JP4704910B2

JP4704910B2 - 吸音シート

Info

Publication number: JP4704910B2
Application number: JP2005378042A
Authority: JP
Inventors: 義弘小原; 康義須崎; 佳裕生馬; 隆志稲村; 真一郎江盛
Original assignee: Nishikawa Rubber Co Ltd
Current assignee: Nishikawa Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007176363A

Description

本発明は、例えば、自動車ドアの車内側に装着される吸音シートに関するものである。

従来、自動車ドアの車内側には、騒音の侵入あるいは漏出の防止を目的として種々の遮音性対策が採られている。例えば、ドアインナーパネルの車内側に取り付けられた内装用ドアトリムの裏面にフェルトやウレタンを貼り付けたり、ドアインナーパネルにウレタン成形品を貼り付ける手段が創案されている。

また、ドアインナーパネルと内装用ドアトリムの間に、図８及び図９に示すような遮音性シート１００を取り付けることも行われている。
図８は、従来例に係る遮音性シート１００の取付状態を示す分解斜視図であり、図９は、図８のＣ−Ｃ断面図である。
遮音性シート１００は、自動車のドアインナーパネル２００と内装用ドアトリム３００との間に、ドアインナーパネル２００の車内側の一部、又は全部を覆うようにして取り付けられている。また、遮音性シート１００は、連続気泡層１０１（隣接する独立気泡が連通した連続気泡が点在した発泡体）と独立気泡層１０２（独立気泡が無数に点在した発泡体）から構成され、それぞれＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合ゴム）等の合成ゴムで形成されている。

また、特許文献１には、無機強化材複合オレフィンシートで吸音効果を有する中間部材を挟持した内装部品についての発明が開示されている。
また、特許文献２には、合成樹脂フィルムからなる被覆層に多数の孔を開け、その中に粉砕ゴムを充填した防音材についての発明が開示されている。
また、特許文献３には、通気性容器の中にチップ状のフォームを充填した吸音構造体についての発明が開示されている。
特開平１０−８０９８２号公報特開平８−２７０４３２号公報特開２００５−３１６３５３号公報

しかしながら、図１０に示すように、上記従来の遮音性シート１００は、繊維系吸音材や完全連続気泡層を有するウレタンフォームに比べ、３０００Ｈｚ前後の周波数領域における吸音性能には優れるものの、表面のスキン層および独立気泡の影響により、低周波領域及び高周波領域の吸音性能が劣っている。
図１０において、「（１）ＮＩシート」が従来例に係る遮音性シート１００である。また、「（２）シンサレート」は、住友スリーエム社製の商品名であり、「（３）チップフェルト」はウレタンチップフェルトで、「（４）ペットフェルト」はレジンフェルトであり、いずれも比重０．０２程度の繊維系吸音材である。「（５）軟質ウレタン」はスポンジ状のものであり、ポリオール、ポリイソシアネートを主成分として発泡させた軟質の発泡体であり、比重０．０２程度のものである。なお、括弧内の「ｔ」は肉厚（ｍｍ）を意味する。

また、特許文献１に記載の発明においては、部品の軽量化等の効果はあるものの、吸音性能については明らかでない。
また、特許文献２に記載の発明においては、複雑な形状の防音材を容易に製造することができ、種々の周波数レベルに対処できるとの記載があるが、低周波領域や高周波領域における吸音性能については明らかでない。
また、特許文献３に記載の発明においては、低周波領域での吸音性能が十分ではない。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、広範囲の周波数領域での吸音性能を高め、特に低周波領域及び高周波領域での吸音性能の優れた吸音シートを提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、部材で囲まれた収容部（４）にチップ状の弾性発泡体（３）を充填してなる吸音材（１０）を使用した吸音シートにおいて、前記部材は、断面略矩形状の凹部（１ａ）を有する第１部材（１）とシート状の第２部材（２）とからなり、少なくとも第１部材（１）が通気性を有しており、前記第１部材（１）の前記凹部（１ａ）の開口部側に前記第２部材（２）を接合して、前記収容部（４）を形成した吸音材（１０）を平面上に複数配置してなり、前記第１部材（１）は、ＪＩＳＬ１９０６「一般長繊維不織布試験方法」フラジール形法による通気性が、３０〜３００ｃｃ／ｃｍ ² ・ｓｅｃ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、加熱時（１２０℃）の伸びが１５０〜３００％であり、しかも、前記吸音材（１０）は、形状及び大きさが同一で、かつ規則的に複数配置されていることを特徴とする。
ここで、規則的とは、隣接する吸音材（１０）同士の間隔がすべて等しくなるように配置されることをいう。

