JP2019142182A - 接続構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気密性の確保が可能な接続構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】接続構造体１は、流体が流通する第１の孔部１１１を備えた第１の流路部品１０と、流体が流通する第２の孔部２１を備えた第２の流路部品２０とが緩衝材を介して接続されて形成されている。第１の流路部品１０と第２の流路部品２０とは、第１の流路部品１０及び第２の流路部品２０よりも軟性の材料を含み、第１の孔部１１１及び第２の孔部２１を囲って枠状に形成された複数の緩衝材を圧縮した状態で配置されている。接続構造体１は、第１の孔部１１１を備えた基部１１を射出成形する工程と、基部１１の一面に、第１の孔部１１１を囲む複数の枠状の緩衝材を射出成形する工程と、基部１１と第２の流路部品２０とを、第１の孔部１１１と第２の孔部２１とが連通する状態で、緩衝材を圧縮した状態で固定する工程と、により製造される。【選択図】図１

Description

本発明は、接続構造体及びその製造方法に関する。

ダクトの開口部を、空調機器、冷蔵庫の内壁などに形成されたダクト接続口に接続する際に、粘着テープ、緩衝材などが使用されている。

例えば、特許文献１は、ダクトの開口部と貯蔵室の壁部に形成された開口部とを接続するために、ダクトの開口部と貯蔵室の開口部の対向面同士を両面粘着テープにより接続することを開示している。また、特許文献２も同様に、ダクトの開口部とインストルメントパネルの開口部とを接続するために、ダクトの開口部と貯蔵室の開口部の対向面同士をシール体により接続することを開示している。また、特許文献３は、ダクトの開口部を、発泡成形品の開口部に、軟質発泡樹脂を介して接続することを開示している。

実開平１−１３６３７９号公報 特開昭６１−１６５５４８号公報 実開平４−０９０８４１号公報

特許文献１に開示された構成では、ダクトの開口部と貯蔵室の対向面が湾曲している場合、その湾曲した面に沿って両面粘着テープを重ねて貼り付ける必要がある。しかし、湾曲面に両面粘着テープを重ねて貼り付けると、両面粘着テープに皺が発生しやすい。この皺は、接続された互いの開口部の間に、隙間を生じさせ、ダクトの気密性を確保できない。また、封止対象面の平面形状が単純な矩形ではなく、例えば、配管の周囲を囲む円形、構成部の周囲を囲む多角形の枠体の形状などである場合に、複数の矩形形状のシール部材で封止を行う場合があった。この場合、シール部材の継ぎ目を二重に重ねて配設する必要がある。しかし、その継ぎ目となる部位でシール機能が低下してしまう。

特許文献２に開示された構成でも、同様の問題が発生する。

また、特許文献３に開示された構成では、ダクトを通過する熱気体が軟質発泡樹脂に当たった場合、軟質発泡樹脂が劣化し、軟質発泡樹脂に変形又は割れが生じる。そして、軟質発泡樹脂の変形及び割れは、互いの開口部の間に隙間を生じさせる。この隙間からダクトを流れる空気が流出した場合、ダクトの気密性を確保できない。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、気密性の確保が可能な接続構造体、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る接続構造体は、流体が流通する第１の孔部を備えた第１の流路部品と、流体が流通する第２の孔部を備えた第２の流路部品とが緩衝材を介して接続されて形成された接続構造体である。第１の流路部品と第２の流路部品とは、第１の流路部品及び第２の流路部品よりも軟性の材料を含み、第１及び第２の孔部を囲って枠状に形成された複数の緩衝材を圧縮した状態で配置されている。

本発明によれば、枠状の緩衝材が複数配置されている為、内側の緩衝材に変形又は割れが生じても、その外周に配設された緩衝材により、第１の流路部品と第２の流路部品との間の気密性の確保が可能になる。

