JPH0781007A

JPH0781007A - 防音材

Info

Publication number: JPH0781007A
Application number: JP25468993A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawase; 寛川瀬; Kazuyuki Yamaguchi; 和之山口; Takashi Imai; 尚今井
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JP2956441B2

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量で，防音効果に優れ，かつリサイクル可
能な防音材を提供すること。【構成】表皮層１と，バネ定数０．０５〜０．５×１
０⁶Ｎ／ｍの低弾性の第１フェルト層２と，中間シート
層３と，バネ定数２〜１０×１０⁶Ｎ／ｍの高弾性の第
２フェルト層４とを，順次積層してなる。中間シート層
３は，合計開孔率０．５〜１０％の通気孔３１を有する
ことが好ましい。また，第１フェルト層は，ポリプロピ
レン製フェルトを用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば自動車のエンジ
ンルーム内の騒音が室内に伝播することを防止するため
の，防音材に関する。

【０００２】

【従来技術】図１２に示すごとく，自動車９において
は，エンジン９２等の騒音が室内９１に伝播することを
防止するため，防音材８が設けられている。防音材８
は，エンジンルーム９４と室内９１とを区切るダッシュ
パネル９５に対して，室内９１側に配置固定されてい
る。また，上記防音材８は，室内９１の床上において，
フロアーカーペットの下方に用いられることもある。

【０００３】ところで，従来の防音材８は，例えば図１
３に示すごとく，表皮層８１，フェルト層８２，鋼板８
３を拘束層としたアスファルトシート８４を順次積層し
たものである。そして，上記アスファルトシート８４側
をダッシュパネル９５に熱溶着する。ダッシュパネル９
５へのアスファルトシート８４の熱融着は，例えばボデ
ィの塗装工程における塗装焼付炉内で行われている。上
記表皮層としては，例えば塩化ビニル樹脂シートが用い
られている。また，フェルト層８２としては反毛フェル
ト（再生綿，麻毛）が用いられている。

【０００４】そして，上記アスファルトシート８４及び
鋼板８３は，主として，ダッシュパネル９５における振
動が室内側に伝播することを抑制するための制振材とし
ての役割を果たしている。一方，上記フェルト層８２及
び表皮層８１は，主として，ダッシュパネル９５を通過
してくる騒音を吸収，遮断するための，遮音材としての
役割を果たしている。そして，上記防音材は，その全体
の重量及び厚みが大きい程，防音効果が大きい。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の防
音材には，次の問題がある。即ち，近年，自動車におい
ては，燃費向上対策として，その軽量化の要求が大きく
なっている。そのため，防音効果の目的のみのために，
一概に防音材の使用量を大きくすることは許されない。

【０００６】また，上記従来の防音材８においては，制
振材は特に周波数５００Ｈ_Z（ヘルツ）以下の低周波領
域における振動を低減できるよう，アスファルトシート
８４及び鋼板８３が用いられている。また，フェルト層
８２と表皮層８１とは中，高周波数領域の騒音を遮断す
るために用いられている。

【０００７】また，上記ダッシュパネル９５は，エンジ
ン９２の熱によって５０〜６０℃の高温度にさらされ
る。そのため，上記のごとく，制振材は，高温側で制振
性能が高いアスファルトシート８４及び鋼板８３を用い
ている。その結果，防音材８としては，重量の大きいも
のを使用せざるを得ず，自動車軽量化に反する。また，
上記従来の防音材は，アスファルトシート８４をダッシ
ュパネル９５に熱融着させるため，その加熱工程が必要
であると共に，熱融着時における防音材の保持手段も必
要となり，ダッシュパネルへの防音材の装着操作が繁雑
である。

【０００８】また，上記ダッシュパネルにアスファルト
シート８４を熱融着するために，防音材のリサイクル
（再利用）は困難となる。また，アスファルトシート８
４は，重量が大きく，かつ夏場或いは工場内の保管場所
等における高温度において粘着性を有する。そのため，
防音材８をダッシュパネル９５に装着するまでの間の，
防音材の保管場所，保管温度にも配慮する必要がある。
このように，アスファルトシート８４を用いた防音材
は，その重量，保管性，取扱性にも問題が多い。本発明
は，かかる従来の問題点に鑑み，軽量で，防音効果に優
れ，かつリサイクル可能な防音材を提供しようとするも
のである。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，表皮層と，バネ定数０．
０５〜０．５×１０⁶Ｎ／ｍの低弾性の第１フェルト層
と，中間シート層と，バネ定数２〜１０×１０⁶Ｎ／ｍ
の高弾性の第２フェルト層とを，順次積層してなること
を特徴とする防音材にある。