また、請求項２に係る発明は、部材で囲まれた収容部（４）にチップ状の弾性発泡体（３）を充填してなる吸音材（１０）を使用した吸音シートにおいて、前記部材は、断面略矩形状の凹部（１ａ）を有する第１部材（１）とシート状の第２部材（２）とからなり、少なくとも第１部材（１）が通気性を有しており、前記第１部材（１）の前記凹部（１ａ）の開口部側に前記第２部材（２）を接合して、前記収容部（４）を形成した吸音材（１０）を平面上に複数配置してなり、前記第１部材（１）は、熱成形可能な不織布であり、ＪＩＳＬ１９０６「一般長繊維不織布試験方法」フラジール形法による通気性が、３０〜３００ｃｃ／ｃｍ ² ・ｓｅｃ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、加熱時（１２０℃）の伸びが１５０〜３００％であり、しかも、前記吸音材（１０）は、形状及び大きさが同一で、かつ規則的に複数配置されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記複数配置された吸音材（１０）のうち隣接する２つの吸音材（１０，１０）の間も前記第１部材（１）で覆われていることを特徴とする。

なお、括弧内の記号は、発明を実施するための最良の形態および図面に記載された対応要素または対応事項を示す。

本発明によれば、第１部材に凹部を設け、その凹部の開口部側にシート状の第２部材を接合するので、部材（第１部材と第２部材）で囲まれた収容部を容易に形成することができる。
そして、少なくとも第１部材が通気性を有しており、形成した収容部にチップ状の弾性発泡体を充填するので、通気性部材を通して収容部内に騒音のエネルギーを導くことができるとともに、導かれた騒音のエネルギーを弾性発泡体で吸収することができる。
さらに、充填する弾性発泡体の粒径、厚さ、比重や、使用する通気性部材の通気性により、吸音性能を調整することができるので、広範囲の周波数領域での吸音性能を高め、特に低周波領域及び高周波領域での吸音性能を高めることができる。
また本発明によれば、吸音材を、平面上に複数配置して吸音シートとするので、同一の広さの吸音シートを一つの吸音材（一つの収容部）で形成するのに比べ、充填する弾性発泡体の偏りを防いで吸音性能のバラツキを抑制するとともに、通気性部材の表面積を増大させて吸音性能を高めることができる。
また、形状及び大きさが同一の吸音材が、規則的に複数配置されているので、吸音シートの吸音性能のバラツキをさらに抑制し、吸音シートの平面上に均一な吸音性能を持たせることができる。そして、吸音シートを幅広に形成しておいて、装着場所に応じて適宜必要な大きさに加工することができる。

また、本発明によれば、第１部材の凹部が断面略矩形状であるので、収容部を囲む通気性部材の表面積を増大させ、側面からの吸音効果を付与することができ、収容部内により多くの騒音のエネルギーを導いて吸音性能を高めることができる。

また、本発明によれば、第１部材が熱成形可能な不織布であるので、金型等により凹部を任意の形状に容易に成形することができる。

次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態１に係る吸音材について説明する。図１は、実施形態１に係る吸音材１０を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

実施形態１に係る吸音材１０は、第１部材１と第２部材２を接合して形成されている。
第１部材１は、断面略矩形状で円柱状の凹部１ａを有し、凹部１ａの開口部が下向きとなるように位置している。第１部材１の下側（凹部１ａの開口部側）には、シート状の第２部材２が凹部１ａの開口部を塞ぐように位置している。そして、第１部材１と第２部材２の当接部５を接合して、断面略矩形状で円柱状の収容部４が形成されている。

第１部材１及び第２部材２は、そのどちらか一方、または両方が通気性を有していることが好ましい。また、通気性を有する材質としては、孔の開いたプラスチック製シート等、通気性を有するものであれば特に限定されないが、軽量化等の観点から不織布を用いるとよい。
本実施形態においては第１部材１を通気性部材とし、その材質として、凹部１ａの加工の容易さから、熱成形可能な不織布を用いる。これにより、金型等により凹部１ａを任意の形状に加工することができる。
また、第２部材２は、第１部材１との接合や、自動車用内装部品等への取り付けの容易さから、ポリエチレンを含む材料からなるシート状部材を用いる。これにより、第１部材１と第２部材２の当接部５の接合を、熱溶着により行うことができる。また、ＰＰ材等で形成された自動車用内装部品等への取り付けも熱溶着により行うことができる。

また、第１部材１に用いる不織布は、ＪＩＳＬ１９０６「一般長繊維不織布試験方法」フラジール形法による通気性が３０〜３００ｃｃ／ｃｍ²・ｓｅｃ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、加熱時（１２０℃）の伸びが１５０〜３００％のものが好ましい。

