JP2008248866A

JP2008248866A - 防音カバー

Info

Publication number: JP2008248866A
Application number: JP2007094858A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Niwa; 隆弘丹羽; Michihiro Inagaki; 道弘稲垣; Satonao Hiraoka; 聡直平岡; Motonori Kondo; 源典近藤; Tadashi Mori; 正森
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP4767209B2; EP1975007A3; CN101275488B; US8028801B2; CN101275488A; US20080236936A1; EP1975007A2; EP1975007B1

Abstract

【課題】優れた遮音性能及び、カバー内面と音源と間の定在波の低減効果を有し、熱プレス成形等の製造手段によって容易に３次元形状に成形可能な防音カバーを提供する。
【解決手段】通気性を有する吸音材の音源とは反対側の面に、通気性を有する表皮材が接着され、かつ、前記音源の外形に対応して全体が３次元形状に成形されていることを特徴とする防音カバー。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車エンジン、トランスミッション、産業用モーター、コンバーター等の騒音源、特に大きな空気放射音と固体伝播音を併せて放射する騒音源に対し騒音レベルを低減させる防音カバーに関する。

自動車内には多くの音源があり、車内、車外騒音により静粛性が要求される観点から様々な防音対策が取られており、特にエンジン、トランスミッション、駆動系のような大きな音を発生する部分（音源）については、音源に近い位置で抜本的な防音対策が必要なため、防音カバーと称される専用の防音部品が使用される。従来の防音カバーは、金属やポリアミド、ポリプロピレン等を成形した剛性の高いカバーを遮音材として使用し、この剛体カバーにより、音源から放射される直接騒音を質量則に応じて遮断している。また、剛体カバーでは、音源との間での音の反射による内面反響音（定在波）が増加することから、その対策として、音源と対向するカバー内面またはカバー内面の一部に吸音材を後貼り施工した構造となっている（例えば、特許文献１〜２参照）。しかし、これらの防音カバーは、上記の音源が固体伝播音（振動）を併せ持つことが多いことから、振動によって剛体カバーが新たな音源（２次放射）となることを防ぐために、通常ゴムブッシュのような振動絶縁材を介して剛体カバーが音源に直接接しないように隙間を設ける必要があるものの、この隙間から定在波が漏洩することで騒音レベルが増加し、期待した防音効果が得られない等の問題がある。

また、エンジンルーム内のように高度に密集した空間では内貼り吸音材に充分な厚さを取ることは困難であることから、上記の剛体カバーと内貼り吸音材とから構成される防音カバーでは、音の減衰効果が不充分であり、更にはカバー内面に反射した２次放射音が防音カバー／音源間で複雑に乱反射を繰り返し、最終的にカバー端部と音源との狭い隙間から集音されたより大きな音となって放射される現象を生ずる場合がある。特に、大きく深いＲ形状を持った防音カバーでは、パラボラアンテナの原理で集音された反射音が、カバー端部に集まって放射され、防音カバーを装着することにより騒音レベルが悪化するケースが生じているが、防音カバー／音源間のクリアランスから使用できる内貼り吸音材の厚さ部位に制約があることから、その対策は困難であった。

特開２００３−２５４０８１号公報特開２００２−３４７５３５号公報

従って本発明は、優れた遮音性能及び、カバー内面と音源との間の定在波の低減効果を有し、熱プレス成形等の製造手段によって容易に３次元形状に成形可能な防音カバーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は下記の防音カバーを提供する、
（１）通気性を有する吸音材の音源とは反対側の面に、粘弾性材を含浸させた通気性を有する表皮材が設けられ、かつ、前記音源の外形に対応して全体が３次元形状に成形されていることを特徴とする防音カバー。
（２）外周が所定幅にわたり、前記吸音材と前記表皮材とが積層してなる薄肉の平坦部が形成されていることを特徴とする上記（１）記載の防音カバー。
（３）前記吸音材が多孔質フェルト、連通化樹脂発泡体、連通化発泡ゴムまたは無機短繊維集成体であることを特徴とする上記（１）または（２）記載の防音カバー。
（４）前記表皮材が織布または不織布であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の防音カバー。
（５）自動車用または産業機械用であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の防音カバー。

