DE112006000546T5

DE112006000546T5 - Verfahren zur Schallabsorber-Herstellung, durch das Verfahren hergestellter Schallabsorber und schallabsorbierende Struktur

Info

Publication number: DE112006000546T5
Application number: DE112006000546T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Ichihara Saito; Minoru Ichihara Sugawara; Hirofumi Ichihara Goda; Takeharu Higashihiroshima Suga; Masaharu Higashihiroshima Okamura; Toshifumi Higashihiroshima Saka
Original assignee: DaikyoNishikawa Corp; Prime Polymer Co Ltd
Current assignee: DaikyoNishikawa Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2008-04-30
Also published as: WO2006095727A1; JP2006240271A; KR20070119627A; CN101137487A; US20090026010A1; KR101277364B1; JP4434996B2; CN101137487B; US7938228B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers mit Hautschichten, die vordere und hintere Oberflächen darstellen, und, zwischen den Hautschichten liegend, einer Hohlraumschicht mit einer Anzahl von Hohlräumen, und mit einer Vielzahl von gebildeten Löchern mit jeweils einer Tiefe, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen, und nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen; umfassend:
Bereitstellen einer Form mit einem feststehenden Teil, einem beweglichen Teil und mindestens einem Stift, der auf eine Weise angeordnet ist, dass er in eine Aussparung vorgeschoben und zurückgezogen werden kann; und
einen Schritt, der bewirkt, dass der Stift sich in die Aussparung im Verlaufe des Beladens der Aussparung mit einem Harzmaterial und Formen des Schallabsorbers und Formen der Löcher, die mit der Hohlraumschicht kommunizieren, gleichzeitig mit den Formen der Schallabsorbers vorschiebt.

Description

FACHGEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers mit extrem starren Hautschichten, die hintere und vordere Oberflächen darstellen, und einer zwischen den Hautschichten ausgebildeten Hohlraumschicht und einen durch das Verfahren hergestellten Schallabsorber und eine schallabsorbierende Struktur.
HINTERGRUND
Schallisolatoren und Schallabsorber wurden bisher zur Isolierung vor Geräuschen eingesetzt. Als Schallabsorber ist die Verwendung eines weichen Vliesstoffes oder eines Formkörper aus Schaumstoff üblich, der eine akustische Welle in einem hohen Ausmaß absorbiert. Ein solcher Schallabsorber ist nicht starr, und es wird nicht erwartet, dass er schallisolierende Eigenschaften besitzt. Andererseits ist es üblich, als Schallisolator ein Element mit hoher Dichte und hoher Starrheit zu verwenden, das durch eine akustische Welle kaum in Vibration versetzt wird. Zur Isolierung vor Geräuschen isoliert ein solcher Schallisolator ein akustisches Geräusch durch Reflexion, nicht durch Absorption. Darum wird im Allgemeinen nicht erwartet, dass ein solcher Schallisolator schallabsorbierende Eigenschaften zeigt.
Der oben erwähnte herkömmliche Schallabsorber oder Schallisolator kann nicht gleichzeitig sowohl schallabsorbierende als auch schallisolierende Eigenschaften aufweisen. Um ein Element mit sowohl schallabsorbierenden als auch -isolierenden Eigenschaften bereitzustellen, ist darum ein aufwändiges Verfahren, wie Laminieren eines Schallabsorbers und eines Schallisolators, erforderlich, was zu einer komplizierten Gesamtherstellung führt. Wenn ein Versuch unternommen wird, sowohl schallabsorbierende als auch -isolierende Eigenschaften durch Laminieren eines Schallabsorbers und eines Schallisolators zu gewährleisten, kann jede der Produkteigenschaften, wie Wärmebeständigkeit, Starrheit, geringes Gewicht und Form, verschlechtert werden. Um dies zu vermeiden, ist die Optimierung des Materials erforderlich, das den Schallabsorber und den Schallisolator, die laminiert werden müssen, bildet, was zu einem zeitraubenden Vorgang bei der Materialauswahl führen kann.
Darum schlagen Druckschrift 1 und Druckschrift 2 einen Schallabsorber vor, der einen porösen Formkörper, der aus einer Vielzahl von geschäumten Harzteilchen geformt ist, die zu einem Stück integriert sind, verwendet, und einen Formkörper aus Harzteilchen mit miteinander kommunizierenden Hohlräumen. Allerdings sind der Schallabsorber und der Formkörper aus Harzteilchen, die in diesen Dokumenten beschrieben sind, ein poröser Formkörper ohne Hautschicht. Darum haben diese den Nachteil, dass sie auf Grund unzureichender Festigkeit nicht in zweckmäßiger Weise in Strukturkörpern eingesetzt werden können, und es von ihnen nicht erwartet wird, dass sie schallisolierende Eigenschaften aufweisen. Zusätzlich haben der oben erwähnte Schallabsorber und der Formkörper aus Harzteilchen auch insofern einen Nachteil, als sie keine Vielzahl von Frequenzbanden selektiv absorbieren können, obwohl sie durch Kontrolle der Teilchengröße ein einziges Frequenzband absorbieren können.
In den Druckschriften 3 bis 5 schlägt der Anmelder der Erfindung eine Technik der Sicherstellung sowohl von schallabsorbierenden Eigenschaften als auch schallisolierenden Eigenschaften unter Verwendung eines Materials mit Hautschichten und einer Hohlraumschicht vor, wobei eine der Hautschichten perforiert ist. Diese Materialien sind in ihren schallabsorbierenden und schallisolierenden Eigenschaften ausgezeichnet. Allerdings wird bei dieser Technik die Perforation während des Bearbeitens nach dem Formen durchgeführt. Zur Stabilisierung der schallabsorbierenden Eigenschaften ist die Entfernung von Spänen erforderlich, die sich in Löchern ansammeln. In dieser Hinsicht ist die Technik in Bezug auf die Produktivität nicht zufriedenstellend.

Druckschrift 1: JP-A-H07-168577
Druckschrift 2: JP-A-H10-329220
Druckschrift 3: JP-A-2000-52371
Druckschrift 4: JP-A-2003-337588
Druckschrift 5: WO03/91987

Gemäß der Anmeldung kann ein Schallabsorber die selektive Absorption eines Schalls in einem spezifischen Frequenzband erfordern. Beispielsweise enthält ein Kraftfahrzeug-Motorenklang sowohl ein unangenehmes Geräusch als auch einen angenehmen Klang. Wird ein Versuch zur Absorption eines Motorenklangs unter Verwendung der herkömmlichen Schallabsorber unternommen, besteht insofern ein Problem, als sowohl das unangenehme Geräusch als auch der angenehme Klang absorbiert werden, da der herkömmliche Schallabsorber kein absorbierbares Frequenzband wählen kann. Demnach besteht ein Bedarf an einem Schallabsorber, der das unangenehme Geräusch wirksam und den angenehmen Klang nicht absorbiert.
Die Erfindung wurde angesichts der oben erwähnten Probleme gemacht und betrifft die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Schallabsorbers, der hinsichtlich der Produktivität und Qualitätsstabilität ausgezeichnet ist und zur Absorption eines Geräusches in einem spezifischen Frequenzband in der Lage ist, einen Schallabsorber und eine schallabsorbierende Struktur.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung der oben erwähnten Probleme besteht die vorliegende Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers mit Hautschichten, die vordere und hintere Oberflächen darstellen, und, zwischen den Hautschichten liegend, mit einer Hohlraumschicht mit einer Anzahl von Hohlräumen, und mit einer Vielzahl von gebildeten Löchern, die jeweils eine Tiefe aufweisen, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen und die nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen;
umfassend:
Bereitstellen einer Form mit einem feststehenden Teil, einem beweglichen Teil und mit mindestens einem auf eine solche Weise angeordneten Stift, dass er in eine Aussparung vorgeschoben und daraus zurückgezogen werden kann; und
mit einem Schritt, der bewirkt, dass sich der Stift im Verlauf der Beladung der Aussparung mit einem Harzmaterial in die Aussparung vorschiebt, und Formen des Schallabsorbers und Bilden der mit der Hohlraumschicht kommunizierenden Löcher gleichzeitig zu dem Formen des Schallabsorbers.
Nach diesem Verfahren ist die Herstellung eines Schallabsorbers in effizienter Weise möglich, da die Löcher gleichzeitig mit dem Formen des Schallabsorbers gebildet werden können. Zusätzlich können stabile schallabsorbierende Eigenschaften erhalten werden, da die Entfernung von Spänen unnötig ist.
