(57)【要約】【課題】中間体の捨て袋部に接続する立壁部の厚さが小さくなる薄肉化を抑えること。【解決手段】中空部材の成形方法は、閉塞した中空空間を有する中間体を成形する第１工程と、第１工程により成形された中間体の一部である、底壁部を有する袋状の捨て袋部を除去することにより、中間体の一部を開口させた残部である中空部材を成形する第２工程と、を備える。第１工程は、上記の残部に、残部の側壁の開口側先端から中空空間の内方に延びる第一フランジ部と第一フランジ部の内方先端から捨て袋部の底方に延びる第一立壁部とを有する第一段差屈曲部が形成されると共に、上記の捨て袋部に、第一段差屈曲部の第一立壁部の底方先端に連続して底方に延びる第二立壁部と第二立壁部の底方先端から中空空間の内方に延びる第二フランジ部と第二フランジ部の内方先端から底方に延びる第三立壁部とを有する第二段差屈曲部が形成されるように、中間体を成形する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞した中空空間を有する中間体を前記中空空間に所定圧力を付与しながら成形する第１工程と、
前記第１工程により成形された前記中間体の一部である、底壁部を有する袋状の捨て袋部を除去することにより、前記中間体の一部を開口させた残部である中空部材を成形する第２工程と、
を備え、
前記第１工程は、前記残部に、前記残部の側壁の開口側先端から前記中空空間の内方に延びる第一フランジ部と前記第一フランジ部の内方先端から前記捨て袋部の底方に延びる第一立壁部とを有する第一段差屈曲部が形成されると共に、前記捨て袋部に、前記第一段差屈曲部の前記第一立壁部の底方先端に連続して底方に延びる第二立壁部と前記第二立壁部の底方先端から前記中空空間の内方に延びる第二フランジ部と前記第二フランジ部の内方先端から底方に延びる第三立壁部とを有する第二段差屈曲部が形成されるように、前記中間体を成形する、中空部材の成形方法。
【請求項２】
前記中間体は、二枚の熱可塑性樹脂シートが対向配置されると共に金型で挟持された状態で二枚の前記熱可塑性樹脂シートの間に所定圧力が付与されると共に二枚の前記熱可塑性樹脂シートの挟持部が互いに熱溶着されることにより、それぞれ断面Ｕ字状に形成された一対のＵ字部材が互いに接合された部材であり、
前記捨て袋部は、前記第１工程により成形された前記中間体の一対の前記Ｕ字部材のうち何れか一方の前記Ｕ字部材の底部分である、請求項１に記載された中空部材の成形方法。
【請求項３】
前記捨て袋部は、金型のキャビティ内に設けられて形成される、請求項１又は２に記載された中空部材の成形方法。
【請求項４】
前記第二段差屈曲部は、前記第一段差屈曲部よりも前記中空空間の内方に形成される、請求項１乃至３の何れか一項に記載された中空部材の成形方法。
【請求項５】
前記第二段差屈曲部の前記第二フランジ部における前記中空空間に臨む部位の表面積は、前記捨て袋部の前記底壁部における前記中空空間に臨む部位の表面積よりも小さい、請求項１乃至４の何れか一項に記載された中空部材の成形方法。
【請求項６】
前記残部は、前記第一立壁部に補強部が設けられるように形成される、請求項１乃至５の何れか一項に記載された中空部材の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空空間を有する中空部材を成形する成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調用ダクトなどの中空部材を成形する方法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された方法は、中空部材の複雑な形状に対応することが可能である。完成品としての中空部材は、例えば、中空空間を有する本体部と、本体部の一部に開口する開口部と、開口部の周縁に形成されるフランジ部と、を有している。この中空部材の成形方法においては、まず、閉塞部材の中空空間に所定圧力を付与して閉塞部材の外面を型に押し付けることにより中間体が成形される。そしてその後、開口部及びフランジ部を形成するためにその中間体の一部である捨て袋部がカットされて除去される。この捨て袋部は、底壁部を有する袋状に形成された部分である。中間体の捨て袋部が除去されると、本体部の一部が開口する中空部材が成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４３２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、完成品としての中空部材は、本体部の側壁の開口側先端から中空空間の内方に延びるフランジ部と、そのフランジ部の内方先端から捨て袋部の底方に延びる立壁部と、を有する。