JP4057247B2 - 防音カバーの取付構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、騒音源に、その騒音源を覆って騒音を低減する防音カバーを取り付けた構造に係り、特に、自動車のエンジンルーム内に使用される防音カバーの取付構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
騒音源となる機器・構造物、例えば、自動車のエンジンルームには、エンジンなどの機器類の、保護、振動低減、及び騒音低減などのために防音(遮音)カバーが用いられている。例えば、エンジンルーム用防音カバー(エンジントップカバー(ヘッドカバー)、エンジンサイドカバー等)は、その遮蔽効果により、ある程度の騒音を吸収・遮断することができると共に、耐水性、耐油性、及びある程度の耐熱性を有していることから、エンジン保護の役割を十分に果たすことができる。
【0003】
図3に示すように、エンジンルーム用防音カバー31は、熱可塑性樹脂材(例えば、ウレタンフォーム材)32に樹脂材(又は鉄板)33などを貼り合わせたものを所望の形状に形成してなるものであり、エンジンの必要部分(図3ではヘッドカバー30の上面)を覆っている。カバー31は、ボルト・ビス類、クリップ類などの固定手段を用いて、ヘッドカバー30に固定・装着されている。
【0004】
近年、自動車から車外へ漏れる騒音を低減させる要求、および自動車の車内へ漏れ伝わる騒音および振動を低減させる要求が高まっていることから、エンジン音の更なる低減が求められている。
【0005】
このエンジン音の更なる低減を図った防音カバーとして、騒音源側から、フェルト材等からなる吸音層、加硫ゴム材等からなる通気遮断層、構造層の順に積層し、かつ、各層を一体成形した成形防音カバーが挙げられる。この成形防音カバーは、カバー31よりも透過損失が大きいことから、図3に示したカバー31と同一厚さで比較した場合、成形防音カバーの方が吸遮音性が良好となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この成形防音カバーは、成形品であることから、カバー自体が硬く、エンジンの放射面、例えば、ヘッドカバー30の上面に対して密着させることが非常に困難である。このため、成形防音カバーの最内層、例えば、吸音層とヘッドカバー30の間の隙間からエンジン音が漏れてしまい、結果として、カバーによるエンジン音の遮蔽性(シール性)が悪くなってしまう。
【0007】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、防音カバーと騒音源との間の隙間からの音漏れが少ない防音カバーの取付構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明は、騒音源に、その騒音源を覆うようにして吸遮音機能を有する防音カバーを取り付けた構造において、上記騒音源が、平坦な上面と該上面に続く側面とを有し、上記防音カバーが、上記騒音源の平坦な上面と側面の一部とを覆うものであって、上記防音カバーが上記騒音源側に吸音層を有し、該吸音層の最外周縁部が上記騒音源の側面に接触され、上記吸音層の上記最外周縁部よりも内方に位置する平坦な外周縁部と上記騒音源の平坦な上面との間にシール材が介在され、該シール材が、上記吸音層の平坦な外周縁部に密着されると共に、上記騒音源の平坦な上面に密着されたものである。
【0009】
また、上記吸音層の外周縁部より内側の部分が上記騒音源の上面から離間されて、上記吸音層の外周縁部より内側の部分と上記騒音源の上面との間に空間部が形成され、該空間部に発砲ゴムが充填されてもよい。
【0010】
また、上記吸音層の最外周縁部が上記騒音源に向けて屈曲されており、その最外周縁部が上記騒音源の上面の繋がる側面に接触されてもよい。
【0011】
また、上記シール材が環状であってもよい。
【0012】
また、上記吸音層が、綿、化学繊維及びガラスウールを混合して形成した3Fフェルトからなっていてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【0014】