本発明の実施の形態に係る接続構造体の断面図 図１に示す第１の流路部品の斜視図 図２のＡ−Ａ線矢視断面図 図３に示す第１の流路部品を成形する成形金型の断面図 図４に示す成形金型に、第１の流路部品の基部を形成する溶融樹脂を注入した状態を示す断面図 図５に示す成形金型に、第１の流路部品の緩衝材を形成する溶融樹脂を注入する際の形状を示す断面図 図６に示す成形金型に、緩衝材を形成する溶融樹脂を注入した状態を示す断面図 図７に示す緩衝材を形成する溶融樹脂の中に、気泡を発現させた状態を示す断面図 図１に示す第１の流路部品及び第２の流路部品の変形例を示す断面図 図２に示す第１の孔部の変形例を示す斜視図 図１０に示す第１の孔部の断面図 図１０に示す第１の孔部に第２の孔部を接続させた状態を示す断面図 図１に示す接続構造体の第１の使用例を示す斜視図 図１に示す接続構造体の第２の使用例を示す斜視図 図１４に示すＢ−Ｂ線矢視断面図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る接続構造体とその製造方法を説明する。

本発明の実施の形態に係る接続構造体は、気体を通過させる孔部を備えた部品同士が接続された構造を有する。ここで、気体を通過させる孔部を備えた部品は、例えば、気体を通過させる孔部を備えたダクト部品、ダクトの冷気排出口が接続される孔を備えた冷蔵庫内壁などである。以下では、気体を通過させる孔部を備えた２つの部品を、それぞれ第１の流路部品及び第２の流路部品とする。

図１に示す通り、本実施の形態に係る接続構造体１は、第１の流路部品１０が、第２の流路部品２０に接続された構造を有する。図２及び図３に示す通り、第１の流路部品１０は、トレイ状に形成された基部１１と、基部１１に一体に形成された緩衝材１２と、を備える。

基部１１は、気密性の材料、例えば、樹脂から形成されている。以下の説明では、ポリプロピレンから形成されているとする。基部１１の中央部には、気体を通過させる第１の孔部１１１が形成されている。

第１の孔部１１１の外周部及び基部１１の外周部には、それぞれ緩衝材１２が枠状に形成されている。緩衝材１２はエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂を含んでいる。以下では、区別のため、第１の孔部１１１に沿って形成されている緩衝材１２を第１の緩衝材１２１、基部１１の外周部に沿って形成されている緩衝材１２を第２の緩衝材１２２と呼ぶ。緩衝材１２は、基部１１よりも軟質の材料、例えば、発泡樹脂、ゴムを含んでいる。

第１の緩衝材１２１と第２の緩衝材１２２は、互いに分離して形成されている。また、図１に示す通り、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２は、基部１１の、後述する第２の流路部品２０と対向する面部に、形成されている。第１の孔部１１１と第１の緩衝材１２１とは、内周が同一である。

第２の流路部品２０は、凸状であり、発泡スチロールから形成されている。第２の流路部品２０の中央部には、気体を通過させる第２の孔部２１が形成されている。第２の孔部２１は、第１の緩衝材１２１に沿って形成されている。そして、第２の孔部２１と、第１の緩衝材１２１とは、内周が同一である。つまり、第１の孔部１１１と、第１の緩衝材１２１と、第２の孔部２１とは、内周が同一である。

基部１１は、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２を介して、第２の流路部品２０と接続されている。具体的には、基部１１の外周部は、第２の緩衝材１２２を介して、第２の流路部品２０の外周部と接続されている。また、第１の孔部１１１は、第１の緩衝材１２１を介して、第２の孔部２１と接続されている。第２の流路部品２０は、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２を圧縮した状態で、配置され、図示せぬ固定部材により基部１１に固定されている。

第１の孔部１１１が第２の孔部２１に接続されたことで、気体が流れる１つの流路Ｘが形成されている。第１の孔部１１１と第２の孔部２１と第１の緩衝材１２１の内面とは、面一に形成され、表面が滑らかで凹凸の少ない流路を形成している。基部１１と第２の流路部品２０との間には、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２で塞がれて、断面視で、Ｌ字状及び逆Ｌ字状の隙間４が形成されている。この隙間４は、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２で塞がれている。

次に、第１の流路部品１０の製造方法について説明する。

第１の流路部品１０は、図４に示す成形金型４０により製造される。成形金型４０は、基部１１を成形する為の、コア型４１及びキャビティ型４２と、第１の緩衝材１２１を成形する為のスライド型４３と、を備える。なお、第２の緩衝材１２２の成形方法については、第１の緩衝材１２１と同一であるので、省略する。

