JPH07277811A

JPH07277811A - 立体形状の防音遮熱板

Info

Publication number: JPH07277811A
Application number: JP9574394A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sakashita; 敬一阪下
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1995-10-24
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: JP3394318B2

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１
において、該防音遮熱板１は成形した金属基板１２と、
該金属基板１２の表面に設けた無機吸音材１１と、該無
機吸音材１１の表面に配置された金網１０と、該金網１
０の上に部分的に配置された金属補強板１５よりなり、
しかも上記金属基板１２と金属補強板１５、あるいは上
記金属基板１２と金網１０と金属補強板１５がスポット
溶接１４で固定されてなることを特徴とする立体形状の
防音遮熱板１。

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
電子機器を排気ガスの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、防音遮熱板として十分
にその役割を果たしていない。即ち、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となり、エキゾースト
マニホールドからの騒音は上記空間で反射を繰り返し増
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設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、
かかる問題点を改良し、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た金網と、該金網の上に部分
的に配置された金属補強板よりなり、しかも上記金属基
板と金属補強板、あるいは上記金属基板と金網と金属補
強板がスポット溶接で固定されてなることを特徴とする
立体形状の防音遮熱板にある。本発明において最も注目
すべきことは、上記金網の上に部分的に配置された金属
補強板よりなり、しかも上記金属基板と金属補強板、あ
るいは上記金属基板と金網と金属補強板がスポット溶接
で固定されてなることを特徴とする立体形状の防音遮熱
板にある。

【０００７】上記金属基板としては、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の
メッキ鋼板を用いる。上記無機吸音材は、必要に応じて
接着剤によって金属基板に固定することが好ましい。接
着剤としては、耐熱性の面から無機材質の物が好まし
い。また、無機質繊維も、耐熱性を有することが好まし
い。

【０００８】上記金網は、耐熱性及び柔軟性に優れた金
網である必要がある。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。また、上記金網の線径
は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであり、メッシュは２０メ
ッシュ〜１５０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０．１５ｍｍ〜０．３
ｍｍが好ましい。また、２０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、１５０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〜７０メッシュが好ましい。また、金
網の材質は耐熱性、耐酸化性の面からＳＵＳ３０４が好
適であり、金網のメッシュのずれが大きい場合や、金網
を予め金型プレス（絞り）加工する場合等は、上記金網
にメッキ加工を施す事が有効である。

【０００９】また、産業機械に於いては、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る
が、防音対策としては効果的であるものの自動車部品と
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には実用上何等
問題ないが、エンジンまたは走行の振動に加え、走行
風、泥水といった条件下で使用される自動車部品の場合
には、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。但し、本発明に於
いては、上記エクスパンドメタルを上記金属補強板とし
て金網と同時に用いる事は可能である。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。

【００１０】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、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。

【００１１】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。

【００１２】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。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。

【００１３】次に、上記無機吸音材は上記金属基板と金
属補強板、あるいは上記金属基板と金網と金属補強板が
スポット溶接で固定されることにより固定される。した
がって、ガソリンエンジンの小型車等はもちろん、ディ
ーゼルエンジンの大型車等エンジン振動の大きい車にあ
っても、インシュレーターの剛性が高く、十分な防音効
果が得られ、しかも振動と冷熱歪みに対する金属基板の
耐久性や金網の引き剥がし強度が極めて向上する。上記
金網の上に部分的に設けられる金属補強板としては、例
えば、鋼板、アルミニウム板、ステンレス板、アルミメ
ッキ鋼板などのメッキ鋼板を用いる。

【００１４】また、上記金属補強板が金網（金網及び無
機吸音材）を覆う面積は金網の５０％以下である必要が
ある。なぜならば、先に述べた理由により５０％以上覆
ってしまうと、エンジン騒音が金属補強板により反射さ
れ、無機吸音材に入射する割合が低下し、騒音低減効果
が無くなるからである。上記金属補強板の被覆面積はイ
ンシュレーターの剛性面では、大きいほうがよいが、騒
音低減面では小さい方がよい、従って個々のエンジン毎
に設計する事が望ましいが、通常２０％〜３０％が好適
である。

【００１５】次に、上記無機吸音材は、０．５ｍｍ以上
の厚みを有し、かつその嵩密度は０．０５ｇ／ｃｍ³〜
０．５ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。０．５ｍｍ未
満の厚みでは吸音、制振性が不充分である。吸音材とし
ては、例えばエンジンルームの限られたスペース内で可
能な限り厚くしたほうが好ましい。また、上記無機吸音
材は、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。

【００１６】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。

【００１７】

【作用及び効果】本発明の立体的な形状を有する防音遮
熱板においては、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
れた金網と、該金網の上に部分的に配置された金属補強
板よりなり、しかも上記金属基板と金属補強板、あるい
は上記金属基板と金網と金属補強板がスポット溶接で固
定されてなる。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、上記金網を設けた面を、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
等からの騒音は金網を通して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、上記金属基
板を通じて、外部に騒音が伝わらない。また、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。

【００１８】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、上記金属基板と金網及び、上記金属基板
と金網と上記金網の上に部分的に配置された金属補強板
を介して、スポット溶接で固定されている事により、剛
性が高くなっており、自動車エンジンの冷熱歪み・振動
条件下に於いても極めて優れた耐久性が得られる。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。

