JP6795992B2 - 防音材 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば車両等に設けられる防音材に関し、特に、複数枚のシート状の吸音材を積層する構造の技術分野に属する。
従来より、例えば自動車のフロントフェンダーの内部に設けられるフェンダー内防音材が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のフェンダー内防音材は、フロントフェンダー内の空間を塞ぐ形状に成形してなるものである。フェンダー内防音材を構成する材料としては、ポリウレタンフォーム材や嵩高性不織布、ポリウレタンフィルム等が挙げられている。
登録実用新案第3048125号公報
ところで、特許文献1に開示されているような防音材を車両の各部に設けることで車室内の静粛化が可能であると考えられる。しかしながら、近年、より一層の静粛化が求められており、特に走行時のロードノイズが車室に入るのを抑制したいという要求が高まっている。また、車両だけでなく、様々なところで防音性能を高めたいという要求がある。
そこで、シート状の吸音材を複数積層することによって吸音効果を高め、ひいては防音性能を向上させることが考えられる。多層構造にした場合には、取付時の作業性や搬送時の容易性を考慮して、各層を構成する吸音材の相対的な位置ずれを抑制した状態で一体化しておかなければならない。
複数の吸音材の相対的な位置ずれを抑制する方法として一般的なのは、吸音材同士を接着する方法である。吸音材同士を接着する場合には、隣接する吸音材の間に接着層が形成されることになり、この接着層は、通常、気泡等を有しないソリッド層になるので吸音性が殆ど期待できないとともに、隣接する吸音材同士を絶縁するように作用して厚みのある吸音層の形成を阻害することになる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シート状の吸音材を複数積層する場合に、広範囲に亘る接着層を設けることなく複数の吸音材の相対的な位置ずれを抑制できるようにして吸音性を高め、もって防音材の性能を高めることにある。
上記目的を達成するために、本発明では、第1吸音材に固着される被覆部材によって第2吸音材を第1吸音材に一体化するようにした。
第1の発明は、複数の吸音材が一体化された防音材において、シート状の第1吸音材と、上記第1吸音材に対して厚み方向に積層されるシート状の第2吸音材と、上記第2吸音材を上記第1吸音材とは反対側から覆うように形成され、上記第1吸音材に固着される被覆部材とを備え、上記第1吸音材は、上記第2吸音材の外形よりも大きな外形を有する弾性材からなり、上記第2吸音材との積層状態で上記第2吸音材の周縁部からはみ出すように形成され、上記第2吸音材は、上記被覆部材により上記第1吸音材と一体化され、上記被覆部材は、上記第2吸音材が収容される凹状部と、該凹状部の周縁部に形成され、上記第1吸音材の周縁部に固着される固着板部とを有していることを特徴とする。
この構成によれば、第1吸音材と第2吸音材とが厚み方向に積層されて多層構造の防音材が構成される。第2吸音材は、第1吸音材に固着される被覆部材によって第1吸音材と一体化されているので、第1吸音材と第2吸音材との間に広範囲に亘る接着層を設けることなく、第1吸音材と第2吸音材との位置ずれが抑制される。これにより、吸音性の期待できない接着層を無くす、もしくは接着層の形成範囲を狭くすることが可能になり、第1吸音材と第2吸音材とによって厚みのある吸音層が形成されるので、吸音性が高まる。
また、第1吸音材と第2吸音材とが一体化されているので、組み付け時の作業性は良好であるとともに、搬送時の作業性も良好である。
また、防音材を設置する際に、第1吸音材の周縁部を他の部材に接触させて弾性変形させることが可能になる。これにより、防音材と他の部材との間に隙間が形成されてしまうのが抑制されるとともに、防音材の位置ずれが抑制される。
また、被覆部材の凹状部に第2吸音材を収容した状態で該被覆部材の固着板部を第1吸音材の周縁部に固着することで、第1吸音材と第2吸音材とが一体化される。
の発明は、第の発明において、上記第2吸音材の周縁部の一部は、上記被覆部材の外方へ突出していることを特徴とする。
