JP2000512774A - 空洞防音用フォーム材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に軌条車両に使用されるような軽金属製押出異形材の空洞を防音するためのフォーム材に関する。本発明によるフォーム材（１０）は１つの弾性層（１１）とこの弾性層（１１）に施されている少なくとも１つの重い層（１２）から成る少なくとも二層のフォーム材のサンドイッチ構造を含んでいる。弾性層（１１）は特にポリウレタン−ソフトフォームから成り、重い層（１２）は特にポリウレタン−圧縮フォーム材から成る。本発明によるフォーム材（１０）は防音すべき空洞（２２）内に装入する前に空洞（２２）の開口を通して押し込むことができるように気密な箔（１３）でパックされて圧縮状態にある。このフォーム材（１０）を装入及び位置決めした後箔（１３）を開き、それにより通気下にフォーム材（１０）が膨張して、少なくとも１つの重い層（１２）が弾性層により押圧されて空洞（２２）の壁面（２３）にほぼ面状に当接する。

Description

【発明の詳細な説明】 空洞防音用フォーム材 本発明は、特に金属又はプラスチックからなる押出異形材の空洞を防音するた め、空洞に装入する前に圧縮状態で気密な箔でパックして空洞内に空洞の開口を 通して装入することができ、空洞内に装入後箔を開くことにより通気下に押出異 形材の空洞の少なくとも２つの壁面に当たるように膨張する、空洞防音用フォー ム材に関する。 軌条車両の分野においては、環境及び経済上の理由から次第により軽量の建造 法に重きが置かれるようになって来ており、従って軌条車両の建造には益々軽量 の建材が使用されるようになってきている。軌条車両の車体には軽金属、特にア ルミニウム材からなる空洞型押出異形材が極めて適している。このような押出異 形材を使用する場合騒音の発生が欠点となる。アルミニウム製押出異形材は音響 的に殆ど減衰せず、即ち当該車体に惹起される曲げ波はごく緩慢に減衰するに過 ぎず、ほぼ制御されずに構造全体に伝播する可能性がある。これは車体に騒音を 生じることになる。更に一定の周波数では上述の押出異形材のような２つの外殻 から成る構成部材では遮音性に落ち込みが生じる。この現象はコインシデンス効 果と云われる。２〜５ｍｍのウェブの厚みと２０〜７０ｍｍの典型的なウェブ間 隔を有する二重外殻のアルミニウム製押出異形材の場合、この落ち込みは可聴範 囲であり、従って防音特性にマイナスに作用する。 このような押出異形材の騒音の発生を排除するにはビチューメン又はプラスチ ックから成る重い箔を押出異形材の空洞の外壁上に吹き付け、張り付け又は接着 により施すことが公知である。 自動車産業では警笛の騒音などのような空気伝播音を回避するために軸受の近 くの空洞内に厚紙に貼り付けられたソフトフォームからなるフォーム材を使用す ることが公知である。このフォーム材は防音すべき空洞内に装入する前に圧縮状 態にあり、気密な箔でパックされている。この圧縮状態でフォーム材は容易に空 洞の開口を通して空洞内に押込めることができる。空洞内に装入後箔を例えば突 き刺すか破ることで開くことにより通気可能となり、従ってフォーム材は少なく とも空洞の２つの壁面に当接する形で膨張する。この公知のフォーム材は空気伝 播音の減衰だけには適しているが、固体伝播音の減衰、即ち騒音の発生の排除に は適していない。 このことから出発して本発明の課題は、冒頭に記載した形式の特に金属又はプ ラスチックからなる押出異形材の空洞内に生じる騒音の減衰に適したフォーム材 を提供することにある。 この課題を解決するために請求項１の特徴を有する空洞防音用のフォーム材が 提案される。本発明によりフォーム材を１つの弾性層とこの弾性層上に配置され る少なくとも１つの重い層とを有する少なくとも２層のフォーム材構造（フォー ム材サンドイッチ）として形成することにより、金属又はプラスチック、特に軽 金属から成る押出異形材の騒音の発生の排除が可能となる。装入されたフォーム 材は膨張した状態でその２つの重い層が軽金属の異形材にほぼ面状に当接する。 その際弾性層のソフトフォームは少なくとも１つの重い層を一定の圧力で防音す べき空洞の壁面に押圧する。弾性層による重い層の押圧は、フォーム材の膨張方 向における防音すべき空洞に関してフォーム材の過大寸法に基づくものである。 従って本発明によるフォーム材の少なくとも１つの重い層は軽金属製の押出異形 材と直接接触しており、押出異形材の全ての振動の動きに応ずることができる。 