JP2023062384A - Ultrasonic horn for fixing automotive sound absorbing material, method for producing fixing structure for automotive sound absorbing material, and fixing structure for automotive sound absorbing material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載用吸音材固定用超音波ホーン、車載用吸音材の固定構造を生産する方法、及び車載用吸音材の固定構造に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic horn for fixing a vehicle-mounted sound absorbing material, a method for producing a vehicle-mounted sound absorbing material fixing structure, and a vehicle-mounted sound absorbing material fixing structure.
従来、車両の外部から車内への騒音を吸収するための吸音材が固定された、種々の車両用内外装材が知られている。吸音材の固定方法の一つとして、超音波溶着がある。例えば特許文献1には、車両用天井材の基材に繊維素材からなるフェルトを、棒状の超音波ホーンを用いて固定したものが開示されている。この超音波溶着において、振動エネルギーに起因する熱により基材を構成する積層体の一部が溶融され、溶融樹脂が発生する。この溶融樹脂がフェルトを構成する繊維に絡みついて固化することにより、基材にフェルトが固着される。なお、フェルトの上面に超音波ホーンが押しつけられた状態で、基材の所定の深さまで押し込まれるため、超音波ホーンの真下及び近傍に位置するフェルトは弾性的に大きく圧縮変形されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are known various vehicle interior and exterior materials to which a sound absorbing material is fixed for absorbing noise from the exterior of the vehicle into the interior of the vehicle. Ultrasonic welding is one method of fixing the sound absorbing material. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100002 discloses a vehicle ceiling material in which felt made of a fiber material is fixed to a base material using a rod-shaped ultrasonic horn. In this ultrasonic welding, a part of the laminate constituting the base material is melted by heat caused by the vibrational energy to generate molten resin. The felt is adhered to the substrate by the molten resin entangling with the fibers forming the felt and solidifying. Since the ultrasonic horn is pressed against the upper surface of the felt and pushed to a predetermined depth in the base material, the felt located immediately below and near the ultrasonic horn is elastically deformed by compression.
ところで昨今、基材の吸音性能を高めるため、繊維系基材の板厚を厚くし、この厚い板厚の部分に超音波溶着を施して吸音材を取り付けるものが多くなっている。この場合、繊維ウェブ層の厚さが厚い部分において、超音波ホーンの振動エネルギーを十分に伝えるためには、基材のより深い位置まで超音波ホーンを押し込む必要がある。また、アンダーカバー等の車両用外装材は、車両用内装材に比べて外部からの影響を受け易く、吸音材の安定した固定強度が求められる。 In recent years, in order to improve the sound absorbing performance of the base material, it has become common to increase the thickness of the fiber-based base material and apply ultrasonic welding to the thick part to attach the sound absorbing material. In this case, in order to sufficiently transmit the vibrational energy of the ultrasonic horn in the portion where the fiber web layer is thick, it is necessary to push the ultrasonic horn deeper into the base material. In addition, vehicle exterior materials such as undercovers are more susceptible to external influences than vehicle interior materials, and require stable fixing strength for sound absorbing materials.
しかしながら、吸音材を固定するために繊維系基材の深い位置まで超音波ホーンを押し込むと、吸音材が押し込まれる方向に向かって引っ張られる力が大きくなり、固着部分の周縁に破れが発生し易くなる。そして破れが発生した状態で吸音材の固着部分に外部から負荷が加わった場合、この破れを起点に吸音材が引き裂かれてしまう。さらに、この破れの発生箇所や程度にはばらつきがあるため、基材との固着強度が不安定になり、吸音材の脱落につながり易いという問題があった。 However, when the ultrasonic horn is pushed deep into the fiber-based base material to fix the sound absorbing material, the pulling force in the direction in which the sound absorbing material is pushed in increases, and the peripheral edge of the fixed portion is likely to break. Become. When a load is applied from the outside to the fixed portion of the sound absorbing material in the state where the tear occurs, the sound absorbing material is torn starting from the tear. Furthermore, since there are variations in the location and extent of the breakage, there is a problem that the strength of adhesion to the base material becomes unstable, and the sound absorbing material tends to come off.
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、繊維系基材の深い位置で超音波振動により車載用吸音材を固着すると共に、固着箇所において安定した固着強度が維持される、車載用吸音材固定用超音波ホーン、車載用吸音材の固定構造を生産する方法、及び車載用吸音材の固定構造を提供することにある。 The present invention has been invented in view of such points, and the problem to be solved by the present invention is to fix a vehicle-mounted sound absorbing material by ultrasonic vibration at a deep position in a fiber base material, and to fix it. To provide an ultrasonic horn for fixing an on-vehicle sound absorbing material, a method for producing a fixing structure for the on-vehicle sound absorbing material, and a fixing structure for the on-vehicle sound absorbing material, in which a stable fixing strength is maintained at a point.
