JP6260761B2 - 空調ダクト及びその成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、空調ダクト及びその成形方法に関するものであり、特に、縦長矩形形状の開口部が２つ平行に配置される空調ダクト及びその成形方法の改良に関する。

自動車のインストルメントパネル内には、各種空調ダクトが取り付けられており、例えば特許文献１には、複数のエア吹出口を有する車両用インストルメントパネルの裏側に設けられ、調整エアを空調ユニットから各エア吹出口に供給するエアダクトの構造が開示されている。

特許文献１に開示されるエアダクトは、デフロスターダクトロアとセンターダクトロアとを一体に形成してフロントダクトロアを構成し、デフロスターダクトロアにインストルメントパネルを上方から接合して内部にデフロスターエア通路が形成されたデフロスターダクトを構成するとともに、センターダクトロアにセンターダクトアッパーを上方から接合して内部に空調エア通路が形成されたセンターダクトを構成したものである。

この種の空調ダクトは、プラスチックの成形体として形成されるのが一般的であるが、近年、その軽量化等を目的に、発泡樹脂を成形した成形体により構成される空調ダクトも提案されている（例えば特許文献２〜３を参照）。

特許文献２には、熱可塑性樹脂に発泡剤として超臨界流体を添加した発泡ブロー成形によって成形された発泡体ダクトが開示されている。特許文献２に記載される発泡体ダクトは、発泡セル径の小さい発泡セルが薄肉部を含めて均一に分布するとともに発泡倍率が大きく、軽量で断熱性に勝れているという特徴を有し、これにより、自動車等の空調装置等に用いた場合、結露量が著しく低減するという作用効果が奏される。

また、特許文献３には、発泡性に優れるポリプロピレン系樹脂発泡層を有する中空発泡ブロー成形体が開示されている。特許文献３に記載される中空発泡ブロー成形体は、車両用空調ダクトなどに好適な、軽量、薄肉で且つ厚さの均一なポリプロピレン系樹脂中空発泡ブロー成形体である。

特開平１１−１９８６８１号公報 特開２００５−２４１１５７公報 特開２０１０−２４７４２７公報

ところで、近年のインストルメントパネルの設計においては、いわゆるナビゲーションシステムの設置等を考慮して、その両脇に空調用のセンターダクトを配置することが多くなってきている。その場合、必然的にダクトの開口部の形状を縦長矩形形状とせざるを得ない。

このような状況から、前記センターダクトの形態として、縦長矩形形状の開口部を有する一対のダクトを一括して成形し、これら縦長矩形形状の開口部をナビゲーションシステムの両脇に配置することが検討されている。縦長矩形形状の開口部を有する一対のダクトを一括して成形することで、取り付け作業が容易になり、固定状態も安定するという効果を得ることができる。

しかしながら、縦長矩形形状の開口部が２つ平行に並ぶようにダクトを成形するには、幾多の困難を伴う。例えば、ブロー成形で縦長矩形形状の開口部を形成するためには、開口部形状に対応した縦長矩形形状のキャビティを有する金型を用い、パリソンを成形する必要があるが、パリソンが引き伸ばされる寸法が大きいために薄肉化を招き、極端な場合、パリソンが破れる等、成形不良が起こり易い。特に、発泡樹脂を用いて発泡ダクトを成形する場合、ソリッド樹脂（非発泡樹脂）に比べて樹脂の伸びが悪く、成形は非常に困難である。

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、縦長矩形形状の開口部が２つ平行に配置される空調ダクトの成形性を確保し、取り付け作業が容易で固定状態が安定な空調ダクトを提供することを目的とし、さらには、係る空調ダクト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、本発明の空調ダクトは、それぞれ短辺の寸法Ａと長辺の寸法Ｂの比率Ａ／Ｂが１／３以下である縦長矩形形状の開口部を有する一対のダクト部がヒンジ部を介して結合されており、開口部の開口方向から見たときに、前記ヒンジ部を折り曲げていない状態においては、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が互いに斜めになるように配置されるとともに、前記ヒンジ部を折り曲げることで、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が略平行になるように配置されていることを特徴とする。

