JPH1195756A - インシュレータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度，軽量性および吸音性能に優れ、安価で
リサイクルも容易なインシュレータおよびこのようなイ
ンシュレータの製造方法を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなり、所定の寸法比を
備えた中空円筒形発泡ビーズＢを型内で加熱することに
より、互いに融着・一体化させてインシュレータとす
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、自動車のエンジン
ルームやトランクルームを覆うフードやトランクリッド
の裏面側に取付けられる車両用のインシュレータに係わ
り、さらに詳しくは、低コストで強度，軽量性および吸
音性能に優れ、リサイクルにも容易に対応することがで
きるインシュレータ、およびこのようなインシュレータ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用フードは、エンジン音が
車体外部に漏れるのを防止、あるいは軽減するために、
その裏面側にインシュレータを備えている。

【０００３】このようなインシュレータとしては、従
来、グラスウールを主体としたものが多く用いられ、グ
ラスウールにフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸
させたものを加圧成形することにより所定形状にしたも
のが使用されてきた（例えば、実開昭５８−７９４７６
号公報、実開平２−１４０６００号公報など）。また、
グラスウール以外では、フエルトやポリエステルなどの
合成樹脂繊維の不織布（実開昭６１−１９８１５０号公
報）や、ロックウールなどの鉱物繊維、ジュート（麻）
などの植物繊維、ポリウレタン発泡体などを単独、ある
いはこれら繊維の２種類以上を複合させたものを基材と
するインシュレータも使用されていた。

【０００４】そして、図３に示すように、このような材
料からなるインシュレータ１０１は、フード１００の裏
面側を構成するフードインナパネル１００ｂの断面形状
に合わせてマット状に成形され、フードアウタパネル１
００ａの裏面側に固定された前記インナパネル１０１ｂ
にクリップ１０２によって取付けられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようなグラスウールなどの繊維系多孔質体を主体とし
たインシュレータを用いたフードにおいては、熱硬化性
樹脂をバインダーとして固めただけに過ぎないので、機
械的強度が十分とは言えず、フードの裏面からの浮き上
がり（脱落）によるエンジンルーム内部品との干渉を防
止するには、フードの裏面、すなわちインナパネルへの
取付け点数を多くせざるを得ず、フードへの組み付けが
繁雑になるという問題点があった。

【０００６】また、吸水によって繊維間空隙や発泡体の
空隙に水が浸入して多孔性が損なわれ、吸音性能が著し
く減少することから、撥水加工を施した不織布をインシ
ュレータのエンジン側面に接着する必要があり、これに
よって材料および加工コストが増すと言う問題点があっ
た。なお、これらの問題点を解消するために、例えば特
開昭６０−１２４５７５号公報には、アルミニウムなど
の軽金属合金粒子を焼結した多孔質体をインシュレータ
として利用することが開示されているが、このような金
属製インシュレータにおいては、多孔質体とは言え、上
記のような繊維系材料からなるものに較べて重量増が避
けられず、このようなインシュレータを取付けた場合に
は、フード全体の重量が増し、フードの開閉に支障をき
たす恐れがあるという新たな問題点がある。

【０００７】一方、リサイクルの観点からは、ロックウ
ールやグラスウールなどの無機材料やバインダーとして
熱硬化性樹脂を使用したインシュレータについては、そ
の処理方法が確立されておらず、ポリエステルなどの樹
脂系繊維からなる多孔質体については、再溶融が可能で
あるものの、粉砕や開繊などに手間がかかるという問題
点があって、これら問題点の解消がインシュレータの軽
量化や防音性能向上、コスト低減、さらにはリサイクル
や廃棄物処理のための課題となっていた。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、従来の車両用インシュレータ
における上記課題に着目してなされたものであって、軽
量で強度および吸音性能に優れると共に、安価でリサイ
クルも容易なインシュレータ、およびこのようなインシ
ュレータの製造方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
るインシュレータは、両端部に開口する空隙を備えた円
筒状の樹脂製発泡ビーズが互いに融着して一体化されて
いる構成としたことを特徴としており、このようなイン
シュレータの構成を前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。

