JP5307676B2

JP5307676B2 - ダクト及びその製造方法

Info

Publication number: JP5307676B2
Application number: JP2009223831A
Authority: JP
Inventors: 裕明鈴木
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: JP2011075121A

Description

本発明は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布から形成されたダクト及びその製造方法に関する。

従来、自動車における吸気用ダクトあるいは空調用ダクト等として、熱可塑性樹脂を含む不織布で構成したものがある。熱可塑性樹脂を含む不織布で構成したダクトの製造方法は、図６に示すように、まず不織布５１を凹型７１と凸型７３で加熱圧縮して型面形状に賦形することにより、両側にフランジ部８３を有するダクト半体８１を形成する。前記加熱圧縮時、前記フランジ部８３は前記凹型７１と凸型７３間で不織布が圧縮されて該圧縮状態で賦形される。次に、図７に示すように、前記ダクト半体８１同士を重ね合わせ、前記フランジ部８３を溶着等により接合して管状とすることにより、図８に示すようなダクト８０を得る。前記フランジ部８３は、前記ダクト半体８１の接合強度を確保するため、３〜１０ｍｍ程度の幅（突出長）が必要とされる。

しかしながら、前記不織布からなるダクト半体８１をフランジ部８３で接合したダクト８０は、前記フランジ部８３が凹型と凸型間で加熱圧縮されて繊維が緻密になった硬い状態にあるため、例えば、自動車の吸気用ダクトとしてエンジンルームに配設された場合、振動等でフランジ部８３が周囲の部品や装置等と擦れ合って異音を発生する問題がある。しかも、エンジンルーム内は種々の部品や装置が存在してダクトの配置スペースが限られるため、ダクトを部品や装置等から充分離して配置し、振動等でフランジ部８３が周囲の部品や装置等と接触しないようにすることもできなかった。また、前記フランジ部８３と周囲の部品や装置等との距離を大にする目的で、前記フランジ部８３の幅を小さく（突出長を短く）すると、前記ダクト半体８１の接合強度が不足するようになり、一方、ダクトの管径を小さくすると、ダクトの開口面積が減少して気体の流量が低下し、ダクトの機能が低下するようになることから、前記フランジ部８３の幅を小さく（突出長を短く）したり、ダクトの管径を小さくすることもできなかった。

特開平１１−３４３９３８号公報特開２００７−１７６３１６号公報特開２００８−２００８２号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、不織布から形成されたダクトのフランジ部が他部品等と擦れ合った際に異音を生じ難いダクトとその製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布で構成されたダクト半体同士が重ね合わされ、前記ダクト半体の両側に形成されているフランジ部で接合されたダクトにおいて、前記フランジ部の基部が前記不織布の圧縮された状態からなり、先端部が前記不織布の非圧縮状態からなることを特徴とする。

請求項２の発明は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布を凹型と凸型間で加熱圧縮して両側にフランジ部が突出したダクト半体を形成し、前記ダクト半体同士を重ね合わせて前記フランジ部を接合するダクトの製造方法において、前記凹型と凸型による不織布の加熱圧縮時、前記フランジ部の基部と対応する位置で前記不織布を圧縮すると共に、該圧縮部より外方側で前記不織布を非圧縮とすることにより、前記フランジ部の基部が前記不織布の圧縮状態からなると共に前記フランジ部の先端部が前記不織布の非圧縮状態からなるダクト半体を形成し、前記ダクト半体同士のフランジ部を接合することにより、前記フランジ部の基部が前記不織布の圧縮された状態からなり、先端部が前記不織布の非圧縮状態からなるダクトを形成することを特徴とする。

本発明のダクトは、フランジ部の先端部で不織布が非圧縮状態となっていることから、フランジ部の先端が柔らかく、かつ不織布本来のクッション性を有するものとなっている。したがって、本発明のダクトは、自動車のエンジンルーム等内に配置されて、自動車等の振動等でフランジ部の先端が他物体と擦れ合うことがあっても、その際にフランジ部の先端が良好な緩衝性を発揮して異音の発生を防止することができる。また、本発明のダクトは、異音防止の観点から、フランジ部の幅を小にしたり、ダクトの管径を小さくしたりして他物体とフランジ部先端間の距離を大にする必要がなく、フランジ部における十分な接合強度やダクトの十分な開口面積を確保することができる。

また、本発明の製造方法によれば、振動等でフランジ部の先端が他物体と擦れ合うことがあっても、その際にフランジ部の先端が良好な緩衝性を発揮して異音の発生を防止することができるダクトを容易に製造することができる。しかも、本発明の製造方法によれば、異音防止のために、フランジ部の幅を小にしたり、ダクトの管径を小さくする必要がないため、フランジ部における十分な接合強度やダクトの十分な開口面積を確保できるダクトを製造することができる。

