JP2019098868A - シール部材と乗物用ドアおよび建物用ドア - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性および耐候性と遮音性が高く、さらに製造が容易であるとともに、重量の増大を抑制できるシール部材を提供する。【解決手段】本発明の弾性変形可能なシール部材１は、中空のチューブ６と、チューブ６の内部に挿入されているフィルム７と、を有する。チューブ６の内部はフィルム７によって完全に塞がれてはおらず、チューブ６の内壁の一部とフィルム７の一部との間に、空気保持空間８が設けられており、フィルム７は樹脂材料からなり、厚さが０．００１ｍｍ以上２ｍｍ未満であって、少なくとも一部に折られた部分または曲げられた部分を有し、チューブ６内に挿入されるフィルム７の体積は、チューブ６の３０％圧縮状態におけるチューブ６の内容積の０．０３％より大きく５０％以下である。【選択図】図４

Description

本発明は、乗物や建物のドア等に用いられるシール部材と、シール部材を含む乗物用ドアおよび建物用ドアに関する。

自動車等の乗物や建物に設けられるドアは、通常、金属等の剛体からなるドア本体の外周縁部に、密閉性を高めるためのシール部材（パッキン）が取り付けられた構成である。シール部材は、水や埃の浸入を抑制し、かつ、耐熱性や耐候性に加えて、室内を静粛に保つための高い遮音性を有していることが望ましい。通常のシール部材は、ドア本体の外周縁部に取り付けられて、ドア本体とドア枠との間に挟みつけられて圧縮させられた状態で、優れたシール性を発揮する。従って、シール部材は、ドア本体とドア枠との間に挟みつけられて圧縮させられるように、容易に弾性変形可能なエラストマーからなる中空のチューブ状であるものが多い。

特許文献１には、中空のチューブ（中空シール部）の内部に硬質芯材と軟質充填剤が挿入され、過剰変形を阻止する構成が開示されている。特許文献２に記載された構成では、中空のチューブ（中空シール部）の内部に、ゴム製または合成樹脂製の高発泡スポンジからなる柱状クッション部が設けられている。チューブの内部は柱状クッション部によって完全に塞がれてはおらず、チューブの内部に２つの空気保持空間（密閉空間部）が残されている。特許文献３に記載された構成では、中空のチューブ（中空シール部）の内部に、ゴム製または合成樹脂製の高発泡スポンジ材が設けられている。チューブの内部は高発泡スポンジ材によって完全に塞がれてはおらず、チューブの内部に空気保持空間（空気層）が残されている。また、特許文献４に記載された構成では、中空のチューブ（中空シール部）の内部に、多孔質の吸音材を充填した防水チューブが挿入されている。これらの中空のチューブは、例えば特許文献５に記載されている材料で形成することができる。

特開平９−２８６２３９号公報 特開２００３−８１０２６号公報 特開２００１−２０６１６６号公報 実開平２−７５３１６号公報 国際公開２００９／０７２５０３号

近年、電気モータを駆動源とする自動車（電気自動車やハイブリット車）が普及している。電気モータはガソリンエンジンに比べて高い周波数（約２０００Ｈｚ〜約１６０００Ｈｚ）のノイズを発生する。この高い周波数のノイズは非常に耳障りであるため、電気モータを備えた乗物のドアのシール部材には、従来よりも遮音性の向上が求められている。また、建物のドアにおいても、環境変化に伴ってできるだけ高い遮音性を有することが求められる傾向がある。

特許文献１に記載された構成のように中空のチューブの内部が樹脂等によって完全に塞がれていると、振動の減衰が小さく、遮音性に乏しい。特許文献２，３には、中空のチューブの内部に高発泡スポンジが配置された構成のウェザーストリップが開示されている。さらに、ウェザーストリップの機能として、防音だけでなく防水の機能を持つことも開示されている。このウェザーストリップは、変形することで、期待される性能を発揮するため、変形し易くするための空気抜き孔を設置することは当業者にとって周知の事項であると言える。その為、水が浸入する場合に備えて、高発泡の材料のうち特に吸水性の高い材料を選択してウェザーストリップに使用する動機は無い。また、特許文献２，３に記載されている発明では、中空のシール部と高発泡スポンジとは一体に押出成形されており、基本的には同種の材料（ゴム製または合成樹脂製の発泡スポンジ）からなる。すなわち、遮音性の向上を目的として、中空のチューブの内部に設けられる部材について、チューブの材料とは無関係に様々な材料の中から任意に選択することは想定されていない。

特許文献４に記載の構成は、グラスウールなどの吸音材が防水チューブ内に挿入された上で、中空のチューブ（中空シール部）の内部に挿入されている、二重のチューブ構造である。従って、膜厚が薄い防水チューブの内部にグラスウール等の吸音材を充填することによって挿入部材を製造してから、その挿入部材を中空のチューブの内部に挿入する必要があるため、製造工程が多く煩雑である。また、防水チューブは、吸音材の吸音性が低下しないように膜の厚みを薄くする必要があり、防水チューブが薄いほど、吸音材を充填する工程が煩雑になる。従って、特許文献４に記載の発明において、吸音材による吸音効果を維持することと、製造工程の煩雑さを緩和することを両立させるのは困難である。
また、特許文献１〜４のいずれにも、遮音性の周波数選択性に関する言及は無い。

