JP7341698B2

JP7341698B2 - ダクトおよびその製造方法

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Publication number: JP7341698B2
Application number: JP2019065960A
Authority: JP
Inventors: 進一本澤; 貴史山口
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2023-09-11
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: JP2020163997A

Description

この発明は、例えば車両などに用いられるダクトおよびこのダクトの製造方法に関するものである。

電気自動車やハイブリッド自動車などの電気エネルギーを利用する自動車には、車室の底部に、二次電池(バッテリ)が搭載されている。二次電池は、熱を発生するので、車室内から取り込んだ空気をダクトで案内して、空気を二次電池に吹き付けることで二次電池を冷却している(例えば特許文献１参照)。ダクトは、例えば後部座席の下部前面に開口する取込口側に一端が繋がり、他端が後部座席の下側に配置された二次電池の電池搭載部に開口している。また、取込口と電池搭載部との間には、ブロワーが設置されて、取込口から車室の空気を取り込み、ダクトを通じて、電池搭載部へ向けて空気を積極的に送り込むよう構成されている。

特許文献１に開示のバッテリの冷却構造は、車室内に設けられた取込口に接続される冷却管路を構成するダクトを、曲部を有する形状とすることで、車室や荷室のスペースの有効利用が図られている。また、ダクトの曲部に設けられた開口部に、繊維素材からなる吸音材を取り付けることで、吸音材によってブロワーから生じる音を吸音して、取込口から車室に騒音が漏れることを防止している。

特開２００５－７１７５９号公報

吸音材を、ダクトの曲部における空気流通方向の向きが変わるように曲がる部分に取り付けようとすると、板状の吸音部を曲部の曲がる部分に合わせて変形させることになる。このとき、変形に伴って吸音部に皺が生じたり、吸音部が圧縮されて吸音性能が低下したり、変形した吸音部が開口部からダクトの内側へ出っ張って空気の流通を阻害したりするなどの問題が生じる。従って、特許文献１では、曲部における曲がった部分に吸音部を取り付けるといっても、曲部における曲がり部分の空気流通方向上流側に連なる直線部分に開口部を設けて、吸音部を変形させないように取り付けざるを得ない。

本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、ダクト壁部の曲状部分を有効利用したダクトおよびこのダクトの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係るダクトは、
空気流通路を画成するダクト壁部において空気流通方向の向きが変わるように曲がる曲状部分に貫通形成された開口部と、
前記開口部を塞ぐと共に前記曲状部分の曲がりにまたがって、前記ダクト壁部の外面に接合された多孔質体と、を備え、
前記多孔質体は、前記開口部を塞ぐ閉塞面が、前記曲状部分の曲がりに合わせて予め形成されていることを要旨とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係るダクトの製造方法は、
空気流通方向の向きが変わるように曲がる曲状部分を有するダクト壁部を成形型で成形する際に、多孔質体を、該曲状部分に貫通形成される開口部を塞ぐように該ダクト壁部の一面に接合するダクトの製造方法であって、
前記多孔質体における前記開口部を塞ぐ閉塞面を、前記曲状部分の曲がりに合わせて形成し、
前記閉塞面を前記曲状部分に合わせた形状にした前記多孔質体を前記成形型に収め、
前記成形型のキャビティに合成樹脂を供給して前記ダクト壁部を成形することで、前記多孔質体と該ダクト壁部とを接合することを要旨とする。

本発明に係るダクトによれば、ダクト壁部の曲状部分を有効利用している。
本発明に係るダクトの製造方法によれば、ダクト壁部の曲状部分を有効利用したダクトを簡単に得ることができる。

本発明の実施例に係るダクトによる吸気構造を示す説明図である。実施例のダクトを示す概略斜視図である。実施例のダクトを、多孔質体を取り外した状態で示す概略斜視図である。なお、二点鎖線で示す多孔質体は、ダクト壁部への接合前の状態を表している。実施例のダクトの製造工程を示す説明図である。実施例のダクトの製造工程を示す説明図である。変更例のダクトを示す平面図である。