【００１０】本発明において最も注目すべきことは，上
記表皮層，第１フェルト層，中間シート層，及び第２フ
ェルト層を順次積層してなると共に，第１フェルト層及
び第２フェルト層は上記特定のバネ定数を有しているこ
とである。上記表皮層としては，ポリ塩化ビニルなどの
シートを用いる。また，その厚みは１〜３ｍｍとするこ
とが好ましい。１ｍｍ未満では，遮音性が低下するおそ
れがあり，一方３ｍｍを越えると遮音性は向上するもの
の防音材の重量が大きくなるという問題がある。

【００１１】次に，第１フェルト層は，バネ定数０．０
５〜０．５×１０⁶Ｎ／ｍの低弾性のフェルト層を用い
る。０．０５×１０⁶Ｎ／ｍ未満では遮音性が低下する
という問題があり，一方０．５×１０⁶Ｎ／ｍを越える
と制振性が低下するという問題がある。上記第１フェル
ト層としては，嵩密度１０〜４０ｋｇ／ｍ³のポリプロ
ピレン製フェルトがある。嵩密度が１０ｋｇ／ｍ³未満
では遮音性が十分でない。一方，４０ｋｇ／ｍ³を越え
ると制振性が低下するという問題がある。

【００１２】また，第１フェルト層の厚みは５〜２０ｍ
ｍとすることが好ましい。５ｍｍ未満では，遮音性が低
い。一方２０ｍｍを越えてもそれに対応する遮音性の向
上は少なく，また防音材の厚みが大きくなりすぎる。上
記のバネ定数と第１フェルト層の厚みとは，互いに関連
があり，例えば厚み５ｍｍの場合には第１フェルト層の
バネ定数が０．５×１０⁶Ｎ／ｍ，厚み２０ｍｍの場合
にはバネ定数が０．０５×１０⁶Ｎ／ｍとすることが好
ましい。それ故，第１フェルト層は，厚み５〜２０ｍｍ
の範囲において，バネ定数０．５〜０．０５×１０⁶Ｎ
／ｍを選択することが好ましい。

【００１３】次に，中間シート層は，第１フェルト層と
第２フェルト層との間にあって，第２フェルト層から伝
播してくる振動を減衰させる役目を有するものである。
この中間シート層としては，ポリ塩化ビニル，ポリプロ
ピレン，ポリウレタン，アスファルトなどのシートを用
いる。その厚みは１〜３ｍｍとすることが好ましい。１
ｍｍ未満では遮音性が低く，一方３ｍｍを越えてもそれ
に見合う減衰効果は少なく，また防音材の重量が増加す
る。

【００１４】また，中間シート層は，開孔率０．５〜１
０％の通気孔を有することが好ましい。ここに，開孔率
とは，中間シート層の片面の面積に対する通気孔の合計
面積（％）をいう。通気孔の孔径は１〜１０ｍｍとする
ことが好ましい。

【００１５】これにより，第２フェルト層側が振動する
際に，第２フェルト層中の空気を第１フェルト層へ放出
したり，第２フェルト層中へ第１フェルト層から空気を
吸入したりすることが自由となり，第２フェルト層の振
動減衰効果が向上する。上記孔径が１ｍｍ未満では通気
性の効果が少なく，一方１０ｍｍを越えると，中間シー
ト層の振動減衰効果が低下するおそれがある。

【００１６】次に，第２フェルト層は，バネ定数が２〜
１０×１０⁶Ｎ／ｍで，第１フェルト層よりも高弾性で
ある。２×１０⁶Ｎ／ｍ未満では振動減衰効果が低い。
一方，１０×１０⁶Ｎ／ｍを越えると１００Ｈｚ以下の
振動減衰効果が低下し，またフェルトの重量が増加する
という問題がある。また，第２フェルト層の厚みは，１
０〜２５ｍｍとすることが好ましい。１０ｍｍ未満では
振動減衰効果が低く，２５ｍｍを越えてもそれに見合う
振動減衰効果向上の効果は少ない。