上記課題を解決する車載用吸音材固定用超音波ホーンの一つの特徴は、熱可塑性合成樹脂を含んだ繊維成形体である基材上に重ねられた車載用吸音材の固着部が、前記基材に固着されてなる車載用吸音材の固定構造を生産する用に供される車載用吸音材固定用超音波ホーンであって、前記車載用吸音材の固定構造の生産にあたり、前記固着部を前記基材に押し込む押圧力を前記固着部に作用させる押圧面と、前記押圧面から前記固着部に向かう超音波振動の伝達を実現させる伝達部とを有し、前記押圧面は、その周縁部に、前記固着部の前記基材への押し込み深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位エリアが設定された形状を呈する。 One of the characteristics of the ultrasonic horn for fixing an automotive sound absorbing material that solves the above problems is that the fixing portion of the automotive sound absorbing material superimposed on the base material, which is a fiber molded body containing a thermoplastic synthetic resin, is attached to the base material. An ultrasonic horn for fixing a sound absorbing material for a vehicle, which is provided for producing a structure for fixing a sound absorbing material for a vehicle, which is fixed to a material. It has a pressing surface for applying a pressing force for pressing the base material to the fixing portion, and a transmission portion for realizing transmission of ultrasonic vibration from the pressing surface toward the fixing portion. In addition, a displacement area is set such that the depth of pressing of the fixing portion into the base material becomes shallower toward the outer periphery.
上記構成の一つの特徴及び利点は、超音波ホーンの押圧面によって、吸音材の固着部を基材に押し込む押圧力が、固着部に作用する。固着部は、超音波振動の振動エネルギーにより基材と吸音材が変性することによって固着される。押圧面の周縁部は、固着部の基材への押し込み深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位エリアが設定されている。超音波ホーンに押し込まれた固着部は、押圧面の形状に合わせて凹むため、押圧面の変位エリアに接する部位は相対的に押圧力が小さくなり、吸音材が引っ張られる力を緩やかにできる。また、押圧面によって、固着部はその周縁の浅い部位においても超音波振動が伝わり、固着される。これにより、繊維成形体である基材に超音波振動を十分に伝えられる深さ位置まで吸音材を押し込み、吸音材を固着すると共に、超音波ホーンによって固着された固着部の周縁に、破れが発生することを抑制できる。 One of the features and advantages of the above configuration is that the pressure surface of the ultrasonic horn acts on the fixed portion of the sound absorbing material to press the fixed portion of the sound absorbing material into the base material. The fixed portion is fixed by denaturation of the base material and the sound absorbing material due to the vibration energy of the ultrasonic vibration. A peripheral edge portion of the pressing surface is provided with a displacement area in which the pressing depth of the fixing portion into the base material becomes shallower toward the outer periphery. Since the fixed portion pushed into the ultrasonic horn is recessed according to the shape of the pressing surface, the pressing force is relatively small at the portion in contact with the displacement area of the pressing surface, and the force with which the sound absorbing material is pulled can be moderated. In addition, the pressing surface transmits ultrasonic vibrations to the shallow portion of the peripheral edge of the fixing portion, thereby fixing the fixing portion. As a result, the sound absorbing material is pushed to a depth position where the ultrasonic vibration can be sufficiently transmitted to the base material, which is a fiber molded body, and the sound absorbing material is fixed. You can prevent it from happening.
上記車載用吸音材固定用超音波ホーンについて、前記変位エリアは、前記押圧力を作用させる際に前記基材とは反対側に向かって凹となる凹曲面形状を呈する構成であっても良い。 In the above-described ultrasonic horn for fixing a sound absorbing member for mounting on a vehicle, the displacement area may have a concave surface shape that is concave toward the side opposite to the base material when the pressing force is applied.
上記構成の一つの特徴及び利点は、押圧面の変位エリアは、基材に対して反対側に凹となる凹曲面形状を呈する。これにより、押圧面によって吸音材の固着部に押圧力が作用した際に、吸音材が固着部の周縁において引っ張られる力をより緩やかにすることができる。 One of the features and advantages of the above configuration is that the displacement area of the pressing surface has a concave curved surface shape that is concave on the opposite side of the substrate. As a result, when the pressing surface applies a pressing force to the fixing portion of the sound absorbing material, the force with which the sound absorbing material is pulled at the peripheral edge of the fixing portion can be made more gentle.
