JP2020116661A - 吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール材等の筒状体の内部に形成された中空部に、長尺状の吸音材を速やかに挿入することの可能な吸音材挿入装置の提供を課題とする。【解決手段】吸音材挿入装置１は、一端にシール材６の一端部６ａと接続可能な端部接続口９、及び他端にエア供給口１０を有し、端部接続口９及びエア供給口１０の間を連通する第一管路２が内部に形成された第一管体３と、一端に吸音材８を供給するための吸音材供給口１２を有し、吸音材供給口１２側がエア供給口１０側に向かって所定の傾斜角度θで傾斜した状態で、他端が第一管体３に取設され、第一管路２と連通する第二管路４が内部に形成された第二管体５とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法に関する。更に詳しくは、車両用ドアシール材等の筒形状の物体（筒状体）の内部の中空部に、長尺状の吸音材を挿入するための吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法に関する。

従来、車両用ドアシール材（「車両用ウェザーストリップ」とも称される。）は、可動部材としてのドア及び／または固定部材としての車両本体の車両開口部の周縁に沿って取設されている（例えば、特許文献１参照）。車両用ドアシール材（以下、単に「シール材」と称す。）の取設されたドアを車両開口部に近接させて閉じた状態にすることで、ドア及び車両本体の間に当該シール材が挟まれた状態となる。

上記シール材は、応力に対して弾性変形可能なゴム材料から主に構成され、内部に中空部を備えた筒状体として構成されるものが一般的である。そして、ドア及び車両本体の間に当該シール材が挟まれると、中空部が押し潰され、断面形状が変形する。このとき、シール部材には、応力の負荷がかかっていない元の状態に復帰しようとする復元力（反発力）が働くため、押し潰されたシール材の一部の面がドアまたは車両本体に気密性或いは水密性を保った状態で密着する。これにより、車両外部及び車両内部の間で水等が流通することが遮断される。すなわち、シール材によって車両内部が車両外部に対して密閉された状態となる。

ここで、シール材は、所定の温度で加熱し、粘度を調製した樹脂原料を押出成形技術や型成形技術（射出成形技術）等の周知の樹脂成形技術を用いて所望の形状に形成される。上記のように、シール材は、内部に中空部を備える長尺状の筒状体として形成されるため、特に押出成形技術によって製造されることが多い。なお、樹脂原料として使用されるゴム材料（樹脂材料）としては、応力に対して弾性変形可能なものが選定され、例えば、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）や、その他の熱可塑性エラストマー等が用いられることが多い。

このように、シール材は車両外部から車両内部への高圧の洗車水等の浸入を防いだり、水以外の塵や埃等の細かな夾雑物の車両内部への侵入を防いだりすることができる。また、水や塵等の物質以外に、ドア及び車両開口部の間の振動を抑制する機能を有している。これにより、車両内部を快適な状態に保つことができる。

近年において、車両内部の空間を快適なものとするために、上記シール材を更に高機能化する試みがなされている。例えば、車両走行時における騒音や風切り音などを抑制可能な機能を高めたシール材の開発が期待されている。

特開２０１２−１１６４５１号公報

しかしながら、シール材に更なる騒音抑制機能を付与することは下記に掲げるような困難及び不具合を生じることがあった。例えば、シール材自体に吸音性素材で構成するものは、加工技術が困難となったり、原料コストがアップしたりするなどの問題を生じる可能性があった。一方、シール材に対して吸音性材料を塗布し、吸音層を設けるものは塗布及び乾燥に係る工程が必要となり、新たな製造設備が必要となったり、付加された工程によって作業時間が長くなったりする問題があった。更に、これらに起因して製造コストがアップするなどの問題を生じることがあった。

一方、従来から周知の吸音材としては、例えば、ウレタン樹脂で形成された多孔質性（またはスポンジ状）のものが知られている。そこで、これらのウレタン樹脂で形成された吸音材を、シール材の中空部に挿入することにより、当該シール材に吸音性を比較的簡単に付与することができる。

しかしながら、吸音材自体は長尺状であり、これを同じく長尺状のシール材の内部に形成された中空部に挿入する技術は確立されていなかった。特に、シール材は、車種や取設部位に応じて形状や大きさ、及びシール材の長さ等がそれぞれ異なる。そのため、シール材（筒状体）の中空部への吸音材の挿入作業を容易にする技術が存在せず、手作業等で対応せざるを得ないことがあった。その結果、作業者に過剰な作業負担を強いることとなる。