本発明に係る防音カバーの取付構造を用いて防音カバーをエンジン用ヘッドカバー上面に取り付けた状態を示す断面図を図1に示す。図1(b)は、図1(a)の要部Aの拡大図である。
【0015】
図1(a),(b)に示すように、騒音源(図1ではエンジン用ヘッドカバー10の上面)に取り付けられる防音カバー11は、ヘッドカバー10の上面側から、吸音層1、通気遮断層2、構造層5の順に積層したものである。また、構造層5は、内層側の形状保持層3と外層側の表面保護層4の二層構造となっている。さらに、最下層の吸音層1の騒音源10側の面、即ち防音カバー11の裏面(図1(b)では下面)には、要求される撥水性、撥油性、及び見栄え等に応じて、適宜、不織布層6が積層形成される。
【0016】
ここで、図1(b)の防音カバー11は、吸音層1と通気遮断層2を1層づつ積層しているが、吸音層と通気遮断層を交互に二層以上積層したもの、例えば、吸音層、通気遮断層、吸音層、通気遮断層、構造層の順に積層したものであってもよい。
【0017】
吸音層1は、フェルト材、不織布材、又は合成樹脂フォーム材の単層体或いはそれらの複合層体、好ましくはフェルト材の単層体或いはそれらの複合層体で形成されるものであり、嵩高で、通気性を有することから、少なくとも吸音性に優れた材料で構成する必要がある。フェルト材は、天然繊維や化学繊維などを原料とした織布又は不織布を一旦開繊し、嵩高に加工してなるものである。ここで、“開繊”とは、布状のものを糸状又は繊維状とする工程を指している。また、フェルト材として、開繊工程を経て形成したものだけではなく、既存のものを使用してもよいことは言うまでもない。
【0018】
フェルト材としては、表面に熱硬化性樹脂、例えば、フェノール樹脂を散布すると共に、加熱により繊維間を固着させたレジンフェルト、および繊維表面に、先端が釣針状の多数の針(ニードル)を刺すことにより繊維を相互に絡ませて固めたニードルフェルトが挙げられ、特に熱成形が可能なレジンフェルトが好ましい。また、不織布材としては、不織布の繊維間をバインダー樹脂で固着したものが挙げられる。さらに、合成樹脂フォーム材としては、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリエチレンフォーム、塩化ビニルフォーム、酢酸ビニルフォーム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フォームなどが挙げられる。
【0019】
通気遮断層2は、ゴム材、アスファルト材、又は樹脂フィルムの単層体或いはそれらの複合層体、好ましくは比重が大きく、かつ、成形が容易なゴム材の単層体或いはそれらの複合層体で形成されるものであり、少なくとも通気性を遮断でき、成形が可能な材料で構成する必要がある。
【0020】
ゴム材としては、合成ゴム、天然ゴム、加硫ゴム、又は再生ゴムが挙げられ、好ましくは合成ゴム、例えば、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等が挙げられ、特に好ましくは面重量が高く、耐油性に優れたアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)が挙げられる。また、アスファルト材としては、ストレートアスファルト、プローンアスファルト、セミプローンアスファルト等の石油アスファルトの他、天然アスファルトも適用可能である。さらに、樹脂フィルムとしては、従来公知の各種の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を薄膜状に加工したものが挙げられる。
【0021】
形状保持層3は、フェルト材又は不織布材、好ましくは吸音層1で用いたものと同じものの単層体或いは複合層体に、加熱・加圧成形を施したもので形成される。
【0022】
表面保護層4は、不織布材又はフェルト材、好ましくは吸音層1で用いたものと同じもの、特に好ましくは成形性が良好なものの単層体或いは複合層体に、樹脂含浸処理又は樹脂被覆処理と加熱処理を施したもので形成され、耐熱性、耐水性、および耐油性を付与したものである。含浸又は被覆させる樹脂としては、従来公知の溶剤系樹脂、水系樹脂、エマルジョン樹脂等が挙げられ、例えば、フェノール樹脂が挙げられる。また、表面保護層4及び不織布層6の不織布としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下、『PET』と示す)が挙げられる。
