JP4147146B2

JP4147146B2 - Sound absorption floor

Info

Publication number: JP4147146B2
Application number: JP2003136308A
Authority: JP
Inventors: 真琴瀬木; 一弥堀之内; 英之林; 洋幸栗原
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP2004338504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフロアのカーペットの下に設置してフロアの高さを上げるための振動、騒音抑止機能を有する嵩上げ材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−２２５８８０（特許請求の範囲、図面）
【特許文献２】
特開平７−８１００７号公報（特許請求の範囲、図面）
【特許文献３】
特開平１０−２５２１７７号公報（特許請求の範囲、図面）
【０００３】
自動車のフロアには振動を減衰させるための制振材が使用され、また、車室内騒音の吸遮音のために裏打ち材付きのフロアカーペットが使用されている。制振材は、加熱融着性のあるアスファルトシートが一般に使用されており、フロアカーペットは、塩化ビニル樹脂等を裏打ちしたカットパイルカーペット、ループパイルカーペット、タフテッドカーペット等が使用されている。
【０００４】
自動車のボディーは、そのデザインや性能に応じて様々な形状に設計されるが、マイナーチェンジ等の設計変更の際にフロアレベルが下がり、従来のシートをそのまま設置すると、足が浮き気味になる場合がある。
また、新車の開発期間を短縮し、開発費用を低減するため、ボディー形状が異なる車種のプラットフォームの共通化が図られており、ボディーのデザインによって生じる座席位置の違いにより、座席面からフロア面までの距離が、車種毎に異なるものとなる。
フロアレベルが適切でないと、乗員は快適な着座姿勢が得られず、長時間運転の際の疲労度に影響する。ドライバーの座席の高さは調節可能になっているが、他の座席はそのような機構を持っていないのが通常であるため、フロア面の高さを調節する必要がある。
【０００５】
フロア面の高さを調整するため軽量で車重に影響を余り与えない発泡プラスチックの嵩上げ材が使用されており、強度に影響を与えない範囲で特許文献１に示されるように中空穴や、凹凸面を形成して重量を軽減し、更には、耐熱性を付与することがおこなわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の嵩上げ材は、ポリスチレンやポリプロピレンによって発泡成形した発泡プラスチックが使用されているが、発泡プラスチックは、通気性がなく、吸音は期待できない。また、発泡プラスチック製の嵩上げ材は、自動車への組み込みを効率よくおこなうために分割してフロアに敷き詰めることがおこなわれているが、嵩上げ材の合わせ目の隙間から音漏れする可能性がある。
そこで、本発明は、発泡プラスチック製の嵩上げ材に吸音性能を付与すると共に、敷き詰めた嵩上げ材の合わせ目の隙間からの音漏れがしないようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
断面積が１ｍｍ²以上、開孔率３％〜２５％の盲孔が形成された発泡プラスチックの開孔を吸音シートで被覆し、周辺端部に噛み合い式の継手を形成した車両のフロアの嵩上げ材が、開孔を下側にし、周辺継手を噛み合わせて連結して車両のフロアに敷設することにより、嵩上げ材に吸音性能を付与するものである。
【０００８】
【作用】
盲孔は、断面積が１ｍｍ²以上であり、開孔率を３％〜２５％とすることにより、車両から発生する騒音が車室内に伝達されるのを効率的に防止するものである。
発泡プラスチックに形成した盲孔を吸音シートで被覆することによりヘルムホルツ型レゾネータが形成され、フロアを通して車室内に侵入しようとする騒音は、発泡プラスチック製の嵩上げ材に遮音されると共に吸音され、車室内は静穏に保たれる。また、分割された嵩上げ材は、周辺端部に形成した噛み合い型の継手によって隙間なくフロアに敷設されるので、隙間からの音漏れも同時に防止される。
【０００９】
ヘルムホルツ型レゾネータは、空洞とこの空洞より小さい断面積の連通孔により構成されるものであり、孔から入射した音波が、空洞内において共鳴することにより、音エネルギーを熱エネルギーに変換させて吸音するものである。
【００１０】
嵩上げ材を構成する発泡プラスチックは、公知の各種熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を原材料とし、ビーズ発泡法、押出発泡法、常圧発泡法、加圧発泡法等で製造したものであり、いずれの製法で製造した発泡プラスチックも本発明に適用することができる。熱可塑性樹脂の具体的なものは、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂等であり、熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂である。
【００１１】
発泡プラスチックは、通常通気性が全くないか、あるいは、ほとんどないといって良く、吸音性能はほとんど期待できないが、断面積が１ｍｍ²以上の孔を、開孔率３％〜２５％、より好ましくは、開孔率１２％〜２０％で設け、吸音シートで開孔を被覆することにより吸音性能を付与することができ、フロアからの騒音が車室内に侵入するのを防止する。