上記車載用吸音材固定用超音波ホーンを使用する、車載用吸音材の固定構造を生産する方法の一つの特徴は、前記基材上に重ねられた状態の前記車載用吸音材の前記固着部に前記超音波ホーンの前記押圧面から前記押圧力を作用させ、もって前記固着部を前記基材に押し込む押圧工程と、前記基材に押し込まれた状態の前記固着部に前記超音波ホーンの前記伝達部から超音波振動を伝達し、前記基材と前記固着部の少なくとも一部を超音波振動によって変性させて固着させる固着工程とを有する。 One feature of the method for producing a structure for fixing an in-vehicle sound absorbing material using the ultrasonic horn for fixing an in-vehicle sound absorbing material is that the fixing portion of the in-vehicle sound absorbing material in a state of being superimposed on the base material a pressing step of applying the pressing force from the pressing surface of the ultrasonic horn to the pressing step of pressing the fixing portion into the base material; and and a fixing step of transmitting ultrasonic vibrations from a transmitting portion, and fixing the base material and at least a part of the fixing portion by denaturing them with the ultrasonic vibrations.
上記生産方法の一つの特徴及び利点は、押圧面に変位エリアを有する超音波ホーンを用いて、繊維成形体である基材に車載用吸音材を固定する。押圧工程において、押圧面に押し込まれた吸音材の固着部は、変位エリアに接触する部位において受ける押圧力が相対的に緩やかになる。これにより、固着部が引っ張られる力も緩やかになり、固着部の周縁に破れが発生することを抑制できる。また、固着工程において、超音波振動が押圧面を介して基材と固着部に伝達され、基材と固着部の少なくとも一部が超音波振動の振動エネルギーにより変性する。これにより、固着部はその周縁の浅い部位においても固着されるため、外部からの負荷に対し安定した固着強度を維持し得る。 One of the characteristics and advantages of the above production method is that the ultrasonic horn having a displacement area on the pressing surface is used to fix the vehicle-mounted sound absorbing material to the substrate, which is a fiber molded body. In the pressing step, the fixed portion of the sound absorbing material pressed into the pressing surface receives a relatively gentle pressing force at the portion that contacts the displacement area. As a result, the force with which the fixed portion is pulled becomes moderate, and it is possible to suppress the occurrence of tearing at the peripheral edge of the fixed portion. Further, in the fixing step, ultrasonic vibrations are transmitted to the base material and the fixing part via the pressing surface, and at least a part of the base material and the fixing part is modified by the vibration energy of the ultrasonic vibrations. As a result, the fixing portion is fixed even at the shallow part of the peripheral edge, so that it is possible to maintain a stable fixing strength against the load from the outside.
車載用吸音材の固定構造の一つの特徴は、熱可塑性合成樹脂を含んだ繊維成形体である基材と、熱可塑性合成繊維を含んだ面状の繊維ウェブと不織布の積層体である車載用吸音材と、を有し、前記基材は、車両内外の騒音を吸音する吸音面と、前記吸音面よりも相対的に厚さ方向に圧縮された圧着部とを有し、前記車載用吸音材は、前記基材の前記吸音面に前記車載用吸音材が重ねられた状態で固着される固着部を有し、前記固着部は、前記車載用吸音材が前記基材に押し込まれてなる凹部を有し、前記凹部は、前記基材と前記固着部の少なくとも一部が超音波振動によって変性することによって固着されており、前記凹部の周縁部に、前記凹部の深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位部を有している。 One of the characteristics of the fixed structure of the automotive sound absorbing material is the base material, which is a fiber molding containing thermoplastic synthetic resin, and the laminate of a planar fiber web containing thermoplastic synthetic fiber and non-woven fabric. a sound absorbing material, wherein the base material has a sound absorbing surface that absorbs noise inside and outside the vehicle, and a crimped portion that is relatively compressed in a thickness direction relative to the sound absorbing surface; The material has a fixing portion in which the in-vehicle sound absorbing material is superimposed and fixed to the sound absorbing surface of the base material, and the fixing portion is formed by pressing the in-vehicle sound absorbing material into the base material. It has a concave portion, and the concave portion is fixed by denaturing the base material and at least a part of the fixing portion by ultrasonic vibration, and the depth of the concave portion is directed to the outer periphery at the peripheral edge portion of the concave portion. It has a displacement part that becomes shallower as it goes.
