JP6212149B2 - バッフル又は補強材のリバースモールディング - Google Patents

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Description

バッフル又は補強材は、キャリアと、音響減衰及び/又は密封及び/又は構造的補強を提供するように、たとえば、自動車又は航空宇宙用のビーム、ピラー、レール、ドアなどのキャビティに配置するために設計された1つ又は複数の熱膨張性材料とを含む。キャリアは、一般に、膨張性材料で取り囲まれたプラスチック又は金属から形成される。キャビティに挿入されるとき、電気泳動ベーキングオーブン中で与えられた熱の作用によって、発泡体材料が膨張して、キャビティを密封する、及び/又はキャリアを部材に接合する。
そのようなバッフル又は補強材は、様々な技法を使用して形成することができる。これらの技法には、発泡性材料をキャリアとともに押し出すこと、キャリア上に発泡性材料をオーバーモールディングすること、又は別々に製造された発泡性材料及びキャリアを、機械的ファスナ又は接着剤を使用して組み付けることが含まれる。これらの技法はそれぞれ、好適なバッフル又は補強材を製造することができるが、これらの技法には、加工費用が高いことを含む様々な欠点がある。したがって、加工費用を低減し、さらに音響性能及び/又は密封性能、ならびに/あるいは構造的支持要件を満たすバッフル又は補強材を製造する新しい設計及び工具概念、ならびに関連するプロセスが必要とされる。
したがって、本発明の1つの目的は、既知の技術の欠点を克服する方法を提供することである。
本発明によれば、このことは以下の態様1に記載の特徴によって達成される。
本発明の態様としては、以下の態様を挙げることができる:
《態様1》
金型(105)の第1のキャビティ(130)中で膨張性材料(180)をモールディングすることと、前記金型(105)の第2のキャビティ(135)中で前記膨張性材料上にキャリア材料(175)をモールディングすることとを含む、バッフルまたは補強材(170)を形成する方法。
《態様2》
前記第1のキャビティ(130)が、前記膨張性材料(180)の形状を規定し、前記第2のキャビティ(135)が、前記バッフルまたは補強材の形状を規定し、ならびに/あるいは、前記キャリア材料(175)が、前記金型(105)の前記第2のキャビティ(135)中で前記膨張性材料上にオーバーモールディングされる、態様1に記載のバッフルまたは補強材(170)を形成する方法。
《態様3》
第1の側部(110)および第2の側部(115)を有する前記金型(105)が、前記第1のキャビティ(130)を部分的に規定し、それらの間にプレート(140)が設けられ、前記金型によって規定された第2のキャビティ(135)まで前記膨張性材料(180)を移動させるために、前記プレートを回転させ、前記第1の側部および前記第2の側部によって部分的に規定された前記金型の前記第2のキャビティ中で、前記膨張性材料(180)上に前記キャリア材料(175)にオーバーモールディングする、態様1または態様2に記載のバッフルまたは補強材(170)を形成する方法。
《態様4》
前記キャリア材料(175)は、前記膨張性材料(180)の膨張を開始する温度よりも高い温度で、前記膨張性材料(180)上にモールディングされ、および/または、前記キャリア材料は、前記膨張性材料(180)を表面上で反応させ、前記キャリア(175)材料に化学結合させる温度で、前記金型(105)のキャビティ(135)に注入される、態様1から態様3の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)を形成する方法。
《態様5》
前記第1のキャビティ(130)および前記第2のキャビティ(135)が、前記金型(105)の前記第1の側部(110)および前記第2の側部(115)の平坦な表面によって規定される、態様1から態様4の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)を形成する方法。
《態様6》
前記バッフルまたは補強材(170)が、サンドイッチ構成で前記キャリア(175)および前記膨張性材料(180)を含み、ならびに/あるいは、前記キャリア(175)が、2つの異なる膨張性材料(180および190)、または1つの膨張性材料(180)および非膨張性材料(190)を少なくとも部分的に挟んでいる、態様1から態様5の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)を形成する方法。
《態様7》
態様1から態様6の何れか一項の方法クレームに記載されたように、膨張性材料(180)上にモールディングされたキャリア(175)を備える、バッフルまたは補強材(170)。
《態様8》
