(57)【要約】【課題】タイヤの空気室に配置して共鳴による騒音を低減する中空成形体であるレゾネータの消音特性を向上するとともに製造コストを低減する。【解決手段】レゾネータ12をブロー成形により形成する。レゾネータ12は、内部に副気室32を設けた本体部31と、開口部33を設けた連通部とを備える。本体部31は、ブローピン46から供給する空気により樹脂材料57を金型44の本体部キャビティ53に押しつけて形成する。連通部34は、ブローピン46の外周部と金型44の連通部キャビティ55との間に挟んで形成する。連通部34の開口部33の断面積を容易に正確に形成でき、消音特性を向上できるとともに製造コストを低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成する金型及び流体を供給するブローピンを用い、管状の連通部及びこの連通部を介して外部に連通する中空状の本体部を備えた中空成形体を製造する中空成形体の製造方法であって、
前記ブローピンの周囲に樹脂材料を供給させ、
この樹脂材料を前記金型で挟み、この金型で前記ブローピンの部分で前記樹脂材料を食い切るとともに前記樹脂材料を前記ブローピンの外周部に押しつけて前記連通部を形成し、
前記ブローピンから流体を供給して前記樹脂材料を前記キャビティに沿わせ、前記本体部を形成する。
ことを特徴とする中空成形体の製造方法。
【請求項２】
樹脂材料は、ブローピンを間にした２枚のシート状に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の中空成形体の製造方法。
【請求項３】
管状の連通部及びこの連通部を介して外部に連通する中空状の本体部を備えた中空成形体を製造する中空成形体の製造装置であって、
流体を供給するブローピンと、
このブローピンの周囲に樹脂材料を供給させる樹脂供給装置と、
前記樹脂材料を挟み、前記ブローピンの部分で前記樹脂材料を食い切るとともに前記樹脂材料を前記ブローピンの外周部に押しつけて前記連通部を形成する連通部キャビティ及び前記ブローピンから供給された流体により膨らんだ樹脂材料が押しつけられて前記本体部を形成する本体部キャビティを備えた金型と
を具備したことを特徴とする中空成形体の製造装置。
【請求項４】
連通部キャビティには、金型の合わせ面に沿って凹部が設けられた
ことを特徴とする請求項３記載の中空成形体の製造装置。
【請求項５】
管状の連通部及びこの連通部を介して外部に連通する中空状の本体部を備え、タイヤの空気室に配置されて騒音を低減する中空成形体であるレゾネータであって、
キャビティを形成する金型及び流体を供給するブローピンを用いたブロー成形にて前記連通部と前記本体部とが一体に形成され、
前記連通部は、前記ブローピンの外周部により開口部の形状が形成され、前記金型のキャビティにより外側の形状が形成された
ことを特徴とするレゾネータ。
【請求項６】
連通部の外側には、金型の合わせ面に沿って設けられた凹部により形成された突条部が備えられた
ことを特徴とする請求項５記載のレゾネータ。
【請求項７】
請求項５または６記載のレゾネータと、
このレゾネータが取り付けられるレゾネータ取付部を設けたホイールと
を具備したことを特徴とするホイール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の車輪の空気室に配置されて騒音を低減する中空成形体であるレゾネータ、このレゾネータを備えたホイール装置、中空成形体の製造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製のホイールにゴム製のタイヤを装着した車輪について、路面からタイヤに伝わるランダムな振動が、ホイールとタイヤとの間の空気室の空気を振動させ、空気室の気柱共鳴周波数付近で共鳴現象を生じさせ、共鳴音である騒音が発生する現象が知られている。そして、この騒音を低減するため、連通部を介して空気室に連通する副気室をホイールに形成し、この連通部及び副気室でヘルツホルムレゾネータとして機能するレゾネータ(共鳴器)を構成し、騒音の軽減を図った構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。しかしながら、金属製のホイールに、正確な寸法で連通部や副気室を一体的に形成することは容易でなく、製造コストが上昇する。