また、シール部材の用途として考えられる乗物用ドアや建物用ドアにおいては、耐熱性および耐候性と遮音性とに加えて、軽量化が望まれている。乗物用ドアにおいては、走行性能や操縦性の向上や低燃費化のために、乗物全体の軽量化は重要な要因であり、シール部材の重量も無視できない。また、建物用ドアは、設置作業に加えて、設置場所までの運搬作業が必要であるため、特に建物の高層階に設置する場合にはこれらの作業を容易にするために軽量化が望まれている。しかし、特許文献１〜４では、遮音性を高めるための挿入部材（硬質芯材および軟質充填剤、柱状クッション部、高発泡スポンジ材、吸音材および防水チューブ）による重量の増大については全く配慮されていない。

そこで、本発明の目的は、耐熱性および耐候性と遮音性が高く、さらに製造が容易であるとともに、重量の増大を抑制できるシール部材と乗物用ドアおよび建物用ドアを提供することにある。

本発明の弾性変形可能なシール部材は、中空のチューブと、チューブの内部に挿入されているフィルムと、を有する。チューブの内部はフィルムによって完全に塞がれてはおらず、チューブの内壁の一部とフィルムの一部との間に、空気保持空間が設けられており、フィルムは樹脂材料からなり、厚さが０．００１ｍｍ以上２ｍｍ未満であって、少なくとも一部に折られた部分または曲げられた部分を有し、チューブ内に挿入されるフィルムの体積は、チューブの３０％圧縮状態におけるチューブの内容積の０．０３％より大きく５０％以下である。

本発明によると、耐熱性および耐候性と遮音性が高く、さらに製造が容易であるとともに、重量の増大を抑制できるシール部材と乗物用ドアおよび建物用ドアを実現することができる。

本発明のシール部材を有する乗物用ドアの正面図である。 本発明のシール部材を有する建物用ドアの正面図である。 本発明のシール部材の一例を示す正面図である。 本発明の実施例１のシール部材の断面図である。 音響特性測定システムの一例を示す模式図である。 図５Ａに示す音響特性測定システムによる音響特性測定状態を示す拡大図である。 図５Ａに示す音響特性測定システムによる音響特性測定結果の一例を示すグラフである。 図６Ａに示す音響特性測定結果に基づいて求められた、従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 従来例のシール部材の断面図である。 本発明の実施例１と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例２のシール部材の断面図である。 本発明の実施例２と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例３のシール部材の断面図である。 本発明の実施例３と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例４のシール部材の断面図である。 本発明の実施例４と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例５のシール部材の断面図である。 本発明の実施例５と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例６のシール部材の断面図である。 本発明の実施例６と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 比較例１のシール部材の断面図である。 比較例１と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例７のシール部材の断面図である。 本発明の実施例７と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例８のシール部材の断面図である。 本発明の実施例８と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 比較例２のシール部材の断面図である。 比較例２と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例９のシール部材の断面図である。 本発明の実施例９と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例１０のシール部材の断面図である。 本発明の実施例１０と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 比較例３のシール部材の断面図である。 比較例３と従来例のシール部材の遮音量を示すグラフである。 本発明の実施例１〜６と比較例１の体積占有率と遮音性改善量を示すグラフである。 本発明の複合部材であるシール部材の正面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の、チューブ部材にフィルムを挿入するステップを示す説明図である。 図２３Ａに示すステップでフィルムが挿入された状態のチューブ部材を示す斜視図である。 図２２に示すシール部材の製造方法において用いられる中子の平面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の、中子の両端部にチューブ部材を取り付けた状態を示す平面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の、両端部にチューブ部材が取り付けられ樹脂シートが巻かれた中子を金型のキャビティ内に配置した状態を示す平面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の、プレス機による加熱および加圧状態を模式的に示す正面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の、中子の外周にジョイントが形成された状態を示す平面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の、中子を取り出すステップを模式的に示す斜視図である。 図２２に示すシール部材の製造方法により製造されたシール部材を示す平面図である。 図２２に示すシール部材の製造方法の他の例の、両端部にチューブ部材が取り付けられた中子を金型のキャビティ内に配置した状態を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のシール部材１は、主に、図１に示す乗物用ドア２や図２に示す建物用ドア４において用いられる。具体的には、シール部材１は、例えば、図１に示す乗物用ドア２の乗物用ドア本体２ａの外周縁部に取り付けられて、乗物用ドア本体２ａと、２点鎖線で模式的に要部を示す車体３のドア枠３ａとの間に挟みつけられて圧縮された状態で用いられる。また、シール部材１は、図２に示す建物用ドア４の建物用ドア本体４ａの外周縁部に取り付けられて、建物用ドア本体４ａと、２点鎖線で模式的に要部を示す駆体５のドア枠５ａとの間に挟みつけられて圧縮された状態で用いられる場合もある。以下に、主に図１に示す乗物用ドア２に用いられるシール部材１を例に挙げて説明するが、以下の説明は、建物用ドア４に用いられるシール部材１にもほぼ当てはまる。