前記キャリア(175)が全体的な厚み(B)を有し、前記膨張性材料(180)が、表面的な溶融によって前記キャリア(175)に接合され、前記膨張性材料(180)の少なくとも一部分の断面が、前記キャリア(175)の前記全体的な厚み(B)と同じ厚み(A)を実質的に有する、態様7に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様9》
前記キャリア(175)が、サンドイッチ構成を有し、前記膨張性材料(180)が、前記キャリア(175)の2つの側部の間に挟まれている、態様7または態様8に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様10》
前記キャリア(175)の2つの部分の間に延びる1つまたは複数のコネクタ(200)をさらに備える、態様7から態様9の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様11》
前記コネクタ(200)は、前記膨張性材料(180)が膨張するときに、前記キャリア(175)の前記2つの部分が離れないようにする剛性のコネクタ(200)であり、および/または、前記コネクタ(200)は、前記膨張性材料(180)が膨張するときに、前記キャリア(175)の前記2つの部分の分離を所定の距離に制限する可撓性のコネクタ(200)である、態様7から態様10の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様12》
前記膨張性材料(180)が、第1の膨張性材料(180)および第2の材料(190)を含み、前記第1の膨張性材料(180)が、前記キャリア(175)の外周のまわりに少なくとも部分的に設けられ、前記第2の材料(190)が、前記キャリア(175)によって少なくとも部分的に挟まれ、前記第2の材料(190)が、膨張性か、または非膨張性のいずれかである、態様7から態様11の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様13》
前記第1の膨張性材料(180)の厚み(A)が、前記キャリア(175)の前記全体的な厚み(B)と少なくとも部分的に同じであり、前記第2の膨張性材料(190)の厚み(C)が、前記キャリア(175)の前記全体的な厚み(B)よりも小さい、態様7から態様12の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様14》
前記キャリア(175)が、前記キャリア(175)の外周のまわりの前記膨張性材料(180)を少なくとも部分的に支持する少なくとも1つのリップ(205)を規定する、態様7から態様13の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)。
《態様15》
前記キャリア(175)が、前記キャリア材料(175)と一体に形成された固定エレメントを含む、態様7から態様14の何れか一項に記載のバッフルまたは補強材(170)。
例示的な器具を示す図であり、選択的に回転可能なプレートは第1の位置にある。 図1Aの例示的な器具の例示的な断面を示す図である。 図1Aの例示的な器具を示す図であり、選択的に回転可能なプレートは、第1の位置から第2の位置まで移動している。 図1Aの例示的な器具を示す図であり、選択的に回転可能なプレートは第2の位置にある。 図1A〜図3の器具で作製された補強材の例示的な断面を示す図である。 図1A〜図3の器具で作製された補強材の別の例示的な断面を示す図である。 図1A〜図3の器具で作製された補強材の更なる別の例示的な断面を示す図である。 図1A〜図3の器具で作製された補強材の更なる別の例示的な断面を示す図である。 キャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料とを有する補強材の例示的な断面を示す図である。 キャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料とを有する補強材の例示的な断面を示す図である。 キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 2つのキャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 2つのキャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 2つのキャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 2つのキャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 2つのキャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 2つのキャリアリップと、キャリアのまわりのリング中に設けられた膨張性材料を有する補強材の例示的な断面を示す図である。 キャリアが膨張性材料の細い領域を充填している補強材の例示的な断面を示す図である。 キャリアが膨張性材料の細い領域を充填している補強材の例示的な断面を示す図である。 キャリアが膨張性材料の細い領域を充填している補強材の例示的な断面を示す図である。 図1A〜図3の器具を使用して補強材を形成する例示的な方法を示す図である。
