KR100998381B1 - 흡음체, 흡음 구조체, 흡음체의 제조 방법 및 흡음 구조체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

흡음체(40)는 2개의 미팽창층(41, 42)과, 이들 미팽창층(41, 42)에 끼워지고 또한 다수의 공극을 갖는 팽창층(43)을 구비하는 성형체(44)를 가지고, 상기 성형체(44)의 임의의 개소에는 상기 한쪽의 미팽창층(41)을 관통하고, 다른 쪽의 미팽창층(42)까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍(41A)이 복수 형성되고, 구멍(41A)의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상이다. 복수의 재료를 경쟁하게 하는 일 없이, 일체 성형에 의해 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능하게 되고, 또한 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있다.

Description

흡음체, 흡음 구조체, 흡음체의 제조 방법 및 흡음 구조체의 제조 방법{SOUND ABSORBING BODY, SOUND ABSORBING STRUCTURAL BODY, AND METHOD OF MANUFACTURING THESE BODIES}
본 발명은 흡음체, 흡음 구조체 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
종래에, 소음이나 잡음 등을 차단하기 위해서, 차음재 및 흡음재가 이용되고 있다. 이들 중, 흡음재로서는, 음파를 잘 흡수하는 부드러운 부직포나 발포 성형품을 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 흡음재는, 강성이 없고, 통상, 차음 성능을 기대하는 것은 불가능하다.
예를 들면, 일본 특허 공개 제 2000-206976 호는, 연속 기포와 독립 기포가 혼재하는 발포 시트에, 임의의 형상, 사이즈의 관통 구멍 또는 반 관통 구멍을, 임의의 피치 간격으로 비우는 것으로, 흡음 특성이 높게 되는 것 및 원하는 주파수의 음역을 흡음할 수 있는 것을 개시한다. 그러나, 이 출원은, 관통 구멍과 반 관통 구멍은, 흡음 특성에 대해서 같은 위치 붙임으로서 기재되어 있는 이상, 차음성, 강성은 기대할 수 없다.
한편, 차음재로서는, 밀도가 높고, 고강성으로 되고, 음파에 의해 진동하기 어려운 부재를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 차음재는 음파를 반사해서 차단하는 것이므로, 흡수하는 일은 없고, 통상 흡음 성능을 기대할 수는 없다.
종래의 흡음재 및 차음재에서는, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽을 확보할 수 없어, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽을 구비한 부재를 확보하기 위해서는, 흡음재 및 차음재를 경쟁하게 하는 등의 번잡한 공정이 필요하게 되고, 제조가 복잡해진다고 하는 문제가 있다.
또한, 흡음재 및 차음재의 경쟁에 의해, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽을 확보하려고 하면, 내열성, 강성, 경량성 및 형상 등 제품특성 중 어느 하나가 희생되어, 서로 경쟁하게 할 수 있는 흡음재 및 차음재를 구성하는 재료를 최적화할 필요가 있고, 그 재료의 선정이 복잡하게 된다는 문제점도 있다.
예를 들면, 일본 특허 공개 제 1996-244150 호는, 초조법 섬유강화 시트(a yarn-manufactured fiber-reinforced sheet)(예: KP 시트)를 가열 팽창시킨 후, 압축해서 이루어지는 성형체를, 통상의 수지 성형체와, 공기층을 협지하도록 접합한 흡음부재를 개시한다. 그러나, 초조법 섬유강화 시트에 비어 있는 구멍이, 상기 시트를 완전히 관통하고 있기 때문에, 상기 시트 자체의 흡음 효과는 낮은 동시, 무거워진다.
더욱이, 용도에 따라서는, 어떤 일정한 주파수의 음만을 선택적으로 흡수하는 것도 요구되고 있다. 예를 들면, 차의 엔진 음에서도 불쾌한 음과 호감이 있는 음이 있다. 종래의 흡음재를 사용하여, 엔진 음을 흡수하려고 했을 경우에, 이 종래의 흡음재는, 흡수할 수 있는 음의 주파수의 선택은 할 수 없다. 즉, 불쾌한 음 뿐만 아니라, 호감이 있는 음, 예컨대 특정 주파수의 엔진 음도 흡수해버린다고 하는 문제도 있다.
예를 들면, 일본 특허 공개 제 2000-52371 호는, 표면이 스킨층을 가지고, 내부가 스프링 백 구조를 가지는 사출성형체의, 한 면에 반 관통 구멍을 설치하는 것을 개시하지만, 피치 간격을 적당히 설정함으로써, 원하는 흡음성을 효율적으로 흡음할 수 있는 가능성을 개시하지 않고 있다.
본 발명의 목적은, 복수의 재료를 경쟁하게 하는 일없이, 일체 성형에 의해, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능해지고, 또한 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있는 흡음체, 흡음 구조체 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
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상기 목적을 달하기 위해서, 본 발명의 흡음체는, 2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 끼워지고 또한 다수의 틈을 갖는 팽창층을 구비하는 성형체를 갖고, 상기 성형체의 임의의 개소에는 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고, 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍이 복수 형성되어, 상기 구멍의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.
미팽창층은, 예를 들면 금형의 캐비티 내에 충전된 원료가 되는 수지 조성물이, 금형의 캐비티면에 접촉하여, 캐비티 내를 급속하게 확장하는 것으로 생성한다.
팽창층은, 원료가 되는 수지 등을 금형 등으로 사출성형 했을 때에, 스프링 백 현상에 의해 수지 등의 내측의 부분에 틈이 형성된 것 등을 들 수 있다.
구멍은, 원주형상, 타원형상, 다각형 기둥상, 원추형상 등 임의의 형상을 채용할 수 있다. 이 구멍이, 한쪽의 미팽창층을 관통하고, 반대측의 미팽창층을 관통하지 않고 있으면 좋다. 이 구멍이 이들 양쪽의 미팽창층을 관통하면, 흡음성이 발현되지 않는 경우가 있다.
여기서, 구멍의 단면적이란 상기 한쪽의 미팽창층의 표면에 있어서의 구멍의 면적의 것을 말한다. 이 구멍의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟의 범위내이다. 이 구멍의 단면적이 0.785㎟ 미만이면, 선택한 높은 주파수의 음을 흡수할 수 없는 경우가 있다. 이 구멍의 단면적이 314㎟을 초과하면, 선택한 낮은 주파수의 음을 흡수할 수 없는 경우가 있다. 또한, 구멍의 단면형상이 원형일 경우에는, 구멍의 내경은 1 ∼ 20㎜의 범위 내가 바람직하다.
여기서, 피치란 인접하는 구멍끼리의 구멍의 외주부끼리의 최단 거리의 것을 말한다. 즉, 피치란 규칙적으로 일정 간격으로 구멍이 형성되어 있는 경우의 간격에 한정되지 않고, 불규칙으로 나란히 선 상태로 형성된 인접하는 구멍끼리의 간격이라도 무방하다. 이 피치는, 1㎜ 미만으로 하면, 선택한 높은 주파수의 음을 흡수할 수 없는 경우가 있다.
이러한 본 발명에 의하면, 미팽창층과, 팽창층을 구비하는 것에 의해, 미팽창층은, 차음 성능을 갖고, 팽창층은, 내부에 다수의 틈을 가지므로, 흡음 성능을 갖는다. 따라서, 복수의 재료를 경쟁하게 하는 일없이, 일체 성형에 의해, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능하다.
또한, 상기 성형체의 임의의 개소에는 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고, 다른 쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍이 복수 형성되어, 상기 구멍의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이며, 그 피치가 1㎜ 이상인 것에 의해, 선택적으로 임의의 주파수의 음을 흡수할 수 있으므로, 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있다. 즉, 흡수하는 음의 주파수는, 예컨대 구멍의 단면적이 커졌을 경우나 피치가 커졌을 경우에는 커진다. 따라서, 구멍의 단면적이나 피치를 상기 범위 내에서 선택함으로써, 흡수하고 싶은 음의 주파수를 선택할 수 있으므로, 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있다.
본 발명의 흡음체에서는, 상기 구멍의 단면적 및/또는 피치는 2종류 이상인 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 상기 구멍의 단면적 및/또는 피치는 2종류 이상인 것에 의해, 선택할 수 있는 흡수하는 음의 주파수의 범위를 확대할 수 있으므로, 보다 한층 광범위에 걸쳐 불쾌한 음의 흡수를 할 수 있다.
본 발명의 흡음체에서는, 상기 미팽창층의 적어도 한쪽의 두께는 0.5 ∼ 2.0㎜인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 1.0㎜이다.
여기에서, 상기 미팽창층의 적어도 한쪽의 두께는 0.5㎜ 미만으로 하면, 실질적인 차음 성능이 얻어지지 않는 경우가 있다. 상기 미팽창층의 적어도 한쪽의 두께는 2.0㎜을 초과하면, 충분한 흡음 성능이 발현할 수 없는 경우가 있다.
본 발명의 흡음체에서는, 상기 팽창층은 팽창 배율이 다른 복수의 영역을 갖는 것이 바람직하다.
일반적으로 팽창층은, 팽창률이 다르면, 흡음 성능이나 강도 등도 다르다. 따라서, 이 구성에 의하면, 상기 팽창층은, 팽창 배율의 다른 복수의 영역을 갖는 것에 의해, 하나의 흡음체 중 다른 부분에서, 다른 흡음 성능이나 강도를 발현할 수 있다.
본 발명의 흡음체에서는, 상기 복수의 영역은 팽창 배율이 1.2 ∼ 3.0배의 고팽창 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 이 팽창 배율이 1.2배 미만이면, 흡음 성능이 불충분해질 경우가 있다. 이 팽창 배율이 3.0배를 초과하면, 흡음체의 강도가 저하하고, 예컨대 사용시나 부착시에 파손하거나, 설치 등도 곤란해질 경우가 있다.
