JPH07277809A

JPH07277809A - 立体形状の防音遮熱板

Info

Publication number: JPH07277809A
Application number: JP8762294A
Authority: JP
Inventors: Koji Fukushima; 浩司福島
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】防音性、遮熱性、耐久性に優れた、立体的な
形状の防音遮熱板を提供すること。【構成】自動車のエキゾーストマニホールドヒートイ
ンシュレーター等の立体的な形状を有する防音遮熱板に
おいて、該防音遮熱板は成形した金属基板と、該金属基
板の表面に設けた無機吸音材と、該無機吸音材の表面に
配置され、上記金属基板に固定され、上記無機吸音材の
端面を金網で閉じ、かつ音熱源に対向する金網よりなる
ことを特徴とする立体形状の防音遮熱板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のエキゾ
ーストマニホールドヒートインシュレーターのごとき、
立体的な形状を有する防音遮熱板に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば自動車のエンジンルーム内に
は、エンジンと共に、エンジン制御、走行制御等を行わ
せるための電子機器が配置されている。そこで、これら
電子機器を高熱から保護するために、遮熱板としてのエ
キゾーストマニホールドヒートインシュレーター（以
下、インシュレーターと称す）が設けられている。この
インシュレーターは、熱源であるエキゾーストマニホー
ルドから一定の空間を設けて、その周囲に配置してあ
り、有効な遮熱板となる。上記インシュレーターは、一
般的に振動源であるエキゾーストマニホールドに固定さ
れている。また、エキゾーストマニホールドは、騒音発
生源でもある。そのため、上記インシュレーターは、遮
熱板であると共に防音材としての役割も有する、防音遮
熱板である。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら、上記従来のイ
ンシュレーターは、金属板または複数枚の金属板を積層
固定したもの、もしくはその間にアスベストシート等を
挟設したものである。そのため、従来のインシュレータ
ーは、エキゾーストマニホールドからの固体伝搬音によ
って、騒音が高くなってしまうことがある。

【０００４】また、エキゾーストマニホールドとインシ
ュレーターとの間の空間が共鳴箱の役割を果たしてしま
い、エキゾーストマニホールドからの騒音が上記空間
で、反射を繰り返し、騒音が増幅される。そのため、イ
ンシュレーターによって騒音値が上昇してしまう。ま
た、一枚または複数の金属板に吸音材としてアスベスト
シート等を挟設したものについても、上記表面の金属板
が騒音を反射する。そのため、十分な吸音効果が得られ
ない。

【０００５】また、遮音材、制振材として、２枚の金属
板の間に粘弾性樹脂を挟持した制振鋼板も提案されてい
る。しかし、このものは、上記粘弾性樹脂が熱に弱いた
め、エキゾーストマニホールド等の高温体の周囲に設置
することは、耐久性の面から好ましくない。本発明は、
かかる問題点に鑑み、防音、遮熱、耐久性に優れた立体
的な形状を有する防音遮熱板を提供しようとするもので
ある。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、自動車のエキゾーストマ
ニホールドヒートインシュレーター等の立体的な形状を
有する防音遮熱板において、該防音遮熱板は成形した金
属基板と、該金属基板の表面に設けた無機吸音材と、該
無機吸音材の表面に配置され、上記金属基板に固定さ
れ、上記無機吸音材の端面を金網で閉じ、かつ音熱源に
対向する金網よりなることを特徴とする立体形状の防音
遮熱板にある。

【０００７】本発明において最も注目すべきことは、上
記無機吸音材の端面が上記金網で閉じていることにあ
る。上記金属板としては、例えば、鋼板、アルミニウム
板、ステンレス板、アルミメッキ鋼板などを用いる。上
記無機吸音材は、接着剤によって金属板に固定すること
が好ましい。接着剤としては、無機材質の物が好まし
い。また、無機質繊維は、耐熱性を有することが好まし
い。

【０００８】上記無機吸音材と、該無機吸音材の表面に
配置され、かつ上記金属基板にスポット溶接で固定され
る金網は、耐熱性及び柔軟性に優れた金網である必要が
ある。この柔軟性は、無機吸音材を湾曲面に固定する為
に必要であるばかりでなく、エキゾーストマニホールド
からの放射音を反射することなく無機吸音材に吸収させ
る為にも必要である。