【０００３】
この点、樹脂製のレゾネータをホイールに取り付けて、製造コストを低減する構成が考えられる。特に、レゾネータは中空体であり、ブロー成形によりレゾネータを形成して製造コストを低減する構成が考えられる。しかしながら、レゾネータについては、連通部の形状、特に開口部の断面積を正確に安定させる必要があるが、ブロー成形では開口部分の形状を正確に安定させることは容易でない。
【０００４】
ここで、例えば、樹脂製の容器の製造方法として、口元補強体をブローピンに取り付け、この口元補強体を溶融状態のパリソンに挟み込んだ後、ブローピンからパリソン内に気体を供給し、容器を形成する製造方法が知られている(例えば、特許文献２参照。)。しかしながら、この構成では、別体の口元補強体を用いるため、成形作業時の工数が増加するとともに、高速で回転する車輪に備えた場合でも別体の部品が分離しないように強固に接合する必要があり、製造コストの低減が容易でない。
【特許文献１】特許第３９９２５６６号公報  （第５頁、図１）
【特許文献２】特開平６−１２２１４４号公報  （第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のように、連通部の開口部を正確に安定して形成できるとともに製造コストを低減できる方法及び装置が求められている。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、樹脂のブロー成形により連通部の開口部を正確に安定して形成できるとともに製造コストを低減できる中空成形体の製造方法、中空成形体の製造装置、レゾネータ、及びホイール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の中空成形体の製造方法は、キャビティを形成する金型及び流体を供給するブローピンを用い、管状の連通部及びこの連通部を介して外部に連通する中空状の本体部を備えた中空成形体を製造する中空成形体の製造方法であって、前記ブローピンの周囲に樹脂材料を供給させ、この樹脂材料を前記金型で挟み、この金型で前記ブローピンの部分で前記樹脂材料を食い切るとともに前記樹脂材料を前記ブローピンの外周部に押しつけて前記連通部を形成し、前記ブローピンから流体を供給して前記樹脂材料を前記キャビティに沿わせ、前記本体部を形成するものである。
【０００８】
そして、この構成では、金型により、ブローピンの部分で樹脂材料を食い切るとともに樹脂材料をブローピンの外周部に押しつけて連通部を形成することにより、連通部の開口部が正確に安定して形成されるとともに製造コストが低減される。
【０００９】
請求項２記載の中空成形体の製造方法は、請求項１記載の中空成形体の製造方法において、樹脂材料は、ブローピンを間にした２枚のシート状に供給するものである。
【００１０】
そして、この構成では、樹脂材料を２枚のシート状に供給することにより、樹脂材料を筒状に供給する構成に比べて、樹脂材料をブローピンの外周部に密着して押しつけて連通部を正確に形成することが容易になる。
【００１１】
請求項３記載の中空成形体の製造装置は、管状の連通部及びこの連通部を介して外部に連通する中空状の本体部を備えた中空成形体を製造する中空成形体の製造装置であって、流体を供給するブローピンと、このブローピンの周囲に樹脂材料を供給させる樹脂供給装置と、前記樹脂材料を挟み、前記ブローピンの部分で前記樹脂材料を食い切るとともに前記樹脂材料を前記ブローピンの外周部に押しつけて前記連通部を形成する連通部キャビティ及び前記ブローピンから供給された流体により膨らんだ樹脂材料が押しつけられて前記本体部を形成する本体部キャビティを備えた金型とを具備したものである。
【００１２】
そして、この構成では、金型により、ブローピンの部分で樹脂材料を食い切るとともに樹脂材料をブローピンの外周部に押しつけて連通部を形成することにより、連通部の開口部が正確に安定して形成されるとともに製造コストを低減できる。
【００１３】
請求項４記載の中空成形体の製造装置は、請求項３記載の中空成形体の製造装置において、連通部キャビティには、金型の合わせ面に沿って凹部が設けられたものである。
