JP6851267B2 - 制振部材及びその製造方法、並びに構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、制振部材及びその製造方法、並びに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つの基部を連結する連結部を備え、前記連結部は、前記隣接する２つの基部の間に折り畳み可能に構成されている、制振部材が提供される。

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、成形体を構成する複数の基部のうちの隣接する２つの基部間に連結部が折り畳まれるように連結部を構成することによって、連結部に強い復元力が発生し、連結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、前記連結部は、第１及び第２外側ヒンジ部と、その間に設けられた内側ヒンジ部を備え、前記内側ヒンジ部は、第１及び第２外側ヒンジ部とは逆向きに折り曲げ可能に構成されている。
好ましくは、前記連結部は、第１外側ヒンジ部と前記内側ヒンジ部の間の第１連結ベースと、第２外側ヒンジ部と前記内側ヒンジ部の間の第２連結ベースを備え、前記制振部材は、前記内側ヒンジ部で前記連結部を折り曲げたときに第１及び第２連結ベースが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、前記成形体は、中空部を有する。
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、上記記載の制振部材の製造方法であって、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パリソン形成工程と、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連結部が形成される、制振部材の製造方法が提供される。

本発明のさらに別の観点によれば、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、上記記載の制振部材であり、前記制振部材を前記連結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、構造体の製造方法が提供される。

本発明の一実施形態の制振部材１の構成を示す斜視図である。 図２Ａは、図１のＡ−Ａ断面図であり、図２Ｂは、図２Ａから弾性部材３を非表示にした状態を示す。 図３Ａは、制振部材１に外力を加えて制振部材１を連結部８で折り畳んだ状態を示し、図３Ｂは、図１Ａ中の制振部材１の端面近傍の拡大図である。 制振部材１を連結部８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。図５では、分割金型１９，２０の形状は簡略化している。 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
図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態の制振部材１の構成について説明する。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とを備える。

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、連結部８で互いに連結される。従って、成形体２は、３つの基部が２つの連結部８で連結された構成を備える。連結部８は、基部２ａ，２ｂの間に折り畳み可能に構成されており、基部２ａ側から順に、第１外側ヒンジ部８ａ、第１連結ベース８ｂ、内側ヒンジ部８ｃ、第２連結ベース８ｄ、第２外側ヒンジ部８ｅを備える。

図３Ｂに示すように、連結部８が折り畳まれた状態で、外側ヒンジ部８ａ，８ｅは、成形体２の外側に位置し、内側ヒンジ部８ｃは、外側ヒンジ部８ａ，８ｅよりも成形体２の内側に位置する。連結部８が折り畳まれる際に、成形体２の外側から見て、外側ヒンジ部８ａ，８ｅは山折りされ、内側ヒンジ部８ｃは谷折りされる。つまり、内側ヒンジ部８ｃは、外側ヒンジ部８ａ，８ｅとは逆向きに折り曲げられる。連結部８は、連結ベース８ｂ，８ｄが基部２ａ，２ｂによって挟まれるように折り畳まれる。ヒンジ部８ａ，８ｃ，８ｅは連結ベース８ｂ，８ｄよりも薄いことが好ましい。また、連結ベース８ｂ，８ｄの厚さＴ１に対する、ヒンジ部８ａ，８ｃ，８ｅの厚さＴ２の比は、０．０１〜０．２が好ましく、０．０２〜０．１がさらに好ましい。

連結部８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が連結部８で折り畳ま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つの連結部８を備えることが好ましい。連結部８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。

連結部８は、図５〜図７に示すように、分割金型１９，２０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、連結部８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１９，２０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３Ａ〜図３Ｂに示すように制振部材１が連結部８で折り畳まれた状態で、図３Ａの矢印Ｘで示すように、筒体５内に挿入される。これによって、筒体５内に制振部材１が配置された構造体が得られる。制振部材１が連結部８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４に示すように、筒体５内に収容されると、連結部８が板バネとして機能し、復元力が発生する。この復元力によって成形体２の基部２ａ，２ｂが筒体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。連結部８は、内側ヒンジ部８ｃ及び外側ヒンジ部８ａ，８ｅを有しており、各ヒンジ部で復元力が発生するので、連結部８には強い復元力が発生し、基部２ａ，２ｂが筒体５を内側から押圧する力が非常に強く、優れた制振性が達成される。