【０００９】また、上記金網の線径は、０．１ｍｍ〜
１．０ｍｍであり、メッシュは５メッシュ〜７０メッシ
ュである必要がある。線径が０．１ｍｍ未満だと柔軟性
には優れるが耐久性が不十分であり、１．０ｍｍより太
いと耐久性には優れるが柔軟性に劣り、加工性が悪いば
かりでなく剛性が高くなりエキゾーストマニホールドか
らの放射音を反射してしまうからである。以上の点とコ
スト面から０．２ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましい。

【００１０】また、５メッシュより粗いと無機質繊維か
らなる無機吸音材が自動車の振動や走行風等により開口
部から脱落、飛散してしまうし、７０メッシュより細か
くなるとエキゾーストマニホールドからの放射音を反射
してしまうからである。以上の点とコスト面から４０メ
ッシュ〜５０メッシュが好ましい。

【００１１】また、金網の材質は耐熱性、耐酸化性の面
からＳＵＳ３０４が好適である。また、産業機械に於い
て、金属板に吸音材をエクスパンドメタルで固定したも
のが見受けられ、防音対策としては効果的であるが自動
車部品としては不適切である。何故ならば、通常吸音材
として用いられるものは、グラスウール、ロックウー
ル、シリカ−アルミナセラミックファイバー等といった
短繊維不織布が用いられ、定置式の産業機械の場合実用
上何等問題ないが、自動車部品のようにエンジンまたは
走行中の振動に加え、走行風、泥水といった条件下では
エクスパンドメタルのように開口率の高いものでは前記
吸音材を保持する事ができず、吸音材が、除々に飛散ま
たは流出してしまうからである。従って、無機吸音材の
保持の為には金網状の物が必要である。金網の固定方法
としては、リベット、スタッドピン、針金でしばる等の
方法があるが、生産性の面からスポット溶接が好まし
い。

【００１２】上記無機吸音材は、無機質繊維であること
が好ましい。上記無機質繊維は次のようにして騒音を吸
収する。すなわち、無機質繊維の繊維同士の間隙が、侵
入した音のエネルギーを毛細管の粘性抵抗により熱エネ
ルギーに変換、あるいは繊維自体が侵入した音のエネル
ギーで振動し熱エネルギーに変換するためである。よっ
て、上記無機質繊維は吸音材の役割を果たす。

【００１３】また、上記無機繊維吸音材は次の様にし
て、振動を吸収する。すなわち、エンジンからエンジン
カバーに伝達した振動エネルギーは、上記無機繊維吸音
材の内部摩擦により熱エネルギーに変換される。よっ
て、上記無機繊維吸音材は、制振材の役割を果たす。上
記無機質繊維としては、セラミックファイバーまたはガ
ラス繊維であることが好ましい。

【００１４】上記セラミックファイバーは、以下に示さ
れた密度等の条件を満たしうる無機吸音材のなかで、最
も一般的でコストも安価で安全性も高い。また、セラミ
ックファイバーは耐熱性、耐久性にも優れている。耐熱
性に対する要求があまり重要でない場合においては、コ
ストの面からガラス繊維が好ましい。上記無機質繊維と
しては、アルミナ、シリカ−アルミナ、ガラス、シリ
カ、ロックウールのグループから選ばれる１種以上の材
料を用いている。

【００１５】次に、上記無機吸音材は端面を金網で閉じ
る必要がある。何故ならば、通常吸音材として用いられ
るものは、グラスウール、ロックウール、シリカ−アル
ミナセラミックファイバー等といった短繊維不織布が用
いられ、定置式の産業機械の場合実用上何等問題ない
が、自動車部品のようにエンジンまたは走行中の振動に
加え、走行風、泥水といった条件下では、吸音材がその
端部から徐々に飛散または流出してしまうからである。
即ち製品の外周や開口部分、曲面部分の一部に於て金属
基板と金網はスポット溶接で固定されているが、スポッ
ト溶接のナゲットピッチ間約１０ｍｍ〜５０ｍｍに於て
は金属基板と金網が固定されていない。従って、無機吸
音材の端部（端面）は金網で保護されていない構造とな
り、上記無機吸音材が飛散または流出しやすい。

【００１６】従って、無機吸音材の端部（端面）保持の
為にその端部を金網で閉じることが必要である。上記端
部を金網で閉じる構造は、無機吸音材の端部において該
無機吸音材の表面に配置された金網が、該無機吸音材の
端面側に回り込み、さらに該無機吸音材の裏面に到達し
て閉じる構造や、無機吸音材の端部を金属基板の端部と
金網とで包み込む様に折り曲げて閉じる構造が好まし
い。

