JP6777856B2 - 制振部材の製造方法及び構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、制振部材の製造方法及び構造体の製造方法に関する。

例えば自動車の車体等の構造物内に樹脂材を形成することは知られている。例えば特許文献１には、自動車の車体を構成する筒体内に環状発泡材を配設することが記載されている。

特開２００７−９０５４２号公報

特許文献１の構成によってもある程度の制振性が確保できるが、制振性をさらに高めることが望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、制振性が高められた制振部材の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、筒体内に挿入される制振部材の製造方法であって、前記制振部材は、成形体を備え、前記成形体は、複数の基部と、前記複数の基部のうちの隣接する２つを連結するヒンジ部を備え、前記製造方法は、溶融樹脂を押し出してパリソンを形成して一対の分割金型間に配置する押出工程と、前記分割金型の型締めを行って前記パリソンの成形を行って前記成形体を形成する成形工程を備え、前記分割金型の型締めの際に前記分割金型で前記パリソンを圧縮することによって前記成形体に前記ヒンジ部が形成される、制振部材の製造方法が提供される。

本発明者は、制振部材の制振性を高めるべく鋭意検討を行ったところ、筒体に挿入される制振部材が筒体を内側から押圧するように構成することによって制振性が高められることに気がついた。そして、制振部材が筒体を内側から押圧することを可能にする構成を検討したところ、パリソンを圧縮することによって形成したヒンジ部において制振部材を折り畳んだ状態で制振部材を筒体に挿入することによって、ヒンジ部に生じる復元力によって成形体の基部が筒体を内側から押圧することを見出し、本発明の完成に到った。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記成形体は、中空部を有する。
好ましくは、前記制振部材は、前記成形体を前記ヒンジ部で折り畳んだときに対向する面の間に弾性部材を備える。
好ましくは、前記弾性部材は、不織布で構成される。
好ましくは、前記不織布は、樹脂繊維で構成される。
好ましくは、前記樹脂繊維を構成する樹脂は、前記成形体を構成する樹脂よりもピカット軟化点が高い。
好ましくは、前記樹脂繊維は、５デニール以上の繊維である。
好ましくは、前記弾性部材は、前記成形体と一体成形される。
好ましくは、前記制振部材は、前記成形体を前記ヒンジ部で折り畳んだときに外周となる面にクッション部材を備える。
好ましくは、前記クッション部材は、不織布で構成される。
好ましくは、前記クッション部材は、前記成形体と一体成形される。
好ましくは、前記成形体は、少なくとも２つのヒンジ部を備える。
好ましくは、前記成形体は、３つの基部が２つのヒンジ部で連結された構成を備える。
好ましくは、前記成形体は、２つの基部が１つのヒンジ部で連結された構成を備える。
好ましくは、前記成形体は、発泡成形体である。

本発明の別の観点によれば、筒体内に制振部材を挿入する工程を備える、構造体の製造方法であって、前記制振部材は、上記記載の方法によって製造された制振部材であり、前記制振部材を前記ヒンジ部で折り畳んだ状態で前記制振部材が前記筒体に挿入される、方法が提供される。

本発明の第１実施形態の制振部材１の構成を示す斜視図であり、（ａ）は制振部材１に外力が加わっていない状態を示し、（ｂ）は制振部材１に外力を加えて制振部材１をヒンジ部２ｃで折り畳んだ状態を示し、（ｃ）は制振部材１をヒンジ部２ｃで折り畳んだ状態で筒体５に挿入した後の状態を示す。 本発明の第２実施形態の制振部材１の構成を示す斜視図であり、（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ）〜（ｃ）に対応する図である。 本発明の一実施形態の制振部材１の製造方法で利用可能な成形機６の一例を示す。 パリソン形成工程を示す図５中のＡ−Ａ断面図である。 パリソン形成工程を示す図４中のＢ−Ｂ断面図である。 成形工程を示す、図５と同じ断面の断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