次に、本発明に係るダクトおよびダクトの製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。

図１に示すように、実施例に係るダクト１０は、空気が流通する空気流通路１２が内側に設けられた筒状体である。ダクト１０は、後部座席Ｓの下部前面に開口する取込口Ｓａ側に一端が繋がり、他端が後部座席Ｓの下側に配置されたブロワーＢに接続されている。ダクト１０は、ブロワーＢにより作り出された負圧により取込口ＳａからフィルターＦを介して車室から空気を取り込み、後部座席Ｓの下側に配置された図示しない二次電池の電池搭載部に向けて空気を案内するようになっている。実施例のダクト１０は、ポリプロピレン(ＰＰ)または高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)などのソリッド樹脂(ソリッドの合成樹脂)を材質とし、インジェクション成形等によって得られる合成樹脂成形品である。ダクト１０は、空気流通路１２に向く側を内といい、その反対側を外という。

図１および図２に示すように、ダクト１０は、取込口Ｓａ側が二次電池側と比べて空気流通路１２が幅広に形成されており、空気流通路１２を画成するダクト壁部１４が、空気流通方向の向きが変わるように曲がる曲状部分１４ａを有している。また、ダクト壁部１４は、曲状部分１４ａの空気流通方向上流側および空気流通方向下流側の両方に、直線的に延在する直線部分１４ｂが設けられている。

図１に示すように、ダクト１０は、空気流通路１２を画成するダクト壁部１４を貫通するように形成された開口部１８と、この開口部１８を塞ぐようにダクト壁部１４の外面に接合された多孔質体２０とを備えている。ダクト１０は、開口部１８を塞ぐ多孔質体２０が、その特性により、吸音や断熱や軽量化などの機能を有する機能部となり、実施例では、空気を吸い込むブロワーＢなどによる騒音が、取込口Ｓａ側から漏れないように防止する吸音部として設定されている。ダクト１０には、開口部１８がダクト壁部１４の曲状部分１４ａに形成されており、多孔質体２０が開口部１８を塞ぐと共に曲状部分１４ａの曲がりにまたがって、ダクト壁部１４の外面に接合されている。実施例のダクト１０では、開口部１８がダクト壁部１４における曲状部分１４ａの空気流通方向上流側および下流側に連なる直線部分１４ｂにまたがって形成され、多孔質体２０が直線部分１４ｂおよび曲状部分１４ａに亘って設けられている。また、実施例のダクト１０は、合成樹脂Ｒからなるダクト壁部１４の成形時に、開口部１８が形成されると共に、多孔質体２０がダクト壁部１４の外面に接合される。

多孔質体２０は、圧縮して変形させた状態を解除すると元の形状に戻る弾性を有している。また、前述した吸音用途であるならば、通気性を有しているとよい。多孔質体２０は、例えば、ポリウレタンフォームや、ポリプロピレンフォーム等のオレフィン系フォームなどの発泡体、あるいはセルとなる核剤を抽出する抽出法によって製造されるものなどを用いることができる。この中でも、連続気泡構造のポリウレタンフォームを用いることが好ましい。なお、実施例では、多孔質体２０として、５０％圧縮後の復元率が９２％以上の連続気泡構造のポリウレタンフォームを用いている。

図３に示すように、ダクト壁部１４は、開口部１８に架け渡すように形成された桟部２２を備え、桟部２２によって開口部１８が複数(実施例は２つ)の開口領域１８ａに区分されている。多孔質体２０は、ダクト壁部１４における開口部１８の開口縁および桟部２２に接合されており、接合部分２４が、開口領域１８ａの中央部に対応する一般部分２６よりも薄くなっている。多孔質体２０は、一般部分２６が、接合部分２４よりもダクト壁部１４と反対側へ張り出すように形成されている(図２参照)。また、多孔質体２０は、開口部１８を塞ぐダクト壁部１４側の閉塞面２０ａが、空気流通方向において、周辺のダクト壁部１４に倣うように延在し、開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａによって周辺と連続する空気案内面を構成している。多孔質体２０の接合部分２４は、ダクト壁部１４の成形時に接合される。このため、ダクト壁部１４となる溶融状態の合成樹脂Ｒ(図５(ａ))との接触により接合部分２４が融解して、ダクト壁部１４とこのダクト壁部１４に接合した接合部分２４とは融合した状態にある。なお、図中では、多孔質体２０の接合部分２４とダクト壁部１４との境界を便宜的に示しているが、互いの境界が曖昧になっていると考えられる。