すなわち、中空部材は、開口部の周縁にフランジ部と立壁部とを有する段差屈曲部を有する。中間体の捨て袋部は、中空部材の立壁部に連続して底方に形成されており、中空空間を閉塞させる底壁部を有している。かかる中間体が中空空間への圧力付与により成形されると、その後、中空空間に残存している圧力が捨て袋部の底壁部にその捨て袋部を袋外へ押圧する力として作用することで、その捨て袋部が中空部材の残部から離される方向に引き延ばされる。かかる引き延ばしの起点が、中間体における捨て袋部に接続する段差屈曲部の立壁部上であるものとすると、その引き延ばしによってその立壁部の厚さが小さくなる薄肉化が生じるので、その薄肉化に起因して成形後の中空部材が変形し易くなり、その中空部材の剛性が低下する。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、中間体の捨て袋部に接続する立壁部の厚さが小さくなる薄肉化を抑えることが可能な中空部材の成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、閉塞した中空空間を有する中間体を前記中空空間に所定圧力を付与しながら成形する第１工程と、前記第１工程により成形された前記中間体の一部である、底壁部を有する袋状の捨て袋部を除去することにより、前記中間体の一部を開口させた残部である中空部材を成形する第２工程と、を備え、前記第１工程は、前記残部に、前記残部の側壁の開口側先端から前記中空空間の内方に延びる第一フランジ部と前記第一フランジ部の内方先端から前記捨て袋部の底方に延びる第一立壁部とを有する第一段差屈曲部が形成されると共に、前記捨て袋部に、前記第一段差屈曲部の前記第一立壁部の底方先端に連続して底方に延びる第二立壁部と前記第二立壁部の底方先端から前記中空空間の内方に延びる第二フランジ部と前記第二フランジ部の内方先端から底方に延びる第三立壁部とを有する第二段差屈曲部が形成されるように、前記中間体を成形する、中空部材の成形方法である。
【０００７】
この構成によれば、中間体の成形は、中空空間に所定圧力を付与しながら、中空部材の残部に第一段差屈曲部が形成されると共に、捨て袋部に第二段差屈曲部が形成されるように行われる。この中間体の構造では、中空空間の圧力作用により捨て袋部が中空部材の残部から離される方向に引き延ばされた際、その引き延ばしの基点が主に底壁部に直接接続する第二段差屈曲部の第三立壁部となる。従って、中空部材の残部である、中間体の捨て袋部に接続する第一立壁部の厚さが小さくなる薄肉化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る中空部材の斜視図である。
【図２】図１に示す中空部材のII−II断面図である。
【図３】図１に示す中空部材のIII−III断面図である。
【図４】図１に示す中空部材のIV矢視図である。
【図５】実施形態に係る中空部材を成形する手順を表したフローチャートである。
【図６】実施形態に係る中空部材を成形装置で成形する手法を表した図（その１）である。
【図７】実施形態に係る中空部材を成形装置で成形する手法を表した図（その２）である。
【図８】実施形態に係る中空部材を成形するうえでの効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１−図８を用いて、本発明に係る中空部材の成形方法の具体的な実施形態について説明する。
【００１０】
まず、本実施形態の成形方法により成形される中空部材１の構成について説明する。
【００１１】
中空部材１は、例えば車両の空調ダクトなどに用いられる部材である。中空部材１は、例えば、車室内のインストルメントパネルの裏側に配設され、エアコンユニットから送られる調温空気をインストルメントパネルに形成された吹出口へガイドする。中空部材１は、図１に示す如く、本体部２と、開口部３と、を有している。本体部２は、図２に示す如く、調温空気などの流体が流れる中空空間４を有している。開口部３は、中空空間４に連なる、本体部２の端末に設けられた外部へ開口する部位である。中空部材１の開口部３周縁は、インストルメントパネルの吹出口などの周縁に取り付けられる。開口部３は、インストルメントパネルの吹出口などに連通する。
【００１２】