【００１７】また，上記のバネ定数と第２フェルト層の
厚みとは，互いに関連があり，例えば厚み１０ｍｍの場
合には第２フェルト層のバネ定数が１０×１０⁶Ｎ／
ｍ，一方，厚み２５ｍｍの場合には第２フェルト層のバ
ネ定数は２×１０⁶Ｎ／ｍとすることが好ましい。それ
故，第２フェルト層は，厚み１０〜２５ｍｍの範囲にお
いて，１０〜２×１０⁶Ｎ／ｍを選択することが好まし
い。また，第２フェルト層の材料としては，再生綿など
のフェルトを用いる。

【００１８】また，第２フェルト層は，中間シート層に
対して軽く接着されていることが好ましい。これによ
り，柔軟すぎて扱い難い第２フェルト層を中間シート層
によって補強した状態となり，防音材を自動車のダッシ
ュパネル等に装着する際の作業が容易となる。このこと
は，第１フェルト層と表皮層との関係においても同様で
ある。

【００１９】本発明の防音材は，前記の４層より構成す
るため，ダッシュパネル等の相手材へ装着する以前に４
層状に積層し，互いに軽く接着した積層物としておくこ
ともできる。また，この積層物は，相手材の三次元形状
に沿って，成形しておくこともできる。また，上記とは
逆に，相手材に装着する際に一層づつ重ねて，ホッチキ
ス等で固定していくこともできる。本発明の防音材は，
自動車のダッシュパネル，床等における自動車用防音材
の他，工場，建築物，音楽室，家屋等における防音材と
しても優れた効果を発揮する。

【００２０】

【作用及び効果】本発明の防音材は，上記構成を有して
いるので，優れた遮音性を発揮する。その理由は次のよ
うに考えられる。即ち，騒音発生源側には第２フェルト
層側を配置する。そのため，騒音はまず上記高弾性の第
２フェルト層に入り，ここでまず振動が減衰され，更に
中間シート層において振動が減衰される。そして，中間
シート層より上記低弾性の第１フェルト層に入った騒音
は，ここで吸収され，更に表皮層においても吸収され
る。そして，これらの相乗効果によって，優れた防音効
果を発揮する。

【００２１】上記の点に関して，本発明の防音材を自動
車のダッシュパネルに装着した場合（図２参照）を例に
とって，以下に説明する。即ち，自動車の室内への騒音
侵入は，エンジンの振動が，エンジンマウントを通じ
て，また路面の細かい凹凸によって発生する振動がタイ
ヤ，サスペンション系を通じて，伝播して来ることによ
る。本発明の防音材においては，例えばダッシュパネル
から伝播して来る振動が，防音材の表皮層に伝わること
を低減する，振動減衰効果を狙ったものである。

【００２２】ダッシュパネルの振動特性は，エンジンマ
ウント等から伝わった振動がそのまま伝わるのではな
く，伝わった振動の周波数に応じてダッシュパネルが共
振するため生ずるもので，ある周波数では振動が減衰し
たり，逆に大きくなったりする現象である（例えば図３
参照）。従来の防音材においては，アスファルトシート
及び銅板よりなる制振性を用いてダッシュパネルの振動
を抑制していた。しかし，本発明においては，上記４層
による振動減衰効果を発揮させるものであり，両者はそ
の遮音性の機能を異にしている。

【００２３】また，本発明においては，前記従来の防音
材のごとく，制振材としての鋼板は用いていない。その
ため，本発明の防音材は，従来防音材に比して，約３０
％の重量しか有しておらず，大幅な軽量化を図ることが
できる。

【００２４】また，本発明の防音材は，前記従来の防音
材のように，前記ダッシュパネル等に熱融着させるアス
ファルトシートを用いていない。そのため，防音材の再
利用も可能でリサイクル性も良い。更には，アスファル
トシートを用いる場合に比較して，保管性，取扱い性，
軽量性にも優れている。したがって，本発明によれば，
軽量で，防音効果に優れ，かつリサイクル性にも優れた
防音材を提供することができる。