１．制振部材の構成
１−１．第１実施形態
図１を用いて、本発明の第１実施形態の制振部材１について説明する。制振部材１は、筒体５に挿入されることによって筒体５の振動を抑制することによって筒体５を通じた音の伝搬を低減するための部材である。筒体５は、例えば自動車のインパネ内のリインフォースであり、パイプ状であり、内周の断面は例えば円形である。

制振部材１は、成形体２と、弾性部材３と、クッション部材４を備える。弾性部材３は、成形体２の一方の面に設けられる。クッション部材４は、成形体２の他方の面に設けられる。

成形体２は、第１基部２ａとその両側に設けられた第２基部２ｂを備える。基部２ａ，２ｂは、ヒンジ部２ｃで互いに連結される。従って、成形体２は、３つの基部が２つのヒンジ部２ｃで連結された構成を備える。ヒンジ部２ｃは、板バネとして機能するように構成されており、成形体２がヒンジ部で曲げられると復元力が発生する。本実施形態のように、成形体２は、少なくとも２つのヒンジ部を備えることが好ましい。ヒンジ部の数が多いほど、復元力の合計が大きくなり、その結果、成形体２が筒体５を内側から押圧する力が強くなるからである。

ヒンジ部２ｃは、図５に示すように、分割金型１９，２０，２０でパリソン２３を圧縮することによって形成される（詳細は後述する）。このため、ヒンジ部２ｃは高い精度と高い剛性を有している。基部２ａ，２ｂは、それぞれ、分割金型を用いてパリソン２３を成形することによって形成される。基部２ａ，２ｂは、それぞれ、中空部２ｄを備える。基部２ａ，２ｂは、発泡成形体であっても非発泡成形体であってもよいが、基部２ａ，２ｂが発泡成形体である場合の方が軽量性及び消音性に優れているので、基部２ａ，２ｂは発泡成形体であることが好ましい。成形体２は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂で形成されることが好ましく、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。

制振部材１は、図１（ｂ）に示すように、制振部材１がヒンジ部２ｃで折り畳まれた状態で筒体５内に挿入される。制振部材１がヒンジ部２ｃで折り畳まれた状態では制振部材１の外面形状は、筒体５の内面形状に略一致する。制振部材１が図１（ｃ）に示すように、筒体５内に収容されると、ヒンジ部２ｃが板バネとして機能し、復元力が働く。この復元力によって成形体２の基部２ａ，２ｂがクッション部材４を介して筒体５を内側から押圧し、筒体５の振動が効果的に抑制される。なお、クッション部材４は必須ではなく、クッション部材４がない場合は基部２ａ，２ｂが筒体５を内側から直接押圧する。

弾性部材３は、図１（ｂ）に示すように、成形体２がヒンジ部２ｃで折り畳まれたときに対向する面の間に配置される。図１（ｂ）の形態の場合、弾性部材３は、基部２ａの当接面２ａ１と基部２ｂの当接面２ｂ１との間に配置されて基部２ａ，２ｂによって圧縮されて変形する。また、弾性部材３は、一対の基部２ｂの当接面２ｂ２の間にも配置されて一対の基部２ｂによって圧縮されて変形する。そして、弾性部材３の復元力によって基部２ａ，２ｂが筒体５を内側から押圧して、筒体５の振動がより効果的に抑制される。

弾性部材３としては、圧縮されることによって復元力を発生させる任意の部材を用いることができる。弾性部材３は、樹脂やゴムなどで形成することができる。弾性部材３は、不織布で構成されることが好ましい。この場合、弾性部材３が復元力を発生させやすく且つ弾性部材３を成形体２と一体成形することが容易であるからである。不織布は、樹脂繊維で構成されることが好ましい。樹脂繊維は、５デニール以上の繊維であることが好ましい。この場合、弾性部材３の剛性が十分に高くなりやすい。樹脂繊維を構成する樹脂は、成形体２を構成する樹脂よりもピカット軟化点が高いことが好ましい。この場合、制振部材１が高温にさらされる環境下でも弾性部材３が基部２ａ，２ｂを筒体５に押し付ける力が長期間維持されるからである。樹脂繊維を構成する樹脂としては、ＰＥＴやポリアミドなどが挙げられる。