本発明の防音カバーは、剛体カバーを備えないため、音源との間での音の反射がなく、定在波の低減効果に優れ、カバー端面からの音漏れも低減することから、全方向での騒音レベルの低減が可能となる。更には、剛体カバーと吸音材との接合が不要であり、成形するだけで製造することもでき、生産性にも優れる。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明の防音カバーは、通気性を有する吸音材１の表面（音源とは反対側の面）に、予め粘弾性材が付与され、通気性を有する表皮材２を添着した積層体を、例えば、図１に斜視図及び図２にそのＡＡ断面図にて示すように、エンジン等の音源の外形に合わせて全体を３次元形状に成形したものである。

吸音材１は通気性を有し、防音性能を備える材料であれば制限がないが、３次元形状への成形性の観点から、（１）ポリエチレン−テレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維等の熱可塑性有機繊維、（２）ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等の熱可塑性樹脂発泡体、（３）ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム、メラミンフォーム等の低密度樹脂発泡体、（４）発泡ＮＢＲ、発泡ＥＰＤＭ等の比較的高密度な発泡ゴム、（５）アラミド繊維等の高耐熱有機繊維、グラスウール、ロックウール、セラミックウール等の無機短繊維の順で好適である。上記（１）及び（２）は熱プレス成形時に表皮材層と吸音材層とが熱融着により強固に一体化し、上記（３）及び（４）は表皮材にコーティングした樹脂を介して表皮材層と吸音材層とが一体化されるが、強度や成形条件の自由度は（１）及び（２）に比べてやや劣り、上記（５）は飛散防止処理が必要なため、コスト的に不利となる。中でも、目付け量で２００ｇ／ｃｍ^２〜２、０００ｇ／ｃｍ^２のものが好ましく、５００ｇ／ｃｍ^２〜1、５００ｇ／ｃｍ^２のものがより好ましい。

その他、吸音材１として、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、メラミンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリエチレンフォーム等の通気性樹脂発泡体を用いることもでき、中でも密度０．００９ｇ／ｃｍ^３〜０．１ｇ／ｃｍ^３のものが好ましく、０．０２５ｇ／ｃｍ^３〜０．１ｇ／ｃｍ^３のものがより好ましい。

また、吸音材１として、発泡ＮＢＲ、発泡ＥＰＤＭ等の連通化発泡ゴムを用いることもでき、中でも、密度０．１ｇ／ｃｍ^３〜０．２ｇ／ｃｍ^３のものが好ましく、０．１５ｇ／ｃｍ^３〜０．２ｇ／ｃｍ^３のものがより好ましい。

更には、グラスウール、ロックウール、セラミックウール等の無機短繊維の集成体を用いることもでき、中でも、密度０．０５ｇ／ｃｍ^３〜０．４ｇ／ｃｍ^３のものが好ましく、０．０８ｇ／ｃｍ^３〜０．２５ｇ／ｃｍ^３のものがより好ましい。

また、吸音材１の音源側となる内面３には、飛散防止や補強のために、不織布や織布、好ましくは通気量１００ｃｃ／ｃｍ^２×ｓｅｃ以上、より好ましくは３００ｃｃ／ｃｍ^２×ｓｅｃ以上の不織布や織布、あるいは発泡バーミキュライト片やマスコバイト、バイオタイト等の鱗片状粘土鉱物をバインダーで固めた多孔質塗膜で覆ってもよい。