본 발명의 흡음체에서는, 상기 구멍은 상기 고팽창 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 상기 구멍은, 상기 고 팽창 영역에 형성되어 있는 것에 의해, 상기 고 팽창 영역에 높은 흡음성을 발현시킬 수 있으므로, 흡음하고 싶은 부분에만 고팽창 영역을 형성하면 좋다. 따라서, 비교적 작은 부분으로 흡음하는 경우에 바람직하다.
본 발명의 흡음 구조체는, 흡음성을 요구하는 용도에 사용되는 흡음 구조체에서, 전술한 흡음체를 포함하고, 실린더 헤드, 타이밍벨트 커버, 에어클리너, 에어덕트, 엔진 커버, 흡배기용 레조네이터(resonator), 인테이크 매니폴더, 엔진 룸과 실내의 차폐판, 트렁크 룸으로서 사용되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의하면, 상술한 흡음체를 포함하는 것에 의해, 상술한 것과 같은 작용 효과를 구비한 실린더헤드, 타이밍벨트 커버, 에어클리너, 에어덕트, 엔진 커버, 흡배기용 레조네이터, 인테이크 매니폴드, 엔진 룸과 실내의 차폐판, 트렁크 룸 등으로 할 수 있다.
본 발명의 흡음 구조체에서는, 음파의 진행 방향과 상기 미팽창층의 표면이 이루는 각도의 작은 쪽이 60 ∼ 90도로 되어 있는 것이 바람직하다.
여기서, 음파의 진행 방향과 상기 미팽창층의 표면이 이루는 각도가 60도 미만이면, 상기 구멍에 음파가 진행하지 않고, 충분한 흡음 성능이 발현되지 않을 경우가 있다. 또한, 겨냥한 주파수의 음을 선택적으로 흡음하는 효율이 나빠지는 우려가 있다.
본 발명의 흡음체의 제조 방법은, 내부의 캐비티에 대하여 진퇴 가능해진 이동 형을 구비한 금형을 사용하고, 길이가 2 ∼ 100㎜의 범위로 더욱 보강용 섬유를 포함하는 섬유 함유 열가소성 수지를 용융시켜서 상기 금형의 캐비티 내에 사출한 후에, 상기 이동 형을 후퇴시켜서 상기 캐비티를 확장함으로써, 상기 섬유 함유 열가소성 수지내에 틈을 형성시켜서, 2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 협지되고 다수의 틈을 갖는 팽창층을 구비하는 성형체를 성형하고, 상기 성형체의 임의의 개소에 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고, 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않는 깊이의 구멍을 복수 형성하고, 상기 구멍의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.
여기서, 원재료로서는, 길이가 2 ∼ 10㎜의 범위로 된 보강용 섬유를 포함하는 섬유함유 열가소성 수지를 수지 팰릿으로서 단독으로 사용하여도 무방하고, 혹은 이 수지 팰릿과, 다른 성형 재료와의 혼합물을 사용하여도 무방하다.
섬유 함유 열가소성 수지의 배합량으로서는, 열가소성 수지를 40질량% 이상 98질량% 이하 및 섬유 충전재를 2질량% 이상 60질량% 이하로 함유하는 것이 바람직하다.
여기에서, 열가소성 수지가 40질량% 보다 적고, 그리고 섬유 충전재가 60질량% 보다 많으면, 섬유 충전재의 충전량이 많아져, 유동성이 악화하고, 성형 작업이 번잡하게 될 경우가 있다. 한편, 열가소성 수지가 98%보다 많고, 그리고 섬유 충전재가 2질량% 보다 적어지면, 섬유 충전재 등의 다른 충전 부재의 양이 적어지고, 충분한 강도가 얻을 수 없어, 제약성 등의 특성이 손상되거나, 팽창하기 어려워지기 때문에, 흡음성의 향상이 도모되지 않는 경우가 있다.
그 밖에, 섬유 함유 열가소성 수지는, 열가소성 수지에 보강용 섬유를 10질량% 이상 90질량% 이하의 비율로 서로 대략 평행한 상태로 혼입해 길이 치수가 2㎜ 이상 100㎜ 이하의 섬유강화 수지 팰릿을 단독으로 사용하지만, 전술한 섬유량으로 되도록, 다른 열가소성재로 희석해서 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고강도를 얻을 수 있고, 제조성의 향상, 내구성의 향상 및, 충분히 팽창할 수 있는 직경, 섬유 길이를 유지하기 쉬워지기 때문에 흡음성의 향상을 얻을 수 있다.
여기서, 섬유강화 수지 팰릿의 보강용 섬유의 배합량이 10질량% 보다 적고, 또는, 섬유강화 수지 팰릿의 길이 치수가 2㎜보다 짧으면, 보강용 섬유의 강화가 충분히 얻을 수 없게 되고, 고강도 및 흡음성의 향상을 꾀할 수 없게 된다. 한편, 보강용 섬유의 배합량이 90%보다 많거나, 또는, 섬유강화 수지 팰릿의 길이 치수가 100㎜보다 길면, 섬유강화 수지 팰릿의 제조가 어려워지는 동시에, 사출 충전용 팰릿으로서 취급하는 것이 곤란하게 되고, 제조성의 향상을 꾀할 수 없게 된다.
또한, 열가소성 수지로서는, 특히 제한은 없지만, 예컨대 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌블록 공중합체, 프로필렌-에틸렌란탐 공중합체, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 수지 혹은 폴리스티렌계 수지, ABS(아크릴로니트릴-부타디엔스티렌) 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리 방향족 에틸 또는 티오 에틸계 수지, 폴리 방향족 에스테르계 수지, 폴리 술폰계 수지 및 아크릴레이트계 수지 등을 채용할 수 있다. 또한, 내충격성을 부여하기 위해서, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-부텐 공중합 엘라스토머(EBR), 스티렌에틸렌부틸렌스티렌블록 공중합체(SEBS), 등의 열가소성 엘라스토머를 병용해도 무방하다.
그리고, 이들 열가소성수지는, 단독으로 사용할 수 있지만, 2 종류 이상을 조합하여 사용하여도 무방하다. 또한, 이들의 열가소성수지에, 탤크(talc) 등의 다른 충전재, 및 각종의 첨가제를 함유시킨 것 등, 사출성형 가능한 각종 고분자 재료를 사용할 수 있다.
이러한 열가소성수지 중, 폴리프로필렌, 프로필렌과 다른 올리핀과의 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 혹은 이들의 혼합물 등의 폴리프로필렌계 수지가 바람직하고, 특히 불포화 카르복실산 또는 그 유도체에 의해서 변성된 산변성 폴리올레핀계 수지를 함유하는 폴리프로필렌계 수지가 바람직하다.
또한, 다른 무기 충전재로서는, 탤크나 탄산 칼슘, 황산 바륨, 클레이, 운모 등이 사용되고, 이것 단체 혹은 2종류 이상을 병용해서 이용된다.
여기서, 보강용 섬유로서는, 락 울(Rock wool)이나 붕소 섬유 등의 세라믹 섬유, 유리섬유나 탄소 섬유 등의 무기섬유, 알루미늄 섬유나 동 섬유 등의 금속섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유나 아라미드 섬유 혹은 폴리아리레이트 섬유 등의 유기 섬유 등, 어느 것이나 채용할 수 있다. 특히, 유리섬유를 채용하는 것이 바람직하다.
성형체의 제조 순서 등에 관해서는, 일본 특허 공개 제 2000-52371 호 공보 등에 기재되어 있는 공지기술을 채용할 수 있다. 그리고, 상기 공보에 기재한 금형이나 사출 성형기 등을 이용하여 성형체를 성형할 수 있다.
구멍을 형성하는 방법으로서는, 핀을 성형체에 푹 찔러서 구멍을 형성하는 방법이나, 드릴 등으로 성형체의 표면으로부터 구멍을 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 성형체의 제조의 공정과 연속적으로 구멍을 형성하는 공정을 실시해도 무방하고, 성형체를 제조한 후, 성형체를 성형하는 공정과는 별도의 공정의 구멍을 형성하는 공정에서 구멍을 형성하도록 해도 무방하다.
이러한 본 발명에 의하면, 미팽창층과, 팽창층을 구비하는 성형체를 성형 함으로써, 미팽창층은, 차음 성능을 갖고, 팽창층은, 내부에 다수의 틈을 갖는 것이므로, 흡음 성능을 갖는다. 따라서, 복수의 재료를 경쟁하게 하는 일 없이, 일체 성형에 의해, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능하다.
또한, 상기 성형체의 임의의 개소에는 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고, 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍이 복수 형성되고, 상기 구멍의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상인 것에 의해, 선택적으로 임의의 주파수의 음을 흡수할 수 있으므로, 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있다.
본 발명의 흡음체의 제조 방법은, 내부의 캐비티에 대하여 진퇴 가능한 캐비티 형성 면을 복수 갖는 이동 형을 구비한 금형을 사용하고, 길이가 2 ∼ 100㎜의 범위로 된 보강용 섬유를 포함하는 섬유함유 열가소성 수지를 용융시켜서 상기 금형의 캐비티 내에 사출한 후에, 상기 이동 형을 후퇴시켜서 상기 캐비티를 확장함으로써, 상기 섬유함유 열가소성 수지내에 틈을 형성시켜서, 2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 협지되는 다수의 틈을 갖는 팽창층을 구비하는 성형체를 성형하고, 또한 상기 팽창층의 상기 캐비티 형성면에 대응한 부분에, 상기 부분의 주위와는, 팽창률이 다른 영역을 형성하고, 상기 성형체의 임의의 개소에 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고, 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍을 복수 형성하고, 상기 구멍의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.
여기에서, 성형체의 제조 순서 등에 관해서는, 일본 특허 공개 제 1999-170290 호 공보 등에 기재되어 있는 공지 기술을 채용할 수 있다. 상기 공보에 기재한 금형이나 사출 성형기 등을 이용하여 성형체를 성형할 수 있다. 구멍을 형성하는 방법으로서는, 전술한 대로이다.
