JPH10143165A - 高剛性吸音材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン音の吸音や遮音を目的としたエンジ
ンルーム内に使用する高剛性吸音材およびその製造方法
を提供すること。 【解決手段】 短繊維および／または長繊維で構成され
た繊維集合体からなる織布または不織布よりなる吸音材
において、該吸音材を構成する繊維が直径１０〜４０μ
ｍの範囲にあるポリエステル製であり、この繊維の７０
〜１００重量％が断面方向に２重の芯部と表面部とを有
するバインダー繊維であり、前記芯部に高軟化点、前記
表面部に低軟化点の構成で、これら軟化点の差が２０〜
１５０℃の範囲にある繊維であり、吸音材全体として平
均厚さが３〜３０ｍｍ、および面密度が２００〜２，０
００ｇ／ｍ² の範囲にあることを特徴とする高剛性吸音
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高剛性吸音材およ
びその製造方法に関し、特にエンジン音の吸音や遮音を
目的としたエンジンルーム内に使用する高剛性吸音材お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジンを音源とする騒音を
低減させるためにエンジンルーム内には様々な音振部品
が使用されている。例えば、ボンネット裏に設置するフ
ードインシュレータ、吸気音を低減させるためのレゾネ
ータ、または壁面に設置するエンジン内インシュレータ
等である。

【０００３】これら音振部品の中でも、エンジン近接遮
蔽カバーは、エンジンに最も近い位置にある部品の一つ
であり、耐熱性の十分な材料のみが適用され、従来はこ
の要件を満たすために、材料構成としては樹脂の板のみ
であったり、吸音材を設置した部品でも殆どがグラスウ
ールの使用であり、吸音や遮音周波数のニューニング等
は不可能であった。

【０００４】従来のエンジンカバーは、構造面で遮音性
能を向上させるものに薄鋼板から構成されており、その
具体例としては板の一部にヘルムホルツ共鳴器を有する
タイプ（実開昭５７−２５１４４号公報、特開昭５４−
４７０２０号公報）、接地部にウエザーストリップを有
し、エンジン上の漏水を防ぐタイプ（実開昭５７−２５
１４３号公報）、音の発生する部位に直接設置させるタ
イプ（実開昭６３−４０２３２号公報、実開昭６４−５
１７３８号公報）、通気性と遮音性能とを両立させたヘ
ルムホルツタイプ（特開平７−１３５７３号公報、特開
平７−６４５６４号公報）等が提案されている。

【０００５】しかしながら、これらのタイプでは、特定
周波数のみに効かせることが主となり、周波数全域で効
果を持たせることは困難である。

【０００６】また、一般的な吸音材を用いて、遮音性能
と吸音性能とを向上させるタイプ（特開昭５３−９００
０１号公報、実開昭５６−１７６３８８号公報、実開昭
６２−７０９２２号公報）もあるが、これらは前記の構
造タイプと対照的に全域に多少の効果はあるが、特に低
周波域で効果を持たせることは困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特に車両のエンジン騒
音は、エンジンの回転数に応じて変化はあるものの、基
本的には、５００Ｈｚ以下の低周波数領域の騒音が問題
となっており、この低周波数領域の全域に渡り特に効果
の大きな吸音構造体を得ることが課題となっていた。同
時に車両のエンジンルーム内は、スペースが限られてい
るため、高性能でコンパクトな構造を達成することも重
大な課題であった。さらに、エンジンルーム内は、比較
的高温な雰囲気になるため、吸音材にもある程度の耐熱
性が要求される。

【０００８】従って本発明の目的は、５００Ｈｚ以下の
低周波数領域において優れた吸音性能を有すると共に、
高周波数領域でも十分な吸音性能を有し、さらにスペー
スを取らないコンパクトな吸音構造体を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
短繊維および／または長繊維で構成された繊維集合体か
らなる織布または不織布よりなる吸音材において、該吸
音材を構成する繊維が直径１０〜４０μｍの範囲にある
ポリエステル製であり、この繊維の７０〜１００重量％
が断面方向に２重の芯部と表面部とを有するバインダー
繊維であり、前記芯部に高軟化点、前記表面部に低軟化
点の構成で、これら軟化点の差が２０〜１５０℃の範囲
にある繊維であり、吸音材全体として平均厚さが３〜３
０ｍｍ、および面密度が２００〜２，０００ｇ／ｍ² の
範囲にあることを特徴とする高剛性吸音材およびその製
造方法により達成された。

【００１０】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。本発明の高剛性吸音材は、繊維長が１００ｍｍ以下
の短繊維および／または繊維長が１００ｍｍ以上の長繊
維で構成された繊維集合体からなることが必要である。
吸音は音のエネルギーを熱のエネルギー等に変換するこ
とであるから、この性能を向上させるにはエネルギーの
変換効率を向上させる必要がある。この効率は、空気と
の摩擦を大きくすることで向上させることが可能であ
り、この目的を達成するためには吸音材の表面積を上げ
ることが効果的である。この点から様々な種類がある吸
音材の中でも、単位重量辺りの表面積の大きな繊維集合
体が相応しいことになる。また、吸音性能は、構成繊維
の長さには依存しないため、吸音性能を確保するのに繊
維長を規定する必要性は殆どない。

