(57)【要約】【課題】寸法のばらつきを低減すること。【解決手段】内燃機関の吸気ダクトの製造方法は、繊維成形体からなる吸気ダクトのダクト本体１０を製造するものであって、第１の軸型１５の外周面に対して帯状の繊維体を螺旋状に捲回する捲回工程と、第１の軸型１５と第１の軸型１５の外周に設けられた加熱ローラ１７とにより、繊維体を加熱圧縮するとともに第１の軸型１５の軸線方向の一方に送る加熱圧縮工程と、第１の軸型１５よりも繊維体の送り方向の下流側であって第１の軸型１５と同一軸線上且つ第１の軸型１５に対して断熱された第２の軸型１６と第２の軸型１６の外周に設けられた冷却ローラ１８とにより、加熱圧縮された後の繊維体を冷却圧縮することにより繊維成形体１２ａを成形する冷却圧縮工程とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維成形体からなる吸気ダクトを製造する方法であって、
第１の軸型の外周面に対して帯状の繊維体を螺旋状に捲回する捲回工程と、
前記第１の軸型と前記第１の軸型の外周に設けられた加熱ローラとにより、前記繊維体を加熱圧縮するとともに前記第１の軸型の軸線方向の一方に送る加熱圧縮工程と、
前記第１の軸型よりも前記繊維体の送り方向の下流側であって前記第１の軸型と同一軸線上且つ前記第１の軸型に対して断熱された第２の軸型と前記第２の軸型の外周に設けられた冷却ローラとにより、加熱圧縮された後の前記繊維体を冷却圧縮することにより前記繊維成形体を成形する冷却圧縮工程と、を備える、
内燃機関の吸気ダクトの製造方法。
【請求項２】
繊維成形体からなる吸気ダクトを製造する装置であって、
第１の軸型と、
前記第１の軸型の外周に設けられ、前記第１の軸型の外周面に対して螺旋状に捲回される帯状の繊維体を前記第１の軸型とにより加熱圧縮するとともに前記第１の軸型の軸線方向の一方に対して送る加熱ローラと、
前記第１の軸型よりも前記繊維体の送り方向の下流側にて前記第１の軸型と同一軸線上に設けられ、前記第１の軸型に対して断熱された第２の軸型と、
前記第２の軸型の外周に設けられ、前記加熱ローラにより加熱圧縮された後の前記繊維体を前記第２の軸型とにより冷却圧縮することにより前記繊維成形体を成形する冷却ローラと、を備える、
内燃機関の吸気ダクトの製造装置。
【請求項３】
前記冷却ローラの内部には、冷却液を流通させる内部通路が設けられており、
前記冷却ローラには、前記内部通路に対して冷却液を供給する供給通路と、前記内部通路から冷却液を排出する排出通路とが接続されている、
請求項２に記載の内燃機関の吸気ダクトの製造装置。
【請求項４】
前記第１の軸型と前記第２の軸型とが間隔をおいて配置されている、
請求項２または請求項３に記載の内燃機関の吸気ダクトの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気ダクトの製造方法及び内燃機関の吸気ダクトの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂製不織布などの繊維体を加熱圧縮して成形された繊維成形体からなる吸気ダクト及びその製造方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載の吸気ダクトは、回転軸の外周面に対して帯状の繊維体を螺旋状に捲回することにより形成されている。この吸気ダクトでは、帯状の繊維体の互いに隣り合う部分同士が径方向において重合されている。
【０００３】
この吸気ダクトを製造する際には、繊維体の互いに重合される部分に対して、外部に設置されたノズルから高温空気を吹き付けることにより加熱する。また、当該重合される部分を、回転軸とヒータを内蔵するローラによって加熱圧縮することにより当該重合される部分の繊維同士を融着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７０６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の吸気ダクトの製造方法において、ローラによって繊維体を加熱圧縮することにより成形された繊維成形体は回転軸から取り外されることとなる。ここで、回転軸から繊維成形体を早く取り出そうとすると、冷却に伴う熱収縮によって吸気ダクトの管壁の厚さなどの寸法にばらつきが生じる。