開孔の断面積が１ｍｍ²未満であると、所望の車両が発生する騒音の吸音効果が得られない。また、開孔率が、３％未満であると十分な吸音性能が得られない虞れがあり、２５％を超えると発泡プラスチックの強度が低下して割れやすくなる等の問題が発生する。
【００１２】
盲孔の方向は、発泡プラスチック表面に対して垂直、または、斜めに形成するものであり、その長さは、吸音効果を効率よく発揮させると共に、発泡プラスチックの強度を維持するために発泡プラスチックの厚さの１０〜１５０％の範囲内とするのが好ましい。盲孔の長さが発泡プラスチックの厚さの１０％未満であると、十分な吸音性能が得られず、また、長さが１５０％を超えると強度が低下して割れやすくなる。
【００１３】
孔を盲孔とし、また、孔を吸音シートで被覆したことによりヘルムホルツ効果によって吸音効果が発揮されると同時に、発泡プラスチックが元来有している遮音効果を低下させることなく維持させることが可能である。
【００１４】
盲孔は、発泡成形型内に多数の針状突起を設けることにより発泡成形時に形成する。針状突起の径、長さ及び数を調節することにより、形成される孔の長さ、開孔率などを調節する。また、発泡成形後のフォーム材に、厚さより短い針を刺したり、ドリルによる切削などの後加工により、発泡プラスチックの厚さ方向に盲孔を形成する。この際に、針やドリルを加熱しておくと孔を形成するのが容易である。
【００１５】
発泡プラスチックの開孔面には吸音シートが積層してある。吸音シートは、布、不織布、レジンフェルト、熱可塑フェルト、ニードルフェルト、ポリウレタン等の各種樹脂フォーム材等である。
孔をあけていない側の面に、アスファルト系制振材、ゴムシート系制振材、熱可塑性樹脂系制振材、熱硬化性樹脂系制振材などの各種制振材を積層することにより、吸音効果と同時に制振効果を付与することができ、相乗的な防音効果が期待できる。
【００１６】
また、発泡プラスチックの端部には、噛み合い型の継手が形成してある。フロア面の嵩上げ材は、フロアへの設置工程における効率を考慮して、複数に分割して作業者が取り扱いやすくしてあるので、継手を設けることによって嵩上げ材を一体化し、隙間が形成されないようにして、音漏れを防止してある。
【００１７】
【実施例】
実施例１
ポリスチレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを内部に長さ１０〜１７ｍｍ、断面積が２０ｍｍ²の針状突起を多数設置した成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの発泡ポリスチレンフォーム１を得た。この発泡ポリスチレンフォーム１の下側に断面積２０ｍｍ²の盲孔２が形成され、開孔率は１２％であった。発泡ポリスチレンフォーム１の端部周辺には、図１に示すように噛み合い式の継手３を形成し、盲孔２の開孔面に、厚さ２０ｍｍのレジンフェルトからなる吸音シート４を積層した。発泡ポリスチレンフォーム１の上面側には、フロアカーペット５が設けてある。
嵩上げ材は、自動車のフロア６の形状に合わせて分割してフロア６への設置を効率よくおこなう。図２は、２分割したもので、図３は、４分割したものであり、各嵩上げ材の合わせ目には、噛み合い式の継手３を形成する。継手の型式は発泡プラスチックの合わせ目の間隙がストレートにならないものであればよい。
【００１８】
【実施例２】
ポリエチレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの直方体の発泡ポリエチレンフォームを得た。この発泡ポリエチレンフォームに、多数の針状突起を２００℃に加熱して刺し、断面積３０ｍｍ²の盲孔を形成し、開孔率は２０％であった。他の構成は実施例１と同じである。
【００１９】
【実施例３】
ポリプロピレンモノマーより発泡ビーズを生成し、この発泡ビーズを使用して成形型内に注入し、蒸気加熱発泡、乾燥工程を経て、厚さ３０ｍｍの発泡ポリプロピレンフォームを得た。この発泡ポリプロピレンフォームに、ドリルによって断面積２０ｍｍ²の盲孔を１５〜２５ｍｍの長さに形成し、開孔率は１３％であった。このフォームの孔が開いていない側の面に、厚さ３ｍｍのアスファルト系制振シートを積層した。
【００２０】
本発明の嵩上げ材は、従来の嵩上げ材に比較して可聴範囲の周波数帯域において図４に示すように、吸音率の向上が認められた。特に１６００Ｈｚを中心に吸音率の向上が認められた。また、吸音性が付与された結果、遮音性は、各周波数において向上しており、平均で５ｄＢの向上が認められた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の自動車用発泡プラスチック製嵩上げ材は、盲孔が形成してあるため、吸音性を有すると共に、強度を低下させることなく軽量化することができた。
また、噛み合い式の継手を周辺端部に設けたので、分割した発泡プラスチック製の嵩上げ材の合わせ目の隙間からの騒音が車室内に侵入するということがなく、車室内の静穏性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸音型フロアパネルの断面図。
【図２】嵩上げ材を２分割した吸音型フロアパネルの平面図。
【図３】嵩上げ材を４分割した吸音型フロアパネルの平面図。
【図４】本発明の吸音性を示すグラフ。
【符号の説明】
１発泡プラスチック
２盲孔
３継手
４吸音シート