【0023】
吸音層1、形状保持層3、表面保護層4、および不織布層6のフェルト材又は不織布材を構成するフェルト又は不織布としては、綿、化学繊維、及びガラスウールの混合材で形成した3Fフェルトが挙げられる。
【0024】
以上に示した各層1〜4,6をそれぞれ形成した後、不織布層6、吸音層1、通気遮断層2、及び構造層(形状保持層3及び表面保護層4)5の順に積層し、真空成形により各層1〜4,6を一体に形成することで、防音カバー11が得られる。この真空成形の際、通気遮断層2により、吸音層1が圧縮されるのが防止され、これによって、吸音層1の吸音・遮音性が確保される。
【0025】
この防音カバー11においては、非圧縮層である吸音層1の層厚T1を、通気遮断層2及び構造層5の合計層厚T2の3倍以上、好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍前後と厚くすることで、優れた吸音・遮音性および高い剛性が得られる。その結果、エンジンから発生する騒音を大きく低減することができ、自動車の車外および車内に漏れる騒音を小さくすることができる。ここで、吸音層1の層厚T1を厚くする分、吸音層1を構成するフェルト材(又は不織布材)のフェルト(又は不織布)の目付け量(単位:g/m2 )を小さくして重量増を抑える。
【0026】
また、吸音層のフェルト材を構成するフェルトとして、代表的なものに、綿のみで形成した1Fフェルトがあり、その中でも、繊維径の小さな綿を用いた1Fフェルトが特に優れた吸音性を有している。しかし、綿は天然繊維であることから、その繊維径が産地によって大きく異なり、安定した吸音性が得られない。また、繊維径の小さな綿は高級綿であり、非常に高価である。
【0027】
このため、防音カバー11においては、フェルトとして、綿、化学繊維、及びガラスウールを混合して形成した3Fフェルトを用いている。3Fフェルトは、1Fフェルトと略同等の吸音性を有していると共に、天然繊維の比率が少ないことから安定した吸音性を有する。また、3Fフェルトは、特にガラスウールが入っている分、1Fフェルトよりも剛性が高くなっており、この剛性はガラスウールの混合比を適宜調整することで自在に調整できる。さらに、3Fフェルトは、化学繊維及び/又はガラスウールが入っているため、湿度や熱の影響による剛性低下の割合が1Fフェルトよりも小さく、その結果、形状変形、例えば、垂れ下がり等を防ぐことができる。また、この3Fフェルトを用いた吸音層1及び形状保持層3は、防音カバー11を保持できる程の剛性レベルまでとはいかないが、ある程度の剛性を有していることから、吸音層1及び形状保持層3の振動減衰を向上させることができる。
【0028】
さらに、通気遮断層2の構成材として、密度の大きいもの、例えば、NBRを用い、かつ、その層厚を、例えば、2〜4mmとすることで、通気遮断層2の重量を大きくとることができる。この通気遮断層2、吸音層1、および形状保持層3のそれぞれが、重量層として作用することで、優れた遮音性能を顕現することができる。その結果、エンジン振動がカバー11に伝達しても、カバー11の通気遮断層2および形状保持層3において振動が大幅に低減・減衰される。また、その制振能力によって、カバー11自体から放射(放散)される固体二次放射(放散)音が大幅に小さくなる。これによって、自動車の車内に伝達される振動・騒音を低減することができる。
【0029】
また、表面保護層4は、不織布材(又はフェルト材)の単層体或いは複合層体に熱硬化性樹脂を含浸(又は被覆)させていることから、表面保護層4に液体、例えば油や水が染み込むことがない。このため、防音カバー11は、油(エンジンオイル、ギアオイル)や水に晒されるエンジンカバーに適用することができる。
【0030】
次に、本発明に係る防音カバーの取付構造について添付図面を用いて説明する。
【0031】
