JP6430284B2 - 自動車用サイレンサー、及び、その製造方法 - Google Patents
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Description
尚、上記のような問題は、フロアサイレンサーに限らず、ダッシュサイレンサー等、種々の自動車用サイレンサーについて同様に存在する。
前記第一の成形面が形成された第一繊維層と、該第一繊維層における前記第一の成形面とは反対面に一体化され繊維が部分的に存在する第二繊維層と、前記第二の成形面が形成された第三繊維層と、を少なくとも有し、
前記第三繊維層は、前記第二繊維層、及び、前記第二繊維層の繊維が無い部分の前記第一繊維層と一体化されている、態様を有する。
第一繊維供給部からコンベヤ上に繊維を供給して第一供給繊維層を形成する第一繊維供給工程と、
第二繊維供給部から前記第一供給繊維層上に対して部分的に繊維を供給して第二供給繊維層を形成する第二繊維供給工程と、
前記第一供給繊維層と前記第二供給繊維層を少なくとも含み前記コンベヤで移送された繊維集合物をプレス成形する成形工程と、を含み、
前記第二繊維供給部は、繊維の供給箇所が前記コンベヤの幅方向において互いに異なる複数の分割繊維供給部を有し、
前記第二繊維供給工程では、前記分割繊維供給部から前記第一供給繊維層上に供給する繊維の目付を前記分割繊維供給部の単位で可変制御する、態様を有する。
まず、図1〜15に示される模式的な例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。
本技術の自動車用サイレンサー1は、プレス成形され、厚み方向D3において互いに反対側となる第一及び第二の成形面11,12を有する。このサイレンサー1は、第一の成形面11が形成された第一繊維層110と、該第一繊維層110における第一の成形面11とは反対面111に一体化され繊維が部分的に存在する第二繊維層120と、を少なくとも有する。
第一の成形面11は、全て第一繊維層110に形成されてもよいし、緩衝材40といった挿入物と第一繊維層110の両方に形成されてもよい。
尚、繊維が部分的に存在する第二繊維層120は、目付が部分的に異なる繊維層と言い換えることができる。第二繊維層の目付が部分的に異なることには、第二繊維層に目付0、すなわち、繊維が無い部分があることが含まれる。
第一の成形面と第二の成形面の少なくとも一方に発泡成形体といった部材が後貼りされた自動車用サイレンサーも、本技術の自動車用サイレンサーに含まれる。
ところで、本自動車用サイレンサー1は、前記第二の成形面12が形成された第三繊維層130を有してもよい。この態様は、プレス成形された自動車用サイレンサー1において繊維が部分的に存在する第二繊維層120が第一繊維層110と第三繊維層130との間に配置されているため、形状保持性を向上させることができる。
また、本自動車用サイレンサー1は、前記第一繊維層110と前記第二繊維層120を少なくとも含む繊維集合体30に緩衝材40がインサートされて部分的に積層された積層部10を有してもよい。前記第一の成形面11と前記第二の成形面12の少なくとも一方には、前記厚み方向D3とは異なる方向において前記積層部10の縁部10aとなる位置に凸部15が形成されてもよい。本態様は、緩衝材40の積層部10の縁部10aとなる位置に凸部15が形成されているので、プレス成形時に繊維集合体30の繊維34が凸部15に押し出されて凸部15がシャープな(鋭い)凸R形状になる。これにより、車体パネルとサイレンサーとの隙間を少なくすることができ、制振性能を向上させることができる。
ここで、繊維集合体30は、第三繊維層130を含んでもよいし、繊維層110,120,130とは異なる繊維層を含んでもよい。
本技術の自動車用サイレンサー1の製造方法は、
第一繊維供給部410からコンベヤ440上に繊維F1を供給して第一供給繊維層310を形成する第一繊維供給工程S1と、