中空部材１は、また、第一段差屈曲部５を有している。第一段差屈曲部５は、開口部３の周縁に沿って段差状或いは屈曲状に設けられている。第一段差屈曲部５は、開口部３の周縁の全周に亘って枠状に形成されている。第一段差屈曲部５は、中空部材１を上記吹出口などの周縁に取り付けるための部位である。
【００１３】
第一段差屈曲部５は、第一フランジ部６と、第一立壁部７と、を有している。第一フランジ部６は、本体部２の側壁８の開口部３側の先端（すなわち、後述の捨て袋部の底壁部側の先端）から中空空間４の内方（すなわち、側壁８の法線方向）Ｘに延びる部位である。第一フランジ部６は、中空部材１を上記吹出口などの周縁に取り付けるための貼り代である。第一立壁部７は、第一フランジ部６の内方先端から捨て袋部の底方Ｙに延びて突出する部位である。第一立壁部７は、図３及び図４に示す如く、補強部９を有している。補強部９は、第一立壁部７の剛性を高めるリブやビードなどであって、中空部材１の成形後の第一立壁部７の変形を防ぐ機能を有する。尚、補強部９は、開口部３の周縁の全周のうち一部の第一立壁部７に設けられるものであってよい。また、補強部９は、ビード配置による凹凸が繰り返されるものであってよい。
【００１４】
中空部材１は、ポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂により形成されている。中空部材１は、ツインコンポジット成形により成形される。中空部材１は、図２に示す如く、それぞれ断面Ｕ字状に形成された一対のＵ字部材１１，１２が接合された中間体１３からカットラインＣＬでその中間体１３の一部を除去することにより成形される。
【００１５】
一対のＵ字部材１１，１２は、図６に示す如く、二枚の熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａからなる。熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａはそれぞれ、例えば５ｍｍ程度の厚さを有している。一対のＵ字部材１１，１２は、二枚の熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａが対向配置されると共に後述の金型３０，３１で挟持された状態で、そのシート１１Ａ，１２Ａ間への所定圧力の付与によって金型３０，３１のキャビティの形状に倣うことにより、それぞれ断面Ｕ字状に形成される（図７参照）。また、一対のＵ字部材１１，１２は、金型３０，３１により挟持されたシート１１Ａ，１２Ａの挟持部１１Ｂ，１２Ｂが互いに熱溶着されることにより、互いに接合される。中間体１３は、上記の中空空間４が上記の一対のＵ字部材１１，１２により囲まれて閉塞された状態に成形される。
【００１６】
中空部材１は、成形された中間体１３から一対のＵ字部材１１，１２のうちのＵ字部材１２の一部である袋状の底部分をカットラインＣＬでカットして除去することにより成形される。以下、このカット除去される底部分を捨て袋部２０と称す。中空部材１は、中間体１３から捨て袋部２０を除去することによりその中間体１３の一部（具体的には、開口部３）を開口させた残部である。
【００１７】
中間体１３は、中空部材１に捨て袋部２０を加えた形状に形成されている。捨て袋部２０は、中間体１３における残部（すなわち、中空部材１）の第一段差屈曲部５の第一立壁部７に連続する袋状の部位である。捨て袋部２０は、底壁部２１と、第二段差屈曲部２２と、を有している。底壁部２１は、捨て袋部２０の底壁をなす部位である。第二段差屈曲部２２は、中空部材１の開口部３に対応する開口部の周縁に沿って段差状或いは屈曲状に設けられている。第二段差屈曲部２２は、その開口部の周縁全周に亘って枠状に形成されている。第二段差屈曲部２２は、第一段差屈曲部５よりも中間体１３の内方すなわち閉塞した中空空間４の内方Ｘに形成されており、第一段差屈曲部５よりも一回り小さい領域内に形成されている。
【００１８】
第二段差屈曲部２２は、第二立壁部２３と、第二フランジ部２４と、第三立壁部２５と、を有している。第二立壁部２３は、第一段差屈曲部５の第一立壁部７に連続して捨て袋部２０の底壁部２１である底方Ｙに延びる部位である。第二フランジ部２４は、第二立壁部２３の底方先端から中空空間４の内方Ｘに延びる部位である。第三立壁部２５は、第二フランジ部２４の内方先端から捨て袋部２０の底壁部２１である底方Ｙに延びる部位である。捨て袋部２０は、図８に示す如く、第二フランジ部２４における中空空間４に臨む部位の表面積が底壁部２１における中空空間４に臨む部位の表面積よりも小さくなるように形成されている。
【００１９】
次に、中空部材１の成形方法について説明する。
