JP5039450B2 - 吸音構造体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数の空隙を有する空隙層が外面層によって覆われるとともに、その外面層に空隙層の空隙に連通する孔部が形成された吸音構造体を製造する製造方法及び製造装置に関する。

従来より、この種の吸音構造体の製造装置として、例えば、特許文献１に開示されているようなものが知られている。特許文献１の製造装置は、第１型と第２型とを備えている。第１型は、第２型に対面する対面型とこの対面型の背面側に位置する背面型とを有しており、型閉め状態で対面型と第２型との間にキャビティが形成されるようになっている。また、対面型には、キャビティに連通する連通孔が多数形成され、背面型には、各連通孔に連通する樹脂溜め部が形成されている。連通孔は、樹脂溜め部に近づくに従って大径となるように形成されている。この製造装置で吸音構造体を製造する場合には、まず、第１型と第２型とを型締めした状態で、繊維を混入した樹脂材をキャビティに供給する。この樹脂材は、対面型の連通孔を通って樹脂溜め部に溜まる。連通孔及び樹脂溜め部に溜まった樹脂は、連通孔の内径が樹脂溜め部に近づくに従って大径となっているため、アンカー形状となる。そして、第１型を後退させてキャビティ容積を拡大させることにより、樹脂材に混入した繊維によってスプリングバック現象を起こし、空隙層を形成する。これにより、多数の空隙を有する空隙層と外面層とを備えた中間成形品が得られる。その後、連通孔及び樹脂溜め部で固化したアンカー形状の樹脂タブを、第１型内で対面型及び背面型を移動させて中間成形品の本体部分から引っ張って離脱させる。すると、樹脂タブが離脱した跡が、空隙層の空隙に連通する孔部となり、吸音構造体が得られる。
特開２００５−３４９７５８号公報

しかしながら、上記特許文献１の製造装置では、第１型内で樹脂タブを成形して中間成形体から離脱させるために、第１型に対面型と背面型とを設け、別々に移動させるようにしている。このような構造であるため、型構造が複雑になって型費の高騰を招き、吸音構造体のコストが上がる。

また、特許文献１のものでは、樹脂タブを中間成形品から離脱させるとき、引っ張るようにしているので、樹脂タブの形状を中間成形品の本体部分から離れるに従って大径となるアンカー形状とし、これによって、樹脂タブを対面型で引っ張る際に、樹脂タブが対面型から抜けないようにしている。このように、樹脂タブをアンカー形状にする場合には、樹脂タブに、外面層の孔部の径よりも大径な部分を形成することになるので、材料の使用量が無駄に増えてコストが上がるとともに、樹脂タブを形成する樹脂の固化時間が長くなって１回の成形サイクルに要する時間が長引いてしまう。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外面層に孔部が形成された吸音構造体を製造する場合に、成形型の構造をシンプルにするとともに、材料の使用量を抑制し、しかも、１回の成形サイクルに要する時間を短縮して、コストを低減することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明では、多数の空隙を有する空隙層と、該空隙層を覆う外面層とを備え、該外面層に該空隙層の空隙に連通する孔部が形成された吸音構造体の製造方法であって、第１型と第２型を型締めして形成されるキャビティ内に樹脂材を供給して、その後、上記第１型と上記第２型との一方を他方から離して上記樹脂材を膨張させることにより多数の空隙を有する空隙層を形成するとともに、中実の柱状部が外方へ向けて突出するように形成された外面層を得て、該外面層の裏面に上記柱状部に対応する窪みを形成して中間成形体を得る成形工程と、上記中間成形体の柱状部に対しその側方から荷重を作用させて、該柱状部を基端部から折って上記中間成形体から離脱させることにより、上記空隙に連通する上記孔部を形成する孔部形成工程とを備える構成とする。