Bei der Erfindung ist die Verwendung eines ausdehnbaren Materials als das oben erwähnte Harzmaterial bevorzugt, und nach dem Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial wird das Harzmaterial in dem geschmolzenen Zustand durch Zurückziehen des beweglichen Teils zur Ausdehnung gebracht.
Dies ermöglicht die integrale Bildung einer Hohlraumschicht, die, auf Grund des Vorliegens einer Anzahl von Hohlräumen und Hautschichten mit hoher Dichte und hoher Starrheit, ausgezeichnete schallabsorbierende Eigenschaften und schallisolierende Eigenschaften aufweist.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers bereit, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift vor, gleichzeitig mit oder nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial zur Projektion in die Aussparung vorschiebt, und bewirkt wird, dass der Stift vor, gleichzeitig mit oder nach Bewirken der Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils, und bevor die Bildung der Hautschicht auf der Oberfläche des Harzmaterials, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, bewirkt wird, zurückgezogen wird.
In diesem Fall kann bei der Erfindung ein Mittel zur Erwärmung des Stiftes vorgesehen sein, und das Zurückziehen des Stiftes kann während des Erwärmens der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes des Harzmaterials bewirkt werden.
Nach diesem Verfahren kann ein Loch in dem Schallabsorber gebildet werden, wobei auf der inneren peripheren Oberfläche und der Hohlraumschicht, die vollständig auf der inneren peripheren Oberfläche exponiert ist, keine Hautschicht gebildet wird,. Die absorbierenden Eigenschaften für einen Schall in einem spezifischen Frequenzband können durch Bilden von einer oder von einer Vielzahl solcher Löchern an zuvor festgelegten Stellen des Schallabsorbers verbessert werden.
Die Erfindung kann ein Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers bereitstellen, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift vor, gleichzeitig mit oder nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial in die Aussparung vorschiebt, und bewirkt wird, dass sich der Stift vor, gleichzeitig mit oder nach Bewirken der Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils, und nachdem die Bildung der Hautschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Harzmaterials bewirkt wurde, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, zurückzieht.
In diesem Fall ist es bei der Erfindung bevorzugt, dass die Hautschicht in der Nähe der Öffnung des Loches gebildet wird und dass die Breite der Hautschicht innerhalb 10 bis 60 % der Enddicke des Schallabsorbers liegt.
Gemäß diesem Verfahren ist die Bereitstellung eines Schallabsorbers mit einem Loch möglich, in dem die Hautschicht auf mindestens einem Teil der inneren peripheren Oberfläche davon ausgebildet ist. Die absorbierenden Eigenschaften für einen Schall in einem speziellen Frequenzbereich können durch Bilden von einem oder von einer Vielzahl solcher Löcher an zuvor festgelegten Stellen des Schallabsorbers verbessert werden.
Hinsichtlich des Zeitpunkts des Vorschiebens des Stiftes kann das Vorschieben des Stiftes vor Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils bewirkt werden. Alternativ kann das Vorschieben des Stiftes gleichzeitig mit oder nach der Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils bewirkt werden.
Demnach kann die Erfindung ein Verfahren bereitstellen, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift, gleichzeitig mit oder nachdem das Harzmaterial zur Ausdehnung gebracht wurde, durch Zurückziehen des beweglichen Teils nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial in die Aussparung vorschiebt.
Bei der Erfindung wird das Vorschieben des Stiftes in die Aussparung vorzugsweise bewirkt, wenn die Hautschicht gebildet wird, und der Stift wird zusammen mit einem Teil der Hautschicht in die Hohlraumschicht gedrückt.
Hierdurch wird ein Teil der Hautschicht in den Boden des Loches gedrückt. Die Hohlraumschicht wird durch diesen Druckvorgang eingedrückt, wobei in der Hohlraumschicht ein großer Raum um das Loch gebildet werden kann.
Es ist bevorzugt, dass die Länge des vorgeschobenen Teils des Stiftes 30 bis 90 % der Enddicke des Schallabsorbers beträgt.
Bei der Erfindung kann das Harzmaterial ein Faser-enthaltendes thermoplastisches Harzpellet enthalten, das verstärkende Fasern mit einer Länge von 2 bis 100 mm enthält, und der Gehalt der verstärkenden Fasern kann 2 bis 60 Gew.-% des gesamten Harzmaterials betragen.
Bei Verwendung solcher verstärkenden Fasern tritt durch Zurückziehen des beweglichen Teils das so genannte "Rückfederungsphänomen" auf. Als Ergebnis dehnt sich das Harzmaterial in dem geschmolzenen Zustand in der Aussparung aus, wobei eine Anzahl von Hohlräumen im Inneren des Harzmaterials erzeugt werden kann. Beispiele für die verwendbare verstärkende Faser umfassen keramische Fasern, wie Steinwolle und Poronfasern, anorganische Fasern, wie Glas- und Kohlefasern, Metallfasern, wie Aluminiumfasern und Stahlfasern, und organische Fasern, wie ultrahochmolekulare Polyethylenfasern, Aramidfasern und Polyacrylatfasern. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Glasfasern.
Wenn die Länge der verstärkenden Fasern kürzer ist als 2 mm, kann auf Grund unzureichender Festigkeit der verstärkenden Faser keine Verbesserung der Festigkeits- und schallabsorbierenden Eigenschaften erreicht werden. Wenn die Länge der verstärkenden Faser länger ist als 100 mm, wird nicht nur die Herstellung des Faser-enthaltenden thermoplastischen Harzpellets schwierig, sondern auch das Pellet als ein Pellet zur Einspritzensbefüllung ist schwer zu handhaben. Dadurch kann keine Verbesserung der Produktivität erreicht werden.
Wenn der Gehalt der verstärkenden Fasern geringer ist als 2 Gew.-% des gesamten Harzmaterials, können sich Eigenschaften, wie Dämpfungseigenschaften, auf Grund unzureichender Festigkeit verschlechtern oder das Harzmaterial kann sich kaum ausdehnen. Wenn der Gehalt der verstärkenden Fasern größer ist als 60 Gew.-%, kann andererseits das Formen der Harzmaterialien schwierig werden, da sich die Fluidität auf Grund der übermäßigen Menge an verstärkenden Fasern verringert.
Der erfindungsgemäße Schallabsorber, der folgendes umfasst:
Hautschichten, die vordere und hintere Oberflächen darstellen;
zwischen den Hautschichten liegend, eine Hohlraumschicht mit einer Anzahl von Hohlräumen und mit einer Vielzahl von gebildeten Löchern mit jeweils einer Tiefe, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen, und die nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen, wobei bewirkt wird, dass sich mindestens ein Stift, der auf eine solche Weise angeordnet ist, dass er in eine Aussparung vorgeschoben und daraus zurückgezogen werden kann, im Verlauf der Beladung der Aussparung mit einem Harzmaterial und des Formens des Schallabsorbers in die Aussparung vorschiebt, und wobei das Loch, das mit der Hohlraumschicht kommuniziert, gleichzeitig mit dem Formen des Schallabsorbers gebildet wird.
Da die Löcher gleichzeitig mit dem Formen des Schallabsorbers gebildet werden können, kann gemäß dieser Konfiguration ein Schallabsorber mit stabiler Qualität mit hoher Produktivität hergestellt werden.
In diesem Fall kann der erfindungsgemäße Schallabsorber eine solche Konfiguration aufweisen, dass bewirkt wird, dass sich der Stift vor dem Bilden der Hautschicht auf der Oberfläche des Harzmaterials, die mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, zurückzieht, wodurch eine vollständige Exposition der Hohlraumschicht auf der inneren peripheren Oberfläche der Löcher bewirkt wird.
In dem erfindungsgemäßen Schallabsorber kann der Stift zurückgezogen werden, nachdem die Hautschicht auf einem Teil der Oberfläche des Harzmaterials gebildet ist, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, wodurch die Bildung der Hautschicht auf einem Teil der inneren peripheren Oberfläche des Loches bewirkt wird.
In den erfindungsgemäßen Schallabsorber kann ein ausdehnbares Material als Harzmaterial verwendet werden, und das Vorschieben des Stiftes wird nach Ausdehnung des Harzmaterials bewirkt, wodurch das Loch gebildet werden kann.