バッフル又は補強材は、膨張性材料を受けるための第1の部分と、膨張性材料及びキャリア材料を受けるための第2の部分とを有する金型を含む器具から形成される。以下において、単にバッフルと呼ぶが、補強材にも同様にあてはまる。金型は、第2の側部から少なくとも部分的に離隔した第1の側部を有する。金型の第1の側部と第2の側部との間に、プレートが設けられる。プレートは、第1の部分から第2の部分まで膨張性材料を移動させるために、選択的に移動可能である。たとえば、プレートは、第1の部分から第2の部分まで膨張性材料を移動させるために、回転又は平行移動することができる。さらに、第1の部分及び第2の部分は、2つ以上の異なる機械の別々の金型上に設けることができる。
バッフルを形成する方法は、金型の第1のキャビティ中で膨張性材料をモールディングすることであって、金型が、第1のキャビティを部分的に規定する第1の側部及び第2の側部ならびにそれらの間に設けられたプレートを有する、モールディングすることと、金型によって規定された第2のキャビティまで膨張性材料を移動させるために、プレートを回転させることと、第1の側部及び第2の側部に部分的に規定された金型の第2のキャビティ中で膨張性材料上にキャリア材料をオーバーモールディングすることとを含む。
図1A〜図3に、キャリア及び膨張性材料を有するバッフルを作製するために使用することができる、金型及びプレートを有する例示的な器具100を示す。器具100は、多くの異なる形態をとり、複数の及び/又は代替の構成要素及び設備を含むことができる。例示的な器具100が各図に示されているが、各図に示される例示的な構成要素は、限定することを意図するものではない。実際には、追加の又は代替の構成要素及び/又は実装を使用することができる。
図1Aに示されるように、器具100は、第1の側部110と第2の側部115とを有する金型105を含む。第1の側部110及び第2の側部115は連結させることができ、膨張性材料か、又はキャリア材料のいずれかを、たとえば、射出成形によって、流体形態で金型105中に導入することができる。膨張性材料及びキャリア材料は、冷却すると、金型105によって成形されるようなバッフル又は補強材を形成する。
金型105の第1の側部110及び第2の側部115はそれぞれ、第1の部分120及び第2の部分125を含むことができる。第1の部分120は、加熱された膨張性材料を受ける第1のキャビティ130を規定することができる。第1のキャビティ130は、金型105に注入された後の膨張性材の形状を規定する。第2の部分125は、冷却された膨張性材料及び加熱されたキャリア材料を受ける第2のキャビティ135を規定する。第2のキャビティ135は、(たとえば、冷却された膨張性材料及びキャリア材料を有する)組み付けられたバッフル又は補強材の形状を規定する。
金型105の第1の側部110と第2の側部115との間にプレート140が設けられ、第1のキャビティ130及び第2のキャビティ135を部分的に規定することができる。膨張性材料及び/又はキャリア材料を金型105に注入するとき、金型105の第1の側部110及び第2の側部115を、プレート140の両面に対して押圧することができる。具体的には、第1の側部110を裏面145に押圧することができ、第2の側部115を前面150に押圧することができる。しかしながら、分離するときには、プレート140は、第1の側部110か、又は第2の側部115のいずれかに置かれたままとどまることができる。図1Aに示されるように、プレート140は、第2の側部115が第1の側部110から分離するときに、第1の側部110上に置かれている。
プレート140は、たとえば、第1の位置から第2の位置まで膨張性材料を移動させるために、選択的に移動可能である。第1の位置では、膨張性材料は、金型105の第1の部分120の第1のキャビティ130中に置かれている。しかしながら、第2の位置では、膨張性材料は、金型105の第2の部分125の第2のキャビティ135中に置かれている。具体的には、金型105が閉じている間に、第1のキャビティ130に膨張性材料を注入することができる。膨張性材料が、少なくとも部分的に冷却されたときに、金型105の第1の側部110と第2の側部115とを分離することができる。次いで、冷却された膨張性材料が第2のキャビティ135に置かれるまで、回転軸Rを中心にして、プレート140を回転させることができる。
プレート140は、第1の位置から第2の位置までプレート140を選択的に回転させるための、プレート140と一体に形成され、プレート140から延びたノブ155を含むことができる。ノブ155は、第1の部分120と第2の部分125との間のプレート140上に配置され、回転軸Rを規定し、その回転軸Rを中心にしてプレート140を回転させることができる。代替的には、ノブ155は、プレート140上のどこに配置してもよい。たとえば、回転軸Rがプレート140の中心近くにありながら、ノブ155をプレート140の角部に配置することができる。