そこで、本発明は上記実情に鑑み、シール材等の筒状体の内部に形成された中空部に、長尺状の吸音材を速やかに挿入することの可能な吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法の提供を課題とするものである。

本発明によれば、上記課題を解決した吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法が提供される。

［１］ 一端に筒状体の一端部と接続可能な端部接続口、及び他端にエア供給口を有し、前記端部接続口及び前記エア供給口の間を連通する第一管路が内部に形成された第一管体と、一端に吸音材を供給するための吸音材供給口を有し、前記吸音材供給口側が前記エア供給口側に向かって所定の傾斜角度で傾斜した状態で、他端が前記第一管体に取設され、前記第一管路と連通する第二管路が内部に形成された第二管体とを具備する吸音材挿入装置。

［２］ 前記エア供給口と接続され、前記エア供給口から前記端部接続口に向かって所定のエア圧で前記第一管路に気流を発生させる気流発生部とを更に具備する前記［１］記載の吸音材挿入装置。

［３］ 前記気流発生部によって発生する前記気流の前記エア圧は、２５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲である前記［２］に記載の吸音材挿入装置。

［４］ 前記第一管体の長手方向及び前記第二管体の長手方向の間の前記傾斜角度は、５°〜３０°の範囲である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の吸音材挿入装置。

［５］ 前記筒状体は、車両用ドアシール材である前記［１］〜［４］のいずれかに記載の吸音材挿入装置。

［６］ 前記吸音材は、ウレタン樹脂を主原料として形成される前記［１］〜［５］のいずれかに記載の吸音材挿入装置。

［７］ 前記［１］〜［６］のいずれかに記載の吸音材挿入装置を用いた吸音材挿入方法であって 前記吸音材挿入装置の第一管体の端部接続口と筒状体の一端部とを接続する一端部接続工程と、前記吸音材挿入装置の第二管体の吸音材供給口から、長尺状の吸音材の先端部を挿入し、前記第二管体の内部に形成された第二管路を通過し、前記第二管路及び前記第一管体の内部に形成された第一管路の連結部を超え、前記吸音材の先端部が前記第一管路に至る位置にセットする吸音材セット工程と、前記エア供給口に接続された気流発生部によって、前記第一管路に気流を発生させる気流発生工程と、前記気流発生工程によって発生した前記気流とともに前記第一管路に位置する前記吸音材を前記端部接続口を通過し、前記筒状体の内部に形成された中空部まで搬送し、前記吸音材を挿入する吸音材挿入工程とを具備する吸音材挿入方法。

［８］ 前記筒状体は、前記端部接続口と接続された一端部に相対する他端部における端末中空開放率が３０％〜１００％の範囲である前記［７］に記載の吸音材挿入方法。

［９］ 前記筒状体は、少なくとも１００ｍｍ間隔で前記筒状体の内部に形成された前記中空部と外部とを連通するエア抜き孔が設けられている前記［７］または［８］に記載の吸音材挿入方法。

［１０］ 下記の式（１）によって算出される前記中空部の中空部断面積、前記端末中空開放率、及び前記吸音材の吸音材断面積の関係を示す吸音材倍率が、０．８〜１．８倍の範囲である前記［８］または［９］に記載の吸音材挿入方法。
式（１） 吸音材倍率 ＝ 中空部断面積（ｍｍ^２）×端末中空開放率（％）÷１００／吸音材断面積（ｍｍ^２）

本発明の吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法によれば、第一管体及び第二管体を有して構成された吸音材挿入装置を用いることにより、吸音材供給口から挿入された長尺状の吸音材をエアの力によって第一管路及び第二管路を搬送し、最終的に筒状体の内部に形成された中空部に挿入することができる。

これにより、筒状体（車両用ドアシール材）の内部に吸音性を備える吸音材を短時間、かつ容易な作業で挿入することができる。特に、吸音材挿入装置における第一管体及び第二管体の間の傾斜角度、エア圧の範囲等を調整することにより良好な吸音材の搬送が可能となり、吸音性能の付加または向上した車両用ドアシール材等を構築することが可能となる。

