JP4745440B2 - 音および熱の効果的な遮蔽体 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の内燃エンジンのための、定義された層構造をもっている多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体に関するものである。
現代では、自動車のエンジン室には、多くの数の別個の遮音体が取り付けられている。基本的には、これらはエンジンフード、ダッシュボード、およびトンネルの遮音体の他に、吸収材の付いたアンダーシールド、吸収材の付いた構造カバー、および、音響的に有効な熱シールドもまた遮音体にみなされる。近年、繊維ホイールハウスパネルもまたこのグループに含められている。構成材料に関しては、遮音体は、一般的に、単なる吸収材、質量吸収システム、バネ質量システム、および、サンドイッチ構成材に分類される。吸収材の材料としては、耐熱性のフリースのカバー、ＰＵＲ（ポリウレタン）軽量／裁断発泡体、メラミン樹脂発泡体、フロック合成発泡体、および、シングルファイバーまたはミックスファイバーフリース、を一部分に組み合わせている。制振材の材料としては、高充填ＰＵＲ（ポリウレタン）発泡体、一体型発泡体、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）／ＰＥ（ポリエチレン）／ＰＰ（ポリプロピレン）／ＥＰＤＭ（エチレン プロピレン ジエン ゴム）の重量のあるシート、および、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）／ＴＰＯ（熱可塑性オレフィンエラストマー）射出成形部品が使用されていて、これらは上記吸収材材料と組み合わされる。構造カバーは、ほとんどＰＡ（ポリアミド）射出成形部品であり、遮音上有効な熱シールドは、たいてい微小孔開きアルミニウム箔、岩綿、発泡体、および、シングルファイバーまたはミックスファイバーフリース、からなるサンドイッチ構成体である。
特許文献１は、遮音発泡体またはフリース層の２側面上をフリースでサンドイッチされて覆われて構成されている、自動車のエンジン室や、特にダッシュボードまたはトンネルのための断熱材および防音材の裏張りを記載している。層の結合は、接着剤層によってなされている。金属箔がエンジン表面上を部分的に、または全体的に熱保護のために配置されることが記載されている。
特許文献２は、層の間に気体流体のための対流経路が設けられていることを記載している。それは、特に、エンジンフードの遮蔽体またはダッシュボードの裏張りの用途を目的とされている。
特許文献３は、熱シールドを形成するのにも用いられる、λ／４共鳴器としての空洞がエンジンフード遮音体に構成されたことを記載している。
エンジンフードの中における、一端が閉じられたチューブの形をした他の共鳴器アプリケーションが、特許文献４に記載されている。プラスチック外郭、および、発泡カバー層の間に供給された発泡材料で構成されている、吸収材と一体の吸音カバーが、特許文献５に記載されている。例えば内燃エンジンのような振動する部品上の前記の構造のカバーを制振するための外郭制振器が、特許文献６に記載されている。特許文献７は、自動車のエンジン室内の骨材カバーが、吸音体部材の成形品および支持部品が一体的に結合されて構成されていることを、記載している。
特許文献８は、熱源および音源に対向する吸音層を備えている、断熱板と支持層との間に規定された空隙が与えられた、遮音体付きの熱シールドを、記載している。
エンジン室の上側の、部分または全体を覆い、内燃エンジンの機能上または制御上の構成部品と一体化された音響的なカバーが特許文献９に記載されている。
エンジンノイズを減衰するために、エンジン室内のエンジン近くに取り付けられた遮音板が、特許文献１０に記載されている。吸音体材料は、遮音板の上部および下部側面に備えられている。
特許文献１１は、軽金属発泡体および樹脂サンドイッチ構造体で構成されている遮音ハウジングを記載している。この樹脂の素材は、エラストマー素材であることが望ましい。発泡体本体および堅固部からなる、減振および遮音部品が、特許文献１２に記載されている。前記の発泡体本体は、車両部品の振動領域の上にあり、堅固部は、外側にある。実用モデル仕様の特許文献１３は、自己支持構成材および吸音素子を備えて、エンジンとラジエータとの間に位置する吸音素子がエンジンに対向している、自動車エンジンのための吸音器を記載している。
上記した先行技術は、エンジン室内の音および熱の効果的な遮蔽体に関連していない。これら遮音体は、”閉鎖された”カプセル効果を有しておらず、これらは別々の部品として取り付けられている（相互に音を開放している）。一方、充分に知られた材料の組み合わせが、それらの位置関係として記載されている。
特許文献１４は、下方から作用する力に向ってある程度、弾性的に変形する排気ガスシステムのためのノイズカプセルが、設計されて誕生したことを記載している。このカプセルは、吸収性や熱的効果のどちらも有していない。
防音カバーのための、熱可塑性物質と一体化された発泡体が、特許文献１５に記載されている。発泡体としてウレタンが挙げられ、熱可塑性物質として、ポリスチレンおよびスチレン−アクリレート共重合体が挙げられている。
