JP2008509028A - 質量部材およびばねを有する遮音性モールディングを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、質量部材（２）およびばね（３）で遮音性モールディングを製造するための方法に関し、質量部材（２）とばね（３）との両方は、同一の材料、特に、ポリウレタンに基づいて製造される。質量部材を形成するために、反応物質および充填材がモールド内にもたらされ、特にスプレーされるかまたは注入され、反応がもたらされる。スプレーすることまたは注入は、それによって、反応物質および充填材が、ばねと一緒に局所的に達成されるべき音減衰に基づいて、異なる量および／または組成で局所的にモールド内に供給されるように制御され、それは、次いで、発泡体の形成によって同一のモールド内で、そのように形成された質量部材（２）上に形成される。これによって、同一の幾何学的形状である遮音されるべき表面で、同一の幾何学的形状の三次元モールディング（１）が、所定のシリーズで異なる音響および機械的ふるまいの両方で製造されることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、質量部材およびばねを有する遮音性モールディングを製造するための方法、そのような遮音性モールディング、および、その使用に関する。

特許文献１から、質量部材およびばねを有する遮音性モールディングを製造するための方法は公知であり、質量部材とばねとの両方は、同一の材料、すなわち、ポリウレタンに基いて製造される。質量部材を形成するために、反応物質および充填材がモールド内にスプレーされるかまたは注入されて反応がもたらされ、それにより、金型によって、質量層としての質量部材の形成が達成される。次いで、質量部材上のばねとしての発泡体が同一のモールド内で形成され、第２のモールディングによって質量部材層の背面が発泡される。したがって、請求項１の序文の特徴は、この文献から公知である。

公知のアプローチで、基本的に均一な厚さを備えた連続した質量部材層が得られ、それによって、適切な構成で、見られるべき側部は、特に、溝またはリブのやり方で個別プロファイルの形状を有することができる。ばねまたは発泡層も同様に形状づけされることができる。これによってモールディングは、遮音されるべき表面の一定の展開に適合されることができ、それにモールディングが接着されるべきである。

質量部材または重い層の製造に必要な材料の費用はかなりのものであり、したがって、コストが大きい。加えて、大量の場合のみ、幾分経済的な製造が可能である。述べられたタイプの典型的なモールディングは、乗物、特に自動車に使用される。自動車は、同一の車体構造を備えて、非常に異なるエンジンを備えて、提供され、そのため、モールディングの構成において、したがって特に質量部材または重い層の構成において、音発生器としてのエンジンおよびモールディングによって音が減衰されるべき表面のもっとも好ましくない一群を考慮に入れなければならない。
欧州特許出願公開第０８８２５６１Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第１２３７７５１Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０１６１６００Ａ１号明細書

本発明の目的は、上記から出発して、低費用の材料で高い遮音性すなわち防音効果を達成することができる手法を示すことである。

本発明によれば、質量部材を形成するために、反応物質および充填材がモールド内に、局所的に異なる量および／または組成で供給されるように、スプレーが制御され、これは、ばねと一緒に局所的に達成されるべき音減衰に基づいている。

本発明は、その結果、音発生器によって活性化された表面が、音を非常に異なるように、基本的には周波数依存して転送するが、部分的には場所にも基づいているという知識から出発する。次に、これから、製造許容値の範囲内で、遮音されるべき表面の各表面領域用に最適な質量部材−ばね組み合わせがあるという結果になる。質量部材用の材料の費用は、したがって、最適化され、これは全体としてモールディング用である。質量部材およびばね用の様々な材料を適切にスプレーまたは注入して、局所的に、質量部材または重い層を形成するための反応物質（膨張剤を含む）および充填材が、局所的に必要な量および組成で送出される装置を制御することが、もっぱら必要とされる。充填材内容物は、特に、簡単な様式で変えることができ、典型的に０〜５０容量パーセントであり、供給された反応物質の量は、質量部材または重い層の異なる厚さが達成されるように変えることができ、典型的に０．５ｍｍ以上であり（絶対的に１０ｍｍも）、反応物質の構成は、典型的に、たとえば、ポリウレタン化学から公知である全種類に対するポリウレタン材料用に適合されることができる。