第1の実施の形態に係る防音カバーの取付構造は、前述した防音カバー11を、エンジン等の騒音源、例えば、図1に示したヘッドカバー10の上面に取り付ける際、少なくとも吸音層1の外周縁部12とヘッドカバー10の間に環状のシール材21を配置し、吸音層1の外周縁部12とヘッドカバー10をシール材21を介して密着させるものである。
【0032】
シール材21としては、バネ定数が低く、吸音性を有する密着性に優れた材料で形成することが好ましく、例えば、発泡ゴム又はウレタンが挙げられる。特に、発泡ゴム又はウレタンの中でも、独立気泡を有するもの、例えば、膨張ゴムが好ましい。
【0033】
前述した防音カバー11は、成形防音カバーであるため、カバー11の吸音層1とヘッドカバー10の密着性、特に吸音層1の最外周縁部(ヘッドカバー10の上面と側面の境界部と対向する位置)22とヘッドカバー10の密着性があまり良好ではない。そこで、本実施の形態に係る防音カバーの取付方法においては、カバー11をヘッドカバー10の上面に取り付ける際、吸音層1の外周縁部12及びヘッドカバー10の上面が、それぞれ平坦であることを利用し、吸音層1の外周縁部12とヘッドカバー10の間に環状のシール材21を配置することで、シール材21を介して、吸音層1の外周縁部12とヘッドカバー10を密着させることができる。つまり、シール材21により、ヘッドカバー10と防音カバー11の間の隙間を塞ぐことができる。
【0034】
これによって、ヘッドカバー10の上面から放散(放射)されるエンジン音は、シール材21で遮蔽(シール)され、その結果、ヘッドカバー10とカバー11の間の隙間からの、エンジン音の漏れが少なくなる。つまり、エンジン音の遮蔽性があまり良好ではなかった成形防音カバーの問題点が、シール材21を配置することで解消され、成形防音カバーの吸遮音性能をフルに発揮させることが可能となる。
【0035】
また、本実施の形態においては、図1(b)に示した構造の防音カバー11、即ち成形防音カバーを用いて説明を行ったが、特に成形防音カバーだけに限定するものではなく、図3に示した防音カバー31を用いてもよい。この場合においても、エンジン音の漏れが少なくなることは言うまでもない。
【0036】
次に、本発明の他の実施の形態について図1を用いて説明する。
【0037】
第2の実施の形態に係る防音カバーの取付構造は、前述した防音カバー11を、ヘッドカバー10の上面に取り付ける際、吸音層1の外周縁部12はヘッドカバー10に密着させて取り付けると共に、吸音層1の外周縁部12より内側の部分(以下、内側部分と示す)13はヘッドカバー10から離間して取り付け、吸音層1の内側部分13とヘッドカバー10の間の空間部Sに発泡ゴム(図示せず)を充填するものである。
【0038】
本実施の形態においても、第1の実施の形態に係る防音カバーの取付構造と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。また、本実施の形態の場合、吸音層1の内側部分13とヘッドカバー10の間の空間部Sに発泡ゴムを充填するようにしているため、吸音層1の最外周縁部22とヘッドカバー10の密着性は殆ど問題にならない。
【0039】
また、第3の実施の形態に係る防音カバーの取付構造は、前述した防音カバー11を、ヘッドカバー10の上面に取り付ける際、少なくとも吸音層1の外周縁部12とヘッドカバー10の間に環状のシール材21を配置し、吸音層1の外周縁部12とヘッドカバー10をシール材21を介して密着させて取り付けると共に、吸音層1の外周縁部12より内側の部分(以下、内側部分と示す)13はヘッドカバー10から離間して取り付け、吸音層1の内側部分13とヘッドカバー10の間の空間部Sに発泡ゴム(図示せず)を充填するものである。
【0040】
本実施の形態においても、第1及び第2の実施の形態に係る防音カバーの取付構造と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
【0041】
防音カバー11は、最大の音源であるエンジン本体に装着することが最も効果的であるが、エンジンルーム内にあり、音源・振動源となる他の機器類、例えば、ジェネレータ、アクチュエータ等にも装着することで、エンジン音の更なる低減を図ることができる。
【0042】