第２の発明では、第１の発明において、孔部形成工程では、中間成形体の柱状部を、離脱用器具に形成された挿入孔に挿入した状態で折る構成とする。

第３の発明では、第１の発明において、孔部形成工程では、離脱用器具を中間成形体の柱状部に対しその側方から押し当てることにより、柱状部を折る構成とする。

第４の発明では、多数の空隙を有する空隙層と、該空隙層を覆う外面層とを備え、該外面層に該空隙層の空隙に連通する孔部が形成された吸音構造体の製造装置であって、樹脂材が供給されるキャビティを有し、樹脂材を該キャビティ内で膨張させることによって多数の空隙が形成された空隙層を得るとともに、中実の柱状部が外方へ向けて突出するように形成された外面層を得て、該外面層の裏面に上記柱状部に対応する窪みが形成された中間成形体を成形する成形型と、上記中間成形体の柱状部に対しその側方から荷重を作用させて、該柱状部を基端部から折って上記中間成形体から離脱させる離脱用器具とを備えている構成とする。

第１の発明によれば、多数の空隙を有する空隙層と外面層とを備えた中間成形体の外面層に柱状部を形成し、この柱状部に対し側方から荷重を作用させて折ることにより、空隙に連通する孔部を形成するようにしたので、孔部を形成するにあたって、従来のようにアンカー形状を設定せずに済む。これにより、成形型の型構造をシンプルにして型費を低減でき、しかも、柱状部をアンカー形状にしなくて済む分、樹脂の使用量を抑制できるとともに、柱状部が固化する時間を短くして１回の成形サイクルに要する時間を短縮できる。その結果、吸音構造体のコストを低減することができる。

第２の発明によれば、中間成形体の柱状部を離脱用器具の挿入孔に挿入し、この状態で、離脱用器具を動かして柱状部を折るようにしたので、柱状部を折る際に該柱状部が離脱用器具から外れにくく、柱状部を確実に折ることができる。

第３の発明によれば、離脱用器具を中間成形体の柱状部に側方から押し当てることにより、柱状部を折るようにしたので、離脱用器具の構造をシンプルにしながら、柱状部を確実に折ることができる。

第４の発明によれば、成形型を用いることで、外面層に柱状部が形成された中間成形体を得ることができる。そして、離脱用治具を用いて、柱状部に対し側方から荷重を作用させて該柱状部を折るようにしたので、中間成形体に、従来のようにアンカー形状を設定することなく、孔部を形成することができる。これにより、第１の発明と同様に、吸音構造体のコストを低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る製造装置及び製造方法を用いて製造された吸音構造体を示すものである。この実施形態の説明では、製造装置及び製造方法の説明をする前に、吸音構造体について説明する。

吸音構造体１は、樹脂材を成形してなり、例えば、自動車の車体構成部材の車室内側に取り付けられる内装材として利用することができるものである。吸音構造体１は、図１に示すように、板状をなす本体部１０と、本体部１０の周縁部から本体部１０の厚み方向に延びる周壁部２０とを備えている。吸音構造体１を構成する樹脂材としては、例えば、ポリプロピレンにガラス繊維を混合したものを用いることができる。

図２に示すように、上記本体部１０の内部は、全体に亘って多数の空隙を有する空隙層１１で構成されている。空隙層１１の表側及び裏側は、スキン状に形成された表面層１２及び裏面層１３でそれぞれ覆われている。これら表面層１１及び裏面層１３の外面は、平坦面で構成されている。また、空隙層１１の外周部は、表面層１１及び裏面層１３に連続する周面層（図示せず）で覆われている。上記表面層１２、裏面層１３及び周面層の厚さは、空隙層１１よりも薄く設定されている。また、表面層１２、裏面層１３及び周面層は、ソリッドで、かつ、一体成形されており、本発明の外面層を構成している。

図１１に示すように、上記表面層１２には、空隙層１１の空隙に連通する複数の孔部１５、１５、…が形成されている。各孔部１５は、略円形状とされている。これら孔部１５、１５、…の大きさや形状は任意に設定することができる。また、孔部１５、１５、…の大きさ及び形状は、互いに異ならせてもよい。