第二繊維供給部420から前記第一供給繊維層310上に対して部分的に繊維F2を供給して第二供給繊維層320を形成する第二繊維供給工程S2と、
前記第一供給繊維層310と前記第二供給繊維層320を少なくとも含み前記コンベヤ440で移送された繊維集合物300をプレス成形する成形工程S5と、を含む。
尚、第二繊維供給工程では、第二繊維供給部420から第一供給繊維層310上に対して目付が部分的に異なるように繊維F2を供給して第二供給繊維層320を形成してもよい。目付が部分的に異なるように繊維を供給して第二供給繊維層を形成することには、目付0となるように、すなわち、繊維が無い部分があるように第二供給繊維層を形成することが含まれる。
ところで、前記第二繊維供給部420は、繊維F2の供給箇所が前記コンベヤ440の幅方向D5において互いに異なる複数の分割繊維供給部425を有してもよい。前記第二繊維供給工程S2では、前記分割繊維供給部425から前記第一供給繊維層310上に供給する繊維F2の目付を前記分割繊維供給部425の単位で可変制御してもよい。本態様は、第一供給繊維層310上の第二供給繊維層320の目付をコンベヤ440の幅方向D5及び移動方向D4において変えることができるので、繊維を効率的に使用して自動車用サイレンサーを製造することができる。
ここで、供給する繊維の目付を可変制御するとは、供給する繊維の目付を変える制御を行うことを意味する。
本製造方法は、第三繊維供給部430から前記第二供給繊維層320、及び、該第二供給繊維層320の繊維F2が無い前記第一供給繊維層310上に繊維F3を供給して第三供給繊維層330を形成する第三繊維供給工程S3を含んでもよい。前記繊維集合物300は、前記第一供給繊維層310と前記第二供給繊維層320と前記第三供給繊維層330を少なくとも含んでもよい。本態様は、部分的に供給された繊維F2で形成された第二供給繊維層320が第一供給繊維層310と第三供給繊維層330との間に配置されるため、形状保持性を向上させることができる。
ここで、第三供給繊維層330を形成してから繊維集合物300をプレス成形するまでに繊維集合物300を予備加熱してもよい。
繊維集合物300は、供給繊維層310,320,330とは異なる供給繊維層を含んでもよい。
前記緩衝材40が繊維44を有する場合、該繊維44は、厚み方向D3へ配向されてもよい。この態様の緩衝材40は、厚み方向D3への圧縮強度が高く、プレス成形によっても厚み方向D3へ潰れ難い。この緩衝材40が繊維集合体30に対して部分的に積層されているので、本態様は、厚み方向への圧縮強度が部分的に高い新規の自動車用サイレンサーを提供することが可能となる。
以上より、厚み方向へ繊維が配向された緩衝材には、厚み方向へ繰り返しウェブが折り返された波形形状の緩衝材、該波形形状の緩衝材を厚み方向の途中で二分割して得られる緩衝材、前記波形形状の緩衝材の折り返し部分を切除した緩衝材、といった、繰り返しウェブが積層された構造体等が含まれる。
緩衝材を構成する繊維は、一種類の繊維でもよいし、主繊維と接着性繊維の組合せ等、二種類以上の繊維の組合せでもよい。繊維集合体を構成する繊維も、一種類の繊維でもよいし、主繊維と接着性繊維の組合せ等、二種類以上の繊維の組合せでもよい。
サイレンサーの厚み方向と緩衝材の厚み方向とが完全に一致しないことも、本技術に含まれる。
上記積層部には、厚み方向において緩衝材と繊維集合体とが接触した部分の他、緩衝材と繊維集合体との間に例えば樹脂層といった別の層が設けられた部分も含まれる。
前記積層部10において、前記緩衝材40の密度は、前記繊維集合体30の密度以下でもよい。この態様は、軽量で感触の良好な自動車用サイレンサーを提供することが可能となる。
前記繊維集合体30の外面に凹部31が形成され、該凹部31に前記緩衝材40がインサートされてもよい。この態様は、感触のさらに良好な自動車用サイレンサーを提供することが可能となる。