【００２５】

【実施例】

実施例１本発明の実施例に関する防音材につき，図１及び図２を
用いて説明する。本例の防音材１０は，表皮層１と，バ
ネ定数０．０５〜０．５×１０⁶Ｎ／ｍの低弾性の第１
フェルト層２と，中間シート層３と，バネ定数２〜１０
×１０⁶Ｎ／ｍの高弾性の第２フェルト層４とを，順次
積層してなる。本例においては，上記表皮層１として
は，厚み２ｍｍの硬質の再生塩化ビニル樹脂のシートを
用いた。第１フェルト層２としては，ポリプロピレン製
のフェルトを用いた。このものは，嵩密度１５ｋｇ／ｍ
³で，厚み１０ｍｍであった。

【００２６】中間シート層３としては，表皮層１と同様
の硬質の再生塩化ビニル樹脂のシートを用いた。このも
のは，厚み２ｍｍで，直径５ｍｍの多数の通気孔３１を
有している。通気孔３１は，中間シート層の片面面積に
対して，開孔率８％である。また，第２フェルト層４と
しては，再生綿フェルトを用い，その厚みは１５ｍｍ，
嵩密度は９６ｋｇ／ｍ³であった。

【００２７】上記のごとく，構成した防音材１０は，図
２に示すごとく，自動車のダッシュパネル９５に，防音
材の第２フェルト層４を対面させて，クリップにより固
定した。そして，自動車のエンジンを作動させ，遮音
性を測定したところ，前記従来例に示した防音材とほぼ
同等もしくはそれ以上の防音効果を示した。

【００２８】また，本例の防音材は前記従来例のように
制振材としての鋼板を用いていないので，大幅な軽量化
を図ることができ，その重量は従来品の約３０％であっ
た。また，本例の防音材は，前記従来品のごとく，熱融
着させるアスファルトシートを用いていないので，リサ
イクル性，更に保管性，取扱い性にも優れている。

【００２９】実施例２本発明に関する各種防音材（試料Ｎｏ１〜８）及び比較
例としての防音材（試料Ｃ１，Ｃ２）を作製し，これら
について，各種周波数に対する防音効果を測定した。各
防音材の条件を表１に，測定結果を図３〜図１１に示し
た。本発明の防音材に関しては，表１に示す条件の他，
各層の材料等は実施例１に示したものを用いた。また，
同表には，防音材の全体厚み（ｍｍ），及び防音材１ｍ
²当たりの重量（ｋｇ／ｍ²）を示した。

【００３０】また，比較例Ｃ１は，前記従来例に示した
防音材で，表皮層と再生綿フェルト層と鋼板とアスファ
ルトシートとよりなるもの（図１３）である。表皮層は
実施例１の表皮層と同材料，再生綿フェルト層は実施例
１の第２フェルト層と同材料で厚み２０ｍｍ，嵩密度９
６ｋｇ／ｍ³であった。また，鋼板は厚み０．８ｍｍ，
アスファルトシートは厚み３ｍｍ，比重１０００ｋｇ／
ｍ³であった。

【００３１】更に，比較例Ｃ２は，中間シート層を用い
ない３層構造のもので，表皮層は実施例１と同じ材料を
用い，第１フェルト層として厚み１２ｍｍ，嵩密度３０
ｋｇ／ｍ³のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フ
ェルトを，また第２フェルト層として厚み１０ｍｍ，嵩
密度９６ｋｇ／ｍ³の再生綿フェルトを用いたものであ
る。なお，本発明の試料８は，通気孔のない中間シート
層を用いたものである。

【００３２】次に，上記防音効果の測定に当たっては，
固定枠に固定した鋼板製の加振板の上に試料を載置し，
加振板を振動させた。そして，上記加振板，及び防音材
の表皮層上面の振動レベルを測定し，下式によりその振
動レベル（Ｘ）を算出した。振動レベル（Ｘ）＝ｌｏｇ
（表皮層における振動レベルＸ₁）−ｌｏｇ（鋼板の振
動レベルＸ₀）