この構成によれば、第2吸音材の周縁部の一部が被覆部材の外方へ突出しているので、防音材を設置する際に、第2吸音材の一部を他の部材に接触させて弾性変形させることが可能になる。これにより、防音材と他の部材との間に隙間が形成されてしまうのが抑制される。
の発明は、第1または2の発明において、上記被覆部材は、水不透過性を有する部材で構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、例えば水のかかるところに防音材を設ける場合に、被覆部材側を水のかかる側に配置することで、第2吸音材に水がかかり難くなる。これにより、第2吸音材の吸音性の低下が抑制される。
第1の発明によれば、第1吸音材に固着される被覆部材によって第2吸音材を覆った状態で第1吸音材に一体化するようにしたので、広範囲に亘る接着層を設けることなく第1吸音材と第2吸音材との相対的な位置ずれを抑制することができる。これにより、厚みのある吸音層を形成して吸音性を高めることができ、その結果、防音材の性能を高めることができる。
また、第1吸音材が第2吸音材との積層状態で該第2吸音材の周縁部からはみ出すように形成されているので、防音材を設置する際に、第1吸音材の周縁部を他の部材に接触させて弾性変形させることができる。これにより、防音材と他の部材との間に隙間が形成されてしまうのを抑制できるとともに、防音材の位置ずれを抑制でき、よって防音性をより一層高めることができる。
また、被覆部材の凹状部に第2吸音材を収容した状態で該被覆部材の固着板部を第1吸音材の周縁部に固着して第1吸音材と第2吸音材とを一体化することができる。
の発明によれば、第2吸音材の周縁部の一部が被覆部材の外方へ突出しているので、第2吸音材の一部を他の部材に接触させて弾性変形させることができ、これにより、防音材と他の部材との間に隙間が形成されてしまうのを抑制して防音性をより一層高めることができる。
の発明によれば、被覆部材が水不透過性を有する部材で構成されているので、第2吸音材の吸音性の低下を抑制することができる。
実施形態1に係る防音材の斜視図である。 車体に設置した状態を示す図1のII−II線に相当する断面図である。 車体に設置した状態を示す図1のIII−III線に相当する断面図である。 車体に設置した状態を示す図1のIV−IV線に相当する断面図である。 第1吸音材の斜視図である。 第2吸音材の斜視図である。 被覆部材の斜視図である。 第1吸音材と2枚の第2吸音材を積層した状態を示す斜視図である。 実施形態2に係る防音材の斜視図である。 実施形態2に係る防音材を図9とは異なる角度から見た斜視図である。 実施形態2に係る図4相当図である。 比較例及び実施形態1の防音性を表すグラフである。 実施形態1、2の防音性を表すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る防音材1を示すものである。防音材1は、複数の吸音材10、20が一体化されたものであって、図2に示すように、自動車のフロントフェンダーFの内部に配設されて車外の騒音が車内に入るのを抑制するための部材である。自動車のフロントフェンダーFは、自動車の外板を構成する外板部F1と、外板部F1の縁部から車内側へ延びる内板部F2とを有している。外板部F1は上下方向中間部が最も車外側に位置するように緩やかに湾曲している。車体におけるフロントフェンダーFよりも車内側には、上下方向に延びるピラー100が配設されている。ピラー100の車外側には、フロントドア(図示せず)を取り付けるための2つのドアヒンジ101(図2で1つのみ示す)が上下方向に互いに間隔をあけて配設されている。各ドアヒンジ101は、締結部材102、102によってピラー100に固定されている。
(防音材の構成)
防音材1は、シート状の第1吸音材10と、第1吸音材10に対して厚み方向に積層されるシート状の第2吸音材20、20と、被覆部材30とを備えている。また、防音材1は、フロントフェンダーFの内部形状に対応するように上下方向に長い形状である。防音材1の車外側は、フロントフェンダーFの外板部F1の湾曲形状に沿うように上下方向中間部が最も車外側に位置するように湾曲している。防音材1の車内側は、車外側のような湾曲形状ではなく、上下方向に延びる直線に近い形状となっている。防音材1の形状は、図示した形状に限られるものではなく、例えば車種に応じて変更することや、フロントフェンダーFの形状に応じて変更することができる。また、防音材1の設置場所に応じて防音材1の形状を任意に設定することができる。
尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。
図5に示す第1吸音材10は、例えば発泡ゴム等の弾性材で構成されているが、発泡ゴム以外にも発泡した樹脂や、不織布等の繊維材で構成することもできる。この実施形態では、第1吸音材10がEPDM(エチレン・プロピレン・ジエン)ゴムのスポンジ材で構成されている。この実施形態の説明では、設置状態において第1吸音材10の後側に位置する面を後面11とし、第1吸音材10の前側に位置する面を前面12とするが、これは説明の便宜を図るために定義するだけであり、第1吸音材10の設置状態を限定するものではない。
第1吸音材10の後面11は略平坦面であり、薄いスキン層で構成されている。また、第1吸音材10の前面12には、上下方向に延びる複数の溝13が互いに車内外方向に間隔をあけて形成されている。溝13の形成により、第1吸音材10の前面12が凹凸形状になるので、騒音の吸収性能が高まる。尚、溝13は省略してもよい。また、溝13は車内外方向に延びていてもよい。
図6に示す第2吸音材20は、第1吸音材10と同様な材料で構成されている。この実施形態の説明では、設置状態において第2吸音材20の後側に位置する面を後面21とし、第2吸音材20の前側に位置する面を前面22とするが、これは説明の便宜を図るために定義するだけであり、第2吸音材20の設置状態を限定するものではない。
第2吸音材20の後面21は略平坦面であり、薄いスキン層で構成されている。また、第2吸音材20の前面22には、車内外方向に延びる複数の溝23が互いに上下方向に間隔をあけて形成されている。溝23の形成により、第2吸音材20の前面22が凹凸形状になるので、騒音の吸収性能が高まる。尚、溝23は省略してもよい。また、溝23は上下方向に延びていてもよい。
防音材1は、2枚の第2吸音材20、20を備えている。2枚の第2吸音材20、20は同じ外形状であるとともに、同じ厚みを有している。第1吸音材10に直接積層されている第2吸音材20(前側に位置する第2吸音材)は、溝23が形成された側が第1吸音材10の平坦な面(後面11)に接触するように配置されている。また、後側に位置する第2吸音材20は、溝23が形成された側が前側に位置する第2吸音材20の平坦な面(後面21)に接触するように配置されている。この実施形態では、第2吸音材20を2枚積層しているが、これに限らず、第2吸音材20は1枚であってもよいし、3枚以上積層してもよい。また、2枚の第2吸音材20、20の厚みを互いに変えてもよいし、2枚の第2吸音材20、20の外形状を互いに変えてもよい。
第1吸音材10は、第2吸音材20の外形よりも大きな外形を有している。そして、第2吸音材20は第1吸音材10の中央部分に積層される。このため、第1吸音材10と第2吸音材20とを積層した状態で、第1吸音材10の周縁部は、全周に亘って第2吸音材20の周縁部から外方へはみ出すことになる。つまり、第1吸音材10は、第2吸音材20との積層状態で該第2吸音材20の周縁部からはみ出すように形成されている。
また、第2吸音材20における車内側の縁部には、2つの切欠部24、24が互いに上下方向に間隔をあけて形成されている。切欠部24、24は、ドアヒンジ101の配設位置に対応するように形成されており、ドアヒンジ101を避けるような形状となっている。切欠部24は省略してもよい。
被覆部材30は、水不透過性を有する部材で構成されていて、遮音性も有している。このような部材としては、例えばポリエチレン等の樹脂製シート材を挙げることができるが、これに限られるものではなく、各種部材を使用することができる。図7等に示すように、被覆部材30は、第2吸音材20、20が収容される凹状部31と、固着板部32とを有している。