前記緩衝材40の繊維に主繊維45とバインダー(接着性繊維46)とが含まれ、該緩衝材40が前記繊維集合体30の凹部31における底部31b及び側部31aと接着していてもよい。この態様は、緩衝材40の繊維にバインダー(46)が含まれているので、プレス成形された緩衝材40の形状が保持されるうえ、該緩衝材40が繊維集合体30の凹部31の底部31bのみならず該凹部31の側部31aとも接着する。従って、本態様は、厚み方向へ繊維が配向された緩衝材と繊維集合体との接着性が良好な自動車用サイレンサーを提供することが可能となる。
また、前記繊維集合体30の繊維34に主繊維35とバインダー(接着性繊維36)とが含まれ、該繊維集合体30の凹部31における底部31b及び側部31aと前記緩衝材40とが接着していてもよい。この態様は、繊維集合体30の繊維34にバインダー(36)が含まれているので、プレス成形された繊維集合体30の形状が保持されるうえ、緩衝材40が繊維集合体30の凹部31の底部31bのみならず該凹部31の側部31aとも接着する。従って、本態様は、厚み方向へ繊維が配向された緩衝材と繊維集合体との接着性が良好な自動車用サイレンサー1を提供することが可能となる。
前記第一の成形面11が表皮材(カーペット20)側にあって前記第二の成形面12が車体パネル80側にある場合、前記第一の成形面11に前記緩衝材40の外面(40a)が含まれてもよい。厚み方向D3へ繊維44が配向された緩衝材40がサイレンサー1の表皮材(20)側にあるので、前記緩衝材40による感触が得られ易い。従って、本態様は、感触のさらに良好な自動車用サイレンサーを提供することが可能となる。
上記表皮材には、カーペット、織布、不織布、樹脂、エラストマー、ゴム、等が含まれる。
また、前記第二の成形面12に前記緩衝材40の外面(40b)が含まれてもよい(例えば図11参照。)。厚み方向D3へ繊維44が配向された緩衝材40が車体パネル80側にあるので、表皮材(20)側から車体パネル80側への荷重が繊維集合体30を介して前記緩衝材40の厚み方向D3へ配向された繊維44に支えられる。従って、本態様は、厚み方向への圧縮強度がさらに高い自動車用サイレンサーを提供することが可能となる。
前記緩衝材40は、厚み方向D3に沿った断面において前記第一の成形面11側の辺の長さL1と前記第二の成形面12側の辺の長さL2とが異なる断面略台形状でもよい(例えば図12(b)参照。)。緩衝材40が断面略台形状であると、周部40cにおいて断面矩形状の緩衝材40よりも繊維集合体30との接着強度が高くなる。従って、本態様は、繊維集合体への緩衝材の接着性を向上させることができる。
前記第一の成形面11が表皮材(20)側にあって前記第二の成形面12がフロアパネル(80)側にある場合、前記表皮材(20)のうち乗員の足が載せられる部分(足載せ部23)の前記フロアパネル(80)側に前記積層部10が配置されてもよい。厚み方向D3へ繊維44が配向された緩衝材40が表皮材(20)のうち乗員の足が載せられる部分(足載せ部23)のフロアパネル(80)側にあるので、足踏み性の良好な自動車フロア用のサイレンサーを提供することが可能となる。
図1〜15は、本技術の自動車用サイレンサーを自動車フロア用のサイレンサーに適用した例を示している。これらの図中、FRONT、REAR、LEFT、RIGHT、UP、DOWNは、それぞれ、前、後、左、右、上、下を示す。左右の位置関係は、自動車の前を見る方向を基準とする。また、図6(a)等に示す符号D1はウェブM1の積層方向、図6(a)等に示す符号D2はウェブM1の幅方向、符号D3は緩衝材40の厚み方向、図6(a)等に示す符号D11は緩衝材製造装置による緩衝材40の押出方向、図6(a)等に示す符号D12は押出方向D11の反対方向、を示す。各方向D1,D2,D3は互いに直交するものとするが、互いに異なる向きであれば直交しない場合も本発明に含まれる。分かり易く示すため、各方向D1,D2,D3の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。また、図3等に示す符号D4は図8に示すコンベヤ440の移動方向、図3等に示す符号D5はコンベヤ440の幅方向、を示す。