【００２０】
中空部材１は、図６及び図７に示す如く、二つの金型３０，３１を用いて成形される。金型３０，３１は、キャビティ３０Ａ，３１Ａを有している。キャビティ３０Ａ，３１Ａは、中間体１３の外形に合致した形状を有している。金型３０，３１は、キャビティ３０Ａ，３１Ａ同士が連通するように対向配置されている。金型３０，３１は、互いに離接する方向に移動可能である。
【００２１】
金型３０のキャビティ３０Ａは、中間体１３のうち中空部材１の残部となるＵ字部材１１が外接する形状に形成されている。具体的には、キャビティ３０Ａは、底壁部と側壁部とを有するＵ字部材１１に合致する形状に形成されている。金型３１のキャビティ３１Ａは、中間体１３のうち捨て袋部２０を含むＵ字部材１２が外接する形状に形成されている。具体的には、キャビティ３１Ａは、底壁部２１と第一段差屈曲部５と第二段差屈曲部２２とを有するＵ字部材１２に合致する形状に形成されている。
【００２２】
中空部材１の成形時、まず、図６に示す如く、金型３０，３１が互いに離間した状態で熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａがそれらの金型３０，３１間に挿入されてキャビティ３０Ａ，３１Ａ内で対向配置される。その後、金型３０，３１が互いに接近して熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａを挟持すると共に、その両シート１１Ａ，１２Ａが金型３０，３１の外側でクランプ部材（図示せず）により把持された状態で両シート１１Ａ，１２Ａ間に所定圧力が付与される。
【００２３】
熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａが金型３０，３１により挟持されると、そのシート１１Ａ，１２Ａの挟持部１１Ｂ，１２Ｂが互いに熱溶着されることにより接合される。また、熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａ間に所定圧力が付与されると、図７に示す如く、そのシート１１Ａ，１２Ａ間が膨らんで中空空間４が形成されると共に、そのシート１１Ａ，１２Ａが金型３０，３１のキャビティ３０Ａ，３１Ａに押し付けられることでそのキャビティ３０Ａ，３１Ａの溝形状に倣った断面Ｕ字状を有する一対のＵ字部材１１，１２が形成される。上記所定圧力の付与は、Ｕ字部材１１，１２が所望形状に形成されるまで継続される。
【００２４】
これにより、それぞれ熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａからキャビティ３０Ａ，３１Ａの溝形状に倣った断面Ｕ字状に形成された一対のＵ字部材１１，１２が熱溶着により接合された中間体１３が成形される（図５に示すステップＳ１００）。この成形された中間体１３において、中空空間４は、一対のＵ字部材１１，１２により囲まれて閉塞されている。
【００２５】
上記の如く中間体１３が成形された後、金型３０，３１が互いに離間してその金型３０，３１から中間体１３が抜き取られると、その中間体１３から捨て袋部２０がカットラインＣＬでカットされて除去される。これにより、開口部３を開口させた中空部材１が成形される（ステップＳ１１０）。
【００２６】
このように、熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａ間への圧力付与により一対のＵ字部材１１，１２が接合された、中空空間４を閉塞する捨て袋部２０を含む中間体１３を成形することができると共に、その中間体１３から捨て袋部２０をカットラインＣＬで除去することにより、開口部３が開口して中空空間４がその開口部３を介して外部に連通する中空部材１を成形することができる。
【００２７】
上記の如く、中間体１３は、中空空間４が一対のＵ字部材１１，１２により閉塞された状態に成形される。中間体１３が中空空間４への圧力付与により成形されると、その後、捨て袋部２０が除去されるまで、中空空間４に残存している圧力が捨て袋部２０の底壁部２１にその捨て袋部を袋外へ押圧する力として作用することで、その捨て袋部２０が中空部材１の残部から離される方向に引き延ばされて変形する。
【００２８】
中間体１３は、中空部材１の残部側に形成される第一段差屈曲部５を有すると共に、捨て袋部２０に形成される第二段差屈曲部２２を有する。かかる中間体１３における上記引き延ばしの基点は、主に底壁部２１に直接に接続する第三立壁部２５である。捨て袋部２０が第三立壁部２５を基点として引き延ばされると、その第三立壁部２５の厚さが小さくなる薄肉化は生じるが、第一段差屈曲部５の第一立壁部７と第二段差屈曲部２２の第二立壁部２３とが連続する部位に薄肉化は生じ難い。第三立壁部２５は、捨て袋部２０に形成される第二段差屈曲部２２に設けられる部位である。
