JP5487220B2 - 長尺キャビティを封止および音響減衰する方法、並びにそのために使用するインサート - Google Patents
長尺キャビティを封止および音響減衰する方法、並びにそのために使用するインサート Download PDFInfo
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Description
「本発明における使用のために選択されるキャリヤーは、内面および外面を有する。キャリヤーの断面は、多角形形状でなければならない。好ましくは、キャリヤーの断面形状は、直線および/または弧である少なくとも3つの辺を有する。1つの態様では、キャリヤーは、1つの辺で開いているかまたは部分的に開いているが、別の態様では、キャリヤーの断面形状は閉じている。例えば、キャリヤー断面は、長方形、正方形、五角形、六角形、U字形およびD字形からなる群から選択される形状を有し得る。キャリヤーの辺は、同じ長さであってもよいし、または異なる長さであってもよい。辺の長さは一般に、散逸振動波バリアが挿入される構造要素の内寸、または散逸振動波バリアが設置される構造要素の外寸に従って選択する。キャリヤーは、完全に中空であってもよいが、ある態様では、1つ以上の内部要素(例えば、ブレース、リブ、横断壁など)を有することもできる。」
a)
a1)キャビティ長軸の方向にチャンネルを有さず、
a2)220℃以下の温度に加熱したときに不活性である材料から製造されている(従って、キャリヤーはその形状を不可逆的に変えない)
2つ以上のキャリヤープレート
を含んでなる音響減衰用インサートを含んでなり、
a3)各キャリヤープレートが2つのプレート表面を有し、長縁がキャビティ長軸と本質的に平行に通り、前縁および後縁がキャビティ長軸と本質的に垂直に通っており、
a4)2つ以上のキャリヤープレートが、キャビティ長軸に平行な1つ以上のラインに沿って結合または交差し、キャビティ長軸に平行な少なくとも3つの小区域にキャビティを分割しており、キャリヤープレートの長縁が、キャビティ長軸に垂直な小区域の最長対角線より長く(従って、小区域の長さはその対角線より大きい)、
a4)2つ以上のキャリヤープレートの長縁がキャビティ長軸に本質的に平行になるよう、キャリヤープレートが長尺キャビティ内に固定されており、
a5)各小区域内において、小区域を画しているキャリヤープレート表面の少なくとも1つが、熱膨張性材料層で覆われており、
a6)キャビティ長軸に垂直な、キャリヤープレートおよび膨張性材料の合計断面積が、キャビティの対応する断面積の最大20%、好ましくは最大10%であり(従って、熱膨張性材料の発泡前、キャビティの大部分は空である)、
b)130〜220℃の範囲の温度で加熱したときに熱膨張性材料が少なくとも1000%膨張するよう、熱膨張性材料が選択されており、
c)熱膨張性材料の膨張後に、長尺キャビティの断面が、キャリヤープレート、およびキャビティ長軸に垂直な小区域の最長対角線と少なくとも同じ長さであるキャビティ長軸に平行な長さに沿った膨張材料で完全に満たされるよう(発泡材料の孔は認められるが、キャビティ軸方向のチャンネルは認められない)、キャリヤープレート上の熱膨張性材料の厚さ、および熱膨張性材料が各キャリヤープレート上を覆う面積が選択されている、
部材を提供する。
ベースポリマーの反応性に依存して、熱膨張性材料は、少なくとも1種の潜硬化剤を付加的に含んでなることができる。
8〜15重量%のブチルゴム、
20〜40重量%の、好ましくはポリイソブチレン、ポリブテンまたはそれらの混合物から選択される、ポリオレフィン、
10〜15重量%の脂肪族炭化水素樹脂、
2〜10重量%のホルムアルデヒド樹脂、
6〜20重量%、特に8〜17重量%の発泡剤
を含んでなり、100%までの残余は、例えば硫酸バリウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、白雲母、石英およびカーボンブラックから選択される、充填剤である。
40〜70重量%の、好ましくはポリイソブチレン、ポリブテンまたはそれらの混合物から選択される、ポリオレフィン、