このように、本実施形態では、ヒンジ部２ｃの復元力と弾性部材３の復元力によって基部２ａ，２ｂが筒体５を内側から強く押圧し、筒体５の振動が効果的に抑制される。なお、弾性部材３は、省略可能であり、その場合、ヒンジ部２ｃの復元力によって基部２ａ，２ｂが筒体５を内側から押圧する。

クッション部材４は、成形体２をヒンジ部２ｃで折り畳んだときに外周となる面に配置される。クッション部材４は、成形体２と筒体５との密着性を向上させるために設けられるものであり、このような機能を発揮しうる任意の部材でクッション部材４を構成することができる。クッション部材４は、成形体２よりも変形しやすい部材で構成することが好ましい。クッション部材４は、不織布で構成されることが好ましい。この場合、クッション部材４が成形体２と筒体５との密着性を向上させやすく、且つクッション部材４を成形体２と一体成形することが容易であるからである。弾性部材３とクッション部材４は同一構成の不織布で構成することが好ましい。この場合、部材数が減って製造効率が向上するからである。

１−２．第２実施形態
図２を用いて、本発明の第２実施形態の制振部材１について説明する。本実施形態は、第１実施形態に類似しており、成形体２の構成の違いが主な相違点である。

本実施形態では、成形体２は、一対の基部２ｅと、これらを連結するヒンジ部２ｃを備える。従って、本実施形態の成形体２は、２つの基部が１つのヒンジ部２ｃで連結された構成を備える。本実施形態においても、図２（ｂ）に示すように、制振部材１をヒンジ部２ｃで折り畳むと、ヒンジ部２ｃが板バネとして機能して復元力を発生させ、基部２ｅが筒体５を内側から押圧する。また、制振部材１をヒンジ部２ｃで折り畳むと、弾性部材３が一対の基部２ｅの当接面２ｅ１の間において圧縮されて変形し、復元力を発生させる。従って、本実施形態においても、ヒンジ部２ｃの復元力と弾性部材３の復元力によって基部２ｂが筒体５を内側から強く押圧する。

２．成形機６の構成
図３を用いて、本発明の一実施形態の制振部材の製造方法の実施に利用可能な成形機６について説明する。成形機６は、樹脂供給装置７と、ヘッド１８と、分割金型１９，２０を備える。樹脂供給装置７は、ホッパー１２と、押出機１３と、インジェクタ１６と、アキュームレータ１７を備える。押出機１３とアキュームレータ１７は、連結管２５を介して連結される。アキュームレータ１７とヘッド１８は、連結管２７を介して連結される。
以下、各構成について詳細に説明する。

＜ホッパー１２，押出機１３＞
ホッパー１２は、原料樹脂１１を押出機１３のシリンダ１３ａ内に投入するために用いられる。原料樹脂１１の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂１１は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂１１は、ホッパー１２からシリンダ１３ａ内に投入された後、シリンダ１３ａ内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ１３ａ内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ１３ａの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ１３ａ内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ１３ａ内に配置されるスクリューの数は、１本でもよく、２本以上であってもよい。

＜インジェクタ１６＞
シリンダ１３ａには、シリンダ１３ａ内に発泡剤を注入するためのインジェクタ１６が設けられる。原料樹脂１１を発泡させない場合は、インジェクタ１６は省略可能である。インジェクタ１６から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸（例：クエン酸又はその塩）と塩基（例：重曹）との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ１６から注入する代わりに、ホッパー１２から投入してもよい。