（熱的に安定な）発泡ポリウレタンは、特許文献１６でもカプセル化のために用いられている。発泡体はエンジンに直接発泡されて適用されているか、または、自己支持している成形部品として若しくは自己支持している合成部品として適用されている。報道発表された非特許文献１も参照のこと。
特許文献１７はまた、特に、界面活性剤が用いられた、遮蔽体のための発泡ポリウレタンを記載している。この発泡体は、カプセルとしてではなく、エンジン室内の部分的な場所に限定されている。
しかしながら、これらの構造は、現在のエンジン室内の熱管理の状況下における温度条件の理由から、もはやエンジンの近くに用いられることはない。また、音および熱の遮蔽体に結び付く目的がない。
ハウジングおよびその内側に付された吸収層からなる防音カプセルが特許文献１８に記載されている。それの構成材料は、ハウジングが高弾性係数を有する数層で構成されており、これら層はそれら自体が減衰層によって相互接続されている。材料としては、ハウジングのためのアルミニウムシートが記載されている。吸収層は、フリースまたは玄武岩岩綿による開放気孔発泡体から成っている。
特許文献１９の記載しているエンジン室カバーのための吸音装置は、各々の中心部分に音反射特性を有すると共に、その中心部分の両側面に吸音素材が付された、いくつかの吸音板を備えている。これらの吸音板はカバーの通気用の孔の近くに並列配置されている。
特許文献２０は、遮音体の付されたカプセル要素の個々が、特別な流路接続によって選択的に接続された、自動車の駆動カプセルを記載している。これらの流路および他の案内補助具は、冷却用空気の供給および循環をもたらす。
特許文献２１は、槽状部分が外壁内に一体化されると共に蓋によって閉じられてそれら自体至近距離にある複数の防音チャンバーを包含している、ノイズ封入体である、音減衰設備のハウジングを記載している。それらの蓋は、振動を減結合するため、および、それらの周囲全体を密封するために、恒久的な弾性接着剤が付されて接着によって槽状部分の縁に結合されている。少なくとも、蓋の幾つかは、音減衰中間層を有するマルチパート体として、設計されている。エンジン／ポンプ集合体のための音減衰カバー付きのエンジン／ポンプ集合体によって放射された音を減衰するための組立品が、特許文献２２に記載されている。このカバーは、エンジン／ポンプ集合体に触れることなくその上に配置された音減衰フードとして設計されている。
特許文献２３は、冷却液で貫流される空洞スペースが部分的に形成されているノイズカプセルを、記載している。このカプセルは、プラスチック材料、および、内燃エンジンを取り囲む部品によって構成されている。冷却水および空気の特別な循環部付きの遮音ハウジングが、特許文献２４に記載されている。ノイズ吸収部材付きの減衰カプセルが、特許文献２５に記載されている。この吸収部材は、さまざまな厚さで、音経路に沿って配列されている。遮音するためにカプセル化された内燃エンジンが、特許文献２６に記載されている。この場合、フードは、吸音部材を備えられ、歩行者保護用変形部材がフードと吸音部材との間に配置されている。
この先行技術は、断熱効果または防音と断熱の意図的な結合をしているカプセルに関するものではない。
特許文献２７に記載されるように、部品の保護のために互いの位置関係を記載されている熱遮蔽構成材が、これも自動車のエンジン室に適用される。
特許文献２８は、熱可塑性および／または熱硬化性接着剤で結合される２つの相互に連結した紡織繊維フリース（１、２）からなる吸音体に関するものである。音放出源を向いている紡織繊維フリース（１）は、２から１５ｍｍまでの範囲内の層厚さ、５０から５００ｋｇ／ｍ３の範囲内の密度、０．１から５ｋｇ／ｍ２の範囲内の基本重量、および５０から１０００ｋＮｓ／ｍ４の範囲の中の流れ抵抗力を持っている。音放出源から遠くの方を向く織物繊維フリース（２）は、１０から１００ｍｍの範囲内の層厚み、２０から１００ｋｇ／ｍ３の密度、０．５から１ｋｇ／ｍ２の範囲内の基本重量、および、１０から４０ｋＮｓ／ｍ４の範囲内の流れ抵抗を持っている。吸音体の総厚さは、１２から３０ｍｍまでの範囲内であり、および、吸音体の総基本重量は、０．５から３ｋｇ／ｍ２の範囲内である。
ビーエーエスエフ社(BASF) ２００３年１０月６日Ｐ４３３号（P433 6./.10.03）「エンジンカプセル化の熱とポリウレタン発泡体−より少なく減少した織物消費効果およびより多くの交通安全性」("Thermische Motorkapselung mit PUR-Schaum - ein Weg zu wenigerKraftstoffverbrauch und mehr Verkehrssicherheit")、自動車産業界の高分子部門(Polymers in the Automotive Industry), 第１巻(Vol.1), 第１１＋１２号／０３、３ページ(No. 11+12 / 03, p. 14)
原則として、自動車産業におけるすべての構成部品は、燃費と環境適合性における経済効率に関して絶えず増加する要求へのそれらの貢献で判断されなければならない。遮蔽するまたは減衰させる成型部品に関して、焦点は、本質的に、成型部品または材料の、軽量化および／またはリサイクル性を達成することにあった。