【００１１】さらに、吸音材の使用目的によって、短繊
維を用いる方が良い場合や長繊維を用いる方が良い場合
がある。例えば、短繊維は、繊維自体が短いため、吸音
材に成型したときに、その吸音材は、型の追従性が良好
で保形性が高くなる。また、長繊維は、機械的強度が高
いため、吸音材に剛性を求めたい場合には良好である
が、特に限定は行わない。

【００１２】しかしながら、吸音材の製造や吸音材自体
の剛性等を考慮した場合には、繊維長によって吸音材の
機械的強度が左右されるため、繊維長を規定する意味を
もつ。繊維を吸音材に成形する場合には、繊維長が３０
〜１００ｍｍの範囲にあることが好ましい。繊維長が３
０ｍｍ未満になると、繊維長が短すぎるため、吸音材に
成形することが困難である。一方、一般の繊維吸音材の
製造装置では、１００ｍｍを超える長さを有する繊維を
均一に分散させて成形することは困難である。従って、
一部の繊維体が吸音材中で片寄った吸音材になる可能性
が大きく、常に一定の性能を確保することが難しくな
る。

【００１３】吸音材を構成する繊維集合体は、織布形態
でも不織布形態でも良い。このことは、吸音性能がこの
繊維集合体の形態に依存しないためである。しかしなが
ら、嵩高性の確保や吸音材の機械的強度の確保には、繊
維集合体の形態が強く依存するため、吸音材を設置する
周りの環境を考慮し、吸音材の形態を決定する必要があ
る。このとき嵩高性を重視する場合には、不織布形態が
好ましく、機械的強度を重視する場合には、織布形態が
好ましい。

【００１４】吸音材を構成する繊維は、その直径が１０
〜４０μｍの範囲にあることが必要である。吸音材の吸
音性能は、吸音材を構成する繊維集合体の平均繊維径に
依存され、繊維径が細いほど吸音性能は高くなる。しか
しながら、直径が１０μｍ未満の繊維は、一般的でな
く、繊維自体の剛性も小さいため、部品として使用する
ことが困難であると共に、繊維の剛性が小さいと吸音材
の性能の一つとされる嵩高性を付与することが難しく、
更には繊維自体の結合力も小さくなってしまう。一方、
直径が４０μｍを超える繊維を用いると、吸音性能が低
下する。

【００１５】さらに、吸音材を構成する繊維は、ポリエ
ステル製であることが必要である。ポリエステルは、比
較的融点が高い高分子が多く、自動車のエンジンルーム
内のように比較的高温雰囲気下で使用される吸音材の材
料としては、適しているからである。特に、一般的なポ
リエステルであるポリエチレンテレフタレートは、融点
が約２５０℃であるため、相応しいが特に限定は行わな
い。また、ポリエステルは、リサイクル性が高く、吸音
材として切り出した後の端材を再度、開繊することによ
って、もう一度不織布を製造することが可能である。さ
らに、端材等のポリエステル繊維を溶融し、再度繊維に
紡糸することも可能である。

【００１６】吸音材を構成する繊維は、その７０〜１０
０重量％が断面方向に２重の芯部と表面部とを有するバ
インダー繊維であり、芯部に高軟化点、表面部に低軟化
点の構成となっているものであることが必要である。バ
インダー繊維は、不織布に成型性を付与させるために使
用されているが、繊維表面部の低軟化点の部位が加熱成
型時に相互に融着し合うため、型にあった成形が可能と
なっている。

【００１７】吸音材をエンジンルーム内の吸気系に使用
する場合には、吸音材の繊維が吸入空気によって抜けて
しまうことがないように、吸音材の表面にスパンボンド
等の表皮を添付し、吸音材を保護していた。バインダー
繊維が７０〜１００重量％の範囲で表皮に使用してある
場合には、表面にある繊維がバインダー繊維によって接
着されるため、前記の問題は起こらない。従って、吸音
材の飛散防止のために表皮を設置しなくてもよくなる。

【００１８】このときバインダー繊維の配合量が７０重
量％未満になると、成形には問題はないが、表面繊維の
一部が吸入空気によって飛散するおそれがある。吸音材
を構成する繊維は、バインダー繊維が１００重量％でも
良く、非常に剛性が高く、かつ繊維が飛散しない高品質
の吸音材となる。

【００１９】バインダー繊維の表面部の低軟化点部の融
点は、芯部に対して２０〜１５０℃の範囲で低融点とな
っていることが必要である。これは吸音材に成形性を付
与させるために必要だからである。従ってその軟化点の
差に応じて、一部の繊維のみを軟化させる温度範囲で、
その軟化する当該繊維をバインダーとすることによっ
て、繊維集合体に成形性を付与させることができるので
ある。軟化点の差が２０℃未満になると、加熱成形する
際の温度管理が困難になり、実用的でなくなる。逆に、
軟化点の差が１５０℃を超えると、軟化点の温度が極端
に下がり、常温または高温下で使用する吸音材の形状を
確保することが困難になる可能性がある。

【００２０】これはバインダー繊維以外のポリエステル
繊維は、ほぼバインダー繊維の芯材と同様の融点を有す
ると考えられるため、バインダー繊維の軟化点の温度差
が大きいほど成形が容易になる。しかしながら、高温雰
囲気下で表面部が溶け出すと成形された吸音材の形状が
元の吸音材のシート状に戻ってしまうため問題となるの
である。

