(57)【要約】【課題】送気に係る確実な遮断と、摺接音の低減を達成する。【解決手段】吹出口に連通する空気ダクトの内部に開閉自在に設けられ、調温空気等の送出量を調整する板状ダンパ３６の周縁部に沿設され、ダンパ全閉時に空気ダクト内面を流れる該温調空気を遮断するシール材１２を、その２５％圧縮応力が０.０１０〜０.０７０ＭＰａの範囲にあり、その表面のスキン層１４ａと主体をなす発泡層１４ｂとからなる発泡体１４と、この発泡体１４上に、エラストマとシリコーンオイルとから形成した所要厚さのシリコーンオイル滲出層１６とから構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹出口(32)に連通する空気ダクト(34)の内部に開閉自在に設けられ、調温空気等の送出量を調整する板状ダンパ(36)の周縁部に沿設され、ダンパ全閉時に空気ダクト内面(34a)を流れる該温調空気を遮断するシール材(12)において、
その２５％圧縮応力が０.０１０〜０.０７０ＭＰａの範囲にあり、その表面のスキン層(14a)と主体をなす発泡層(14b)とからなる発泡体(14)と、
前記発泡体(14)上に、エラストマとシリコーンオイルとから形成した所要厚さのシリコーンオイル滲出層(16)とから構成した
ことを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記発泡層(14b)の密度は、２００〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲にされている請求項１記載のシール材。
【請求項３】
前記シリコーンオイル滲出層(16)の厚さは、１〜３００μｍの範囲にされている請求項１または２記載のシール材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のシール材を用いたベンチレーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シール材およびそれを用いたベンチレーターに関し、更に詳細には、調温空気を車内に送出する空気ダクト内で、該調温空気の送出量を調整する板状ダンパに取り付けられて、該調温空気の好適な遮断をなし、かつダンパ作動時における摺接音を長期間に亘って低減するようにしたシール材およびそれを用いたベンチレーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、図３に示すような、乗員室内の空調を図るためのエアコンユニット(図示せず)からの調温空気を送出するベンチレーター３０が搭載され、インストルメントパネル等の所要位置に設けた複数の吹出口３２から乗員室内へ吹出されている。ここでベンチレーター３０は、インストルメントパネルの裏側にエアコンユニット(図示せず)と各吹出口３２とを連通接続する複数の空気ダクト３４が配設されている。そして調温空気は、必要に応じて、空気ダクト３４の内部に開閉自在に設けられた板状ダンパ３６によって、その送出量が調整される構成となっている。また同様の構成が、下記の［特許文献１］の記載の発明「レジスタの操作機構」にも開示されている。
【特許文献１】特許第３５９７０３１号公報
【０００３】
板状ダンパ３６の周縁部には、図４に示す如く、全閉した際に空気ダクト内面３４ａとの間を密閉するためのシール材１２が沿設されている。そしてこのシール材１２が、板状ダンパ３６の全閉時に空気ダクト内面３４ａに摺接して、板状ダンパ３６とダクト内面３４ａとの間を密閉し、吹出口３２に調温空気が漏れ出さないようにしている。このように調温空気の漏れをなくすために、シール材１２の材質として柔軟性の高いポリウレタンフォーム等を好適に採用すると共に、空気ダクト内面３４ａに対する摺接面の平滑性を高めるようにされていた。
【０００４】