５フロアカーペット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a raising material having a vibration and noise suppression function for raising a floor by being installed under a carpet of an automobile floor.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP 2000-225880 (Claims, Drawings)
[Patent Document 2]
JP-A-7-81007 (Claims and drawings)
[Patent Document 3]
JP-A-10-252177 (Claims and Drawings)
[0003]
Damping materials for damping vibrations are used on the floors of automobiles, and floor carpets with backing materials are used for absorbing and insulating vehicle interior noise. As the damping material, an asphalt sheet having heat fusion properties is generally used, and as the floor carpet, a cut pile carpet, a loop pile carpet, a tufted carpet or the like lined with vinyl chloride resin or the like is used.
[0004]
The body of an automobile is designed in various shapes according to its design and performance, but the floor level is lowered when a design change such as a minor change is made, and if the conventional seat is installed as it is, the legs may float. is there.
In addition, in order to shorten the development period of new cars and reduce development costs, the platform of models with different body shapes is being shared. From the seat surface to the floor surface due to the difference in seat position caused by the body design The distance varies depending on the vehicle type.
If the floor level is not appropriate, the occupant cannot obtain a comfortable sitting posture, which affects the degree of fatigue when driving for a long time. Although the height of the driver's seat is adjustable, other seats usually do not have such a mechanism, so it is necessary to adjust the height of the floor surface.
[0005]
In order to adjust the height of the floor surface, a plastic foam raising material that is lightweight and does not significantly affect the vehicle weight is used, and in the range that does not affect the strength, a hollow hole, as shown in Patent Document 1, An uneven surface is formed to reduce the weight, and further, heat resistance is imparted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As the conventional raising material, a foamed plastic foamed with polystyrene or polypropylene is used. However, the foamed plastic is not breathable and cannot absorb sound. In addition, the foaming plastic raising material is divided and spread on the floor in order to efficiently incorporate it into an automobile, but there is a possibility of sound leakage from the gap between the joints of the raising material.