器具のオペ―レータは、ノブ155を回すことによって、プレート140を手動で回転させることができる。代替的には、プレート140は、モータ(図示せず)によって回転させてもよい。モータは、金型105の第1の側部110又は第2の側部115に設けることができる。さらに、モータにより、金型105の第1の側部110及び第2の側部115が閉じている間に、プレート140を回転させることができるようになる。図2に、第1の位置と第2の位置との間の中間位置にあるプレート140を示す。
1つの例示的な手法では、プレート140は、第1のキャビティ130から第2のキャビティ135まで膨張性材料を移動させるために平行移動するように構成することができる。たとえば、プレート140は、第2のキャビティ135に向かって膨張性材料をスライドさせるように構成することができる。
第1の位置から第2の位置まで移動している間、金型105は、開いていても、閉じていてもよい。しかしながら、明瞭にすることを目的として、図2では、第1の側部110と第2の側部115とは離れている。また、図2には、第1の位置から第2の位置まで移動するために、反時計回りに回転しているプレート140が示されている。同様に、又は代替的に、プレート140は時計回りに回転しても、平行移動してもよい。図3に、第2の位置にあるプレート140を示す。プレート140が回転している間、第1の側部110と第2の側部115とが離れている場合、プレート140が第2の位置まで回転した後に、金型105を閉じてもよい。
図2に帰ると、金型105の第1の側部110は、固定エレメント165を受けるためのスロット160を規定することができる。スロット160は、第1の側部110の縁部から、第2の部分125を少なくとも部分的に通って延びることができる。このようにすると、器具のオペ―レータは、たとえば、固定エレメント165を第2のキャビティ135中に押すことができる。固定エレメント165は、クリップ又はブラケットを含むことができ、補強材を、車両のピラーなどの最終的な目的地に固定するために使用することができる。固定エレメント165は、膨張性材料をキャリア材料でオーバーモールディングする前に、スロット160中に挿入することができる。代替的には、膨張性材料の注入の前に、固定エレメント165を、器具の第1の部分に切り取られたスロット中に挿入してもよい。次いで、膨張性材料と固定エレメント165の両方を一緒に、第2の部分125まで動かされる。別の代替的な手法では、固定エレメント165を、キャリア材料と一体に形成することができる。この例示的な手法では、固定エレメント165の形状は、第2のキャビティ135によって規定することができ、したがって、スロット160の必要性がなくなる。
膨張性材料は、様々な材料から形成することができる。たとえば、膨張性材料は、空気抵抗を増大させることによって、音波を減衰させる吸音性発泡体を含むことができる。吸音性発泡体は、最低温度まで加熱されたときに膨張することができる。したがって、キャリア材料が第2のキャビティ135に注入されるとき、注入時のキャリア材料の温度は、その最低温度よりも高くなることができ、それにより、膨張性材料を表面上で反応させ、キャリア材料と膨張性材料との化学結合を生じさせることができる。キャリア材料及び膨張性材料が冷えるにつれて、膨張性材料は、バッフル又は補強材をキャビティに配置した後に膨張することができるように、その膨張する挙動を続けることができる。代替的には、又はそれに加えて、膨張性材料は、構造発泡体を含むことができる。
図3に、器具100を使用して生成することができる例示的なバッフル又は補強材170を示す。上述したように、バッフル170は、膨張性材料180上にオーバーモールディングされたキャリア175を含む。また、第1のキャビティ130及び第2のキャビティ135は、密封又は強化されるべきキャビティの狭い延長部を充填するために、(図11Aから図11Cに関してさらに論じられる)細い延長部185を規定することができる。細い延長部185は、キャリア175と少なくとも部分的に一体に形成することができる。バッフル170の他の部分と同様に、膨張性材料180は、第1のキャビティ130に挿入されたときに、細い延長部185の外周を規定することができ、第2のキャビティ135の膨張性材料180上にキャリア材料をオーバーモールディングして、細い延長部185をさらに規定することができる。
