JPH11286065A - 吸遮音部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板と、吸音層及び拘束層と、吸音層内に設け
られた空気層とよりなる吸遮音部材の構造を改良するこ
とで低周波域の騒音をより確実に吸遮音する。 【解決手段】空気層31に複数の柱状体30が互いに間隔を
隔てて立設された構成とした。基板側５の吸音層１の振
動は分断されて空気層31に伝達されるため、空気層31の
内圧の変動による拘束層４側の吸音層２の振動が抑制さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のダ
ッシュパネルなど用いられ、車体を伝わって車室内へ侵
入しようとする騒音を吸遮音する吸遮音部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のダッシュパネルには、走行時の
騒音、特に加速・減速時のこもり音などが車室内へ侵入
するのを抑制するために、図５に示すように、ダッシュ
パネルの基板である鋼板 100の振動による振動音を減衰
することを目的として、粗毛フェルトなどの弾性体から
なる吸音層 200と塩ビシートなどの拘束層 201とからな
る吸遮音部材が積層されている。またダッシュパネルの
基板として、アスファルトシートが積層された制振シー
ト付き鋼板も知られ、この制振シート付き鋼板の表面に
さらに上記吸遮音部材を積層することも行われている。

【０００３】このように構成された吸遮音部材では、拘
束層 201が吸音層 200の動きを拘束し、拘束層 201で表
面の動きが拘束された吸音層 200が鋼板 100の振動によ
る音波を吸音する。また拘束層 201により遮音作用も奏
されるため、遮音と吸音との相乗作用により高い防音効
果が得られる。また、吸音層の中間にさらにシート状の
部材よりなる中間拘束層を配置した吸遮音部材も知られ
ている。この吸遮音部材によれば、中間拘束層により遮
音性能がさらに向上し、より高い防音効果が得られる。

【０００４】ところが上記した吸遮音部材では、加速・
減速時のこもり音など、 500Hz以下の低周波域の車室内
騒音を十分に低減することが困難であった。そこで吸遮
音性能をより向上させるために、拘束層や吸音層の厚さ
あるいは鋼板の厚さを増大したり、拘束層や吸音層に嵩
密度の高い材料を用いたりすることが行われている。し
かし、このような対策では、車両重量の増加、生産コス
トの上昇、車室内のスペースの減少などの問題が生じ、
好ましい対策とはいえない。

【０００５】そこで実開平58-42897号公報には、吸音層
の中間に空気層を介在させた吸遮音部材が開示されてい
る。このように空気層を介在させることにより、基板側
の吸音層が基板とともに振動しても、空気層によりその
振動の伝達が抑制されて拘束層側の吸音層の振動が抑制
されるため、基板の振動を抑制する制振作用がより効果
的に奏され一層高い吸遮音特性が得られる。また空気層
を密封構造とすることで、音波の漏れも抑制される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気層
を介在させた上記吸遮音部材においては、空気層は密封
構造となっているために、基板の振動により基板側の吸
音層が振動すると空気層の内圧が変動し、その変動が拘
束層側の吸音層に伝達されることで拘束層側の吸音層が
振動するという現象が生じ、特に低周波域の騒音を十分
に吸遮音することが困難となっていた。さらに、吸音層
の中間に所定厚さの空気層を確実に形成することが困難
な場合が多い。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、吸遮音部材の構造を改良することで低周波
域の騒音をより確実に吸遮音することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の吸遮音部材の特徴は、通気性の弾性体から
なる吸音層と、吸音層の表面に設けられた拘束層とより
なり、吸音層の内部に所定厚さの空気層が設けられた吸
遮音部材であって、空気層には複数の柱状体が互いに間
隔を隔てて立設されていることにある。

【０００９】また請求項２に記載の吸遮音部材の特徴
は、請求項１に記載の吸遮音部材において、吸音層は熱
可塑性樹脂繊維からなる不織布であることにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の吸遮音部材では、振動源
となる基板の表面に吸音層と拘束層とが設けられて構成
される。吸音層は通気性の弾性体からなるため、吸音層
内の多数の隙間に入り込んだ音波は隙間の粘性と熱伝導
の作用により弱まり、また音圧の変動によって材料自身
が共振して音エネルギーが減衰する。したがって基板の
振動により発生した音が吸音される。

【００１１】また、拘束層は吸音層の動きを拘束するこ
とで吸音層の吸音作用を増長させ、かつ比較的高周波域
の音を遮音する。さらに本発明の吸遮音部材では、空気
層に複数の柱状体が互いに間隔を隔てて立設されてい
る。したがって柱状体の存在により、基板側の吸音層の
振動は分断されて空気層に伝達されるため、空気層の内
圧の変動による拘束層側の吸音層の振動が抑制される。
つまり空気層は柱状体周囲で連続しているため、基板側
の吸音層に部分的に生じた振動による空気層内圧の変動
は空気層全体に拡散され、全体としての内圧は小さくな
って拘束層側の吸音層の振動が抑制される。