これに対して、繊維成形体が十分に冷却された後に回転軸から繊維成形体を取り出すようにすれば、熱収縮による寸法のばらつきの問題は解決できる。しかしながら、この場合には、吸気ダクトの製造に多くの時間を要するという背反が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、寸法のばらつきを低減することのできる内燃機関の吸気ダクトの製造方法及び内燃機関の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための内燃機関の吸気ダクトの製造方法は、繊維成形体からなる吸気ダクトを製造するものであって、第１の軸型の外周面に対して帯状の繊維体を螺旋状に捲回する捲回工程と、前記第１の軸型と前記第１の軸型の外周に設けられた加熱ローラとにより、前記繊維体を加熱圧縮するとともに前記第１の軸型の軸線方向の一方に送る加熱圧縮工程と、前記第１の軸型よりも前記繊維体の送り方向の下流側であって前記第１の軸型と同一軸線上且つ前記第１の軸型に対して断熱された第２の軸型と前記第２の軸型の外周に設けられた冷却ローラとにより、加熱圧縮された後の前記繊維体を冷却圧縮することにより前記繊維成形体を成形する冷却圧縮工程と、を備える。
【０００８】
また、上記目的を達成するための内燃機関の吸気ダクトの製造装置は、繊維成形体からなる吸気ダクトを製造するものであって、第１の軸型と、前記第１の軸型の外周に設けられ、前記第１の軸型の外周面に対して螺旋状に捲回される帯状の繊維体を前記第１の軸型とにより加熱圧縮するとともに前記第１の軸型の軸線方向の一方に対して送る加熱ローラと、前記第１の軸型よりも前記繊維体の送り方向の下流側にて前記第１の軸型と同一軸線上に設けられ、前記第１の軸型に対して断熱された第２の軸型と、前記第２の軸型の外周に設けられ、前記加熱ローラにより加熱圧縮された後の前記繊維体を前記第２の軸型とにより冷却圧縮することにより前記繊維成形体を成形する冷却ローラと、を備える。
【０００９】
同方法及び同装置によれば、捲回工程において第１の軸型の外周面に対して螺旋状に捲回された帯状の繊維体が、加熱圧縮工程において第１の軸型と加熱ローラとにより加熱圧縮される。これにより、繊維体は、第１の軸型の外径及び第１の軸型と加熱ローラとの間隔に応じた形状とされる。
【００１０】
またこのとき、繊維体のうち互いに隣り合う部分同士が融着される。その後、冷却圧縮工程において繊維体が第２の軸型と冷却ローラとにより冷却圧縮されることにより、吸気ダクトを構成する繊維成形体が成形される。
【００１１】
このため、繊維体は、第２の軸型の外径及び第２の軸型と冷却ローラとの間隔に応じた形状とされ、それ以上の熱収縮はほとんど生じない。したがって、寸法のばらつきを低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、寸法のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】吸気ダクトの第１実施形態について、ダクト本体の一部を破断して示す側面図。
【図２】同実施形態における捲回工程及び加熱圧縮工程を模式的に示す斜視図。
【図３】同実施形態における加熱圧縮工程及び冷却圧縮工程を模式的に示す斜視図。
【図４】同実施形態における冷却ローラの一部を破断して示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１〜図４を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態における吸気ダクトのダクト本体１０は、円筒状をなし、ダクト本体１０の内周面をなす通気性の内層１１と、円筒状をなし、内層１１の外周面に固定されてダクト本体１０の外周面をなす通気性の外層１２とを備えている。
【００１５】
内層１１は、一定の幅を有する帯状の第１繊維成形体１１ａがダクト本体１０の中心軸線を中心に螺旋状に捲回された構造を有している。第１繊維成形体１１ａの互いに隣り合う部分における一方の幅方向の端面１１ｂと他方の幅方向の端面１１ｃとが接合されており、ダクト本体１０の内周面のうち第１繊維成形体１１ａの互いに隣り合う部分が面一とされている。
【００１６】