なお、第１部材１または第２部材２として、通気性のない材料、たとえばゴムシートやキャンバスシート等を使用し、水密性を向上させてもよい。

第１部材１と第２部材２とで囲まれた収容部４の内部には、チップ状の弾性発泡体３が充填されている。
弾性発泡体３は、ＥＰＤＭ等のゴムまたは樹脂の発泡体を用い、その粒径が０．５〜５ｍｍ、比重が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ³のものが好ましい。ここでチップ形状は限定されない。
なお、弾性発泡体３は、ＥＰＤＭ等スポンジ製の押出遮音性シートの端材を粉砕しチップ状にして使用することが可能であり、屑削減の効果も期待できる。
また、充填する弾性発泡体３に、粒径、比重の異なるものを混ぜ合わせて使用することも可能である。

吸音材１０に対して、騒音のエネルギーが当たると、不織布からなる第１部材１を通して収容部４へと導かれる。このとき、収容部４は円柱形状であるので、円柱の上面及び側面のすべてから騒音のエネルギーを吸収する。
そして、収容部４内に導かれた騒音のエネルギーは、充填された弾性発泡体３により吸収される。

実施形態１に係る吸音材１０によれば、第１部材１に凹部１ａを設け、その凹部１ａの開口部側にシート状の第２部材２を接合するので、部材（第１部材１と第２部材２）で囲まれた収容部４を容易に形成することができる。
そして、第１部材１が通気性を有しており、形成した収容部１ａにチップ状の弾性発泡体３を充填するので、通気性部材を通して収容部４内に騒音のエネルギーを導くことができるとともに、導かれた騒音のエネルギーを弾性発泡体３で吸収することができる。
さらに、充填する弾性発泡体３の粒径、厚さ、比重や、使用する通気性部材の通気性により、吸音性能を調整することができるので、広範囲の周波数領域での吸音性能を高め、特に低周波領域及び高周波領域での吸音性能を高めることができる。

また、第１部材１の凹部１ａが断面略矩形状であるので、収容部４を囲む通気性部材の表面積を増大させ、側面からの吸音効果を付与することができ、収容部４内により多くの騒音のエネルギーを導いて吸音性能を高めることができる。

また、第１部材１が熱成形可能な不織布であるので、金型等により凹部１ａを任意の形状に容易に成形することができる。

また、第２部材２がポリエチレンを含む材料からなるシート状部材であるので、第１部材１に対して熱溶着により容易に接合することができる。また、粘着、接着、縫合、ホッチキス（登録商標）による接合でもよい。
また、ＰＰ材等で形成された自動車用内装部品等に対しても熱溶着で取り付けることができ、粘着剤や粘着テープを必要としない。

図３に、実施形態１に係る吸音材１０による吸音性能の測定結果を示す。
本測定においては、弾性発泡体３の粒径（チップ粒径）を、３〜５ｍｍ、１〜２ｍｍ、０．５〜１ｍｍの３グループに分け、それぞれを同一材質の袋につめて、その袋の厚みｔを１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍとしたものについて測定した。
なお、吸音率（垂直入射吸音率）は、ＪＩＳＡ１４０５に準じ、Ｂ管（細管）を用いて測定した。また、測定装置として、垂直入射吸音率測定システム（Ｂ＆Ｋ社製４２０６）を使用した。

図３の測定結果に示すように、弾性発泡体３の粒径が小さいほど、いずれの周波数領域においても吸音性能が優れている。また、同じ粒径であれば、弾性発泡体３の厚さｔが薄いほど、吸音率のピークが高周波領域に存在する結果となっている。
いずれにしても、３０００Ｈｚ前後の周波数領域の吸音性能を維持しつつ、１０００Ｈｚ近くの低周波領域や５０００Ｈｚ近くの高周波領域の吸音性能が向上しており、従来例に係る遮音性シート１００の欠点を補う結果となっている。

次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施形態２に係る吸音シートについて説明する。図４は、実施形態２に係る吸音シート２０を示す斜視図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。

実施形態２に係る吸音シート２０は、実施形態１に係る吸音材１０を平面上に複数配置して形成されている。
本実施形態において、第１部材１は、断面略矩形状で円柱状の凹部１ａを複数有し、複数の凹部１ａの開口部が下向きとなるように位置している。第１部材１の下側（凹部１ａの開口部側）には、シート状の第２部材が複数の凹部１ａの開口部を塞ぐように位置している。そして、第１部材１と第２部材２の当接部５を接合して、断面略矩形状で円柱状の複数の収容部４が形成されている。
また、複数の収容部４の内部には、チップ状の弾性発泡体３が充填されている。