さらに、さらなる測定によって、音響特性に影響を与えるだけではなく、機械的強度または弾性等の機械的特性にも影響を与えることが可能である。たとえば、貫通開口が設けられるべき完成した製造されたモールディングにおいて、機械的強度を増大することができ、一方、他の部分に対する厚い縁が設けられるべき完成した製造されたモールディングにおいて、弾性はより高いべきである。特別のやり方で、これは、音響工学または音響特性を損なうことなく達成されることができ、それは、同一密度の保持で、局所的に隣接する領域が、使用される反応物質の異なる組成を有するからである。

材料を送出する装置の制御は、典型的に、原則としてロボット制御ではそれ自体公知であるように、コンピュータ制御によって自動的に実行されることが分かる。次に、これから、制御のコースが、遮音されるべき表面へ別の音発生器を割り当てる等の変化した状態に即座に適合されることができるという結果になる。したがって、小さなロットを製造するだけではなく、ジャストインタイム製造で望ましいように、所望の数および順序で個別のモールディングを製造することさえ可能である。単位時間当たりに製造されるべき量に依存して、単一のモールディングツールを提供することが、形状が同一であるモールディングに十分であることが可能である。したがって、モールディングのサイズに依存して、柔軟にその地点で使用されることができる移動性製造施設を提供することさえ可能であってもよい。

特に、排他的にＰＵＲ材料の使用で、個別モールディングを製造する可能性のため、たとえば色設計に関して、特別な希望を考慮に入れることができる。

本発明は、図面に例示された模範的な実施の形態を参照してより詳細に説明される。

図１は、同一の材料構造物、好ましくはポリウレタンを有する、質量部材２または重い層、および、ばね３または発泡層から構成されるモールディング１を通る詳細断面を示す。

質量部材２または重い層は、典型的にセルが少ないかまたはセルがなく、単位面積当たり高い重量を有し、これは、実質上、充填材によって生じる。ばね３または発泡層は、対照的にセルが多く、充填材内容物が少ないかまたはわずかにも有さず、したがって、単位面積当たり低重量である。

質量部材２およびばね３は、音減衰を達成するためにそれ自体が公知の様式で組み合わせて作用する。さらに、厚さおよび密度、且つ、多孔率は、これもそれ自体が公知であるように、一定の場所でモールディング１の機械的特性に影響を与える。

図１は、詳細に対応するモールディング１の一定の場所で、質量部材２がどのように局所的に作用されるかを概略的に例示する。模範的な実施の形態において、質量部材２は、２つの別々の質量部材層４および５から構成される。第１の質量部材層４は、初めから終わりまで同一のやり方で完全モールディング１用に設けられることができ、実質的な機械的特性の影響を与えるキャリア層を画成する。第２の別の質量部材層５は、質量部材２が２つの層４および５によって局所的に形成されるように、局所的に加えられる。第２の別の質量部材層５は、必ずしも必要ではないが、第１の別の質量部材層４と、反応物質に関して同一の組成および同一の充填材の量を有することができ、したがって、同一の作業手順でユニットとして製造することができる。これはまた、局所状態にしたがって、第１の別の質量部材層４をモールドに形成した後に、さらに加えることもできる。上記から、この局所的な別の第２の質量部材層５はまた、反応物質の別の組成および／または充填材の別の量に基づいて形成されることができることになる。

反応物質が反応するのを可能にする手順は、モールディング１の一定の場所が、質量部材２を複数層、例示的な実施形態では２つの連続層４、５として、または単一層の形で形成するのに都合よいか否かを、充填材の巻き取りを考慮に入れて最後に決定しており、これにより、その厚さおよび密度の展開が互いに独立する。ばね３は、質量部材２の形成後に、バックフォーミングによって従来のやり方で生成される。

遮音されるべき表面は通常、非常に複雑な三次元形状を有するため、輪郭に従わなければならない質量部材２の形成の実行に都合がよく、本発明にしたがって、表面の遮音の後で形付けられるモールドのモールド半体で直接実行される。その結果、ばね３の発泡層の形成は、開放モールドまたは閉鎖モールドのいずれかで実行することができ、それによって後者が、質量部材２から離れたばね３の側部が構成されるか構成されなければならない場合に、意味をなす。

モールディング１は、したがって、１つの作業手順で、質量部材２およびばね３で製造されることができる。

質量部材２の形成はまた、カーペットカッティングまたは材料のウェブ等のモールドに置かれた装飾部分に対して行うことができるが、ばね３の形成もまた、質量部材２とカーペットカッティングまたは材料のウェブ等の装飾部分との間で行うことができることがわかる。