【００１７】次に、上記無機吸音材は、０．５ｍｍ〜１
５ｍｍの厚みを有し、かつその嵩密度は０．０５ｇ／ｃ
ｍ³〜０．５ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。０．５
ｍｍ未満の厚みでは吸音、制振性が不充分であり、一方
１５ｍｍより厚いと、例えばエンジンルームの限られた
スペース内でエンジンに装着できないおそれがある。

【００１８】また、嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ³未満で
あれば、耐久性の問題を生じ、０．５ｇ／ｃｍ³より大
きければ、吸音不良の問題を生じるおそれがある。本発
明の防音遮熱板は、前記のインシュレーターの外、エキ
ゾーストパイプ、マフラー、ターボチャージャカバー、
触媒コンバータなどの高熱及び騒音発生機器の防音、遮
熱材として優れた効果を発揮する。

【００１９】

【作用及び効果】本発明の立体形状の防音遮熱板におい
ては、金属基板と、該金属基板の表面に端部を金網で閉
じた無機吸音材と、上記金網より構成されている。そし
て、上記防音遮熱板により製作されたインシュレーター
等は、上記無機吸音材を設けた面を、エンジン等と対面
させるよう設置する。そのため、エンジン等からの騒音
の大部分は上記無機吸音材に吸収され、上記金属基板に
は伝搬しない。従って、エンジン等からの騒音の防音効
果が大である。

【００２０】更に、上記無機吸音材は遮熱効果に優れて
いる。従って、エンジン等より発生する熱も容易に遮断
できる。また、上記無機吸音材に対して、音源側に金網
が配置される。金網は音源側の音を吸音材に通すため、
無機吸音材の吸音効果が極めて有効に発揮される。ま
た、前記金網が無機吸音材を支える。そのため、無機吸
音材の剥離が防止され、耐久性にも優れている。更に無
機吸音材の端部は金網で閉じており、無機吸音材の端部
からの飛散または流出が防止されている。また、上記構
成により、複雑な立体形状の防音遮熱板を容易に製作で
きる。上記のごとく、本発明によれば、防音、遮熱、耐
久性に優れた立体的な形状を有する防音遮熱板を提供す
ることができる。

【００２１】

【実施例】

実施例１本発明の実施例にかかる立体形状の防音遮熱板につき、
図１、図２、図３、図４、図５を用いて説明する。本例
の立体形状の防音遮熱板は、自動車のエキゾーストマニ
ホールドヒートインシュレーター１（以下インシュレー
ター）として用いるものである。このインシュレーター
１は、図１に示すごとく、立体的な形状を有する防音遮
熱板よりなる。インシュレーターは、上記形状に成形し
た金属基板１２と、該金属基板１２の表面に配設した無
機吸音材１１と、該無機吸音材１１の表面に配置され、
かつ上記金属基板１２にスポット溶接１４で固定された
金網１０よりなり、上記無機吸音材１１の端部２１また
は２２は金網１０により閉じている。

【００２２】上記金属基板１２は、アルミメッキ鋼板を
用いる。その厚みは０．６ｍｍである。上記金網は、Ｓ
ＵＳ３０４であり、その線径は０．２ｍｍで５０メッシ
ュの平織である。そして、金属基板１２に対しては、図
１に示すごとく複数箇所をスポット溶接１４で固定す
る。

【００２３】上記無機吸音材１１は、シリカ−アルミナ
のセラミックファイバー（商品名；イビウールペーパ
ー、イビデン（株）製）の層状物である。無機吸音材１
１の層の厚みは３ｍｍである。その嵩密度は０．２５ｇ
／ｃｍ³である。上記無機吸音材１１はスポット溶接を
おこなう部分に予め開孔部１６が設けられ、この部分で
金属基板１２と金網１０によりスポット溶接で固定され
る。製作されたインシュレーター１は、上記金網１０を
設けた面を、エキゾーストマニホールドと対面させるよ
う設置する。

【００２４】次に、本例における作用効果につき説明す
る。上記インシュレーター１は、上記金網１０を設けた
面を、エキゾーストマニホールドと対面させるよう設置
する。そのため、エキゾーストマニホールドからの騒音
は金網１０を通過して、上記無機吸音材１１に吸収さ
れ、減衰した騒音が上記金属基板１２に達するものの、
この金属基板１２からの反射音は、さらに無機吸音材１
１に吸収され減少する。