図３，４に示すように、本発明のシール部材１は、中空のチューブ６と、チューブ６の内部に配置されたフィルム７とを有する。チューブ６は、弾性変形可能なエラストマーからなり、図１に示す乗物用ドア本体２ａの外周縁部に密着するように取り付けられている。チューブ６は、初期状態（非圧縮状態）における内径が５〜２５ｍｍ程度の略円形の断面形状の中空部を有している。図３，４には比較的簡単な形状のチューブ６を示しているが、乗物用ドア本体２ａに取り付けるための係合部や取付部がさらに設けられた形状であってもよい。チューブ６を構成するエラストマーの一例は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体であり、非圧縮状態における比重が０．３以上１．０以下かつ吸水率が５０％未満である。ただし、この例に限定されず、他の材料のチューブ６を用いることもでき、その比重や吸水率は前述した例と異なっていてもよい。吸水率の測定は以下のようにして行う。すなわち、チューブ形状の加工品から、２０ｍｍ×２０ｍｍの試験片を打ち抜き、この試験片を水面下５０ｍｍの位置で−６３５ｍｍＨｇまで減圧し、３分間保持した。続いて大気圧に戻し３分間経過した後に、吸水した試験片の重量を測定し、以下の式から試験片の吸水率を算出する。
吸水率［％］＝｛（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１｝×１００
Ｗ１：浸せき前の試験片の重量（ｇ）
Ｗ２：浸せき後の試験片の重量（ｇ）

図４に示すように、本発明のシール部材１では、チューブ６の内部（中空部）にフィルム７が挿入されている。ただし、チューブ６の内部はフィルム７によって完全に塞がれてはおらず、チューブ６の内壁の一部とフィルム７の一部との間に、空気保持空間８が設けられている。すなわち、本願における空気保持空間８とは、中空のチューブ６の内壁（内部空間を構成する面）と、フィルム７とで囲まれた空間を指す。例えば、空気保持空間８の最大幅（フィルム７の各部に直交する方向における、チューブ６の内壁とフィルム７の表面との間の間隔の最大値）は好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、更に好ましくは８ｍｍ以上である。チューブ６内において空気保持空間８が占める部分の割合は、フィルム７の体積の割合で表すことができる。具体的には、フィルム７の体積（折られていない状態でのフィルム７の長さ×幅×厚さの値）を、チューブ６の内容積（チューブ６の圧縮方向の寸法が３０％低減するまで圧縮した状態（３０％圧縮状態）でのチューブ６の内部の中空部分の断面積×チューブ６の長さの値）で割った値である体積占有率によって、フィルム７と空気保持空間８との割合を示す。本発明では、チューブ６内に挿入されたフィルム７の体積占有率は、０．０３％より大きく５０％以下である。
空気保持空間８は、シール部材１の使用時にドア本体２ａとドア枠４との間に挟みつけられて圧縮させられた状態でも、無くなることはなく維持される。

フィルム７の材料の例としては、熱可塑性樹脂、トリアセテート、セロファンなどが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレンとプロピレンとブテンのうちの少なくとも２種類からなる共重合体など）、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６などのナイロン（これらは商標）や、ポリｐ−フェニレンテレフタルアミド、ポリジアミノフェニレンテラフタルアミド、ｍ−フェニレンイソフタルアミドなどのアラミドなど）、ポリカーボネート、ポリスルファイド（ポリフェニレンスルファイド、ポリエチレンスルファイドなど）、ポリスルフォン、などが挙げられる。

シール部材１等の遮音性は、例えば図５Ａ，５Ｂに示す音響特性測定システムにより測定可能である。この音響特性測定システムは、２つの室、すなわち第１の室である残響室９と、第２の室である半無響室１０または無響室とを有する。残響室９と半無響室１０は隣接しており、壁の一部（隔壁部１１）を共有している。残響室９は内壁が金属板等の反響板から構成されている。半無響室１０は、床面を除く内壁が吸音構造（図示しない吸音部材が内壁のほぼ全体に設けられた構造）である。床面を含めてすべての内壁が吸音構造である室は無響室と呼ばれる。本発明の第２の室は半無響室１０であっても無響室であってもよい。隔壁部１１には、残響室９と半無響室１０とを連通させる開口部１２が設けられており、この開口部１２に対向して、図５Ｂに示すように試験片（本例ではシール部材１）を圧縮させながら保持する保持機構１３が設けられている。シール部材１を圧縮状態で保持したまま、残響室９内のスピーカー１４から発音する。発生する音の一例は、図６Ａに示すように、４００Ｈｚ以上のほぼすべての周波数にわたって一定の音圧レベル（約１００ｄＢ）を有する。そして、半無響室２のマイクロフォン１５によってそれぞれ収録したシール部材１を設置しない場合の音の音圧レベルＳＰＬ０と、シール部材１を設置した場合の音の音圧レベルＳＰＬ１とに基づいて、以下の式から遮音量を算出する（図６Ｂ参照）。
遮音量［ｄＢ］＝ＳＰＬ０［ｄＢ］−ＳＰＬ１［ｄＢ］
ここで、シール部材１の遮音性能は、特定の周波数範囲（例えば４０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚ）の遮音量のデシベル平均値で表すこともできる。本発明のシール部材１の特定の周波数範囲の遮音量のデシベル平均値を算出して、中空のチューブ６の内部に何も挿入されていない構成の従来のシール部材（図７）の、同じ周波数範囲の遮音量（図６Ｂ）のデシベル平均値と比較することによって、本発明による遮音量の改善量を示すことも可能である。個々のシール部材の遮音効果については、基準とするシール部材の遮音量に対する改善量に基づいて次のように４段階に判定し、後述する表１〜３に表示した。◎：６ｄＢ以上、○：２ｄＢ以上６ｄＢ未満、△：１ｄＢ以上２ｄＢ未満、×：１ｄＢ未満。