【００２１】例えば、エンジンカバー用に用いる吸音材
は、エンジンの放射熱に耐えるため高い耐熱性が要求さ
れる。従って、最も一般的なポリエステルであるポリエ
チレンテレフタレートを芯材として使用するバインダー
繊維の場合には、芯材の融点が約２５０℃であるため、
表面部の軟化点が１１０〜２３０℃の範囲にあることが
必要になる。耐熱性と成型性の観点から、表面部の軟化
点の温度は、１７０〜２００℃の範囲にあることが更に
良好であるが、特に限定は行わない。

【００２２】吸音材の厚さは３〜３０ｍｍの範囲にある
ことが必要である。厚さが３ｍｍ未満になると、吸音性
能が確保できず、逆に３０ｍｍを超えると、吸音材とし
ては厚すぎ、設置のためのスペースが必要になってくる
ため、レイアウト的に成り立たない場合も多く、用途が
狭められる。

【００２３】吸音材の面密度は２００〜２，０００ｇ／
ｍ² の範囲内であることが有効である。面密度が２００
ｇ／ｍ² 未満になると、吸音材としての剛性が確保でき
ない。逆に、２，０００ｇ／ｍ² を超えると、重量やそ
れに伴うコストが超過する割には性能が向上せず効果的
で無いばかりか、この面密度の増加に伴い、吸音材自体
の通気量が減少するため、音を反射してしまう可能性が
ある。

【００２４】材質を問わない芯材の片面または両面に前
述の吸音材を設置する構造も、吸音性能を保持しつつ、
更に吸音材の剛性を上げられることが可能であるため、
本発明の目的のためには相応しい。

【００２５】芯材を構成する物質は、樹脂板、金属板、
繊維集合体、樹脂含浸繊維集合体等、ある程度剛性のあ
る板状のものであれば良いが、特に限定は行わない。

【００２６】この芯材を構成する繊維集合体は、天然繊
維でも合成繊維でも良いが、繊維の太さや繊維の単位長
さ、また繊維体の分布等全てを規定することができ、常
に同じものを作製することができ、均一な密度分布の作
製が可能な合成繊維を使用することが好ましい。

【００２７】繊維集合体を構成する合成繊維としては、
公知の合成繊維の中から適宜選択して使用することがで
き、例えばナイロン、ポリアクリロニトリル、ポリアセ
テート、ポリエチレン、線状ポリエステル、ポリアミド
等などが挙げられる。これら合成繊維の中でも、特に吸
音材のリサイクルや同時一体成形性、形状を維持できる
等のメリット等を鑑みると軟化点の異なる繊維の配合が
可能なポリエステル系繊維を使用することが好ましい。

【００２８】また、ニードルパンチ等の工法を用いて繊
維体を成形し繊維集合体にしたものも繊維体の剛性を向
上させることが可能であるため有効である。

【００２９】芯材を有する積層吸音材の場合は、吸音材
層の厚さの割合が、各面とも全体厚さの３〜４０％の範
囲にあることが好ましい。従って、片面のみ吸音材を設
置する場合は、全体の厚さの３〜４０％の範囲の厚さで
吸音材を設置し、両面に吸音材を設置する場合は、各面
とも全体の厚さの３〜４０％の範囲の厚さで吸音材を設
置することが好ましい。吸音材の設置厚さが３％未満に
なると、吸音性能が確保できないため相応しくない。一
方、４０％を超える厚さを有する場合には、吸音性能的
には問題がないが、全体として芯材が無い場合と殆ど変
わらないため、芯材を設置する意味が無くなってくる。

【００３０】本発明においては、板状の吸音材の一部に
少なくとも１以上の４〜１００ｃｍ ² の範囲にある開口
部または欠落部を有し、吸音材が設置される部位と吸音
材との間で形成される体積部１と、吸音材分の厚さを有
する開口部等により形成される体積部２との比によっ
て、その構成系が５０〜４５０Ｈｚの範囲にある共鳴を
形成できることが好ましい。

【００３１】これは、吸音材でヘルムホルツ共鳴器部を
構成することによって初めて成立する。以下、ヘルムホ
ルツ共鳴器の説明を行う。

【００３２】ヘルムホルツ共鳴器は、新たに共鳴を形成
させることにより、目的とする周波数の吸音を行う構造
体であり、図１に示すように首部の体積と体積部の体積
により構成される。吸音を目的とする設定周波数ｆｒは
首部の体積と体積部の体積との比によって、次式：数１
のように設定することができる。

【００３３】

【数１】 ｃ：音速 Ｓ：首部の断面積 Ｌ：首部の長さ Ｖ：体積部の体積

【００３４】ここで首部の体積とは、前記の板状吸音材
の一部に構成されている開口部または吸音材の欠落部
（図２参照）によって、該吸音材に開けられた孔部とそ
の吸音材の厚さとによって形成された体積のことをい
う。また、体積部とは、吸音材を設置した部位の裏面に
形成された空間をいう。

【００３５】このとき設定周波数に新たに共鳴を形成さ
せるため、従来そこにあった音圧の腹は、形成された共
鳴により潰されるため、結果として、目的周波数の消音
を達成することができる。