内燃エンジンは、低温運転段階に、燃料消費および摩擦が増大されるという問題のあることが知られている。したがって、エンジンの特定の温度が得られたのちにだけ、エンジン冷却循環による冷却または乗員室を温める目的のためのエンジン熱の回収が始められることは、従来技術においてまったく一般的である。対照的に、断熱エンジンカプセル化は、必然的に関連する問題のために、考慮されてきたわけではない。
すなわち、予期される高い重さに加えて、エンジンカプセル化は、エンジン室内の音反射上に、並びに乗員室内および車両の外側（「通過ノイズ」）のノイズレベル上に、高い影響を有するという基本的な問題がある。
したがって、特に自動車の構造において、燃料消費および環境両立性における高い経済効率を有すると共に、乗員室のエンジンノイズおよび「通過ノイズ」を安定して減少させる、できるだけ軽量な、音および熱の効果的な遮蔽体を提供することが今回の発明の目的である。
本発明の上記の目的は、原則として、３つの異なるアプローチによって達成される。すなわち、１：エンジンに非常に近いカプセル（１１）、２：エンジンから離れているカプセル（１２）、および、３：車ボディに付着されているカプセル（１３）、によって達成される。
１：発明の第一の態様は、異なる流れ抵抗値を持ち、それぞれの領域全体にわたって互いに結合して構成されている三層（１，２，３）を少なくとも有する、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１１）であって、
少なくとも１ｍｍの厚さを有し、エンジンブロック（２１）に近接している空隙（１）と、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および０．０４から２．５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該空隙に接する層（２）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２）に続いており表面がエンジン室に向いている層（３）とを有しており、
該層（３）の流れ抵抗（空気）から該層（２）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が少なくとも１５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２）の層厚さから該層（３）の層厚さを引くとその差が少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３）の基本重量から該層（２）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであること特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１１）によって目的が達成される。エンジン（２１）に非常に近いエンジンカプセル（１１）を付けるために、それらは空隙なしの領域を有する。そのため、層（２）は、これらの領域でエンジン（２１）で直接支持されるか、またはエンジン（２１）と共に接続される。
少なくとも１ｍｍの厚さを有し、エンジンブロック（２１）に近接している空隙（１）と、
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２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２）に続いており表面がエンジン室に向いている層（３）とを有しており、
該層（３）の流れ抵抗（空気）から該層（２）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が少なくとも１５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２）の層厚さから該層（３）の層厚さを引くとその差が少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３）の基本重量から該層（２）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであること特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１１）によって目的が達成される。エンジン（２１）に非常に近いエンジンカプセル（１１）を付けるために、それらは空隙なしの領域を有する。そのため、層（２）は、これらの領域でエンジン（２１）で直接支持されるか、またはエンジン（２１）と共に接続される。
２：発明の第二の態様は、異なる流れ抵抗値を持ち、それぞれの領域全体にわたって互いに結合して構成されている三層（３´，２´，３´´）を少なくとも有する、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１２）であって、
表面がエンジンブロック（２１）から少し離れていて、２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有している層（３´）と、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および、０．０４から２．５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（３´）のエンジン室から離れている側面に続いている層（２´）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２´）に続いており表面がボディパネル（１０）に向いている層（３´´）とを有しており、