外層１２は、一定の幅を有する帯状の第２繊維成形体１２ａがダクト本体１０の中心軸線を中心に螺旋状に捲回された構造を有している。第２繊維成形体１２ａの隣り合う部分の一部がダクト本体１０の径方向に重合されている。第２繊維成形体１２ａのうち重合されている部分Ｒは、重合されていない部分Ｓよりも大きく圧縮されている。
【００１７】
本実施形態では、第２繊維成形体１２ａの幅Ｗ２が、第１繊維成形体１１ａの幅Ｗ１よりも大きくされている（Ｗ２＞Ｗ１）。
第１繊維成形体１１ａ及び第２繊維成形体１２ａの素材である第１繊維体１１Ａ及び第２繊維体１２Ａには共に、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる芯部と、同ＰＥＴよりも融点の低い変性ＰＥＴからなる鞘部（いずれも図示略）とを有する周知の芯鞘型の複合繊維からなる不織布と、ＰＥＴ繊維からなる不織布とにより構成されている。第１繊維成形体１１ａ及び第２繊維成形体１２ａにおいては、上記複合繊維の鞘部をなす変性ＰＥＴが繊維同士を結合するバインダとして機能する。
【００１８】
変性ＰＥＴの配合割合は、３０〜７０％であることが好ましい。本実施形態では、変性ＰＥＴの配合割合が５０％とされている。
なお、こうした複合繊維としては他に、ＰＥＴからなる芯部と、同ＰＥＴよりも融点の低いＰＰ（ポリプロピレン）からなる鞘部（いずれも図示略）とを有するものであってもよい。
【００１９】
第１繊維体１１Ａ及び第２繊維体１２Ａの目付け量は共に、２５０ｇ／ｍ２〜７５０ｇ／ｍ２であることが好ましい。本実施形態では、第１繊維体１１Ａ及び第２繊維体１２Ａの目付け量が共に４００ｇ／ｍ２とされている。
【００２０】
次に、本実施形態の吸気ダクトのダクト本体１０を製造する装置について説明する。
図２及び図３に示すように、ダクト本体１０を製造する装置は、互いに間隔をおいて同一軸線上に配置されるとともに、いずれも同一方向に回転駆動される円柱状の第１の軸型１５及び第２の軸型１６を備えている。
【００２１】
第１の軸型１５の外径はＴ１とされている。第１の軸型１５の内部には、ヒータ（図示略）が設けられている。
第１の軸型１５の外周には、各軸型１５，１６とは反対方向に回転駆動される複数の加熱ローラ１７が配置されている。なお、複数の加熱ローラ１７はいずれも同一の構成を有している。
【００２２】
一方、第２の軸型１６の外径は、上記Ｔ１よりも小さいＴ２とされている（Ｔ２＜Ｔ１）。なお、第２の軸型１６には、ヒータが設けられていない。
第２の軸型１６の外周には、各軸型１５，１６とは反対方向に回転駆動される複数の冷却ローラ１８が配置されている。なお、各冷却ローラ１８はいずれも同一の構成を有している。
【００２３】
ここで、図４を参照して、本実施形態における冷却ローラ１８について説明する。
図４に示すように、冷却ローラ１８は、円筒状のローラ本体１８ａと、ローラ本体１８ａの軸線方向の両端に設けられ、ローラ本体１８ａの外径よりも小さな外径を有する円筒状の端部１８ｂとを有している。
【００２４】
第２の軸型１６の外周には、冷却ローラ１８の両端部１８ｂを回転可能に支持する一対の支持部材３０が第２の軸型１６の軸線方向に互いに間隔をおいて配置されている。各支持部材３０には、冷却ローラ１８を支持するベアリング３１が設けられている。
【００２５】
冷却ローラ１８の一方（同図の左方）の端部１８ｂには、図示しない駆動装置の駆動ギアに噛合され、駆動ギアの回転に伴って回転駆動される従動ギア２０が連結されている。
冷却ローラ１８の一方の端部１８ｂには、冷却ローラ１８の内部空間である内部通路１９に対して冷却液を供給する供給通路２１が接続されている。また、冷却ローラ１８の他方の端部１８ｂには、内部通路１９から冷却液を排出する排出通路２２が接続されている。
【００２６】
こうした冷却ローラ１８においては、駆動装置によって冷却ローラ１８が回転駆動される。一方、冷却液は、図示しないポンプにより圧送されるとともに供給通路２１を通じて冷却ローラ１８の内部通路１９に供給され、ローラ本体１８ａとの熱交換によりローラ本体１８ａを冷却する。そして、内部通路１９を通過した後の冷却水は、排出通路２２を通じて排出される。
【００２７】
次に、上記装置を用いた吸気ダクトの製造方法について説明する。