6〜20重量%、特に8〜17重量%の発泡剤
を含んでなり、100%までの残余は、例えば硫酸バリウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、白雲母、石英およびカーボンブラックから選択される、充填剤である。
15〜30重量%のスチレンブタジエンゴム(20〜25重量%のスチレン)、
25〜40重量%の脂肪族炭化水素樹脂(粘着付与剤)、
6〜20重量%の発泡剤、
2〜6重量%のクレー処理ワックス。100%までの残余は、充填剤、発泡剤用活性剤、溶媒および他の補助剤から選択される。好ましくは、組成物は20〜40重量%の充填剤を含有する。脂肪族油、ナフテン油、水素化処理されたナフテン系留出物のような溶媒は、5〜15重量%の範囲で存在してよい。
・25〜70重量%、好ましくは35〜55重量%の少なくとも1種の熱可塑性エラストマー(好ましくはスチレン/ブタジエンコポリマーまたはスチレン/イソプレンブロックコポリマー或いはそれらの少なくとも部分的に水素化された誘導体);
・15〜40重量%、好ましくは20〜35重量%の少なくとも1種の非弾性熱可塑性樹脂(好ましくはエチレン/酢酸ビニルコポリマーまたはエチレン/メチルアクリレートコポリマー);
・0.01〜2重量%、好ましくは0.05〜1重量%の少なくとも1種の安定剤または酸化防止剤;
・6〜20重量%、好ましくは150℃の温度で加熱した際に膨張性材料を少なくとも100体積%膨張させるのに有効な量の少なくとも1種の発泡剤、
・0.5〜2重量%の少なくとも1種のオレフィン性不飽和モノマーまたはオリゴマーを任意に含有してよい、0.5〜4重量%の1種以上の硬化剤、および任意に;
・10重量%までの(例えば0.1〜10重量%の)少なくとも1種の粘着付与樹脂;
・5重量%までの(例えば0.1〜5重量%の)少なくとも1種の可塑剤;
・10重量%までの(例えば0.1〜10重量%)の少なくとも1種のワックス;
・3重量%までの(例えば0.05〜3重量%の)少なくとも1種の発泡剤用活性剤;
並びに任意に少なくとも1種の充填剤(充填剤の量は好ましくは10重量%未満、より好ましくは5重量%未満である。)を含んでなり、これらの重量パーセントは、熱膨張性材料の総重量の重量パーセントとして表されている。
a)5〜20重量%の、熱可塑性ポリウレタン、スチレン/ブタジエンブロックコポリマー、水素化スチレン/ブタジエンブロックコポリマー、スチレン/イソプレンブロックコポリマーおよび水素化スチレン/イソプレンブロックコポリマーからなる群から選択され、−25〜0.0℃の範囲のガラス転移温度を有する第一熱可塑性エラストマー、
b)15〜40重量%の、熱可塑性ポリウレタン、スチレン/ブタジエンブロックコポリマー、水素化スチレン/ブタジエンブロックコポリマー、スチレン/イソプレンブロックコポリマーおよび水素化スチレン/イソプレンブロックコポリマーからなる群から選択され、0.1〜30℃の範囲のガラス転移温度を有する第二熱可塑性エラストマー、
c)10〜25重量%の、エチレン/酢酸ビニルコポリマーおよびエチレン/メチルアクリレートコポリマーからなる群から選択される少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、
d)2〜10重量%の少なくとも1種の粘着付与樹脂、
e)150℃の温度で少なくとも20分間加熱した際に膨張性材料を少なくとも1000体積%膨張させるのに有効な量の、少なくとも1種の潜化学発泡剤、
f)0.5〜4重量%の少なくとも1種の(例えば、過酸化物に基づくか、或いはイオウおよび/またはイオウ化合物に基づく)硬化剤
を含んでなる。ここで、成分a)〜f)の和は100重量%未満であり、100重量%までの残余は別の成分または補助剤からなる。
a):8〜16重量%、
b):20〜35重量%、
c):12〜20重量%、
d):3〜8重量%、
e):6〜20重量%、
f):0.7〜2重量%。
g)10〜30重量%の充填剤、
h)2〜10重量%の可塑剤、
i)1〜5重量%の硬化触媒、
k)0.05〜3重量%の酸化防止剤および/または安定剤、
l)0.05〜3重量%の促進剤、
m)1〜5重量%のウレア
