JP2008076866A - 制振防音部材 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型で制振防音特性に優れた制振防音部材を提供する。
【解決手段】弾性体からなる板状をなし、振動する騒音源に接して取り付けられる制振防音部材において、騒音源に接する表面には表裏を貫通しない複数の有底孔11を有し、有底孔11の最大径をＬとし有底孔どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にあるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジン、トランスミッション、電動パワステユニットなどに用いられ、制振と防音を行う制振防音部材に関する。

自動車の電動アシストパワーステアリングユニット（ＥＰＳ）からは、用いられているウォームギヤによるバックラッシ打音（ラトル音）が騒音として放出される。そこでエンジンなどに用いられている防音カバーを転用することが考えられる。

エンジンなどに用いられている防音カバーは、一般に、樹脂からなる高剛性の遮音板と、遮音板の裏面に配置されたフェルトあるいは発泡体などの吸音材と、吸音材の周囲を覆うシール部材とからなる。そして吸音材が騒音源に当接するように取り付けられ、シール部材が騒音源に密接することで隙間からの音漏れが防止される。

しかし上記したＥＰＳの周囲には、このような防音カバーを配置するだけのスペースが存在せず、そのままの転用は困難であった。そこで防音カバーを薄くすることが検討されたが、所望の吸音効果の発現には吸音材に所定の厚さ以上の厚みが必要であり、薄くすることも困難である。

そこで特開昭63−188544号公報には、遮音パネルと、遮音パネルの裏面側に一体に設けられたスペーサリブとよりなる自動車用インシュレータが提案されている。このインシュレータは、ダッシュパネルなどの車体パネルにスペーサリブが当接するように取り付けられ、車体パネルと遮音パネルとの間にスペーサリブの高さで規定される所定クリアランスの空気層が形成される。このため長期の使用によってもクリアランスの変動が生じないので、車室の静粛性を維持するのに大きく貢献する。

上記公報のインシュレータによれば、従来の防音カバーに比べて薄型とすることができるので、ＥＰＳ用の防音部材として用いることができる。ところが上記公報に記載のインシュレータを用いても、用途あるいは形状によって騒音低減効果及び制振効果が大きく変動するという不具合があった。
特開昭63−188544号

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、薄型かつ軽量で制振防音特性に優れた制振防音部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の制振防音部材の特徴は、弾性体からなる板状をなし、振動する騒音源に接して取り付けられる制振防音部材であって、騒音源に接する表面には表裏を貫通しない複数の有底孔を有し、有底孔の最大径をＬとし有底孔どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にあることにある。

有底孔の底部の厚さは 0.5mm以上であることが望ましい。

また有底孔の最大径（Ｌ）は、２mm〜20mmの範囲にあることが望ましい。

本発明の制振防音部材は、弾性体からなる板状をなし、騒音源に接する表面には表裏を貫通しない複数の有底孔を有している。そして有底孔の最大径をＬとし有底孔どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にある。このように構成したことにより、ラトル音のような 400〜1000Hzの騒音を効果的に低減することができ、ＥＰＳ用としてきわめて有用である。

また有底孔の大きさと数を適切にして有底孔の合計容積を小さくすることで、マス効果による制振効果も十分に維持することができ、ラトル音以外の振動による騒音も十分に低減することができる。

本発明の制振防音部材は、有底孔をもつ表面が騒音源に接して取り付けられる。これにより有底孔の内部は密閉空間となり、そこに空気ポケットが形成される。騒音源からのラトル音などの騒音は、この空気ポケット内の空気に伝わり、さらに有底孔の底面を振動させる。この振動は弾性体によって効果的に減衰され、騒音が低減される。

そして有底孔の最大径をＬとし有底孔どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にあるように構成したことで、ラトル音のような 400〜1000Hzの騒音を効果的に低減することができ、ＥＰＳ用としてきわめて有用となる。

本発明にいう弾性体としては、各種ゴム、熱可塑性エラストマなどを用いることができる。ゴムの中では、粘弾性的に減衰効果の大きなシリコンゴムが特に好ましい。ただ、実際の使用にあたっては、ＥＰＤＭのようなコスト面の有利性も含めて選択される。なお有底孔をもつ表面と有底孔の底面までの厚さ範囲については、必ずしも弾性体である必要はないが、有底孔をもつ表面と反対側表面から有底孔の底面までの厚さ範囲については弾性体を用いる必要がある。全体を弾性体で形成すれば、制振作用が最大となるので特に好ましい。

有底孔の最大径をＬとし有底孔どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にあるように構成する。有底孔の最大径（Ｌ）がこの範囲を外れると、ラトル音のような 400〜1000Hzの騒音の低減が困難となる。

有底孔の底部の厚さは、 0.5mm以上であることが望ましい。厚さが 0.5mm未満ではマス効果が不足し、振動による1000Hz以上の騒音の低減率が低下する。

また有底孔の最大径（Ｌ）は、２mm〜20mmの範囲にあることが好ましい。有底孔の最大径（Ｌ）が２mm未満では 400〜1000Hzの騒音の低減が困難となり、20mmを超えると有底孔の底部が大きく振動しバタツキによる放射音が生じる場合がある。

有底孔の形状は、断面丸形、断面四角形など特に制限されない。断面丸形の場合は、その最大直径が最大径（Ｌ）となる。また断面四角形の場合は、その対角線長さが最大径（Ｌ）となる。