【００３６】吸音材によって構成されたヘルムホルツ共
鳴器を最も効果的に使用するためには、共鳴器を設定周
波数の音圧の共鳴が起きている場合に設置することが好
ましく、音圧の減衰も大きくなる。しかし、実際には目
的とする共鳴が発生している場所に共鳴器を設置するの
は困難なことが多く、大きな減衰を有する共鳴器となら
ない場合がある。この場合には新たに形成される共鳴が
大きくならなければ、跳ね返りも大きくならないという
性質を利用し、意図的に共鳴器の設置位置をモードから
外し、設置することは、全周波数域に効果を有する吸音
構造体として有効である。

【００３７】弱い共鳴を形成させるために体積の小さな
弱いヘルムホルツ共鳴器を設置することもできる。ヘル
ムホルツ共鳴器の周波数の設定は、数１より首部と体積
部との比率により決定されるため、理論的には体積の容
量には依存しない。しかし、減衰効果は、体積に依存さ
れるため、体積が大きい方が同じ設定周波数の消音を行
うに際しては効果的である。

【００３８】また、複数の周波数の吸音を行うために、
少なくとも２以上の周波数に設定された複数のヘルムホ
ルツ共鳴器、または少なくとも２以上の同じ周波数に設
定された複数のヘルムホルツ型共鳴器を設置しても有効
であり、吸音効果が得られる。このとき全体の体積との
兼ね合いにより、現実レベルの体積であるか否かが決定
されるが、特に限定は行わない。

【００３９】吸音材の開口部または欠落部の断面積は４
〜１００ｃｍ² の範囲にあることが好ましい。ヘルムホ
ルツ共鳴器の周波数の設定は、首部の体積と体積部の体
積とで行う。従って前記吸音材で設定周波数のチューニ
ングを行う場合は、吸音材の表面上の開口部または欠落
部の面積とその吸音材の厚さとで、首部の体積が決定さ
れ、吸音材が設置されることによって吸音材の裏面に形
成される空間が体積部となる。このため、設定周波数を
操作したい場合は、この面積と吸音材の厚さとを変化さ
せれば良い。

【００４０】このとき首部の断面積が４ｃｍ² 未満にな
ると、周波数の設定は可能であるが、最低限必要な減衰
効果を得ることができなくなり、吸音ダクト構造体とし
て意味をなさない。逆に、１００ｃｍ² を超える断面積
を有するヘルムホルツ型共鳴器は、非常に容量が大きく
なり、これほど大きな共鳴器を用いる状況が殆ど無く、
実用レベルから外れてしまい不適当である。小型乗用車
として使用する場合には、体積と性能との兼ね合いか
ら、首部の断面積は５〜２５ｃｍ² の範囲であることが
特に好ましい。

【００４１】開口部等は、穴が一つである単孔型または
穴が複数であるスリット型でも良い。これらはヘルムホ
ルツ共鳴器の体積や設定周波数との兼ね合いによって選
ぶことができるが、特に限定は行わない。また、断面積
を確保しながら、より小さい体積の下で低周波側に周波
数を設定するために、体積部の中に首部を挿入したタイ
プの首部を有するヘルムホルツ共鳴器は特に有効であ
る。また、開口部等は、前記吸音材を任意の場所に設置
することが可能である。

【００４２】前記の首部の体積と体積部のチューニング
により、上記数１式からある程度の周波数の設定を行う
ことができる。しかしながら、前記吸音材は完全に通気
が止まっておらず、更に剛性も一般の樹脂等の板に比べ
て低いため、数１式では周波数の設定を完全に決定する
ことができない。従って数１式は、ある程度の幅を持っ
て周波数の設定を行うときの指針にするに過ぎない。逆
に、この幅広い周波数の設定が吸音材として使用すると
きには便利なことが多く、更にはこの設定により跳ね返
りも少なくなる。

【００４３】本発明においては、前記吸音材を５０〜４
５０Ｈｚの範囲で設定させることが好ましい。５０Ｈｚ
未満の周波数では、開口部等を現実のサイズにすると背
後に形成される体積部の大きさが極端に大きくなり、現
実的なサイズではなくなってしまう。逆に、４５０Ｈｚ
を超える周波数では、既に吸音材単体でも十分な吸音性
能を有するため、共鳴器を設定することに意味が無くな
ってくる。

【００４４】当然に前記吸音材は、４５０Ｈｚを超える
中周波や高周波の周波数領域には十分な吸音効果を有す
る。従って上述の周波数設定は、中周波数や高周波数領
域以外の領域において吸音性能を付与させる場合に必要
な限定項目である。

【００４５】本発明の高剛性吸音材は、車両のエンジン
ルーム内の音圧を低減させるためにエンジンルーム内の
部品に使用することが好ましい。従来の吸音材は、剛性
が殆どなかったため、吸音材に剛性を求める場合には、
高い剛性を有する表皮を添付していた。本発明は、吸音
材単体で高い剛性を有するため、剛性が求められる部位
の一部に表皮材無しに使用することができるという利点
がある。また、エンジンルーム内には音圧の分布が広
く、音圧の高い部位も多いことから、本発明の高剛性吸
音材をエンジンルームに適用することは最も適してい
る。

【００４６】更に、完全に吸音材から繊維の抜けを防止
するため、または吸音材を保護するために吸音材のエン
ジン側面、または吸音材を覆う形で、平均繊維長１〜１
００ｃｍ、平均径１〜３０μｍ、面密度２０〜２００ｇ
／ｍ² の範囲にある合成繊維からなる不織布の表皮を設
置することが有効であるが、特に限定は行わない。