の1種以上から選択される。
・2つ以上の交差しているキャリヤープレートのストランドを、キャリヤープレートの長縁に平行な方向に押し出す工程、
・キャリヤープレートの長縁の所望の長さで、押し出したストランドを切断する工程、
・熱膨張性材料の平ストランドを、熱膨張性材料によって覆われるべき選択したキャリヤープレート表面の寸法に相当する幅で、キャリヤープレートの長縁に平行な方向に押し出す工程、
・選択したキャリヤープレート表面を覆うために、所望の長さで、熱膨張性材料のストランドを切断する工程、および
・選択したキャリヤープレート表面に、熱膨張性材料の切断ストランドを固定する工程
を含む、先に記載したようなインサートの製造方法を含む。場合により温かい状態で、熱膨張性材料が粘着性を有するならば、固定は、例えば接着または粘着によって実施することができる。
・熱膨張性材料のストランドがキャリヤープレートの対応表面と結合するようキャリヤープレートの長縁に平行な方向に、キャリヤープレートの長縁に平行な方向に交差している2つ以上のキャリヤープレートのストランド、および適当な数の熱膨張性材料平ストランドを、一段階または二段階で共押出しする工程、並びに
・共押出しストランドを、キャリヤープレートの長縁の所望の長さで切断する工程
を含む、先に記載したようなインサートの製造方法を含む。
a)請求項1〜6のいずれかに記載の部材が得られるよう、長尺キャビティ内の所定の位置に、請求項7に記載のインサートを設置する工程、および
b)熱膨張性材料が膨張してキャビティの内面と接触し、それによってキャビティを封止するのに有効な温度まで、熱膨張性材料を加熱する工程
を含む、相互に連結したキャビティ壁によって形成された長尺キャビティにおける空気伝送振動および構造由来の振動を減衰する方法を含む。
図1:周波数の関数としてのバフル(またはピラー充填材)の音響透過損失(STL)曲線
図2:同じ設計であるが、封止する管の種々の直径に適合させた種々の断面を有するバフル(またはピラー充填材)の音響透過損失(STL)曲線
図3:この図は、左側に、キャリヤープレートの3つの異なった設計の斜視図を示す。熱膨張性材料層は、明確にするために示していない。右側は、左側の図に示したインサートのキャリヤー構造物がキャビティに挿入されている、キャビティを有する中空構造物の端面図を示している。図3は、キャリヤーの「平面」プレートを有する態様を示している。
図4:この図は、図3に対応し、湾曲プレートからなるキャリヤー構造物の例を示している。
図5:左上図は、空のピラーの斜視図であり、左下図は、膨張フォームで満たされたピラーの斜視図である。右上図は、直交している2つのプレートからなるキャリヤー構造物がピラー内部に挿入されている、左上図と同じピラーである。プレート上の熱膨張性材料層は、明確にするために省略している。右下図は、熱膨張性材料膨張後の右上図のインサートを有するピラーを示している。
図6:図6は、図5の左下図(比較例、下側の曲線)および右下図(本発明、上側の曲線)の構造物についての音響透過損失(STL)の測定結果を示している。
Claims (12)
- キャビティ壁を相互に連結させることによって形成され、キャビティ長軸を有する長尺キャビティを含んでなる部材であって、部材が、
a)
a1)キャビティ長軸の方向にチャンネルを有さず、
a2)220℃以下の温度に加熱したときに不活性である材料から製造されている
2つ以上のキャリヤープレート
を含んでなる音響減衰用インサートを含んでなり、
a3)各キャリヤープレートが2つのプレート表面を有し、長縁がキャビティ長軸と本質的に平行に通り、前縁および後縁がキャビティ長軸と本質的に垂直に通っており、
a4)2つ以上のキャリヤープレートが、キャビティ長軸に平行な1つ以上のラインに沿って結合または交差し、キャビティ長軸に平行な少なくとも3つの小区域にキャビティを分割しており、キャリヤープレートの長縁が、キャビティ長軸に垂直な小区域の最長対角線より長く、
a4)2つ以上のキャリヤープレートの長縁がキャビティ長軸に平行になるよう、キャリヤープレートが長尺キャビティ内に固定されており、