本発明の一実施形態の吸音材挿入装置の概略構成を模式的に示す説明図である。 本実施形態の吸音材挿入装置及び吸音材の挿入対象となるシール材との接続状態を模式的に示す断面図である。 吸音材の挿入された車両用ドアシール材の概略構成を示す断面図である。 車両用ドアシール材の概略構成を示す断面図である。 エア抜き孔の設けられた筒状体の概略構成を示す説明図である。 車両用ドアシール材における中空断面積の箇所の一例を示す説明図である。 車両用ドアシール材における中空部断面積、及び吸音材の吸音材断面積の一例を示す説明図である。 車両用ドアシール材の別例構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法の実施の形態について説明する。なお、本発明の吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、種々の設計の変更、修正、改良等を加え得るものである。

１．吸音材挿入装置
本発明の一実施形態の吸音材挿入装置１は、図１及び図２に模式的に示されるように、内部に第一管路２が形成された第一管体３と、内部に第二管路４が形成されるとともに、第一管体３の一部と一端が接続された第二管体５とを主に具備して構成されている。ここで、図１は、本実施形態の吸音材挿入装置１の概略構成を模式的に示す説明図であり、図２は本実施形態の吸音材挿入装置１及び吸音材８の挿入対象となるシール材６との接続状態を模式的に示す断面図である。

ここで、本実施形態の吸音材挿入装置１において、吸音材８の挿入対象となるシール材６（車両用ドアシール材）が本発明における筒状体に相当する。また、吸音材８として、ウレタン樹脂を主原料として形成された長尺状、かつスポンジ状のものが使用される。シール材６の中空部７に吸音材８を挿入することで、高い吸音性能を備えたシール材６を製造することができる。なお、吸音材８は、上記のウレタン樹脂を主原料とするものに限定されるものではなく、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ＮＢＲ／ＰＶＣ（ニトリルゴム／ポリ塩化ビニル）、ＡＥＭ（エチレンアクリレートゴム）、ＥＰＤＭ／ＦＫＭ（エチレンプロピレンジエンゴム／フッ素ゴム）、ＰＥ／ＥＶＡ（ポリエチレン／エチレンビニルアセテート）、ＰＥ／ＴＰＳ（ポリエチレン／スチレン系熱可塑製エラストマー）、ＨＤＰＥ／ＬＤＰＥ（高密度ポリエチレン／低密度ポリエチレン）、及びＭＦ（メラミン樹脂）などの種々の原料を使用することができる。

更に本実施形態の吸音材挿入装置１の具体的な構成について説明すると、第一管体３は、一端側にシール材６の一端部６ａと接続可能な端部接続口９を有し、他端側にエア供給口１０を備えて構成されている。すなわち、端部接続口９及びエア供給口１０の間を連通するように、上述の第一管路２が形成されている。また、端部接続口９は、シール材６の一端部６ａに開口した中空部７と接続することができる。第一管体３は、図１等に示されるように、内部に第一管路２を備えた略直管形状を呈している。

なお、第一管体３の管形状及び第一管路２の管路断面の形状は特に限定されるものではないが、例えば、円形状や楕円形状とすることができる。特に、第一管路２の管路断面を円形状等にすることで、後述する気流発生部１１によって発生する気流Ｗの流れが乱れることがなく、かつ第一管路２を通過してシール材６に挿入される吸音材８の動きが滑らかなものとなる。そのため、第一管路２やシール材６の中空部７の途中で吸音材８が止まるような不具合を発生する可能性が低くなる。

一方、第二管体５は、一端側に長尺状の吸音材８を随時供給するための吸音材供給口１２を有し、吸音材供給口１２の設けられた一端側が、第一管体３のエア供給口１０の側に向かって所定の傾斜角度θで傾斜した状態で他端側が第一管体３に取設され、かつ、第一管路２と連通する第二管路４が内部に形成されている。第二管体５は、図１等に示されるように、内部に第二管体５を備えた略直管形状を呈している。なお、第二管体５の管形状及び第二管路４の断面管路形状は特に限定されるものではなく、例えば、第一管体３及び第一管路２と略同一形状してもよい。

すなわち、本実施形態の吸音材挿入装置は、略直管状の第一管体３の略中間位置に、略直管状の第二管体５が第一管体３の長手方向に対して斜めに傾斜した状態で取設されて構成されている。そのため、全体が略Ｙ字形状を呈している。