表皮材２には、スパンボンド法、ニードルパンチ法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ステッチボンド法等の製造方法を用い、ポリエステル繊維やポリプロピレン繊維等の合成樹脂繊維、パルプ繊維やケナフ繊維等の天然繊維、ガラス繊維や金属繊維、セラミックス繊維、炭素繊維等の有機または無機繊維から作製した不織布、あるいは前記繊維からなる織布を用いることができる。中でも、目付け量が５０ｇ／ｃｍ^２〜６００ｇ／ｃｍ^２のものが好ましく、１５０ｇ／ｃｍ^２〜４００ｇ／ｃｍ^２のものがより好ましい。本発明の防音カバーは後述するように熱プレス成形、または縫製、接着剤を用いて３次元加工する方法によって得られる。熱プレス成形によって作成した場合は、目付け量５０ｇ／ｃｍ^２未満では熱プレス成形時の絞りにより破れやすくなり、目付け量が６００ｇ／ｃｍ^２超では熱プレス成形時にシワが入りやすくなる。

表皮材２には、吸音材１との接着のための、及び制振性を付与するための、粘弾性材が付与される。粘弾性材としては、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−エチレン共重合体樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、シリコーン樹脂、湿気硬化反応型ウレタン樹脂等の制振性を有する樹脂が好適である。粘弾性材を付与した表皮材２の通気量は、０〜１０ｃｃ／ｃｍ^２×ｓｅｃとすることが好ましく、０．０１ｃｃ／ｃｍ^２×ｓｅｃ〜５ｃｃ／ｃｍ^２×ｓｅｃとすることがより好ましい。このような表皮材２とするには、粘弾性材の塗布量を１００ｇ／ｃｍ^２〜６００ｇ／ｃｍ^２とすることが好ましく、２００ｇ／ｃｍ^２〜６００ｇ／ｃｍ^２がより好ましい。塗布量が１００ｇ／ｃｍ^２未満では接着力不足となるとともに前記の通気量とすることができず、６００ｇ／ｃｍ^２超では防音カバーの表面に粘弾性材からなる厚い被膜が形成されて従来の剛性カバーと同様に作用し、内面反響音のレベルが増加する。

尚、粘弾性材の塗布方法には制限がなく、ローラーコートやスプレーコート、カーテンコート、含浸等の手段を粘弾性材の種類に応じて選択すればよい。

上記の吸音材１と表皮材２との積層体を成形するには、音源の外形に対応するキャビティを形成する上下一対の金型を用いて、熱プレス成形を行う。この熱プレス成形の際に、表皮材１に付与された粘弾性材により吸音材１と表皮材２とが接着するとともに、成形された形状が保持される。従って、形成条件は、粘弾性材の硬化温度以上とすればよく、プレス圧は目的とする吸音材１の厚さに応じて適宜設定される。また、周端部４を一体に設けるには、周囲に平坦部が形成された金型を用いる。

また、防音カバーの周囲を０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さでビードまたはフランジ状に圧縮成形して周端部４を一体に形成することにより、形状保持効果が更に高まる。この周端部４を利用して、ボルトや樹脂ファスナー等で音源に固定することもできる。

本発明の防音カバーは、内面３が音源の外形に対応する形状に成形されており、音源に直接または近接して装着することができる。そして、音源からの音を吸音材１により大きく減衰させた後、表皮材２を透過させて外部へと放出する。そのため、剛体カバーを用いた場合のような、音源からの音が該音源と剛体カバーとの間で反射することがなく、剛体カバーと同等以上の防音性能を有する。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
表皮材として、ポリエステル製不織布（日本不織布（株）製２２０NI−ＳＰ：目付け量２２０ｇ／ｍ^２）に酢酸ビニルエマルジョン（コニシ（株）製ボンドＨ１５００N、固形分５０％水溶液）をローラーコート乾燥し、固形分として酢酸ビニル４００ｇ／ｍ^２をコーティングして、厚さ１ｍｍで、目付け量が合計で６２０ｇ／ｍ^２のものを作製した。この表皮材の制振性を動的粘弾性スペクトロメーターで測定したところ、２０℃〜８０℃の領域に損失弾性率のピークを持つことが判明した。また、遮音性能を音響インテンシティー（音響パワーレベル）法で測定したところ、音響透過損失（１００Ｈz〜５kHzのＯＡ値）は約２１ｄＢであった。この値は、質量則から計算した剛体遮音材の音響透過損失（従来品で使用される樹脂製遮音材はほぼ近似の音響透過損失値を示し、重量増に応じて大きな値となる）約１８ｄＢより大きく、質量則以上の遮音効果を示した。