図２は、モールディングの展開６を示し、質量部材２の占有が異なる表面領域が示される。異なるシェーディングまたはハッチングによって規定された表面領域７、８および９において、質量部材２の単位面積（または密度）当たりの異なる重量および／または質量部材２の異なる厚さが、実現されなければならない。展開６において、類似してハッチングまたはシェーディングされる領域は、チャネル状構造物１０によって互いから分離される。これによって、現実のモールディングの形成用に現実のモールドの適切な表面領域に質量部材２を加える際に、たとえば、反応物質および充填材を供給するために他の装置によって、または、調整されるべき反応物質および充填材を導入するために装置の空間的配置の設定によって、三次元状態のために、都合よく異なる添加手順が設けられるべきであることが例示される。

さらに、上記の説明から、図２によって示すよりもかなり大きな多様性で、モールディングの全体に渡って形成された質量部材２に、反応物質によって決定された組成および充填材の量でも、厚さでも異なる構造物を達成することができる表面領域を設けることができることが明らかである。

図３は、遮音されるべき表面の複雑な三次元構造物を、より正確には、例として、典型的な自動車の端壁１１を、概略的に斜視図で示す。この端壁１１へぴったり合ったやり方で適用することができる例示されていないモールディングは、異なる境界線およびシェーディングによって例示される局所的に異なる特性を有するべきである。これは、言葉によって表すことができる機械的特性と、単位面積当たりの質量部材または単位面積当たりの重量によって規定可能である音響特性との両方の組み合わせに関係する。当然ながら、詳細は模範的なものであり、現実のモールディングは、任意の端壁１１へ割り当てられるべきものであり、局所的に強く逸脱する、機械的特性と音響特性との両方を有することができる。例において、表面領域１２は、約１ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量で高強度を有し、表面領域１３は、２ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量で軟弾性であり、表面領域１４は、１ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量で全体に軽量であり、表面領域１５は、高強度を有し且つ硬く、たとえば４．５ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量を有し、表面領域１６は、約４．５ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量で重く、残っている表面領域１７は、所定の機械的特性なしで２ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量を有し、表面領域１８は、１ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量で軟弾性であり、逃げリップへ形成される。上記から、質量部材２は、全体にわたって少なくとも１ｋｇ／ｍ²の単位面積当たり重量が設けられなければならず、それによって、局所的により高い単位面積当たり重量が設けられ、さらに局所的に追加した一定の機械的特性が達成されることになる。

機械的特性は、一方では、反応物質の混合物の局所組成、および、固体物質のタイプおよび割合に影響を与えることによって、また、発泡形成への作用によっても、可能である。後者は、たとえば、本出願人の特許文献２に説明されたやり方および様式で可能である。しかし、他のやり方および様式で機械的特性に影響を与えることもできる。

図４および５は、周辺および縁で質量部材に影響を与えることによって、その機械的特性がどのように影響を受けることができるかを断面で示す。それによって、音響特性が、むしろ下位の重要度であることが注記されるべきである。

図１と同様に、図４は、質量部材２およびばね３から構成されたモールディング１の場合に、物理的に弁別的な縁２０を示し、その領域で第１の別の質量部材層４および第２の別の質量部材層５の両方が、隣接する領域よりもかなり厚く形成される。該当する場合たとえば貫通開口を画成するためにさらなる発泡体３を設けることができない場合には外側縁領域２１において、縁２０と協働して比較的高い硬度が達成される。

図４と同様に、図５もまた、弁別的な縁２０を示し、それによって、質量部材２の２つの層４および５が、２２で例示されるように、モールディング内で終端し、ばね３の発泡体が、２３で例示されるように、外向きに延出するリップを形成するようにし、それは、コンクリート要素を圧迫する際に、弾性終結を達成することができる。

したがって、そのモールド下部が遮音されるべき表面に適合される展開を有する１つのモールドにおいて、所望により、本発明にしたがって個別に形成された連結されたモールディングが可能である。

１つまたは数個の装置が１つのモールドと連結することが可能であり、それによって反応物質の供給が、製品の製造に許容される様式で、量および割合にしたがった選択可能なやり方で、調整可能であり、それによって充填材もまた許容された範囲内で混合されることができる。アプローチは、たとえば、出願人の特許文献３にしたがって使用されることができ、これは、反応物質混合スプレー内への充填材の可変同時添加を可能にする。