様々な材料からなるフィルム７を用いた本発明のシール部材１と、従来例および比較例のシール部材について、それぞれ遮音効果を測定した結果を以下に説明する。以下の全ての例において、特許文献５に準拠して作製したチューブ６はエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体からなり、非圧縮状態における吸水率は０．４９％であり、非圧縮状態における比重は０．６２である。そして、非圧縮状態における外径が１９〜２２ｍｍで内径が１５〜１６ｍｍ程度の円筒に取付部が設けられた形状であり、チューブ全長は８４０ｍｍである。測定時には、例えば図５Ａ，５Ｂに示す音響特性測定システムを用いて、前述したようにシール部材（チューブ６）を３０％圧縮状態に保持する。

［従来例］
本発明のシール部材１を説明する前に、図７に示す、フィルム７を有しておらずチューブ６のみからなる従来のシール部材の遮音効果について説明する。図７に示すように、シール部材（チューブ）は使用時に３０％圧縮状態にされる場合がある。このシール部材の質量は８１．４ｇである。フィルムを持たないシール部材による、様々な周波数の音に対する遮音量を表１および図６Ｂに示すとともに、後述する各実施例および各比較例の遮音量の基準にするため、図８Ｂ以降の各図面のグラフにも示している。従来例では特に８０００Ｈｚ以上の高周波数において遮音量が低下している。

［実施例１］
本発明の実施例１のシール部材１について説明する。このシール部材１は、図４に示したものであり、チューブ６の内部にフィルム７が挿入されている。フィルム７は、少なくとも一部に折られた部分または曲げられた部分を有するものであり、実施例１のフィルム７はランダムに折られた形状である。このシール部材の質量は８１．７ｇである。フィルム７は、厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルム（商品名：サランラップ（登録商標、旭化成ホームプロダクツ株式会社製））であり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（２５ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．１１％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図８に示している。このシール部材１の遮音性は比較的良好であり、特に８０００Ｈｚより高い高周波数に対する遮音量が従来例と比較して改善しており、平均の遮音性改善量は２．１ｄＢであった。

［実施例２］
図９Ａに示す本発明の実施例２のシール部材１でも、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８２．７ｇである。フィルム７は、実施例１と同様な厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルムであり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（１００ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．４４％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図９Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は比較的良好であり、特に８０００Ｈｚより高い高周波数に対する遮音量が従来例と比較して改善しており、平均の遮音性改善量は３．７ｄＢであった。

［実施例３］
図１０Ａに示す本発明の実施例３のシール部材１でも、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８５．０ｇである。フィルム７は実施例１，２と同様な厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルムであり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（２８０ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は１．２３％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１０Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は良好であり、特に８０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して大きく改善しており、平均の遮音性改善量は１２．０ｄＢであった。

［実施例４］
図１１Ａに示す本発明の実施例４のシール部材１でも、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８７．１ｇである。フィルム７は実施例１〜３と同様な厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルムであり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（４４０ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は１．９４％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１１Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は良好であり、特に５０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して大きく改善しており、平均の遮音性改善量は１４．６ｄＢであった。

［実施例５］
図１２Ａに示す本発明の実施例５のシール部材１でも、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は９５．７ｇである。フィルム７は、実施例１〜４と同様な厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルムであり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（１１００ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は４．８５％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１２Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は良好であり、特に５０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して大きく改善しており、平均の遮音性改善量は１６．０ｄＢであった。

［実施例６］
図１３Ａに示す本発明の実施例６のシール部材１では、チューブ６の内部に、比較的規則的に折り畳まれたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８３．０ｇである。フィルム７は実施例１〜５と同様な厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルムであり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（１２０ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．５３％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１３Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は良好であり、特に８０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して大きく改善しており、平均の遮音性改善量は７．３ｄＢであった。

［比較例１］
図１４Ａに示す比較例１のシール部材１では、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８１．５ｇである。フィルム７は実施例１〜６と同様な厚さが０．０１ｍｍのポリ塩化ビニリデンからなるフィルムであり、比重が１．５５、吸水率は０．５２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（６ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．０３％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１４Ｂに示している。このシール部材１の遮音性はあまり良好ではなく、遮音量は従来例とほぼ同じであり、平均の遮音性改善量は０．１ｄＢしか向上していない。