有底孔の形状あるいは分布は、制振防音部材全体に均一に分布していてもよいし、例えば騒音源から放出される騒音の周波数が騒音源の部分的に異なっているような場合には、部分的に異なる形状あるいは分布を有していてもよい。しかし有底孔の形状あるいは分布が部分的に異なる場合であっても、同一形状あるいは同一分布である各有底孔群においてＰ／２≦Ｌ≦Ｐの関係を満たす必要がある。

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
本実施例の制振防音部材を図１及び図２に示す。この制振防音部材１はＥＰＳ用の防音カバーであり、ＥＰＤＭから厚さ３mmに形成され、所定の曲面形状に成形されている。その一表面10には直径７mm、断面真円形状の有底孔11が、ピッチ10mmで均一に分散形成されている。有底孔11の深さは１mmであり、有底孔11をもつ表面10の反対側表面12から有底孔11の底面13までの厚さは２mmである。

すなわち有底孔11の最大径をＬとし有底孔11どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にある。

本実施例の制振防音部材は、図３に示すようにＥＰＳのウォームギヤ配置部２の表面に当接した状態で保持されて使用される。このとき、有底孔11をもつ表面10がウォームギヤ配置部２の表面に当接し、有底孔11には空気ポケットが形成される。

（実施例２）
本実施例の制振防音部材は、全体厚さを２mm、有底孔11の直径を２mm、有底孔11のピッチを２mmとしたこと以外は実施例１と同様である。

（実施例３）
本実施例の制振防音部材は、全体厚さを３mmとしつつ有底孔11の深さを２mmとしたこと以外は実施例１と同様である。

（比較例１）
有底孔11を形成しなかったこと以外は実施例１と同様である。

（比較例２）
厚さ２mmのＥＰＤＭ板の一表面に、厚さ５mmのＥＰＴ（独泡シール材）からなり幅５mmのテープ材を貼着し、一辺10mmの正方形状の有底孔11を形成した。つまり有底孔11は、深さ５mm、最大径14mm、ピッチ５mmである。

＜試験例＞
上記した各実施例及び各比較例の制振防音部材について、その制振防音特性を評価する評価試験を行った。試験は、図４に示す試験装置を用いた。

この試験装置は、アルミニウム製の金属プレート３（一辺 120mmの正方形、厚さ 1.2mm、重量 77.5ｇ）を４本のワイヤ30及び防振ゴム31を介して水平に吊支している。金属プレート３の下方には加速度ピック４が配置され、加速度ピック４は金属プレート３を所定の加速度でハンマー加振する。これによってラトル音に相当する共振周波数が金属プレート３から放出されるように、金属プレート３の形状及び材質が設計されている。

各実施例及び各比較例の制振防音部材は、それぞれ一辺 120mmの正方形に裁断され、金属プレート３の表面に両面テープで貼着された。そして加速度ピック４によって金属プレート３をハンマー加振し、その時の金属プレート３の振動レベルを測定するとともに、制振防音部材の上方 100mmの位置に配置されたマイクロフォン５によって放出された音の騒音レベルを各周波数毎に測定した。

金属プレート３のみの場合であるブランクと、実施例３及び比較例１の制振防音部材を貼着した場合と、における測定結果を図５、図６に示す。また騒音レベルが最大となる周波数と、その時の騒音レベル、ブランクに対する騒音低減量（最大騒音レベルのdB差）を算出し、結果を表１に示す。

図５及び図６から、比較例１の有底孔をもたない制振防音部材であっても、マス効果によってある程度の制振防音効果が認められることがわかる。しかし実施例３の制振防音部材によれば、有底孔11の分だけ比較例１に比べてマスが低いにも関わらず、比較例１より高い制振防音効果が発現されている。これは有底孔11を形成した効果であることが明らかである。

また表１より、実施例１の制振防音部材が最も防音効果が高く、比較例２の制振防音部材は防音効果が低い。これは、各実施例の制振防音部材では、有底孔11の最大径をＬとし有底孔11どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にあるためである。

本発明の制振防音部材は、薄肉で制振防音効果に優れているので、狭いスペースでも取り付けることができる。したがって自動車あるいは建築物などの各種騒音源に対する制振防音材として好適である。

本発明の一実施例に係る制振防音部材の要部斜視図である。 本発明の一実施例に係る制振防音部材の要部断面図である。 本発明の一実施例に係る制振防音部材をＥＰＳに取り付けた状態で示す要部断面図である。 本発明の実施例で使用した試験装置の説明図である。 金属プレートに実施例３又は比較例１の防音部材を組み付けた場合の金属プレートの振動特性を示すグラフである。 金属プレートに実施例３又は比較例１の防音部材を組み付けた場合に発生する音の周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

１：制振防音部材 ２：ウォームギヤ配置部 ３：金属プレート
11：有底孔

Claims (3)

1. 弾性体からなる板状をなし、振動する騒音源に接して取り付けられる制振防音部材であって、
   該騒音源に接する表面には表裏を貫通しない複数の有底孔を有し、該有底孔の最大径をＬとし該有底孔どうしのピッチをＰとしたとき、Ｐ／２≦Ｌ≦Ｐの関係にあることを特徴とする制振防音部材。
2. 前記有底孔の底部の厚さは 0.5mm以上である請求項１に記載の制振防音部材。
3. 前記有底孔の最大径（Ｌ）は２mm〜20mmの範囲にある請求項１に記載の制振防音部材。

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