上記構成の一つの特徴及び利点は、基材の板厚が相対的に厚い吸音面に、車載用吸音材が固着されている。固着部は、基材の設定された深さまで押し込まれて形成された凹部を有している。凹部は、その周縁部に、凹部の深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位部を有している。この凹部の形状によって、周縁部において吸音材が引っ張られる力が緩やかに抑えられており、吸音材の固着部の周縁における破れの発生が抑制されている。また、固着部は、変位部を含んだ凹部全体に亘って超音波振動が伝わり、基材と固着部が超音波振動の振動エネルギーによって変性し固着されている。これにより、繊維成形体である基材に超音波振動を十分に伝えられる深さ位置において吸音材が固着されると共に、外部からの負荷に対し安定した吸音材の固着強度が維持される。 One of the features and advantages of the above configuration is that the vehicle-mounted sound absorbing material is fixed to the sound absorbing surface of the base material having a relatively thick plate thickness. The fixing part has a recess formed by being pushed into the base material to a set depth. The concave portion has a displacement portion in the peripheral portion thereof, the depth of the concave portion becoming shallower toward the outer circumference. Due to the shape of this concave portion, the force with which the sound absorbing material is pulled at the peripheral edge portion is moderately suppressed, and the occurrence of tearing at the peripheral edge of the fixing portion of the sound absorbing material is suppressed. In addition, the ultrasonic vibration is transmitted to the fixed portion over the entire concave portion including the displacement portion, and the base material and the fixed portion are denatured and fixed by the vibration energy of the ultrasonic vibration. As a result, the sound absorbing material is fixed at a depth position where ultrasonic vibrations can be sufficiently transmitted to the base material, which is a fiber molded body, and the fixing strength of the sound absorbing material is maintained stably against the load from the outside.
上記車載用吸音材の固定構造について、前記変位部は、前記基材とは反対側に向かって凸となる凸曲面形状を呈する構成であっても良い。 In the fixing structure of the in-vehicle sound absorbing material, the displacement portion may have a convex curved surface shape that protrudes toward the side opposite to the base material.
上記構成の一つの特徴及び利点は、固着部の凹部における変位部は、基材に対して反対側に凸となる凸曲面形状を呈する。これにより、基材の設定された深さまで押し込まれた吸音材が固着部の周縁において引っ張られる力を、より緩やかにすることができる。 One of the features and advantages of the above configuration is that the displacement portion in the concave portion of the fixing portion presents a convex curved shape that is convex on the opposite side with respect to the base material. As a result, the force with which the sound absorbing material pushed to the set depth of the base material is pulled at the peripheral edge of the fixing portion can be made more gentle.
本発明は、上記構成または生産方法をとることにより、繊維系基材の深い位置で超音波振動により車載用吸音材を固着すると共に、固着箇所において安定した固着強度が維持される車載用吸音材固定用超音波ホーン、車載用吸音材の固定構造を生産する方法、及び車載用吸音材の固定構造を提供できる。 According to the present invention, by adopting the above configuration or production method, the vehicle-mounted sound absorbing material can be fixed by ultrasonic vibration at a deep position in the fiber-based base material, and a vehicle-mounted sound absorbing material can maintain a stable fixing strength at the fixing point. A method for producing an ultrasonic horn for fixing, a fixing structure for a sound absorbing material for a vehicle, and a fixing structure for a sound absorbing material for a vehicle can be provided.