繊維34には、反毛繊維、合成樹脂(エラストマーを含む)の繊維、合成樹脂に添加剤を添加した繊維、無機繊維、これらの組合せ、等を用いることができ、熱可塑性の繊維を含む繊維が好ましい。図2に示すように、繊維34には、主繊維35と接着性繊維(バインダー)36が含まれてもよい。
積層部10以外の繊維集合体30の厚みは、例えば10〜100mm程度、より好ましくは15〜70mm程度、さらに好ましくは20〜50mm程度の間で適用される車両形状に応じて適宜設計される。積層部10以外の繊維集合体30の密度は、0.02〜0.15g/cm3程度が好ましく、0.03〜0.10g/cm3程度がさらに好ましい。積層部10の繊維集合体30の密度は、0.03〜0.20g/cm3程度が好ましく、0.04〜0.15g/cm3程度がさらに好ましい。
上記緩衝材製造装置としては、例えば、特表2008-538130号公報に記載のテキスタイルラップ装置や、歯車によって連続したウェブを繰り返し波形に折り返す装置が知られている。
また、接着性繊維に使用可能な繊維を鞘部とし、該鞘部よりも融点の高い芯部の外周を該鞘部で囲んだ芯鞘構造の繊維を接着性繊維46,36として用いてもよい。この場合、芯部には、主繊維45,35に使用可能な繊維を用いることができる。
尚、接着性繊維の代わりに繊維状でないバインダーを用いて緩衝材40を形成してもよい。
図7(a)に示す例では、サイレンサー1の厚みが一定ではなく、図10に例示するプレス成形機200の型212,214の近接方向である圧縮方向D31から緩衝材40の厚み方向D32がずれている。前記圧縮方向D31は、プレス成形時に圧縮力が加わる方向であり、サイレンサー1全体の厚み方向に置き換えることができる。この圧縮方向D31と緩衝材の厚み方向D32とのなす角度θ1は、圧縮方向D31への良好な圧縮強度を得る点から、30°以下が好ましく、25°以下がより好ましく、20°以下がさらに好ましく、15°以下が特に好ましい。むろん、θ1>0の場合も本発明に含まれる。
図8は、自動車用サイレンサー1を製造するためのサイレンサー製造装置の例を模式的に示している。図9は、サイレンサー製造装置の制御部の例を模式的に示している。図10はプレス成形機200の垂直端面を模式的に例示している。
第一繊維供給部410は、予め別の工程で製造して巻き取った原反をコンベア上に送り出すのではなく、繊維の状態から第一供給繊維層310をコンベヤ440上に形成することできる。ベース層として機能する第一繊維層110が他の繊維層120,130とともに繊維の状態から一貫した工程で形成されるため、本製造方法はサイレンサーの製造工数及び製造コストを低減することができる。
本具体例の製造方法は、ベース層として機能する第一供給繊維層310の上面の分割領域毎に、繊維F2の供給の有無、及び、繊維F2の供給量を変えることにより、部分的に厚み及び目付の異なる繊維集合物300を形成する。このため、ベース層の無い繊維集合物と比べて、本繊維集合物300は形状保持性及び運搬性が向上し、繊維集合物300から形成されるサイレンサー1の形状保持性も向上する。
繊維F3は、柔軟性があり車体パネルに密着し易い繊維が好ましい。この場合、繊維F3は、細デニールな繊維が好適に用いられ、メルト繊維の割合が少なくなる方が好ましい。