이것에 의하면, 전술한 흡음체의 제조 방법의 경우와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 팽창층의 상기 캐비티 형성면에 대응한 부분에, 상기 부분의 주위와는, 팽창률이 다른 영역을 형성함으로써, 상기 팽창층은, 팽창 배율이 다른 복수의 영역을 갖는 것에 의해, 팽창층은, 팽창률이 다르면, 흡음 성능이나 강도 등도 다르게 되므로, 하나의 흡음체 중 다른 부분에서, 다른 흡음 성능이나 강도를 발현할 수 있다.
본 발명의 흡음체의 제조 방법에서는, 상기 성형체를 성형한 후, 상기 구멍을 형성하는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 상기 성형체를 성형한 후, 상기 구멍을 형성함으로써, 소정의 위치, 단면적을 갖는 구멍을 형성할 수 있으므로, 정확하게 흡음체의 흡음 성능을 발현시킬 수 있다.
본 발명의 흡음 구조체의 제조 방법은, 흡음성을 요구하는 용도에 사용되는 흡음 구조체의 제조 방법이며, 전술한 흡음체의 제조 방법에 의해, 통 형상의 성형체를 분할하고 또한 내면에 상기 성형체를 관통하지 않는 구멍을 갖는 복수의 분할체를 성형하고, 상기 복수의 분할체의 대향하는 면끼리를 마주 보게 하고, 상기 복수의 분할체를 일체적으로 접합하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의하면, 전술한 흡음체의 제조 방법에 의해 성형하기 때문에, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능하다. 또한, 구멍이 통 형상의 성형체의 내부에 형성되게 되므로, 내부에 있어서 흡음하는 것이 요구되는 흡음 구조체를 제조할 수 있다.
본 발명의 흡음 구조체의 제조 방법에서는, 상기 접합의 방법은, 다이 슬라이드 사출(Die Slide Injection) 공법, 다이 회전 사출(Die Rotary Injection) 공법, 진동 용착, 열판 용착, 레이저 용착 중 어느 하나의 방법인 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 상기 한 어느 쪽의 방법에 의해서도, 접합면 등의 어긋남을 일으키지 않고 접합할 수 있다. 따라서, 흡음 성능을 확실히 발현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 사출 성형기를 도시한 개략도,
도 2a 및 도 2b는 각각 상기 제 1 실시형태에 있어서의 성형체의 평면도, 및 단면도,
도 3은 상기 제 1 실시형태에 있어서의 성형 순서를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 흡기 장치의 일부를 절결한 사시도,
도 5는 상기 제 2 실시형태에 있어서의 흡기 장치를 도시하는 단면도,
도 6은 상기 제 2 실시형태에 있어서의 모듈 편을 금형에서 성형하는 상황을 도시하는 단면도,
도 7은 상기 제 2 실시형태에 있어서의 구멍을 형성하는 가공 지그를 도시하는 사시도,
도 8은 상기 제 2 실시형태에 있어서의 모듈 편을 금형에서 구멍을 형성하는 상황의 변형예를 도시하는 단면도,
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 차의 트렁크 룸을 도시한 도면,
도 10은 상기 제 3 실시형태에 있어서의 트렁크 룸의 저면부의 확대 단면도,
도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 흡기 장치의 단면도,
도 12는 본 발명의 실시예 1의 측정 결과를 도시하는 그래프,
도 13은 본 발명의 실시예 3의 측정 결과를 도시하는 그래프,
도 14는 본 발명의 실시예 4의 측정 결과를 도시하는 그래프,
도 15는 본 발명의 실시예 5의 측정 결과를 도시하는 그래프.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[제 1 실시형태]
이하에 본 발명의 실시의 제 1 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1에는 본 실시형태에 따른 성형체를 성형하기 위한 사출 성형기(1)가 표시되어 있다. 이 사출 성형기(1)는 금형(10)의 내부에 용융 수지를 사출하여 성형을 실행하는 것이다.
금형(10)은 고정 금형(10A) 및 이동 금형(10B)으로 분할된 것이다. 이 금형(10)의 이동 금형(10B)의 내부에는, 금형(10)의 캐비티(11)에 대하여 진퇴 가능하게 된 이동 형인 가동 코어(12)가 설치된다. 이 가동 코어(12)를 이동시키는 것에 의해, 금형(10)의 캐비티(11)는, 그 용적이 가변으로 되어 있다.
또한, 금형(10)의 고정 금형(10A)에는, 내부에 용융 수지를 도입되기 위한 스풀(spool)이나 런너(runner) 등의 통로(13)가 형성되어 있다. 이 통로(13)의 주위에는 띠형 전열체(14)가 설치된다. 이로써, 통로(13)는, 상기 통로(13) 내부를 유통하는 용융 수지를 경화시키지 않는, 이른바 핫 런너(hot runner)를 형성하고 있다.
또한, 고정 금형(10A) 및 가동 코어(12)의 각각에는, 각 성형면의 근방에 매설된 전열체(15, 16)가 설치된다. 이들의 전열체(15, 16)의 발열량을 적당히 조절함으로써, 고정 금형(10A) 및 가동 코어(12)의 각 성형면의 온도가 소정의 온도가 되게 제어되도록 되어 있다.
또한, 고정 금형(10A)에는, 캐비티(11)내에 사출된 용융 수지의 내부에 가압 가스를 주입하기 위한 가스 핀(도시 생략)이, 캐비티(11)에 대하여 돌출 가능하게 설치된다.
사출 성형기(1)에는, 금형(10)의 캐비티(11)에 용융 수지를 사출하는 사출 장치(1A)와, 고정 금형(10A)이 부착된 고정 다이 플레이트(3)와, 이동 금형(10B)이 부착되는 이동 다이 플레이트(4)와, 이 이동 다이 플레이트(4)를 고정 타이 플레이트(3)로 향해서 전진시키기 위한 형체 장치(5)와, 금형(10)의 가동 코어(12)를 소정의 범위에서 임의의 위치로 이동시키는 동시에 상기 위치에 정지시키는 금형 이동 장치(20)가 설치된다.
이동 다이 플레이트(4)는, 결합용의 유압 실린더 장치(6)가 고정된 고정 플레이트(7) 및 고정 다이 플레이트(3)의 사이에 가설해 받은 타이 바(8)에 따라 접동 가능하게 설정된 것이다.
형체 장치(5)는 유압 실린더 장치(6)의 피스톤 로드(6A)가 연결된 토글 기구(9)를 갖고, 유압 실린더 장치(6)의 가압력을 토글 기구(9)에서 증력해서 이동 다이 플레이트(4)를 전진시켜, 이로써, 이동 금형(10B)을 고정 금형(10A)에 밀착시켜, 금형(10)의 폐쇄를 실행하는 것이다.
금형 이동 장치(20)는, 가동 코어(12)를 캐비티(11)에 대하여 전진시킴으로써 캐비티(11)에 사출된 용융 수지에 압축력을 가하고, 또한 가동 코어(12)를 후퇴시킴으로써 캐비티(11)를 확장하는 것이며, 이동 다이 플레이트(4)와 이동 금형(10B)과의 사이에 개재되어 있다.
또한, 금형 이동 장치(20)는, 가동 코어(12)를 진퇴시킴으로써, 가동 코어(12)의 성형면과, 고정 금형(10A)의 성형면의 간극을 임의로 변경하는 것이 가능한 캐비티 클리어런스(cavity clearance) 변경 수단이기도 하다.
금형 이동 장치(20)에는, 가동 코어(12)의 이동 방향에 대하여 경사한 경사면(21A, 22A)을 각각 갖는 동시에, 이들의 경사면(21A, 22A)을 서로 접촉시킨 한쌍의 경사 부재(21, 22)와, 가동 코어(12)의 이동 방향에 대하여 직교하는 평평한 표면을 갖는 베이스 플레이트(23)와, 이동 다이 플레이트(4) 및 이동 금형(10B)을 연결하는 금형 장착 베이스(24)와, 가동 코어(12) 및 경사 부재(22)를 연결하는 압축 플레이트(25)가 설치된다.
이 중, 경사 부재(21)는 이동 다이 플레이트(4)에 부착된 베이스 플레이트(23)의 표면을 따라 접동 가능하게 되는 동시에, 유압 실린더 장치(26)에 의해, 가동 코어(12)의 이동 방향에 대하여 직교하는 방향으로 구동되게 되고 있다.
여기에서, 경사 부재(22)의 경사면(22A)의 양단 연부에는, 경사 부재(21)의 이동 방향에 따른 상승부(22B)가 설치된다. 이 상승부(22B)의 내측에는, 상승부(22B)의 길이 방향으로 연장되는 홈(22C)이 설치된다.
한편, 상승부(22B)의 내측면에 접하는 경사 부재(21)의 측면에는, 경사 부재 (22)의 홈(22C)과 끼워 결합하는 돌출조(21B)가 설치된다.
이로써, 유압 실린더 장치(26)의 피스톤 로드(26A)를 전진시키면, 경사 부재(21)가 경사 부재(22)를 누르고, 가동 코어(12)가 전진하는 한편, 유압 실린더 장치(26)의 피스톤 로드(26A)를 후퇴시키면, 경사 부재(21)가 경사 부재(22)를 가까이 당기고, 가동 코어(12)가 후퇴하게 되고 있다.
이러한 금형 이동 장치(20)에 유압을 공급하기 위해서, 유압 유닛(30)이 설치되고, 또한, 이 유압 유닛(30)을 제어하고, 금형 이동 장치(20)에 원하는 동작을 행하게 하기 위한 제어 장치(31)가 설치된다.
이 제어 장치(31)는, 디지털 시퀀서(digital sequencer) 등의 시퀸스 제어 회로를 갖는 것이며, 가동 코어(12)를 캐비티(11)에 대하여 단계적으로 전진 후퇴시켜, 소정의 위치에 일시 정지시킨 후에, 후퇴시키는 등, 임의의 다른 동작을 연속적으로 행하게 하도록 설정하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않고 있지만, 고정 금형(10A)에 설정된 가스 핀(도시 생략)에, 가압 가스를 공급하는 가스 봄베(gas bomb) 등의 가압 가스 공급 장치가 사출 성형기(1)의 근방에 설치된다.