更に、第一管体３の内部の第一管路２及び第二管体５の内部の第二管路４がそれぞれ接続されている（図２参照）。すなわち、第一管路２の略中間位置に第二管路４の一端が連結している。ここで、第一管体３及び第二管体５を構成する素材は、特に限定されるものではなく、例えば、硬質プラスチック、金属、及び木材等の周知の材料を用いることができる。なお、それぞれの管路２，４の管路壁面にシリコーン材料等の潤滑剤を塗布し、吸音材８との摩擦力を軽減するものであってもよい。これにより、吸音材８の挿入時において、管路２，４との間の摩擦力によって、吸音材８の挿入が阻害される問題を解消することができる。

本実施形態の吸音材挿入装置は、更に第一管体３のエア供給口１０と接続され、エア供給口１０から端部接続口９に向かって所定のエア圧で第一管路２の内部に気流Ｗ（図２参照）を発生させる気流発生部１１を具備している。なお、気流発生部１１は、周知のエアポンプ等を用いることができ、圧縮空気を所定のエア圧で排出する機能を有するものであればよい。これにより、気流発生部１１からの圧縮空気の排出により、第一管路２に気流Ｗを発生させることができる。

気流発生部１１によって気流Ｗを発生させる際の圧縮空気のエア圧は、２５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲とすることができる。エア圧が２５ｋＰａより低い場合、第二管路４及び第一管路２を介して吸音材８をシール材６の中空部７まで搬送するための十分なパワーがなく、中空部７の途中で吸音材８の挿入が止まってしまう等の不具合を生じる可能性がある。

一方、エア圧が７５ｋＰａより高い場合、第一管路２及び中空部７において気流Ｗの乱れが発生し、吸音材８が第一管路２や中空部７の内周面に激しく衝突する可能性があり、速やかな吸音材８の挿入が難しい場合がある。そのため、上記範囲にエア圧を設定することで、長尺状の吸音材８の中空部７への挿入を安定して行うことができる。

本実施形態の吸音材挿入装置１は、第一管体３の長手方向及び第二管体５の長手方向の間の傾斜角度θは、５°〜３０°の範囲に設定されている。ここで、傾斜角度θが５°よりも小さい場合、第一管体３及び第二管体５が略平行となった状態で互いに取設されているため、エア供給口１０から端部接続口９に向かって発生した気流Ｗによって、吸音材８を中空部７まで十分に搬送することができない。

一方、傾斜角度θが３０°を超える場合、可撓性の吸音材８が第一管路２及び第二管路４の交差する箇所で大きく屈曲する。そのため、吸音材８の屈曲箇所が速やかな吸音材８の供給及びシール材６の中空部７への挿入を阻害することになる。そこで、第一管体３及び第二管体５の間の傾斜角度θは、上記範囲内に設定される。

本実施形態の吸音材挿入装置１は、上記の通り、比較的簡易な構成で構築することができる。そして、気流発生部１１によって第一管路２内で発生させた気流Ｗは、第一管路２を通過し、第一管体３の端部接続口９と接続されたシール材６の中空部７に到達する。このとき、第二管体５の吸音材供給口１２から供給された長尺状の吸音材８の一部は、第一管路２まで挿入されているため、上記気流Ｗとともにシール材６に向かって搬送され、第一管体３の端部接続口９及びシール材６の一端部６ａを通過し、最終的にシール材６の中空部７に到達する（図３参照）。ここで、図３は、吸音材８の挿入されたシール材６の概略構成を示す、シール材６の長手方向から視た断面図である。

このように、本実施形態の吸音材挿入装置１は、シール材６（筒状体）に対する吸音材８の挿入作業に要する時間を著しく短縮かつ、簡略化することができる。なお、シール材６に対する吸音材８の挿入の詳細については、後述する吸音材挿入方法において説明するためここでは当該説明を省略する。

２．シール材
吸音材８が挿入されるシール材６は、特に限定されるものではなく自動車の車両開口部等に取設される周知の車両用ドアシール材（筒状体）等を例示することができる。ここで、図４はシール材６の概略構成の一例を示す断面図である。図４に示されるように、本実施形態の吸音材挿入装置１によって吸音材８の挿入されるシール材６は、内部に二つの大きさの異なる中空部７，７ａが形成され、かつ、シール材６の外周面１３の一部から外方向に突設したリップ部１４を備えている。ここで、図４は、シール材６の長手方向に直交する方向から視た断面図である。なお、本実施形態の吸音材挿入装置１、及び吸音材挿入方法では、上部に位置する中空部７に対して吸音材８を挿入するものについて例示する。