【００２５】したがって、本例の構造は、エキゾースト
マニホールドとインシュレーターとの間の空間が共鳴箱
とならず、エキゾーストマニホールドからの騒音が上記
空間で反射をくり返し増幅することがないのである。ま
た、エキゾーストマニホールドからインシュレーター１
に伝搬した振動は、無機吸音材１１に吸収される。した
がって、インシュレーターを音響放射面とした新たな騒
音の発生を防止する。

【００２６】更に、無機吸音材１１は、遮熱効果に優れ
たセラミックファイバーを用いている。従って、エキゾ
ーストマニホールドより発生する熱が容易に遮断でき
る。更に、セラミックファイバーは耐熱性に優れた素材
であり、エキゾーストマニホールド周囲の高熱条件にも
耐える。また、セラミックファイバーに対して金網１０
が配置され、金網１０がセラミックファイバーを支え
る。

【００２７】よって、セラミックファイバーが金属基板
１２より剥離することが防止できる。さらにセラミック
ファイバーの端部２１または端部２２が金網１０により
閉じているから、自動車の振動等で、短繊維であるセラ
ミックファイバーがほつれ、飛散または流出する事がな
い。また図４、図５のごとく、セラミックファイバーの
端部２３は金属基板１２の端部と金網１０とで挟み込む
様に閉じる構造としても良い。さらに、金属基板１２を
折り曲げた端部をスポット溶接しても良い。さらに、金
属基板１２を折り曲げた端部をスポット溶接しても良
い。従って、本例のインシュレーターは耐久性に優れ
る。また、上記構成により、複雑な立体形状の防音遮熱
板の製作が容易である。上記のごとく、本例によれば、
防音、遮熱、耐久性に優れた立体的な形状を有する防音
遮熱板を提供することができる。

【００２８】本例は、図６〜図７および表１に示すごと
く、本発明による防音遮熱板（試料１）の、伝達関数特
性および各共振周波数における損失係数を測定した。ま
た、比較のため、従来品（比較例Ｃ１）と比較した。本
例の試料１及び比較例Ｃ１の構成を図８、図９に示す。
試料１の防音遮熱板１は、図８に示すごとく、金属基板
１２と無機吸音材１１と金網１０とを、スポット溶接１
４で固定し、実施例１と同様の材料等を用いて製作す
る。

【００２９】比較例Ｃ１の防音遮熱板２は、図９に示す
ごとく、２枚のアルミメッキ鋼板２１、２２をスポット
溶接１４により接合したものである。アルミメッキ鋼板
２１はその厚みが０．６ｍｍである。アルミメッキ鋼板
２２はその厚みが０．４ｍｍである。そして、両者の試
料ともに図の上側に描かれた面が、音源に対向する。こ
れらの試料について、伝達関数特性を測定した結果を、
図６、図７に、各共振周波数における損失係数を測定し
た結果を表１に示す。

【００３０】図６、図７より知られるごとく、本発明に
かかる試料１の伝達関数特性曲線は、従来品である試料
Ｃ１のそれに比べて、その曲線のピークの先端部がなだ
らかである。これは、試料１のほうが、比較例Ｃ１よ
り、その内部を伝搬する振動エネルギーが、早く減衰す
ることを表している。つまり、試料１内では振動エネル
ギーが吸収されてしまう。従って、上記試料１は騒音を
伝えにくい。

【００３１】また、表１より知られるごとく、試料１の
各共振周波数の損失係数は、比較例Ｃ１のそれよりも、
約１５倍以上大きい。よって、上記効果を一層明確に知
ることができる。すなわち、本発明品は、外部に騒音を
伝えにくい構造を有することが分かる。

【００３２】

【表１】

【００３３】また、本例に用いた防音遮熱板の試料１
と、その比較例として、同様の構成を有し、金網１０の
かわりに３Ｍｅｓｈ厚み約１ｍｍの金属製エクスパンド
メタルを用いた試料（Ｃ３）とを振動試験機によって１
０時間加振（３．５ｇ−３３Ｈｚ）した。この試験前と
試験後の重量減を測定したところ、試料１は重量減０％
で何ら変化はなかったが、比較例Ｃ３の試料は、エクス
パンドメタルの開口部から、無機吸音材１１の一部が剥
離脱落し、その重量減が６．８％であった。