次に、吸音構造体１の製造装置について説明する。製造装置は、成形型３０（図３に示す）と離脱用器具４０（図２に示す）とを備えている。成形型３０は、固定型（第１型）３１と可動型（第２型）３２とを備えている。可動型３２が図示しない駆動装置によって駆動されて固定型３１に接離するようになっており、型締め状態では固定型３１の成形面３１ａと可動型３２の成形面３２ａとによってキャビティが形成されるようになっている。また、駆動装置は、型締め状態にある可動型３２を型開き方向に僅かに移動させて、成形途中にキャビティ容積を拡大できるように構成されている。

可動型３２の成形面３２ａは、吸音構造体１の表面層１２を形成するものである。この成形面３２ａには、表面層１２に円柱状の柱状部１６（図２にも示す）を形成するための多数の凹部３２ｂが設けられている。凹部３２ｂは、吸音構造体１の孔部１５を形成する位置に対応しており、凹部３２ｂの内径は、孔部１５の内径と略同じに設定されている。凹部３２ｂの中心線は、表面層１２に対し略垂直に延びている。つまり、この凹部３２ｂによって、表面層１２には、孔部１５を形成する位置に、該孔部１５と略同径の柱状部１６が表面層１２から垂直に突出するように形成されることになる。また、柱状部１６は、基端部から先端部に亘って同じ断面形状を有するように形成されるようになっている。また、固定型３１の成形面３１ａは、吸音構造体１の裏面層１３及び周面層を形成するものである。

図２に示すように、離脱用器具４０は、金属製のブロック部材で構成されている。この離脱用器具４０には、柱状部１６よりも僅かに大きい挿入孔４０ａが該離脱用器具４０を上下方向に貫通するように形成されている。この挿入孔４０ａは、柱状部１６が挿入されるものである。挿入孔４０ａの軸線方向の長さは、柱状部１６の軸線方向の長さよりも長く設定されている。挿入孔４０ａの内周面の下部には、下方に向けて拡径するテーパー面４０ｂが形成されており、柱状部１６を挿入孔４０ａに挿入し易くなっている。また、離脱用器具４０の下端面には、挿入孔４０ａの開口縁部近傍から上方へ向かって傾斜して延びる一対の傾斜面４０ｃ、４０ｄが該挿入孔４０ａを挟むようにして形成されている。

次に、上記のように構成された製造装置を用いて吸音構造体１を製造する場合について説明する。まず、成形型３０の固定型３１と可動型３２とを型締めしてキャビティを形成するとともに、図示しない射出成形機によって、ポリプロピレンと補強用ガラス繊維とを混練して溶融樹脂材を得る。この溶融樹脂材を射出成形機のノズルから成形型のキャビティに射出する。この際、可動型３２を前進位置としてキャビティの容積を小さくし、溶融樹脂材に圧縮力を作用させる。溶融樹脂材を射出してから所定時間が経過して表面層１２、裏面層１３及び周面層が形成されたら、可動型３２を後退させる。これにより、いわゆるスプリングバック現象が生じる。このスプリングバック現象により、キャビティ内で圧縮力を受けていた補強用ガラス繊維が、その弾性力により復元して表面層１２、裏面層１３、周面層以外の溶融樹脂材が膨張する。これにより、図３（ｂ）に示すように、表面層１２と裏面層１３との間に多数の空隙を有する空隙層１１が形成され、中間成形体Ａが得られる。この中間成形体Ａの表面層１２には、可動型３２の成形面３２ａの凹部３２ｂにより、孔部１５を形成する位置に、該孔部１５と略同径の柱状部１６が表面層１２から垂直に突出するように形成される。この柱状部１６は、中実であるため、表面層１２や裏面層１３に比べて樹脂材の固化時間が長めになり、表面層１２の裏面には、柱状部１６の形状に対応してヒケが生じ、表面側へ円形の窪み１２ａが形成される。この柱状部１６は、アンカー形状となっていないため、従来の樹脂タブよりも固化時間が短縮される。以上が、成形工程である。