また、本発明の空調ダクトの成形方法は、それぞれ短辺の寸法Ａと長辺の寸法Ｂの比率Ａ／Ｂが１／３以下である縦長矩形形状の開口部を有する一対のダクト部がヒンジ部を介して結合されるようにパリソンをブロー成形するに際し、開口部の開口方向から見たときに、前記ヒンジ部を折り曲げていない状態においては、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が互いに斜めになるように配置されるとともに、前記ヒンジ部を折り曲げることで、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が略平行になるように配置されるようにし、前記ヒンジ部を折り曲げていない状態、すなわち前記縦長矩形形状の開口部を形成するためのキャビティを傾けた状態で成形することを特徴とする。

縦長矩形形状の開口部を形成するためのキャビティを傾けた状態で状態で成形することで、パリソンが引き伸ばされる寸法が抑えられ、成形性が確保されて、例えば発泡樹脂からなるパリソンを用いた場合にも、肉薄化や成形不良の発生が抑えられる。成形されたダクトは、ヒンジ部を折り曲げることで、前記縦長矩形形状の開口部が平行に配置される。

本発明によれば、縦長矩形形状の開口部が２つ平行に配置される空調ダクトの成形性を確保することが可能であり、取り付け作業が容易で固定状態が安定な空調ダクトを提供することが可能である。

本発明を適用した空調ダクトの概略構成を示すものであり、成形した状態の空調ダクトの概略斜視図である。 ヒンジ部を折り曲げて縦長矩形形状の開口部を平行に配置した状態を示す概略斜視図である。 （ａ）は縦長矩形形状の開口部の寸法を示す模式図であり、（ｂ）は成形した状態（縦長矩形形状の開口部が斜めに配置された状態）における水平及び垂直方向の寸法を示す模式図である。 縦長矩形形状の開口部が平行に配置されるように成形する場合のキャビティ形状を示す図である。 縦長矩形形状の開口部が斜めに配置されるように成形する場合のキャビティ形状を示す図である。 （ａ）は図４に示す金型キャビティの寸法を示す模式図であり、（ｂ）は図５に示す金型キャビティにおける水平及び垂直方向の寸法を示す模式図である。

以下、本発明を適用した空調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。

本実施形態例の空調ダクトは、自動車のインストルメントパネル内に取り付けられる車両用空調ダクトであり、ナビゲーションシステム等の両脇に配置されるセンターダクトとして設置されるものである。すなわち、本実施形態の車両用空調ダクト１は、図１に示すように、２本のセンターダクト２，３がヒンジ部４を介して左右対称に結合されたものである。各センターダクト２，３の先端には、車内に向けてエアを吹き出す開口部５，６が設けられている。各開口部５，６の形状は、縦長矩形形状である。また、ヒンジ部４は、２枚の樹脂シート（パリソン）が溶着されたコンプレッション部として形成されている。

図１は、本実施形態の車両用空調ダクト１を成形した状態の斜視図であり、成形した状態では、ヒンジ部４が開いた状態である。この状態では、各センターダクト２，３の先端の開口部５，６は、斜めに配置されている。具体的には、上方に向かうにしたがって、開口部５，６間が離間するように、各開口部５，６が外側に向かって斜めに配置されている。

前記車両用空調ダクト１は、インストルメントパネル内のダクト本体（図示は省略する。）に溶着等の手法により固定され、空調ダクトとして機能する。ダクト本体への固定は、例えば４点スポット溶着することにより行われ、固定状態が安定なものとなる。

前記車両用空調ダクト１のダクト本体への取り付けに際しては、ヒンジ部４を折り曲げて、前記縦長矩形形状の開口部５，６が概ね平行になるように取り付ける。このように、本実施形態の車両用空調ダクト１は、センターダクト２とセンターダクト３がヒンジ部４で連結されて一体に取り扱うことが可能であり、ヒンジ部４を折り曲げるだけで開口部５，６が所定の向き（平行）になるようにダクト本体へ取り付けることが可能である。

図２は、車両用空調ダクト１のダクト本体へ取り付けた状態を示す図である。前記の通り、ダクト本体への取り付け状態では、ヒンジ部４が折り曲げられ、縦長矩形形状の開口部５，６が互いに平行になるように配置されている。なお、本実施形態の場合、図１に示すように、成形状態においてヒンジ部４が所定の角度θで折り曲げられた形状となっており、図２に示すように、取り付け状態においてヒンジ部４が水平状態となっているが、この折り曲げられた状態から水平状態にすることが、前記ヒンジ部４の折り曲げということになる。