Der erfindungsgemäße Schallabsorber kann einzeln oder in einer geeigneten Kombination in einem schallabsorbierenden Strukturkörper, wie einem Luftreiniger, einer Luftleitung und einem Resonator zum Ansaugen und Ausstoßen von Luft, verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers, der in der Produktivität und Qualitätsstabilität hervorragend ist und in der Lage ist, nur ein Geräusch in einem spezifischen Frequenzband zu absorbieren, einen Schallabsorber und eine schallabsorbierenden Struktur zu erhalten. Da Löcher, die mit der internen Hohlraumschicht kommunizieren, gleichzeitig mit dem Formen gebildet werden können, wird ein Nachbearbeiten zur Perforation unnötig, wodurch die Produktivität verbessert wird. Außerdem kann die Form oder Morphologie des Loches zweckmäßig gewählt oder kombiniert werden (Gegenwart oder Abwesenheit der Hautschicht auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches, oder Breite der Hautschicht u.s.w.), wodurch eine selektive Absorption von gezielten spezifischen und multiplen Frequenzbereichen möglich gemacht wird. Zusätzlich ist es auf Grund des Vorliegens von dichten Hautschichten möglich, einen Schallabsorber zu erhalten, der schallisolierende Eigenschaften aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers zeigt, das aus 1 fortgesetzt ist;
3 ist eine Ansicht, die eine Weise zeigt, auf die ein Schallabsorber nach dem Verfahren der ersten Ausführungsform geformt wird;
4 ist eine Ansicht, die eine Weise zeigt, auf die ein Schallabsorber nach dem Verfahren bei der zweiten Ausführungsform gebildet wird;
5 ist eine schematische Ansicht, die die dritte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schallabsorbers zeigt;
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen durch die dritte Ausführungsform der Erfindung gebildeten Lochteil zeigt;
7 ist eine schräge Teilschnittansicht eines Luftansauggeräts nach einer Ausführungsform einer schallabsorbierenden Struktur, die den erfindungsgemäßen Schallabsorber verwendet;
8 ist eine Querschnittsansicht des in 7 gezeigten Luftansauggeräts;
9 ist eine Ansicht, die eine Weise zeigt, auf die ein Modulelement des Luftansauggerätes mit einer Form geformt wird;
10 ist ein Grundriss, der einen Schallabsorber und in den Beispielen der Erfindung zu bildende Löcher zeigt;
11 ist ein Graph, der die in den Beispielen der Erfindung gemessenen Schallabsorptionsraten zeigt;
12 ist eine Fotografie, die einen Querschnitt eines Lochteils eines durch das Verfahren der ersten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Schallabsorbers zeigt;
13 ist eine Fotografie, die einen Querschnitt eines Lochteils eines durch das Verfahren der zweiten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Schallabsorbers zeigt;
14 ist eine Fotografie, die einen Querschnitt eines Lochteils eines durch das Verfahren der dritten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Schallabsorbers zeigt; und
15 ist eine Querschnittsansicht eines Lochteils eines Schallabsorbers in dem Vergleichsbeispiel.
BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration und Funktionsweise einer bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schallabsorbers eingesetzten Form zeigt. Die grundlegende Konfiguration dieser Form ist aus den oben erwähnten Druckschriften 3, 4, 5 oder dergleichen bekannt.
Als die grundlegende Konfiguration besteht eine Form 1 aus einem feststehenden Teil 11, einem beweglichen Teil 12, einer Aussparung 13, die in dem beweglichen Teil 12 gebildet wird, und einem Antriebsmechanismus, um den Vorschub oder das Zurückziehen des beweglichen Teils 12 vom dem feststehenden Teil 11 zu bewirken.
Die Form 1 dieser Ausführungsform besitzt eine Vielzahl von Stiften 14, die in dem beweglichen Teil 12 auf eine solche Weise vorgesehen sind, dass sie in die Aussparung 13 vorgeschoben oder daraus zurückgezogen werden können. Die Form der Spitze des Stiftes 14 kann beliebig aus einem Kreis, einer Ellipse, einem Polygon, einem Konus oder dergleichen gewählt werden. Der Antriebsmechanismus für den Stift 14 kann einer sein, der mit einem hydraulischen Zylinder, einem Motor oder dergleichen als Antriebsquelle vorgesehen ist. Hinsichtlich des Antriebsmechanismus bestehen insofern keine besonderen Einschränkungen, als er den Stift mit zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Formverfahrens antreiben kann. Beispielsweise kann der gleiche Antriebsmechanismus wie derjenige, der für einen bekannten Auswurfstift verwendet wird, der für einen erzwungenen Auswurf eines Formkörpers eingesetzt wird, eingesetzt werden. Die Antriebsquelle kann entweder in der Form 1 oder in einer Formmaschine vorgesehen sein, die der Form 1 ein Harzmaterial im geschmolzenen Zustand zuführt.
Als das Harzmaterial können thermoplastische Materialien verwendet werden. Beispiele für die thermoplastischen Materialien umfassen Polyolefinharze, wie Polypropylen, ein Polypropylen-Ethylen-Blockcopolymer, ein statistisches Propylen-Ethylen-Copolymer und Polyethylen, ein Polystyrolharz, ein Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Harz, ein Polyvinylchloridharz, ein Polyamidharz, ein Polyesterharz, ein Polyacetalharz, ein Polycarbonatharz, ein polyaromatisches Ether- oder Thioetherharz, ein polyaromatisches Esterharz, ein Polysulfonharz und ein Acrylharz.
Zur Verleihung von Schlagzähigkeit kann ein thermoplastisches Elastomer, wie ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), ein Ethylen-Buten-Copolymerelastomer (EBR), ein Styrol-Ethylen-Butyren-Styrol-Blockcopolymer (SEES), in Kombination verwendet werden.
Diese thermoplastischen Materialien können entweder einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Von diesen thermoplastischen Harzen ist ein Polypropylenharz, wie ein Polypropylen, ein Blockcopolymer von Propylen mit anderen Olefinen, ein statistisches Copolymer von Propylen mit anderen Olefinen oder ein Gemisch davon bevorzugt. Insbesondere bevorzugt ist ein Polypropylenharz, das ein säuremodifiziertes Polyolefinharz, modifiziert mit einer Säure, wie einer ungesättigte Carbonsäure oder ihrem Derivat, aufweist.
Zur Verstärkung der Ausdehnungsfähigkeit nach Einspritzen in die Aussparung 13 ist es bevorzugt, dass ein Gas, wie Stickstoffgas, in dem thermoplastischen Material gelöst oder gemischt wird. Ein Schäumungsmittel, wie ein gaserzeugendes Mittel, kann zugesetzt werden. Besonders erwünscht ist das Auflösen oder Mischen eines superkritischen Fluids. Das superkritische Fluid ändert sich durch Druckverminderung vom superkritischen Zustand in den normalen Gaszustand. Während einer solchen Zustandsänderung erhöht sich das Volumen unter Bildung von Hohlräumen. Darum kann eine Hohlraumschicht ohne Verwendung eines üblichen chemischen Schäumungsmittels gebildet werden.
Außerdem kann eine Verstärkungsfaser in dem thermoplastischen Harzmaterial enthalten sein. Beispiele für die verwendbare Verstärkungsfaser umfassen Keramikfasern, wie Steinwolle und Poronfasern; anorganische Fasern, wie Glasfasern und Kohlefasern; Metallfasern, wie Aluminiumfasern und Stahlfasern; und organische Fasern, wie ultrahochmolekulare Polyethylenfasern, Aramidfasern und Polyarylatfasern. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Glasfasern. Die Länge der Verstärkungsfasern kann vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 100 mm liegen, und der Gehalt der Fasern in dem gesamten Harzmaterial kann vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 60 Gew.-% liegen.
Falls die Länge der Verstärkungsfasern kürzer als 2 mm ist, kann die Festigkeit der Verstärkungsfasern nicht ausreichend erreicht werden. Als Ergebnis kann keine Zunahme in der Festigkeit und keine Verbesserung in den schallabsorbierenden Eigenschaften erreicht werden. Wenn die Länge der Verstärkungsfasern 100 mm übersteigt, wird nicht nur die Herstellung eines Faser-enthaltenden thermoplastischen Harzpellets schwierig, sondern auch das Pellet wird als Pellet zum Einspritzensbefüllen schwer zu handhaben, was eine Verbesserung in der Produktivität unmöglich macht.