図３の二点鎖線で示すように、多孔質体２０は、開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａが、曲状部分１４ａの曲がりに合わせて予め形成されている。多孔質体２０の閉塞面２０ａは、ダクト壁部１４に接合する前の状態において、曲状部分１４ａにおける空気流通方向の向きの変化に合わせて曲がるように形成されており、ダクト壁部１４への接合時に曲状部分１４ａの形状に合わせて曲げて取り付けるのではない。実施例の多孔質体２０の閉塞面２０ａは、曲状部分１４ａの形状に合わせた屈曲だけでなく、曲状部分１４ａに連なる直線部分１４ｂに合わせた直線的な面も有している。

実施例に係るダクト１０は、所定形状に形成した多孔質体２０をセットした成形型３０においてダクト壁部１４を成形するインサート成形によって得られる(図４および図５参照)。図４および図５に示すように、成形型３０は、第１型部３２と、この第１型部３２と相対的に開閉可能に構成された第２型部３４とから構成され、型閉じした際に、第１型部３２と第２型部３４との間にダクト壁部１４の形状に合わせたキャビティ３６が形成される。第１型部３２には、開口部１８の開口領域１８ａの形成位置に合わせて凹部３８が設けられている。また、第１型部３２には、開口部１８の開口領域１８ａのうち、開口部１８の開口縁に隣接する位置に対応して、第２型部３４にセットされた多孔質体２０を第１型部３２との間で挟んで圧縮可能な圧縮部４０が設けられている。実施例では、圧縮部４０が、開口部１８の開口縁に対応する位置および桟部２２に対応する位置に亘って設けられ、多孔質体２０における接合部分２４となる位置も、圧縮部４０によって第２型部３４へ向けて押さえ付け可能に構成されている。第２型部３４には、開口部１８の開口領域１８ａに対応して、凸部４２が設けられている。

図４および図５に示すように、成形型３０は、型閉じした際に、圧縮部４０と凸部４２との間に、多孔質体２０においてダクト壁部１４に接合させる接合部分２４に隣接する隣接部分２８を挟んで、隣接部分２８を圧縮した状態で挟持可能に構成されている。成形型３０は、凹部３８と凸部４２との間が、多孔質体２０において開口部１８の開口領域１８ａの中央部に対応する一般部分２６の板厚よりも小さく設定されている。成形型３０は、型閉じした際に、凹部３８と凸部４２との間に、多孔質体２０の一般部分２６を圧縮した状態で挟持可能に構成されている。ここで、成形型３０は、圧縮部４０と凸部４２とによる多孔質体２０の隣接部分２８の圧縮度合いが、凹部３８と凸部４２とによる多孔質体２０の一般部分２６の圧縮度合いよりも大きく設定されている。

前述した成形型３０を用いたダクト１０の製造方法は以下の通りである。板状の多孔質体２０を用意する(図４(ａ)参照)。多孔質体２０における開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａ側を、多孔質体２０の取り付け部位であるダクト壁部１４の曲状部分１４ａの曲がりに合わせて形成する(図４(ｂ)参照)。実施例では、多孔質体２０を斜めにカットすることで、交差する直線部分１４ｂの間で屈曲する曲状部分１４ａに合わせて、多孔質体２０の閉塞面２０ａを形成している。

次に、図４(ｃ)に示すように、予め所定形状に形成した多孔質体２０を、成形型３０にセットする。具体的には、一般部分２６を凹部３８に対応させると共に隣接部分２８を圧縮部４０に対応させて、多孔質体２０を第２型部３４にセットする。成形型３０を型閉じすることで、隣接部分２８を第１型部３２の圧縮部４０と第２型部３４の凸部４２との間に板厚方向に挟んで、隣接部分２８を圧縮する(図４(ｄ)参照)。このように、隣接部分２８を成形型３０で板厚方向に挟んで圧縮すると共に接合部分２４をキャビティ３６に臨ませた状態で、多孔質体２０を成形型３０に収める。この際、圧縮された隣接部分２８が、一般部分２６や接合部分２４と比べて高密度になっている。

接合部分２４が臨む成形型３０のキャビティ３６に、溶融状態にある合成樹脂Ｒを、圧力をかけながら供給する。そして、圧縮された隣接部分２８によって合成樹脂Ｒを封止しつつ、キャビティ３６において開口部１８を有するダクト壁部１４を成形する(図５(ａ)参照)。ここで、多孔質体２０においてキャビティ３６に臨むように配置された接合部分２４が、溶融して高温である合成樹脂Ｒに接触することで溶融する。このとき、溶融した合成樹脂Ｒが接合部分２４から多孔質体２０に含浸しようとするが、接合部分２４に隣接する隣接部分２８が圧縮されて高密度になっているので、合成樹脂Ｒが接合部分２４から隣接部分２８を越えて含浸することを防止することができる。溶融した合成樹脂Ｒを冷却・固化することで、ダクト壁部１４が成形され、多孔質体２０の接合部分２４とダクト壁部１４とが接合し、多孔質体２０が開口部１８の開口領域１８ａを塞いだ状態でダクト壁部１４に一体的に固定される。