［実施例７］
図１５Ａに示す本発明の実施例７のシール部材１は、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８２．９ｇである。フィルム７は、厚さが０．０１ｍｍのポリエチレンからなるフィルム（商品名：ハイラップ（リケンファブロ株式会社製））であり、比重が１．７３、吸水率は０．０２％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（１００ｍｍ）×厚さ（０．０１ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．４４％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１５Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は比較的良好であり、特に８０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して改善しており、平均の遮音性改善量は３．６ｄＢであった。

［実施例８］
図１６Ａに示す本発明の実施例８のシール部材１は、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８２．９ｇである。フィルム７は、厚さが０．０３ｍｍのポリプロピレンからなるフィルム（商品名：ＯＰＰ ＦＩＬＭ（株式会社オーセロ製））であり、比重が１．８２、吸水率は０．０６％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（３３ｍｍ）×厚さ（０．０３ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．４４％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１６Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は比較的良好であり、特に８０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して改善しており、平均の遮音性改善量は５．４ｄＢであった。

［比較例２］
図１７Ａに示す比較例２のシール部材１は、チューブ６の内部に、ランダムに折られたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８１．５ｇである。フィルム７は、実施例８と同様な厚さが０．０３ｍｍのポリプロピレンからなるフィルム（商品名：ＯＰＰ ＦＩＬＭ（株式会社オーセロ製））であり、比重が１．８２、吸水率は０．０６％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（２ｍｍ）×厚さ（０．０３ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．０３％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１７Ｂに示している。このシール部材１の遮音性はあまり良好ではなく、遮音量は従来例とほぼ同じであり、平均の遮音性改善量は０．４ｄＢしか向上していない。

［実施例９］
図１８Ａに示す本発明の実施例９のシール部材１は、チューブ６の内部に、一部が曲げられたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８２．６ｇである。フィルム７は、厚さが０．０６ｍｍのポリエチレンテレフタレートからなるフィルム（商品名：ルミラー（東レ株式会社製））であり、比重が１．４３、吸水率は０．００％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（１７ｍｍ）×厚さ（０．０６ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．４４％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１８Ｂに示している。このシール部材１の遮音性はやや良好であり、特に８０００Ｈｚより高い高周波数に対する遮音量が従来例と比較して改善しており、平均の遮音性改善量は１．１ｄＢであった。

［実施例１０］
図１９Ａに示す本発明の実施例１０のシール部材１は、チューブ６の内部に、一部が曲げられたフィルム７が挿入されている。このシール部材の質量は８３．９ｇである。フィルム７は、実施例９と同様な厚さが０．０６ｍｍのポリエチレンテレフタレートからなるフィルム（商品名：ルミラー（東レ株式会社製））であり、比重が１．４３、吸水率は０．００％である。使用するフィルム７の体積（折られていない状態でのフィルムの長さ（８４０ｍｍ）×幅（３４ｍｍ）×厚さ（０．０６ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は０．９０％である。この材料からなるフィルム７がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図１９Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は良好であり、特に８０００Ｈｚ以上の高周波数に対する遮音量が従来例と比較して改善しており、平均の遮音性改善量は６．５ｄＢであった。

［比較例３］
図２０Ａに示す比較例３のシール部材１は、チューブ６の内部に、厚板状のシート７’が挿入されている。このシール部材の質量は９６．２ｇである。シート７’は、厚さが２ｍｍのポリプロピレン（ランダムＰＰ Ｆ３２７）からなる厚板状のシート（商品名：プライムポリプロ（株式会社プライムポリマー製））であり、比重が０．８８、吸水率は０．０６％である。使用するシート７’の体積（シートの長さ（８４０ｍｍ）×幅（１０ｍｍ）×厚さ（２ｍｍ））を、使用状態（チューブ６の３０％圧縮状態）のチューブ６の内容積と比較したときの体積占有率は８．８１％である。この材料からなるシート７’がチューブ６内に挿入されたシール部材１の使用状態の、様々な周波数の音に対する遮音量を、表１および図２０Ｂに示している。このシール部材１の遮音性は良好ではなく、遮音量は従来例より低下し、平均の遮音性改善量は−０．４ｄＢであった。

以上説明した通り、本発明の実施例１〜１０によると、特に電気自動車やハイブリッド車に用いられる電気モータが発生する高周波ノイズの周波数（特に約８０００Ｈｚ以上）の範囲において、従来例よりも優れた遮音性を発揮する。このように実施例１〜１０によって優れた遮音性が得られる主な原因は、ランダムに折られるか、または折り畳まれることによって各フィルム７に生じた隙間の空間と空気保持空間８内の空気による吸音および振動減衰であると考えられる。フィルム７が設けられていない構成（従来例）やチューブ６内に空気保持空間が存在しない構成では、十分な振動減衰効果と十分な吸音効果とを両立することが困難であると考えられる。また、比較例３のように、厚板状のシート７’をチューブ６内に挿入した構成では高い遮音性が得られない。その１つの理由は、フィルム７が折られることによって吸音効果または振動減衰効果を発揮する隙間が生じるのに対して、折られることのない厚板のシート７’ではそのような隙間が形成されないことであると考えられる。大まかに言うと、フィルムの厚さは０．００１ｍｍ以上２ｍｍ未満であり、好ましくは０．００１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、より好ましくは０．００３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．００８ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。