도 2a는 흡음체(40)의 평면도다. 도 2b는 흡음체(40)의 단면도이다. 흡음체(40)는 성형체(44)를 갖고 있다. 성형체(44)는 2개의 미팽창층(41, 42)과, 이들 미팽창층(41, 42)에 끼워져 또한 다수의 틈을 갖는 팽창층(43)을 구비하고 있다. 미팽창층(41, 42)은, 보강용 섬유를 포함하는 용융 수지를 팽창시키는 일 없이 경화시킴으로써, 밀도가 높고, 높은 강성을 구비한 층이다. 여기서, 미팽창층(41)의 두께는 미팽창층(42)과 대략 동일하게 형성되어 있다.
미팽창층(41, 42)의 두께는 0.5 ∼ 2.0㎜이다. 여기서, 미팽창층(41, 42)의 두께는 0.5㎜ 미만이면, 실용적인 차음 성능이 얻을 수 없는 경우가 있다. 미팽창층(41, 42)의 두께는 2.0㎜을 초과하면, 충분한 흡음 성능이 발현되지 않는 경우가 있다.
한편, 팽창층(43)은, 스프링백 현상에 의해, 보강용 섬유를 포함하는 용융 수지의 내부에, 스프링백 현상에 의한 틈을 다수 발생시킨 상태에서 경화시킴으로써, 내부에 다수의 틈이 형성되어, 우수한 흡음성이 부여된 층이다.
팽창층(43)은 그 팽창 배율이 1.2 ∼ 3.0배이다. 여기에서, 이 팽창 배율이 1.2배 미만이면, 흡음 성능이 불충분해질 경우가 있다. 이 팽창 배율이 3.0배를 초과하면, 흡음체의 강도가 저하하고, 예컨대 사용시나 부착시에 파손하거나, 설치 등도 곤란해질 경우가 있다.
성형체(44)의 임의의 개소에는, 미팽창층(41)을 관통하고, 미팽창층(42)까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 원형의 구멍(41A)이 복수 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 구멍(41A)은 미팽창층(41)의 깊이에 형성되어 있다. 구멍(41A)의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상이다. 본 실시형태에서는, 구멍(41A)이 원형이기 때문에, 구멍(41A)의 내경은 1 ∼ 20㎜의 범위 내에 있다. 여기에서, 구멍(41A)의 단면적이 0.785㎟ 미만이면, 선택한 높은 주파수의 음을 흡수할 수 없는 경우가 있다. 이 구멍(41A)의 단면적이 314㎟ 초과이면, 선택한 낮은 주파수의 음을 흡수할 수 없는 경우가 있다.
다음에, 본 실시형태의 성형체(44)의 성형 순서에 대해서 설명한다.
우선, 금형(10) 및 금형 이동 장치(20)를, 도 1과 같이, 일반적인 사출 성형기(1)에 장착하는 동시에, 도시하지 않는 호퍼에 소정의 원재료를 투입한다.
그리고, 사출 성형기(1)에 금형(10)을 장착하는 동시에, 사출 장치(1A)의 캐비티(11)내에 수지 팰릿을 공급한 후, 사출 성형기(1)를 기동하고, 캐비티(11)내의 수지 펠릿의 가소화 및 혼련을 시작한다.
여기서, 원재료로서는, 길이가 2 ∼ 100㎜의 범위로 된 보강용 섬유를 포함하는 섬유함유 열가소성수지를 수지 펠릿으로서 단독으로 사용하여도 무방하거나, 혹은 이 수지 펠릿과, 다른 성형 재료와의 혼합물을 이용하여도 무방하다.
섬유 함유 열가소성수지의 배합량으로서는, 열가소성 수지를 50질량% 이상 98질량% 이하 및 섬유충전재를 2질량% 이상 50질량% 이하로 함유하는 것이 바람직하다.
여기서, 열가소성 수지가 50질량% 보다 적고, 그리고 섬유충전재가 50질량% 보다 많으면, 섬유 충전재의 충전량이 많아지고, 유동성이 악화하고, 성형 작업이 복잡하게 될 경우가 있다. 한편, 열가소성 수지가 98% 보다 많고, 그리고 섬유 충전재가 2질량% 보다 적어지면, 섬유 충전재 등의 다른 충전 부재의 양이 적어지고, 충분한 강도를 얻을 수 없고, 제진성 등의 특성이 손상되거나, 팽창하기 어려워지기 때문에 흡음성의 향상을 꾀할 수 없게 될 경우가 있다.
그 밖에, 섬유 함유 열가소성수지는, 열가소성수지에 보강용 섬유를 10질량% 이상 90질량% 이하의 비율로 서로 대략 평행한 상태로 혼입해 길이 치수가 2㎜ 이상 100㎜ 이하의 섬유강화 수지 펠릿을 단독으로 사용하거나, 전술의 섬유량으로 되도록, 다른 열가소성재로 희석해서 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고강도를 얻을 수 있고, 제조성의 향상, 내구성의 향상 및 충분히 팽창할 수 있는 직경, 섬유 길이를 유지하기 쉬워지기 때문에 흡음성의 향상을 얻을 수 있다.
여기서, 섬유강화 수지 펠릿의 보강용 섬유의 배합량이 10질량% 보다 적고, 또는 섬유강화 수지 펠릿의 길이 치수가 2㎜보다 짧으면, 보강용 섬유의 강화를 충분히 얻을 수 없게 되고, 고강도 및 흡음성의 향상을 꾀할 수 없게 된다. 한편, 보강용 섬유의 배합량이 90%보다 많거나, 또는 섬유강화 수지 펠릿의 길이 치수가 100㎜ 보다 길면, 섬유강화 수지 펠릿의 제조가 어려워지게 되는 동시에, 사출 충전용 펠릿으로서 취급하는 것이 곤란이 되고, 제조성의 향상이 꾀할 수 없게 된다.
또한, 열가소성 수지로서는, 특히 제한은 없지만, 예컨대 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체, 프로필렌-에텔렌랜덤 공중합체, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 혹은 폴리스티렌계 수지, ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리 방향족 에틸 또는 티오-에틸계 수지, 폴리 방향족 에스테르계 수지, 폴리 술폰계 수지 및 아크릴레이트계 수지 등을 채용할 수 있다. 또한, 내충격성을 부여하기 위해서, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-부텐 공중합 엘라스토머(EBR), 스티렌에틸렌부티렌스티렌블록 공중합체(SEBS) 등의 열가소성 엘라스토머를 병용해도 좋다.
그리고, 이들 열가소성 수지는, 단독으로 사용할 수도 있지만, 2 종류 이상을 조합하여 사용해도 무방하다. 또한, 이들의 열가소성 수지에, 탤크(talc) 등의 다른 충전재 및 각종의 첨가제를 함유시킨 것 등 사출성형 가능한 각종 고분자 재료를 채용할 수 있다.
이러한 열가소성수지 중, 폴리프로필렌, 프로필렌과 다른 올레핀과의 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 혹은 이들의 혼합물 등의 폴리프로필렌계 수지가 바람직하고, 특히 불포화 카르복실산 또는 그 유도체에 의해서 변성된 산변성 폴리올레핀계 수지를 함유하는 폴리프로필렌계 수지가 바람직하다.
또한, 다른 무기 충전재로서는, 탤크나 탄산 칼슘, 황산 바륨, 클레이, 운모 등을 사용할 수 있고, 이들 단체 혹은 2종류 이상을 병용해서 이용된다.
여기에서, 보강용 섬유로서는, 락 울이나 붕소 섬유 등의 세라믹 섬유, 유리섬유나 탄소 섬유 등의 무기섬유, 알루미늄 섬유나 동 섬유 등의 금속섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유나 아라미드 섬유 혹은 폴리아리레이트 섬유 등의 유기 섬유 등 어느 것이나 채용할 수 있다. 특히, 유리섬유를 채용하는 것이 바람직하다.
또한, 캐비티(11) 내에서는, 섬유의 파손을 억제하면서, 수지 펠릿의 가소화 및 혼련을 충분히 실행하는 것에 의해, 성형체(44)를 성형하는데도 필요한 양의 용융 수지를 얻는 동시에, 용융 수지내의 무수한 유리섬유를, 균일하게 분포시켜, 또한, 서로 충분 서로 얽힌 상태로 하고, 스프링백 현상이 발생하기 쉬운 상태로 한다.
그리고 가동 코어(12)의 성형면의 온도를 고정 금형(10A)의 성형면보다도 높은 온도가 되도록, 전열체(15, 16)를 작동시켜 둔 후, 형체 장치(5)를 작동시켜, 이동 타입 플레이트(4)를 고정 타입 플레이트(3)를 향해서 이동시키고, 도 1과 같이, 고정 금형(10A)에 이동 금형(10B)을 접촉시켜, 금형(10)을 폐쇄하는 동시에, 금형 이동 장치(20)를 작동시켜, 도 3a에 표시되는 것과 같이, 위치(S)로 가동 코어(12)를 이동하고, 캐비티(11)의 두께 치수를 t1로 한다. 이 상태에서, 용융 수지의 사출을 실행한다.
여기에서, 위치(S)에 정지한 가동 코어(12)가 형성하는 캐비티(11)의 두께(t1)는, 상기 두께(t1)로 한 캐비티(11)의 용적이, 사출되는 용융 수지의 양보다도 커지도록 설정된다.
용융 수지의 사출을 시작한 후, 금형 이동 장치(20)를 작동시켜, 도 3b에 표시되는 것과 같이, 가동 코어(12)를 위치(T)까지 전진시켜, 상기 캐비티(11)의 두께 치수를 t2로 한다. 이로써, 캐비티(11)의 용적을 축소하고, 캐비티(11)의 내부에 사출된 용융 수지를 압축한다.