【００１２】振動源となる基板としては、自動車の車体
鋼板、アルミニウム板などの金属板が例示される。アス
ファルトシートなどが積層された制振シート付き鋼板で
あってもよい。吸音層としては、従来と同様に粗毛フェ
ルト、ＰＥＴなど各種繊維から形成された不織布、ウレ
タン発泡体など、通気性の弾性体を用いることができ
る。またその厚さが厚いほど、あるいは嵩密度が大きい
ほど吸音特性に優れているが、配置されるスペース及び
吸音しようとする周波数域に応じて適宜設定される。

【００１３】吸音層に不織布を用いる場合、不織布の見
かけの密度は、0.02〜0.10ｇ／cm³の範囲にあることが
望ましい。見かけの密度が0.02ｇ／cm³ より小さいと、
繊維間の空孔の容積が大きくなって吸音特性が低下し、
0.10ｇ／cm³ より大きくなると所定重量内での吸遮音部
材の厚さの確保が困難となり、吸音特性を確保するため
に厚さを厚くすると繊維が大量に必要となってコスト及
び重量が増大する。

【００１４】また不織布を熱可塑性樹脂繊維から構成す
れば、不織布を構成する繊維の少なくとも一部にリサイ
クル繊維を用いることができる。リサイクル品は色調や
外観などが新品に比べて劣るため、意匠部品などには用
いにくいが、本発明のような吸遮音部材であれば最表面
に表出する場合が少ない。また多少外観品質が悪くとも
吸遮音特性には影響ないので、リサイクル繊維を積極的
に使用することにより地球資源を有効利用することがで
きる。

【００１５】この吸音層は、基板の表面形状に沿う形状
に予め賦形しておくことが望ましい。このように吸音層
を賦形するには、熱可塑性繊維からなる不織布などをそ
の熱変形温度以上に加温してコールドプレスすることに
より容易に行うことができる。拘束層としては、従来と
同様にポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン
などから形成されたシートなどを用いることができる。
その厚さは 2.0〜 4.0mmもあれば十分である。この拘束
層は、吸音層の動きを拘束することで吸音層の吸音作用
を増長させ、かつ比較的高周波域の音を遮音するもので
あり、吸音層の表面に設けられる。少なくとも吸音層の
基板と反対側表面に設けることが望ましいが、吸音層の
基板に接する表面に、つまり吸音層と基板との間に設け
ることもできる。

【００１６】柱状体としては特に制限されず各種材質の
ものを用いることができるが、吸音層と同材質のものか
ら構成することが望ましい。これにより柱状体も含んで
のリサイクルが可能となる。この柱状体を吸音層内に配
置して空気層を構成するには、吸音層と別体のものを一
対のシート状吸音材の間に介在させてもよいし、柱状体
をもつシート部材を一対のシート状吸音材の間にサンド
イッチ状に介在させることもできる。また一対のシート
状吸音材の少なくとも一方に他方に向かって突出する突
起を形成しておき、それを積層することで突起を柱状体
として構成することもできる。

【００１７】柱状体の数は２個以上の複数個であればよ
く、吸遮音部材の大きさに応じて適宜の数を用いること
ができる。柱状体どうしの間隔による効果の差異はあま
り大きくないが、30〜60mmの範囲で間隙を隔てて列設す
るのが吸遮音特性上特に好ましい。また柱状体は両側の
吸音層の全面に均一に分散して配置することが望まし
く、高さが高くなるほど空気層の体積が増大するため吸
遮音特性がより高くなる。しかし高さが２cmを超えると
全体の厚みが過大となるため好ましくない。

【００１８】さらに柱状体は、断面積が１cm² 以下であ
ることが望ましい。断面積が１cm²を超えると空気層の
空気体積が減少し特性が悪くなる不具合がある。また吸
音層との接触率は10％以下とすることが望ましい。接触
率が10％を超えると、剛性が大きくなりすぎて空気層の
効果が減少し特性が悪くなる不具合がある。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。 （実施例）図１に本発明の一実施例の吸遮音部材として
のダッシュパネルの一部の断面図を示す。この吸遮音部
材は、ＰＥＴ製の不織布よりなり共に同一組成で周縁部
が接合された一対の吸音層１，２と、吸音層１及び吸音
層２の間に配置されたＰＥＴ製のインナーシート３とか
ら構成されている。インナーシート３には複数の柱状体
30が一体的に立設され、柱状体30の両端が吸音層１及び
吸音層２の表面に一体的に接合されている。したがって
柱状体30の間に空気層31が形成されている。そして吸音
層２の表面は拘束層４で被覆され、吸音層１が基板５の
表面に一体的に接合されて、ダッシュパネルが構成され
ている。

【００２０】上記ダッシュパネルでは、エンジンルーム
からの騒音・振動が基板５に伝わると、基板５が振動し
音波が発生する。拘束層４で拘束された吸音層１及び吸
音層２の多数の隙間に入り込んだ音波は、隙間の粘性と
熱伝導の作用により弱まり、また音圧の変動によって吸
音層１，２自身が共振して音エネルギーが減衰する。し
たがって基板５の振動により発生した音が吸音される。