【実施例】
本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。言うまでもなく、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示した構造の第1の実施の形態に係る防音カバーの取付構造を用い、熱可塑性樹脂材に樹脂層を貼り合わせた構造の防音カバーを、ヘッドカバーの上面に取り付けた。ここで、熱可塑性樹脂材は、厚さ15mmのウレタンフォーム材であり、樹脂層は、層厚が1.5mmのナイロン層である。
(比較例1)
図3に示した構造の従来の防音カバーの取付構造を用い、熱可塑性樹脂材に樹脂層を貼り合わせた構造の防音カバーを、ヘッドカバーの上面に取り付けた。ここで、防音カバーは、実施例1と同じものを用いた。
【0043】
次に、エンジンを駆動させ、エンジン音の測定を行った。ここで、測定時のエンジンの回転数は、アイドリング状態の720rpm、また、音の測定位置は、ヘッドカバー表面から上に1mの位置の、エンジン中央部とした。
【0044】
図2に示すように、実施例1においては、比較例1と比べて、全周波数域(O.A)で約1.7dB(A)ほど、測定された音レベルが小さくなっていた。
【0045】
すなわち、第1の実施の形態に係る防音カバーの取付構造を用いた実施例1においては、防音カバーとヘッドカバーの間の隙間からのエンジン音の漏れが殆どなくなることから、従来の防音カバーの取付構造を用いた比較例1と比べて、音の遮蔽性が向上することがわかる。
【0046】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【0047】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、防音カバーと騒音源の間の隙間からの音漏れが殆どなくなることから、音の遮蔽性が高くなるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る防音カバーの取付構造を用いて防音カバーをエンジン用ヘッドカバー上面に取り付けた状態を示す断面図である。図1(b)は図1(a)の要部Aの拡大図である。
【図2】 実施例1及び比較例1の各カバーの吸遮音特性を示す図である。
【図3】 従来の防音カバーの取付構造を用いて防音カバーをエンジン用ヘッドカバー上面に取り付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 吸音層
10 ヘッドカバー(騒音源)
11 防音カバー
12 外周縁部
13 内側部分(外周縁部より内側の部分)
21 シール材
22 最外周縁部
S 空間部
Claims (5)
- 騒音源に、その騒音源を覆うようにして吸遮音機能を有する防音カバーを取り付けた構造において、
上記騒音源が、平坦な上面と該上面に続く側面とを有し、
上記防音カバーが、上記騒音源の平坦な上面と側面の一部とを覆うものであって、
上記防音カバーが上記騒音源側に吸音層を有し、
該吸音層の最外周縁部が上記騒音源の側面に接触され、
上記吸音層の上記最外周縁部よりも内方に位置する平坦な外周縁部と上記騒音源の平坦な上面との間にシール材が介在され、
該シール材が、上記吸音層の平坦な外周縁部に密着されると共に、上記騒音源の平坦な上面に密着された
ことを特徴とする防音カバーの取付構造。 - 上記吸音層の外周縁部より内側の部分が上記騒音源の上面から離間されて、
上記吸音層の外周縁部より内側の部分と上記騒音源の上面との間に空間部が形成され、
該空間部に発砲ゴムが充填された
請求項1に記載の防音カバーの取付構造。 - 上記吸音層の最外周縁部が上記騒音源に向けて屈曲されており、
その最外周縁部が上記騒音源の上面の繋がる側面に接触された
請求項1又は2に記載の防音カバーの取付構造。 - 上記シール材が環状である請求項1から3のいずれかに記載の防音カバーの取付構造。
- 上記吸音層が、綿、化学繊維及びガラスウールを混合して形成した3Fフェルトからなる請求項1から4のいずれかに記載の防音カバーの取付構造。
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