図1Bに、図1A、図2及び図3の器具100の例示的な断面図を示す。図示のように、図1Bの器具100は単純化された構造を持ち、切断回数が低減されている。たとえば、器具100の第2のセクション125では、第2のキャビティ135は、キャリア材料からキャリア175を形成するために使用され、膨張性材料180上にオーバーモールディングされる。図示のように、第1のキャビティ130及び第2のキャビティ135は、金型105の第1の側部110及び第2の側部115の平坦な表面によって規定される。したがって、得られたバッフル170は、キャリア175の縁部と同一平面上の膨張性材料180を有することができる。
さらに、オーバーモールディングプロセスにおける、高温のキャリア材料175と接触する膨張性材料の表面的な溶融反応により、追加の化学結合を発生させ、それを使用してキャリア175を膨張性材料に固定するために使用することができる。たとえば、オーバーモールディングプロセスでは、膨張性材料180の膨張を開始させる温度(たとえば、120℃〜145℃)よりも低い温度(たとえば、80℃〜110℃)で、膨張性材料180を注入することができる。膨張性材料180は冷却することができ、キャリア材料は、たとえば、180℃から260℃の温度で、膨張性材料180上に注入することができる。次いで、膨張性材料180が膨張する温度(たとえば、120℃〜145℃)よりも低い温度まで、キャリア材料を冷却することができる。このプロセスを用いると、キャリア材料が、膨張性材料180に接着する。膨張性材料の接触面は、溶融発泡温度よりも高い上昇した温度にさらされ、表面発泡及び膨張性材料180とキャリア材料との間の化学結合が生じる。この接着により、膨張性材料180は、機械的な継手なしにキャリア175に接着することができるようになる。
図4に、図1A〜図3の器具100によって作製されたバッフル又は補強材170の断面図を示す。具体的には、バッフル170を形成するために、キャリア材料が、膨張性材料180上にオーバーモールディングされる。図示のように、バッフル170は、サンドイッチ構成でキャリア175及び膨張性材料180を含む。膨張性材料180の外周に沿って、膨張性材料180の厚みは、厚みAである。キャリア175の全体的な厚みBは、外周のまわりの膨張性材料180の厚みAに実質的に等しい。サンドイッチ構成なので、キャリア175は、膨張性材料180の両側に少なくとも部分的に設けられ、2つのキャリア部分間の距離(たとえば、厚みC)まで、膨張性材料180の厚みが低減される。膨張性材料180の少なくともの一部(たとえば、膨張性材料180の外周)の厚みは、キャリア175の全体的な厚み(たとえば、厚みB)と実質的に同じであり、(たとえば、キャリア部分間の)膨張性材料180の他の部分の厚み(たとえば、厚みC)はより小さい。たとえば、図4の例示的な手法では、膨張性材料180の(外周における)厚みは、キャリア175の全体的な厚みBと等しい。キャリア175によって「挟まれた」膨張性材料180の部分については、厚みCは、キャリア175の全体的な厚みBよりも小さい。
図4の例示的なバッフル170が最低温度まで加熱されると、膨張性材料180が膨張し、膨張性材料180を「挟む」キャリア175の2つの側部を分離することができる。このようにすると、バッフル170の吸音性能を改善することができる。
図5に、図1A〜図3の器具100によって形成される別のバッフル170の例示的な断面図を示す。この例示的なアプローチでは、バッフル170は、図4に関して前述した「サンドイッチ」構成のキャリア175及び膨張性材料180を含む。しかしながら、図5では、キャリア175は、2つの異なる膨張性材料180及び190を、あるいは代替的には、1つの膨張性材料180と非膨張性材料190とを少なくとも部分的に「挟む」ことができる。2つの膨張性材料180及び190を使用する場合、他の膨張性材料190は、元々の膨張性材料180と同じ又は異なるタイプの吸音性発泡体及び/又は構造発泡体を含むことができる。
キャリア175は、さらに、膨張性材料180及び/又は別の膨張性もしくは非膨張性材料190を「挟む」キャリア175の一部分「サンドイッチ」の上に孔195を規定することができる。孔195は、用途に応じて、様々な直径を有することができる。たとえば、孔195の直径は、2〜20mm、好ましくは、5〜12mmとすることができる。孔195は、膨張性材料180上にキャリア175をオーバーモールディングするプロセスを補助するために使用することができる。たとえば、孔195は、キャリア175が形成されている間、膨張性材料180及び190を器具100中に支持するために使用することができる。また、孔195により、膨張性材料180及び190のうちの1つ又は複数が、キャリア175を逃がし、吸音性能を改善するための騒音吸収表面を生成できるようにする。