【００１４】
そして、この構成では、凹部により連通部に突条部が形成され、剛性が向上した突条部が容易に形成される。
【００１５】
請求項５記載のレゾネータは、管状の連通部及びこの連通部を介して外部に連通する中空状の本体部を備え、タイヤの空気室に配置されて騒音を低減する中空成形体であるレゾネータであって、キャビティを形成する金型及び流体を供給するブローピンを用いたブロー成形にて前記連通部と前記本体部とが一体に形成され、前記連通部は、前記ブローピンの外周部により開口部の形状が形成され、前記金型のキャビティにより外側の形状が形成されたものである。
【００１６】
そして、この構成では、金型により、ブローピンの部分で樹脂材料をブローピンの外周部に押しつけて連通部を形成することにより、連通部の開口部が正確に安定して形成されるため、正確な特性が容易に実現され、騒音を低減する効果が安定するとともに製造コストが低減される。
【００１７】
請求項６記載のレゾネータは、請求項５記載のレゾネータにおいて、連通部の外側には、金型の合わせ面に沿って設けられた凹部により形成された突条部が備えられたものである。
【００１８】
そして、この構成では、突条部により連通部の剛性が向上し、高速に回転する状態でも形状を保持して特性が安定する。
【００１９】
請求項７記載のホイール装置は、請求項５または６記載のレゾネータと、このレゾネータが取り付けられるレゾネータ取付部を設けたホイールとを具備したものである。
【００２０】
そして、この構成では、請求項５または６記載のレゾネータを備えたため、安定して騒音が低減されるとともに製造コストの低減が容易になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の中空成形体の製造方法及び中空成形体の製造装置によれば、金型により、ブローピンの部分で樹脂材料を食い切るとともに樹脂材料をブローピンの外周部に押しつけて連通部を形成することにより、連通部の開口部を正確に安定して形成できるとともに製造コストを低減できる。
【００２２】
そして、本発明のレゾネータ及びホイール装置によれば、金型により、ブローピンの部分で樹脂材料をブローピンの外周部に押しつけて連通部を形成することにより、連通部の開口部を正確に安定して形成できるため、正確な特性を容易に実現でき、騒音を低減する効果を安定できるとともに製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の中空成形体の製造方法、中空成形体の製造装置、レゾネータ、及びホイール装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図２及び図３において、10はホイール装置で、このホイール装置10は、金属製のホイール11と、このホイール11に取り付けられた中空成形体としてのレゾネータ12とを備え、このホイール装置10にゴム製のタイヤ14を装着することにより、自動車の車輪15が構成されている。
【００２５】
そして、このホイール11は、リム部16と、このリム部16の内側に位置するハブ部17と、これらリム部16とハブ部17とを連結するディスク部18とを備えている。そして、リム部16には、ホイール11の幅方向の両端部に沿って形成されたビードシート部21と、これらビードシート部21のさらに外端側からホイール11の径方向の外側に突設されたリムフランジ部22と、ビードシート部21同士の間に位置してホイール11の径方向の内側に向かって凹設されたウェル部23とが設けられている。そして、ビードシート部21に、タイヤ14のビード部14aを装着することにより、ホイール11のリム部16とタイヤ14とに囲まれて、環状の密閉空間である所定の容積の空気室25が構成されている。
【００２６】
なお、リム部16のウェル部23は、タイヤ14をリム部16に組み付ける際に、タイヤ14のビード部14aを一旦落とし込むために設けられている。
【００２７】
そして、このリム部16のウェル部23には、レゾネータ取付部27が設けられている。このレゾネータ取付部27は、リム部16の周方向に沿って延びる一対のリブ部28を備え、これらリブ部28の互いに対向する面にそれぞれ溝状の係止受部29が形成されている。さらに、このレゾネータ取付部27には、一方のリブ部28の一部を切り欠いて、係止受部29に連続する図示しない位置決め部が形成されている。