Therefore, the present invention provides sound absorbing performance to the foamed plastic raising material, and prevents sound leakage from the gap between the joints of the raised raising material.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Raising the floor of a vehicle by covering a foamed plastic opening with a cross-sectional area of 1 mm ² or more and a blind hole with an opening rate of 3% to 25% with a sound-absorbing sheet and forming a meshing joint at the peripheral edge The material imparts sound absorbing performance to the raising material by opening the hole downward and engaging and connecting the peripheral joints and laying it on the floor of the vehicle.
[0008]
[Action]
The blind hole has a cross-sectional area of 1 mm ² or more and has an opening rate of 3% to 25%, thereby effectively preventing noise generated from the vehicle from being transmitted to the vehicle interior.
A Helmholtz type resonator is formed by covering the blind hole formed in the foamed plastic with a sound-absorbing sheet, and the noise that tries to enter the vehicle interior through the floor is sound-insulated and absorbed by the foamed plastic raising material. Is kept calm. Moreover, since the divided raising material is laid on the floor without a gap by a meshing joint formed at the peripheral end, sound leakage from the gap is also prevented at the same time.
[0009]
A Helmholtz resonator is composed of a cavity and a communication hole with a smaller cross-sectional area than this cavity, and sound waves incident from the hole resonate in the cavity to convert sound energy into thermal energy and absorb sound. Is.
[0010]
The foamed plastic that constitutes the raising material is made of various known thermoplastic resins and thermosetting resins as raw materials, and is manufactured by a bead foaming method, an extrusion foaming method, an atmospheric pressure foaming method, a pressure foaming method, etc. The foamed plastic manufactured by the manufacturing method can also be applied to the present invention. Specific examples of the thermoplastic resin include polypropylene resin, polystyrene resin, polyethylene resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, and the like. Thermosetting resins include polyurethane resin and urea. Resin, phenol resin, silicon resin, and epoxy resin.
[0011]
Foamed plastics usually have no or almost no air permeability, and sound absorption performance can hardly be expected, but holes having a cross-sectional area of 1 mm ² or more are more preferably 3% to 25%. Is provided with an opening rate of 12% to 20%, and can provide sound absorption performance by covering the openings with a sound absorbing sheet, and prevents noise from the floor from entering the vehicle interior.
If the cross-sectional area of the opening is less than 1 mm ² , the sound absorption effect of noise generated by a desired vehicle cannot be obtained. Further, if the open area ratio is less than 3%, sufficient sound absorbing performance may not be obtained, and if it exceeds 25%, the strength of the foamed plastic is lowered and it is liable to break.
[0012]
The direction of the blind hole is formed perpendicularly or obliquely to the surface of the foamed plastic, and the length of the blind hole efficiently exhibits the sound absorbing effect and maintains the strength of the foamed plastic. It is preferable to be within a range of 10 to 150% of the thickness. If the length of the blind hole is less than 10% of the thickness of the foamed plastic, sufficient sound absorbing performance cannot be obtained, and if the length exceeds 150%, the strength is lowered and the crack tends to break.
[0013]
By making the hole blind and covering the hole with a sound absorbing sheet, the sound absorption effect is exhibited by the Helmholtz effect, and at the same time, the sound insulation effect inherent to the foamed plastic can be maintained without deteriorating. It is.
[0014]
The blind hole is formed during foam molding by providing a large number of needle-like protrusions in the foam mold. By adjusting the diameter, length, and number of the needle-like protrusions, the length of the holes to be formed, the aperture ratio, and the like are adjusted. In addition, blind holes are formed in the thickness direction of the foamed plastic by post-processing such as a needle having a thickness shorter than that of the foam material after foam molding or cutting with a drill. At this time, it is easy to form a hole if the needle or drill is heated.
[0015]
A sound absorbing sheet is laminated on the open surface of the foamed plastic. The sound absorbing sheet is made of various resin foam materials such as cloth, non-woven fabric, resin felt, thermoplastic felt, needle felt and polyurethane.
By laminating various damping materials such as asphalt type damping material, rubber sheet type damping material, thermoplastic resin type damping material, thermosetting resin type damping material, etc. on the non-perforated side In addition, a vibration damping effect can be imparted simultaneously with the sound absorbing effect, and a synergistic soundproofing effect can be expected.