図１に示すように、弾性部材３は、成形体２の一方の面に設けられる。弾性部材３は、連結部８のみを覆うように設けてもよく、連結部８及び基部２ａ，２ｂを覆うように設けてもよい。弾性部材３のうち、連結部８を覆う部位３ａは、図３Ａ〜図３Ｂに示すように、内側ヒンジ部８ｃで連結部８を折り曲げたときに連結ベース８ｂ，８ｄが対向する面の間に配置され、連結ベース８ｂ，８ｄ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のうち、基部２ａ，２ｂを覆う部位３ｂは、図４に示すように、制振部材１を筒体５内に収容した状態で、基部２ａ，２ｂと筒体５の間に配置され、基部２ａ，２ｂと筒体５の密着性を高めるように機能する。

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、連結部８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、連結部８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。

２．成形機６の構成
図５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。

＜パリソン形成工程＞
パリソン形成工程では、図５〜図６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を備える。

分割金型２０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３ｓが垂下される。弾性部材３が不織布で構成される場合、弾性部材シート３ｓは、不織布シートである。

＜成形工程＞
成形工程では、図７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。成形体２は、キャビティ１９ａ，２０ａによって囲まれた空間内に形成される。この際、連結部８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連結部８が形成される。また、弾性部材シート３ｓは、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。パリソン２３の厚さをＴとすると、厚さＴに対する連結ベース８ｂ，８ｄの厚さの比は、それぞれ、０．２〜１．４が好ましく、０．４〜１．０がさらに好ましい。厚さＴに対するヒンジ部８ａ，８ｃ，８ｅの厚さの比は、それぞれ、０．０２〜０．２８が好ましく、０．０４〜０．１４がさらに好ましい。

＜後処理工程＞
後処理工程では、図７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、図１に示す構成の制振部材１が得られる。

１ ：制振部材
２ ：成形体
２ａ ：第１基部
２ｂ ：第２基部
２ｄ ：中空部
３ ：弾性部材
３ａ ：部位
３ｂ ：部位
３ｓ ：弾性部材シート
５ ：筒体
６ ：成形機
７ ：樹脂供給装置
８ ：連結部
８ａ ：第１外側ヒンジ部
８ｂ ：第１連結ベース
８ｃ ：内側ヒンジ部
８ｄ ：第２連結ベース
８ｅ ：第２外側ヒンジ部
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
２３ ：パリソン
２３ｂ ：バリ
２５ ：連結管
２７ ：連結管

Claims (9)

1. 筒体内に挿入される制振部材であって、
   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つの基部を連結する連結部を備え、
   前記連結部は、前記隣接する２つの基部の間に折り畳み可能に構成されている、制振部材。
2. 前記連結部は、第１及び第２外側ヒンジ部と、その間に設けられた内側ヒンジ部を備え、
   前記内側ヒンジ部は、第１及び第２外側ヒンジ部とは逆向きに折り曲げ可能に構成されている、請求項１に記載の制振部材。
3. 前記連結部は、第１外側ヒンジ部と前記内側ヒンジ部の間の第１連結ベースと、第２外側ヒンジ部と前記内側ヒンジ部の間の第２連結ベースを備え、
   前記制振部材は、前記内側ヒンジ部で前記連結部を折り曲げたときに第１及び第２連結ベースが対向する面の間に弾性部材を備える、請求項２に記載の制振部材。
4. 前記弾性部材は、不織布で構成される、請求項３に記載の制振部材。
5. 前記弾性部材は、前記成形体と一体成形される、請求項３又は請求項４に記載の制振部材。
6. 前記成形体は、中空部を有する、請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の制振部材。
7. 前記成形体は、発泡成形体である、請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の制振部材。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１つに記載の制振部材の製造方法であって、
   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パリソン形成工程と、
   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連結部が形成される、制振部材の製造方法。
9. 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７の何れか１つに記載の制振部材であり、
   前記制振部材を前記連結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、構造体の製造方法。

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