コア型４１は、コア型４１の温度を調整する為の温調孔部４１１と、コア型４１とキャビティ型４２とで形成された充填空間４４に溶融樹脂を注入する為の注入孔４１２と、スライド型４３が挿入される孔を形成した孔部４１３と、を備える。キャビティ型４２は、キャビティ型４２の温度を調整する温調孔部４２２を備える。スライド型４３は、コア型４１の孔部４１３に挿入しており、溶融樹脂を注入する為の注入孔４３１を備える。

成形金型４０により、第１の流路部品１０は、次のように製造される。まず、コア型４１、キャビティ型４２、及びスライド型４３を準備し、コア型４１の孔部４１３にスライド型４３を挿入する。

次に、コア型４１とキャビティ型４２とを組み合わせる。そして、コア型４１の注入孔４１２から、図５に示す通り、溶融樹脂４５を注入する。溶融樹脂４５は、基部１１を形成する樹脂である。そして、溶融樹脂４５が凝固するまで放置する。こうして任意の意匠を有する基部１１を射出成形する。

次に、図６に示す通り、スライド型４３を、矢印Ａの方向にスライドさせて、充填空間４８を形成する。そして、スライド型４３の注入孔４３１から、図７に示す通り、溶融樹脂４６を注入する。溶融樹脂４６は、図３に示す第１の緩衝材１２１を形成する樹脂である。

そして、図７に示す溶融樹脂４６が凝固する前に、スライド型４３を、図８に示す矢印Ａの方向にさらにスライドさせる。これにより、溶融樹脂４６中に、気泡４７を発現させる。なお、この手法は、コアバック法と呼ばれる手法である。その後、溶融樹脂４６を凝固させる。このようにして、任意の意匠を有する基部１１に緩衝材１２１を一体に射出成形することができる。

なお、溶融樹脂４５，４６を凝固させる時間は、成形金型４０から樹脂成形品を離型する際に、成形金型４０と樹脂成形品との間の摩擦により、樹脂成形品の一部が欠損することなく離型できる状態になるまでの時間である。具体的には、溶融樹脂４５，４６の凝固具合、コア型４１及びキャビティ型４２の温度、図３に示す第１の流路部品１０に求められる機能などを考慮して決定される。

図８に示す溶融樹脂４５，４６が凝固した後、キャビティ型４２からコア型４１を分離し、樹脂成形品を成形金型４０から離型させる。そして、図４に示すコア型４１の注入孔４１２及びスライド型４３の注入孔４３１に注入されていた樹脂を切除する。そして、樹脂成形品から、第１の孔部１１１に対応する部分の樹脂を切除する。これにより、第１の流路部品１０が完成する。

なお、温調孔部４１１，４２２及び注入孔４１２，４３１は、それぞれ充填空間４４及び図６に示す充填空間４８の容積に応じて、適切な個数、サイズなどに変更されてもよい。また、樹脂成形品から、第１の孔部１１１に対応する部分の樹脂を切除したが、図４に示す充填空間４４に溶融樹脂を注入することで、第１の孔部１１１を備えた基部１１が形成されてもよい。

次に接続構造体１の製造方法を説明する。まず成形金型４０により、図１に示す第２の孔部２１を備えた第２の流路部品２０を成形する。第２の流路部品２０の具体的な成形方法は、上述の基部１１の成形方法と概ね同一である。

次に、成形金型４０で成形された第１の流路部品１０を、第２の流路部品２０に接続させる。具体的には、基部１１の外周部を、第２の緩衝材１２２を介して、前記第２の流路部品２０の外周部と接続させる。そして、第１の孔部１１１を、第１の緩衝材１２１を介して、第２の孔部２１と接続させる。最後に、第２の流路部品２０に、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２を圧縮させる。これにより、接続構造体１が完成する。

上記の接続構造体１の構成によれば、基部１１の外周部と第２の流路部品２０の外周部との間の隙間４が、第２の緩衝材１２２により閉じられている。そのため、流路Ｘを流れる気体により第１の緩衝材１２１が劣化し、変形又は割れが生じ、気体が、隙間４に流出しても、第２の緩衝材１２２により、当該気体が接続構造体１の外部に漏れるのを防ぐことができる。つまり、流路Ｘの気密性を確保できる。