同じ材料からなるフィルムを用いている実施例１〜５に関する表２および図２１を見ると、使用するフィルム７の体積の、チューブ６の内容積に対する割合である体積占有率が大きいほど遮音性改善量が大きい傾向がある。他の材料からなるフィルムを用いる実施例及び比較例においても同様な傾向が見られる。一方、本発明のシール部材１を装着したドア（図１に示す乗物用ドア２や図２に示す建物用ドア４など）の閉まり易さを考慮すると、フィルム７の体積占有率が大き過ぎることは好ましくない。具体的には、遮音量改善量が１ｄＢ以上になるように本発明のフィルム７の体積占有率は０．０３％より大きく５０％以下であり、好ましくは０．０５％以上３０％以下、より好ましくは０．０７％以上３０％以下、さらに好ましくは０．１％以上１０％以下である。なお、ここで言うフィルム７の体積とは、チューブ内に挿入されるフィルムの折られていない状態での長さと幅と厚さの積である。そして、ここで言うチューブの内容積とは、チューブ６の３０％圧縮状態におけるチューブの内容積である。実施例１〜５で用いられている材料とは異なる材料のフィルム７を含むシール部材（実施例６〜１０）においても、概ね同様に、体積占有率が大きいほど遮音性改善量が大きい傾向がある。

本発明は、一般に吸音効果があるとは考えられていなかった薄いフィルム７を用いるシール部材１において、特に高い周波数（例えば８０００Ｈｚ以上）において優れた遮音性を発揮できることを見出したものである。しかも、フィルム７は吸水性が非常に低いので、隙間から進入した水を吸うことによって重量が重くなったり、吸われた水がシール部材の本来の遮音性の妨げになったりすることが抑制できる。

また、本発明のシール部材１の主な用途である乗物用ドアや建物用ドアは、前述したように軽量化が求められている。本発明のシール部材１のチューブ６は従来例と同様なものであり、このチューブ６内に挿入されるフィルム７の分だけシール部材１の重量が増加する。ただしこのフィルム７は比較的軽いため、重量をあまり大きくすることなく遮音性の向上が図れるという非常に優れた効果が得られる。すなわち、遮音性と軽量化の両立という、従来は困難であった格別の効果を実現している。

また、本発明のシール部材１では、チューブ６の内部に挿入するフィルム７を防水チューブ等に予め挿入する必要がないため、シール部材１の製造工程が煩雑ではなく、部品点数が増えることもない。そして、圧縮応力が小さい材料からなるフィルム７を用いると、フィルム７の取り付けや、シール部材１の使用時の圧縮が容易に行え、作業性が良好であるとともに、ドア本体２ａ，４ａの外周縁部やドア枠３ａ，５ａに小さな力で容易に密着可能であるため、シールの信頼性（耐熱性や耐候性）が良好である。

実施例１〜１０によると、フィルム７の材料が変わっても同様な遮音効果が得られることがわかる。すなわち、薄いフィルム７を中空のチューブ６内に挿入することにより優れた遮音性を有するシール部材が得られることは、特定の材料からなるフィルム７に限られず、比較的幅広い材料からなるフィルム７を用いることができる。ただし、前述したように、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、トリアセテート、ポリカーボネート、ポリスルファイド、ポリスルフォン、セロファンなどからなるフィルム７が、特に好適に用いられる。

表１，２に示すように、チューブ６内に挿入されたフィルム７の形態としては、実施例６のように複数回折り畳まれた形態（特に規則的に交互に折り返された状態を含む）であっても、実施例１〜５のようにランダムに折られた形態（特にしわくちゃにされた状態を含む）と同等かそれ以上の遮音効果が得られる。すなわち、本発明のフィルム７は、遮音効果の観点からは、ランダムに折られていても複数回折り畳まれていても構わない。

なお、本発明は、両端開口の中空の直線状または曲線状のチューブ６に限られず、図２２に示すような閉じたループ状のチューブ６の一部を構成するものであってもよい。図２２に示す例では、１対のチューブ部材６ａ，６ｂがコーナージョイント６ｃを介して接合されることにより、複合部材であるループ状のチューブ６が構成されている。この場合、１対のチューブ部材６ａ，６ｂの一方または両方に、前述したようにフィルム７を挿入することによって、直線状または曲線状のシール部材１を構成することができる。図１に示すような乗物用ドア２に用いられるシール部材１の場合、装着時に上部（天井側）に位置する上部チューブ部材６ａと、下部（床側）に位置する下部チューブ部材６ｂとが接合されてループ状のチューブ６が構成されることが一般的であり、乗員の耳に近い位置に配置される上部チューブ部材６ａにフィルム７を配置して遮音性を向上させることが特に好ましい。その場合、下部チューブ部材６ｂにもフィルム７を配置して遮音性を向上させてもよく、あるいは、乗員の耳から遠い下部チューブ部材６ｂにはフィルム７を配置せず製造コストのさらなる抑制や軽量化を図ってもよい。