図３は、前記車両用空調ダクト１の開口部５，６の寸法を模式的に示す図である。具体的には、図３（ａ）は平行に配置された縦長矩形形状の開口部５，６の寸法を示す模式図であり、図３（ｂ）は車両用空調ダクト１を成形した状態（ヒンジ部４を折り曲げないで縦長矩形形状の開口部５，６が斜めに配置された状態）における横方向（縦長矩形形状の開口部を平行に配置した時の短辺の方向と平行な方向）及びこれと直交する方向（縦長矩形形状の開口部を平行に配置した時の長辺の方向と平行な方向）の寸法を示す模式図である。

車両用空調ダクト１の開口部５，６は、図３（ａ）に示すように縦長矩形形状であり、その短辺の寸法Ａと長辺の寸法Ｂの比率Ａ／Ｂは１／３以下である。本実施形態の車両用空調ダクト１においては、成形状態で図３（ｂ）に示すように、これら開口部５，６が斜めに配置されるように成形することで、成形性を確保するようにしている。前記成形状態（ヒンジ部４を折り曲げていない状態）においては、前記縦長矩形形状の開口部５，６の横方向（縦長矩形形状の開口部を平行に配置した時の短辺の方向と平行な方向）の寸法Ｘとこれと直交する方向（縦長矩形形状の開口部を平行に配置した時の長辺の方向と平行な方向）の寸法Ｙの比率Ｘ／Ｙが２／３以上である。

すなわち、成形直後の状態（開口部が斜めに配置された状態）から取り付け状態（開口部が平行に並んだ状態）に変形する際にヒンジを折り曲げる角度をθ、開口部の短辺の寸法をＡ、開口部の長辺の寸法をＢとすると、数１を満たすことになる。

以上の構造を有する車両用空調ダクト１は、中空の樹脂成形体として形成され、成形方法としては、ブロー成形が採用される。ブロー成形では、ダイから供給される中空円筒状の樹脂シート（パリソン）を、一対の金型で挟み込み、パリソン内にエアを送り込む。これにより、パリソンを型締めされた金の内壁に押し付け、キャビティ形状に応じた中空体を成形する。

このブロー成形において、開口部５，６が平行に配置されるように成形する場合、用いる金型のキャビティ形状は図４に示すようなものとなる。図４に示す金型は、第１金型１１と第２金型１２により構成され、これら第１金型１１及び第２金型１２を型閉め方向（図中矢印方向）に突き合わせることにより、開口部５，６に対応した縦長矩形形状のキャビティ１３，１４が構成される。

この時のキャビティ１３，１４の形状を図６（ａ）に模式的に示す。図４に示す金型の場合、キャビティ１３，１４は平行であり、キャビティ１３，１４の短辺の寸法ａと長辺の寸法ｂの比率ａ／ｂは１／３以下である。なお、キャビティ１３，１４の短辺の寸法ａと長辺の寸法ｂは、開口部５，６の短辺の寸法Ａと長辺の寸法Ｂに相当するものである。

図４に示す金型を用いて車両用空調ダクト１を成形する場合、パリソンは、先ず第１金型１１の角部Ｃと第２金型１２の角部Ｄに当接し、この間のパリソンがエアブローにより引き伸ばされ、キャビティ１３，１４の内壁に押し付けられてキャビティ１３，１４の形状に成形される。この時、第１金型１１の角部Ｃと第２金型１２の角部Ｄ間の距離（概ね短辺の寸法ａ）に相当する長さのパリソンがキャビティ形状にまで引き伸ばされることになり、短い長さのパリソンが大きく引き伸ばされることになる。

このようにパリソンが大きく引き伸ばされるブロー成形では、例えば非発泡樹脂を用いたいわゆるソリッドダクトの成形の際に、薄肉化の原因となる。特に、縦長矩形形状のキャビティ１３，１４の角部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが薄肉部となる傾向にある。また、発泡樹脂は伸びが悪く、発泡樹脂を用いた発泡ダクトの成形の際には、パリソンの破断による成形不良が発生し易く、成形不能となる可能性がある。