成形型３０を型開きして、多孔質体２０が一体化されたダクト１０を取り出す(図５(ｂ)参照)。多孔質体２０は、成形型３０で圧縮されていた隣接部分２８および一般部分２６が自身の弾性により復元する。一方、多孔質体２０は、接合部分２４がダクト壁部１４と一体化して、元(接合前)の板厚よりも薄くなる。

ダクト１０は、多孔質体２０における開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａをダクト壁部１４の曲状部分１４ａの曲がりに合わせて予め形成してあるので、多孔質体２０を曲状部分１４ａの曲がりに沿わせて曲げなくてもよい。これにより、多孔質体２０を曲げることに伴って多孔質体２０に皺が生じたり、多孔質体２０が圧縮されることで多孔質体２０特有の性能が低下したり、変形した多孔質体２０が開口部１８から空気流通路１２の内側へ出っ張って空気の流通を阻害したりするなどの問題の発生を回避できる。前述したダクト１０によれば、多孔質体２０特有の性能が発揮されて、吸音等の機能が得られると共に、空気流通路１２の断面積が確保されることから圧力損失を抑えて、所定の通気性能を確保することができる。このように、ダクト１０は、曲状部分１４ａに多孔質体２０を配置しても性能が低下しないので、従来では多孔質体２０を配置することができなかったダクト壁部１４の曲状部分１４ａに、開口部１８を設けて多孔質体２０を配置することができる。従って、曲状部分１４ａを多孔質体２０の配置スペースとして有効利用することができるので、多孔質体２０の配置の自由度が高くなり、また、多孔質体２０による吸音等の機能を強化することが可能となる。

ダクト１０は、ダクト壁部１４における曲状部分１４ａの空気流通方向上流側および下流側に連なる直線部分１４ｂ,１４ｂにまたがって形成した開口部１８に対応して、多孔質体２０が直線部分１４ｂ,１４ｂおよび曲状部分１４ａに亘って設けられている。このように、曲状部分１４ａを多孔質体２０の配置スペースとして有効利用して、多孔質体２０を広い範囲に亘って配置することで、多孔質体２０による吸音等の機能を強化することができる。

ダクト１０は、多孔質体２０をセットした成形型３０でダクト壁部１４を成形する前に、多孔質体２０の閉塞面２０ａを曲状部分１４ａの曲がりに合わせて形成する簡単な処理だけで、多孔質体２０の性能を低下させることなく曲状部分１４ａに多孔質体２０を配置することができる。特に、板状の多孔質体２０における開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａとなる側を切断加工することで、閉塞面２０ａを曲状部分１４ａの曲がりに合わせて形成すると、多孔質体２０を曲げて曲状部分１４ａに合わせて成形型３０に載置する手間を軽減することができる。

（変更例）
前述した構成に限らず、例えば、以下のように変更してもよい。

(１)実施例では、ダクト壁部１４の屈曲する曲状部分１４ａに合わせて、多孔質体２０における開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａを形成したが、図６に示すように、ダクト壁部１４の湾曲する曲状部分１４ａに合わせて、多孔質体２０の閉塞面２０ａを形成して、当該曲状部分１４ａに多孔質体２０を配置してもよい。このとき、多孔質体２０を、湾曲する曲状部分１４ａの空気流通方向上流側および下流側の少なくとも一方の直線部分１４ｂまで亘って配置することも可能である。また、実施例のように凹状に曲がる曲状部分１４ａではなく、図６に示すように、凸状に曲がる曲状部分１４ａに多孔質体２０を配置することができる。
(２)多孔質体２０は、開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａ側だけを曲状部分１４ａに合わせて形成する構成(図６の図中左側)に限らず、多孔質体２０における開口部１８を塞ぐ閉塞面２０ａおよび閉塞面２０ａと反対側の面の両方を曲状部分１４ａに合わせて形成する構成(図６の図中右側)であってもよい。