コーナージョイント６ｃを介して他のチューブ部材（例えば下部チューブ部材６ｂ）と接合されるチューブ部材（例えば上部チューブ部材６ａ）は、成形および接合工程の都合上、両端部が開口しているのが一般的である。従来は、このようなチューブ部材を含むシール部材は、チューブ部材の開口端部からの音漏れがあるために、高い遮音性を実現することが困難であった。これに対し、前述した実施例１〜１０では、開口端部からの音漏れをフィルム７によって抑制している。

このように中空のチューブ６の内部にフィルム７を挿入することは、図３に示すような閉じたループ状のシール部材１においても、図２２に示すような複合部材であるループ状のチューブ６の一部を構成する部分品である、両端開口の中空の直線状または曲線状のチューブ部材６ａからなるシール部材１においても有効である。

以上説明した本発明のシール部材１は、乗物用ドア本体や建物用ドア本体の外周縁部に取り付けられる構成に限られず、ドア枠の内側に取り付けられてもよい。また、本発明のシール部材１は、乗物用駆動装置、例えば自動車のガソリンエンジンや電気モータ等の格納部分の外周縁部に取り付けられて、筐体フレームとの間に挟みつけられて圧縮させられてシールするものであってもよい。さらに、電気製品等のシールが必要な様々な部材において利用することができ、その応用範囲は限定されない。

［シール部材の製造方法］
次に、本発明のシール部材１の製造方法について説明する。この方法は、前述したように複数のチューブ部材６ａ，６ｂ（部分品）がジョイント６ｃを介して接合されて構成された複合部材である中空のチューブ６の内部にフィルム７が配置された構成のシール部材１を製造するための方法である。なお、図２３Ａ〜３１では、便宜上、フィルム７が厚いシート状であるかのように示されているが、実際には、図４，９Ａ，１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１５Ａ，１６Ａ，１８Ａ，１９Ａに示すように、ランダムに折られるか、または折り畳まれた薄いフィルム７である。

通常、複合部材である中空のチューブ６を形成する場合、中空の部分品である複数のチューブ部材を、ジョイントを介して接合させる。一例としては、ジョイントの中空部分を形成するための棒状（円柱状）の中子の一端部に一方のチューブ部材を嵌め込み、中子の他端部に他方のチューブ部材を嵌め込む。そして、中子の外周を覆うように未加硫ゴム層または樹脂層を形成して、加熱加圧によりゴム層を加硫接着すること、または加熱加圧とその後の冷却加圧により樹脂層を固化させることによって、弾性変形可能な加硫ゴム層または樹脂層からなるジョイントを形成する。

本発明では、ジョイント６ｃの形成およびチューブ部材６ａ，６ｂの接合に先だって、図２３Ａ，２３Ｂに示すように、チューブ部材６ａ，６ｂの内部にフィルム７を予め挿入しておく。そして、図２４に示す湾曲した棒状（円柱状）の中子１６の両端部に、フィルム７が挿入されたチューブ部材６ａ，６ｂをそれぞれ嵌め込んで取り付ける（図２５）。それから、例えば、フィルム７が挿入されたチューブ部材６ａ，６ｂが取り付けられた中子１６の外周に、未加硫ゴムシートまたは熱可塑性樹脂シートを巻き付ける。そして、図２６に示すように、チューブ部材６ａ，６ｂが取り付けられ未加硫ゴムシートまたは樹脂シートが巻かれた状態の中子１６を、金型１７のキャビティ１７ａ内に配置する。図２７に模式的に示すように、金型１７をプレス機１８にセットして、加熱および加圧することによってゴムを加硫させて、または、加熱および加圧してその後に冷却および加圧することによって樹脂シートを熱溶着させて、加硫ゴム層または樹脂層からなるジョイント６ｃを形成する。ゴムを加硫してジョイント６ｃを形成する場合の加熱条件としては、例えば、１７０℃で１５分加熱、１８０℃で８分加熱、または１９０℃で４分加熱などが挙げられる。熱可塑性樹脂を固化させてジョイント６ｃを形成する場合の加熱条件としては、２００℃で予熱１０分、加熱加圧５分、冷却加圧５分などが挙げられる。ジョイント６ｃが完成したら、図２８に示すように金型１７から取り外す。そして、図２９に示すように、ジョイント６ｃを弾性変形させながら、金型に設けられた凸部（図示せず）等により予め形成されたジョイント６ｃのスリット部１９から、あるいは、予めスリット部が形成されていない場合にはジョイント６ｃの一部を切り欠いてスリット部１９を作製した後にそのスリット部１９から、中子１６を取り出す。このようにして、図３０に示すようにチューブ部材６ａ，６ｂがジョイント６ｃを介して接合された構成のチューブ６が完成する。