凹状部31はその全体が前側に開放しており、この開放部分から第2吸音材20、20を収容することができるようになっている。凹状部31の外面には、第2吸音材20の切欠部24、24に対応する部分に、凹部31a、31aが形成されている。凹部31a、31aの形成によってドアヒンジ101との強干渉が回避されるようになっている。さらに、凹状部31の外面には、窪み部31bが形成されており、内部の第2吸音材20を押さえる役目を果たしている。第2吸音材20の切欠部24、24、また被覆部材30の凹部31a、31aがドアヒンジ101との強干渉を回避している状態は、図2にも示されている。なお、図2中の防音材1は、図1のII-II線に該当する。凹部31a及び窪み部31bは省略してもよい。
固着板部32は、凹状部31の開放側の周縁部に全周に亘って形成されている。この固着板部32における前面は、第1吸音材10の後面21における周縁部(第2吸音材20よりも外側の部分)に固着される。固着板部32は熱溶着によって第1吸音材10に固着することができるが、例えば接着剤や両面テープ等によって固着するようにしてもよい。
固着板部32には、複数の位置決め用延出部32a、32a、…が周方向に互いに間隔をあけて形成されている。位置決め用延出部32aは、防音材1の製造時に、製造装置(図示せず)に接触して被覆部材30を所定位置に位置決めするためのものである。
被覆部材30が凹状部31を有していることで、被覆部材30が上下方向に長い形状であっても被覆部材30の変形が抑制される。また、固着板部32がフランジ状に設けられることになるので、この固着板部32によって被覆部材30が補強されることになり、被覆部材30の剛性が高まる。従って、被覆部材30を薄肉にして軽量化を図る場合であっても被覆部材30の変形を抑制することができる。そして、そのように変形し難い被覆部材30を第1吸音材10に固着することで、第1吸音材10の不要な変形も抑制される。
(防音材の製造方法)
次に上記のように構成された防音材1の製造方法について説明する。まず、シート状の発泡ゴムを切断して第1吸音材10及び第2吸音材20を得る。また、シート状のポリエチレンを加熱成形して凹状部31及び固着板部32を一体成形する。
その後、図8に示すように、第1吸音材10の後面11に第2吸音材20を積層し、その第1吸音材10に積層された第2吸音材20の後面21に第2吸音材20を積層して3層構造の吸音層を構成する。このとき、第1吸音材10及び前側の第2吸音材20、前側の第2吸音材20及び後側の第2吸音材20が接着されていないので、第1吸音材10及び前側の第2吸音材20の間、前側の第2吸音材20及び後側の第2吸音材20の間には接着層が形成されない。よって、隣接する吸音材10、20、20が絶縁されることはなく、厚みのある吸音層が構成される。尚、第1吸音材10及び前側の第2吸音材20、前側の第2吸音材20及び後側の第2吸音材20を互いに仮に位置決めするために一部だけ接着するようにしてもよい。この場合、一部にのみ接着層が形成されることになるが、仮位置決めするための接着なので、接着面積は十分に狭くなり、厚みのある吸音層を構成することができる。
また、図1に示すように被覆部材30をセットする。すなわち、被覆部材30の凹状部31の開放部分から第2吸音材20、20を該凹状部31に収容して固着板部32を第1吸音材10の後面11に接触させる。このとき、図示しない溶着機を備えた製造装置を使用することができ、この製造装置に第1吸音材10、第2吸音材20、20及び被覆部材30を上述した順に載置する。被覆部材30の固着板部32に形成されている位置決め用延出部32a、32a、…が製造装置に接触して被覆部材30が所定位置で位置決めされる。
好ましくは、被覆部材30の凹状部31の開放部分が上に向くように配置しておき、この凹状部31の内部に第2吸音材20、20を収容した後、上から蓋をするように第1吸音材10を置き、その後、上下反転させて製造装置にセットする。
しかる後、溶着器によって被覆部材30の固着板部32を、第1吸音材10とは反対側から加熱して溶融させて第1吸音材10に溶着する。これにより、第2吸音材20、20が被覆部材30の凹状部31によって第1吸音材10とは反対側から覆われた状態で、第2吸音材20、20が被覆部材30により第1吸音材10と一体化されて防音材1が得られる。
(実施形態の作用効果)
防音材1は、フロントフェンダーFの内部に押し込むようにして設置する。このとき、第1吸音材10及び第2吸音材20、20が一体化されているので作業性は良好である。また、防音材1の搬送時の作業性も良好である。防音材1をフロントフェンダーFの内部に押し込む際には、第1吸音材10及び第2吸音材20や被覆部材30を弾性変形させればよい。