＜アキュームレータ１７、ヘッド１８＞
発泡剤が添加されている又は添加されていない溶融樹脂１１ａは、シリンダ１３ａの樹脂押出口から押し出され、連結管２５を通じてアキュームレータ１７内に注入される。アキュームレータ１７は、シリンダ１７ａとその内部で摺動可能なピストン１７ｂを備えており、シリンダ１７ａ内に溶融樹脂１１ａが貯留可能になっている。そして、シリンダ１７ａ内に溶融樹脂１１ａが所定量貯留された後にピストン１７ｂを移動させることによって、連結管２７を通じて溶融樹脂１１ａをヘッド１８内に設けられたダイスリットから押し出して垂下させてパリソン２３を形成する。パリソン２３の形状は、特に限定されず、筒状であってもよく、シート状であってもよい。

＜分割金型１９，２０＞
パリソン２３は、一対の分割金型１９，２０間に導かれる。分割金型１９，２０を用いてパリソン２３の成形を行うことによって、成形体が得られる。分割金型１９，２０を用いた成形の方法は特に限定されず、分割金型１９，２０のキャビティ内にエアーを吹き込んで成形を行うブロー成形であってもよく、分割金型１９，２０のキャビティの内面からキャビティ内を減圧してパリソン２３の成形を行う真空成形であってもよく、その組み合わせであってもよい。溶融樹脂が発泡剤を含有する場合、パリソン２３は、発泡パリソンとなり、成形体は、発泡成形体となる。

３．制振部材１の製造方法
制振部材１は、パリソン形成工程、成形工程、及び後処理工程を備える方法によって形成可能である。以下、各工程について詳細に説明する。以下、第１実施形態の制振部材１の製造方法を例に挙げて説明するが、第２実施形態の制振部材１も同様の方法で製造可能である。

＜パリソン形成工程＞
パリソン形成工程では、図４〜図５に示すように、溶融樹脂をヘッドから押し出して垂下させてパリソン２３を形成し、パリソン２３を分割金型１９，２０の間に配置する。分割金型１９は、ピンチオフ部１９ｂで囲まれたキャビティ１９ａを備える。分割金型２０は、ピンチオフ部２０ｂで囲まれたキャビティ２０ａ内に突起２０ｃを備える。

分割金型１９とパリソン２３の間には弾性部材３を構成する弾性部材シート３ａが垂下される。分割金型２０とパリソン２３の間にはクッション部材４を構成するクッション部材シート４ａが垂下される。弾性部材３及びクッション部材４が不織布で構成される場合、パリソン２３の両側に不織布シートが垂下される。

＜成形工程＞
成形工程では、図６に示すように、分割金型１９，２０の型締めを行ってパリソン２３の成形を行って成形体２を形成する。この際、突起２０ｃに対応する部位において、パリソン２３が分割金型１９，２０によって圧縮されてヒンジ部２ｃが形成される。また、シート３ａ，４ａは、それぞれ、パリソン２３と分割金型１９、パリソン２３と分割金型２０によって挟まれることによって、成形体２に一体成形される。

＜後処理工程＞
後処理工程では、図６に示すように成形されたバリ２３ｂのついた成形体２を分割金型１９，２０から取り出し、バリ２３ｂを除去する。これによって、第１実施形態の構成の制振部材１が得られる。

１ ：制振部材
２ ：成形体
２ａ ：第１基部
２ａ１ ：当接面
２ｂ ：第２基部
２ｂ１ ：当接面
２ｂ２ ：当接面
２ｃ ：ヒンジ部
２ｄ ：中空部
２ｅ ：基部
２ｅ１ ：当接面
３ ：弾性部材
３ａ ：弾性部材シート
４ ：クッション部材
４ａ ：クッション部材シート
５ ：筒体
６ ：成形機
７ ：樹脂供給装置
１１ ：原料樹脂
１１ａ ：溶融樹脂
１２ ：ホッパー
１３ ：押出機
１３ａ ：シリンダ
１６ ：インジェクタ
１７ ：アキュームレータ
１７ａ ：シリンダ
１７ｂ ：ピストン
１８ ：ヘッド
１９ ：分割金型
１９ａ ：キャビティ
１９ｂ ：ピンチオフ部
２０ ：分割金型
２０ａ ：キャビティ
２０ｂ ：ピンチオフ部
２０ｃ ：突起
２３ ：パリソン
２３ｂ ：バリ
２５ ：連結管
２７ ：連結管