これらの振動はフォーム材により、一部は重い層にまた一部は弾性層に更に伝え られて吸収され、熱に変換される。理想的な場合には振動エネルギーもまた軽金 属の両外側層が逆相に振動することにより無効にすることができる。本発明によ るフォーム材を防音すべき空洞に装入することにより空洞内の流れ抵抗が高めら れ、それにより上述の遮音性のコインシデンス効果も低減することができる。 流れ抵抗を高めることにより熱の対流回転も阻止される。それにより車体内部 の熱絶縁層を減らすことができ、それにより材料及び費用の節約を達成すること ができる。 本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。 本発明を図示の一実施例に基づき以下に詳述する。 図１は本発明による圧縮状態のフォーム材の概略断面図を示す。 図２は本発明による図１のフォーム材の膨張状態の断面図を示す。 図３は軽金属製の押出異形材の空洞内への本発明によるフォーム材の装入状態 を開示するものである。 図１は本発明によるフォーム材１０の断面を概略的に示す。フォーム材１０は １つの弾性層１１及びこの弾性層１１の相対向する側面上に施されている２つの 重い層１２を含んでいる。弾性層１１は特にポリウレタン製ソフトフォームから 成り、重い層１２は特にポリウレタンの凝集フォーム材から成る。 本発明によるフォーム材１０は図１に示されている状態では圧縮された形で存 在しており、気密な箔１３でパックされている。箔１３を例えば破るか又は突き 刺して開くことにより空気が箔１３の内部に侵入することができ、その結果本発 明によるフォーム材１０の三層のフォーム材構造は膨張する。この膨張した状態 １０’は図２に同様に概略的に断面で示されている。その際フォーム材１０の膨 張は二重矢印により示されている方向に行われる。 図１及び２に示されているように、まず第１にソフトフォームから成る弾性層 １１が膨張するのに対し、弾性層上に施されている凝集フォーム材から成る２つ の重い層１２は殆ど膨張しない。凝集フォーム材からなる重い層１２は極めて緻 密な構造を有しており、そのため殆ど圧縮されない。それに対して弾性層１１の ソフトフォーム材は高度に圧縮することのできる連続気泡構造を有する。この圧 縮状態は気密な箔１３でパックすることにより得られ、箔１３を開くと初めて弾 性層は通気下にその元の大きさ及び形に膨張する。 重い層１２の凝集フォーム材の容積重量は約１００〜７００ｋｇ／ｍ³、有利 には３００〜４００ｋｇ／ｍ³である。弾性層１１のソフトフォーム材の容積重 量は約１０〜８０ｋｇ／ｍ³、有利には４０〜６０ｋｇ／ｍ³である。重い層１２ の厚さは約２〜１０ｍｍ、有利には４〜５ｍｍである。弾性層１１の厚さは防音 すべき空洞の寸法に応じて決められる。典型的には弾性層１１の厚さは圧縮状態 （図１）で約５〜１５ｍｍであり、膨張状態（図２）で約３０〜７０ｍｍである 。 気密な箔１３は拡散密のポリウレタンのサンドイッチ箔であると有利であり、 その厚さは約５０〜３００μｍ、有利には１５０〜２００μｍである。 本発明によるフォーム材を製造するには弾性層及び重い層用のフォーム材の条 片を互に接着し、特に袋状の気密な箔に封入する。引続きこの気密な箔内にある フォーム材を外部からの押圧により圧縮する。箔の内部が排気され、箔は溶接さ れ、それによりフォーム材の圧縮状態が保持される。 図３は概略斜視図により空洞２２を有する押出異形材２０を示している。押出 異形材２０の狭い方の側面２４に沿って空洞２２内に通じる開口２１が設けられ ている。これらの開口２１を通して本発明によるフォーム材１０が空洞２２の防 音のために押込められる。本発明によるフォーム材１０はその圧縮状態で縦長の 条片形状を有する。フォーム材１０は図示の矢印に従って重い層１２が空洞２２ を画成する押出異形材２０の２つの長手側面２３に平行に配置されるように、空 洞２２内に開口２１を通して装入される。圧縮状態でフォーム材１０は押出異形 材２０の厚さｄ及び開口２１の内幅よりも狭く、従ってフォーム材は問題なく開 口２１を通して押込むことができる。 空洞２２内にフォーム材１０が配置されると直ちに気密な箔１３が開けられる 。これは突刺すことによっても又は破ることによっても実施可能である。箔１３ 自体に箔１３を簡単に開くための図示しない手段を備えると有利である。この手 段は例えば箔に溶着された引き糸のようなものであってもよい。 箔１３の開口後空気が箔１３の内部に侵入してフォーム材１０の弾性層１１が 膨張し、フォーム材１０の重い層１２が空洞２２を画成する押出異形材２０の側 壁２３に対し押しつけられるようにする。