さらに、第１の孔部１１１と第２の孔部２１とを、粘着テープを介して接続すると、粘着テープの皺及び重なりの有無を検査する検査工程が必要になるが、上記の構成によれば、当該検査工程は不要であり、製造時間を短縮できる。また、接続部材として、基部１１に一体に形成された緩衝材を用いたので、粘着テープを用いた場合に生じる皺及び重なりが生じない。

また、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２が基部１１に一体に形成されているので、これらを一体に形成しない場合と比較して、部品点数を削減させ、製造時間を短縮できる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

例えば、基部１１の形状をトレイ状とし、第２の流路部品２０の形状を凸状としたが、図９に示す通り、基部１１の形状及び第２の流路部品２０の対向面の形状を平坦にしてもよい。基部１１の形状及び第２の流路部品２０の形状は任意に変更されてもよい。

第１の緩衝材１２１を第１の孔部１１１の周囲に、第２の緩衝材１２２を基部１１の外周部に配置する例を示したが、第１の孔部１１１及び第２の孔部２１を二重に囲うことができれば、配置位置は任意である。また、緩衝材を、第１の孔部１１１を囲って三重以上の枠状に形成してもよい。

また、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２を、基部１１に形成し、全体を第１の流路部品１０とする例を説明したがこれに限定されない。例えば、第１と第２の緩衝材１２１，１２２を第２の流路部品２０に形成してもよい。具体的には、第２の緩衝材１２２を、第２の流路部品２０の外周部に沿って形成し、第１の緩衝材１２１を、第２の孔部２１に沿って形成してもよい。この場合も、基部１１の外周部が、第２の緩衝材１２２を介して、第２の流路部品２０の外周部と接続される。そして、第１の孔部１１１が、第１の緩衝材１２１を介して、第２の孔部２１と接続される。

また、第１の緩衝材１２１と第２の緩衝材１２２の一方を第１の流路部品１０に形成し、第１の緩衝材１２１と第２の緩衝材１２２の他方を第２の流路部品２０に形成してもよい。このように、第１の流路部品１０と第２の流路部品２０とが、これらよりも軟性の材料を含み、第１及び第２の孔部１１１，２１を囲って枠状に形成された複数の緩衝材１２１，１２２を圧縮した状態で固定されるならば、個々の構造は任意である。

さらに、基部１１を第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２よりも硬質の材料から形成させることが可能であれば、基部１１、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２は、どのような材料から形成されてもよい。例えば、基部１１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの樹脂、発泡樹脂、アルミニウムなどにより形成され、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２は、エチレン−プロピレン共重合体、ウレタン、シリコーンなどの樹脂、発泡樹脂などにより形成されてもよい。

また、第２の流路部品２０は、発泡スチロールから形成されたが、他の材料から形成されてもよい。例えば、第２の流路部品２０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの樹脂、発泡樹脂、アルミニウムなどから形成されてもよい。

なお、基部１１、第１の緩衝材１２１、第２の緩衝材１２２、及び第２の流路部品２０を、発泡樹脂で形成する場合は、基部１１及び第２の流路部品２０を、第１の緩衝材１２１及び第２の緩衝材１２２よりも硬質の発泡樹脂で形成するのが好ましい。

また、基部１１の第１の孔部１１１は、基部１１の中央部に形成されているとしたが、第１の緩衝材１２１を介して第２の孔部２１と接続されるならば、基部１１の中央部に形成されていなくてもよい。例えば、図１０及び図１１に示す通り、基部１１を直方体形状とし、その直方体形状の中央部から一端部にかけて、第１の孔部１１１が形成されてもよい。この際、第１の緩衝材１２１は、第１の孔部１１１に沿って、第１の孔部１１１と一体に形成される。そして、図１２に示す通り、第１の孔部１１１は、第１の緩衝材１２１を介して、第２の孔部２１に接続される。

ここで、上述の通り、基部１１、第１の緩衝材１２１、及び第２の流路部品２０を形成する材料は、適宜選択することができる。例えば、図１２に示す基部１１を発泡スチロールで形成し、第１の緩衝材１２１を発泡ポリエチレンで形成し、第２の流路部品２０をポリプロピレンで形成してもよい。