[0016]
A meshing type joint is formed at the end of the foamed plastic. The floor raising material is divided into a plurality of parts in consideration of the efficiency in the installation process on the floor, so that the operator can easily handle it. Therefore, by providing a joint, the raising material is integrated so that no gap is formed. Thus, sound leakage is prevented.
[0017]
【Example】
Example 1
Generates from expanded beads polystyrene monomer, the foamed beads length 10~17mm therein, the cross-sectional area injected into the mold was placed a large number of needle-like projections of 20 mm ^2, via steam heat foaming, a drying step, A foamed polystyrene foam 1 having a thickness of 30 mm was obtained. The blind hole 2 of the cross-sectional area 20 mm ² is formed on the lower side of the expanded polystyrene foam 1, the hole area ratio was 12%. As shown in FIG. 1, an interlocking joint 3 is formed around the end of the expanded polystyrene foam 1, and a sound absorbing sheet 4 made of resin felt having a thickness of 20 mm is laminated on the opening surface of the blind hole 2. A floor carpet 5 is provided on the upper surface side of the expanded polystyrene foam 1.
The raising material is divided according to the shape of the floor 6 of the automobile and is efficiently installed on the floor 6. 2 is divided into two parts, and FIG. 3 is divided into four parts, and a meshing joint 3 is formed at the joint of each raising material. Any joint type may be used as long as the gap between the joints of the foamed plastic is not straight.
[0018]
[Example 2]
Foam beads were produced from the polyethylene monomer, and the foam beads were injected into a mold and subjected to a steam heating foaming and drying process to obtain a 30 mm thick rectangular foamed polyethylene foam. The foamed polyethylene foam was pierced with a large number of needle-like protrusions heated to 200 ° C. to form blind holes with a cross-sectional area of 30 mm ² , and the opening ratio was 20%. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0019]
[Example 3]
Foamed beads were produced from the polypropylene monomer and injected into a mold using the foamed beads, and a foamed polypropylene foam having a thickness of 30 mm was obtained through a steam heating foaming and drying process. A blind hole having a cross-sectional area of 20 mm ² was formed in the foamed polypropylene foam by a drill to a length of 15 to 25 mm, and the hole area ratio was 13%. An asphalt vibration damping sheet having a thickness of 3 mm was laminated on the surface of the foam where no holes were formed.
[0020]
As shown in FIG. 4, the raised material of the present invention was recognized to improve the sound absorption rate in the frequency band of the audible range as compared with the conventional raised material. In particular, an improvement in the sound absorption rate was recognized around 1600 Hz. In addition, as a result of the sound absorption, the sound insulation was improved at each frequency, and an average improvement of 5 dB was recognized.
[0021]
【The invention's effect】
Since the plastic foam raising material for automobiles of the present invention has blind holes, it has sound absorbing properties and can be reduced in weight without reducing its strength.
In addition, since the meshing joint is provided at the peripheral end, noise from the gap between the joints of the divided foam plastic raising material does not enter the vehicle interior, and the quietness of the vehicle interior is improved. I can plan.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sound absorbing floor panel.
FIG. 2 is a plan view of a sound absorbing floor panel obtained by dividing a raising material into two parts.
FIG. 3 is a plan view of a sound absorbing floor panel obtained by dividing a raising material into four parts.
FIG. 4 is a graph showing sound absorption of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Foamed plastic 2 Blind hole 3 Joint 4 Sound absorbing sheet 5 Floor carpet

Claims

Helmholtz type resonators are formed by covering the openings of non-breathable foamed plastic with a cross-sectional area of 1 mm ² or more and open holes of 3% to 25% with sound-absorbing sheets. A sound-absorbing floor in which a vehicle floor raising member formed with a meshing type joint is laid on the floor of the vehicle with the opening facing down and the peripheral joints meshed and connected.

The sound absorbing floor according to claim 1, wherein the sound absorbing sheet is felt and the length of the blind hole is 10% to 150% of the thickness of the foamed plastic.

3. The sound absorbing floor according to claim 1, wherein a vibration damping material is laminated on the upper part of the foamed plastic.