【００１９】

【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１
１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に無機吸音材の開口部１７をとおしてスポッ
ト溶接１４で固定された金網１０よりなり、さらに、該
金網１０の上に部分的に６カ所配置された金属補強板１
５が無機吸音材１１の開口部１７をとおして金属基板１
２とスポット溶接１４で固定されている。

【００２０】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。次に、上記金網
は、ＳＵＳ３０４であり、その線径は０．１８ｍｍで５
０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。

【００２１】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４ｍｍ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１７が設けられ、この部分で
金属基板１２と金網１０、または金属補強板１５により
スポット溶接１４で固定される。

【００２２】金属補強板１５はアルミメッキ鋼板を用い
る。その厚みは０．８ｍｍであり、幅は１２ｍｍであ
り、金網の被覆率は１３％であった。本実施例では、金
属補強板１５は、スポット溶接工程にてインシュレータ
ーに沿わせながら溶接したが、予めプレス加工しインシ
ュレーターに沿った形状にしておくと、作業性がよい。
さらには、金網１０と金属補強板１５とを予めスポット
溶接で固定しておき、その後プレス加工する事により、
柔軟性に富んだ金網をインシュレーターの曲面形状に沿
わせる事が可能となり、作業性は著しく向上する。

【００２３】次に、１６はヒートインシュレーター１を
自動車のエキゾーストマニホールドにセットする為のス
タッドボルトのガイド穴であり、本実施例ではガイド穴
１６を更に補強する為ＳＵＳ３０４板厚０．３ｍｍのグ
ロメット加工１８を金網１０をはさみ込んで実施した。
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されることを抑制するのであ
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
ているセラミックファイバーを用いる。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。しかも、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。

【００２７】また、セラミックファイバーに対して金網
１２が配置され、金網１２がセラミックファイバーを支
える。よって、セラミックファイバーが金属基板１０よ
り剥離することが防止できる。さらに金網１２の上から
金属補強板１５がスポット溶接されており、自動車の振
動等によって、金網のスポット溶接がはずれる事がな
く、また、インシュレーター自体の機械的強度も増加す
る。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。

【００２８】本実施例を２リットル、４気筒のディーゼ
ルエンジンのエキゾーストマニホールドに装着し、回転
数３０００ｒ．ｐ．ｍで３００Ｈｒ運転した。上記イン
シュレーターより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結果２０００Ｈｚの騒音値
はＡレンジで７６ｄＢであった。また、運転後のインシ
ュレーターを取り外し観察したが運転前と何等変化はな
かった。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。

【００２９】実施例２本例は、実施例１と同様の構成を用いて、無機吸音材の
厚みを４ｍｍから０．６ｍｍに減らしたものである。実
施例１と同様のエンジン装着テストをおこなった結果２
０００Ｈｚの騒音値はＡレンジで７８ｄＢであった。ま
た、運転後のインシュレーターを取り外し観察したが運
転前と何等変化はなかった。

【００３０】実施例３本例は、実施例１と同様の構成を用いて、金属補強板１
５の金網の被覆率を４５％としたものである。実施例１
と同様のエンジン装着テストをおこなった結果２０００
Ｈｚの騒音値はＡレンジで８０ｄＢであった。また、運
転後のインシュレーターを取り外し観察したが運転前と
何等変化はなかった。

【００３１】比較例１本例は、実施例１と同様の構成を用いて、金網１０のか
わりにアルミメッキ鋼板金（厚み０．６ｍｍ）を金属補
強板１５なしでスポット溶接したものである。実施例１
と同様のエンジン装着テストをおこなった結果２０００
Ｈｚの騒音値はＡレンジで８３ｄＢであった。また、運
転後のインシュレーターを取り外し観察したが運転前と
何等変化はなかった。

【００３２】比較例２本例は、実施例１と同様の構成を用いて、金属補強板１
５なしでスポット溶接したものである。実施例１と同様
のエンジン装着テストをおこなった結果２０００Ｈｚの
騒音値はＡレンジで７５ｄＢであったが、運転後のイン
シュレーターを取り外し観察したところ、スポット溶接
部が６カ所外れ、無機吸音材の重量減少率が１３％であ
ったばかりでなく、ボルト固定穴１６から１カ所２５ｍ
ｍ長のクラックが金属基板１２に発生していた。。

【００３３】

【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部分
カット図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】図１の要部拡大図。

【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、１４・・・スポット溶接部１５・・・金属補強板１６・・・スタッドボルトを通す穴１７・・・無機吸音材に設けた開孔部１８・・・補強の為かしめたＳＵＳグロメット

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
面に配置された金網と、該金網の上に部分的に配置され
た金属補強板よりなり、しかも上記金属基板と金属補強
板、あるいは上記金属基板と金網と金属補強板がスポッ
ト溶接で固定されて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、上記金属補強板が上
記金網を覆う面積が５０％以下であ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、上記金網のメッシュ
は、２０メッシュ〜１５０メッシュであることを特徴と
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以上の厚みを有し、かつその嵩密度は０．０
５ｇ／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。