しかしこのように空気ダクト内面３４ａに摺接するシール材１２の平滑性が高いと、高い密閉性が確保される一方で、板状ダンパ３６の開閉動作時に摺接に関わる異音(以下、摺接音と云う)が発生する問題があった。この問題を解決するため、(１)シール材１２を板状ダンパ３６と共にベンチレーター３０に組み込んだ後に、摺接部にスプレーにより低摩擦物質であるシリコーンオイルをコーティングしたり、または(２)ベンチレーター３０に組み込む前に、シール材１２をシリコーンオイルにディッピング(つけ込み)することで、摺接音を低減していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし(１)の方法では、シール材１２にシリコーンオイルを付与する際に飛散した該オイルを除去する等の後工程が必要であるため作業性が悪く、大量生産には向いていない。また双方とも人手による作業では、スプレーまたはディッピングといった作業を安定的に実施すること、すなわち多数のシール材１２に対して常に一定量のシリコーンオイルを付与することが困難であり、その品質が不安定化する。具体的には、付与量が少な過ぎると、前述の摺接音が充分に低減されず、反対に多過ぎると、シール材１２から垂れる等して空気ダクト内面３４ａを汚染してしまう。このように意図せず付着したシリコーンオイルは、埃を引きつけて異臭源となるカビ等の繁殖原因となったり、または空気ダクト３４と他の部材との接続部に流れ込む等の問題が発生する。更にシリコーンオイルは、シール材１２の表面に対して単に付与されているに過ぎないので、経年的に減量し、最終的には全く摺接音の低減をなし得なくなる問題が指摘される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
吹出口に連通する空気ダクトの内部に開閉自在に設けられ、調温空気等の送出量を調整する板状ダンパの周縁部に沿設され、ダンパ全閉時に空気ダクト内面を流れる該温調空気を遮断するシール材において、
その２５％圧縮応力が０.０１０〜０.０７０ＭＰａの範囲にあり、その表面のスキン層と主体をなす発泡層とからなる発泡体と、
前記発泡体上に、エラストマとシリコーンオイルとから形成した所要厚さのシリコーンオイル滲出層とから構成したことを要旨とする。
【０００７】
従って、請求項１に係る発明によれば、シール材の基材としてスキン層を有すると共に、柔軟性の高い発泡体を採用し、更に該発泡体上に、シリコーンオイルを内添(含有)させることで徐々に該オイルを滲出させるようにしたシリコーンオイル滲出層が付与・形成されているので、シール材に求められる送気に係る確実な遮断と、摺接音の低減をなし得る。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記発泡層の密度は、２００〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲にされていることを要旨とする。従って、請求項２に係る発明によれば、低密度により２５％圧縮応力が好適に確保される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、
前記シリコーンオイル滲出層の厚さは、１〜３００μｍの範囲にされていることを要旨とする。従って、請求項３に係る発明によれば、製造容易性と摺接音の低減との双方を好適に達成し得る。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のシール材を用いたベンチレーターを構成することを要旨とする。従って、請求項４に係る発明によれば、送気に係る確実な遮断と、摺接音の長期的かつ充分な低減がなされて、商品性の高いベンチレーターが得られる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明した如く、本発明に係るシール材およびそれを用いたベンチレーターによれば、送気に係る確実な遮断と、摺接音の低減をなし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明に係るシール材およびそれを用いたベンチレーターにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお図３および図４に関して既出の部材等については、同じ符号を付すると共に、その詳細な説明は省略する。本願発明者は、シール材において調温空気の送出量を調整する板状ダンパに使用され、ダンパ全閉時に空気ダクト内と流れる調温空気を好適に遮断するために、その２５％圧縮応力(２５％ＣＬＤ)が０.０１０〜０.０７０ＭＰａの範囲にあり、スキン層を有する発泡体と、その上に所要厚さで形成したシリコーンオイル滲出層とから構成されたシール材を用いることで、好適な密着(シール)性と、その密着性故に発現する摺接音を大きく低減し得ることを知見したものである。なお以下の実施例では、本発明に係るシール材が好適に使用される車載用ベンチレーターを例として説明する。