以下に、本発明の実施形態について、図1から図7を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.
<車載用吸音材の固定構造>
本実施形態に係る車載用吸音材の固定構造として、車両用外装材1の構造を例に挙げて説明する。車両用外装材1としては、ボディアンダーカバーやエンジンアンダーカバー等が挙げられる。例えばボディアンダーカバーは、車両の下方を流通する気流の空気抵抗を抑制するために車両下面を覆うように車両の下部に装着される。図1に示すように、車両用外装材1は、熱可塑性合成樹脂を含んだ繊維成形体である基材2と、熱可塑性合成繊維を含んだ面状の繊維ウェブと不織布の積層体である吸音材3(車載用吸音材)を有する。吸音材3は、車両下面と基材2の間に位置するように、基材2に固定される。
<Fixation structure of automotive sound absorbing material>
As a fixing structure of the vehicle-mounted sound absorbing material according to the present embodiment, the structure of the vehicle
基材2は、熱可塑性合成樹脂と繊維補強材を有する繊維層を含んで、三次元の面形状に成形された繊維成形体である。繊維層の一方面又は両面に適宜、熱可塑性合成樹脂等による不織布が積層されていてもよい。繊維層は、クロスレイヤー、エアレイ等に代表される乾式法、または抄紙法に代表される湿式法のいずれの製法を選択しても形成できる。上記乾式法における熱可塑性合成樹脂は、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維等の熱可塑性合成繊維が選択され得る。湿式法(抄紙法)を用いる場合の熱可塑性合成樹脂は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン等の粉末が選択され得る。繊維補強材は、ガラス繊維、バサルト繊維、カーボン繊維のほか、ケナフ(洋麻)、竹等の天然繊維が適宜選択され得る。
The
吸音材3は、熱可塑性合成繊維を含んだ面状の繊維ウェブの両面に、カバー層として熱可塑性合成繊維を含んだ面状の不織布が積層されている。吸音材3は、固着される基材2に対応した形状に成形されており、その周縁に沿って全周に亘って繊維ウェブが厚さ方向に圧縮されている。熱可塑性合成繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、ポリエステル繊維等、及びそれらの混合物からなる群から選択できる。カバー層の不織布は、撥水加工が施されていてもよい。
The
基材2は、車両内外の騒音を吸音する吸音面10と、吸音面10よりも相対的に厚さ方向に圧縮された圧着部12を有している。圧着部12は、吸音面10と比べて強度が強く、繊維成形体の剛性を保持する。圧着部12は、基材2の車両下面に沿った面上のほか、基材2の外周縁から車両側に屈曲して延出し、車両下面と連結されるフランジ部分に設けられている。繊維成形体である基材2に板厚の異なる吸音面10と圧着部12を設けることにより、基材2の吸音機能と形状保持の両立を図ることができる。なお、基材2の形状、吸音面10と圧着部12の配置は、車両下面の形状に応じて適宜設定される。吸音面10には、吸音材3が基材2の車両下面と対向する面に重ねられた状態で固定されている。吸音材3は、その外周縁に沿って複数の固着部14を有しており、固着部14において吸音面10に固着されている。
The
固着部14は、図2、図3に示すように、吸音材3が基材2に押し込まれてなる凹部15を有している。凹部15は、平面視において円形状を呈し、底面部17と変位部18を有している。底面部17は、凹部15の深さが最も深い部位であり、円形平面状を呈する。変位部18は、凹部15の周縁部において、凹部15の深さが外周に向かうにつれて浅くなる部位であり、基材2とは反対側に向かって凸となる凸曲面形状を呈する。なお、変位部18の形状は、例えば丸面、R面、さじ面(フィレット)、角面、C面等、適宜選択できる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixed
凹部15は、基材2と固着部14の少なくとも一部が超音波振動によって変性することによって固着されている。具体的には、基材2に含まれる熱可塑性合成樹脂と、吸音材3に含まれる熱可塑性合成繊維が、超音波振動の振動エネルギーによって熱溶融し、固化することにより溶着されている。ここで、基材2と固着部14が超音波振動によって変性した部位を変性部15aとする。変性部15aは、底面部17と変位部18に亘って形成されている。
The
<車載用吸音材固定用超音波ホーンの構成>
次に、本実施形態に係る車載用吸音材固定用超音波ホーンとして、超音波溶着を施す工具ホーン5を例に挙げて説明する。工具ホーン5は、熱可塑性合成樹脂を含んだ繊維成形体である基材2上に重ねられた吸音材3の固着部14が、基材2に固着されてなる車載用吸音材の固定構造を生産する用に供されるものである。
<Structure of ultrasonic horn for fixing automotive sound absorbing material>
Next, a
工具ホーン5は、金属材料からなり、軸方向に長い棒状に成形されている。図4、図5に示すように、工具ホーン5は、超音波振動子から入力された超音波振動を軸方向に伝達する伝達部21を有している。伝達部21は、超音波振動子に接続される円柱状の大径部21aと、大径部21aから先端21bに向かって大径部21aより外径が小さくなるように延出した小径部21cを有している。工具ホーン5は、伝達部21の先端21bに押圧面23を有している。押圧面23は、吸音材3(車載用吸音材)の固定構造の生産にあたり、吸音材3の表面に対向する面であり、固着部14を基材2に押し込む押圧力を固着部14に作用させる。伝達部21は、押圧面23から固着部14に向かう超音波振動の伝達を実現させる。