本発明における一実施形態のダクトの斜視図である。図１の２−２断面図である。本発明の製造方法の一実施形態における不織布の加熱圧縮を示す断面図である。同実施形態におけるダクト半体のフランジ部の接合を示す断面図である。同実施形態によって製造されたダクトの断面図である。従来の製造方法における不織布の加熱圧縮を示す断面図である。従来の製造方法におけるダクト半体のフランジ部の接合を示す断面図である。従来の製造方法によって製造されたダクトの断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るダクトとダクトの製造方法について、図面を用いて説明する。
図１に示すダクト１０は、ダクト半体１１同士を重ね合わせて接合したものである。前記ダクト１０は、本実施例では角管形状からなるが、円管形状あるいは他の管形状であってもよい。

前記ダクト半体１１は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布からなり、半割管状の半体本体部１３と該半体本体部１３の両側に形成されたフランジ部１５とで構成されている。前記ダクト半体１１は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布を凹型と凸型で挟んで加熱圧縮したものである。なお、前記熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布は、凹型と凸型による加熱圧縮で型面形状に賦形され、その後の自然冷却等により形状が固定される。

不織布を構成する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、ポリエステルやポリプロピレン等の高融点樹脂の部分とポリエチレン等の低融点樹脂の部分とからなる複合熱可塑性樹脂繊維が好ましい。複合熱可塑性樹脂繊維としては、中心の芯部が高融点樹脂、外周の鞘部が低融点樹脂からなる芯鞘構造のものや、繊維の長さ方向に高融点樹脂の部分と低融点樹脂の部分が配列されたものなどを挙げることができる。また、前記不織布は高融点樹脂の繊維と低融点樹脂との混合からなるものであってもよい。さらに、不織布は熱可塑性樹脂繊維と他の繊維との両方からなるものであってもよい。

前記フランジ部１５は、前記ダクト半体１１同士の接合に用いられる部分であり、ダクト半体１１の重ね合わせ部にダクト半体１１の長さ方向に沿って形成されている。前記ダクト半体１１同士のフランジ部１５は、重ね合わされて溶着や接着剤等により接合されている。図２に示すように、前記フランジ部１５は、前記半体本体部１３の重ね合わせ部位から外方へ突出しており、前記半体本体部１３側の基部１６が前記不織布の圧縮された状態からなり、先端部１７が前記不織布の非圧縮状態からなる。

前記基部１６は、凹型と凸型による不織布の加熱圧縮時に不織布が軟化状態で圧縮され、その後の自然冷却等により圧縮状態が固定されたものであり、加熱圧縮前の不織布よりも繊維が密になっている。前記基部１６の厚みは適宜決定されるが、十分な接合強度を得るためには加熱圧縮成形前の不織布における厚みの２／３〜１／５程度が好ましい。前記圧縮状態からなる基部１６の幅（半体本体部１３からの突出長）ａは、適宜決定されるが、十分な接合強度を得るためには２〜５ｍｍ程度が好ましい。

一方、前記先端部１７は、凹型と凸型による不織布の加熱圧縮時に、非圧縮とされたものであり、加熱圧縮成形前の不織布が有する柔らかさとクッション性を有し、前記基部１６よりも不織布の繊維が粗になっており、前記基部１６よりも厚みが大になっている。前記非圧縮状態からなる先端部１７の幅（半体本体部１３からの突出長）ｂは適宜決定されるが、前記ダクト１０の外形が過剰に大きくならず、かつ十分な緩衝性を得るたには１〜５ｍｍ程度が好ましい。

前記ダクト１０は、フランジ部１５の先端部１７で不織布が非圧縮状態となっていることから、フランジ部１５の先端が柔らかく、かつ不織布本来のクッション性を有するため、フランジ部１５の先端が他物体と擦れ合うことがあっても、その際にフランジ部１５の先端が良好な緩衝性を発揮して異音の発生を防止することができる。また、前記ダクト１０は、使用時に外面に結露を生じることがあっても、前記ダクト１０外面の結露水をフランジ部１５の基部１６で受けたり、前記フランジ部１５の先端部１７で含浸保持してダクト１０から滴下し難くする効果も得られる。すなわち、前記フランジ部１５の基部１６は、前記半体本体部１３とフランジ部１５の先端部１７間で溝状となっているため、ダクト両側のフランジ部１５の一方を上側、他方を下側となるようにダクト１０を設置した場合には、前記ダクト１０の外面を伝って下方へ移動した結露水をフランジ部１５における溝状の基部１６で受けることができる。また、ダクト両側のフランジ部１５を図１に示すように水平にしてダクト１０を設置した場合は、上側のダクト半体のフランジ部１５における溝状の基部１６で結露水を受けることができる。さらに、ダクト両側のフランジ部が上下方向、あるいは水平方向の何れの場合であっても、前記フランジ部１５の先端部１７は、前記のように不織布が非圧縮の状態であって繊維が密になっていないため、結露水が含浸し易く、保持され易くなっている。