該層（３´）及び層（３´´）の流れ抵抗（空気）から該層（２´）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が各々少なくとも５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２´）の層厚さから該層（３´）及び層（３´´）の層厚さを引くとその差が各々少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３´）及び層（３´´）の基本重量から該層（２´）の基本重量を引くとその差が各々少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであることを特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１２）によって目的が達成される。こうして、エンジン（２１）から離れているエンジンカプセル（１２）は、エンジン室の中で自己支持している。
表面がエンジンブロック（２１）から少し離れていて、２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有している層（３´）と、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および、０．０４から２．５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（３´）のエンジン室から離れている側面に続いている層（２´）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２´）に続いており表面がボディパネル（１０）に向いている層（３´´）とを有しており、
該層（３´）及び層（３´´）の流れ抵抗（空気）から該層（２´）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が各々少なくとも５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２´）の層厚さから該層（３´）及び層（３´´）の層厚さを引くとその差が各々少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３´）及び層（３´´）の基本重量から該層（２´）の基本重量を引くとその差が各々少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであることを特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１２）によって目的が達成される。こうして、エンジン（２１）から離れているエンジンカプセル（１２）は、エンジン室の中で自己支持している。
３：発明の第三の態様は、異なる流れ抵抗値を持ち、それぞれの領域全体にわたって互いに結合して構成されている二層（２´´，３´´´）を少なくとも有する、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１３）であって、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および、０．０４から２．５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、ボディパネル（１０）に隣接する層（２´´）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２´´）に続いており表面がエンジン室内に向いている層（３´´´）とを有しており、
該層（３´´´）の流れ抵抗（空気）から該層（２´´）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が少なくとも５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２´´）の層厚さから該層（３´´´）の層厚さを引くとその差が少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３´´´）の基本重量から該層（２´´）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであることを特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１３）である。こうして、ボディパネル（１０）に、および任意的にフードに隣接したエンジンカプセル（１３）は、エンジンブロック（２１）に非常に近いエンジンカプセル（１１）と対照的に、空隙を持たない。
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および、０．０４から２．５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、ボディパネル（１０）に隣接する層（２´´）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２´´）に続いており表面がエンジン室内に向いている層（３´´´）とを有しており、