そこで、本実施形態の成形方法では、図５に示すように、縦長矩形形状の開口部５，６を形成するためのキャビティが傾けた状態となるような金型を用いて成形を行うこととする。ここで、図５に示す金型は、先の図４に示す金型と同様、第１金型２１と第２金型２２とから構成され、これら第１金型２１と第２金型２２を突き合わせることにより構成されるキャビティ２３，２４が斜めに傾いた状態で形成される。また、第１金型２１と第２金型２２間で２枚のパリソンが挟み込まれ、ヒンジ部が２枚のパリソンが溶着されたコンプレッション部として形成される。

このようにキャビティ２３，２４を斜めに配置した金型では、キャビティ２３，２４の型閉め方向と垂直な方向（短辺方向）の寸法ｘと型閉め方向と平行な方向（長辺方向）の寸法ｙの比率ｘ／ｙが２／３以上となる。そして、前記型閉め方向と垂直な方向（短辺方向）の寸法ｘは短辺の寸法ａよりも大きく、型閉め方向と平行な方向（長辺方向）の寸法ｙは長辺の寸法ｂよりも小さい。

図５に示す金型を用いたブロー成形においても、パリソンは、先ず第１金型２１の角部Ｃと第２金型２２の角部Ｄに当接し、この間のパリソンがエアブローにより引き伸ばされることになるが、前記の通り、第１金型２１の角部Ｃと第２金型２２の角部Ｄ間の距離（寸法ｘ）が短辺の寸法ａよりも大きく、引き伸ばされる距離（寸法ｙ）が長辺の寸法ｂよりも小さい。

したがって、成形時のパリソンの引き伸ばしが緩和され、前記肉薄化や成形不良の発生を抑えることができる。すなわち、本実施形態の成形方法により、一対の縦長矩形形状の開口部５，６を有する車両用空調ダクト１の成形性を確保することが可能である。

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 車両用空調ダクト
２，３ センターダクト
４ ヒンジ部
５，６ 縦長矩形形状の開口部
２１ 第１金型
２２ 第２金型
２３，２４ キャビティ

Claims (6)

1. それぞれ短辺の寸法Ａと長辺の寸法Ｂの比率Ａ／Ｂが１／３以下である縦長矩形形状の開口部を有する一対のダクト部がヒンジ部を介して結合されており、
   開口部の開口方向から見たときに、前記ヒンジ部を折り曲げていない状態においては、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が互いに斜めになるように配置されるとともに、
   前記ヒンジ部を折り曲げることで、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が略平行になるように配置されていることを特徴とする空調ダクト。
2. 成形直後の状態から開口部が略平行に配置された状態に変形する際にヒンジを折り曲げる角度をθ、開口部の短辺の寸法をＡ、開口部の長辺の寸法をＢとしたときに、数１を満たすことを特徴とする請求項１記載の空調ダクト。
   

   
3. 前記ヒンジ部は、２枚の樹脂シートが溶着されたコンプレッション部として形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の空調ダクト。
4. それぞれ短辺の寸法Ａと長辺の寸法Ｂの比率Ａ／Ｂが１／３以下である縦長矩形形状の開口部を有する一対のダクト部がヒンジ部を介して結合されるようにパリソンをブロー成形するに際し、
   開口部の開口方向から見たときに、前記ヒンジ部を折り曲げていない状態においては、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が互いに斜めになるように配置されるとともに、
   前記ヒンジ部を折り曲げることで、前記縦長矩形形状の開口部の長辺が略平行になるように配置されるようにし、
   前記ヒンジ部を折り曲げていない状態、すなわち前記縦長矩形形状の開口部を形成するためのキャビティを傾けた状態で成形することを特徴とする空調ダクトの成形方法。
5. 前記傾けた状態で前記キャビティの型閉め方向と垂直な方向の寸法ｘと型閉め方向と平行な方向の寸法ｙの比率ｘ／ｙを２／３以上とすることを特徴とする請求項４記載の空調ダクトの成形方法。
6. パリソンをコンプレッションしてヒンジ部を成形することを特徴とする請求項４または５記載の空調ダクトの成形方法。

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