【００３４】また、本例に用いた防音遮熱板の試料１
と、その比較例として、同様の構成を有し、無機吸音材
の端部を金網で閉じていない試料（Ｃ４）とを振動試験
機によって１０時間加振（３．５ｇ−３３Ｈｚ）した。
この試験前と試験後の重量減を測定したところ、試料１
は重量減０％で何ら変化はなかったが、比較例Ｃ４の試
料は、端部の開口部から、無機吸音材１１の一部が剥離
脱落し、その重量減が１．８％であった。

【００３５】実施例２本例は、表２に示すごとく、本発明にかかる防音遮熱板
と、従来品にかかるそれとによって、それぞれインシュ
レーターを作製した。そして、比較、対照のために、こ
れらを実際のエンジンに装着して、上記インシュレータ
ーを通じて、外部に伝搬した騒音を測定した。

【００３６】本例に用いた防音遮熱板は、本発明にかか
る実施例１に用いた試料１の無機吸音材を接着剤で金属
基板に固定した試料２である。比較例としては、実施例
１における試料１とＣ１を、またインシュレーターを用
いない例としてを試料Ｃ２を用いた。

【００３７】また、測定には、２リットル、４気筒のデ
ィーゼルエンジンを回転数３０００ｒ．ｐ．ｍで運転
し、上記インシュレーターから５０ｃｍ離れた地点に騒
音計を設置して、その騒音特性を測定した。その結果を
表２に示す。

【００３８】表２より知られるごとく、本発明による試
料１、２のいずれも、比較例Ｃ１、Ｃ２より騒音特性が
低くなっている。また本例の試料２は、試料１に比べ改
善が見られる。また、従来品の比較例Ｃ１はエキゾース
トマニホールドと、インシュレーターとの間の空間で共
鳴により増幅された音が、インシュレーターを伝搬し外
部へ放出されるので、かえって、インシュレーターを設
けない比較例Ｃ２より、騒音特性が大きくなっている。

【００３９】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるインシュレーターの正面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】図１の要部拡大図。

【図４】実施例１におけるインシュレーターの正面図。

【図５】図４の要部拡大図。

【図６】実施例１における試料１の伝達関数特性を示す
線図。

【図７】実施例１における比較例Ｃ１の伝達関数特性を
示す線図。

【図８】実施例１における試料１の断面図。

【図９】実施例１における比較例Ｃ１の断面図。

【図１０】無機吸音材の端部を閉じていないインシュレ
ーターの正面図。

【図１１】図１０における要部拡大図

【図１２】図１０における要部拡大図

【符号の説明】

１・・・インシュレーター、１０・・・金網、１１・・・無機吸音材、１２・・・金属基板、１３・・・無機バインダー硬化処理部、１４・・・スポット溶接部１６・・・スポット溶接を行う為に無機吸音材に予め設
けた開孔部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車のエキゾーストマニホールドヒー
トインシュレーター等の立体的な形状を有する防音遮熱
板において、該防音遮熱板は成形した金属基板と、該金
属基板の表面に設けた無機吸音材と、該無機吸音材の表
面に配置され、上記金属基板に固定され、上記無機吸音
材の端面を金網で閉じ、かつ音熱源に対向する金網より
なることを特徴とする立体形状の防音遮熱板。
【請求項２】請求項１において、上記金網が、上記無
機吸音材の端面側に回り込み、さらに該無機吸音材の裏
面に到達して閉じていることを特徴とする立体形状の防
音遮熱板。
【請求項３】請求項１において、上記無機吸音材の端
面は上記金属基板の端部と上記金網とで包み込む様に折
り曲げて閉じていることを特徴とする立体形状の防音遮
熱板。
【請求項４】請求項１において、上記無機吸音材は無
機質繊維からなることを特徴とする立体形状の防音遮熱
板。
【請求項５】請求項４において、上記無機質繊維は、
アルミナ、シリカ−アルミナ、ガラス、シリカ、ロック
ウールのグループから選ばれる１種以上の材料であるこ
とを特徴とする立体形状の防音遮熱板。
【請求項６】請求項５において、上記無機吸音材は、
０．５ｍｍ〜１５ｍｍの厚みを有し、かつその嵩密度は
０．０５ｇ／ｃｍ³〜０．５ｇ／ｃｍ³であることを特
徴とする立体形状の防音遮熱板。