該層（３´´´）の流れ抵抗（空気）から該層（２´´）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が少なくとも５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２´´）の層厚さから該層（３´´´）の層厚さを引くとその差が少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３´´´）の基本重量から該層（２´´）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであることを特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体（１３）である。こうして、ボディパネル（１０）に、および任意的にフードに隣接したエンジンカプセル（１３）は、エンジンブロック（２１）に非常に近いエンジンカプセル（１１）と対照的に、空隙を持たない。
エンジンが動いている間、本発明に従ったカプセルは、アイドル回転速度および高い毎分回転数の負荷の下において、作動負荷無く、通過ノイズおよび乗員室の中の室内ノイズの改善をもたらした。
例えば、この音および熱の効果的な遮蔽体は、また、自動車の音および熱に効果的なボディ下側の不可欠の部品としても設計されていて、その結果、改善された音の減衰特性に貢献する可能性がある。そこで、ボディ下部の空気力学的な影響も、改善されうる。
このように、たとえば、（織物）ホイールハウジングシェルまたは熱シールドは、そのようなボディ下部に一体化されうる。
本発明の意味の範囲内には、エンジンブロック（２１）の非常に近くにある遮蔽体（１１）の前述の位置は、層（２）とエンジンブロック（２１）との間に、少なくとも１ｍｍ、特に１０ｍｍ、より好ましくは５ｍｍから８ｍｍの範囲内の空隙（１）を含んでいる。そのような空隙（１）は、エンジンブロック（２１）の構造生成音からの機構的な緩衝の役に立つので、特に本発明では好ましい。本発明に従ったエンジンの非常に近くにある遮蔽体（１１）は、好ましくは、機械的な結合で付けられて、エンジン（２１）によって支持されて、熱的および音的に閉じているスペースを形成する。
本発明の第２の態様の意味の範囲内の、エンジンブロック（２１）から離れている遮蔽体（１２）の位置は、エンジン室を取り囲むボディパネル（１０）またはエンジン室の外側の境界と、発明の意味の範囲内のエンジン（２１）に非常に近い（１１）の位置との中間の領域の位置を意味する。特に、エンジン（２１）および／または車ボディ（１０）で支えられる位置は、エンジンブロック（２１）からエンジンを向いている遮蔽体（１２）の境界の層までの距離が、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも１０ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０ｃｍで定義され、ボディパネル（１０）またはエンジン室を取り囲むボディパネル（１０）から、エンジンと反対向きの遮蔽体（１２）の境界層までの距離が、少なくとも５ｃｍ、好ましくは少なくとも１０ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０ｃｍで定義される。
記載された層に加えて、本発明に従う遮蔽体は、追加的な層を含む可能性がある。この追加的な層とは、１つまたは１つ以上の層が、第一の態様の場合では層（２）に付随することを意味し、第２または第３の態様の場合では層（３´）、層（３´´）、層（３´´´）に付随することを意味する。好ましくは、それらの後には、カバーフリース層がそれぞれ付随し、そして、それは部分的に、または、全体に穴をあけられた金属箔（４）を任意に備えているかもしれない。
通常、熱遮断の面のもとでは、以下の材料の構造が有用であることがわかった。
カバーフリース／グラスウール／軽量発泡体／グラスウール／カバーフリース、
カバーフリース／フェノール樹脂で結合された綿繊維混合フリース／軽量発泡体／カバーフリース、
カバーフリース／フェノール樹脂で結合された綿繊維混合フリース／軽量発泡体／重いシート／カバーフリース、
カバーフリース／軽量発泡体／重いシート／カバーフリース。
カバーフリース／グラスウール／軽量発泡体／グラスウール／カバーフリース、
カバーフリース／フェノール樹脂で結合された綿繊維混合フリース／軽量発泡体／カバーフリース、
カバーフリース／フェノール樹脂で結合された綿繊維混合フリース／軽量発泡体／重いシート／カバーフリース、
カバーフリース／軽量発泡体／重いシート／カバーフリース。
特に、より高い温度範囲のアプリケーションのためには、以下のものが好ましい。
微小孔開けされたアルミニウム箔／軽量発泡体／重いシート／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／グラスウール／軽量発泡体／グラスウール／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／軽量発泡体／フェノール樹脂で結合された綿繊維混合フリース／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／アルミニウムウール／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／アルミニウムウール／アルミニウム箔、