【００４７】構成される繊維は、１０ｃｍ以下の短繊維
でも、それ以上の長さを有する長繊維でも良い。これら
繊維は、布状の不織布または織布に成形されるが、不織
布の場合にはニードルパンチ製法、または布の一部を熱
融着させて成形する製法は、布の剛性を上げられ、通気
性も確保することができるため、有効である。また、構
成繊維に１０ｃｍ以上の長繊維だけを用いることは、更
に布の剛性を向上させることができるため特に有効であ
る。更に、この表皮材に撥水や撥油処理を施すことも可
能であり、エンジン近傍で吸音材を保護をするのに非常
に効果があるが、特に限定は行わない。

【００４８】本発明の高剛性吸音材は、車両の吸気吸入
音を低減させるために吸気系ダクトの一部に設置して使
用することが好ましい。従来、エンジンの吸気音を低減
させる手段として、吸気系にはレゾネータが設置されて
いるが、このレゾネータを本吸音材に代替することで、
エンジンルーム内の有効空間を拡張することができ、更
に設定周波数以外の高周波域の周波数領域でも十分な吸
気音低減効果を得ることが可能になった。

【００４９】本発明の高剛性吸音材の製造方法として
は、ポリエステル製繊維を開繊し、混合し、カード式不
織布工程、またはエアレイ式不織布工程により嵩高形状
にし、遠赤外オーブン、または熱風オーブンを用いた加
工工程、ニードルパンチ工程にて不織布吸音材とし、該
吸音材を１５０〜２５０℃の温度範囲で予備軟化させた
後、コールドプレス成形型内において成形吸音材層を所
要形状にプレス成形する工程を用いる。

【００５０】吸音材を構成する繊維を均一に混合するた
めに、開繊機にポリエステル繊維を投入し、均一に繊維
が分散するまで、開繊を行う。ここで均一に分散してい
ないポリエステル繊維を用いると、吸音材を成形したと
きに部分的に剛性が違う不均一な吸音材になる可能性が
ある。

【００５１】この均一に分散させた繊維を更にカードレ
イヤー式不織布製造装置、またはエアレイ式不織布製造
装置により嵩高な不織布にする。カードレイヤー式は、
構成される繊維が特に均一になる利点があるため、よく
用いられている。また、エアレイ式は、ラインのスピー
ドが速くなるため、製造の時間が特に重要な場合は、こ
の方式で製造を行うことが好ましい。

【００５２】嵩高不織布となった後に、目的の厚さや面
密度に調整するために、遠赤外オーブン、または熱風オ
ーブンを用いて予備加熱した後、厚さを規定した２つの
ロール中に吸音材を通過させて、厚さを規定する。吸音
材の表面の面剛性を上げる等のために、ロール加工工程
では圧縮できないほど薄厚に吸音材をしたい場合は、最
後にニードルパンチ工程を施し、適当な針密度、吸音材
の送り速度、ニードルが吸音材を貫くストローク長さを
規定し、目的の吸音材を得る。

【００５３】このようにして得られた高剛性吸音材を実
際に使用する場合には、熱風循環オーブン、または遠赤
外オーブンによって１５０〜２５０℃の温度範囲内で予
備軟化させ、その後使用する形状の型で冷プレスを行
う。本発明の高剛性吸音材は、バインダー繊維の配合に
より、任意の形状に成形可能であり、その使用用途に合
わせて成形を行う。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明の高剛性吸音材を車両用エ
ンジン近傍に設置した結果、低周波領域のみならず中周
波数や高周波数域においても高い消音特性を有する吸音
材となることを確認することができた。

【００５５】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。

【００５６】実施例１ 平均直径が１５μｍのポリエステル短繊維により不織布
を構成し、その不織布の８０重量％にバインダー繊維を
配合し、そのバインダー繊維の軟化点は、一般のポリエ
ステル（ポリエチレンテレフタレート）の融点（約２５
０℃）から約４０℃低く設定した。この吸音材を厚さ１
０ｍｍ、面密度１０００ｇ／ｍ² に成形して高剛性吸音
材１を製造した。この時、前述した配合のポリエステル
繊維を開繊機により均一に混合し、カード式不織布工程
により嵩高不織布を製造した。この嵩高不織布を熱風オ
ーブン中に挿入し回転式ロールにより厚さを１０ｍｍに
加工した。得られた不織布吸音材を２５０℃の熱風オー
ブン内に３分間入れ、その後直ぐに実験用の治具の形状
の型に冷プレスして厚さ１０ｍｍの高剛性吸音材１を得
た。

【００５７】実施例２ バインダー繊維の配合量を７０重量％とした他は、実施
例１と全く同様にして高剛性吸音材２を製造した。この
時、前述した配合のポリエステル繊維を開繊機により均
一に混合し、エアレイ式不織布工程により嵩高不織布を
製造した。この嵩高不織布をニードルパンチ工程により
厚さを１０ｍｍに加工した。得られた不織布吸音材を２
５０℃の熱風オーブン内に３分間入れ、その後直ぐに実
験用の治具の形状の型に冷プレスして厚さ１０ｍｍの高
剛性吸音材２を得た。