他の例では、前述したように予めフィルム７が挿入されたチューブ部材６ａ，６ｂが取り付けられた中子１６を、図３１に示す射出成形装置の金型２０のキャビティ２０ａ内に配置して、溶融した未加硫ゴムまたは樹脂をキャビティ２０ａに射出して、キャビティ２０ａの内部であって中子１６の外側を溶融した未加硫ゴムまたは樹脂で満たす。そして、射出した未加硫ゴムまたは樹脂を加硫または固化させて、弾性変形可能な加硫ゴム層または樹脂層からなるジョイント６ｃを形成する。その後は、前述した工程と同様に、金型から取り外してジョイント６ｃのスリット部１９から中子１６を取り出すことにより、チューブ部材６ａ，６ｂがジョイント６ｃを介して接合された構成のチューブ６が完成する。
フィルム７は、チューブ部材６ａ，６ｂのいずれか一方の内部にのみ挿入されていてもよく、また、ジョイント６ｃに接する位置に到達していなくてもよい。

この製造方法によると、チューブ部材６ａ，６ｂがジョイント６ｃを介して接合した後の、中子１６の取り出しが容易である。これは、チューブ部材６ａ，６ｂおよびジョイント６ｃの内面に比べて、ポリオレフィン等からなるフィルム７の方が摩擦が小さいため、スリット部１９から中子１６を取り出す際に、フィルム７との接触面を滑るようにして円滑に取り出すことが可能になるからである。

以上説明したチューブ部材６ａ，６ｂおよびジョイント６ｃの材料としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）などの合成ゴムや、オレフィン系熱可塑性エラストマー（例えば三井化学株式会社のミラストマー（商品名））等が一般的であるが、それらに限定されるわけではない。また、チューブ部材６ａ，６ｂとジョイント６ｃは同じ材料で形成されていてもよいが、異なる材料で形成されていてもよい。フィルム７は、前述した各実施形態のうちのいずれの材料から形成されていてもよい。ジョイント６ａ，６ｂは、図２９に示すような湾曲したコーナージョイントであってもよいが、湾曲していない直線的なジョイント（図示せず）であってもよい。

１ シール部材
２ 乗物用ドア
２ａ 乗物用ドア本体
３ 車体
３ａ ドア枠
４ 建物用ドア
４ａ 建物用ドア本体
５ 駆体
５ａ ドア枠
６ チューブ
６ａ，６ｂ チューブ部材
６ｃ ジョイント
７ フィルム
７’ シート
８ 空気保持空間
９ 残響室
１０ 半無響室
１１ 隔壁部
１２ 開口部
１３ 保持機構
１４ スピーカー
１５ マイクロフォン
１６ 中子
１７，２０ 金型
１７ａ，２０ａ キャビティ
１８ プレス機
１９ スリット部

Claims (14)

1. 弾性変形可能なシール部材であって、
   中空のチューブと、前記チューブの内部に挿入されているフィルムと、を有し、
   前記チューブの内部は前記フィルムによって完全に塞がれてはおらず、前記チューブの内壁の一部と前記フィルムの一部との間に、空気保持空間が設けられており、
   前記フィルムは樹脂材料からなり、厚さが０．００１ｍｍ以上２ｍｍ未満であって、少なくとも一部に折られた部分または曲げられた部分を有し、
   前記チューブ内に挿入される前記フィルムの体積は、前記チューブの３０％圧縮状態における該チューブの内容積の０．０３％より大きく５０％以下である、シール部材。
2. 前記フィルムの厚さは０．００１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１に記載のシール部材。
3. 前記フィルムの厚さは０．００３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項１に記載のシール部材。
4. 前記フィルムの厚さは０．００８ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１に記載のシール部材。
5. 前記チューブ内に挿入される前記フィルムの体積は、前記チューブの３０％圧縮状態におけるチューブの内容積の０．０５％以上３０％以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載のシール部材。
6. 前記チューブ内に挿入される前記フィルムの体積は、前記チューブの３０％圧縮状態におけるチューブの内容積の０．０７％以上３０％以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載のシール部材。
7. 前記チューブ内に挿入される前記フィルムの体積は、前記チューブの３０％圧縮状態におけるチューブの内容積の０．１％以上１０％以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載のシール部材。
8. 前記フィルムは、ポリオレフィンとポリエステルの少なくとも一方を含む材料からなる、請求項１から７のいずれか１項に記載のシール部材。
9. 前記フィルムは、複数回折り畳まれた状態、またはランダムに折られた状態で、前記チューブ内に保持されている、請求項１から８のいずれか１項に記載のシール部材。
10. 乗物用ドアの乗物用ドア本体の外周縁部に取り付けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載のシール部材。
11. 乗物用駆動装置の格納部分の外周縁部に取り付けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載のシール部材。
12. 建物用ドアの建物用ドア本体の外周縁部に取り付けられる、請求項１から９のいずれか１項に記載のシール部材。
13. 前記乗物用ドア本体と、請求項１０に記載のシール部材とを含む、乗物用ドア。
14. 前記建物用ドア本体と、請求項１２に記載のシール部材とを含む、建物用ドア。