更に、シール材６は、端部接続口９と接続された一端部６ａに相対する他端部６ｂ側での端末中空開放率Ｒが３０％〜１００％の範囲であっても構わない。ここで、端末中空開放率Ｒとは、中空部７の断面（中空部断面積Ｓ１：図５参照）に占める開口部の割合を示すものである。すなわち、端末中空開放率Ｒが１００％の場合、シール材６の他端部６ｂが完全に開放されている状態であり、気流発生部１１によって発生し、他端部６ｂ（図４参照）に到達した気流Ｗが全て外部に放出されるものである。一方、端末中空開放率Ｒが０％の場合、シール材６の他端部６ｂが完全に閉塞されている状態であり（図示しない）、気流Ｗは他端部６ｂから先に進むことはできない。

また、シール材６は、少なくとも１００ｍｍ間隔で、シール材６の内部の中空部７と外部とを連通するエア抜き孔１６が設けられていても構わない（図６参照）。シール材６の中空部７に到達した気流Ｗが当該エア抜き孔１６を介して外部に排出されることにより、中空部７の圧力が高くなることがない。中空部７の圧力が過剰に高くなった場合、吸音材８の挿入が速やかに行われないことがある。そのため、上記エア抜き孔１６を所定の間隔で設けることで吸音材８の挿入不良等の発生を抑えることができる。

更に、中空部７の中空部断面積Ｓ１、上述した端末中空開放率Ｒ、及び吸音材８の吸音材断面積Ｓ２（図７参照）の関係を示す吸音材倍率が、０．８〜１．８倍の範囲であってもよい。ここで、吸音材倍率とは、下記式（１）によって算出される。
式（１） 吸音材倍率 ＝ 中空部断面積Ｓ１（ｍｍ^２）× 端末中空開放率Ｒ（％）÷１００／吸音材断面積Ｓ２（ｍｍ^２）

ここで、中空部７に対する吸音材８の挿入において、良好な挿入を行うためには、中空部７の中空部断面積Ｓ１と、吸音材８の吸音材断面積Ｓ２との関係を考慮する必要がある（図７参照）。加えて、上述した端末中空開放率Ｒ（％）の値も良好な挿入を行うための要因となる。端末中空開放率Ｒ（％）が１００％の場合、すなわち、シール材６の他端部６ｂが完全に開口された状況において、中空部７の中空部断面積Ｓ１及び断面形状と、吸音材８の吸音材断面積Ｓ２及び断面形状と略一致する場合、中空部７の内面（図示しない）及び吸音材８の外面（図示しない）との間にほとんど隙間がないため、気流Ｗの力では十分な吸音材８の挿入を行うことができない。加えて、端末中空開放率Ｒ（％）によって示されるシール材６の他端部６ｂにおける中空部７の開口の程度を考慮した吸音材倍率によっても吸音材８の挿入が変化する。

そこで、上記式（１）によって吸音材倍率を算出し、これによりシール材６に対する吸音材８の挿入可能な範囲を判断することができる。吸音材倍率が規定した数値範囲に含まれる場合には、シール材６に対する吸音材８の良好な挿入が可能とされる。

３．吸音材挿入方法
本発明の一実施形態の吸音材挿入方法（図示しない）は、上述した吸音材挿入装置１を用いるものであり、吸音材挿入装置１の第一管体３の端部接続口９とシール材６（筒状体）の一端部６ａとを接続する一端部接続工程と、吸音材挿入装置１の第二管体５の吸音材供給口１２から、長尺状の吸音材８の先端部８ａを挿入し、第二管体５の内部に形成された第二管路４を通過し、第二管路４及び第一管体３の内部に形成された第一管路２の連結部１５を超え、当該先端部８ａが第一管路２に至る位置にセットする吸音材セット工程と、エア供給口１０に接続された気流発生部１１によって、第一管路２に気流Ｗを発生させる気流発生工程と、発生した気流Ｗとともに第一管路２に位置する吸音材８（吸音材８の先端部８ａ）を、端部接続口９を通過し、シール材６の内部に形成された中空部７まで搬送し、吸音材８を挿入する吸音材挿入工程とを主に具備して構成されている。

