長さＬは３ｍｍ～２０ｍｍ程度（例えば１０ｍｍ）とすることが好ましい。

レジスター嵌合部３，３の少なくとも開口部近傍に前記ストレート形状部３３を形成すると、パーティングラインＰＬにおいて押し出された樹脂が肉厚部を形成することなく、内面形状が維持される。したがって、レジスター等の嵌合を容易に行うことができる。また、前記ストレート形状部３３を形成することで、パーティングラインＰＬ近傍に溝部が形成されることもなく、エア漏れ等の心配もない。

前述の発泡ダクト１は、発泡溶融樹脂を半円形状のキャビティを有する一対の金型で挟み込んでブロー成形することにより成形される。この時、例えば図２～図４に断面形状を示す発泡ダクト１を成形するには、図４に示すパーティングラインＰＬ近傍の平坦面３１，３２に対応して、図６に示すように、各金型１１，１２の円弧の一部（互いの付き合わせ面近傍部分）を直線状とすればよい。各金型１１，１２に平坦面３１に対応する平坦面１１ａ，１２ａと、平坦面３２に対応する平坦面１１ｂ，１２ｂを形成しておけば、図４に示す形状での成形が可能である。

本実施形態の発泡ダクトにおいては、パーティングラインに沿って直線状部を形成しているので、樹脂の内面側への押し出しが緩和され、内壁に突出する肉厚部が形成されることがない。その結果、レジスターや他のダクト等との嵌合を容易に行うことができる。また、嵌合した時に隙間等が形成されることもないので、エア漏れが発生することもない。

以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

１ 発泡ダクト
２ 主流路部
３ レジスター嵌合部
１１，１２ 金型
３１，３２ 平坦面
３３ ストレート部
ＰＬ パーティングライン
Ａ，Ｂ 接点
Ｓ１ 第１の接線
Ｓ２ 第２の接線

Claims (3)

1. 発泡樹脂がブロー成形されてなりエアコンユニットから供給される冷暖風を流通させるための発泡ダクトであって、
   少なくとも開口端が略円形であり、少なくとも当該開口端近傍において、パーティングライン近傍の外周面が平坦面とされており、
   前記平坦面は、パーティングラインを接点とする第１の接線に対応する平坦面と、パーティングラインから離間した位置を接点とする第２の接線に対応する平坦面とから構成され、略円形の断面形状において、これら接線で囲まれる領域が拡大されており、
   パーティングライン近傍の内周面は平坦面を有していないことを特徴とする発泡ダクト。
2. 発泡樹脂の発泡倍率が２倍～４倍であり、平均肉厚が２ｍｍ～６ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の発泡ダクト。
3. 発泡溶融樹脂を一対の金型で挟み込んでブロー成形する発泡ダクトの成形方法であって、
   前記発泡ダクトはエアコンユニットから供給される冷暖風を流通させるための発泡ダクトであり、
   前記金型の断面形状をそれぞれ略半円形状とするとともに、パーティングラインに対応する互いの突き合わせ面近傍は断面直線状の平坦面とし、
   前記断面直線状の平坦面は、パーティングラインを接点とする第１の接線に対応する平坦面と、パーティングラインから離間した位置を接点とする第２の接線に対応する平坦面とから構成され、
   成形される発泡ダクトは、パーティングライン近傍の内周面に平坦面を有していないことを特徴とする発泡ダクトの成形方法。

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