여기에서, 성형체(44) 미팽창층(41, 42)은, 용융 수지의 사출개시로부터 가동 코어(12)의 후퇴를 시작할 때까지의 경과 시간을 가감하는 것으로 조절할 수 있다. 바꾸어 말하면, 전술한 경과 시간을 보다 길게 하면, 미팽창층(41, 42)은 보다 두껍게 되므로, 미팽창층(41, 42)의 두께가 원하는 치수가 되도록, 전술한 경과 시간을 설정해 둔다.
가동 코어(12)가 위치(T)까지 달한 후, 금형 이동 장치(20)를 역방향으로 동작시켜, 도 3c에 표시되는 것과 같이, 캐비티(11)가 성형품에 따른 용적이 되는 위치(U)까지 가동 코어(12)를 후퇴시켜, 상기 캐비티(11)의 두께 치수를 t3으로 하고, 스프링백 현상을 발생시킨다.
여기에서, 필요에 따라, 가동 코어(12)를 후퇴시키면서, 고정 금형(10A)에 설치되는 가스 핀으로부터 용융 수지의 내부에 가압 가스를 주입하고, 스프링백 현상을 촉진시킨다.
또한, 가동 코어(12)의 후퇴 속도(Vr)는 0.05 ∼ 100㎜/초의 범위, 바람직하게는 0.05 ∼ 50㎜/초의 범위로 설정할 수 있다.
가동 코어(12)를 후퇴시키면, 스프링백 현상에 의해, 용융 수지내로 가압하여 으깨져 있었던 유리섬유의 탄성적인 북원력으로 용융 수지가 팽창하고, 용융 수지의 내부에 무수한 틈이 발생하고, 팽창층(43)이 형성된다.
성형체(44)를 충분히 냉각하는데 필요한 소정 시간이 경과하면, 형체 장치(5)를 작동시켜서 이동 다이 플레이트(4)를 후퇴시켜, 금형(10)을 연다. 그리고, 금형(10)의 내부로부터 성형체(44)를 꺼내고, 성형을 완료한다. 이후, 필요에 따라서, 이상과 같은 성형 작업을 반복한다.
그 후, 가열한 핀 등에 의해, 상기 성형체(44)의 임의의 개소에 미팽창층(41)을 관통하고, 미팽창층(42)까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 원형의 구멍(41A)을 복수 형성한다. 이 구멍(41A)의 단면적은, 상술한 바와 같이 0.785 ∼ 314㎟이고, 그 피치가 1㎜이상, 바람직하게는 10 ∼ 200㎜이다. 구멍(41A)의 내경은 1 ∼ 20㎜의 범위 내이다. 성형체(44)에 상술한 것과 같은 구멍을 형성하여, 흡음체(40)가 완성된다.
상술한 바와 같은 본 실시형태에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 미팽창층(41, 42)과, 팽창층(43)을 구비하는 것에 의해, 미팽창층(41, 42)은, 차음 성능을 갖고, 팽창층(43)은 내부에 다수의 틈을 가지므로, 흡음 성능을 갖는다. 따라서, 복수의 재료를 경쟁하게 하는 일 없이, 일체 성형에 의해, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능이다.
(2) 성형체(44)의 임의의 개소에는, 미팽창층(41)을 관통하고, 미팽창층(42)까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍이 복수 형성되어, 구멍(41A)의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이며, 그 피치가 1㎜ 이상인 것에 의해, 선택적으로 임의의 주파수의 음을 흡수할 수 있으므로, 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음에 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 이미 설명한 부분, 부재와 동일한 것은 동일부호를 붙여서 그 설명을 간략히 한다.
도 4 및 도 5에 있어서, 흡음 구조체인 흡기 장치(2)는, 예를 들면 자동차의 엔진 등의 도시하지 않는 내연기관의 흡기측에 배설된다.
그리고, 흡기 장치(2)는 대략 통 형상의 상류 감합부(52)를 갖고 있다.
또한, 흡기 장치(2)에는, 상류 감합부(52)에 일체로 연속해서 공기 청정부로서의 대략 통형상의 에어 클리너(53)가 설치된다. 이 에어 클리너(53)는, 예컨대 내부에 통풍성을 갖는 도시하지 않는 필터를 수용하고, 유통하는 공기는 통과시켜 공기중에 혼입하는 먼지 등을 포착해서 공기로부터 분리 제거한다. 또한, 흡기 장치(2)에는, 에어 클리너(53)에 일체로 연속해서 대략 통 형상의 덕트부(54)가 설치된다.
그리고, 흡기 장치(2)에는, 덕트부(54)에 일체로 연속해서 공명부로서의 대략 통 형상의 레조네이터(55)가 설치된다. 이 레조네이터(55)는 공명이나 간섭 등에 의해 소음을 흡음 한다.
그리고, 레조네이터(55)에는, 내면에 내측을 향해서 개구하는 원형의 구멍(56)이 복수 설치된다.
상기 구멍(56)의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이다. 구멍(56)은 그 피치가 1㎜ 이상이며, 바람직하게는 10㎜ 이상 200㎜ 이하가 되는 피치로 복수 설치된다. 또한, 이 구멍(56)은, 레조네이터(55)의 외주면과 내주면이 연속해서 관통할만한 것은 아니다. 또한, 구멍(56)의 내경은 1 ∼ 20㎜ 의 범위 내이다.
여기에서, 구멍(56)의 내경이 1㎜보다 작으면, 구멍(56)에 의한 소음의 간섭이 불충분하게 되고, 충분한 흡음성이 얻을 수 없게 되는 우려가 있다. 또한, 구멍(56)의 내경이 20㎜보다 크면, 강도가 저하해서 제조 공정 중이나 조립 부착시 혹은 사용시에 손상하는 우려가 있다.
그리고, 흡기 장치(2)에는, 레조네이터(55)에 일체로 연속해서 대략 통형상의 하류 감합부(57)가 설치된다. 이 하류 감합부(57)는 내연 기관측에 연결된다.
그리고, 흡기 장치(2)는 상류 감합부(52)측으로부터 흡기된 공기를 에어 클리너(53)에서 공기중의 진애를 분리 제거한다. 이 진애가 분리 제거된 공기는, 덕트부(54)를 거쳐서 레조네이터(55)에 유입하고, 흡음되어서 하류 감합부(57)로부터 내연기관에 공기를 공급한다.
또한, 흡기 장치(2)는, 하부 모듈 편(60)과 이 하부 모듈 편(60)과 대략 대칭 형상의 상부 모듈편(61)이 일체로 접합해서 대략 통 형상으로 형성되어 있다.
이 하부 모듈편(60)은, 상방을 향해서 확대 개방하는 상태로 개방하는 대략 상자형 하부 공기 청정부(53A)를 갖고 있다. 또한, 하부 공기 청정부(53A)의 길이 방향의 일단 연부에는, 이 하부 공기 청정부(53A)에 일체로 연속해 상방을 향해서 개방하는 홈 통형상의 하부 상류 감합부(52A)가 설치된다. 또한, 하부 공기 청정부(53A)의 길이 방향의 타단 연부에는, 하부 상류 감합부(52A)와 대략 동일 형상의 상방을 향해서 개방하는 홈 통형상의 하부 덕트부(54A)가 일체로 연속해서 설치된다.
또한, 하부 모듈편(60)에는, 하부 덕트부(54A)에 일체로 연속해서 하부 공명부(55A)가 설치된다. 이 하부 공명부(55A)는, 하부 공기 청정부(53A)와 같이, 상방을 향해서 확장 개방하는 상태에 개방하는 대략 상자형으로 형성되어 있다. 그리고, 이 하부 공명부(55A)에는, 외면측이 되는 하면에 하방을 향해서 개구하는 구멍(56)이 복수 설치된다.
더욱이, 하부 모듈편(60)의 하부 공명부(55A)의 타단 연부에는, 하부 하류 감합부(57A)가 일체로 연속해서 설치된다. 이 하부 하류 감합부(57A)는, 하부 상류 감합부(52A)와 대략 동일 형상으로, 상방을 향해서 개방하는 홈 통형상으로 형성되어 있다.
그리고, 하부 모듈편(60)에는, 상단 연부에 외주방향을 향해서 돌출하는 플랜지 형상 하부 접합편부(60A)가, 하부 상류 감합부(52A), 하부 공기 청정부(53A), 하부 덕트부(54A), 하부 공명부(55A) 및 하부 하류 감합부(57A)의 상단 양측 연부에 걸쳐서 일련으로 설치된다.
한편, 상부 모듈편(61)은 하부 모듈편(60)과 대략 동일 형상으로 형성되어, 하부 상류 감합부(52A)에 대응 상부 상류 감합부(52B), 하부 공기 청정부(53A)에 대응하는 상부 공기 청정부(53B), 하부 덕트부(54A)에 대응하는 상부 덕트부(54B), 하부 공명부(55A)에 대응하는 상부 공명부(55B), 및, 하부 하류 감합부(57A)에 대응하는 상하류 감합부(57B)가 순차적으로 연속해서 일체로 형성되어 있다. 더욱이, 상부 모듈편(61)에는, 하부 모듈편(60)의 하부 접합편부(60A)에 대응해서 대략 동일 형상의 플랜지 형상 상부 접합편부(61A)가 설치된다.
그리고, 이들 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)은, 소정의 원료로 각각 사출성형 되어서 형성되어 있다. 이 소정의 원료는, 전술한 제 1 실시형태와 같은 것이다.
또한, 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)은, 단면에 틈, 즉 미세한 기공이 다수 발포한 상태의 다공질로 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)은 2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 끼워지고 또한 다수의 틈을 갖는 팽창층을 구비한 단면구조를 갖는 것이다.
그리고, 흡기 장치(2)는 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)을 서로 개방하는 면을 대향, 즉 하부 모듈편(60)의 상면을 상부 모듈편(61)의 하면으로 덮도록, 하부 모듈편(60)의 하부 접합편부(60A) 및 상부 모듈편(61)의 상부 접합편부(61A)가 예를 들면 진동 용착으로 접합되어서 형성된다.