ダクト本体１０を製造する際には、まず、図２に示すように、第１の軸型１５の外周面と各加熱ローラ１７との間に帯状の第１繊維体１１Ａを挟み込むとともに第１の軸型１５と各加熱ローラ１７とを互いに反対方向に回転駆動する。このとき、各加熱ローラ１７の回転速度は、第１の軸型１５の回転速度よりも速くされている。これにより、第１の軸型１５の外周面に対して第１繊維体１１Ａが螺旋状に捲回されながら同図の右側に向けて送り出される。このとき、第１繊維体１１Ａの互いに隣り合う部分における一方の幅方向の端面１１ｂと他方の幅方向の端面１１ｃとを当接させる。
【００２８】
またこのとき、捲回された第１繊維体１１Ａの外周面と各加熱ローラ１７との間に、第２繊維体１２Ａを挟み込むことにより、第１繊維体１１Ａの外周面に対して帯状の第２繊維体１２Ａが螺旋状に捲回されながら同図の右側に向けて送り出される。このとき、第２繊維体１２Ａの互いに隣り合う部分の一部を径方向において重合させる（以上、捲回工程）。
【００２９】
ここで、第１の軸型１５に対する第２繊維体１２Ａの捲回角度Ｒ２は、第１の軸型１５に対する第１繊維体１１Ａの捲回角度Ｒ１よりも小さくされている（Ｒ２＜Ｒ１）。
第１の軸型１５に捲回された各繊維体１１Ａ，１２Ａは、各加熱ローラ１７により加熱及び圧縮される。これにより、各繊維成形体１１ａ，１２ａに含まれる変性ＰＥＴが溶融され、同変性ＰＥＴを介して繊維同士が結合される。
【００３０】
このとき、第１繊維体１１Ａの互いに隣り合う部分（端面１１ｂ，１１ｃ）同士が融着される。また、第２繊維体１２Ａの互いに隣り合う部分における重合された部分Ｒが融着される。また、第１繊維体１１Ａと第２繊維体１２Ａとが融着される（以上、加熱圧縮工程）。
【００３１】
図３に示すように、各繊維体１１Ａ，１２Ａのうち各加熱ローラ１７により加熱及び圧縮された部分は、第１の軸型１５から第２の軸型１６へ送り出され、各冷却ローラ１８により冷却されるとともに圧縮される。
【００３２】
これにより、第１繊維成形体１１ａの互いに隣り合う部分（端面１１ｂ，１１ｃ）同士が固定されることで内層１１が形成される。また、第２繊維成形体１２ａの互いに重合された部分Ｒが固定されることで外層１２が形成される。また、第１繊維成形体１１ａ（内層１１）と第２繊維成形体１２ａ（外層１２）とが固定される（以上、冷却圧縮工程）。
【００３３】
このようにして成形された吸気ダクトは、第２の軸型１６より下流側に配置された図示しない切断装置によって切断される。
以上説明した本実施形態に係る内燃機関の吸気ダクトの製造方法及び内燃機関の吸気ダクトの製造装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
【００３４】
（１）吸気ダクトの製造方法は、第１の軸型１５の外周面に対して帯状の繊維体１１Ａ，１２Ａを螺旋状に捲回する捲回工程と、第１の軸型１５とその外周に設けられた加熱ローラ１７とにより、繊維体１１Ａ，１２Ａを加熱圧縮するとともに第１の軸型１５の軸線方向の一方に送る加熱圧縮工程とを備えている。
【００３５】
また、第１の軸型１５よりも繊維体１１Ａ，１２Ａの送り方向の下流側であって第１の軸型１５と同一軸線上且つ第１の軸型１５に対して断熱された第２の軸型１６とその外周に設けられた冷却ローラ１８とにより、加熱圧縮された後の繊維体１１Ａ，１２Ａを冷却圧縮することにより繊維成形体１１ａ，１２ａを成形する冷却圧縮工程を備えている。
【００３６】
こうした方法によれば、捲回工程において第１の軸型１５の外周面に対して螺旋状に捲回された帯状の繊維体１１Ａ，１２Ａが、加熱圧縮工程において第１の軸型１５と加熱ローラ１７とにより加熱圧縮される。これにより、繊維体１１Ａ，１２Ａは、第１の軸型１５の外径及び第１の軸型１５と加熱ローラ１７との間隔に応じた形状とされる。またこのとき、繊維体１１Ａ，１２Ａのうち互いに隣り合う部分同士が融着される。その後、冷却圧縮工程において繊維体１１Ａ，１２Ａが第２の軸型１６と冷却ローラ１８とにより冷却圧縮されることにより、吸気ダクトを構成する繊維成形体１１ａ，１２ａが成形される。このため、繊維体１１Ａ，１２Ａは、第２の軸型１６の外径及び第２の軸型１６と冷却ローラ１８との間隔に応じた形状とされ、それ以上の熱収縮はほとんど生じない。したがって、寸法のばらつきを低減することができる。