Wenn der Gehalt der Verstärkungsfasern geringer ist als 2 Gew.-% der Menge des gesamten Harzmaterials, kann keine ausreichende Festigkeit erhalten werden, Eigenschaften, wie Dämmeigenschaften, können sich verschlechtern, und das Harzmaterial kann sich kaum ausdehnen. Wenn der Gehalt der Verstärkungsfasern größer ist als 60 Gew.-%, sind andererseits die Harzmaterialien schwer zu formen, da sich die Fluidität auf Grund einer übermäßigen Menge der verstärkenden Fasern verschlechtert.
Talk, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Ton, Mica oder dergleichen können als weitere anorganische Füllstoffe verwendet werden. Sie können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Als Verfahren zum Schmelzkneten und zum Einspritzen des Harzmaterials können die folgenden Verfahren verwendet werden. Ein Verfahren besteht darin, dass ein Harzmaterial als das Rohmaterial einem Heizzylinder einer Formmaschine zugeführt wird, wo das Harzmaterial durch Erwärmen geschmolzen wird. Anschließend werden die Fasern oder dergleichen dispergiert, und das resultierende Harzmaterial wird der Spitze einer Spritzgussmaschine zugeführt und unter Verwendung eines Kolbens oder dergleichen eingespritzt. Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass ein Harzmaterial dem Heizzylinder zugeführt wird, wo das Harzmaterial durch Erwärmen geschmolzen wird. Anschließend wird das geschmolzene Harzmaterial einem Schneckenteil der Spritzgussmaschine durch einen Kolben oder dergleichen zugeführt, und die Fasern oder dergleichen werden dispergiert. Anschließend wird das resultierende Harzmaterial eingespritzt. Wieder ein anderes Verfahren besteht darin, dass ein Harz dem Spitzenteil der Spritzgussmaschine zugeführt und unter Verwendung eines Kolbens oder dergleichen unter Verwendung einer Schnecke mit einer tiefen Nut und einem kleinen Kompressionsverhältnis spritzgegossen wird, und wobei die Zylindertemperatur oder dergleichen bei einer signifikant hohen Temperatur gehalten wird, während Faserreißen unterbunden wird.
Beispiele für das Spritzgussverfahren, wie hier genannt, umfassen den üblichen Spritzguss, Spritzprägen, Expansionsgießverfahren und Spritzpressen.
Bei dieser Ausführungsform wird das Harzmaterial schmelzverknetet, das geschmolzene Harz wird in eine Form eingespritzt, die geschlossen wird, so dass sie ein Volumen aufzuweist, das kleiner ist als das Volumen des fertigen Formkörpers, und die Form wird vor oder nach Abschluss des Einspritzens auf ein Volumen gleich dem Volumen des beabsichtigten fertigen Formkörpers geöffnet, so dass das Harzmaterial ausgedehnt wird, wodurch ein Formkörper (Schallabsorber) hergestellt wird. Der initiale Schließgrad oder der finale Öffnungsgrad der Form in diesem Fall kann auf der Grundlage des Gehalts an Glasfaser in dem Harzmaterial, der Länge der Faser und der Hohlraumquote (spezifisches Gewicht eines Formkörpers) des beabsichtigten Formkörpers u.s.w. bestimmt werden. Der Zeitpunkt des Öffnens der Form kann unter Berücksichtigung der Temperatur der Form, der Dicke der Hautschicht auf der Oberfläche des Formkörpers und der Dicke des Formkörpers oder dergleichen bestimmt werden.
[Erste Ausführungsform des Herstellungsverfahrens]
Wie in 1(a) gezeigt, wird der bewegliche Teil 12 in Richtung des feststehenden Teils 11 bewegt, um eine Klemmfeststellung vorzunehmen.
Nach der Klemmfeststellung wird das Harzmaterial P in die Aussparung 13 eingespritzt, wie in 1(b) gezeigt.
Anschließend wird, wie in 1(c) gezeigt, der Stift 14 unmittelbar nach dem Einspritzen vorbefördert, um das Vorschieben des Stiftes 14 in die Aussparung 13 zu bewirken.
Die Länge des vorgeschobenen Teils des Stiftes 14 kann eine Länge sein, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen, die aber nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen. Vorzugsweise wird die Länge des vorgeschobenen Teils des Stiftes 14 im Voraus so eingestellt, dass die Länge zu 30 bis 90 % der Dicke des fertigen Formkörpers (Schallabsorber) wird. Alternativ kann die Änderung der Länge des vorgeschobenen Teils des Stiftes 14 vorzugsweise mit der Zurückziehen des beweglichen Teils 12 synchronisiert werden.
Anschließend wird, wie in 2(a) gezeigt, die Ausdehnung des Harzmaterials P bewirkt, während die Form etwas geöffnet wird. Vorzugsweise dehnt sich das Harzmaterial um etwa das 1,2- bis 3,0-Fache aus.
Schließlich wird, wie in 2(b) gezeigt, bewirkt, dass der Stift 14 zurückgezogen wird. Nach Verfestigung des Harzmaterials P in der Aussparung 13 wird die Form zum Herausnehmen des Formkörpers (Schallabsorber) geöffnet.
Bei dieser ersten Ausführungsform wird, hinsichtlich des Zeitpunkts des Zurückziehens des Stiftes 14, bewirkt, dass sich der Stift 14 zurückzieht, bevor sich das Harzmaterial P, das mit dem äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes 14 in Kontakt ist, verfestigt und die Hautschicht auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches des Harzmaterials P gebildet wird. Darum ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, ein Heizgerät bereitzustellen, das den Spitzenteil des Stiftes 14 auf eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunkts des Harzmaterials P erwärmt, um die Verfestigung des Harzmaterials P zu unterdrücken, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes 14 in Kontakt ist.
3 ist eine erläuternde Ansicht, die die Weise zeigt, auf die der Schallabsorber durch das Verfahren nach der ersten Ausführungsform gebildet wird. 3(a) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Lochteils vor dem Ausdehnen, und 3(b) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Lochteils eines geformten Schallabsorbers.
Wie gezeigt, wird bei der ersten Ausführungsform das Vorschieben des Stiftes 14 herbeigeführt, bevor das bewegliche Teil 12 zurückgezogen wird um die Ausdehnung des Harzmaterials P zu bewirken. Somit wird ein Loch Pa in dem Harzmaterial P in dem geschmolzenen Zustand gebildet. Allerdings wird der Stift 14 aus dem Harzmaterial P entfernt, bevor die innere periphere Oberfläche des Loches Pa durch den Stift 14 abgekühlt wird, und die Bildung einer Hautschicht bewirkt wird. Als Ergebnis wird die Hohlraumschicht 24 vollständig auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches 21 des Schallabsorbers 2 exponiert, der durch Ausdehnung, Abkühlen und Verfestigung des Harzmaterials P erhalten wird. In 3 bezeichnen die Ziffern 22 und 23 Hautschichten, die auf der vorderen und hinteren Oberfläche des Schallabsorbers 2 gebildet sind. Die Dicke, um die optimalen Schallabsorptions- und -isoliereigenschaften zu erhalten, beträgt etwa 0,5 bis 2,0 mm.
[Zweite Ausführungsform des Herstellungsverfahrens]
Die Verfahrensweisen zum Formen eines Schallabsorbers sind bei dieser Ausführungsform im Grunde genommen die gleichen, wie die Verfahrensweisen zum Formen bei der ersten Ausführungsform, wie in den 1(a) bis 1(c) und in den 2(a) und 2(b) gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Zeitpunkt des Zurückziehens des in 2 gezeigten Stifts 14 von demjenigen bei der ersten Ausführungsform verschieden.
Insbesondere wird bei dieser Ausführungsform bewirkt, dass sich der Stift 14 zurückzieht, wenn mindestens ein Teil der inneren peripheren Oberfläche des Loches des Harzmaterials P, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes 14 in Kontakt ist, verfestigt ist, wodurch eine Hautschicht gebildet wird.
4 ist eine schematische Ansicht, die die Weise zeigt, auf die ein Schallabsorber bei der zweiten Ausführungsform gebildet wird. 4(a) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Loches des Harzmaterials vor der Ausdehnung. 4(b) ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Lochteils des Harzmaterials unmittelbar nach Beginn der Ausdehnung. 4(c) ist eine Querschnittsansicht des Lochteils des geformten Schallabsorbers.