すなわち、本実施形態の吸音材挿入方法によれば、既に説明した吸音材挿入装置１及びシール材６を用いることで、従来と異なり、長尺状のシール材６を短時間でかつ容易に挿入することができる。

以下、本発明の吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法について、下記の実施例に基づいて説明するが、本発明の製造方法は、これらの実施例に限定されるものではない。

本実施例において、吸音材挿入装置１における第一管体３及び第二管体５の間の傾斜角度θ、気流発生部１１によるエア圧力、エア抜き孔の間隔（ピッチ）、端末中空開放率（％）、吸音材倍率に係るパラメータをそれぞれ変化させ、シール材６に対する吸音材８の挿入の良好性の可否を確認するための吸音材８の挿入試験を行った。

（１）基本パラメータ、及びシール材の種類
吸音材８の挿入試験において、評価対象となるパラメータ以外は、下記の基本パラメータの設定とした。更に、吸音材８の挿入試験において、断面形状の異なる２種類のシール材６，６ｃをそれぞれ用いた。具体的には、図４に示す断面形状のシール材６（以下、「シール材Ａ」と称す。）、及び、図８に示す断面形状のシール材６ｃ（以下、「シール材Ｂ」と称す。）を用い、それぞれ吸音材８の挿入性に関する評価を行った。なお、シール材Ａの方がシール材Ｂよりも中空部断面積Ｓ１が大きいものである。

ここで、基本パラメータの詳細について説明すると、吸音材挿入装置１の第一管体３及び第二管体５の間のなす角度（傾斜角度θ）は“３０°”とし、気流発生部１１によって気流Ｗを発生させる際のエア圧は、“５０ｋＰａ”とし、シール材６に設けるエア抜き孔の間隔Ｐ及びエア抜き孔１６の孔径は、“３００ｍｍ”及び“φ３”とし、端末中空開放率は“１００％”とした。また、使用するシール材の長さ（シール材長さ（図示しない））は、２０００ｍｍとし、挿入する吸音材の長さ（吸音材長さ（図示しない））を２０００ｍｍとした。ここで、吸音材８は多孔性材料であるウレタン樹脂によって形成された長尺状のものを使用した。

（２）吸音材の挿入評価
シール材６に対する吸音材８の挿入評価の方法は、上記規定の吸音材長さの吸音材８の先端部８ａがシール材６の他端部６ｂまで速やかに到達した場合を“Ａ”と判定し、一方、規定の吸音材長さの吸音材８が、吸音材挿入装置１の第二管路４または第一管路２、或いはシール材６の中空部７の途中で止まったり、中空部７で吸音材８が折れ曲がったり等することで、吸音材８の先端部８ａシール材６の他端部６ｂまで到達しなかった場合を“Ｃ”と判定した。更に、吸音材８の先端部８ａがシール材６の他端部６ｂまで到達するものの“Ａ”の場合と比較して挿入に時間を要した場合（具体的には、“Ａ”と比較して２倍程度の時間を要した場合）を“Ｂ”と判定した。

（３）傾斜角度θの評価
吸音材挿入装置１の第一管体３及び第二管体５の間の傾斜角度θを０°から４５°の間で変化させてシール材（シール材Ａ，Ｂ）に対する吸音材８の挿入試験を行った。換言すれば、「吸音材の挿入角度」の検証を行った。なお、傾斜角度θ以外は、上記の基本パラメータを設定して行った。その結果を下記表１に示す。

これによると、傾斜角度θが０°の場合、吸音材のシール材Ａ，Ｂの断面形状に対する挿入を良好に行うことができなかった。これに対し、傾斜角度θが５°以上であれば、吸音材の良好な挿入が可能となることが確認された。但し、傾斜角度θが４５°の場合、吸音材の挿入に多少の時間を要することから評価は“Ｂ”とされた。なお、シール材Ａ，Ｂの断面形状の違いによる有意性は特に認められなかった。したがって、傾斜角度θが５°〜４５°、特に傾斜角度θが５°〜３０°の範囲が好適であることが示された。

（４）エア圧の評価
第一管体に気流を発生させるために、気流発生部によって第一管体のエア供給口に供給されるエア圧を０ｋＰａ〜１２５ｋＰａの範囲で変化させてシール材Ａ，Ｂに対する吸音材の挿入試験を行った。なお、エア圧以外は、上記の基本パラメータを設定して行った。その結果を下記表２に示す。