(３)実施例では、成形型においてダクト全体を一度に成形したが、これに限らず、複数の分体を組み合わせてダクトを構成してもよい。
(４)本発明は、バッテリを冷却する空気を案内する冷却ダクトや、エンジン等に空気を案内する吸気ダクトなど、様々なダクトに適用可能である。

１０ダクト，１２空気流通路，１４ダクト壁部，１４ａ曲状部分，
１４ｂ直線部分，１８開口部，２０多孔質体，２０ａ閉塞面，３０成形型，
３６キャビティ，Ｒ合成樹脂

Claims

空気流通路を画成するダクト壁部において空気流通方向の向きが変わるように外面が凹状に曲がる曲状部分に貫通形成された開口部と、
前記開口部を塞ぐと共に前記曲状部分の曲がりにまたがって、前記ダクト壁部の外面に接合された多孔質体と、を備え、
前記多孔質体は、前記開口部を塞ぐ閉塞面が、前記曲状部分の曲がりに合わせて予め形成され、
前記多孔質体は、前記開口部の開口領域を塞ぐ一般部分と、前記ダクト壁部に融合し、前記一般部分よりも薄い接合部分と、を有している
ことを特徴とするダクト。
空気流通路を画成するダクト壁部において空気流通方向の向きが変わるように曲がる曲状部分に貫通形成された開口部と、
前記開口部を塞ぐと共に前記曲状部分の曲がりにまたがって、前記ダクト壁部の外面に接合された多孔質体と、を備え、
前記多孔質体は、発泡体であり、前記多孔質体における前記開口部を塞ぐ閉塞面が、前記曲状部分の曲がりに合わせて予め形成されている
ことを特徴とするダクト。
前記多孔質体は、５０％圧縮後の復元率が９２％以上の連続気泡構造のポリウレタンフォームである請求項１又は２に記載のダクト。
バッテリ冷却用ダクトである請求項１～３の何れか一項に記載のダクト。
空気流通方向の向きが変わるように外面が凹状に曲がる曲状部分を有するダクト壁部を成形型で成形する際に、多孔質体を、該曲状部分に貫通形成される開口部を塞ぐように該ダクト壁部の外面に接合するダクトの製造方法であって、
前記多孔質体における前記開口部を塞ぐ閉塞面を、前記曲状部分の曲がりに合わせて形成し、
前記閉塞面を前記曲状部分に合わせた形状にした前記多孔質体を前記成形型に収めて、
前記成形型のキャビティに合成樹脂を供給して前記ダクト壁部を成形することで、前記多孔質体と該ダクト壁部とを接合する
ことを特徴とするダクトの製造方法。
空気流通方向の向きが変わるように曲がる曲状部分を有するダクト壁部を成形型で成形する際に、多孔質体を、該曲状部分に貫通形成される開口部を塞ぐように該ダクト壁部の一面に接合するダクトの製造方法であって、
前記多孔質体における前記開口部を塞ぐ閉塞面を、前記曲状部分の曲がりに合わせて形成し、
前記閉塞面を前記曲状部分に合わせた形状にした前記多孔質体を前記成形型に収めて、
前記成形型のキャビティに前記多孔質体の外縁部を臨ませると共に、前記多孔質体の外縁部内側の中央部を前記成形型で圧縮し、
前記成形型のキャビティに合成樹脂を供給して前記ダクト壁部を成形することで、前記多孔質体の外縁部と該ダクト壁部とを接合し、前記成形型の型開きにより、前記多孔質体の外縁部内側を圧縮状態から復元させる
ことを特徴とするダクトの製造方法。
空気流通方向の向きが変わるように曲がる曲状部分を有するダクト壁部を成形型で成形する際に、多孔質体を、該曲状部分に貫通形成される開口部を塞ぐように該ダクト壁部の一面に接合するダクトの製造方法であって、
板状の前記多孔質体において前記開口部を塞ぐ閉塞面となる側を切断加工することで、前記多孔質体における前記開口部を塞ぐ閉塞面を、前記曲状部分の曲がりに合わせて形成し、
前記閉塞面を前記曲状部分に合わせた形状にした前記多孔質体を前記成形型に収め、
前記成形型のキャビティに合成樹脂を供給して前記ダクト壁部を成形することで、前記多孔質体と該ダクト壁部とを接合する
ことを特徴とするダクトの製造方法。