【００５８】実施例３ バインダー繊維の配合量を１００重量％とした他は、実
施例１と全く同様にして高剛性吸音材３を製造した。こ
の時、前述した配合のポリエステル繊維を開繊機により
均一に混合し、エアレイ式不織布工程により嵩高不織布
を製造した。この嵩高不織布を遠赤外オーブン中に挿入
して回転式ロールにより厚さを１０ｍｍに加工した。得
られた不織布吸音材を２５０℃の熱風オーブン内に３分
間入れ、その後直ぐに実験用の治具の形状の型に冷プレ
スして厚さ１０ｍｍの高剛性吸音材３を得た。

【００５９】実施例４ ポリエステル繊維の平均直径を１０μｍとした他は、実
施例１と全く同様にして高剛性吸音材４を製造した。こ
の時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛
性吸音材４を得た。

【００６０】実施例５ ポリエステル繊維の平均直径を４０μｍとした他は、実
施例１と全く同様にして高剛性吸音材５を製造した。こ
の時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛
性吸音材５を得た。

【００６１】実施例６ バインダー繊維の軟化点の差を約２０℃とした他は、実
施例１と全く同様にして高剛性吸音材６を製造した。こ
の時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛
性吸音材６を得た。

【００６２】実施例７ バインダー繊維の軟化点の差を約８０℃とした他は、実
施例１と全く同様にして高剛性吸音材７を製造した。こ
の時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛
性吸音材７を得た。

【００６３】実施例８ バインダー繊維の軟化点の差を約１５０℃とした他は、
実施例１と全く同様にして高剛性吸音材８を製造した。
この時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高
剛性吸音材８を得た。

【００６４】実施例９ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材９を製造した。
この時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、冷
プレスにより厚さを３ｍｍに成形して高剛性吸音材９を
得た。

【００６５】実施例１０ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材１０を製造し
た。この時の製造方法も実施例１と全く同様にして行
い、冷プレスにより厚さを３０ｍｍに成形して高剛性吸
音材１０を得た。

【００６６】実施例１１ 吸音材の面密度を２００ｇ／ｍ² とした他は、実施例１
と全く同様にして高剛性吸音材１１を製造した。この時
の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛性吸
音材１１を得た。

【００６７】実施例１２ 吸音材の面密度を１５００ｇ／ｍ² とした他は、実施例
１と全く同様にして高剛性吸音材１２を製造した。この
時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛性
吸音材１２を得た。

【００６８】実施例１３ 吸音材の面密度を２０００ｇ／ｍ² とした他は、実施例
１と全く同様にして高剛性吸音材１３を製造した。この
時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、高剛性
吸音材１３を得た。

【００６９】実施例１４ 吸音材を織布で構成した他は、実施例１と全く同様にし
て高剛性吸音材１４を製造した。この時の製造方法も実
施例１と全く同様にして行い、高剛性吸音材１４を得
た。

【００７０】実施例１５ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材を木質ボードの片面に設置し、高剛性吸
音材の厚さが全体の厚さに対して３０％になるようにし
て高剛性吸音材１５を得た。

【００７１】実施例１６ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材をポリプロピレン板の片面に設置し、高
剛性吸音材の厚さが全体の厚さに対して３０％になるよ
うにして高剛性吸音材１６を得た。

【００７２】実施例１７ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材をポリエステル板の片面に設置し、高剛
性吸音材の厚さが全体の厚さに対して３０％になるよう
にして高剛性吸音材１７を得た。

【００７３】実施例１８ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材をポリエステル板の両面に設置し、片面
の高剛性吸音材の厚さが全体の厚さに対して３０％づつ
になるようにして高剛性吸音材１８を得た。

【００７４】実施例１９ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材をポリエステル板の片面に設置し、片面
の高剛性吸音材の厚さが全体の厚さに対して３％づつに
なるようにして高剛性吸音材１９を得た。

【００７５】実施例２０ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材を形状１（図３参照）のように加工し、
開口部の面積が９ｃｍ² となるようにし、背後の体積層
の容積を調整して３００Ｈｚに周波数を設定した共鳴器
を有する高剛性吸音材２０を得た。

【００７６】実施例２１ 高剛性吸音材を形状２（図４参照）のように加工した他
は、実施例２０と全く同様にして高剛性吸音材２１を得
た。

【００７７】実施例２２ 高剛性吸音材を形状３（図５参照）のように加工した他
は、実施例２０と全く同様にして高剛性吸音材２２を得
た。

【００７８】実施例２３ 実施例１６と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。
この高剛性吸音材を形状１のように加工し、開口部の面
積が９ｃｍ² となるようにし、背後の体積層の容積を調
整して３００Ｈｚに周波数を設定した共鳴器を有する高
剛性吸音材２３を得た。

【００７９】実施例２４ 開口部の面積を４ｃｍ² となるようにし、共鳴器の設定
周波数を１００Ｈｚにした他は、実施例２０と全く同様
にして高剛性吸音材２４を得た。

【００８０】実施例２５ 開口部の面積を１００ｃｍ² となるようにし、共鳴器の
設定周波数を４００Ｈｚにした他は、実施例２０と全く
同様にして高剛性吸音材２５を得た。

【００８１】比較例１ バインダー繊維の配合量を６０重量％とした他は、実施
例１と全く同様にして吸音材を製造した。この時の製造
方法も実施例１と全く同様にして行い、吸音材を得た。
この吸音材を実験装置に設置し実験を行ったが、実験中
に繊維が飛び散って正確なデータの取り込みができなか
った。