これによると、シール材Ａでは、エア圧が１５ｋＰａ〜１００ｋＰａの範囲の時に吸音材の挿入が可能であることが確認され、特に、２５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲が吸音材の挿入に好適であることが示された。一方、シール材Ｂでは、エア圧が５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲の時に吸音材の挿入が可能であることが確認され、特に、１５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲が吸音材の挿入に好適であることが示された。中空部断面積Ｓ１の大きいシール材Ａの方が、より高いエア圧を供給する必要があることが示された。したがって、エア圧が１５ｋＰａ〜７５ｋＰａ、特にエア圧が２５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲が好適であることが示された。

（５）エア抜き孔の間隔（ピッチ）の評価、及び端末中空開放率の評価
エア抜き孔の間隔Ｐ、及び端末中空開放率（％）について合わせて評価を行った。なお、エア抜き孔の間隔Ｐについては、シール材Ｂのみを用いて評価を行った。ここで、エア抜き孔の間隔は、１０ｍｍ〜２０００ｍｍの間、及びエア抜き孔無しの条件で変化させ、一方、端末中空開放率Ｒ（％）は０％〜１００％の範囲で変化させて吸音材の挿入試験を行った。なお、エア抜き孔の間隔Ｐ、及び端末中空開放率Ｒ（％）以外は、上記基本パラメータを設定して行った。その結果を表３に示す。更に、シール材Ａ，Ｂに対して、端末中空開放率Ｒ（％）を０％〜５０％の範囲で変化させて吸音材の挿入試験を行った。その結果を表４に示す。

これによると、端末中空開放率Ｒ（％）が０％及び１０％では、いずれも良好な吸音材の挿入ができないことが示された。更に、エア抜き孔の間隔Ｐが１０ｍｍ及び５０ｍｍでは、いずれも良好な吸音材の挿入ができないことが示された。すなわち、シール材の他端部は少なくとも３０％以上の端末中空開放率Ｒ（％）であることが確認された。端末中空開放率Ｒ（％）が３０％未満の場合、気流発生部によって発生した気流Ｗがシール材の中空部から外部に向かって十分に抜けることができず、吸音材の挿入を阻害するものと考えられる。

一方、エア抜き孔の間隔Ｐが１０ｍｍ及び５０ｍｍ間隔で短すぎる場合、当該エア抜き孔から気流Ｗが放出され、吸音材の先端部をシール材の他端部まで搬送するための十分な力を失ってしまう。そのため、少なくとも、端末中空開放率Ｒ（％）が３０％以上であり、かつエア抜き孔の間隔が１００ｍｍ以上である必要があり、端末中空開放率Ｒ（％）が５０％以上とする場合がより好ましい。

なお、上記表３から明らかなように、シール材にエア抜き孔を設けない場合であっても、端末中空開放率が３０％以上であれば良好な吸音材の挿入が可能であることが確認された。また、表４に示されるように、中空部断面積Ｓ１の大きいシール材Ａは、シール材Ｂと比較して端末中空開放率Ｒ（％）が２０％でも良好な吸音材の挿入が可能であることが確認された。

（６）吸音材倍率の評価
使用する吸音材の吸音材断面積を変化させることにより、上述した式（１）によって算出される吸音材倍率の値を変化させ、吸音材の挿入試験を行った。ここで、吸音材倍率は、中空部の中空部断面積Ｓ１（ｍｍ^２）、端末中空開放率Ｒ（％）、及び吸音材断面積Ｓ２（ｍｍ^２）に基づいて算出される。その結果を表５に示す。

これによると、吸音材倍率が０．８〜１．８の範囲において、吸音材の良好な挿入が可能であることが確認された。一方、０．８未満及び２．０超の場合は吸音材の良好な挿入ができないことが示された。これにより、シール材の中空部の中空部断面積Ｓ１と、端末中空開放率Ｒ（％）と、吸音材断面積Ｓ２との間で吸音材の挿入性についての相関関係があることが示された。

上記示した通り、本実施形態の吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法によれば、中空部を有する筒状体（シール材）に対し、長尺状の吸音材を気流の流れに沿って速やかに挿入することができる。これにより、従来は困難であった吸音材の挿入作業を効率化することができ、シール材等に対して簡易に吸音性を付与することができる。その結果、車両用ドアシール材等の製造に適用することで、走行時における車内空間の快適性を保つことができる。