図6及び図7に、器具100によって形成することができるさらなる例示的なバッフルの断面図を示す。図6及び図7では、バッフル170は、膨張性材料180を挟むキャリア175を含む。しかしながら、これらの例示的なやり方におけるキャリア175は、コネクタ200を含むことができる。図6では、コネクタ200は、膨張性材料180が膨張するにつれて、キャリア175の2つの側部が膨張しないように剛性である。また、図6に示される2つのコネクタを接合することによって、コネクタ200を1つだけ使用することができ、図6に示された2つのコネクタ200間に配置された膨張性材料180が全くないことを意味する。また、3つ以上のコネクタ200を使用することができる。一方、図7では、コネクタ200は可撓性である。図7の可撓性のコネクタ200は、キャリア175の2つの側部を、所定の距離だけ離隔させることができるようにする。したがって、可撓性のコネクタ200は、キャリア175の2つの側部を、図6の剛性のコネクタ200を使用した場合よりも膨張するが、図4及び図5に示したように、コネクタ200が存在しない場合と同じ程度には膨張しないようにする。
図8A〜図10Fに、図1A〜図3の器具100を用いて作製することができるバッフル170の一部分の例示的な断面図を示す。
図8A及び図8Bに、例示的なバッフル170の一部の断面図を示し、膨張性材料180がキャリア175の外周のまわりにシールを形成するように、膨張性材料180上にキャリア材料がオーバーモールディングされる。図8A及び図8Bの例示的なバッフル170に示されるように、膨張性材料180の厚みAは、キャリア175の全体的な厚みBに実質的に等しい。
図8A及び図8Bのバッフル170は、膨張性材料180を支持するためにリップ205を有するキャリア175を示す。さらに、オーバーモールディングプロセスにおける高温のキャリア材料175と接触する膨張性材料180の表面上の溶融反応は、キャリア175を膨張性材料180に固定するために使用することができるさらなる化学結合を発生させることになる。図8Aの例示的なバッフル170は、凹部210を有するキャリア175を示し、図8Bの例示的な手法は、凹部210のないキャリア175を示す。
また、図9A及び図9Bに、例示的なバッフル170の一部の断面図を示し、膨張性材料180がキャリア175の外周のまわりにシールを形成するように、膨張性材料180上にキャリア材料がオーバーモールディングされる。しかしながら、図9A及び図9Bの補強材に示されたキャリア175には、リップがない。したがって、膨張性材料180は、上述の表面上の溶融反応を用いて、キャリア175に接着することができる。図9A及び図9Bの例示的なバッフル170に示されるように、膨張性材料180の厚みAは、キャリア175の全体的な厚みBに実質的に等しい。
図10A〜図10Fに、例示的なバッフルの一部の断面図をさらに示し、キャリア材料が、キャリア175の外周のまわりにシールを形成するように、膨張性材料180上のキャリア材料がオーバーモールディングされる。この例示的なアプローチでは、キャリア175は、膨張性材料180を支持するための2つのリップ205を含む。膨張性材料180は、さらに、キャリア175を上述の表面上の溶融反応でもって接着する。図10A、図10C及び図10Eには、凹部210のないキャリア175の断面が示され、図10B、図10D及び図10Fには、凹部210を有するキャリア175の断面が示される。図10A〜図10Fの例示的なバッフル170に示されるように、膨張性材料180の厚みAは、キャリア175の全体的な厚みBに実質的に等しい。
さらに、図5〜10Fに示された例示的なバッフル170の場合、バッフル170の設計構成を、膨張性材料180の外周のまわりの厚みAがキャリア175の全体的な厚みBに実質的に等しいようにすることにより、特に、第2のキャビティ135の両側部が実質的に平坦である、又は図8A、図9A、図10B、図10D、及び図10Fに示された凹部210を形成するドーム形状である器具100の第2のセクション125中に、単純化された器具(たとえば、図1A〜図3に例示された器具100)をもつ図示のようなバッフル170を製造することが可能になる。
図11A〜図11Cに、細いキャビティ延長部を密封するために必要とされるバッフルの細い延長部185の例示的な断面を示す。細い延長部185は、完全なバッフル170と同時に、器具100によって形成することができ、最初に、器具120の第1のセクション中に膨張性材料180を形成し、第2のセクション125中にキャリア材料175をオーバーモールディングする。
図11Aを参照すると、第1のキャビティ130は、第2のキャビティ135中に、キャリア材料で充填されるH形状を規定するために、膨張性材料180を形成する。したがって、キャリア175は、膨張性材料180上にオーバーモールディングされるとき、膨張性材料180を少なくとも部分的に挟んでいる。図11Bに、U形状を規定するように形成される膨張性材料180を示す。第2のキャビティ135では、キャリア材料は、膨張性材料180によって残りの間隙を充填するように提供される。図11Cに、V形状で形成された膨張性材料180を示し、対応するキャリア材料が、膨張性材料180によって残りのキャビティ中に導入される。
別々に示されているが、図4〜図11Cに示されたフィーチャの様々な組み合わせを、単一のバッフル170中に組み合わせることができる。