【００１３】
本発明の好適な実施例に係るベンチレーター３０に使用されるシール材１２は、図１および図２に示す如く、高い柔軟性により好適な密着性を発現する基材としての発泡体１４と、この発泡体１４上に付与・形成されるシリコーンオイル滲出層１６とからなり(図２参照)、板状ダンパ３６の周縁部に沿設されている(図１参照)。ここで発泡体１４は、その主体をなす発泡層１４ｂと、その表面に位置するスキン層１４ａとから構成されている。また発泡体１４は、シール材１２に必要とされる機能、すなわちダンパ全閉時に空気ダクト３４内と流れる調温空気を好適に遮断するべく、板状ダンパ３６と空気ダクト内面３４ａとの間を密閉する役割を担う。発泡体１４には、この機能を充分に発揮するべく、シール材１２が空気ダクト内面３４ａに摺接した際に容易に変形して追従し、更に接触部分の面積がより大きくなるようにされている。なおスキン層１４ａと、発泡層１４ｂとの間の境界は実際には曖昧なものであるが、以下の記載および図２においては明確に区分されているとして説明・記載している。
【００１４】
このような物性を達成するために、発泡体１４の硬度は低く設定、具体的には２５％圧縮応力が０.０１０〜０.０７０ＭＰａの範囲とされる。この値が０.０１０ＭＰａ未満であると、柔軟性は高くなるがシール材としての充分な構造的強度が得られない。一方、０.０７０ＭＰａを超えると、硬度が高くなって柔軟性が低下し、変形し難くなり良好な遮断性が発現されず、また空気ダクト内面３４ａとの間の摺接力が大きくなり、その作動に大きな力が必要となる。なおシール材１２に充分な構造的強度がない場合、ベンチレーター３０の使用や、板状ダンパ３６に取り付けるに際してシール材１２が破損してしまう。そして本発明においてこの数値は、発泡層１４ｂの密度を２００〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲とすることで好適に達成されている。なお後述(［００１５］)の如く、スキン層１４ａはその厚さが薄いため発泡層１４ｂの密度は、発泡体１４の密度と略同等となっている。また本発明において、構造的強度は引張強度によって表され、その値が０.２ＭＰａ以上であれば充分であることを確認している。
【００１５】
そして、板状ダンパ３６全閉時に空気ダクト３４内を流れる調温空気の遮断効果の多くは、シール材１２の通気性に依存する。すなわち通気性が高ければシール材１２を介して調温空気が流通してしまうので、遮断性は大きく損なわれる。そこで本発明には、スキン層１４ａをその表面に備えることで、通気性を殆ど皆無とした発泡体１４をシール材１２の基材として用いている。またこの観点から発泡層１４ｂを構成する骨格構造としては、セルが開口していない独泡または半独泡構造が好ましい。なお好適な柔軟性を達成するため、発泡層１４ｂの厚さは好ましくは１.０〜５.０ｍｍ程度の範囲とされている。この値がこの範囲外となると、シール材としての構造的強度が得られなくなったり、前述の２５％圧縮応力等を達成した場合であっても、好適な柔軟性が達成されなくなったり、板状ダンパ３６の作動に大きな力が必要となり操作の容易性が損なわれる。またスキン層１４ａの厚さは、数μｍとなっている。
【００１６】
このような密度およびセル径、更には所要の厚みとし得る発泡体１４の材質としては、ウレタン系、シリコーン系またはアクリル酸エステル等の熱硬化・熱可塑のポリマーが好適である。また自動車等の寒暖差の大きな環境下で使用されるベンチレーター３０での使用を考えた場合、温度依存性の小さな、例えばシリコーン系物質等の採用が好ましい。
【００１７】
シリコーンオイル滲出層１６は、シリコーンオイルを、例えば加熱硬化型のエラストマに所定割合内添(含有)させ、これに熱を加えて該エラストマを硬化させることで形成される。このような構成のシリコーンオイル滲出層１６は、そのシリコーンオイルの全量揮発を防止し、時間の経過に拘わらず一定時間当たりに必要とされるシリコーンオイルを滲出させ続ける。エラストマは、シリコーンオイル滲出層１６の外形を形成するものであり、例えばポリウレタンエラストマまたはシリコーンエラストマであって、常温下で液状であり、シリコーンオイルを容易に混合し得る物質が使用される。殊にエラストマとしてシリコーンエラストマを選択した場合、内添されるシリコーンオイルと同系物質であるため馴染みが良く、混合もより容易となって好適である。