The
押圧面23は、端面部25と変位エリア26を有している。端面部25は、工具ホーン5の軸方向からみて円形平面状を呈し、固着部14の基材2への押し込み深さが最も深くなる部位である。変位エリア26は、押圧面23の周縁部、すなわち端面部25の外周側に設定されており、固着部14の基材2への押し込み深さが外周に向かうにつれて浅くなる形状を呈している。本実施形態においては、固着部14に押圧力を作用させる際に基材2とは反対側に向かって凹となる凹曲面形状を呈している。なお、変位エリア26の形状は、例えばさじ面(フィレット)、丸面、R面、角面、C面等、適宜選択できる。
The
工具ホーン5の押圧面23に変位エリア26を設けることにより、固着部14の凹部15は、底面部17から外周に向かうにつれて深さが浅くなるように展開した形状に形成される。よって、工具ホーン5によって吸音材3が基材2に押し込まれた際に、吸音材3が引っ張られる力が緩やかになり、凹部15の周縁部における破れの発生を抑制できる。また、底面部17だけでなく、凹部15の周縁部すなわち変位部18においても超音波溶着により変性部15aが形成される。したがって、変位部18に破れが発生した場合であっても、固着部14は変位部18を含んだ凹部15全体に亘って溶着されるため、固着強度を維持できる。このように、押圧面23は、固着部14における破れの発生部位が凹部15の内側に収まるように、形状設定されている。
By providing the
工具ホーン5の形状や大きさは、基材2と吸音材3の素材、板厚等により適宜設定される。例えば基材2の吸音面10の板厚に対して、振動エネルギーが十分に伝わり固着部14と基材2が熱溶着されるように、凹部15の径又は幅、深さ等が設定される。この凹部15の大きさに対応して、工具ホーン5の押圧面23の形状や大きさが設定される。また、端面部25の平面形状は円形に限られず、他の形状を任意に選択してもよい。
The shape and size of the
<車載用吸音材の固定構造を生産する工程>
次に、上記実施形態に係る車載用吸音材の固定構造を生産する工程について説明する。車両用外装材1の基材2を構成する繊維成形体は、熱可塑性合成樹脂と繊維補強材を含む繊維層に他の不織布を積層させた積層体を加熱軟化処理する加熱工程と、加熱工程で加熱された積層体をプレス型により両面から挟んで冷却しながら加圧するプレス成形工程を経て、車両下面に沿った三次元の面形状に成形される。プレス成形工程においては、吸音面10と圧着部12が成形される。吸音面10は、車両内外の騒音を吸音する面である。圧着部12は、吸音面10よりも相対的に厚さ方向に圧縮された部位である。圧着部12は、基材2の車両下面に沿った面上のほか、基材2の外周縁から車両側に屈曲して延出し、車両下面と連結されるフランジ部分に設けられる。
<Process of producing fixing structure for automotive sound absorbing material>
Next, a description will be given of the process of producing the structure for fixing the vehicle-mounted sound absorbing material according to the above-described embodiment. The fiber molded body that constitutes the
車両用外装材1の基材2と吸音材3は、上記工具ホーン5を使用することにより、押圧工程と固着工程を経て固着される。具体的には、図6に示すように、繊維成形体である基材2を基台(不図示)の上に載置し、基材2の吸音面10上に吸音材3を積層させる。吸音材3は、その外周縁に沿って固着部14を有している。押圧工程では、図7に示すように、基材2上に重ねられた状態の吸音材3の固着部14に対し、厚さ方向に工具ホーン5の押圧面23から押圧力を作用させる。押圧力で固着部14が基材2に押し込まれることにより、固着部14において押圧面23と接する部位に凹部15が形成される。
By using the
固着工程では、工具ホーン5によって基材2に押し込まれた状態の固着部14に、工具ホーン5の伝達部21から押圧面23を介して超音波振動を伝達する。超音波振動の振動エネルギーによって、凹部15における基材2と固着部14の少なくとも一部を変性させて固着させる。すなわち、基材2に含まれる熱可塑性合成樹脂と、吸音材3に含まれる熱可塑性合成繊維を振動エネルギーによって熱溶融させて固化させる、超音波溶着が施される。
In the fixing step, ultrasonic vibration is transmitted from the
超音波溶着が施された固着部14において、押圧面23の端面部25と接する部位に凹部15の深さが最も深い部位である底面部17が形成され、変位エリア26と接する部位に凹部15の深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位部18が形成される。底面部17は、円形平面状を呈する。変位部18は、基材2とは反対側に向かって凸となる凸曲面形状を呈する。図2を参照として、基材2と固着部14が変性して固着した変性部15aは、底面部17と変位部18に亘って形成されている。
In the fixed
上記実施形態に係る構成によれば、工具ホーン5(車載用吸音材固定用超音波ホーン)の押圧面23によって、吸音材3(車載用吸音材)の固着部14を基材2に押し込む押圧力が固着部14に作用する。固着部14は、超音波振動の振動エネルギーにより基材2と吸音材3が変性することによって固着される。押圧面23の周縁部は、固着部14の基材2への押し込み深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位エリア26が設定されている。工具ホーン5に押し込まれた固着部14は、押圧面23の形状に合わせて凹むため、押圧面23の変位エリア26に接する部位は相対的に押圧力が小さくなり、吸音材3が引っ張られる力を緩やかにできる。また、押圧面23によって、固着部14はその周縁の浅い部位においても超音波振動が伝わり、固着される。これにより、繊維成形体である基材2に超音波振動を十分に伝えられる深さ位置まで吸音材3を押し込み、吸音材3を固着すると共に、工具ホーン5によって固着された固着部14の周縁に、破れが発生することを抑制できる。