以上より、本具体例の製造方法は、移動方向D4及び幅方向D5において区分される領域のそれぞれについて、第二供給繊維層320を所望の厚み及び目付にすることができる。尚、分割繊維供給部425の設置数、各分割繊維供給部425からの繊維F2の供給量(V2)、及び、コンベア440のラインスピード(V1)を制御することにより、繊維供給量を調節可能な領域の面積と数を任意に設定することができる。また、繊維F2の供給量(V2)をシーケンス455に設定することにより、領域毎に繊維供給量を変更することができる。
また、予備加熱工程S4では、サイレンサー1の形状に合わせて予備成形してプリフォームを形成してもよい。
尚、本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、本発明を適用可能な自動車用サイレンサーは、車室用のフロアサイレンサー以外にも、荷室用のサイレンサー、ドア部のサイレンサー、天井部のサイレンサー、ダッシュサイレンサー、エンジン部のサイレンサー、フェンダー部のサイレンサー、等でもよい。
繊維集合体30と緩衝材40との間には、例えば接着層といった別の層が設けられてもよい。
図11に示す繊維集合体30の裏側(車体パネル80側)の外面30bには、カーペット20側へ凹んだ凹部31が形成されている。緩衝材40は凹部31にインサートされ、凹部31における底部31bと緩衝材40の表側(カーペット20側)の外面40aとが接着し、凹部31における側部31aと緩衝材40の周部40cとが接着している。前記凹部31の周囲にある繊維集合体30の裏側の外面30b、及び、緩衝材40の裏側の外面40bは、第二の成形面12である。一方、繊維集合体30の表側の外面30aには、緩衝材がインサートされる凹部が形成されていない。従って、この表側の外面30aは第一の成形面11であり、この第一の成形面11に緩衝材40の外面は含まれない。
図13に示す第二の成形面12には、緩衝材40の厚み方向D3とは異なる方向D4(図13の例では左右方向)において緩衝材40の積層部10の縁部10aとなる位置に凸R状の凸部15が形成されている。前記方向D4は、前後方向でもよいし、左右方向及び前後方向からずれた方向でもよい。また、前記方向D4は、ウェブM1の積層方向D1でもよいし、ウェブM1の幅方向D2でもよいし、両方向D1,D2からずれた方向でもよい。積層部10の縁部10aは、図13の下部に示すように緩衝材40を厚み方向D3へ投影したときの緩衝材40の縁部(周部40c)であるものとする。緩衝材40が断面略台形状である等、周部40cの前記方向D4における位置が第一の成形面11側の縁部と第二の成形面12側の縁部とで異なる場合、積層部の縁部10aは緩衝材40において成形面11,12のうち凸部15が形成された成形面の側の縁部を厚み方向D3へ投影した位置であるものとする。例えば、第二の成形面12に凸部15が形成され、緩衝材40が断面略台形状である場合、積層部の縁部10aは緩衝材40における裏側の外面40bの縁部を厚み方向D3へ投影した位置となる。積層部10の縁部10aとなる位置に凸部15があるとは、凸部15の範囲に積層部10の縁部10aがあることを意味するものとする。凸部15の範囲は、サイレンサーの外側へ凸の曲率半径を有する面の範囲等、サイレンサーの外側へ凸となっている外面の範囲であるものとする。尚、凸部15の形状は、一定の曲率半径(Rとする。)の凸R状に限定されず、位置に応じて曲率半径が変わる凸形状等を含む。後述するサイレンサー1E(図14参照)も、同様である。
図14に示す第二の成形面12には、緩衝材40の厚み方向D3とは異なる方向D4(図14の例では左右方向)において積層部10の縁部10aとなる位置に緩衝材40の縁部による凸部15が形成されている。
以上説明したように、成形面11,12の少なくとも一方において積層部10の縁部10aとなる位置に凸部15が形成されると、コーナー部分といった凸部15がシャープな形状になる。従って、凸部15を有するサイレンサーは、車体パネルとサイレンサーとの隙間を少なくすることができ、制振性能を向上させることができる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、目付が部分的に異なる繊維成形体の形状が崩れたり割れたり等することを抑制することが可能な自動車用サイレンサー等の技術を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