次いで、中間成形体Ａを成形型３０から脱型した後、表面層１２に孔部１５、１５、…を形成する孔部形成工程に移る。この孔部形成工程では、図２（ｂ）に示すように、はじめに、離脱用器具４０の挿入孔４０ａに柱状部１５を挿入する。このとき、柱状部１５の全体を挿入孔４０ａに挿入しておく。そして、図２（ｃ）に示すように、離脱用器具４０を、一方の傾斜面４０ｃが中間成形体Ａの表面に接近するように傾ける。これにより、柱状部１６に対しその側方から荷重が作用する。すると、柱状部１６の形状に対応するように表面層１２の裏面に窪み１２ａが形成されていて脆弱部となっているので、柱状部１６は、基端部から折れる。柱状部１６が折れると、その跡に、空隙層１１の空隙に連通する孔部１５が開口し、吸音構造体１が得られる。

以上説明したように、この実施形態によれば、中間成形体Ａの表面層１２に柱状部１６を形成し、この柱状部１６に対し側方から荷重を作用させて折ることにより、空隙に連通する孔部１５を形成するようにしている。このため、孔部１５を形成するにあたって、従来のようにアンカー形状を設定せずに済む。これにより、成形型３０の型構造をシンプルにして型費を低減でき、しかも、柱状部１６をアンカー形状にしなくて済む分、樹脂の使用量を抑制できるとともに、柱状部１６が固化する時間を短くして１回の成形サイクルに要する時間を短縮できる。その結果、吸音構造体１のコストを低減することができる。

また、中間成形体Ａの柱状部１６を離脱用器具４０の挿入孔４０ａに挿入し、この状態で、離脱用器具４０を動かして柱状部１６を折るようにしたので、柱状部１６に荷重を作用させる際に該柱状部１６が離脱用器具４０から外れにくく、柱状部１６を確実に折ることができる。

尚、上記実施形態では、離脱用器具４０に形成した挿入孔４０ａに柱状部１６を挿入し、該柱状部１６を折るようにしたが、これに限らず、例えば、図４に示す変形例１のように、離脱用器具４１に、柱状部１６に当接する当接面４１ａを設け、この当接面４１ａを柱状部１６に側方から当接させることにより、荷重を作用させるようにしてもよい。すなわち、変形例１の離脱用器具４１の当接面４１ａは、離脱用器具４１の側面に形成されており、上側へ行くほど側方へ大きく突出するように傾斜して延びている。この離脱用器具４１を使用する場合には、まず、図４（ａ）に示すように、離脱用器具４１を、その底面が中間成形体Ａの表面に接触するように配置する。そして、離脱用器具４１を中間成形品Ａの表面に沿わせて柱状部１６に接近する方向へ移動させていく。すると、当接面４１ａが上記のように傾斜していることから、当接面４１ａが柱状部１６の先端部に当接する。これによって側方からの荷重を受けた柱状部１６は、基端部から折れて傾いていき、やがて、図４（ｂ）に示すように、柱状部１６は、軸線方向両端に亘って当接面４１ａに当接する。これにより、柱状部１６が完全に折れて中間成形体Ａから離脱し、孔部１５が形成される。

また、図５に示す変形例２のように、離脱用器具４２の側面を、変形例１の当接面４１ａとは逆方向、即ち、下側へ行くほど側方へ大きく突出するように形成してもよい。この側面の下端部が、柱状部１６に当接する当接部４２ａとされている。この変形例２の離脱用器具４２を使用する場合には、まず、図５（ａ）に示すように、離脱用器具４２を柱状部１６の上方に位置付けた後、図５（ｂ）に示すように、下方へ移動させて離脱用器具４２の底面を中間成形体Ａの表面に接触するように配置する。そして、離脱用器具４２を中間成形品Ａの表面に沿わせて柱状部１６に接近する方向へ移動させていく。すると、当接部４２ａが柱状部１６の基端部に当接する。このようにして側方からの荷重を受けた柱状部１６は、図５（ｃ）に示すように、基端部から折れて中間成形体Ａから離脱し、孔部１５が形成される。

また、図６に示す変形例３のように、離脱用器具４２の底面における当接部４２ａ側に傾斜面４２ｂを設けるようにしてもよい。傾斜面４２ｂは、当接部４２ａに近づくに従って上方に位置するように傾斜している。この変形例３の離脱用器具４２によっても、中間成形体Ａの柱状部１６を折って孔部１５を形成することができる。