【００８２】比較例２ ポリエステル繊維の平均直径を５０μｍとした他は、実
施例１と全く同様にして吸音材を製造した。この時の製
造方法も実施例１と全く同様にして行い、吸音材を得
た。

【００８３】比較例３ 実施例１と全く同様にして吸音材を製造した。この時の
製造方法も実施例１と全く同様にして行い、冷プレスに
より厚さを２ｍｍに成形して吸音材を得た。

【００８４】比較例４ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の時の製造方法も実施例１と全く同様にして行い、冷プ
レスにより厚さを３５ｍｍに成形して高剛性吸音材を得
た。この吸音材を実験装置に設置し実験を行おうとした
が、吸音材が厚すぎて通気を止めてしまい実験ができな
かった。

【００８５】比較例５ 吸音材の面密度を１００ｇ／ｍ² とした他は、実施例１
と全く同様にして吸音材を製造した。この時の製造方法
も実施例１と全く同様にして行い、吸音材を得た。

【００８６】比較例６ 吸音材の面密度を２５００ｇ／ｍ² とした他は、実施例
１と全く同様にして吸音材を製造した。この時の製造方
法も実施例１と全く同様にして行い、吸音材を得た。

【００８７】比較例７ バインダー繊維の軟化点の差を約１５℃とした他は、実
施例１と全く同様にして吸音材を製造した。この時の製
造方法も実施例１と全く同様にして行ったが、軟化点の
差が小さく、全体が融けてしまい吸音材を得ることがで
きなかった。

【００８８】比較例８ バインダー繊維の軟化点の差を１６０℃とした他は、実
施例１と全く同様にして吸音材を製造した。この時の製
造方法も実施例１と全く同様にして行い吸音材を得た。
この吸音材を実験装置に設置し実験を行ったが、実験の
最中に実験装置の伝熱により吸音材の形状が保てなくな
り正確なデータが取れなかった。

【００８９】比較例９ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材を木質ボードの片面に設置し、片面の高
剛性吸音材の厚さが全体の厚さに対して２％になるよう
にして吸音材を得た。

【００９０】比較例１０ 実施例１と全く同様にして高剛性吸音材を製造した。こ
の高剛性吸音材を木質ボードの片面に設置し、片面の高
剛性吸音材の厚さが全体の厚さに対して４２％になるよ
うにして吸音材を得たが、芯材の厚さが十分で無くな
り、剛性感が低下してしまい、芯材を設ける意味をなさ
なくなった。

【００９１】比較例１１ 開口部の面積を３ｃｍ² となるようにした他は、実施例
２０と全く同様にして吸音材を得たが、共鳴器を設定し
たにも関わらず、その周波数で吸音効果が得られず、一
般的な吸音材と同様の性能となってしまった。

【００９２】比較例１２ 開口部の面積を１１０ｃｍ² となるようにした他は、実
施例２０と全く同様にして吸音材を得たが、この開口部
の面積で５０〜４５０Ｈｚの周波数に共鳴器を設定した
ときに体積部が大容量になってしまい、実用性に欠け、
更に実験装置内に設置が困難となり、吸音データを取り
込むことができなかった。

【００９３】比較例１３ 共鳴器の設定周波数を４０Ｈｚにした他は、実施例２０
と全く同様にして吸音材を得たが、この開口部の面積で
５０〜４５０Ｈｚの周波数に共鳴器を設定したときに体
積部が大容量になってしまい、実用性に欠け、更に実験
装置内に設置が困難となり、吸音データを取り込むこと
ができなかった。

【００９４】比較例１４ 共鳴器の設定周波数を５００Ｈｚにした他は、実施例２
０と全く同様にして吸音材を得たが、５００Ｈｚの共鳴
器を取付け前後の５００Ｈｚ近傍の周波数の吸音性能が
ほとんど変化せず、共鳴器を取り付けるメリットがなか
った。

【００９５】従来例１ 開繊された天然繊維および合成繊維より構成された面密
度１．０ｋｇ／ｍ² 、厚さ１０ｍｍの成形フェルトを吸
音材として用い、加熱後、冷プレスして成形し、実験を
行った。

【００９６】参考例１ 実施例１、実施例１７および実施例２０の高剛性吸音材
を車両のエンジン近傍に設置し、エンジンをかけて各周
波数毎の音圧レベルを測定したところ、吸音材の抜けも
なく、音響加振の結果とほぼ同等の吸音効果があること
を確認することができた。

【００９７】参考例２ 実施例１、実施例１７および実施例２０の高剛性吸音材
を車両の吸気系のエアクリーナよりも吸入口側に設置
し、エンジンをかけて吸気音の各周波数毎の音圧レベル
を測定したところ、吸音材の抜けもなく、音響加振の結
果とほぼ同等の吸音効果があることを確認することがで
きた。

【００９８】参考例３ 実施例１、実施例１７および実施例２０の高剛性吸音材
を車両の吸気系のエアクリーナよりもエンジン側に設置
し、エンジンをかけて吸気音の各周波数毎の音圧レベル
を測定したところ、吸音材の抜けもなく、音響加振の結
果とほぼ同等の吸音効果があることを確認することがで
きた。