【００２８】
また、レゾネータ12は、ホイールレゾネータとも呼ばれるもので、ポリプロピレンなどの樹脂製で、ブロー成形により全体が一体に形成された中空成形体であり、図１、図４ないし図６に示すように、中空状の本体部31と、この本体部31の内側の空間である副気室32を外部すなわち空気室25に連通する開口部33を設けた管状の連通部34とを備えている。そして、本体部31は、リム部16のウェル部23の外周面に沿って配置できるように、断面円弧状の底板部36を備えるとともに、この底板部36に対向する天板部37とを備えている。そして、これら底板部36と天板部37との外周部が、連通部34の部分を除いて一体に接合されたシール部38となり、底板部36と天板部37との間に所定の体積の中空状の副気室32が構成されている。そして、この副気室32がいわばヘルツホルムレゾネータの共鳴箱を構成する。また、シール部38の縁部には、厚さ寸法が大きい係止部39が形成されている。さらに、底板部36の複数カ所は、天板部37に当接して接合されるように突設され、本体部31の形状を保持する補強連結部40となっている。
【００２９】
一方、連通部34は、断面長円状の管状であり、天板部37が平板状に形成された連通基部41を介して本体部31に連結されている。そして、この連通部34の開口部33は、いわば共鳴箱の連通口を構成するもので、所定の断面積で、所定の長さとなるように形成されている。
【００３０】
そして、このレゾネータ12は、両側の係止部39をホイール11の係止受部29に係止するとともに、連通部34を位置決め部に係合して周方向に周り止めし、レゾネータ取付部27に所定数、例えば４カ所に位置決め固定して取り付けられている。
【００３１】
次に、このレゾネータ12を製造する製造装置を説明する。
【００３２】
この製造装置は、ブロー成形の金型装置であり、図１、図５ないし図８に示すように、金型44、樹脂供給装置としてのダイス45、及びブローピン46などを備えている。
【００３３】
そして、金型44は、第１の金型51及び第２の金型52を備え、これら第１の金型51及び第２の金型52が図示しないシリンダ装置により両側方向に開閉される。そして、これら第１の金型51及び第２の金型52を閉じた状態で、金型44にレゾネータ12の外形を形成するキャビティ53が構成される。すなわち、このキャビティ53は、本体部31の外形を形成する本体部キャビティ54と、連通部34の外形を形成する連通部キャビティ55とを備えている。
【００３４】
また、ダイス45は、金型44の上方に配置され、型開きした第１の金型51及び第２の金型52の間に、溶融した樹脂原料57を押し出し下降させるようになっている。この樹脂原料57は、略円筒状のいわゆるパリソンとすることもできるが、本実施の形態では、第１の金型51及び第２の金型52にそれぞれ対向する２枚のシート状としている。
【００３５】
さらに、ブローピン46は、エアピンあるいはエアパイプとも呼ばれるもので、金属製の直管状の管体すなわちパイプであり、先端部に供給口46aが設けられている。そして、この供給口46aは、ブローピン46の内側に設けられた連通路46bを介して図示しない供給源に接続され、この供給源から供給された流体としての空気が供給口46aから噴射される。さらに、このブローピン46は、金型44の中子としても機能するもので、ブローピン46の外周面は、連通部34の内側面すなわち開口部33の外側面を形成する形状となっている。
【００３６】
次に、この製造装置を用いたレゾネータ12の製造方法を説明する。
【００３７】
まず、図７に示すように、第１の金型51と第２の金型52とを開き、ブローピン46の先端部を連通部キャビティ55を構成する位置を超えて本体部キャビティ54を構成する位置に配置した状態で、ダイス45から溶融した樹脂原料57を２枚のシート状に下方に押し出し、ブローピン46の周囲を囲むようにして、第１の金型51と第２の金型52との間に樹脂原料57を降下させる。
【００３８】