前記ダクト１０の製造方法の一実施形態について説明する。ダクトの製造方法は、不織布の加熱圧縮工程と、ダクト半体の接合工程とよりなる。
不織布の加熱圧縮工程では、図３の（３Ａ）に示すように、前記熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布３１を凹型２１と凸型２５間に配置し、図３の（３Ｂ）に示すように凹型２１と凸型２５で挟んで加熱圧縮成形し、型面形状に不織布３１を賦形して前記ダクト半体１１を形成する。

前記凹型２１は、前記ダクト半体１１の外面形状に合わせた型面２２を有する。前記型面２２は、前記半体本体部１３と対応する半体本体部形成部分２３と、前記フランジ部１５と対応するフランジ部形成部分２４とを有する。一方、前記凸型２５は、前記ダクト半体１１の内面形状に合わせた型面２６を有する。前記型面２６は、前記半体本体部１３と対応する半体本体部形成部分２７と、前記フランジ部１５と対応するフランジ部形成部分２８とを有する。前記凹型２１と凸型２２を閉じた際の型面間距離は前記ダクト半体１１の厚みに応じた値に設定されている。

前記凹型２１の型面２２におけるフランジ部形成部分２４と、前記凸型２５の型面２６におけるフランジ部形成部分２８は、前記ダクト半体１１におけるフランジ部１５の基部１６に対応する部分２４ａ，２８ａと、前記ダクト半体１１におけるフランジ部１５の先端部１７に対応する部分２４ｂ，２８ｂとを有する。前記フランジ部の基部に対応する部分２４ａ，２８ａは、加熱圧縮成形工程における凹型２１と凸型２５の閉型時に、前記不織布３１を所定量圧縮するように型面間が不織布３１の厚みよりも小に設定されている。前記閉型時における前記フランジ部の基部に対応する部分２４ａ，２８ａ間の距離、すなわち不織布の圧縮程度は、前記のように、加熱圧縮成形前の不織布３１における加熱圧縮前の厚みの２／３〜１／５程度が好ましい。一方、前記フランジ部形成部分２４，２８におけるフランジ部の先端部に対応する部分２４ｂ，２８ｂは、加熱圧縮成成形工程における凹型２１と凸型２５の閉型時に、前記不織布３１を圧縮しないように型面間が不織布３１の加熱圧縮前の厚み以上に設定されている。なお、図示の例では、前記凹型２１におけるフランジ部の先端部に対応する部分２４ｂは窪んだ形状とされているのに対し、前記凸型２５におけるフランジ部の先端部に対応する部分２８ｂは平面とされているが、その逆でもよく、あるいは凹型２１と凸型２５との両方のフランジ部の先端部に対応する部分２４ｂ，２８ｂを窪んだ形状としてもよい。

前記加熱圧縮成形時における前記不織布３１の加熱温度は、前記不織布３１を熱圧縮成形（賦形）可能な温度、例えば、前記不織布３１を構成する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が複合熱可塑性樹脂繊維からなる場合には、低融点樹脂の融点よりも高く、かつ高融点樹脂よりも低い温度とされる。前記不織布３１の加熱は、型外で加熱装置により加熱してもよく、あるいは前記凹型２１と凸型２５に加熱手段を設けて型面２３，２６を加熱し、加熱した型面２３，２６によって不織布３１を加熱するようにしてもよい。

前記加熱圧縮成形工程後、前記凹型２１と凸型２５を離して成形品を取り出し、必要に応じて不要部を切除し、前記ダクト半体１１を得る。このようにして得られたダクト半体１１は、前記フランジ部１５の基部１６が不織布の圧縮された状態からなり、一方、前記フランジ部１５の先端部１７が不織布の非圧縮状態からなる。なお、他方のダクト半体１１についても、前記と同様の加熱圧縮成形工程により形成する。