加えて、吸音材挿入装置の第一管体及び第二管体の間の傾斜角度θ、エア圧、端末中空開放率、エア抜き孔の間隔、及び吸音材倍率等の各パラメータを最適化することで、より良好な吸音材の挿入をすることができる。

本発明の吸音材挿入装置、及び吸音材挿入方法は、乗用車や産業用或いは農業等の各種車両のドア等に取設される車両用ドアシール材等の筒状体に対して適用することができ、車両用ドアシール材等に騒音抑制機能等を付与することできるなどの種々の産業技術分野においての利用可能性が期待される。

１：吸音材挿入装置、２：第一管路、３：第一管体、４：第二管路、５：第二管体、６，６ｃ：シール材（車両用ドアシール材、筒状体）、６ａ：一端部、６ｂ：他端部、７，７ａ：中空部、８：吸音材、８ａ：先端部、９：端部接続口、１０：エア供給口、１１：気流発生部、１２：吸音材供給口、１３：外周面、１４：リップ部、１５：連結部、１６：エア抜き孔、Ｐ：エア抜き孔の間隔、Ｒ：端末中空開放率、Ｓ１：中空部断面積、Ｓ２：吸音材断面積、Ｗ：気流、θ：傾斜角度。

Claims (10)

1. 一端に筒状体の一端部と接続可能な端部接続口、及び他端にエア供給口を有し、前記端部接続口及び前記エア供給口の間を連通する第一管路が内部に形成された第一管体と、
   一端に吸音材を供給するための吸音材供給口を有し、前記吸音材供給口側が前記エア供給口側に向かって所定の傾斜角度で傾斜した状態で、他端が前記第一管体に取設され、前記第一管路と連通する第二管路が内部に形成された第二管体と
   を具備する吸音材挿入装置。
2. 前記エア供給口と接続され、前記エア供給口から前記端部接続口に向かって所定のエア圧で前記第一管路に気流を発生させる気流発生部を更に具備する請求項１に記載の吸音材挿入装置。
3. 前記気流発生部によって発生する前記気流の前記エア圧は、
   ２５ｋＰａ〜７５ｋＰａの範囲である請求項２に記載の吸音材挿入装置。
4. 前記第一管体の長手方向及び前記第二管体の長手方向の間の前記傾斜角度は、
   ５°〜３０°の範囲である請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸音材挿入装置。
5. 前記筒状体は、
   車両用ドアシール材である請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸音材挿入装置。
6. 前記吸音材は、
   ウレタン樹脂を主原料として形成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸音材挿入装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の吸音材挿入装置を用いた吸音材挿入方法であって、
   前記吸音材挿入装置の第一管体の端部接続口と筒状体の一端部とを接続する一端部接続工程と、
   前記吸音材挿入装置の第二管体の吸音材供給口から、長尺状の吸音材の先端部を挿入し、前記第二管体の内部に形成された第二管路を通過し、前記第二管路及び前記第一管体の内部に形成された第一管路の連結部を超え、前記吸音材の先端部が前記第一管路に至る位置にセットする吸音材セット工程と、
   前記エア供給口に接続された気流発生部によって、前記第一管路に気流を発生させる気流発生工程と、
   前記気流発生工程によって発生した前記気流とともに前記第一管路に位置する前記吸音材を、前記端部接続口を通過し、前記筒状体の内部に形成された中空部まで搬送し、前記吸音材を挿入する吸音材挿入工程と
   を具備する吸音材挿入方法。
8. 前記筒状体は、
   前記端部接続口と接続された一端部に相対する他端部における端末中空開放率が３０％〜１００％の範囲である請求項７に記載の吸音材挿入方法。
9. 前記筒状体は、
   少なくとも１００ｍｍ間隔で前記筒状体の内部に形成された前記中空部と外部とを連通するエア抜き孔が設けられている請求項７または８に記載の吸音材挿入方法。
10. 下記の式（１）によって算出される前記中空部の中空部断面積、前記端末中空開放率、及び前記吸音材の吸音材断面積の関係を示す吸音材倍率が、０．８〜１．８倍の範囲である請求項８または９に記載の吸音材挿入方法。
    式（１） 吸音材倍率 ＝ 中空部断面積（ｍｍ^２）×端末中空開放率（％）÷１００／吸音材断面積（ｍｍ^２）

Images