微小孔開けされたアルミニウム箔／アルミニウムウール／軽量発泡体／カバーフリース。
微小孔開けされたアルミニウム箔／軽量発泡体／重いシート／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／グラスウール／軽量発泡体／グラスウール／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／軽量発泡体／フェノール樹脂で結合された綿繊維混合フリース／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／アルミニウムウール／カバーフリース、
微小孔開けされたアルミニウム箔／アルミニウムウール／アルミニウム箔、
微小孔開けされたアルミニウム箔／アルミニウムウール／軽量発泡体／カバーフリース。
流れにオープンで、高い吸収性を有するカプセル化をするための材料の複合物のために、好ましくは、微小孔開けされた箔（４）が、エンジンおよび車ボディに向かって使用される。
好ましくは、３０から３００μｍの範囲内の厚さをもっている微小孔開けされたアルミニウム箔（４）が用いられ、これらはさらに、好ましくは３００から７００μｍまでの範囲内の厚みを持ち、自己支持しているか、または構成材を補強している機能を持っている。それぞれの構成材料の他の層と貼り付けは、接着層、および／または、圧接することによって実現されている。
車ボディ（１０）に向かって使用されているカバーフリースは、好ましくは、平坦であるか、また隆起された、支持フリースとして設計される。それらは、また、しばしばエンジン（２１）に向いて面している次の層に向かって音を消滅／減衰する手段として備えられる。
隆起された具体例では、ボディパネル（１０）とカプセルとの間を分離することは、カプセルがボディ（１０）で支持されることで達成される。とりわけ、それによって可能にされた空気の循環によって、耐腐食性を果たす。
織られた（ニードルされた）２層の積層品または３層の積層品は、特に構成材の剛性を確実にするために、支持フリースとしても使用される。これらは、２または３層にされたサンドイッチ不織布織物、好ましくは、ＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレート）／ＰＰ（ポリプロピレン）不織布織物またはＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレート）／天然繊維フリース層（ＰＰ（ポリプロピレン）／ケナフ／麻／亜麻）やＰＰ（ポリプロピレン）／ＰＥＴ（ポリエチレン テレフタレート）による。
たとえエンジンブロック（２１）が充分に、または完全に覆われているとしても、本発明に従う音および熱の効果的な遮蔽体は、驚くほど安定した良い吸音および減衰特性を示す。乗員室内の音圧レベルも自動車の外（「通過ノイズ」）の音圧レベルも、明確に減少する。さらに、本発明に従ったエンジンカプセルは、充分に長い冷却時間のために非常にエンジンのウオーミングアップ挙動を改善し、それはエンジンが再始動されるとき、充分に高い温度レベルを生じさせる。したがって、エンジンは非常に短い期間で動作温度に達する。
本発明に従ったエンジンカプセルの別の重要な利点は、素晴らしい音および熱の遮蔽特性が、軽い部材重量で実現されることができるという事である。したがって、この組合せによって、最適の燃料効率が成し遂げられ、音特性が素晴らしい一方で、汚染物質の排出は減った。改善された燃料効率は、何よりも、減らされた消費量、および二酸化炭素または一酸化炭素の低排出に現れる。本発明に従ったエンジンカプセルが採用されているとき、９から１６％の範囲内またはそれ以上、特に１５％までの燃料消費量を減少できる。運転サイクルでは、本発明に従ったエンジンカプセルが採用されているとき、エンジン温度は冷却システムによって制御されて、通常の動作温度のままとなる。すなわち、発明に従ったエンジンカプセルが採用されていても、エンジンがオーバーヒートするというリスクが全くない。
音の観点から、上記で説明された構成材料（流れにオープンなインピーダンスステップ（層１／２））は、吸収が最適化されているかぎり、空気伝搬音の充分高い遮蔽を確実にする。
層の材料は、層（３）、層（３´）、層（３´´）、層（３´´´）の流れ抵抗が２００から６００ｋＮｓ／ｍ４の中にあるようなさまざまな方法で選択され、層（２）、層（２´）、層（２´´）の流れ抵抗が、５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４の中にあるようなさまざまな方法で選択される。したがって、明確にインピーダンスステップが達成される。
もし遮蔽体が何らかの流れにオープンな特性をもつなら、特定の利点がある。
層（３）、層（３´）、層（３´´）、層（３´´´）の層厚さが１．５から４．５ｍｍまでの範囲内であると共に、層（２）、層（２´）、層（２´´）の層厚さが１０から３０ｍｍまでの範囲内に選ぶことが、特に利点があることがわかった。