Bei der zweiten Ausführungsform wird, wie im Falle der ersten Ausführungsform, bewirkt, dass sich der Stift 14 unter Bildung eines Loches Pa in dem Harzmaterial P in geschmolzenen Zustand vorschiebt, bevor der bewegliche Teil 12 zurückgezogen wird, um die Ausdehnung des Harzmaterials P zu bewirken (siehe 3(a)). Bei dieser Ausführungsform wird, wie in 4(a) gezeigt, die innere periphere Oberfläche des Loches Pa, die mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes 14 in Kontakt ist, durch Kontakt mit dem Stift 14 abgekühlt, wodurch sich eine Hautschicht 25 bildet.
Wenn das Harzmaterial P durch Zurückziehen des beweglichen Teils 12 zur Ausdehnung gebracht wird, wobei eine Hautschicht 25 auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches gebildet ist, wird in der Nachbarschaft des Bodens der Hautschicht 25 ein Bereich aufgerissen, und das Loch Pa wird vergrößert, wie in 4(b) gezeigt. Darum wird, wie in 4(c) gezeigt, auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches 21 des Schallabsorbers 2, welche durch Kühlen und Verfestigen des Harzmaterials P erhalten wird, die Hautschicht 25 auf einem Teil eines Bereichs in der Nähe der Öffnung gebildet. Die Hohlraumschicht 24 wird in einem Bereich, der näher am Boden des Loches 21 ist als die Hautschicht 25, zur Exposition gebracht.
Es ist bevorzugt, dass die Breite "t" der Hautschicht 25 in dem Loch 21 des Schallabsorbers 2, der durch das Herstellungsverfahren bei dieser Ausführungsform geformt wurde, innerhalb eines Bereiches von 10 bis 60 % der Dicke des fertigen Formkörpers (Schallabsorber) liegt.
[Dritte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens]
Das Herstellungsverfahren nach der dritten Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 5 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird nach dem Einspritzen des Harzmaterials in die Aussparung 13 nach der Klemmfeststellung, wie in 5(a) gezeigt, der bewegliche Teil 12 zurückgezogen, um die Ausdehnung des Harzmaterials P, wie in 5(b) gezeigt, zu ermöglichen.
Wie in 5(c) gezeigt, wird, bevor das Harzmaterial P in der Aussparung 13 verfestigt ist, der Stift 14 vorbefördert und bewirkt, dass er sich in die Aussparung 13 vorschiebt.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der vorgeschobene Teil des Stiftes lang genug ist, um eine der Hautschichten zu durchdringen, und nicht lang genug ist, um die andere Hautschicht zu erreichen. Vorzugsweise beträgt die Länge des vorgeschobenen Teils des Stiftes 30 bis 90 % der Dicke des fertigen Formkörpers (Schallabsorber).
Der Stift 14 wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, wie in 5(d) gezeigt, zurückgezogen.
Der Stift 14 wird, wie bei der ersten Ausführungsform erläutert, zurückgezogen, bevor das Harzmaterial P, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes 14 in Kontakt ist, verfestigt und die Hautschicht auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches des Harzmaterials P gebildet ist.
6 ist eine Querschnittansicht des Loches des gemäß der dritten Ausführungsform geformten Schallabsorbers 2. Im Inneren des Loches 21, das durch Durchdringen von einer der Hautschichten 22 des Schallabsorbers 2 gebildet wurde, wird die Hohlraumschicht 24 auf der inneren peripheren Oberfläche davon vollständig exponiert.
Bei dieser Ausführungsform wird bewirkt, dass sich der Stift 14, gleichzeitig mit der Bildung der anderen Hautschicht 22, vorschiebt und einen Teil der Hautschicht 22 zum Boden des Loches drückt. Die Hohlraumschicht wird durch diesen Druckvorgang zerdrückt, und ein Raum, der größer ist als der bei der ersten oder zweiten Ausführungsform gebildete, kann in der Hohlraumschicht gebildet werden, die in der Nachbarschaft des Loches vorhanden ist (siehe 6).
[Ausführungsform der schallabsorbierenden Struktur]
Die bei den oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsformen geformten Schallabsorber können als schallabsorbierende Struktur eingesetzt werden, beispielsweise als eine Zahnriemen-Abdeckung, eine Luftreiniger-Abdeckung, eine Luftleitung, eine Motor-Abdeckung, ein Resonator zum Ansaugen oder zum Ausstoßen von Luft, ein Ansaugverteiler, eine Schutzverkleidung für einen Motorraum und ein Abteil, ein Kofferraum, ein Deckenmaterial für ein Automobil, eine Türverkleidung oder dergleichen.
Nachstehend ist eine Ausführungsform einer schallabsorbierenden Struktur beschrieben.
In den 7 und 8 ist ein Luftansauggerät 200, das eine schallabsorbierende Struktur ist, an der Luftansaugseite eines Verbrennungsmotorsystems, wie ein Fahrzeugmotor (nicht gezeigt), angeordnet.
Das Luftansauggerät 200 weist einen in etwa zylindrischen stromaufwärts angeordneten Anschlussteil 252 auf.
In dem Luftansauggerät 200 ist ein in etwa zylindrischer Luftreiniger 253 als ein Luftreinigungsteil so vorgesehen, dass er sich integral bis zu dem stromaufwärts angeordneten Anschlussteil 252 fortsetzt. Der Luftreiniger 253 besitzt, in seinem Inneren, beispielsweise ein Filter (nicht gezeigt) mit Luftdurchlässigkeit. Das Filter transportiert Umluft weiter und fängt und trennt Staub ab, der sich mit der Luft vermischt hat. In dem Luftansauggerät 200 ist ein in etwa zylindrischer Leitungsteil 254 so vorgesehen, dass er sich integral bis zu dem Luftreiniger 253 fortsetzt. In dem Luftansauggerät 200 ist ein in etwa zylindrischer Resonator 255 als ein Resonanzteil so vorgesehen, dass er sich integral bis zum Leitungsteil 254 fortsetzt. Der Resonator 255 absorbiert einen Schall durch Resonanz, Interferenz usw.
Eine Vielzahl von kreisförmigen Löchern 256, die sich nach innen öffnen, ist auf der inneren Oberfläche des Resonators 255 vorgesehen. Die Löcher 256 können durch jede der in der bei der oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsform erklärten Verfahrensweisen gebildet werden.
Das Loch 256 besitzt eine Querschnittfläche von 0,785 bis 314 mm². Die Löcher 256 sind mit einem Anstand von 1 mm oder mehr, vorzugsweise 10 mm oder mehr und 200 oder weniger vorgesehen. Die inneren und äußeren peripheren Oberflächen des Resonators 255 durchlaufen das Loch 256 nicht ununterbrochen. Der Innendurchmesser des Loches 256 liegt in einem Bereich von 1 bis 20 mm.
Wenn der innere Durchmesser des Loches 256 geringer ist als 1 mm, ist die Interferenz eines Geräusches durch das Loch 256 nicht ausreichend, und es können keine ausreichenden schallabsorbierenden Eigenschaften erhalten werden. Wenn der Innendurchmesser des Loches 20 mm übersteigt, kann die Festigkeit herabgesetzt sein, wodurch das Gerät während der Herstellung, während des Zusammenbaus oder bei Gebrauch beschädigt werden kann.
Außerdem ist in dem Luftansauggerät 200 ein in etwa zylindrischer, stromabwärts angeordneter Anschlussteil 257 so vorgesehen, dass er sich integral bis zum Resonator 255 fortsetzt. Der stromabwärts angeordnete Anschlussteil 257 ist mit der Verbrennungssystemseite verbunden.
Das Luftansauggerät 200 trennt und entfernt Staub aus der Luft, die von dem stromaufwärts angeordneten Anschlussteil 252 aufgenommen wurde, durch einen Luftreiniger 253. Die Luft, aus der der Staub durch Abtrennen entfernt wurde, wird durch den Leitungsteil 254 in den Resonator 255 strömen gelassen. Nach Absorbieren des Schalls wird die Luft von dem stromabwärts angeordneten Anschlussteil 257 zum Verbrennungssystem weitergeleitet.
Ein unteres Modul-Halbelement 260 und ein oberes Modul-Halbelement 261, das eine in etwa symmetrische Form mit dem unteren Modul-Halbelement 260 aufweist, sind integral verbunden, um in einer in etwa zylindrischen Form vorzuliegen.