이 흡기 장치(2)는 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)의 접합에 의해, 하부 모듈편(60)의 하부 상류 감합부(52A)와 상부 모듈편(61)의 상부 상류 감합부(52B)에서 상류 감합부(52)를 구성한다. 또한, 에어 클리너(53)는 하부 모듈편(60)의 하부 공기 청정부(53A)와 상부 모듈편(61)의 상부 공기 청정부(53B)로 구성된다. 더욱이, 덕트부(54)는 하부 모듈편(60)의 하부 덕트부(54A)와 상부 모듈편(61)의 상부 덕트부(54B)로 구성된다. 또한, 레조네이터(55)는 하부 모듈편(60)의 하부 공명부(55A)와 상부 모듈편(61)의 상부 공명부(5B)로 구성된다. 더욱이, 하류 감합부(57)는 하부 모듈편(60)의 하부 하류 감합부(57A)와 상부 모듈편(61)의 상부 하류 감합부(57B)로 구성된다. 그리고, 흡기 장치(2)는 상류 감합부(52), 에어 클리너(53), 덕트부(54), 레조네이터(55) 및 하류 감합부(57)가 순차 연통하여 일체로 연속한 대략 통형상으로 형성된다.
다음에, 상기 제 1 실시형태의 흡기 장치(2)를 제조하는 공정을 도면에 기초하여 설명한다. 우선, 사용하는 원료는 제 1 실시형태에서 상술한 것과 동일하다.
그리고, 조제한 원료를 용융하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 금형(70)에 사출한다. 여기서, 금형(70)은 접촉 분리 가능한 한쌍의 형 프레임(71, 72)을 갖고 있다. 이들 형 프레임(71, 72)의 대향면에는, 원료가 사출되는 성형 오목부(73, 74)가 각각을 갖고 있다. 그리고, 한쌍의 형 프레임(71, 72)이 접합된 금형(70)은, 각 성형 오목부(73, 74)에서 분할체인 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)의 형상에 대응한 캐비티인 성형 공간(75)을 형성한다. 또한, 한쪽의 형 프레임(71)에는, 성형 공간(75)에 가스를 주입하는 가스 주입 구멍(76)이 설치된다.
이 금형(70)에 원료를 사출하는 사출 압축 성형법의 경우, 각 재료를 도시하지 않는 사출 장치에 공급해서 가소화 및 혼련하고, 원료가 대략 균일하게 분산되는 상태로 용융시킨다. 그리고, 원료를 금형(70)의 성형 공간(75) 내에 압축해서 사출한다. 이 사출된 원료는, 형 프레임(71, 72)의 성형 오목부(73, 74)의 내면에 있는 성형면에 접촉하는 최 표면 부분은, 내부보다도 빠르게 냉각되어서 고화하고, 도시하지 않는 미팽창층을 형성한다.
더욱이, 용융하는 원료에 예를 들면 도시하지 않는 가스 주입 장치에서 가스 주입 구멍(76)으로부터 공기나 이산화탄소 등의 가스를 고온 고압에서 주입한다. 이 가스의 주입에 의해, 용융하는 원료중에 초 경계 가스의 상태에서 침투시켜서 무수한 거품이 형성된다. 그리고, 원료를 소정 시간 냉각해서 고화한다. 이 원료의 고화에 의해, 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)이 사출 압축 성형된다.
이 다음, 도 7에 도시하는 가공 지그(77)를 이용하여, 구멍(56)을 복수 형성한다. 이 도 7에 도시하는 가공 지그(77)는, 스탠드부(78)의 하면에 축방향이 상하 방향을 대략 따른 서로 대략 평행한 복수의 핀(79)이 돌출 설치되어 있다. 그리고, 상기 복수의 분할체의 대향하는 면, 즉 하부 모듈편(60)의 하부 공명부(55A)의 내면측 및 상부 모듈편(61)의 상부 공명부(55B)의 내면측에 복수의 오목형 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)을 관통하지 않는 구멍(56)을 설치해서 흡기 장치(2)를 형성한다.
또한, 음파의 진행 방향과 상기 미팽창층의 표면이 이루는 각도의 작은 쪽이 60 ∼ 90도로 되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 음파의 진행 방향과 상기 미팽창층의 표면이 이루는 각도가 60도 미만이면, 상기 구멍에 음파가 진행하지 않고, 충분한 흡음 성능이 발현되지 않을 경우가 있다.
그리고, 형성된 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)을, 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)의 대향하는 면끼리를 마주 보게 하고, 하부 모듈편(60)의 하부 접합편부(60A) 및 상부 모듈편(61)의 상부 접합편부(61A)를 진동 용착법에 의해 용착시켜, 하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61)을 일체로 접합한다.
또한, 구멍(56)을 형성할 경우에는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 형 프레임(72)의 상부 모듈편(61)의 상부 공명부(55B) 혹은 하부 모듈편(60)의 하부 공명부(55A)의 구멍(56)에 대응하는 위치에, 가공 지그(77)를, 핀(79)의 선단이 성형 공간(75) 내에 진퇴가능하게 배설한다. 그리고, 적당히 가공 지그(77)를 가열해서 성형 공간(75) 내에 핀(79)을 돌출시켜 구멍(56)을 형성하도록 해도 좋다.
상술한 바와 같은 본 실시형태에 의하면, 전술한 제 1 실시형태의 효과에 부가하여 다음과 같은 효과가 있다.
(3) 구멍(56)이 통 형상의 흡기 장치(2)의 내부에 형성되게 되므로, 내부에 있어서 흡음하는 것이 요구되는 흡기 장치(2)를 용이하게 제조할 수 있다.
(4) 분할체(하부 모듈편(60)및 상부 모듈편(61))를 접합하기 전에 구멍(56)을 형성하게 되므로, 용이하게 구멍(56)을 형성할 수 있다.
(5) 분할체(하부 모듈편(60) 및 상부 모듈편(61))를 진동 용착법에 의해 접합하고 있기 때문에 접합면 등의 어긋남을 일으키지 않고 접합할 수 있다. 따라서, 흡음 성능을 확실히 발현할 수 있다.
[제 3 실시형태]
본 실시형태에 따른 트렁크 룸(trunk room)(81)은 도 9에 도시하는 바와 같이 전술한 흡음체(40)의 판 형상부재로서 사용되고 있다.
트렁크 룸(81)은 자동차(80)의 후부에 설치된다.
트렁크 룸(81)은 측면부(82)와, 저면부(83)와, 수납부(84)를 구비하고, 2 장의 흡음체(40)를 상하로 서로 중첩시켜서 구성되어 있다.
측면부(82)는 저면부(83)로부터 경사를 가져서 설치된다. 저면부(83)는 대략 수평으로 하고 있다. 수납부(84)는 트렁크 룸(81)의 도시 생략 중앙부에 통형상으로 설치된다. 수납부(84)에는, 그 상면에, 저면부(83)와 연속하도록, 수납 커버(85)가 배치되어 있다. 이 수납부(84)에는, 스페어 타이어(91) 등이 수납된다.
트렁크 룸(81)을 구성하는 상하의 흡음체(40)의 사이에는, 스페이서(86)가 복수 배치되고 있어, 이 스페이서(86)에 의해, 빈틈이 생기고 있다. 상세하게는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상하의 흡음체(40)는 미팽창층(41)이 대향하도록 배치되어 있다. 이 미팽창층(41)에는 복수의 구멍(41A)이 형성되어 있다. 이 구멍(41A)은, 상기 제 1 실시형태와 같이, 미팽창층(41)을 관통하고, 미팽창층(42)까지는 도달하지 않고 있는 깊이에 형성되어 있다. 구멍(41A)의 단면적은 0.785 ∼ 314㎟이며, 그 피치가 1㎜ 이상, 바람직하게는 10 ∼ 200㎜이다. 구멍(41A)의 내경은 1 ∼ 20㎜의 범위내이다. 여기서, 구멍(41A)의 단면적이 0.785㎟ 미만이면, 선택한 높은 주파수의 음을 흡수할 수 없을 경우가 있다. 이 구멍(41A)의 단면적이 314㎟ 초과이면, 선택한 낮은 주파수의 음을 흡수할 수 없을 경우가 있다.
본 실시형태에서는, 상하의 흡음체(40)의 구멍(41A)의 내경은 동일한 것이지만, 상하의 흡음체(40)의 구멍(41A)의 피치는, 상기한 범위내의 다른 값을 이루도록 형성되어 있다.
이 트렁크 룸(81)의 제조 순서로서는, 제 1 실시형태에 도시한 것과 같은 순서로, 성형체를 제조하고, 그 후 소정의 형상으로 성형하고, 그 후 구멍(41A)을 형성하는 순서나, 또 제 2 실시형태에 도시한 것과 같이 소정의 형상을 한 형 프레임에 의해, 미팽창층과 팽창층을 구비한 성형체를 성형하고, 그 후 구멍(41A)을 형성하는 순서 등을 들 수 있다.
원료 등에 관해서는 상기 제 1 실시형태와 같다.
상술한 바와 같은 본 실시형태에 의하면, 전술한 제 1 실시형태의 효과에 부가하여 다음과 같은 효과가 있다.
(6) 상하의 흡음체(40)의 구멍(41A)의 피치가 다르다. 즉 2종류인 것에 의해, 선택할 수 있는 흡수하는 음의 주파수의 범위를 확대할 수 있으므로, 보다 한층 광범위에 걸쳐 불쾌한 음의 흡수를 할 수 있다.
[제 4 실시형태]
본 실시형태에 따른 흡기 장치(100)는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 에어 클리너부(101)와, 덕트부(102)와, 레조네이터부(103)를 구비해서 구성되어 있다. 이 흡기 장치(100)는, 제 2 실시형태의 성형 방법과 같은 방법으로 에어 클리너부(101)와 덕트부(102)와, 레조네이터부(103)를 별개로 성형하고, 접속하는 것에 의해 제조하는 것이다.