吸音材として、ポリエチレンテレフタレート繊維を原料としたフェルト（帝人ファイバー（株）製Ｆ５００−２０Ｔ、目付け量５００ｇ／ｍ^２）を２枚積層したもの（合計目付け量１、０００ｇ／ｍ^２）を用意し、上記の表皮材を重ねて、所定のカバー形状に熱プレス成形して防音カバーを作製した。この時の熱プレス条件は、成形型温度を外面側１９０℃、内面側１７０℃に設定し、プレス圧力１２０トン（面圧：５００トン／ｍ^２）、プレス時間３０ｓｅｃとし、上／下型の合わせ面のパーティングライン全周に幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍの周端を形成するように設計した金型を用いて成形した。

この防音カバーについて、図３に示す試験機を用いて防音性能を評価した。図示される試験機は、上面に開口部１１を備える防音ボックス１０の底部に、スピーカ１２を開口部１１に向けて配置し、更にスピーカ１２の周囲を遮音壁１３で取り囲んでスピーカ１２からの音が開口部１２を覆うように配置された防音カバー１４に放射される構造となっている。そして、防音カバー１４の上方に騒音計２０が配置されており、防音カバー１４を透過する音（透過音）の音量を測定する。また、遮音壁１３の外側にも騒音計２１，２２が配置されており、防音カバー１４の内面で反射された音（反射音）の音量を測定する。

測定は、防音カバーを配置しないときの透過音が１００ｄＢ、反射音が９０ｄＢとなるようにスピーカ音量を調整して行い、その結果、透過音は７５ｄＢ、反射音は９０ｄＢであった。

＜実施例２＞
表皮材として、ポリエステル製不織布（日本不織布（株）製２２０NI−ＳＰ、目付け量２２０ｇ／ｍ^２）に湿気硬化型ウレタンホットメルト樹脂（新田ゼラチン（株）製ＡＲＸ−１２８８）をローラーコート後、加湿硬化し、固形分としてウレタン樹脂２５０ｇ／ｍ^２をコーティングして、厚さ１ｍｍで、目付け量が合計で４７０ｇ／ｍ^２のものを作製した。この表皮材の制振性を動的粘弾性スペクトロメーターで測定したところ、３０℃〜７０℃の領域に損失弾性率のピークを持つことが判明した。また、遮音性能を音響インテンシティー（音響パワーレベル）法で測定したところ、音響透過損失（１００Ｈz〜５kHzのＯＡ値）は約２６ｄＢであった。この値は、質量則から計算した剛体遮音材の音響透過損失（従来品で使用される樹脂製遮音材はほぼ近似の音響透過損失値を示し、重量増に応じて大きな値となる）約１６ｄＢより大きく、質量則以上の遮音効果を示した。

吸音材として実施例１と同じものを用い、同様の成形条件にて成形して防音カバーを作製した。

そして、図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７３ｄＢ、反射音は８９ｄＢであった。

＜実施例３＞
吸音材の目付け量を５００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７８ｄＢ、反射音は９０ｄＢであった。

＜実施例４＞
吸音材の目付け量を１５００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７２ｄＢ、反射音は９４ｄＢであった。

＜実施例５＞
吸音材の目付け量を２０００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７０ｄＢ、反射音は９８ｄＢであった。

＜実施例６＞
吸音材をウレタンフォームとし、目付け量を２５０ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は８２ｄＢ、反射音は９１ｄＢであった。

＜実施例７＞
吸音材の目付け量を５００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例６と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は８０ｄＢ、反射音は９２ｄＢであった。