According to the configuration according to the above-described embodiment, the
また、工具ホーン5の変位エリア26は、押圧力を作用させる際に基材2とは反対側に向かって凹となる凹曲面形状を呈する。これにより、押圧面23によって吸音材3の固着部14に押圧力が作用した際に、吸音材3が固着部14の周縁において引っ張られる力をより緩やかにすることができる。
Further, the
上記吸音材3の固定構造を生産する工程では、押圧面23に変位エリア26を有する工具ホーン5を用いて、繊維成形体である基材2に吸音材3を固定する。押圧工程において、押圧面23に押し込まれた吸音材3の固着部14は、変位エリア26に接触する部位において受ける押圧力が相対的に緩やかになる。これにより、固着部14が引っ張られる力も緩やかになり、固着部14の周縁に破れが発生することを抑制できる。また、固着工程において、超音波振動が押圧面23を介して基材2と固着部14に伝達され、基材2と固着部14の少なくとも一部が超音波振動の振動エネルギーにより変性する。これにより、固着部14はその周縁の浅い部位においても固着されるため、外部からの負荷に対し安定した固着強度を維持し得る。
In the process of producing the fixing structure of the
上記吸音材3の固定構造は、基材2の板厚が相対的に厚い吸音面10に、吸音材3が固着されている。固着部14は、基材2の設定された深さまで押し込まれて形成された凹部15を有している。凹部15は、その周縁部に、凹部15の深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位部18を有している。この凹部15の形状によって、周縁部において吸音材3が引っ張られる力が緩やかに抑えられており、吸音材3の固着部14の周縁における破れの発生が抑制されている。また、固着部14は、変位部18を含んだ凹部15の全体に亘って超音波振動が伝わり、基材2と固着部14が超音波振動の振動エネルギーによって変性し固着されている。これにより、繊維成形体である基材2に超音波振動を十分に伝えられる深さ位置において吸音材3を固着すると共に、外部からの負荷に対し安定した吸音材3の固着強度が維持される。
In the fixing structure of the
また、吸音材3の固定構造について、固着部14の凹部15における変位部18は、基材2に対して反対側に凸となる凸曲面形状を呈する。これにより、基材2の設定された深さまで押し込まれた吸音材3が固着部14の周縁において引っ張られる力を、より緩やかにすることができる。
Further, regarding the fixing structure of the
工具ホーン5の押圧面23に設けられた変位エリア26によって、凹部15の周縁部に、変位部18が形成される。変位部18は、底面部17から外周に向かうにつれて凹部15の深さが浅くなるように展開した形状に形成される。これにより、工具ホーン5によって吸音材3が基材2に押し込まれた際、変位部18において吸音材3が急激に引っ張られて破れが発生することを抑制でき、固着部14の固着強度の向上を図ることができる。また、固着部14は、底面部17だけでなく、変位部18も押圧面23を介して超音波振動が伝わり、溶着された変性部15aが形成される。これにより、変位部18に破れが発生した場合であっても、破れの発生部位が凹部15の内側すなわち溶着される範囲内に収まり、安定した固着強度を維持できる。
A
工具ホーン5は、凹部15の深さに対応して変位エリア26の深さ(高さ)が設定されている。これにより、手作業で超音波溶着を施す場合においても基材2に対する押し込みの深さを目視で確認し易く、適切な深さで溶着できる。よって、凹部15の深さのばらつきが抑えられ、固着強度の安定を図ることができる。
The depth (height) of the
本発明に係る車載用吸音材固定用超音波ホーン、車載用吸音材の固定構造を生産する方法、及び車載用吸音材の固定構造は、上記実施形態において説明した外観、構成に限られず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除、構成の組み合わせにより、その他各種の形態で実施できるものである。例えば、本実施形態の車載用吸音材の固定構造として、車両用外装材に吸音材を固定した例を示したが、これに限られず、繊維系基材を用いた車両用内装材にも適用できる。 The ultrasonic horn for fixing an in-vehicle sound absorbing material, the method for producing the fixing structure of the in-vehicle sound absorbing material, and the fixing structure of the in-vehicle sound absorbing material according to the present invention are not limited to the appearance and configuration described in the above embodiments, and the present invention Various modifications, additions, deletions, and combinations of configurations can be implemented in various other forms without changing the gist of the invention. For example, as the fixing structure of the in-vehicle sound absorbing material of the present embodiment, an example in which the sound absorbing material is fixed to the vehicle exterior material is shown, but it is not limited to this, and can also be applied to a vehicle interior material using a fiber-based base material. can.