吸音シート２０において、平面上に配置される複数の吸音材１０は、すべて形状及び大きさが同一で、かつ規則的に配置されている。
ここで、規則的とは、隣接する吸音材１０同士の間隔がすべて等しくなるように配置されることをいう。
ただし、吸音シートの装着場所に応じて、形状や大きさの異なる吸音材を配置したり、不規則に配置してもよい。

なお、図６は、吸音シート２０を、ＰＰ材等で形成された自動車用内装部品６に取り付けた状態を示す断面図である。このとき、第２部材２がポリエチレンを含む材料で形成されているので、第２部材２と自動車用内装部品６との当接部７の接合を、熱溶着により行うことができる。

実施形態２に係る吸音シート２０によれば、吸音材１０を、平面上に複数配置して吸音シート２０とするので、同一の広さの吸音シートを一つの吸音材（一つの収容部）で形成するのに比べ、充填する弾性発泡体３の偏りを防いで吸音性能のバラツキを抑制するとともに、通気性部材の表面積を増大させて吸音性能を高めることができる。

また、形状及び大きさが同一の吸音材１０が、規則的に複数配置されているので、吸音シート２０の吸音性能のバラツキをさらに抑制し、吸音シート２０の平面上に均一な吸音性能を持たせることができる。そして、吸音シート２０を幅広に形成しておいて、装着場所に応じて適宜必要な大きさに加工することができる。

上記実施形態１及び実施形態２においては、収容部の形状を断面略矩形状で円柱状としたが、収容部の形状はこれに限定されるものではない。
例えば、図７に示す吸音シート４０のように、断面矩形状で三角柱状の収容部を有する吸音材３０を複数配置してもよい。
さらに、収容部の断面は略矩形状に限らず、半円形や台形等、他の断面形状としてもよい。

なお、上記実施形態では、吸音材及び吸音シートを自動車のドアに取り付けて使用する場合について説明したが、これに限らず、電車や飛行機等の他の乗り物や、建物等にも適用することができる。

本発明の実施形態１に係る吸音材を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。実施形態１に係る吸音材による吸音性能の測定結果を示すグラフである。実施形態２に係る吸音シートを示す斜視図である。図４のＢ−Ｂ断面図である。実施形態２に係る吸音シートを自動車用内装部品に取り付けた状態を示す断面図である。他の実施形態に係る吸音シートを示す斜視図である。従来例に係る遮音性シートの取付状態を示す分解斜視図である。図８のＣ−Ｃ断面図である。従来例に係る遮音性シート及び他の材料からなるシートの吸音率を示すグラフである。

符号の説明

１第１部材
１ａ凹部
２第２部材
３弾性発泡体
４収容部
５当接部
６自動車用内装部品
７当接部
１０吸音材
２０吸音シート
３０吸音材
４０吸音シート
１００遮音性シート
２００ドアインナーパネル
３００内装用ドアトリム

Claims

部材で囲まれた収容部にチップ状の弾性発泡体を充填してなる吸音材を使用した吸音シートにおいて、
前記部材は、断面略矩形状の凹部を有する第１部材とシート状の第２部材とからなり、少なくとも第１部材が通気性を有しており、前記第１部材の前記凹部の開口部側に前記第２部材を接合して、前記収容部を形成した吸音材を平面上に複数配置してなり、
前記第１部材は、ＪＩＳＬ１９０６「一般長繊維不織布試験方法」フラジール形法による通気性が、３０〜３００ｃｃ／ｃｍ ² ・ｓｅｃ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、加熱時（１２０℃）の伸びが１５０〜３００％であり、
しかも、前記吸音材は、形状及び大きさが同一で、かつ規則的に複数配置されていることを特徴とする吸音シート。
部材で囲まれた収容部にチップ状の弾性発泡体を充填してなる吸音材を使用した吸音シートにおいて、
前記部材は、断面略矩形状の凹部を有する第１部材とシート状の第２部材とからなり、少なくとも第１部材が通気性を有しており、前記第１部材の前記凹部の開口部側に前記第２部材を接合して、前記収容部を形成した吸音材を平面上に複数配置してなり、
前記第１部材は、熱成形可能な不織布であり、ＪＩＳＬ１９０６「一般長繊維不織布試験方法」フラジール形法による通気性が、３０〜３００ｃｃ／ｃｍ ² ・ｓｅｃ、厚みが０．１〜１．０ｍｍ、加熱時（１２０℃）の伸びが１５０〜３００％であり、
しかも、前記吸音材は、形状及び大きさが同一で、かつ規則的に複数配置されていることを特徴とする吸音シート。
前記複数配置された吸音材のうち隣接する２つの吸音材の間も前記第１部材で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音シート。