図12に、図1A〜図3の器具100を使用してバッフル又は補強材を製造するための例示的なプロセス300を示す。
ブロック305は、金型105の第1の側部110を金型105の第2の側部115に接合することを含むことができる。前述のように、第1の側部110と第2の側部115との間に、プレート140を設けることができる。さらに、プレート140は、第1の側部110が第2の側部115から離隔しているときには、金型105の第1の側部110か、又は第2の側部115のいずれかの上に設けることができる。
ブロック310は、金型105の第1のキャビティ130に膨張性材料180を注入することを含むことができる。第1のキャビティ130は、金型105の第1の部分120内に位置する。膨張性材料180を加熱し、流体状態で第1のキャビティ130に注入することができる。第1のキャビティ130は、前述のように、膨張性材料180について様々な断面を規定することができる。加えて、前述のように、ブロック310は、別の膨張性材料190を注入することをさらに含むことができる。
決定点315は、膨張性材料180が、固体状態まで冷却されているかどうかを判断することを含むことができる。この判断は、所定の時間量に基づいて、又は金型105内の温度センサを使用して行うことができる。膨張性材料180がいまだに流体状態である場合、プロセス300は待機し続ける。膨張性材料180が冷却されている場合、プロセス300は、ブロック320へと進む。
ブロック320は、膨張性材料180が冷却された後に、金型105の第1の側部110と第2の側部115とを分離することを含む。再び、プレート140は、第1の側部110と第2の側部115とを分離するときに、第1の側部110か、又は第2の側部115のいずれかの上に置かれた状態でとどまることができる。
ブロック325は、膨張性材料180を第1のキャビティ130から第2のキャビティ135まで移動させるために、プレート140を移動させることを含むことができる。前述のように、プレート140は、モータを使用して自動で、又はオペレータによって手動で、回転又は平行移動させることができる。モータによって自動的に移動させる場合、金型105の第1の側部110及び第2の側部115は、必ずしも離れている必要はない。前述のように、第1のキャビティ130から第2のキャビティ135に膨張性材料180を移動させるのと同時に、その直前に、又はその直後に、固定エレメント165を挿入することができる。
ブロック330は、金型105の第1の側部110及び第2の側部115を、その間に設けられたプレート140に接合することを含むことができる。接合するときに、金型105の第1の側部110及び第2の側部115は、実際に接触している必要はない。たとえば、プレート140又は別のエレメントにより、金型105の第1の側部110及び第2の側部115が実際に接触しないようにすることができる。
ブロック335は、金型105にキャリア材料を注入することを含むことができる。キャリア材料を流体状態まで加熱して、流体状態である間に、金型105に注入することができる。キャリア材料は、第2のキャビティ135を少なくとも部分的に充填し、膨張性材料180のまわりに少なくとも部分的に注入することができる。前述のように、キャリア材料175の熱は、様々な材料の接続を補助することになる膨張性材料180の表面的な溶融を発生させることになる。一定量の熱を迅速に取り除くように、器具の冷却は最適化され、したがって、膨張性材料180のコアにおいて、反応が全く起こらない。
決定点340はキャリア材料及び膨張性材料180が冷却されているかどうかを判断することを含むことができる。決定点315と同様に、この決定は、所定の時間量に基づいて、又は金型105内の温度センサを使用して行うことができる。前記キャリア材料がいまだに流体状態である場合、プロセス300は、待機し続ける。キャリア材料が冷却されている場合、プロセス300は、ブロック345に進む。
ブロック345は、キャリア材料及び膨張性材料180が冷却した後で、バッフル170を取り出すことを含むことができる。バッフル170を取り出すことは、金型105の第1の側部110と第2の側部115とを分離することと、第2のキャビティ135からバッフル170を取り除くこととを含むことができる。
1つの例示的な実装形態では、器具100は、2つの異なるバッフル170について、膨張性材料の又はキャリア材料を同時に注入することができる。たとえば、器具100は、第1のキャビティ130に膨張性材料180を注入して、一方のバッフル170を形成し始めしながら、第2のキャビティ135中の膨張性材料180上にキャリア材料をオーバーモールディングして、もう一方でバッフル170を形成し終えることできる。次いで、第2のキャビティ135中のバッフル170を、器具100から取り出し、第1のキャビティ130中の膨張性材料180を、第2のキャビティ135まで移動させることができる。膨張性材料180が第2のキャビティ135中にある間に、そのバッフル170を仕上げるために、キャリア材料を注入し、第1のキャビティ130中に新しいバッフル170のための膨張性材料180を注入することができる。このサイクルを継続し、それにより、器具100は、2つの異なるバッフル170の一部を継続的に製造している。