本発明は、モータービークル、特に自動車用の、モールディングの製造に特に適用可能である。公知のように、少なくとも部分的に同一である車体構造は、様々な異なるエンジンが連結される。しかし、これは、音発生器として異なるエンジンが、転送された周波数およびそのそれぞれの強度に関して且つ最大音伝送の場所の配置に関しての両方で、遮音されるべき表面を、異なる様式で、おそらく非常に異なる様式で、刺激する可能性があることを意味する。それによって、状態は、異なる乗物のタイプ（たとえば、自動車、コンバーチブル、ステーションワゴン等）の場合に、たとえば、図３にしたがって乗員スペースとエンジンコンパートメントとの間の端壁１１等のように幾何学的に形成されるそのようなボディパーツ用に、変化する可能性がある。他方、ボディパーツを一定のエンジンへ連結することおよび一定の音発生器（同一の乗物のタイプで）へ連結することは、遮音されるべき表面の場合に、大部分は、類似の音伝送状態へ導くことを経験が示している。したがって、本発明によって、一方では、機械的な仕様を考慮に入れて、簡単なやり方で、モールディングの最適な音響設計を達成することができ、それによって、他方では、かなりの材料節約が既に可能であるが、それは、材料が質量部材用に最適に適合されることができ、質量部材は最大の材料構成要素を有するからである。

本発明にしたがって、音が減衰されるべき表面に構造的に対応する同一のモールドに基づいて、乗物のタイプを考慮に入れて、幾何学的に類似した遮音されるべき表面に音発生器すなわちエンジンを連結することが可能である各々用に、この最適化が可能なため、各必要なモールディングは、最適に、個別に、且つ、必要に応じて、製造されることができる。

したがって、本発明による方法はまた、小さなロットの製造にも適しており、特に、たとえば、ジャストインタイム製造に必要であるような、所定の順番で異なる構造の形状で同一である利用可能なモールディングを作るのにも適している。

質量部材２を製造するためにモールド内に反応物質および充填材を導入するための少なくとも１つの装置は、ロボット制御のやり方で都合よく自動的に制御され、それによって、複雑な三次元領域のコーティングを提供するロボットの自動制御用のプログラムは、原則的に塗布用に、それ自体が公知である。しかし、さらに、一方では、プログラミングにおいて、局所機械的および音響特性を達成するために供給された反応物質の、本発明によって得られた、局所的に異なる混合物を考慮に入れなければならず、他方では、達成されるべき質量部材２の必要な厚さも考慮に入れなければならない。

最初に、遮音されるべき表面の原型は、本発明にしたがって製造されたモールディングの上述の典型的な使用のために、音転送ふるまいに関して音発生器の原型と一緒に検査される。次いで、遮音されるべき表面のどの表面領域が、最小減衰を超える減衰を必要とするかを決定する。モールディングの設計に関して顧客によって提供された機械的仕様および空間的仕様から開始して、特に、遮音されるべき表面から離れた側で、次いで、モールディングの理想的な構造を決定することができる。実際に表面領域にわたって分類を行うことができるが、それは、一方では、製造許容値を考慮に入れるか、または、遮音されるべき表面および音発生器の製造の際に受け入れなければならないからであり、他方では、反応物質および充填材を導入するための装置の制御における作業許容値を考慮に入れるかまたは受け入れなければならないからである。したがって、図３を参照して説明されたように、割り当ておよび分類が設けられる。このようにして、１セットのパラメータまたはパラメータマトリクスを作ることができ、これらは、一定の音発生器を遮音されるべき表面に所定のように連結するために特定され、これは、反応物質（膨張剤を含む）および充填材を導入するための少なくとも１つの装置の特定の制御を可能にする。

この調査および査定および分類は、次に、遮音されるべき表面に異なる音発生器すなわちエンジンを連結する各々用に、実行することができる。たとえば異なる容積および同一装着配置の自動車エンジンの場合にそうでありうるように、異なる音発生器が類似タイプである場合には、調査および査定のコンテクストでファシリテーションを設けることができる。それによって、実質上数個の異なる音発生器用に、上述の必要な許容値を考慮して、同一の分類が発生することになる。これは、プログラミング努力をより容易にする。

遮音されるべき所定の表面に対応するモールド内に反応物質および充填材を導入するための少なくとも１つの装置を制御するための様々な異なる制御プログラムを、自由に選択可能に呼び出すことができ、個別のモールディングを製造するために使用することができる。

特に、ポリウレタン材料の場合には、典型的に、反応物質（ポリオール、イソシアネートおよび膨張剤）および充填材用に関与したポンプ注入可能な開始製品があるため、方法を実行するための機器は、本発明にしたがって形成されるモールディングを製造するためであり、モールディングの形状、したがってモールドの形状が、これを可能にする限り、可動式ユニットとして構成されることができる。