Das untere Modul-Halbelement 260 besitzt einen in etwa kastenförmigen unteren Luftreinigerteil 253A, der sich nach oben zu einem ausgedehnten Öffnungszustand öffnet. An einer Kante in der Längsrichtung des unteren Luftreinigerteils 253A ist ein eimerförmiger unterer stromaufwärts angeordneter Anschlussteil 252A so vorgesehen, dass er sich integral bis zu dem unteren Luftreinigerteil 253A fortsetzt und nach oben öffnet. An der anderen Kante in der Längsrichtung des unteren Luftreinigerteils 253A ist ein eimerförmiger unterer Leitungsteil 254A, der eine Form aufweist, die in etwa derjenigen des stromaufwärts angeordneten unteren Anschlussteils 252A ähnelt, so vorgesehen, dass er sich integral bis zu dem unteren Luftreinigerteil 253A fortsetzt und sich nach oben öffnet.
In dem unteren Modul-Halbelement 260 ist ein unterer Resonanzteil 255A so vorgesehen, dass er sich integral bis zu dem unteren Leitungsteil 254A fortsetzt. Wie der untere Luftreinigerteil 253A ist der untere Resonanzteil 255A in etwa in einer Kastenform ausgebildet und öffnet sich nach oben zu einem ausgedehnten Öffnungszustand. In dem unteren Resonanzteil 255A ist eine Vielzahl von Löchern 256, die sich nach unten öffnen, auf der unteren Oberfläche, die die äußere Oberfläche darstellt, vorgesehen.
Ein unterer stromabwärts angeordneter Anschlussteil 257A ist so vorgesehen, dass er sich integral bis zur anderen Kante des unteren Resonanzteils 255A des unteren Modul-Halbelements 260 fortsetzt. Der untere stromabwärts angeordnete Anschlussteil 257A ist in einer Form ausgebildet, die in etwa derjenigen des unteren stromaufwärts angeordneten Anschlussteils 252A entspricht, z. B. in der Form eines Eimers, der sich nach oben öffnet.
An der Oberkante des unteren Modul-Halbelements 260 ist ein flanschartiges unteres Verbindungshalbelement 260A, das in äußerer peripherer Richtung hervorragt, kontinuierlich entlang der beiden Oberkanten eines unteren stromaufwärts angeordneten Anschlussteils 252A, eines unteren Luftreinigerteils 253A, eines unteren Leitungsteils 254A, eines unteren Resonanzteils 255A, eines unteren stromabwärts angeordneten Anschlussteils 257A vorgesehen.
Andererseits ist das obere Modul-Halbelement 261 in einer Form ausgebildet, die in etwa derjenigen des unteren Modul-Halbelements 260 ähnelt. In dem oberen Modul-Halbelement 261A sind ein oberer stromaufwärts angeordneter Anschlussteil 252B, der dem unteren stromaufwärts angeordneten Anschlussteil 252A entspricht, ein oberer Luftreinigerteil 253B, der dem unteren Luftreinigerteil 253A entspricht, ein oberer Luftleitungsteil 254B, der dem unteren Leitungsteil 254A entspricht, ein oberer Resonanzteil 255B, der dem unteren Resonanzteil 255A entspricht, ein oberer stromabwärts angeordneter Anschlussteil 257B, der dem unteren stromabwärts angeordneten Anschlussteil 257A entspricht, nacheinander integral und kontinuierlich gebildet. In dem oberen Modul-Halbelement 261 ist eine flanschartige obere Verbindungselementhälfte 261A, die der unteren Verbindungshälfte 260A entspricht, in einer Form vorgesehen, die in etwa derjenigen des unteren Verbindungshalbelements 260A ähnelt.
Das untere Modul-Halbelement 260 und das obere Modul-Halbelement 261 werden durch Spritzguss unter Verwendung eines zuvor festgelegten Rohmaterials gebildet. Das vorgegebene Rohmaterial ist das gleiche wie das oben erwähnte Harzmaterial.
Das untere Modul-Halbelement 260 und das obere Modul-Halbelement 261 sind so geformt, dass sie eine poröse Struktur aufweisen, in der eine Anzahl von Hohlräumen, nämlich winzige Poren in geschäumtem Zustand, in dem Querschnitt davon ausgebildet sind. Mit anderen Worten besitzen das untere Modul-Halbelement 260 und das obere Modul-Halbelement 261 jeweils eine Querschnittstruktur, bei der zwei Hautschichten und eine Hohlraumschicht, die mehrere Hohlräume aufweist und zwischen diesen Hautschichten liegt, vorgesehen sind.
In dem Luftansauggerät 200 sind das untere Verbindungs-Halbelement 260A des unteren Modul-Halbelements 260 und das obere Verbindungs-Halbelement 261A des oberen Modul-Halbelements 261 beispielsweise durch Vibrationsschweißen so verschweißt, dass sich die Öffnungsoberflächen des unteren Modul-Halbelements 260 und des oberen Modul-Halbelements 261 gegenüberliegen, d. h. die obere Oberfläche des unteren Modul-Halbelements 260 ist von der unteren Oberfläche des oberen Modul-Halbelements 261 bedeckt.
In dem Luftansauggerät 200 stellen durch die Verbindung des unteren Modul-Halbelements 260 und des oberen Modulteils 261 der untere stromaufwärts angeordnete Anschlussteil 252A des unteren Modul-Halbelements 260 und der obere stromaufwärts angeordnete Anschlussteil 252B des oberen Modul-Halbelements 261 den oberen stromaufwärts angeordneten Anschlussteil 252 dar. Der Luftreiniger 253 ist zusammengesetzt aus dem unteren Luftreinigerteil 253A des unteren Modul-Halbelements 260 und dem oberen Luftreinigerteil 253B des oberen Modul-Halbelements 261. Der Leitungsteil 254 ist zusammengesetzt aus aus dem unteren Leitungsteil 254A des unteren Modul-Halbelements 260 und dem oberen Leitungsteil 254B des oberen Modul-Halbelements 261.
Der Resonator 255 besteht aus dem unteren Resonatorteil 255A des unteren Modul-Halbelements 260 und dem oberen Resonatorteil 255B des oberen Modul-Halbelements 261. Außerdem besteht der stromabwärts angeordnete Anschlussteil 257 aus dem unteren stromabwärts angeordneten Anschlussteil 257A des unteren Modul-Halbelements 260 und dem oberen stromabwärts angeordneten Anschlussteil 257B des oberen Modul-Halbelements 261. Das Luftansauggerät 200 ist zu einer in etwa zylindrischen Form geformt, in der der stromaufwärts angeordneten Anschlussteil 252, der Luftreiniger 253, der Leitungsteil 254, der Resonator 255 und der stromabwärts angeordneten Anschlussteil 257 hintereinander geschaltet sind.
Das oben erwähnte Verfahren zur Herstellung des Luftansauggeräts 200 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das verwendete Rohmaterial ist das gleiche wie das oben erwähnte Harzmaterial.
Das hergestellte Rohmaterial wird geschmolzen und in eine Form 270 eingespritzt, wie in 9 gezeigt. Die Form 270 besitzt Rahmen 271 und 272, die aus einem beweglichen Teil und einem feststehenden Teil bestehen. Auf den Oberflächen, die den Rahmen 271 und 272 gegenüberliegen, sind die Ausnehmungen 273 und 274, von denen aus das Rohmaterial eingespritzt wird, ausgebildet. Die Form 270, die durch Verbinden einer Paares von Rahmen 271 und 272 gebildet wird, stellt in jeder der Ausnehmungen 273 und 274 einen Formraum 275 als eine Aussparung, die der Form von Hälften entspricht, d. h. dem unteren Modul-Halbelement 260 und dem oberen Modul-Halbelement 261, dar. In einem der Rahmen 271 ist ein Gaseinspritzloch 276 vorgesehen, um Gas in den Formraum 275 einzuspritzen.
Bei dem Spritzguss, bei dem das Rohmaterial in die Form 270 eingespritzt wird, werden die Rohmaterialien jeweils einem Einspritzgerät (nicht gezeigt) zugeführt, plastiziert und zu einem geschmolzenen Zustand schmelzverknetet, in dem die Rohmaterialien fast gleichmäßig dispergiert sind. Die Rohmaterialien werden in den Formraum 275 der Form 270 eingespritzt. Die obersten Oberflächen der eingespritzten Rohmaterialien, die mit der Formoberfläche in Kontakt stehen, die die innere Oberfläche der Ausnehmungen 273 und 274 der Rahmen 271 und 272 darstellt, werden abgekühlt, um sich schneller als das Innere der eingespritzten Rohmaterialien zu verfestigen, wodurch eine Hautschicht (nicht gezeigt) gebildet wird.