本明細書に記載したプロセス、システム、方法、ヒューリスティックなどに関して、そのようなプロセスの各ステップなどは、ある特定の順序のシーケンスにしたがって行われるものとして記載してきたが、そのようなプロセスは、記載されたステップを、本明細書に記載された順序とは異なる順序で実行して実施し得ることを理解されたい。さらに、ある特定のステップを同時に実施し得ること、他のステップを加え得ること、ある特定のステップを省略し得ることを理解されたい。換言すると、本明細書のプロセスに関する記載は、ある特定の実施形態を示す目的で提供され、いかなる方法においても、特許請求された発明を制限するように解釈すべきではない。
したがって、上記説明は例示的なものであり、限定的なものではないことを理解されたい。上記説明を読むと、提供された各例以外の多くの実施形態及び適用例が明らかになるであろう。本発明の範囲は、上記説明を参照して判断されるべきではなく、添付の特許請求の範囲を参照し、当該特許請求の範囲に記載の均等物の範囲全体とともに判断されるべきである。本明細書で論じられた技術において、将来、開発が行われ、そのような実施形態に開示されたシステム及び方法を組み込むことが可能であり、意図される。要するに、本発明は、修正及び変更が可能であることを理解されたい。
特許請求の範囲で使用される用語はすべて、本明細書に別段に明示されない限り、本明細書に記載される技術で理解されるように、最も広く合理的な解釈及び通常の意味であるものである。特に、「一つの(a)」、「当該(the)」、「前記(said)」などのような単一形の使用は、請求項に別段の記載がない限り、示されたエレメントのうちの1つ又は複数を記載するように読まれるべきである。
105・・・金型
110・・・第1の側部
135・・・第2のキャビティ
160・・・スロット
165・・・固定エレメント

Claims (5)

  1. 膨張性材料とキャリアとを含むバッフル又は補強材(170)を形成する方法であって、
    金型(105)の第1のキャビティ(130)中で膨張性材料(180)をモールディングすることと、前記金型(105)の第2のキャビティ(135)中で前記膨張性材料上にキャリア材料(175)をモールディングすることとを含み、
    前記キャリア(175)が全体的な厚み(B)を有し、前記膨張性材料(180)は、表面的な溶融によって前記キャリア(175)に接合され、前記膨張性材料(180)の少なくとも一部分の断面が、前記キャリア(175)の前記全体的な厚み(B)と実質的に同じ厚さ(A)を有し、かつ
    前記金型(105)が、前記第1のキャビティ(130)及び前記第2のキャビティ(135)を部分的に規定する第1の側部(110)及び第2の側部(115)、並びにそれらの間にプレート(140)を有し、
    前記モールディングは、前記第2のキャビティ(135)まで前記膨張性材料(180)を移動させるように前記プレートを回転させ、前記第2のキャビティ中で、前記膨張性材料(180)上に前記キャリア材料(175)をオーバーモールディングすることを含む、
    バッフル又は補強材(170)を形成する方法。
  2. 前記第1のキャビティ(130)が、前記膨張性材料(180)の形状を規定し、前記第2のキャビティ(135)が、前記バッフル又は補強材の形状を規定する、請求項1に記載のバッフル又は補強材(170)を形成する方法。
  3. 前記キャリア材料(175)は、前記膨張性材料(180)の膨張を開始する温度よりも高い温度で、前記膨張性材料(180)上にモールディングされ、かつ/又は、前記キャリア材料は、前記膨張性材料(180)を表面上で反応させ、前記キャリア(175)材料に化学結合させる温度で、前記金型(105)のキャビティ(135)に注入される、請求項1又は2に記載のバッフル又は補強材(170)を形成する方法。
  4. 前記第1のキャビティ(130)及び前記第2のキャビティ(135)が、前記金型(105)の前記第1の側部(110)及び前記第2の側部(115)の平坦な表面によって規定される、請求項1〜のいずれか一項に記載のバッフル又は補強材(170)を形成する方法。
  5. 前記バッフル又は補強材(170)が、サンドイッチ構成で前記キャリア(175)及び前記膨張性材料(180)を含み、かつ/又は前記キャリア(175)が、2つの異なる膨張性材料(180及び190)を少なくとも部分的に挟んでおり、若しくは1つの膨張性材料(180)と非膨張性材料(190)とを少なくとも部分的に挟んでいる、請求項1〜のいずか一項に記載のバッフル又は補強材(170)を形成する方法。
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