より好ましくは、層（１および／または３、３´、３´´、３´´´）の基本重量が０．５から３ｋｇ／ｍ２までの範囲内であると共に、層（２）、層（２´）、層（２´´）の基本重量が０．１から１．５ｋｇ／ｍ２までの範囲内であり、層（３）、層（３´）、層（３´´）、層（３´´´）の基本重量から前記層（２）、層（２´）、層（２´´）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．４から２．９ｋｇ／ｍ２までである。
特に経済的および音的な理由のために、層（３）、層（３´）、層（３´´）、層（３´´´）が、全体的な構造ができるだけ軽量で、同時に少なくとも断熱と空気伝搬音の高い吸収と空気伝搬音の充分高い減衰とを示す、熱可塑性または熱硬化性のバインダーを含む繊維材料と開放気泡の硬質発泡体とから構成されることが、特に好ましい。
また、より好ましくは、層（２）、層（２´）、層（２´´）は、軽量材料から構成される。例えば、（良い吸音と断熱の）高膨張発泡体や、（任意的に「ガラス／岩石」繊維で補強されている）綿繊維フリースが挙げられる。
断熱特性を増大させるためには、層構造の圧縮の程度は、できるだけ低く保つことにある。必須の部材の硬さ値は、全体の範囲または好ましくは部分的な範囲を支持する層／フリースによって得られる。後者は、流れにオープンなデザインを得るために、順番に多数の孔開けがされているかもしれない。
別の好ましい実施例で、全ての３つの具体例が取り付け状態で露出した表面には、部分的にまたは全面的に、任意の孔開けがされ、特に微小孔開けされた金属箔（４）、特にアルミニウムの箔が備えられている。その結果、熱の反射のさらなる改善が達成される。
微小孔は、音源によって放射された周波数に合わせて、全体の表面にわたって１ｃｍ２当たり異なった数／密度の孔あけで形成させることができる。これは周波数最適化微小孔として呼ばれる。また、孔開けの配置、距離、および直径を音源によって放射された周波数に合わせて調整できる。
孔開けされた微小孔では、孔の管は複合材料の中でいつも内部に向かっている（吸収性の層に向かう）。このようにして得られた漏斗構造はヘルムホルツ共鳴器の追加効果を与える。
特に層（３）を自己支持する層として設計することが好ましい。
本発明に従うエンジンカプセルは、異なるデザインをもつことができる。例えば、それは開かれている（オープン）かもしれない、あるいは、それは半分開かれているかもしれなくて、単に部分的にエンジンブロック（２１）をカプセル化するだけかもしれない。対照的に、内燃エンジン（２１）と自動車のギヤ（２２）とが完全にカプセル化されるならば、充分な音響および熱の効果が達成される。言い換えると、エンジンカプセルが全体的に閉ざす。
Claims (7)
- エンジンブロック（２１）に非常に近いカプセル（１１）、エンジンブロック（２１）から離れているカプセル（１２）、及びボディパネル（１０）に付着されているカプセル（１３）を備えた、自動車の内燃エンジンの音および熱の効果的な遮蔽体であって、
カプセル（１１）は、それぞれの領域全体にわたって互いに結合して構成されている三層（１，２，３）を少なくとも有するものであり、該三層（１，２，３）として、
少なくとも１ｍｍの厚さを有し、エンジンブロック（２１）に近接している空隙（１）と、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および０．０４から２．５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該空隙に接する層（２）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ４までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および０．２から５ｋｇ／ｍ２までの基本重量を有する、該層（２）に続いており表面がエンジン室に向いている層（３）とを有しており、
該層（３）の流れ抵抗（空気）から該層（２）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が少なくとも１５０から５５０ｋＮｓ／ｍ４までであり、該層（２）の層厚さから該層（３）の層厚さを引くとその差が少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３）の基本重量から該層（２）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ２までであって、
カプセル（１２）は、それぞれの領域全体にわたって互いに結合して構成されている三層（３´，２´，３´´）を少なくとも有するものであり、該三層（３´，２´，３´´）として、