そのため弾性層１１は、その厚さが膨 張状態で少なくとも押出異形材２０の空洞２２の厚さｄに相当するように寸法付 けられる。 従って凝集フォーム材から成る重い層１２は据え付けを完了したフォーム材１ ０ではほぼ面状に軽金属の押出異形材２０の側壁２３に当接しており、従って押 出異形材の振動は重い層１２に伝えられ、この層から更に部分的に弾性層１１に 伝えられる。重い層１２においても弾性層１１においても振動が吸収されて熱に 変換される。こうして本発明により騒音の抑制、即ち押出異形材に生じる固体伝 播音の減衰が行われる。 更に本発明によるフォーム材により押出異形材の空洞２２内の流れ抵抗が高め られ、それにより先に記載した遮音性のコインシデンス効果が著しく低減される 。更に流れ抵抗が高められることにより熱の対流回転が抑制される。更に弾性層 １１のソフトフォームの良好な断熱特性（２０℃での熱伝導係数λ≒０．０４Ｗ ／ｍＫ）も外部から内部もしくは内部から外部への熱の交換を著しく減少させる 。 上述の図面に示した本発明によるフォーム材の実施例は主として長方形の断面 を有するフォーム材構造に関するものである。このような長方形断面材の使用は 使用される押出異形材の所定の空洞形状に適合させなければならないので、実際 には理想的な場合である。この理由から実際にはほぼ台形の断面を有するフォー ム材がより多く見受けられる。同様に三角形の断面を有するフォーム材も考えら れる。このような断面を有する本発明のフォーム材の製造及び用途は、上述の長 方形の断面について記載した製造及び用途に相応する。その際２つの重い層を弾 性層の相対向する側面に配置することは必ずしも必要ではない。むしろ１つだけ の重い層の使用も例えば三角形の断面の場合には考えられる。同様に三角形又は 台形の断面を有する弾性層の互いに隣接する２つの側面に重い層を取り付けるこ とも可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｃ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に金属又はプラスチックからなる押出異形材の空洞の防音のために、空洞 （２２）に装入する前に圧縮状態で気密な箔（１３）でパックされて空洞（２２ ）に開口（２１）を通して装入され、空洞（２２）内に装入後に箔（１３）を開 くことにより通気下に押出異形材の空洞（２２）の少なくとも２つの壁面に当接 するように膨張する空洞防音用フォーム材において、フォーム材（１０）は特に ポリウレタンソフトフォームから成る１つの弾性層（１１）と少なくとも１つの 特にポリウレタン凝集フォーム材から成る重い層（１２）を含んでおり、その際 少なくとも１つの重い層（１２）が弾性層（１１）の上に施され、フォーム材（ １０）の膨張状態（１０’）で弾性層（１１）により押圧されてほぼ面状に空洞 （２２）の壁面（２３）に当接することを特徴とする空洞防音用フォーム材。 ２． ２つの重い層（１２）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の フォーム材。 ３． 重い層（１２）が弾性層（１１）の相対向する側面に施されていることを 特徴とする請求項２記載のフォーム材。 ４． 少なくとも１つの重い層（１２）が約１００〜７００ｋｇ／ｍ³の容積重 量を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のフォーム材 。 ５． 少なくとも１つの重い層（１２）が約３００〜４００ｋｇ／ｍ³の容積重 量を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のフォーム材 。 ６． 弾性層（１１）の容積重量が約１０〜８０ｋｇ／ｍ³であることを特徴と する請求項１乃至５のいずれか１つに記載のフォーム材。 ７． 弾性層（１１）の容積重量が約４０〜６０ｋｇ／ｍ³であることを特徴と する請求項１乃至５のいずれか１つに記載のフォーム材。 ８． 気密な箔（１３）が拡散密のポリウレタン−サンドイッチ箔であることを 特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のフォーム材。 ９． 箔（１３）の厚さが約５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１ 乃至８のいずれか１つに記載のフォーム材。 １０． 箔（１３）が開口又は破口手段を有していることを特徴とする請求項１ 乃至９のいずれか１つに記載のフォーム材。