에어 클리너부(101)는, 대략 용기 형상이며, 상측의 상측 에어 클리너부(101A)와, 하측의 하측 에어 클리너부(101B)를 구비해서 구성되어 있다. 상측 에어 클리너부(101A)에는, 도시한 좌측 상측에 음이나 공기가 통과하는 접속구가 설치된다. 상측 에어 클리너부(101A)의 상면의 내벽에는, 복수의 구멍(104)이 형성되어 있다.
하측 에어 클리너부(101B)에도, 도시 우측 하측에 음이나 공기가 통과하는 접속구가 설치된다. 이들 상측 에어 클리너부(101A)와, 하측 에어 클리너부(101B)의 사이에는, 필터(105)가 수평으로 설치된다. 이 필터(105)는 단면 직사각형 형이고, 쓰레기 등을 모으는 활동을 한다.
하측 에어 클리너부(101B)의 도시한 우측 하측의 접속구에는 덕트부(102)가 접속되어 있다. 덕트부(102)는 단면 직선형의 부분이며, 상측의 상측 덕트부(102A)와, 하측의 덕트부(102B)를 구비해서 구성되어 있다.
레조네이터부(103)는 단면 L자형의 부분이며, 상측의 레조네이터부(103A)와, 하측의 레조네이터부(103B)를 구비해서 구성되어 있다. 또한, 덕트부(102)와 레조네이터부(103)는 연속한 원형 관 형상의 부재이다.
레조네이터부(103)의 절곡된 부분의 내벽면측에는 복수의 구멍(104)이 형성되어 있다. 또 이들 구멍(104)의 단면적, 피치 등은 제 2 실시형태의 구멍(56)과 동일하다. 또한, 이들 에어 클리너부(101)와, 덕트부(102)와, 레조네이터부(103)는 제 2 실시형태의 성형 방법과 같은 방법으로 성형하고 있기 때문에, 이것들의 표면에는 도시하지 않는 미팽창층이 형성되어 있다.
이 흡기 장치(100)는 차 등의 부품으로서 사용할 수 있다. 이 흡기 장치(100)를 사용하는 때는, 우선 화살표(A)로 도시한 것과 같이, 엔진으로부터 오는 음이, 레조네이터부(103)에 들어가고, 레조네이터부(103) 내의 구멍(104)까지 진행한다. 이 때, 이 음의 진행 방향과 도시하지 않는 미팽창층의 표면이 이루는 각도의 작은 쪽이 60 ∼ 90도로 되어 있으므로, 음은 구멍(104)에서 잘 흡수된다.
그 후, 덕트부(102)까지 도달한 음은, 에어 클리너부(101) 내를 지나고, 도시한 것과 같이, 필터(105)도 통과한다. 그 후, 상측 에어 클리너부(101A)에 형성된 복수의 구멍(104)을 향해서 음은 진행한다.
여기서, 이 음의 진행 방향과 도시하지 않는 미팽창층의 표면이 이루는 각도의 작은 쪽이 대략 90도로 되어 있으므로, 또한 음은 구멍(104)에서 흡수된다.
또한, 화살표(B)로 도시한 것과 같이, 외부로부터의 공기는 에어 클리너부(101)를 지나고, 필터(105)는 공기중의 쓰레기 등을 제거한다.
상술한 바와 같은 본 실시형태에 의하면, 전술한 제 1 실시형태의 효과에 부가해서 다음과 같은 효과가 있다.
(7) 구멍(104)이 에어 클리너부(101)나 레조네이터부 내에 형성되어 있으므로, 음을 확실히 흡수할 수 있다.
[변형예]
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량은 본 발명에 포함되는 것이다.
예를 들면, 상기 각 실시형태에 있어서, 구멍(41A, 56, 104)의 단면적 및 피치는 1종류이지만, 이것에 한정되지 않고, 단면적 및/또는 피치는 2종류 이상으로서도 좋다.
구멍(41A, 56, 104)은 단면 원형 형상이었지만, 이것에 한정되지 않고, 단면 타원형상, 다각형주상, 원추형상 등 임의의 형상을 채용할 수 있다.
또한, 팽창층은, 팽창률이 동일한 1종류의 영역으로 이루어진 것이었지만, 이것에 한정되지 않고, 팽창층은 팽창 배율이 다른 복수개 영역을 갖는 것도 좋다. 또한, 상기 실시형태에 있어서, 팽창층이 1종류의 것으로 이루어지는 흡음체를 제조하기 위해서, 제 1 실시형태와 같은 성형 방법을 사용하였지만, 이것에 한정되지 않고, 내부의 캐비티에 대하여 진퇴가능한 캐비티 형성면을 복수 갖는 이동 형을 구비한 금형을 이용하여, 흡음체의 성형을 행하여도 좋다. 이 때, 팽창층이 팽창 배율이 다른 복수개 영역을 갖는 것이 제조된다. 이 복수개의 영역은 팽창 배율이 1.2 ∼ 3.0배의 고팽창 영역을 포함하고 있어도 무방하다.
흡음 구조체로서는 레조네이터부(103)나 트렁크 룸(81), 에어 클리너부(101), 에어덕트부(102)로서 사용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 실린더헤드, 타이밍벨트 커버, 엔진 커버, 엔진 룸과 실내의 차폐 판, 인테이크 매니폴드 등으로서 사용되어도 좋다.
또한, 흡음 구조체의 일부에 흡음체를 포함하고 있으면 좋을 경우에는, 상기 제 1 실시형태에서 흡음체를 제조한 후에, 이 흡음체를 금형 등의 내부에 삽입한 후, 흡음체 이외의 나머지의 부분에 상기하는 부분의 수지를 사출 충전해서 성형하는 삽입 성형을 채용할 수 있다.
더욱이, 2색 성형 방법에 의해, 일차성형 또는 2차성형 중 어느 하나로, 상술한 바와 같이 흡음체를 제조하고, 나머지의 부분에 상기하는 수지를 사출충전해서 성형해도 좋다.
제 2 실시형태 및 제 4 실시형태에서는, 상하 모듈편(60, 61) 등의 접합의 방법은 진동 용착이었지만, 이것에 한정되지 않고, 다이 슬라이드 사출(Die Slide Injection) 공법, 다이 회전 사출(Die Rotary Injection) 공법, 열판 용착, 레이저 용착 등을 채용해도 좋다.
그 외, 본 발명을 실시할 때의 구체적인 구조 및 형상 등은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위내에서 다른 구조 등으로서도 좋다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
제 1 실시형태에 기초하여 흡음체(40)를 제조했다. 사용한 원재료, 성형 조건, 구멍의 사이즈와 피치는 후술 대로이다. 팽창 배율 2.5배(초기 두께2㎜ → 이형시 두께 5㎜)로 성형했다.
이렇게 해서 얻은 흡음체(40)에 대하여, JIS A1405의 관내법에 의한 수직 입사 흡음률 측정에 준거하여, 흡음률의 측정을 행하였다.
(원재료) 유리섬유 30질량% 함유 수지조성물
1) 유리섬유 강화 폴리프로필렌 펠릿; 100질량부
(이데미쓰석유화학주식회사제, 상품명, 모스트론 L)
· 펠릿의 직경 : 2㎜
· 펠릿의 길이 : 12㎜
· 펠릿의 유리섬유함유량 : 40 질량%
· 유리섬유의 길이 : 12㎜(펠릿의 길이와 동일함)
2) 폴리프로필렌 : 33질량부
(성형 조건)
1) 성형온도 : 250℃
2) 금형온도 : 60℃
3) 성형기 : 가로형 사출 성형기
(미쓰비시중공업 주식회사제 850MGW-160, 형조임력 850t)
4) 구멍 : 깊이 치수2㎜, 하기 A ∼ I의 내경 및 피치로 형성(구멍의 사이즈와 피치)
A : 내경 5.0㎜ 피치 25㎜
B : 내경 5.0㎜ 피치 20㎜
C : 내경 5.0㎜ 피치 15㎜
D : 내경 3.2㎜ 피치 25㎜
E : 내경 3.2㎜ 피치 20㎜
F : 내경 3.2㎜ 피치 15㎜
G : 내경 1.5㎜ 피치 25㎜
H : 내경 1.5㎜ 피치 20㎜
I :내경 1.5㎜ 피치 15㎜
각 조건 A ∼ I에 있어서의 흡음률과 주파수와의 그래프를 도 12에 도시한다.
구멍(41A)의 피치가 동일한 조건에서 비교하면(예를 들면 조건 A, D, G에서 비교하면), 구멍(41A)의 내경이 큰 만큼, 고주파수에서 음의 흡음률이 최대치를 도시하고 있는 것을 안다.
또한, 내경이 같은 조건에서 비교하면(예를 들면 조건 A, B, C에서 비교하면), 피치가 큰 만큼, 고주파수에서 음의 흡음률이 최대치를 도시하고 있는 것을 안다. 따라서, 흡음체의 구멍의 내경(혹은 단면적으로 규정하는)이나 피치를 바꾸는 것에 따라 흡음하는 주파수를 변화시킬 수 있다.
[실시예 2]
제 2 실시형태에 기초하여 흡기 장치(2)를 제조했다. 원재료 및 성형 조건은 하기를 제외하고, 실시예 1과 동일하게 했다.
1) 구멍을 비우는 가공 지그 온도 : 160℃
2) 진동 융착 : 상하 모듈편을 가압하는 압력을 3MPa, 진동수를 100Hz로 했다.
삭제
3) 성형품 : 초기 두께 2㎜
이형시 두께 4㎜(사출완료로부터 3초 후)
4) 상하 모듈편에 설치한 구멍의 사이즈와 피치:
내경 5㎜, 깊이 2㎜, 피치 5 ∼ 25㎜로 랜덤하게 배치
단, 구멍의 단면적의 총계는, 레조네이터(55)의 상면 및 하면의 단면적에 대하여 30%
이 실시예 2에 있어서, 흡기 장치(2)는, 일체 성형에 의해, 흡음 성능 및 차음 성능의 양쪽이 확보 가능하다. 선택적으로 임의의 주파수의 음을 흡수하는 것이 가능하므로, 불쾌한 음만을 선택적으로 흡수할 수 있다.