表面がエンジンブロック（２１）から少し離れていて、２００から６００ｋＮｓ／ｍ ４ までの範囲の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ ２ までの基本重量を有している層（３´）と、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ ４ までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および、０．０４から２．５ｋｇ／ｍ ２ までの基本重量を有する、該層（３´）のエンジン室から離れている側面に続いている層（２´）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ ４ までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ ２ までの基本重量を有する、該層（２´）に続いており表面がボディパネル（１０）に向いている層（３´´）とを有しており、
該層（３´）及び該層（３´´）の流れ抵抗（空気）から該層（２´）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が各々少なくとも５０から５５０ｋＮｓ／ｍ ４ までであり、該層（２´）の層厚さから該層（３´）及び該層（３´´）の層厚さを引くとその差が各々少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３´）及び該層（３´´）の基本重量から該層（２´）の基本重量を引くとその差が各々少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ ２ までであって、
カプセル（１３）は、それぞれの領域全体にわたって互いに結合して構成されている二層（２´´，３´´´）を少なくとも有するものであり、該二層（２´´，３´´´）として、
５０から１５０ｋＮｓ／ｍ ４ までの範囲内の流れ抵抗（空気）、５から５０ｍｍまでの層厚さ、および、０．０４から２．５ｋｇ／ｍ ２ までの基本重量を有する、ボディパネル（１０）に隣接する層（２´´）と、
２００から６００ｋＮｓ／ｍ ４ までの範囲内の流れ抵抗（空気）、０．５から８ｍｍまでの層厚さ、および、０．２から５ｋｇ／ｍ ２ までの基本重量を有する、該層（２´´）に続いており表面がエンジン室内に向いている層（３´´´）とを有しており、
該層（３´´´）の流れ抵抗（空気）から該層（２´´）の流れ抵抗（空気）を引くとその差が少なくとも５０から５５０ｋＮｓ／ｍ ４ までであり、該層（２´´）の層厚さから該層（３´´´）の層厚さを引くとその差が少なくとも４．５から４９．５ｍｍまでであり、そして、該層（３´´´）の基本重量から該層（２´´）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．１６から４．９６ｋｇ／ｍ ２ までであることを特徴とする、自動車の内燃エンジンの多層化された、音および熱の効果的な遮蔽体。 - 請求項１に記載の前記遮蔽体は、前記層（３）の層厚さが１．５から４．５ｍｍまでの範囲内であると共に、前記層（２）の層厚さが１０から３０ｍｍまでの範囲内、
前記層（３´）及び前記層（３´´）の層厚さが１．５から４．５ｍｍまでの範囲内であると共に、前記層（２´）の層厚さが１０から３０ｍｍまでの範囲内、及び／又は、
前記層（３´´´）の層厚さが１．５から４．５ｍｍまでの範囲内であると共に、前記層（２´´）の層厚さが１０から３０ｍｍまでの範囲内、
であることを特徴とする遮蔽体。 - 請求項１、または２に記載の前記遮蔽体は、前記層（３）の基本重量が０．５から３ｋｇ／ｍ２までの範囲内であると共に、前記層（２）の基本重量が０．１から１．５ｋｇ／ｍ２までの範囲内であり、前記層（３）の基本重量から前記層（２）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．４から２．９ｋｇ／ｍ２まで、
前記層（３´）及び前記層（３´´）の基本重量が０．５から３ｋｇ／ｍ ２ までの範囲内であると共に、前記層（２´）の基本重量が０．１から１．５ｋｇ／ｍ ２ までの範囲内であり、前記層（３´）及び前記層（３´´）の基本重量から前記層（２）の基本重量を引くとその差が各々少なくとも０．４から２．９ｋｇ／ｍ ２ まで、及び／又は
前記層（３´´´）の基本重量が０．５から３ｋｇ／ｍ ２ までの範囲内であると共に、前記層（２´´）の基本重量が０．１から１．５ｋｇ／ｍ ２ までの範囲内であり、前記層（３´´´）の基本重量から前記層（２´´）の基本重量を引くとその差が少なくとも０．４から２．９ｋｇ／ｍ ２ まで、
であることを特徴とする遮蔽体。 - 請求項１から３のいずれかに記載の前記遮蔽体は、前記層（３）、前記層（３´）、前記層（３´´）、及び／又は前記層（３´´´）の取り付け状態で露出した表面には、部分的にまたは全体的に、微小孔開けされたアルミニウムの箔が備えられていることを特徴とする遮蔽体。
- 請求項１から４のいずれかに記載の前記遮蔽体は、
前記層（２）若しくは前記層（３）、
前記層（３´）、前記層（２´）若しくは前記層（３´´）、及び／又は
前記層（２´´）若しくは前記層（３´´´）が、自己支持するものであることを特徴とする遮蔽体。 - 請求項１から５のいずれかに記載の前記遮蔽体は、前記層（３）、前記層（３´）、前記層（３´´）、及び／又は前記層（３´´´）が、ボディパネル（１０）に付着されていることを特徴とする遮蔽体。
- 請求項１から６のいずれかに記載の前記遮蔽体は、前記自動車のエンジンブロック（２１）を完全に覆っていることを特徴とする遮蔽体。
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