1 車両用外装材
2 基材
3 吸音材(車載用吸音材)
5 工具ホーン(車載用吸音材固定用超音波ホーン)
10 吸音面
12 圧着部
14 固着部
15 凹部
15a 変性部
17 底面部
18 変位部
21 伝達部
23 押圧面
25 端面部
26 変位エリア
1
5 Tool horn (ultrasonic horn for fixing automotive sound absorbing material)
10
Claims (5)
前記車載用吸音材の固定構造の生産にあたり、前記固着部を前記基材に押し込む押圧力を前記固着部に作用させる押圧面と、
前記押圧面から前記固着部に向かう超音波振動の伝達を実現させる伝達部と、を有し、
前記押圧面は、その周縁部に、前記固着部の前記基材への押し込み深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位エリアが設定された形状を呈する、車載用吸音材固定用超音波ホーン。 It is used to produce a fixing structure of an in-vehicle sound absorbing material in which a fixed portion of the in-vehicle sound absorbing material is superimposed on a base material that is a fiber molded body containing a thermoplastic synthetic resin and fixed to the base material. An ultrasonic horn for fixing an in-vehicle sound absorbing material,
a pressing surface for applying a pressing force to the fixing portion to press the fixing portion into the base material in the production of the structure for fixing the vehicle-mounted sound absorbing material;
a transmission part that realizes transmission of ultrasonic vibration from the pressing surface toward the fixing part,
An ultrasonic horn for fixing an on-vehicle sound absorbing material, wherein the pressing surface has a shape in which a displacement area is set on the peripheral edge of the pressing surface so that the pressing depth of the fixing portion into the base material becomes shallower toward the outer periphery.
前記変位エリアは、前記押圧力を作用させる際に前記基材とは反対側に向かって凹となる凹曲面形状を呈する、車載用吸音材固定用超音波ホーン。 The ultrasonic horn for fixing an in-vehicle sound absorbing material according to claim 1,
The ultrasonic horn for fixing an on-vehicle sound absorbing member, wherein the displacement area has a concave curved surface shape that becomes concave toward the side opposite to the base material when the pressing force is applied.
前記基材上に重ねられた状態の前記車載用吸音材の前記固着部に前記超音波ホーンの前記押圧面から前記押圧力を作用させ、もって前記固着部を前記基材に押し込む押圧工程と、
前記基材に押し込まれた状態の前記固着部に前記超音波ホーンの前記伝達部から超音波振動を伝達し、前記基材と前記固着部の少なくとも一部を超音波振動によって変性させて固着させる固着工程と、を有する、車載用吸音材の固定構造を生産する方法。 A method for producing a structure for fixing an in-vehicle sound absorbing material using the ultrasonic horn for fixing an in-vehicle sound absorbing material according to claim 1 or 2, comprising:
a pressing step of applying the pressing force from the pressing surface of the ultrasonic horn to the fixed portion of the in-vehicle sound absorbing material in a state of being superimposed on the base material, thereby pushing the fixed portion into the base material;
Ultrasonic vibration is transmitted from the transmission part of the ultrasonic horn to the fixing part in a state of being pushed into the base material, and at least a part of the base material and the fixing part are denatured by the ultrasonic vibration and fixed to each other. and a fixing step for producing a fixing structure for a vehicle-mounted sound absorbing material.
熱可塑性合成樹脂を含んだ繊維成形体である基材と、
熱可塑性合成繊維を含んだ面状の繊維ウェブと不織布の積層体である車載用吸音材と、を有し、
前記基材は、車両内外の騒音を吸音する吸音面と、前記吸音面よりも相対的に厚さ方向に圧縮された圧着部とを有し、
前記車載用吸音材は、前記基材の前記吸音面に前記車載用吸音材が重ねられた状態で固着される固着部を有し、
前記固着部は、前記車載用吸音材が前記基材に押し込まれてなる凹部を有し、
前記凹部は、前記基材と前記固着部の少なくとも一部が超音波振動によって変性することによって固着されており、前記凹部の周縁部に、前記凹部の深さが外周に向かうにつれて浅くなる変位部を有している、車載用吸音材の固定構造。 A fixing structure for an in-vehicle sound absorbing material,
a base material that is a fiber molding containing a thermoplastic synthetic resin;
A planar fiber web containing thermoplastic synthetic fibers and an in-vehicle sound absorbing material that is a laminate of a nonwoven fabric,
The base material has a sound absorbing surface that absorbs noise inside and outside the vehicle, and a crimping portion that is relatively compressed in the thickness direction relative to the sound absorbing surface,
The in-vehicle sound absorbing material has a fixing portion that is fixed to the sound absorbing surface of the base material in a state where the in-vehicle sound absorbing material is superimposed,
The fixing portion has a recess formed by pressing the in-vehicle sound absorbing material into the base material,
The recess is fixed by denaturation of at least a part of the base material and the fixing portion by ultrasonic vibration, and a displacement portion in which the depth of the recess becomes shallower toward the outer periphery is provided on the peripheral edge of the recess. A fixing structure for an in-vehicle sound absorbing material.
前記変位部は、前記基材とは反対側に向かって凸となる凸曲面形状を呈する、車載用吸音材の固定構造。 A fixing structure for a vehicle-mounted sound absorbing material according to claim 4,
The fixing structure of the vehicle-mounted sound absorbing material, wherein the displacement portion has a convex curved surface shape that protrudes toward the side opposite to the base material.
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