また、中間成形体Ａに形成する柱状部１６は、角柱状であってもよい。また、柱状部１６は、先端側を基端側よりも細く形成してもよい。

また、吸音構造体１は、自動車の荷室等に取り付けてもよいし、自動車以外にも、船舶や航空機、家屋等に取り付けることもできる。また、吸音構造体１を自動車のエンジンルームにおいてエンジンのシリンダヘッドに取り付けるようにしてもよく、この場合には、表面層１２がシリンダヘッドに向くように配置するのが好ましい。

以上説明したように、本発明に係る吸音構造体の製造方法及び製造装置は、例えば、自動車に取り付けられる内装材を製造するのに用いることができる。

吸音構造体の斜視図である。 孔部形成工程を説明する断面図であり、（ａ）は、離脱用器具を柱状部の上方に配置した状態を示し、（ｂ）は、離脱用器具の挿入孔に柱状部を挿入した状態を示し、（ｃ）は、柱状部を折った状態を示す。 成形工程を説明する断面図であり、（ａ）は、成形型を開いた状態を示し、（ｂ）は、中間成形体を成形した状態を示す。 変形例１に係る図２相当図である。 変形例２に係る図２相当図である。 変形例３に係る図２相当図である。

１ 吸音構造体
１１ 空隙層
１２ 表面層（外面層）
１３ 裏面層
１５ 孔部
１６ 柱状部
３０ 成形型
３１ 固定型
３２ 可動型
４０、４１、４２ 離脱用器具
４０ａ 挿入孔

Claims (4)

1. 多数の空隙を有する空隙層（１１）と、該空隙層（１１）を覆う外面層とを備え、該外面層に該空隙層（１１）の空隙に連通する孔部（１５）が形成された吸音構造体（１）の製造方法であって、
   第１型（３１）と第２型（３２）を型締めして形成されるキャビティ内に樹脂材を供給して、その後、上記第１型（３１）と上記第２型（３２）との一方を他方から離して上記樹脂材を膨張させることにより多数の空隙を有する空隙層（１１）を形成するとともに、中実の柱状部（１６）が外方へ向けて突出するように形成された外面層を得て、該外面層の裏面に上記柱状部（１６）に対応する窪み（１２ａ）を形成して中間成形体を得る成形工程と、
   上記中間成形体の柱状部（１６）に対しその側方から荷重を作用させて、該柱状部（１６）を基端部から折って上記中間成形体から離脱させることにより、上記空隙に連通する上記孔部（１５）を形成する孔部形成工程とを備えることを特徴とする吸音構造体（１）の製造方法。
2. 請求項１に記載の吸音構造体（１）の製造方法において、
   孔部形成工程では、中間成形体の柱状部（１６）を、離脱用器具（４０）に形成された挿入孔（４０ａ）に挿入した状態で折ることを特徴とする吸音構造体（１）の製造方法。
3. 請求項１に記載の吸音構造体（１）の製造方法において、
   孔部形成工程では、離脱用器具（４１，４２）を中間成形体の柱状部（１６）に対しその側方から押し当てることにより、柱状部（１６）を折ることを特徴とする吸音構造体（１）の製造方法。
4. 多数の空隙を有する空隙層（１１）と、該空隙層（１１）を覆う外面層とを備え、該外面層に該空隙層（１１）の空隙に連通する孔部（１５）が形成された吸音構造体（１）の製造装置であって、
   樹脂材が供給されるキャビティを有し、樹脂材を該キャビティ内で膨張させることによって多数の空隙が形成された空隙層（１１）を得るとともに、中実の柱状部（１６）が外方へ向けて突出するように形成された外面層を得て、該外面層の裏面に上記柱状部（１６）に対応する窪み（１２ａ）が形成された中間成形体を成形する成形型（３０）と、
   上記中間成形体の柱状部（１６）に対しその側方から荷重を作用させて、該柱状部（１６）を基端部から折って上記中間成形体から離脱させる離脱用器具（４０，４１，４２）とを備えていることを特徴とする吸音構造体（１）の製造装置。

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