【００３７】
また、上記構成によれば、第１の軸型１５と第２の軸型１６とが同一軸線上に設けられているため、捲回工程、加熱圧縮工程、及び冷却圧縮工程の全ての工程を同一軸線上で行うことができる。これにより、ダクト本体１０の連続生産が可能となり、製造に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
（２）吸気ダクトの製造装置は、第１の軸型１５と、第１の軸型１５の外周に設けられ、第１の軸型１５の外周面に対して螺旋状に捲回される帯状の繊維体１１Ａ，１２Ａを第１の軸型１５とにより加熱圧縮するとともに第１の軸型１５の軸線方向の一方に対して送る加熱ローラ１７を備えている。
【００３９】
また、第１の軸型１５よりも繊維体１１Ａ，１２Ａの送り方向の下流側にて第１の軸型１５と同一軸線上に設けられ、第１の軸型１５に対して断熱された第２の軸型１６を備えている。
【００４０】
また、第２の軸型１６の外周に設けられ、加熱ローラ１７により加熱圧縮された後の繊維体１１Ａ，１２Ａを第２の軸型１６とにより冷却圧縮することにより繊維成形体１１ａ，１２ａを成形する冷却ローラ１８を備えている。
【００４１】
こうした構成によれば、上記作用効果（１）と同様な作用効果を奏することができる。
（３）冷却ローラ１８の内部には、冷却液を流通させる内部通路１９が設けられている。また、冷却ローラ１８には、内部通路１９に対して冷却液を供給する供給通路２１と、内部通路１９から冷却液を排出する排出通路２２とが接続されている。
【００４２】
こうした構成によれば、冷却液が供給通路２１、冷却ローラ１８の内部通路１９、及び排出通路２２の順に流れることで、冷却ローラ１８自体が常時冷却されるようになる。このため、冷却ローラ１８自体の温度変化を抑制でき、第２の軸型１６と冷却ローラ１８とによる冷却圧縮を安定して行うことができる。
【００４３】
（４）第１の軸型１５と第２の軸型１６とが間隔をおいて配置されている。
こうした構成によれば、第２の軸型１６を第１の軸型１５に対して容易に断熱することができる。
【００４４】
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１の軸型１５に対して３枚以上の繊維体を捲回させることにより３層以上の層構成を有する吸気ダクトを製造するようにしてもよい。
【００４５】
・第１の軸型１５に対して１枚以上の繊維体を捲回させることにより１層の吸気ダクトを製造するようにしてもよい。
・上記実施形態では、第１の軸型１５と第２の軸型１６とを互いに間隔をおいて同一軸線上に配置したが、第１の軸型１５と第２の軸型１６とを、断熱材を介して連結することもできる。この場合であっても、第２の軸型１６を第１の軸型１５と同一軸線上且つ第１の軸型１５に対して断熱された状態にすることができる。
【００４６】
・冷却ローラ１８は冷却液により冷却されるものに限定されない。他に例えば、予め冷却されたローラによって冷却圧縮を行うようにしてもよい。この場合、ローラの温度が所定温度以上になることで他の冷却されたローラと交換すればよい。
【００４７】
・加熱ローラ１７及び冷却ローラ１８が回転されるものであればよく、各軸型１５，１６は回転しないものであってもよい。
・第２の軸型１６の外径Ｔ２を第１の軸型１５の外径Ｔ１と同一にしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…ダクト本体、１１…内層、１１ａ…第１繊維成形体、１１Ａ…第１繊維体、１２…外層、１２ａ…第２繊維成形体、１２Ａ…第２繊維体、１５…第１の軸型、１６…第２の軸型、１７…加熱ローラ、１８…冷却ローラ、１８ａ…ローラ本体、１８ｂ…端部、１９…内部通路、２０…従動ギア、２１…供給通路、２２…排出通路、３０…支持部材、３１…ベアリング。
【図１】
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【図２】
2019070342.tif 000004
【図３】
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【図４】
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