さらに、基部１１に第１の孔部１１１が１つ形成されているとしたが、基部１１に形成される第１の孔部１１１の数は任意である。例えば、図１３に示す通り、冷蔵庫の冷蔵−冷凍室間仕切り板６０の構成部品として、第１の流路部品１０が使用され、基部１１の中央部に、第１の孔部１１１が２つ形成されてもよい。この場合、例えば、１つの第１の孔部１１１により冷気供給ダクトが形成され、もう１つの第１の孔部１１１により、冷気戻りダクトが形成されてもよい。第１の緩衝材１２１は、２つの第１の孔部１１１に沿って、形成される。なお、図１３では、第２の緩衝材１２２は省略している。

本発明の実施の形態に係る接続構造体１は、様々な機器に適用することができる。例えば、図１４に示す通り、天井埋め込み式エアコン７０の化粧パネルの構成部品として、接続構造体１が使用されてもよい。図１４では、接続構造体１は、冷気の吹き出し口を形成する部品として使用されている。具体的には、図１５に示す通り、第１の流路部品１０により、冷気の吹き出し口が形成されている。そして、第１の孔部１１１が、第１の緩衝材１２１を介して、図示せぬ第２の孔部２１と接続されている。

また、以上の説明では、気体の通路同士を接続するための接続構造体を説明したが、この発明は、液体を含む流体の通路同士を接続するための接続構造体に広く適用可能である。

１ 接続構造体、４ 隙間、１０ 第１の流路部品、１１ 基部、１２ 緩衝材、２０ 第２の流路部品、２１ 第２の孔部、４０ 成形金型、４１ コア型、４２ キャビティ型、４３ スライド型、４４ 充填空間、４５，４６ 溶融樹脂、４７ 気泡、４８ 充填空間、６０ 冷蔵−冷凍室間仕切り板、７０ エアコン、１１１ 第１の孔部、１２１ 第１の緩衝材、１２２ 第２の緩衝材、４１２ 注入孔、４１３ 孔部、４１１，４２２ 温調孔部、４３１ 注入孔、Ａ 矢印、Ｘ 流路

Claims (7)

1. 流体が流通する第１の孔部を備えた第１の流路部品と、流体が流通する第２の孔部を備えた第２の流路部品とが緩衝材を介して接続されて形成された接続構造体であって、
   前記第１の流路部品と前記第２の流路部品とは、前記第１の流路部品及び前記第２の流路部品よりも軟性の材料を含み、前記第１及び第２の孔部を囲って枠状に形成された複数の緩衝材を圧縮した状態で配置されている、
   接続構造体。
2. 前記複数の緩衝材は、前記第１及び第２の孔部を囲う第１の緩衝材と、前記第１の緩衝材を囲う第２の緩衝材と、を備える、
   請求項１に記載の接続構造体。
3. 前記第１の流路部品と前記第２の流路部品と前記第１の緩衝材と前記第２の緩衝材とにより、閉じた空間が形成されている、
   請求項２に記載の接続構造体。
4. 前記第１の孔部と前記第２の孔部と前記第１の緩衝材の内面とは、面一に形成されている、
   請求項２又は３に記載の接続構造体。
5. 前記第１の流路部品、前記緩衝材、及び前記第２の流路部品は、樹脂から形成されている、
   請求項１から４の何れか１項に記載の接続構造体。
6. 前記緩衝材は、発泡樹脂から形成されている、
   請求項１から５の何れか１項に記載の接続構造体。
7. 気体を通過させる第１の孔部を備えた第１の流路部品が、気体を通過させる第２の孔部を備えた第２の流路部品に接続された、接続構造体の製造方法であって、
   前記第１の孔部を備えた基部を射出成形する工程と、
   前記基部の一面に、前記第１の孔部を囲む複数の枠状の緩衝材を射出成形する工程と、
   前記基部と前記第２の流路部品とを、前記第１の孔部と前記第２の孔部とが連通する状態で、前記緩衝材を圧縮した状態で固定する工程と、
   を備えた、接続構造体の製造方法。

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