さらに、必要な場合または顧客が望む場合には、モールドに質量部材２を形成する前に、形成中にまたは形成後に、追加構造要素等の第三者構成要素もモールド内にもたらすことが可能であることを述べなければならない。

最後に、質量部材とばねとの両方に同一の材料が使用されるため、リサイクル力はかなり高まることも述べなければならない。

本発明にしたがって製造可能なモールディングの基本構造を示す等角投影断面図である。 本発明にしたがって達成されるべき異なる質量部材または重い層を示すモールディングの展開を上部から示す概略図である。 遮音性表面の例として複雑に形成された車体部分の斜視図であり、本発明によって可能であるように、音響特性に加えて機械的特性が達成されるべき表面セクションを示す。 たとえば貫通開口用の縁の構造に、本発明にしたがった方法の適用を示す図である。 図４に類似した図であり、弾性縁またはリップの構成に本発明が適用される。

符号の説明

１ モールディング
２ 質量部材または重い層
３ ばねまたは発泡層、発泡体
４ 第１の質量部材層
５ 第２の別の質量部材層
６ 展開
７ 表面領域
８ 表面領域
９ 表面領域
１０ チャネル状構造物
１１ 端壁
１２ 表面領域
１３ 表面領域
１４ 表面領域
１５ 表面領域
１６ 表面領域
１７ 表面領域
１８ 表面領域
２０ 縁
２１ 外側縁領域

Claims (13)

1. 質量部材およびばねを有する遮音性モールディングを製造する方法であって、質量部材とばねとの両方は、同一の材料、特に、ポリウレタンに基づいて製造され、
   質量部材を形成するために、反応物質および充填材が、特にスプレーかまたは注入によってモールド内に充填されて、反応がもたらされ、次いで、ばね（３）としての発泡体が前記同一のモールド内で前記質量部材上に形成される方法であって、
   質量部材（２）を形成するために、前記反応物質および前記充填材が、前記ばねと一緒に局所的に達成されるべき音減衰に基づいた局所的に異なる量および／または組成で前記モールド内に供給されるように、前記スプレーが制御されることを特徴とする方法。
2. 前記質量部材を形成する前記反応物質および前記充填材は、前記モールドに先に置かれた装飾的部分、特に、カーペットカッティングに対してスプレーされることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記反応物質および前記充填材は、物理的に別々のスプレー装置によってスプレーされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記反応物質および前記充填材は、混合をもたらす単一のスプレー装置によってスプレーされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
5. 前記反応物質および前記充填材の量および／または組成を制御するためのパラメータは、ばね（３）を考慮に入れて、遮音されるべき所定の表面（１１）および所定の音発生器の分析に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 異なるセットのパラメータに対応する遮音されるべき所定の表面（１１）への異なる所定の音発生器の可能な連結が決定され、そのように決定された連結を考慮に入れて、選択された音発生器を遮音されるべき所定の表面（１１）への所定の連結に基づいて、それぞれのモールディング（１）が製造されることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 質量部材（２）を形成するために、前記反応物質および前記充填材が、局所的に達成されるべき機械的特性に基いた局所的に異なる量および／または組成で前記モールド内にさらに送出されるように、前記スプレーが制御されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記対応する反応物質および該当する場合前記充填材が、局所的に達成されるべき機械的特性に基いた局所的に異なる組成および／または量で前記モールド内に送出されるように、前記ばね（３）の発泡体の形成が制御されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 実質的に同一の音響工学的効果を有する高い硬度の領域を達成するために、質量部材（２）またはばね（３）について、低い硬度の囲繞する区域と実質的に同一の密度が達成されるように、前記反応物質および前記充填材の局所的に異なる組成が制御されることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
10. 質量部材（２）を形成する前および／または形成中および／または形成後に、所定の場所で追加構造要素が前記モールド内に充填されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 質量部材−ばね構造を有し、まったく同一の材料特にポリウレタン製の遮音性モールディングであって、少なくとも質量部材（２）が、特に局所的に異なる量、密度および／または厚さで設けられる遮音性モールディング。
12. 乗物、特に自動車の遮音性のための請求項１１記載の遮音性モールディング（１）の使用。
13. 乗物、特に自動車の遮音性のために、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法にしたがって製造される遮音性モールディング（１）の使用。

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