次いで、シリンダ装置を駆動して、図８に示すように、第１の金型51と第２の金型52とを矢印Ａ方向に移動して型合わせし、これら金型51，52で樹脂原料57の上下を喰い切って、樹脂原料57をキャビティ53内に装着する。この状態で、図６に示すように、レゾネータ12の連通部34は、ブローピン46の外周面と金型44の連通部キャビティ55との間に直接に挟まれ、いわば直圧プレス成形の状態で、正確な開口部33の断面積及び正確な厚さ寸法で形成される。
【００３９】
また、第１の金型51と第２の金型52とを型合わせした状態で、本体部キャビティ54の外周部に沿った部分で２枚のシート状の樹脂原料57が接合されてシール部38及び係止部39が形成される。さらに、ブローピン46の供給口46aから空気を供給することにより、図１に示すように、シール部38に囲まれた部分が膨らんで、本体部キャビティ54に密着し、連通基部41を含み中空状の本体部31が所定の体積で形成される。
【００４０】
そして、樹脂原料57が冷却され硬化した状態で、ブローピン46の連通路46bを外気に開放し、樹脂原料57すなわちレゾネータ12の内部の高圧の流体を外部に排出するとともに、第１の金型51と第２の金型52とを開く。
【００４１】
さらに、ブローピン46を連通部34から引き抜き、さらに連通部34を所定の長さに切断することにより、中空成形体としてのレゾネータ12が形成される。
【００４２】
そして、空気室25を主気室とした図９の模式的な説明図を参照すると、連通部34の長さＬは、ヘルツホルムレゾネータの共鳴周波数を求める次の式を満たすように設定される。
【００４３】
ｆｏ＝Ｃ／２π×√(Ｓ／Ｖ(Ｌ＋α×√Ｓ))
ｆｏ〔Ｈｚ〕：空気室25の共鳴周波数
Ｃ〔ｍ／ｓ〕：空気室25内部の音速
Ｓ〔ｍ２〕：レゾネータ12の連通部34の開口部33の断面積
Ｖ〔ｍ３〕：レゾネータ12の副気室32の体積
Ｌ〔ｍ〕：レゾネータ12の連通部34の長さ
α：補正係数
【００４４】
なお、この共鳴周波数ｆｏは、空気室25の共鳴周波数に合わせて設定されるが、空気室25に備えられる複数のレゾネータ12について、全てのレゾネータ12を同一の設定とする他、空気室25に複数の共鳴周波数が認められる場合は、それぞれ空気室25の共鳴周波数に設定した互いに異なる設定のレゾネータ12を用いても良く、あるいは、空気室25の複数の共鳴周波数の平均値に設定することもできる。
【００４５】
そして、本実施の形態のレゾネータ12を備えたホイール11にタイヤ14を装着した車輪15は、空気室25に連通する連通部34及び副気室32を備えたレゾネータ12がヘルツホルムレゾネータとして機能し、走行時に路面からタイヤに伝わる振動による空気室25の空気の振動によって生じる気柱共鳴周波数付近での共鳴現象による共鳴音である騒音を安定して低減できる。
【００４６】
また、本実施の形態の中空成形体であるレゾネータ12の製造方法及び製造装置によれば、金型44により、ブローピン46の部分で樹脂材料57を切断するとともに樹脂材料57をブローピン46の外周部に押しつけて連通部34を形成することにより、連通部34の開口部33を正確に安定して形成でき、レゾネータ12として安定した消音効果を発揮できるとともに製造コストを低減できる。
【００４７】
すなわち、この製造方法及び製造装置によれば、キャビティを形成する金型44及び空気を供給するブローピン46を用いたブロー成形であり、１工程で一体にレゾネータ12を形成でき、別部品の組み付けやインジェクション成形により上下に分割して形成した部材の溶着などの作業の必要がなく、製造コストを低減できる。
【００４８】
そして、金型44は、ブローピン46から供給された空気により膨らんだ樹脂材料57を本体部キャビティ54に押しつけて本体部31を形成できるとともに、連通部キャビティ55が設けられ、金型44が樹脂材料57を挟んでブローピン46の部分で樹脂材料57を食い切るとともに、この連通部キャビティ55が樹脂材料57をブローピン46の外周部に押しつけて連通部34の外形を形成する。このように、金型44の連通部キャビティ55により連通部34の外形を形成するとともに、ブローピン46の外形すなわちブローピン46の外周面により連通部34の内面形状すなわち開口部33を形成でき、いわゆる捨てバリの部分を切除する通常のブロー成形に比べ、開口部33の断面積すなわち寸法精度を安定して向上できる。
【００４９】