ダクト半体の接合工程では、図４に示すように、前記ダクト半体１１同士を重ね合わせ、前記フランジ部１５同士を接合することにより、図５に示す前記ダクト１０を得る。前記フランジ部１５の接合は、溶着や接着剤等により行う。なお、重ね合わせた前記フランジ部１５の基部１６を両側から加熱装置で押圧して基部１６を接合したり、前記フランジ部１５の基部１６に接着剤を塗布して前記基部１６を接合してもよい。このように、フランジ部１５における圧縮状態の基部１６を接合し、非圧縮状態の先端部１７を非接合とすれば、前記フランジ部１５の先端部１７の柔軟性及びクッション性がより良好となり、前記フランジ部１５の先端が他物体と擦れ合った際に異音の発生をより確実に防ぐことができる。

中心の芯部分がポリプロピレン（融点１６５℃）、鞘部分がポリエチレン（融点１３０℃）からなる芯鞘構造の複合熱可塑性樹脂繊維（２．０デニール）で形成されている不織布（厚み５ｍｍ、目付量７００ｇ／ｍ^２）を１０００×１０００ｍｍに裁断し、温度１４０℃のヒーターで加熱した後、図３に示した凹型と凸型間に配置し、凹型と凸型を閉じて不織布を加熱圧縮成形し、その後に不要部を切除して一方のダクト半体を形成した。同様にして他方のダクト半体も形成した。

前記凹型における前記半体本体部を形成する凹状の型面は、４０ｍｍ×７５ｍｍ×６００（長さ）ｍｍの寸法であり、前記凸型における前記半体本体部を形成する型面は、閉型時に凹型の型面との間に２ｍｍの賦形用隙間を形成する寸法とされている。また、前記凹型と凸型におけるダクト半体のフランジ部の基部と対応する型面の幅（図２のフランジ部の基部の幅ａと対応する幅）は３ｍｍからなり、一方、ダクト半体のフランジ部の先端部と対応する型面の幅（図２のフランジ部の先端部の幅ｂと対応する幅）は５ｍｍからなる。また、前記凹型と凸型は、閉型時に凹型と凸型におけるダクト半体のフランジ部の基部と対応する型面間の間隔が１ｍｍとなるようにし、かつ、前記ダクト半体のフランジ部の先端部と対応する型面間の間隔が５ｍｍとなるようにした。前記加熱圧縮成形時、前記凹型と凸型の型温は３０〜４０℃とした。

このようにして得られたダクト半体は、両側の側部に外向きのフランジ部を有し、フランジ部の基部が圧縮された状態からなり、かつ、フランジ部の先端部が非圧縮状態からなる。次に、前記ダクト半体の二つを内面が対向するようにして対向させて、側部のフランジ部を重ね合わせ、先端が前記フランジ部の基部の幅と等しい板状加熱部材（１７０℃に加熱さている）により熱プレスすることにより、フランジ部の基部を溶着して接合し、二つのダクト半体を管状に一体化させて、図１に示すダクト１０を製造した。このようにして得られたダクト１０は、フランジ部の基部が圧縮状態からなり、かつフランジ部の先端部が非圧縮状態からなって、該フランジ部の先端が柔らかく、かつ不織布本来のクッション性を有していた。

１０ダクト
１１ダクト半体
１３半体本体部
１５フランジ部
１６フランジ部の基部
１７フランジ部の先端部
２１凹型
２２凹型の型面
２３凹型の型面における半体本体部形成部分
２４凹型の型面におけるフランジ部形成部分
２４ａフランジ部の基部に対応する部分
２４ｂフランジ部の先端部に対応する部分
２５凸型
２６凸型の型面
２７凹型の型面における半体本体部形成部分
２８凸型の型面におけるフランジ部形成部分
２８ａフランジ部の基部に対応する部分
２８ｂフランジ部の先端部に対応する部分
３１不織布

Claims

熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布で構成されたダクト半体同士が重ね合わされ、前記ダクト半体の両側に形成されているフランジ部で接合されたダクトにおいて、
前記フランジ部の基部が前記不織布の圧縮された状態からなり、先端部が前記不織布の非圧縮状態からなることを特徴とするダクト。
熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む不織布を凹型と凸型間で加熱圧縮して両側にフランジ部が突出したダクト半体を形成し、前記ダクト半体同士を重ね合わせて前記フランジ部を接合するダクトの製造方法において、
前記凹型と凸型による不織布の加熱圧縮時、前記フランジ部の基部と対応する位置で前記不織布を圧縮すると共に、該圧縮部より外方側で前記不織布を非圧縮とすることにより、前記フランジ部の基部が前記不織布の圧縮状態からなると共に前記フランジ部の先端部が前記不織布の非圧縮状態からなるダクト半体を形成し、
前記ダクト半体同士のフランジ部を接合することにより、前記フランジ部の基部が前記不織布の圧縮された状態からなり、先端部が前記不織布の非圧縮状態からなるダクトを形成することを特徴とするダクトの製造方法。