Claims (16)

1. 筒体内に挿入される制振部材の製造方法であって、
   前記制振部材は、成形体を備え、
   前記成形体は、複数の基部と、前記複数の基部のうちの隣接する２つを連結するヒンジ部を備え、
   前記製造方法は、
   溶融樹脂を押し出してパリソンを形成して一対の分割金型間に配置する押出工程と、
   前記分割金型の型締めを行って前記パリソンの成形を行って前記成形体を形成する成形工程を備え、
   前記分割金型の型締めの際に前記分割金型で前記パリソンを圧縮することによって前記成形体に前記ヒンジ部が形成され、
   前記制振部材は、前記成形体を前記ヒンジ部で折り畳んだときに対向する面の間に弾性部材を備える、制振部材の製造方法。
2. 前記成形体は、中空部を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記弾性部材は、不織布で構成される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記不織布は、樹脂繊維で構成される、請求項３に記載の方法。
5. 前記樹脂繊維を構成する樹脂は、前記成形体を構成する樹脂よりもピカット軟化点が高い、請求項４に記載の方法。
6. 前記樹脂繊維は、５デニール以上の繊維である、請求項４又は請求項５の何れか１つに記載の方法。
7. 前記弾性部材は、前記成形体と一体成形される、請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の方法。
8. 前記制振部材は、前記成形体を前記ヒンジ部で折り畳んだときに外周となる面にクッション部材を備える、請求項１〜請求項７の何れか１つに記載の方法。
9. 筒体内に挿入される制振部材の製造方法であって、
   前記制振部材は、成形体を備え、
   前記成形体は、複数の基部と、前記複数の基部のうちの隣接する２つを連結するヒンジ部を備え、
   前記製造方法は、
   溶融樹脂を押し出してパリソンを形成して一対の分割金型間に配置する押出工程と、
   前記分割金型の型締めを行って前記パリソンの成形を行って前記成形体を形成する成形工程を備え、
   前記分割金型の型締めの際に前記分割金型で前記パリソンを圧縮することによって前記成形体に前記ヒンジ部が形成され、
   前記制振部材は、前記成形体を前記ヒンジ部で折り畳んだときに外周となる面にクッション部材を備える、制振部材の製造方法。
10. 前記クッション部材は、不織布で構成される、請求項８又は請求項９に記載の方法。
11. 前記クッション部材は、前記成形体と一体成形される、請求項８〜請求項１０の何れか１つに記載の方法。
12. 前記成形体は、少なくとも２つのヒンジ部を備える、請求項１〜請求項１１の何れか１つに記載の方法。
13. 前記成形体は、３つの基部が２つのヒンジ部で連結された構成を備える、請求項１〜請求項１２の何れか１つに記載の方法。
14. 前記成形体は、２つの基部が１つのヒンジ部で連結された構成を備える、請求項１〜請求項１１の何れか１つに記載の方法。
15. 前記成形体は、発泡成形体である、請求項１〜請求項１４の何れか１つに記載の方法。
16. 筒体内に制振部材を挿入する工程を備える、構造体の製造方法であって、
    前記制振部材は、請求項１〜請求項１５の何れか１つに記載の方法によって製造された制振部材であり、
    前記制振部材を前記ヒンジ部で折り畳んだ状態で前記制振部材が前記筒体に挿入される、方法。