【００３３】上記の測定結果を示す図３〜図１１におい
ては，横軸に加振時の周波数（Ｈ_Z）を，縦軸に上記振
動レベル（Ｘ）ｄＢを示した。同図において振動レベル
（Ｘ）が０（ゼロ）は，防音効果がゼロを示し，−（マ
イナス）は防音効果があることを示し，＋（プラス）は
その逆を示している。

【００３４】次に，図３〜図１１を用いて，各試料の防
音効果につき説明する。まず，図３においては，本発明
の試料１と比較例Ｃ１，Ｃ２とを示している。同図より
知られるごとく，これら３つの試料は，周波数１００Ｈ
_Z以下では同様の振動レベル（Ｘ）であるがそれ以上で
は，本発明の試料１が優れた防音効果を示している。次
に，図４は共に本発明品を示し，中間シート層が通気孔
を有するもの（試料１）と有しないもの（試料８）とを
示している。同図より，通気孔を有する方が防音効果が
若干大きいことが分かる。

【００３５】図５〜図１１は，試料１〜試料７の各測定
値を示している。また，各図においては，各共振領域に
おける主なピーク値を併記した。まず，図５〜図１１に
示すごとく，試料１〜７は，いずれも比較例Ｃ１，Ｃ２
（図３）に比較して，優れた防音効果を発揮することが
分かる。また，図５，６，７及び８（試料１，２，３及
び４）を比較すると，これらは第１フェルト層及び第２
フェルト層は同じで，表皮層の厚みと中間シート層の厚
みが異なっているものである。

【００３６】そして，これらは，周波数１００Ｈ_Z以下
の１次共振ピークを，２次共振以下を悪化させることな
く，１２．２４〜８．６６の間で変化させることができ
る。つまり，これらは上記各層を上記のごとく変えるこ
とによって，振動レベル（Ｘ）を上記の値に制御できる
ことを示している。

【００３７】次に，図５，９及び１１（試料１，５及び
６）を比較すると，これらは表皮層，第１フェルト層，
第２フェルト層の厚みは同じで，中間シート層の通気孔
開孔率が異なるものである。これらの図より，開孔率を
変えることによっても，周波数１００Ｈ_Z以下の共振を
変化させることができることが分かる。また，図１１
（試料７）は，周波数１００Ｈ_Z以下の１次共振を，実
に６．６２ｄＢまで大幅に下げることができることを示
している。

【００３８】上記図２〜図１１より知られるごとく，表
皮層の厚みと，中間シート層の厚み及び開孔率を変える
ことによって，幅広い周波数範囲において，種々の防音
効果を有する防音材が得られることが分かる。

【００３９】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における防音材の展開斜視図。

【図２】実施例１における防音材の装着状態を示す断面
図。

【図３】実施例２における，試料１と比較例１，２の，
周波数に対する振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図４】実施例２における，試料１と８の，周波数に対
する振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図５】実施例２における，試料１の，周波数に対する
振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図６】実施例２における，試料２の，周波数に対する
振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図７】実施例２における，試料３の，周波数に対する
振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図８】実施例２における，試料４の，周波数に対する
振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図９】実施例２における，試料５の，周波数に対する
振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図１０】実施例２における，試料６の，周波数に対す
る振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図１１】実施例２における，試料７の，周波数に対す
る振動レベル（Ｘ）の関係を示す線図。

【図１２】従来例における，自動車用防音材の配置説明
図。

【図１３】従来例における，防音材の断面図。

【符号の説明】

１．．．表皮層，１０．．．防音材，２．．．第１フェルト層，３．．．中間シート層，３１．．．通気孔，４．．．第２フェルト層，９５．．．ダッシュパネル，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表皮層と，バネ定数０．０５〜０．５×
１０⁶Ｎ／ｍの低弾性の第１フェルト層と，中間シート
層と，バネ定数２〜１０×１０⁶Ｎ／ｍの高弾性の第２
フェルト層とを，順次積層してなることを特徴とする防
音材。
【請求項２】請求項１において，上記中間シート層は
通気孔を有し，該通気孔の合計開孔率は０．５〜１０％
であることを特徴とする防音材。
【請求項３】請求項１において，上記第１フェルト層
は，嵩密度１０〜４０ｋｇ／ｍ³のポリプロピレン製フ
ェルトであることを特徴とする防音材。