＜実施例８＞
吸音材を発泡ＥＰＤＭとし、目付け量を９００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７４ｄＢ、反射音は９５ｄＢであった。

＜実施例９＞
吸音材の目付け量を１２００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例８と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７３ｄＢ、反射音は９５ｄＢであった。

＜実施例１０＞
吸音材の目付け量を５０ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は８８ｄＢ、反射音は９１ｄＢであった。

＜実施例１１＞
吸音材の目付け量を６００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は８２ｄＢ、反射音は９３ｄＢであった。

＜実施例１２＞
粘弾性材のコーティング量を１００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は９２ｄＢ、反射音は８７ｄＢであった。

＜実施例１３＞
吸音材の目付け量を２００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は７６ｄＢ、反射音は９０ｄＢであった。

＜比較例１＞
ポリアミド製の剛性カバーに、実施例１と同じ吸音材を貼付け防音カバーを作製した。

そして、図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は１０４ｄＢ、反射音は７２ｄＢであった。

＜比較例２＞
表皮材のポリエステル製不織布の目付け量を４５ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。しかし、表皮材の一部が破れており、防音性能の評価を実施しなかった。

＜比較例３＞
表皮材のポリエステル製不織布の目付け量を６５０ｇ／ｍ^２とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。しかし、表皮材の一部がシワが発生しており、防音性能の評価を実施しなかった。

＜比較例４＞
表皮材への酢酸ビニルエマルジョンのコーティング量を９５ｇ／ｍ^２（固形分）とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。

そして、図３に示す試験機を用いてこの防音カバーの防音性能を評価したところ、透過音は９５ｄＢ、反射音は８７ｄＢであった。

＜比較例５＞
表皮材への酢酸ビニルエマルジョンのコーティング量を６５０ｇ／ｍ^２（固形分）とした以外は実施例１と同様にして防音カバーを作製した。しかし、吸音材と表皮材とが接着されず、防音性能の評価を実施しなかった。

＜比較例６＞
吸音材の目付け量を１９０ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。しかし、周端部で吸音材と表皮材とが一部剥離しており、防音性能の評価をしなかった。

＜比較例７＞
吸音材の目付け量を２１００ｇ／ｍ^２とした以外は実施例２と同様にして防音カバーを作製した。しかし、表皮材の一部でシワが発生しており、防音性能の評価をしなかった。

実施例及び比較例の防音カバーの仕様及び特性を表１〜３に示す。

１）２０〜８０℃での損失係数のピーク値であり、０．１以上が好ましく、０．５がより好ましい。
２）ブランク騒音レベルは１００ｄＢ。
３）ブランク騒音レベルは９０ｄＢ。
４）透過音と反響音とのｄB和であり、総合的な防音効果の指標である。

本発明に従う実施例の防音カバーは、剛性カバーと吸音材とを接合した従来の防音カバーに比べて、透過音は同等もしくは若干劣るものの、反射音を大きく低減でき、総合的な防音性能に優れることがわかる。また、成形性も良好である。

本発明の防音カバーの一例を示す斜視図である。図１のＡＡ断面図である。実施例で用いた音響測定装置示す模式図である。

符号の説明

１通気性吸音材
２通気性表皮材
３内面
４周端部

Claims

通気性を有する吸音材の音源とは反対側の面に、粘弾性材を含浸させた通気性を有する表皮材が設けられ、かつ、前記音源の外形に対応して全体が３次元形状に成形されていることを特徴とする防音カバー。
外周が所定幅にわたり、前記吸音材と前記表皮材とが積層してなる薄肉の平坦部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の防音カバー。
前記吸音材が多孔質フェルト、連通化樹脂発泡体、連通化発泡ゴムまたは無機短繊維集成体であることを特徴とする請求項１または２記載の防音カバー。
前記表皮材が織布または不織布であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の防音カバー。
自動車用または産業機械用であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の防音カバー。