【００９９】試験例 上記実施例、従来例、および比較例において得られた高
剛性吸音材について、以下の実験を実施した。

【０１００】試験例１ 上記の各実施例および比較例の方法によって得られた高
剛性吸音材を、半無響音室に設置した４気筒エンジンの
近傍に取り付けた。このシステムについて、実際にエン
ジンのファイアリング実験を行い、エンジンの前後左右
の４方向１ｍと、エンジン上方１ｍの部位で音圧レベル
を測定し、４位置を平均し、吸音材無しのときの音圧レ
ベルとの差を周波数毎にｄＢ表示した。このとき５０〜
３００Ｈｚを低周波、３００〜５００Ｈｚを中周波、お
よび５００〜２ｋＨｚを高周波数とし、平均値を表１、
２、３に記した。これらの試験結果を表１、２、３に示
す。

【０１０１】

【表１】

【０１０２】

【表２】

【０１０３】

【表３】

【０１０４】表１より実施例で作成された各種高剛性吸
音材は、従来例に比べ、低周波数（５０〜３００Ｈ
ｚ）、中周波数（３００〜５００Ｈｚ）、および高周波
数（５００〜２ｋＨｚ）の領域において、優れた吸音特
性を示し、場所を取らず、取付け性に優れる高剛性吸音
材であることが確認された。

【０１０５】また、本発明の規定範囲より外れる仕様で
作成した比較例は、特に必要とされる低周波数や中周波
数領域の吸音性能（判断基準として、低周波数で５ｄ
Ｂ、中周波数で８ｄＢの消音性能がないものは不可とし
た。また、心材を設け更に剛性を上げた仕様である実施
例１５〜１９では、高剛性吸音材単体だけよりも剛性感
が低下したものは不可とし、共鳴器を構成した実施例２
０〜２５は共鳴器を取り付けた場合の効果が顕著に出な
い場合は不可とした。）、更にスペース的（実際の車両
のエンジンルーム内スペースに納まらないものは不可と
した。）に満足できないことが確認された。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高剛性吸
音材によれば、５００Ｈｚ以下の低周波数領域において
優れた吸音性能を有すると共に、高周波数領域でも十分
な吸音性能を有し、さらにスペースを取らないコンパク
トな吸音構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヘルムホルツ共鳴器の模式図である。

【図２】高剛性吸音材の模式図である。

【図３】高剛性吸音材の形状１の模式図である。

【図４】高剛性吸音材の形状２の模式図である。

【図５】高剛性吸音材の形状３の模式図である。

【符号の説明】

１ 体積部１ ２ 体積部２ ３ 開口部面積Ｓ ４ 首部長さＬ ５ 体積Ｖ ６ 体積部１ ７ 体積部２ ８ 欠落部 ９ 高剛性吸音材 １０ 欠落部 １１ 高剛性吸音材 １２ 欠落部 １３ 高剛性吸音材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 短繊維および／または長繊維で構成され
   た繊維集合体からなる織布または不織布よりなる吸音材
   において、該吸音材を構成する繊維が直径１０〜４０μ
   ｍの範囲にあるポリエステル製であり、この繊維の７０
   〜１００重量％が断面方向に２重の芯部と表面部とを有
   するバインダー繊維であり、前記芯部に高軟化点、前記
   表面部に低軟化点の構成で、これら軟化点の差が２０〜
   １５０℃の範囲にある繊維であり、吸音材全体として平
   均厚さが３〜３０ｍｍ、および面密度が２００〜２，０
   ００ｇ／ｍ² の範囲にあることを特徴とする高剛性吸音
   材。
2. 【請求項２】 材質を問わない芯材の片面または両面に
   繊維集合体を有する積層吸音材において、該積層吸音材
   全体の厚さに対して、３〜４０％の厚さで請求項１記載
   の吸音材が片面または両面に位置していることを特徴と
   する高剛性吸音材。
3. 【請求項３】 板状の吸音材の一部に少なくとも１以上
   の４〜１００ｃｍ²の範囲にある開口部または欠落部を
   有し、該吸音材が設置される部位と該吸音材との間で形
   成される体積部１と、前記吸音材分の厚さを有する前記
   開口部または前記欠落部により形成される体積部２との
   比によって、その構成系が５０〜４５０Ｈｚの範囲にあ
   る共鳴を形成できることを特徴とする請求項１乃至２記
   載の高剛性吸音材。
4. 【請求項４】 車両のエンジンルーム内の音圧を低減さ
   せるためにエンジンルーム内の部品に使用することを特
   徴とする請求項１乃至３記載の高剛性吸音材。
5. 【請求項５】 車両の吸気吸入音を低減させるために吸
   気系ダクトの一部に設置することを特徴とする請求項１
   乃至３記載の高剛性吸音材。
6. 【請求項６】 ポリエステル製繊維を開繊し、混合し、
   カード式不織布工程またはエアレイ式不織布工程により
   嵩高形状にし、遠赤外オーブンまたは熱風オーブンで加
   熱した後、ロール加工工程またはニードルパンチ工程に
   て厚さを調整して不織布吸音材とし、該不織布吸音材を
   １５０〜２５０℃の温度範囲で予備軟化させた後、コー
   ルドプレス成形型内において成形吸音材層を所要形状に
   プレス成形することを特徴とする高剛性吸音材の製造方
   法。