【００２１】さらに柱状体30の存在により、吸音層１の
振動は分断されて空気層31に伝達されるため、空気層31
の内圧の変動による吸音層２の振動が抑制される。つま
り空気層31は柱状体30周囲で連続しているため、吸音層
１に部分的に生じた振動による空気層31の内圧の変動は
空気層31全体に拡散され、全体としての内圧は小さくな
って吸音層２の振動が抑制される。

【００２２】（試験例）以下、試験例により本発明の作
用をさらに具体的に説明する。 ＜試料の調製＞図２に示すように、目付量 600g/m２で
500mm× 400mm×12mmの大きさのＰＥＴ製不織布６を２
枚と、 320mm× 400mm×１mmの大きさのＰＶＣ製シート
にＡＢＳ製で直径11mmの柱状体の一端面を接着したイン
ナーシート７とを用意した。インナーシート７は、図２
に示す３つのエリア１〜３（エリア１：面積小，エリア
２：面積中，エリア３：面積大）に、各種長さの柱状体
70を表１に示すように種々配置したものをそれぞれ用意
した。なお柱状体70どうしの間隔は40mmとした。

【００２３】そして、一対の不織布６の間にそれぞれの
インナーシート７をサンドイッチ状に挟持して一対の不
織布６の周縁部を接合した試料を調製し、それぞれの試
料について以下の試験を行った。なお、インナーシート
７を介在させず一対の不織布６を重ねただけの試料をN
o. 14とし、従来技術相当の吸遮音部材として、一対の
不織布の間に柱状体の存在しない空気層を形成した試料
をNo. 15としている。

【００２４】＜試験＞図３に示すように、一対の不織布
６の間にインナーシート７を挟持した試料をパネル８の
下面に設置し、パネル８自体を加振器80により50Hz，１
／１オクターブバンドで振動させた。その時に試料から
発する音をパネル８の上面から 100mm離れた位置に設置
されたマイク81でサンプリングし、その音響レベル（音
圧）を測定して次式より吸音効果を算出した。それぞれ
の試料の結果を表１に示す。

【００２５】吸音効果＝（パネル８の音響レベル）−
（試料設置時の音響レベル） 表１において、柱状体70の高さがゼロとは、そのエリア
に柱状体70が設けられていないことを意味する。例えば
No.1の試料では、エリア１の部分にのみ柱状体70が間隔
40mmで設けられ、エリア２及びエリア３には柱状体70は
設けられていない。そして空気層体積は柱状体70が設け
られている部分の体積を算出している。また、表１から
空気層体積と吸音効果との関係をグラフ化して図４に示
す。

【００２６】

【表１】 またNo. 11、No. 14及びNo. 15の試料について、加振器
80による加振条件をさらに50Hz， 100Hz及び 200Hzの３
水準で振動させ、ＦＦＴアナライザを用い１／１オクタ
ーブバンドで分析して吸音効果をそれぞれ測定した。結
果を表２に示す。

【００２７】

【表２】 ＜評価＞表１及び図４から、柱状体70をもつNo.1〜No.
13の試料では、空気層のないNo. 14の試料及び従来の空
気層のみをもつNo. 15の試料に比べて吸音効果が格段に
向上していることが明らかである。また空気層の体積が
増大するほど、柱状体70の高さが高くなるほど、吸音効
果が高くなっていることもわかる。

【００２８】さらに表２から、実施例の吸遮音部材は50
〜 100Hzの低周波数域の騒音の低減に有効であることが
明らかである。なお本実施例では、拘束層４は吸音層
１，２を覆うのみであったが、吸音層１と基板５との間
にさらに拘束層を設けることもできる。

【００２９】

【発明の効果】すなわち本発明の吸遮音部材によれば、
従来の吸遮音部材に比べて吸遮音効果が格段に向上し、
特に低周波数の騒音の低減に効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の吸遮音部材の断面図であ
る。

【図２】本発明の一試験例に用いた試料の構成を示す説
明図である。

【図３】本発明の一試験例に用いた吸音効果測定装置の
説明図である。

【図４】本発明の一試験例の結果を示し、空気層体積と
吸音効果の関係を示すグラフである。

【図５】従来の吸遮音部材の断面図である。

【符号の説明】

１：吸音層 ２：吸音層 ３：インナ
ーシート ４：拘束層 ５：基板 30：柱状体 31：空気層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通気性の弾性体からなる吸音層と、該吸
   音層の表面に設けられた拘束層とよりなり、該吸音層の
   内部に所定厚さの空気層が設けられた吸遮音部材であっ
   て、 該空気層には複数の柱状体が互いに間隔を隔てて立設さ
   れていることを特徴とする吸遮音部材。
2. 【請求項２】 前記吸音層は熱可塑性樹脂繊維からなる
   不織布であることを特徴とする請求項１に記載の吸遮音
   部材。