さらに、通常のブロー成形に比べ、連通部34の樹脂の部分を厚く成形して剛性を向上できるため、高速回転で発生する遠心力が作用した場合にも寸法精度が維持され、消音特性を確保できる。
【００５０】
また、樹脂材料57は、ダイス45からブローピン46を中間に挟んだ２枚のシート状に供給することにより、筒状のパリソンとして供給する構成に比べて、樹脂材料57を細いブローピン46の外周部に容易に密着させ、連通部34を容易に正確な寸法に形成することができる。
【００５１】
なお、上記の実施の形態において、図１０に示すように、金型44の連通部キャビティ55を構成する部分について、第１の金型51と第２の金型52との型合わせ面(パーティングライン)に沿って溝状の凹部61を形成し、この凹部61により、連通部34の外側に長手方向に沿って一対の突条部62を形成することができる。そして、この構成では、一対の突条部62により連通部34の剛性を容易に向上でき、高速回転で発生する遠心力が作用した場合にも寸法精度を維持し、消音特性を確保できる。なお、凹部61は、第１の金型51と第２の金型52との両方に設ける他、いずれか一方の金型51，52に設けることもできる。
【００５２】
また、ブローピン46を加工し、それぞれ供給口46aを設けた先端部を複数設けることにより、１個の金型44で複数のレゾネータ12を同時に形成するいわゆる多数個取りが可能になり、製造コストを低減できる。例えば、図１１に示すように、１本のブローピン46を２本に分岐して、２個取り仕様とし、あるいは、図１２に示すように、２本のブローピン46をそれぞれ２本に分岐して、４個取り仕様とすることができる。
【００５３】
また、ダイス45から供給する樹脂材料57は、２枚のシート状に供給する構成に限られず、筒状のパリソンとして供給することもできる。
【００５４】
また、中空成形体は、レゾネータ12の他、中空状の本体部と正確な寸法の断面積の開口部を設けた連通部とを備えた樹脂製の中空成形体に適用して、製造コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、タイヤの空気室に配置されて騒音を低減するレゾネータに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の中空成形体であるレゾネータ及びその製造装置の一実施の形態を示す図５のＩ−Ｉ断面相当位置の説明図である。
【図２】同上レゾネータを備えた車輪の一部の断面図である。
【図３】同上レゾネータを備えたホイールの斜視図である。
【図４】同上レゾネータの斜視図である。
【図５】同上レゾネータの製造装置の製造工程を示す説明図である。
【図６】同上レゾネータの製造装置の図５のII−II断面図である。
【図７】同上レゾネータの製造装置の製造工程を示す図５のＩ−Ｉ断面相当位置の説明図である。
【図８】同上レゾネータの製造装置の製造工程を示す図５のII−II断面相当位置の説明図である。
【図９】同上レゾネータの動作を示す説明図である。
【図１０】本発明の中空成形体であるレゾネータ及びその製造装置の他の実施の形態を示す図５のII−II断面相当位置の説明図であり、(a)は製造工程を示す説明図、(b)はレゾネータの一部の断面図である。
【図１１】本発明の中空成形体であるレゾネータ及びその製造装置のさらに他の実施の形態の製造工程を示す説明図である。
【図１２】本発明の中空成形体であるレゾネータ及びその製造装置のさらに他の実施の形態の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
10    ホイール装置
11    ホイール
12    中空成形体としてのレゾネータ
14    タイヤ
25    空気室
27    レゾネータ取付部
31    本体部
33    開口部
34    連通部
44    金型
45    樹脂供給装置としてのダイス
46    ブローピン
53    キャビティ
54    本体部キャビティ
55    連通部キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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