11…第一の成形面、12…第二の成形面、15…凸部、
20…カーペット(表皮材)、22…車室側の凹凸形状、23…足載せ部、
30,30A…繊維集合体、30a…表側の外面、30b…裏側の外面、
31…凹部、31a…側部、31b…底部、
34…繊維、35…主繊維、36…接着性繊維(バインダー)、
40,40A〜40F…緩衝材、40a…表側の外面、40b…裏側の外面、
44…繊維、45…主繊維、46…接着性繊維(バインダー)、47…折り返し部分、
80…車体パネル、81…縁部、82…トンネル部、
110…第一繊維層、111…反対面、120…第二繊維層、130…第三繊維層、
140…凹凸面、141…凸部、142…凹部、
200…プレス成形機、210…成形型、212…上型、214…下型、
300…繊維集合物、
310…第一供給繊維層、320…第二供給繊維層、330…第三供給繊維層、
400…サイレンサー製造装置、
410…第一繊維供給部、420…第二繊維供給部、425…分割繊維供給部、
430…第三繊維供給部、440…コンベヤ、
450…制御部、455…シーケンス、
C1…車室、D1…ひだの積層方向、D2…緩衝材の幅方向、D3…厚み方向、
D4…移動方向、D5…コンベヤの幅方向、
D11…緩衝材の押出方向、D12…押出方向の反対方向、
D31…圧縮方向、D32…緩衝材の厚み方向、D33…繊維の向き、
F1〜F3…繊維、M1…ウェブ、M2…ひだ。
Claims (4)
- プレス成形され、厚み方向において互いに反対側となる第一及び第二の成形面を有し、車体パネルと表皮材との間に設置される自動車用サイレンサーにおいて、
前記第一の成形面が形成された第一繊維層と、該第一繊維層における前記第一の成形面とは反対面に一体化され繊維が部分的に存在する第二繊維層と、前記第二の成形面が形成された第三繊維層と、を少なくとも有し、
前記第三繊維層は、前記第二繊維層、及び、前記第二繊維層の繊維が無い部分の前記第一繊維層と一体化されている、自動車用サイレンサー。 - 前記第一繊維層と前記第二繊維層を少なくとも含む繊維集合体に緩衝材がインサートされて部分的に積層された積層部を有し、
前記第一の成形面と前記第二の成形面の少なくとも一方には、前記厚み方向とは異なる方向において前記積層部の縁部となる位置に凸部が形成されている、請求項1に記載の自動車用サイレンサー。 - 車体パネルと表皮材との間に設置される自動車用サイレンサーの製造方法において、
第一繊維供給部からコンベヤ上に繊維を供給して第一供給繊維層を形成する第一繊維供給工程と、
第二繊維供給部から前記第一供給繊維層上に対して部分的に繊維を供給して第二供給繊維層を形成する第二繊維供給工程と、
前記第一供給繊維層と前記第二供給繊維層を少なくとも含み前記コンベヤで移送された繊維集合物をプレス成形する成形工程と、を含み、
前記第二繊維供給部は、繊維の供給箇所が前記コンベヤの幅方向において互いに異なる複数の分割繊維供給部を有し、
前記第二繊維供給工程では、前記分割繊維供給部から前記第一供給繊維層上に供給する繊維の目付を前記分割繊維供給部の単位で可変制御する、自動車用サイレンサーの製造方法。 - 第三繊維供給部から前記第二供給繊維層、及び、該第二供給繊維層の繊維が無い前記第一供給繊維層上に繊維を供給して第三供給繊維層を形成する第三繊維供給工程を含み、
前記繊維集合物が前記第一供給繊維層と前記第二供給繊維層と前記第三供給繊維層を少なくとも含む、請求項3に記載の自動車用サイレンサーの製造方法。
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