Unter Verwendung beispielsweise eines Gaszufuhrgeräts (nicht gezeigt) wird ein Gas, wie Luft oder Kohlendioxid, den geschmolzenen Rohmaterialien aus dem Gaszufuhrloch 276 bei hohen Temperaturen und hohen Drücken zugeführt. Durch Zuführen und Eindringen des Gases im superkritischen Zustand werden unzählige Luftblasen gebildet. Anschließend wird das Rohmaterial für eine vorgeschriebene Zeit zur Verfestigung abgekühlt. Das untere Modul-Halbelement 260 und das obere Modul-Halbelement 261 werden durch Verfestigung der Rohmaterialien gebildet. Zu diesem Zeitpunkt werden, wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform erwähnt, durch den Stift (nicht gezeigt), der in der Form 270 angeordnet ist, eine Vielzahl von Löchern 256 gebildet.
Er wird bevorzugt, dass der kleinste Winkel der durch die Ausbreitungsrichtung einer akustischen Welle und die Oberfläche der Hautschicht gebildeten Winkel 60 bis 90° beträgt. Wenn der durch die Ausbreitungsrichtung einer akustischen Welle und die Oberfläche der Hautschicht gebildete Winkel weniger als 60° beträgt, tritt die akustische Welle nicht in das Loch ein, und als Ergebnis können sich keine ausreichenden Absorptionseigenschaften entwickeln.
Hinsichtlich des oberen Modul-Halbelements 260 und des unteren Modul-Halbelements 261, die so gebildet werden, zeigen die gegenüberliegenden Oberflächen dieser Modulhälften zueinander. Das untere Verbindungs-Halbelement 260A des unteren Modul-Halbelements 260 und das obere Verbindungs-Halbelement 261A des oberen Modul-Halbelements 261 werden durch Vibrationsschweißen verschweißt, wodurch das untere Modul-Halbelement 260 und das obere Modul-Halbelement 261 integral verbunden werden.
Die oben erwähnten Ausführungsformen der Erfindung besitzen die folgenden Auswirkungen.

(1) Die Hautschicht und die Hohlraumschicht werden bereitgestellt, und die Hautschicht besitzt schallisolierende Eigenschaften, und die Hohlraumschicht besitzt schallabsorbierende Eigenschaften aufgrund des Vorliegens einer Anzahl von Hohlräumen im Inneren. Darum können sowohl die schallabsorbierenden Eigenschaften als auch die schallisolierenden Eigenschaften durch integrales Formen erhalten werden, ohne dass eine Vielzahl von Materialien laminiert werden muss.
(2) Eine Vielzahl von Löchern 256, die mit der Hautschicht und der Hohlraumschicht kommunizieren, wird an beliebigen Stellen des Formkörpers gebildet. Aufgrund der Morphologie der in der ersten bis dritten Ausführungsform beschriebenen Löcher 256 kann ein Schall mit einer beliebigen Frequenz selektiv absorbiert werden. Als Ergebnis kann ein Störton selektiv absorbiert werden.
(3) Da die Löcher 256 im Inneren der zylindrischen Luftansauggeräts 200 gebildet sind, kann das zur Absorption eines Schalls im Inneren des Geräts erforderliche Luftansauggerät 200 leicht hergestellt werden.
(4) Die Löcher 256 können leicht bei geringen Kosten geformt werden, da das Formen der Hälften (unteres Modul-Halbelement 260 und oberes Modul-Halbelement 261) und das Bilden der Löcher 256 gleichzeitig durchgeführt werden können.
(5) Aufgrund des Einsatzes des Vibrationsschweißens können die Hälften (unteres Modul-Halbelement 260 und oberes Modul-Halbelement 261) fest verschweißt werden, ohne dass er zu einer Verschiebung von Kontaktflächen kommt. Als Ergebnis kann die Entwicklung von schallabsorbierenden Eigenschaften gewährleistet werden.

BEISPIELE
Die Beispiele der Erfindung werden hiernach beschrieben. In den Beispielen wurde ein Schallabsorber durch das Verfahren der ersten Ausführungsform (Beispiel 1), das Verfahren der zweiten Ausführungsform (Beispiel 2) und das Verfahren der dritten Ausführungsform (Beispiel 3) geformt. Die Messung wurde für die geformten Absorber durchgeführt.
Die Bedingungen für das Formen sind wie folgt.

(1) Harzmaterial: Ein Glasfaser-enthaltendes Polypropylen (Idemitsu Mostron L: Länge 8 mm, GF-Gehalt: 20%), dem 3 Gew.-% des Schäumungsmittels zugesetzt wurden.
(2) Form: Wie in 1 gezeigt. Der Stift kann durch ein Heizgerät aufgewärmt werden.
(3) Form des Formkörpers: Ein Quadrat von 180 mm im Grundriss. Die Ausgangsdicke betrug 3 mm und die Enddicke betrug 9 mm (um das Dreifache ausgedehnt). Die Dicke der Hautschicht betrug 0,6 mm (eine Seite).
(4) Form und Position von Löchern: Zwei Typen wurden bereitgestellt. Einer besteht darin, dass vier kreisförmige Löcher 21 mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Tiefe von 8 mm an Stellen gebildet wurden, die die zwei Diagonallinien der Schallabsorbers 2 grob in vier gleiche Teile, wie in 10 gezeigt, teilen. Ein anderer besteht darin, dass vier kreisförmige Löcher 21 mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Tiefe von 8 mm an Stellen gebildet wurden, die die beiden Diagonallinien des Schallabsorbers 2 grob in vier gleiche Teile teilten, ebenfalls wie in 10 gezeigt. Die schallabsorbierenden Eigenschaften wurden jeweils bewertet.
(5) Formbedingungen: Ein Schallabsorber wurde durch Formen bei den folgenden Bedingungen erhalten: Formtemperatur: 230°C Temperatur der Form: 30°C Füllzeit: 1 Sekunde Zeitpunkt der Beginns des Zurückziehens des beweglichen Teils: 3 Sekunden nach Abschluss der Befüllens Geschwindigkeit des Zurückziehens des beweglichen Teils: 2 mm/sec Abkühlzeit: 60 Sekunden
(6) Ergebnisse Die Schallabsorber, die in den Beispielen erhalten wurden, wurden mit einem Vergleichs-Schallabsorber verglichen, in dem die Hautschicht vollständig auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches ausgebildet und die Hohlraumschicht nicht in der inneren peripheren Oberfläche des Loches exponiert war. Die Schallabsorptionsrate wurde durch die Vertikalinzidenzschallabsorptionsbewertung des Röhrenverfahrens nach JIS A1405 gemessen.

Die Bedingung und die schallabsorbierende Wirkung in jedem Beispiel waren wie folgt. Die Ergebnisse der Messung der Schallabsorptionsrate werden in der folgenden Tabelle und in dem Graph von 11 gezeigt.
Beispiel 1
An der Lochwand wurde keine Hautschicht gebildet, und die Hautschicht war exponiert (siehe 12). Schallabsorbierende Wirkungen wurden festgestellt, und die Schallabsorptionsfrequenz konnte durch Variation des Durchmessers der Löcher geändert werden.
Beispiel 2
Die Lochwand in der Nähe des Öffnungsteils war durch eine Hautschicht bedeckt, und eine Hohlraumschicht war in der Nähe der Bodens exponiert (siehe 13). Es wurden schallabsorbierende Wirkungen festgestellt, und die Schallabsorptionsfrequenz war im Vergleich mit Beispiel 1 zu einer niedrigen Frequenzseite verschoben, obwohl der Lochdurchmesser der gleiche blieb.
Beispiel 3
Eine Hohlraumschicht wurde zergedrückt, und ein relativ großer Raum wurde im Inneren gebildet (siehe 14). Es wurden schallabsorbierende Wirkungen festgestellt, und die Schallabsorptionsrate, die höher war als die in Beispiel 1, wurde erhalten.
Vergleichsbeispiel
Eine Hautschicht war vollständig auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches ausgebildet, und die Hohlraumschicht war nicht exponiert (siehe 15). Es wurden keine schallabsorbierenden Wirkungen festgestellt.
Wie aus dem Graph in 11 hervorgeht, zeigte der Schallabsorber in Beispiel 1 ausgezeichnete schallabsorbierende Wirkungen, beispielsweise zeigte der Schallabsorber mit 6-mm-Durchmesser-Löchern schallabsorbierende Wirkungen in einem Frequenzband von etwa 620 Hz, und der Schallabsorber mit Löchern von 10 mm Durchmesser zeigte schallabsorbierende Wirkungen in einem Frequenzband von etwa 980 Hz.