a5)各小区域内において、小区域を画しているキャリヤープレート表面の少なくとも1つが、熱膨張性材料層で覆われており、
a6)キャビティ長軸に垂直な、キャリヤープレートおよび膨張性材料の合計断面積が、キャビティの対応する断面積の最大20%であり、
b)130〜220℃の範囲の温度で加熱したときに熱膨張性材料が少なくとも1000%膨張するよう、熱膨張性材料が選択されており、
c)熱膨張性材料の膨張後に、長尺キャビティの断面が、キャリヤープレート、およびキャビティ長軸に垂直な小区域の最長対角線と少なくとも同じ長さであるキャビティ長軸に平行な長さに沿った膨張材料で完全に満たされるよう、キャリヤープレート上の熱膨張性材料の厚さ、および熱膨張性材料が各キャリヤープレート上を覆う面積が選択されている、
部材。 - インサートのキャリヤープレートの長縁が20〜200mmの範囲の長さを有する、請求項1に記載の部材。
- 2つ以上のキャリヤープレートの長縁が、最も近いキャビティ壁から10mm以下の距離を有するよう、インサートの2つ以上のキャリヤープレートの寸法が選択されている、請求項1または2に記載の部材。
- 熱膨張性材料の膨張後、キャビティ長軸に垂直な、膨張した材料の合計面積とキャリヤープレートの合計断面積とが、少なくとも10:1の比を有するよう、キャリヤープレートの厚さおよびインサートの熱膨張性材料の厚さが選択されている、請求項1〜3のいずれかに記載の部材。
- インサートのプレート表面を覆う膨張性材料層が、前縁から5mm以下の距離から始まっており、キャリヤープレートの後縁から5mm以下の距離で終わっている、請求項1〜4のいずれかに記載の部材。
- 130〜220℃の範囲の温度に加熱したとき、インサートの熱膨張性材料が少なくとも1500%膨張する、請求項1〜5のいずれかに記載の部材。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の部材のインサートとして使用することができる構造および形状を有する、音響減衰用インサート。
- キャビティ壁を相互に連結させることによって形成され、キャビティ長軸を有する長尺キャビティを含んでなる部材であって、インサートの熱膨張性材料が膨張状態に変形するよう、請求項1〜6のいずれかに記載の部材を130〜220℃の範囲の温度で加熱することによって得られた音響減衰用インサートを含んでなる部材。
- 請求項8に記載の部材を含んでなる車両。
- ・2つ以上の交差しているキャリヤープレートのストランドを、キャリヤープレートの長縁に平行な方向に押し出す工程、
・キャリヤープレートの長縁の所望の長さで、押し出したストランドを切断する工程、
・熱膨張性材料の平ストランドを、熱膨張性材料によって覆われるべき選択したキャリヤープレート表面の寸法に相当する幅で、キャリヤープレートの長縁に平行な方向に押し出す工程、
・選択したキャリヤープレート表面を覆うために、所望の長さで、熱膨張性材料のストランドを切断する工程、および
・選択したキャリヤープレート表面に、熱膨張性材料の切断ストランドを固定する工程
を含む、請求項7に記載のインサートの製造方法。 - ・熱膨張性材料のストランドがキャリヤープレートの対応表面と結合するようキャリヤープレートの長縁に平行な方向に、キャリヤープレートの長縁に平行な方向に交差している2つ以上のキャリヤープレートのストランド、および適当な数の熱膨張性材料平ストランドを、一段階または二段階で共押出しする工程、並びに
・共押出しストランドを、キャリヤープレートの長縁の所望の長さで切断する工程
を含む、請求項7に記載のインサートの製造方法。 - a)請求項1〜6のいずれかに記載の部材が得られるよう、長尺キャビティ内の所定の位置に、請求項7に記載のインサートを設置する工程、および
b)熱膨張性材料が膨張してキャビティの内面と接触し、それによってキャビティを封止するのに有効な温度まで、熱膨張性材料を加熱する工程
を含む、相互に連結したキャビティ壁によって形成された長尺キャビティを含んでなる部材における空気伝送振動および構造由来の振動を減衰する方法。
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