この実施形態1に係る防音材1によれば、第1吸音材10と第2吸音材20、20とが厚み方向に積層されて多層構造の防音材1が構成される。第2吸音材20、20は、第1吸音材10に固着される被覆部材30によって第1吸音材10と一体化されているので、第1吸音材10と第2吸音材20、20との間に広範囲に亘る接着層を設けることなく、第1吸音材10と第2吸音材20、20との位置ずれが抑制される。これにより、吸音性の期待できない接着層を無くす、もしくは接着層を狭くすることが可能になる。従って、第1吸音材10と第2吸音材20、20とによって厚みのある吸音層が形成されるので、吸音性が高まる。
また、第1吸音材10は、第2吸音材20、20の外形よりも大きな外形を有する弾性材からなり、第2吸音材20、20との積層状態で第2吸音材20、20の周縁部からはみ出すように形成されているので、防音材1を設置する際に、第1吸音材10の周縁部を他の部材(外板部F1やピラー100)に接触させて弾性変形させることが可能になる。これにより、防音材1と外板部F1の間や、防音材1とピラー100との間に隙間が形成されてしまうのが抑制されるとともに、防音材1の位置ずれが抑制される。
また、例えば水のかかるところに防音材1を設ける場合に、被覆部材30側を水のかかる側に配置することで、第2吸音材20、20に水がかかり難くなる。これにより、第2吸音材20の吸音性の低下が抑制される。
次に、実施形態1に係る防音材1と、比較例に係る防音材(図示せず)との防音性能の差について図12のグラフに基づいて説明する。図12は、実車走行試験を行った結果を示している。この試験では、普通乗用車を用意し、そのフロントフェンダーFの内部に、実施形態1に係る防音材1を設置した場合と、比較例に係る防音材を設置した場合とで車内騒音にどの程度の差が出るかを試した。試験条件としては、時速100kmで一般の舗装路を走行し、そのときの前席乗員の耳位置にマイクを設置して音圧を測定した。また、比較例に係る防音材は、発泡ウレタンの成型品であり、形状は実施形態1に係る防音材1に類似した形状としている。比較例である発泡ウレタンの成型品の重量は1個当り130g、一方実施形態1である防音材1の重量は118gであった。
図12に示すグラフの横軸は周波数(Hz)であり、縦軸は前席乗員の耳位置における音圧(dB(A))である。グラフから分かるように、実施形態1に係る防音材1の場合、比較例に係る防音材に比べて、1000Hz近傍で1dB程度の音圧低下がみられる。よって、実施形態1に係る防音材1は高い防音性を有していることが分かる。
(実施形態2)
図9及び図10は、本発明の実施形態2に係る防音材1を示すものである。この実施形態2では、第2吸音材20の周縁部の一部が被覆部材30の外方へ突出している点で実施形態1とは異なっており、他の部分は実施形態1と同じであるため、以下、実施形態1と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、実施形態1と異なる部分について詳細に説明する。
上記実施形態1では、図1のIII−III線に該当する図3に示すように、ピラー100に積層された補強材103に当接する様に防音材1が取付けられているが、図1のIV−IV線に該当する図4では補強材が途切れているため、防音材1とピラー100との間に一部だけ隙間Sが形成されていた。この実施形態2では、実施形態1で隙間Sが形成されていた部分に、第2吸音材20の周縁部の一部を突出させ、この突出した部分をピラー100に接触させることによって隙間を殆ど無くしている。
すなわち、図9及び図10に示すように、第1吸音材10に直接積層されている第2吸音材20の周縁部において上側の車内側部分に、車内側へ突出する突出部25を該第2吸音材20と一体成形している。この突出部25は、被覆部材30の凹状部31に形成された切欠部34内を通って凹状部31の外方へ達している。この実施形態2では、突出部25が第2吸音材20の周縁部において上側の車内側部分に設けられているが、これに限らず、例えば、第2吸音材20の周縁部の下側であってもよいし、車外側であってもよい。また、突出部25は複数設けてもよい。