【００１８】
そしてシリコーンオイル滲出層１６は、空気ダクト内面３４ａとの摺接時に発生する摺接音を低減する役割を担う。従って発泡体１４において、少なくとも空気ダクト内面３４ａに対して摺接する部位に形成される。そしてシリコーンオイルとエラストマとは、重量比で８：２〜２：８の範囲で混合される。この範囲よりシリコーンオイルが少ないと、その滲出量が不充分となって摺接音が充分に低減されなくなる。一方、前記範囲よりシリコーンオイルが多いと、シリコーンオイル滲出層１６がその形状を安定的に保持し得なくなったり、滲出量が多くなって粘着音が発生する等の問題を引き起こす。
【００１９】
またシリコーンオイル滲出層１６は、発泡体１４上の全域に付与・形成されるが、より好適には所要のパターンをもって形成される。このパターンは、少なくとも空気ダクト内面３４ａと摺接する部位において均質であり、かつ該部位(発泡体１４における表面を形成するスキン層１４ａ)の２０〜８０％を覆うようにされる。この割合が２０％未満であると、シリコーンオイル滲出量が摺接面積に対して少なくなって、摺接音を好適に低減できなくなる。一方８０％を超えると、シリコーンオイル滲出量が摺接面積に対して多くなり、板状ダンパ３６全閉時にシール材１２が空気ダクト内面３４ａに密着してしまい、作動に必要とされる力が大きくなって操作性が悪化する。そしてシリコーンオイル滲出層１６の厚さは、１〜３００μｍ程度が好適である。この値が１μｍ未満であると、シール材１２の摩擦係数を充分に低減できず摺接音が発生し、また３００μｍを越える場合、殊に５００μｍを超える場合には、板状ダンパ３６の作動に伴ってシリコーンオイル滲出層１６自体が変形して摩擦係数が増加したり、または損傷する問題や、加熱によるシリコーンオイル滲出層１６のキュアに時間が掛かり、材料コストが増大する問題が指摘される。殊にキュア時間に関しては３００μｍを超えると、内部への熱の伝導が等比的に低下するため、５００μｍを超える場合には、厚さは３００μｍの２倍以下であるにも拘わらず、２倍以上の時間が必要となり、問題が大きく顕在化する。
【００２０】
(製造方法の一例)
以下に、本実施例に係るベンチレーター３０の製造方法の一例を説明する。本実施例に係るベンチレーター３０は、以下の製造方法でシール材１２を製造した後、これを例えば前後に２分割されている板状ダンパ３６の２つの構成部材の間に狭持して、図４に係る構成とした後、これを空気ダクト３４その他部材と組み合わせて製造される。
【００２１】
そして実施例に係るシール材１２の製造方法としては、前述の各種物性等を備える発泡体１４を容易に製造すると共に、その厚さ制御が容易である機械的発泡法(メカニカルフロス法)が好適である。そして公知のメカニカルフロス法によるシート状物の製造方法と略同等であるため、詳細な説明を省略する。概略を説明すると、フィルムの如き移送媒体を使用し、ここに発泡体１４の元である各原料に所要の造泡用気体を混合・調整された発泡原料を付与して所要厚さに制御し、これを加熱して長尺な発泡体１４からなるシート状物とする。そして発泡体１４上に予め準備したシリコーンオイルおよびエラストマを混合した液状物を、所要のパターンおよび厚さで付与・加熱してシリコーンオイル滲出層１６を形成し、打ち抜き等の後加工で得るべきシール材１２とする。またシリコーンオイル滲出層１６を形成するシリコーンオイルおよびエラストマの混合液状物の付与は、好適にはスクリーンコータ等の使用によりなされる。
【００２２】
(実験例)
以下に実施例に係るベンチーレーターを構成するシート材の物性等の変化させた場合の実験例を示す。なお本発明は、この実験例に限定されるものではない。
【００２３】
(実験１)  発泡体と、調温空気の遮断性並びに構造的強度および操作性とについて
公知のメカニカルフロス法により、下記の各原料を使用した混合原料１００体積部に対して、造泡用気体を８０〜５００体積部混合・攪拌し、シート化および加熱を施して表１に記載した密度(ｋｇ／ｍ３)および２５％圧縮応力(ＭＰａ)となっている実施例１−１〜１−４並びに比較例１−１および１−２に係る発泡体からなるシール材を組み込んだシール材について、板状ダンパ全閉時の調温空気の遮断性(○：問題なし、×：問題あり)並びに板状ダンパを全閉状態から作動させる際のシール材の構造的強度(引張強度)(○：０.２ＭＰａ以上、問題なし、×：０.２ＭＰａ未満、問題あり)および操作性(作動性(○：問題なし、×：問題あり))を評価し、これらの結果を総合して製品としての総合評価(○：適、×：不適)を行なった、なお発泡体の厚さは２ｍｍとして、スキン層は存在した状態とした。