【００２９】
このため、厚さが小さくなる薄肉化は、捨て袋部２０に生じる一方、中空部材１の残部に生じ難い。従って、中間体１３の構造及び中空部材１の成形方法によれば、中空部材１の残部である、中間体１３の捨て袋部２０に接続する第一立壁部７の厚さが小さくなる薄肉化を抑えることができる。
【００３０】
上記の捨て袋部２０は、金型３０，３１のキャビティ３０Ａ，３１Ａ内に設けられて形成される。かかる構造では、捨て袋部２０が型割部に設けられて形成される構造に比べて、中間体１３の成形後、中空空間４への付与圧力により捨て袋部２０が中空部材１の残部から離される方向に引き延ばされる中間体１３の変形が生じ易いが、上記の如く、第二段差屈曲部２２ひいては第三立壁部２５の存在により第一立壁部７の薄肉化が抑えられる。従って、中空空間４への付与圧力により中間体１３が変形し易いときにも、効果的に第一立壁部７の薄肉化を抑えることができる。
【００３１】
また、上記の第二段差屈曲部２２は、第一段差屈曲部５よりも中空空間４の内方に形成されており、第一段差屈曲部５よりも一回り小さい領域内に形成されている。このため、その第二段差屈曲部２２が形成された捨て袋部２０を金型３１から無理抜きすることなく取り出すことができる。
【００３２】
また、捨て袋部２０において、第二フランジ部２４における中空空間４に臨む部位２４Ａの表面積は、底壁部２１における中空空間４に臨む部位２１Ａの表面積よりも小さい。かかる構造においては、中空空間４の付与圧力によって底壁部２１に作用する押圧力を、第二フランジ部２４の特定部位２４Ａに作用する押圧力よりも大きくすることができるので、捨て袋部２０の第三立壁部２５の変形を第一立壁部７の変形に比べて促すことができる。従って、第一立壁部７の薄肉化を抑える効果を高めることができる。
【００３３】
また、中空部材１は、第一立壁部７に設けられた補強部９を有している。第一立壁部７に補強部９が設けられていれば、その第一立壁部７の変形が抑えられる。特に、上記した中空空間４内の圧力により捨て袋部２０が中空部材１の残部から引き延ばされる際にも、その第一立壁部７の薄肉化が抑えられる。従って、中空部材１の第一立壁部７の薄肉化を抑える効果を更に高めることができる。
【００３４】
ところで、上記の実施形態においては、二枚の熱可塑性樹脂シート１１Ａ，１２Ａを用いたツインコンポジット成形により中空部材１を成形することとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。閉塞した中空空間を有する閉塞部材を成形するブロー成形などにより中空部材１を成形することとしてもよい。
【００３５】
また、上記の実施形態においては、捨て袋部２０を、第二フランジ部２４における中空空間４に臨む部位２４Ａの表面積が底壁部２１における中空空間４に臨む部位２１Ａの表面積よりも小さくなるように形成することとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。第二フランジ部２４における中空空間４に臨む部位２４Ａの表面積は、底壁部２１における中空空間４に臨む部位２１Ａの表面積よりも小さくなくてもよい。
【００３６】
また、上記の実施形態においては、捨て袋部２０が金型３０，３１のキャビティ３０Ａ，３１Ａ内に設けられて形成される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。捨て袋部２０が型割部に設けられて形成されることとしてもよい。
【００３７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１：中空部材、２：本体部、３：開口部、４：中空空間、５：第一段差屈曲部、６：第一フランジ部、７：第一立壁部、８：側壁、９：補強部、１１，１２：Ｕ字部材、１１Ａ，１２Ａ：熱可塑性樹脂シート、１１Ｂ，１２Ｂ：挟持部、１３：中間体、２０：捨て袋部、２１：底壁部、２２：第二段差屈曲部、２３：第二立壁部、２４：第二フランジ部、２５：第三立壁部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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