実施形態2によれば、実施形態1と同様に、第1吸音材10と第2吸音材20、20との間に広範囲に亘る接着層を設けることなく、第1吸音材10と第2吸音材20、20との位置ずれを抑制できるので、吸音性の期待できない接着層を無くす、もしくは接着層を狭くすることが可能になる。これにより、第1吸音材10と第2吸音材20、20とによって厚みのある吸音層が形成されるので、吸音性が高まる。
実施形態2に係る防音材1の防音性能について図13のグラフに基づいて説明する。実施形態2に係る防音材1では、実施形態1の防音材1に比べて800Hz近傍で1dB程度の音圧低下がみられ、また、1000Hz以上の周波数領域では、最高1.7dB程度の音圧低下がみられる。よって、実施形態2に係る防音材1はより一層高い防音性を有していることが分かる。なお、実施形態1の800Hzと1000Hzにおける音圧は、図12と図13で若干異なっているが、これは実車走行を別日に行い、路面状況を完全には同一にする事ができなかったことに起因する。
また、上記実施形態2では、隙間を塞ぐための突出部25を第2吸音材20に一体成形しているが、これに限らず、第2吸音材20とは別体の弾性体を被覆部材30の外側に設けて隙間を塞ぐようにしてもよい。これにより、被覆部材30に切欠部34を形成せずに済むので、止水性を向上できる。
また、第1吸音材10、第2吸音材20及び被覆部材30は黒色に着色するのが好ましい。これにより、防音材1がフロントフェンダーFの内部のような暗いところで目立たなくなる。
尚、上記実施形態1、2では、本発明に係る防音材1をフロントフェンダーFの内部に設置する場合について説明したが、これに限らず、リヤフェンダーの内部やエンジンルーム、車内の各部等に設置することができる。また、上記実施形態1、2では、本発明に係る防音材1を車両用防音材とした場合について説明したが、これに限らず、例えば住宅や電化製品等の防音材として使用することもできる。
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
以上説明したように、本発明に係る防音材は、例えば自動車や電化製品の防音材として使用することができる。
1 防音材
10 第1吸音材
20 第2吸音材
30 被覆部材
31 凹状部
32 固着板部

Claims (4)

  1. 複数の吸音材が一体化された防音材において、
    シート状の第1吸音材と、
    上記第1吸音材に対して厚み方向に積層されるシート状の第2吸音材と、
    上記第2吸音材を上記第1吸音材とは反対側から覆うように形成され、上記第1吸音材に固着される被覆部材とを備え、
    上記第1吸音材は、上記第2吸音材の外形よりも大きな外形を有する弾性材からなり、上記第2吸音材との積層状態で上記第2吸音材の周縁部からはみ出すように形成され、
    上記第2吸音材は、上記被覆部材により上記第1吸音材と一体化され
    上記被覆部材は、上記第2吸音材が収容される凹状部と、該凹状部の周縁部に形成され、上記第1吸音材の周縁部に固着される固着板部とを有していることを特徴とする防音材。
  2. 請求項に記載の防音材において、
    上記第2吸音材の周縁部の一部は、上記被覆部材の外方へ突出していることを特徴とする防音材。
  3. 請求項1または2に記載の防音材において、
    上記被覆部材は、水不透過性を有する部材で構成されていることを特徴とする防音材。
  4. 複数の吸音材が一体化された防音材において、
    シート状の第1吸音材と、
    上記第1吸音材に対して厚み方向に積層されるシート状の第2吸音材と、
    上記第2吸音材を上記第1吸音材とは反対側から覆うように形成され、上記第1吸音材に固着される被覆部材とを備え、
    上記第1吸音材は、上記第2吸音材の外形よりも大きな外形を有する弾性材からなり、上記第2吸音材との積層状態で上記第2吸音材の周縁部からはみ出すように形成され、当該第1吸音材の周縁部を上記防音材の周囲に位置する部材に接触させて変形可能であり、
    上記第1吸音材における上記第2吸音材と反対側の面には、複数の溝が互いに間隔をあけて形成されていることを特徴とする防音材。
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