【００２４】
(発泡体の製造に関する各条件)
ポリオールとして汎用のポリエーテルポリオールを使用し、イソシアネートとして汎用のジフェニルメタンジイソシアネート(ＭＤＩ)を使用し、ここに金属系触媒およびシリコーン系整泡剤等の添加剤を使用して、更に造泡用気体としてドライエアー(窒素)を使用した。
【００２５】
(測定・評価項目および測定・評価方法)
(１)密度：ＪＩＳ Ｋ ６４０１(クッション用軟質ウレタンフォーム)に準拠して測定した。
(２)２５％圧縮応力：ＪＩＳ Ｋ ６２５４(加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−低変形における応力・ひずみ特性の求め方)に準拠し、５項(低変形圧縮試験)に基づいて測定した。
(３)構造的強度(引張強度)：ＪＩＳ Ｋ ６２５１(加硫ゴムの引張試験方法)に準拠して測定した。
(４)調温空気の遮断性並びにシール材の操作性については、実際の使用状態で評価した。
【表１】
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【００２６】
(実験１の結果)
前述した評価法等に従って得られた結果を表１に併記する。この結果から、本発明の数値範囲内にある発泡体を使用した場合、調温空気の遮断性並びに板状ダンパ作動時の構造的強度および操作性は良好であることが確認された。
【００２７】
(実験２)  シリコーンオイル滲出層と、操作性および摺接音とについて
実験１の実施例１−２に係る発泡体に対して、表２に記載した重量比(エラストマ：シリコーンオイル)、厚さ(μｍ)およびシリコーンオイル滲出層が発泡体表面を覆う割合(面積率(％))の条件でシリコーンオイル滲出層を形成した厚さ(μｍ)となっている実施例２−１〜２−４並びに比較例２−１および２−２に係るシール材を組み込んだシール材について、板状ダンパを全閉状態から作動させる際の操作性(作動性(○：問題なし、×：問題あり))および摺接音(◎：良好、○：問題なし、×問題あり)を評価し、これらの結果を総合して製品としての総合評価(○：適、×：不適)を行なった、なお実施例１−２を、表２に参考例として併記する。
【００２８】
(シリコーンオイル滲出層の形成に関する各条件)
以下の原料を使用して、スクリーンコーターを使用して表２に記載した厚さとなるように発泡体上に付与した。
・エラストマ：商品名 ＴＳＥ３０３３；ジーイー東芝シリコーン製
・シリコーンオイル：商品名 ＫＦ９６(１００,０００ｃＳｔ)；信越化学工業製
(評価項目および方法)
(１)シール材の操作性および摺接音については、実際の使用状態で評価した。
【表２】
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【００２９】
(実験２の結果)
前述した評価法に従って得られた結果を表２に併記する。この結果から、本発明の数値範囲内にあるシリコーンオイル滲出層を使用した場合、板状ダンパ作動時の操作性は良好であり、かつ摺接音は充分に低減されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好適な実施例に係るシール材に使用される板状ダンパを示す概略斜視図である。
【図２】図１に係る板状ダンパの構造を示す拡大断面図である。
【図３】一般的なシール材全体の構造を示す概略断面図である。
【図４】図３のシール材の一部をなす板状ダンパを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１２  シール材、１４  発泡体、１４ａ  スキン層、１４ｂ  発泡層
１６  シリコーンオイル滲出層、３２  吹出口、３４  空気ダクト
３４ａ  空気ダクト内面、３６  板状ダンパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006281943.tif 000008