또한, 도 5는 일견 음의 진행 방향(=공기의 진행 방향)과 평행하게, 흡음체가 설치되는 것으로 보이지만, 흡기 장치이기 때문에, 흡음 효율이 최대로 되는 레조네이터(55)의 상면, 하면에 대하여 수직의 위치에 설치할 수 없다. 그것이라도, 음은 흡기 장치 내면에 반사 등을 일으키고, 일부는 레조네이터부의 흡음체에 각도를 가지고 있으므로, 흡음 성능을 발휘할 수 있다.
[실시예 3]
전술한 실시예 1과 동일한 조건에서, 팽창 배율 4배(초기 두께 2㎜ → 이형시 두께 8㎜)에서, 60㎜×60㎜의 판형상 팽창 성형품을 제작하고, 중앙에 구멍 직경 20㎜, 깊이 4㎜의 구멍을 하나 열었다.
얻어진 성형품의 흡음률 측정을 JIS A1405의 관내법에 의한 흡음률 측정 방법에 준거하여 행하였다. 또한, 측정은, 음파의 진행 방향에 대하여 경사 각도를 10, 20, 40도로 바꾸어 행하였다. 측정 결과를 도 13에 도시한다.
이 실시예 3으로부터, 음파의 진행 방향과, 성형품 표면이 이루는 각도(90도 - 상기 경사 각도)가 90도에 근접하는 만큼, 흡음률이 높게 되고, 흡음 영역의 선택성도 높게 된다. 60 내지 90도 미만의 영역에서는, 다소 최대 흡음률은 내려가는 것은 있어도, 비교적 흡음률을 유지하고, 보다 광범위한 흡음 영역에 대해서 흡음할 수 있는 경향이 있다.
[실시예 4]
전술한 실시예 1과 동일한 조건에서, 팽창 배율을 2배, 3배, 4배(초기 두께 2㎜ → 이형시 두께 4, 6, 8㎜)로 변화시키고, 60㎜×60㎜의 판형상 팽창 성형품을 제작하고, 중앙에 구멍 직경 20㎜, 깊이2㎜의 구멍을 1개 열었다.
얻어진 성형품의 흡음률 측정을 JIS A1405의 관내법에 의한 수직 입사 흡음률 측정 방법에 준거해 행하였다. 측정 결과를 도 14에 도시한다.
이 실시예 4로부터, 팽창 배율이 높게 되면, 흡음률이 높게 되는 것을 안다.
[실시예 5]
전술한 실시예 1과 동일한 조건에서, 팽창 배율 3배(초기 두께 2㎜ → 이형시 두께 6㎜)에서, 60㎜ x 60nm의 판형상 팽창 성형품을 성형했다. 성형품에는, 표면을 4개의 대략 정방형 구획으로 나누고, 각 구획의 중앙에 구멍(각 구멍간의 피치는 각 30㎜로 되는)을 형성했다. 이 중, 이웃하는 2개의 구멍은 직경 1.5㎜, 깊이 3㎜로 일정하지만, 남는 2개의 구멍에 대해서는 구멍 직경을 3.2㎜, 4㎜, 6㎜로 변화시켜서 3종류의 성형품을 형성했다.
얻어진 각 성형품의 흡음률 측정을, JIS A1405의 관내법에 의한 수직 입사 흡음률 측정 방법에 준거해 행하였다. 측정 결과를 도 15에 도시한다.
이 실시예 5로부터, 구멍 직경 조합을 바꿈으로써, 흡음률을 유지하면서, 흡음 효율이 양호한 주파수를 630 - 1000Hz의 사이에서 조정할 수 있는 것을 알았다.
본 발명은 흡음체, 흡음 구조체 및 이들의 제조 방법에 이용할 수 있다. 특히, 차량 등의 엔진의 실린더 헤드, 타이밍벨트 커버, 에어 클리너, 엔진 덕트, 엔진 커버, 흡배기용 레조네이터, 인테이크 매니폴드, 엔진 룸과 차실과의 차폐판, 트렁크 룸 내장 벽 등으로서 이용할 수 있다.

Claims (29)

  1. 흡음체에 있어서,
    2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 끼워지고 또한 다수의 공극을 갖는 팽창층을 구비하는 성형체를 갖고,
    상기 성형체는 열가소성 수지에 보강용 섬유를 함유시킨 섬유 함유 열가소성 수지로 형성되며,
    상기 성형체의 임의의 개소에는, 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍이 복수 형성되고,
    상기 구멍의 단면적은 0.785 내지 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상 200mm 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 흡음체의 제조 방법에 있어서,
    내부의 캐비티(cavity)에 대하여 진퇴가능한 이동 형(die)을 구비한 금형을 사용하고,
    길이가 2 내지 100㎜의 범위로 된 보강용 섬유를 포함하는 섬유 함유 열가소성 수지를 용융시켜서 상기 금형의 캐비티 내에 사출한 후에, 상기 이동 형을 후퇴시켜서 상기 캐비티를 확장함으로써, 상기 섬유 함유 열가소성 수지 내에 공극을 형성시켜서, 2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 끼워지고 다수의 공극을 갖는 팽창층을 구비하는 성형체를 성형하고,
    상기 성형체의 임의의 개소에, 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍을 복수 형성하고, 상기 구멍의 단면적은 0.785 내지 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상 200mm 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체의 제조 방법.
  10. 흡음체의 제조 방법에 있어서,
    내부의 캐비티에 대하여 진퇴가능한 캐비티 형성면을 복수 갖는 이동 형을 구비한 금형을 사용하고,
    길이가 2 내지 100㎜의 범위로 된 보강용 섬유를 포함하는 섬유 함유 열가소성 수지를 용융시켜서 상기 금형의 캐비티 내에 사출한 후에, 상기 이동 형을 후퇴시켜서 상기 캐비티를 확장함으로써, 상기 섬유 함유 열가소성 수지 내에 공극을 형성시켜서, 2개의 미팽창층과, 이들 미팽창층에 끼워지고 다수의 공극을 갖는 팽창층을 구비하는 성형체를 성형하고, 또한 상기 팽창층의 상기 캐비티 형성면에 대응한 부분에, 상기 부분의 주위와는 팽창률이 다른 영역을 형성하며,
    상기 성형체의 임의의 개소에, 상기 한쪽의 미팽창층을 관통하고 다른쪽의 미팽창층까지는 도달하지 않고 있는 깊이의 구멍을 복수 형성하고, 상기 구멍의 단면적은 0.785 내지 314㎟이고, 그 피치가 1㎜ 이상 200mm 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체의 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 성형체를 성형한 후, 상기 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는
    흡음체의 제조 방법.
  12. 흡음성이 요구되는 용도에 사용되는 흡음 구조체의 제조 방법에 있어서,
    제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 흡음체의 제조 방법에 의해, 통 형상의 성형체를 분할하고 또한 내면에 상기 성형체를 관통하지 않는 구멍을 갖는 복수의 분할체를 성형하고,
    상기 복수의 분할체의 대향하는 면끼리를 마주 보게 하여, 상기 복수의 분할체를 일체적으로 접합하는 것을 특징으로 하는
    흡음 구조체의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 접합의 방법은 다이 슬라이드 사출(Die Slide Injection) 공법, 다이 회전 사출(Die Rotary Injection) 공법, 진동 용착, 열판 용착, 레이저 용착 중 어느 하나의 방법인 것을 특징으로 하는
    흡음 구조체의 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 팽창층의 팽창 배율은 1.2배 이상 3.0배 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 구멍이 원형이고, 그 내경이 1mm 이상 20mm 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 구멍의 피치는 10mm 이상 200mm 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 구멍이 원형이고, 그 내경이 1.5mm 이상 5mm 이하이며, 그 피치가 15mm 이상 25mm 이하인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  18. 제 1 항에 있어서,
    주파수 630Hz 이상 1000Hz 이하의 범위에서 흡음률이 최대값을 나타내는 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  19. 제 1 항 또는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지가 불포화 카르복실산 또는 그 유도체에 의해서 변성된 산변성 폴리올레핀계 수지를 함유하는 폴리프로필렌 수지인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  20. 제 1 항 또는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강용 섬유가 유리 섬유인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 보강용 섬유가 유리 섬유인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  22. 제 1 항 또는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구멍의 단면적 및/또는 피치는 2종류 이상인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  23. 제 1 항 또는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미팽창층 중 적어도 한쪽의 두께는 0.5 내지 2.0㎜인 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  24. 제 1 항 또는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팽창층은 팽창 배율이 다른 복수의 영역을 갖는 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 복수의 영역은 팽창 배율이 1.2 내지 3.0배의 고 팽창 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 구멍은 상기 고 팽창 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    흡음체.
  27. 흡음성이 요구되는 용도에 사용되는 흡음 구조체에 있어서,
    제 1 항 또는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 흡음체를 포함하고,
    상기 흡음 구조체는 실린더 헤드, 타이밍 벨트 커버, 에어 클리너, 에어 덕트, 엔진 커버, 흡배기용 레조네이터(resonator), 인테이크 매니폴드, 엔진 룸과 실내의 차폐판, 트렁크 룸으로서 사용되는 것을 특징으로 하는
    흡음 구조체.
  28. 흡음성이 요구되는 용도에 사용되는 흡음 구조체에 있어서,
    제 21 항에 기재된 흡음체를 포함하고,
    상기 흡음 구조체는 실린더 헤드, 타이밍 벨트 커버, 에어 클리너, 에어 덕트, 엔진 커버, 흡배기용 레조네이터, 인테이크 매니폴드, 엔진 룸과 실내의 차폐판, 트렁크 룸으로서 사용되는 것을 특징으로 하는
    흡음 구조체.
  29. 제 28 항에 있어서,
    음파의 진행 방향과 상기 미팽창층의 표면이 이루는 각도 중 작은 쪽이 60 내지 90도로 되어 있는 것을 특징으로 하는
    흡음 구조체.
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