Bei der Erfindung ist es möglich, das durch das Verfahren der oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsformen erhaltene Loch einzeln oder in Kombination bereitzustellen und den Zielschallabsorptionsfrequenzbereich durch verschiedene Änderung der Anzahl und Position der Löcher und der Breite der Hautschicht, die auf der inneren peripheren Oberfläche der Loches ausgebildet ist, zu ändern.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurden vorstehend beschrieben. Die oben erwähnten Ausführungsformen sind nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung ausgelegt.
Beispielsweise wurde in der obigen Beschreibung der Stift 14 als ein Stift beschrieben, der in dem beweglichen Teil angeordnet ist. Allerdings kann der Stift 14 in dem feststehenden Teil angeordnet sein.
Bei der ersten und zweiten Ausführungsform wurde der Stift 14 als ein Stift beschrieben, bei dem bewirkt wird, dass er sich unmittelbar nach Einspritzen des Harzmaterials P in die Aussparung 13 vorschiebt. Allerdings kann bewirkt werden, dass sich der Stift 14 vor oder gleichzeitig mit dem Einspritzen des Harzmaterials P in die Aussparung 13 vorschiebt. Wenn bewirkt wird, dass sich der Stift 14 nach Einspritzen des Harzmaterials vorschiebt, kann bewirkt werden, dass sich der Stift 14 vor oder nach der Ausdehnung des Harzmaterials P durch Zurückziehen des beweglichen Teils 12 vorschiebt. Es ist auch möglich, das Vorschieben des Stiftes 14 gleichzeitig mit der Ausdehnung des Harzmaterials durch Synchronisation mit dem Zurückziehen des beweglichen Teils 12 zu bewirken.
Die obige Beschreibung wurde mit der Maßgabe vorgenommen, dass das Harzmaterial expandierbar ist. Die Erfindung kann auf das Formen eines nicht expandierbaren Materials angewandt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Zusätzlich zu oben erwähntem Luftreiniger, der Luftleitung und dem Resonator zum Ansaugen und Ausstoßen von Luft kann der durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erhaltene Schallabsorber für einen Zylinderkopf, eine Zahnriemen-Abdeckung, eine Maschinen-Abdeckung, einen Ansaugverteiler, eine Isolierverkleidung zwischen einem Motor und einem Abteil, ein Kofferraum, ein Deckenmaterial eines Automobils, eine Türverkleidung oder dergleichen verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers mit Hautschichten, die vordere und hintere Oberflächendarstellen, und zwischen den Hautschichten liegend, einer Hohlraumschicht mit einer Anzahl von Hohlräumen und mit einer Vielzahl von geformten Löchern mit jeweils einer Tiefe, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen, und die nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen; umfassend: Bereitstellen einer Form mit einem feststehenden Teil, einem beweglichen Teil und mit mindestens einem Stift, der so angeordnet ist, dass er in eine Aussparung vorgeschoben und zurückgezogen werden kann; und mit einem Schritt, um zu bewirken, dass sich der Stift in die Aussparung im Verlauf der Beladung der Aussparung mit einem Harzmaterial vorschiebt, und Formen des Schallabsorbers und Formen der Löcher, die mit der Hohlraumschicht kommunizieren, gleichzeitig mit dem Formen des Schallabsorbers.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers mit Hautschichten, die vordere und hintere Oberflächen darstellen, und, zwischen den Hautschichten liegend, einer Hohlraumschicht mit einer Anzahl von Hohlräumen, und mit einer Vielzahl von gebildeten Löchern mit jeweils einer Tiefe, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen, und nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen; umfassend: Bereitstellen einer Form mit einem feststehenden Teil, einem beweglichen Teil und mindestens einem Stift, der auf eine Weise angeordnet ist, dass er in eine Aussparung vorgeschoben und zurückgezogen werden kann; und einen Schritt, der bewirkt, dass der Stift sich in die Aussparung im Verlaufe des Beladens der Aussparung mit einem Harzmaterial und Formen des Schallabsorbers und Formen der Löcher, die mit der Hohlraumschicht kommunizieren, gleichzeitig mit den Formen der Schallabsorbers vorschiebt.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach Anspruch 1, wobei ein ausdehnbares Material als das Harzmaterial verwendet wird und die Ausdehnung des Harzmaterials in dem geschmolzenen Zustand durch Zurückziehen des beweglichen Teils nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial bewirkt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach Anspruch 2, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift in die Aussparung vor, gleichzeitig mit oder nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial vorschiebt und der Stift vor, gleichzeitig mit oder nach Bewirken der Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils, und vor Bewirken der Bildung einer Hautschicht auf der Oberfläche des Harzmaterials, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt steht, zurückgezogen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach Anspruch 3, wobei ein Mittel zum Erwärmen des Stiftes vorgesehen ist und das Zurückziehen des Stiftes während des Erwärmens der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunkts des Harzmaterials bewirkt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach Anspruch 2, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift in die Aussparung vor, gleichzeitig mit oder nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial vorschiebt und der Stift vor, gleichzeitig mit oder nach Bewirken der Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils und nach Bewirken der Bildung einer Hautschicht auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Harzmaterials, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, zum Zurückziehen gebracht wird.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach Anspruch 5, wobei, wenn die Hautschicht auf mindestens einem Teil der inneren peripheren Oberfläche des Loches gebildet wird, die Hautschicht in der Nähe der Öffnung des Loches gebildet wird und die Breite der Hautschicht in einem Bereich von 10 bis 60 % der Enddicke eines Schallabsorbers liegt.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift gleichzeitig mit oder nach Bewirken der Ausdehnung des Harzmaterials durch Zurückziehen des beweglichen Teils nach Beladen der Aussparung mit dem Harzmaterial vorschiebt.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei bewirkt wird, dass sich der Stift in die Aussparung vorschiebt, wenn die Hautschicht gebildet und der Stift zusammen mit dem Teil der Hautschicht in die Hohlraumschicht gedrückt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Länge der vorgeschobenen Teils des Stiftes 30 bis 60 % der Enddicke der Schallabsorbers beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Schallabsorbers nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein in der Schmelze ausdehnbares Faser-enthaltendes thermoplastisches Harzmaterial zum Einsatz kommt, das ein Faser-enthaltendes thermoplastisches Harzpellet enthält, das eine Verstärkungsfaser von 2 bis 100 mm in einer Menge von 2 bis 60 Gew.-% des gesamten Materials enthält.
Schallabsorber, umfassend: Hautschichten, die vordere und hintere Oberflächen darstellen; zwischen den Hautschichten liegend, eine Hohlraumschicht mit einer Anzahl von Hohlräumen und mit einer Vielzahl von gebildeten Löchern jeweils mit einer Tiefe, die genügt, um eine der Hautschichten zu durchdringen, und die nicht genügt, um die andere Hautschicht zu erreichen, wobei bewirkt wird, dass sich mindestens ein Stift, der auf eine solche Weise angeordnet ist, dass er in eine Aussparung vorgeschoben und zurückgezogen werden kann, im Verlauf der Beladung der Aussparung mit einem Harzmaterial und Formen des Schallabsorbers in die Aussparung vorschiebt, und das Loch, das mit der Hohlraumschicht kommuniziert, gleichzeitig mit dem Formen des Schallabsorbers gebildet wird.
Schallabsorber nach Anspruch 11, wobei der Stift zurückgezogen wird, bevor die Hautschicht auf der Oberfläche des Harzmaterials gebildet wird, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, um die Hohlraumschicht auf der inneren peripheren Oberfläche des Loches vollständig zu exponieren.
Schallabsorber nach Anspruch 11, wobei der Stift zurückgezogen wird, nachdem die Hautschicht auf einem Teil des Harzmaterials gebildet ist, das mit der äußeren peripheren Oberfläche des Stiftes in Kontakt ist, um die Hautschicht auf einem Teil der inneren peripheren Oberfläche des Loches zu bilden.
Schallabsorber nach Anspruch 11, wobei ein ausdehnbares Material als das Harzmaterial verwendet wird und das Loch dadurch gebildet wird, dass bewirkt wird, dass sich der Stift in die Aussparung vorschiebt.
Schallabsorbierende Struktur, die den Schallabsorber nach einem der Ansprüche 12 bis 14 enthält, wobei die Schallabsorberstruktur für eines von einem Luftreiniger, einer Luftleitung, einem Resonator zum Ansaugen oder zum Ausstoßen von Luft verwendet wird.