【００１０】本発明に係わるインシュレータの実施態様
として請求項２に係わるインシュレータにおいては、発
泡ビーズが１５０℃以上の融点を有する熱可塑性樹脂か
らなる構成とし、同じく実施態様として請求項３に係わ
るインシュレータにおいては、空隙率が８〜４０％の範
囲にある構成とし、請求項４に係わるインシュレータに
おいては、見掛けの発泡倍率が８〜４０倍の範囲にある
構成とし、請求項５に係わるインシュレータにおいて
は、表面に不織布が融着させてある構成とし、請求項６
に係わるインシュレータにおいては、フードあるいはト
ランクリッドのインナパネルに形成した凹部に係合する
突起を備えている構成としたことを特徴としている。

【００１１】本発明の請求項７に係わるインシュレータ
の製造方法においては、両端部に開口する空隙を備えた
円筒状の樹脂製発泡ビーズを型内で互いに融着させて一
体化する構成としたことを特徴としており、インシュレ
ータの製造方法におけるこのような構成を前述した従来
の課題を解決するための手段としている。

【００１２】本発明に係わるインシュレータの製造方法
の実施態様として請求項８に係わる製造方法において
は、外径と内径の比が１：０．２〜１：０．９の範囲で
あって、外径と長さの比が１：０．５〜１：５の範囲に
ある発泡ビーズを用いる構成とし、同じく実施態様とし
て請求項９に係わるインシュレータの製造方法において
は、１５０℃以上の融点を有する熱可塑性樹脂からなる
発泡ビーズを用いる構成とし、請求項１０に係わるイン
シュレータの製造方法においては、発泡ビーズを互いに
融着させるに際し、あらかじめ不織布をセットした型内
に発泡ビーズを充填して加熱する構成としたことを特徴
としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係わるインシュレータ
は、例えば型内で加熱することによって、中空円筒形状
の樹脂製発泡ビーズを互いに融着させたものであるが、
このような発泡ビーズは、例えば特開平７−１３８３９
９および特開平７−１３８４００号公報に開示されてい
るような、任意の中空状に押し出された熱可塑性樹脂の
ペレットをオートクレーブに入れ、高温高圧下で発泡剤
を含浸させたのち、これを空気中に放出し、オートクレ
ーブ内圧力と外気圧との差によって一次発泡させること
によって得ることができる。

【００１４】そして、発泡ビーズは、例えば、自動車の
フードあるいはトランクリッドに合わせた所定形状の金
属製型内に所定量充填され、当該型内に高温の水蒸気を
通すことによって、二次発泡すると同時に発泡ビーズ同
士が融着することによって、所定の空隙率と見掛けの発
泡倍率を備えたインシュレータとなる。

【００１５】発泡ビーズの形状としては、図２に示すよ
うに、両端側に開口する空隙Ｈを備えた円筒状をなし、
外径Ｄｏと内径Ｄｉの比が１：０．２〜１：０．９の範
囲、外径Ｄｏと長さＬの比が１：０．５〜１：５の範囲
とすることが望ましい。これは、Ｄｉ／Ｄｏ比が０．２
を下回ると、空隙の確保が難しくインシュレータとして
の吸音性能が得難くなり、Ｄｉ／Ｄｏ比が０．９を超え
た場合にはビーズの変形が大きくなって、吸音性能のば
らつきが大きくなる傾向があることによる。また、Ｌ／
Ｄｏ比が０．５を下回ると、ビーズ同士の接触点が減少
して、十分な剛性を備えたインシュレータが得難くな
り、逆にＬ／Ｄｏ比が５を上回ると、インシュレータの
成形型に充填したときに、ビーズが一定の方向に並び易
くなる傾向があり、一定の方向に並んだ状態で融着させ
た場合には、特定の周波数域のみの吸音性能しか向上せ
ず、広い範囲の周波数に対する吸音性能が得られなくな
ることによる。

【００１６】また、発泡ビーズの素材樹脂としては、エ
ンジンの発する熱に対する耐熱性の観点から、１５０℃
以上の融点を持つ熱可塑性樹脂とすることが望ましく、
このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピ
レン（ＰＰ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリア
ミド（ＰＡ），ポリエーテル（ＰＥ），ポリフェニレン
オキサイド（ＰＰＯ），ポリカーボネート（ＰＣ）、さ
らにはＰＰＯ／ＰＡや、ＰＣ／ＰＢＴ，ＰＣ／ＡＢＳな
どのアロイなどを用いることができる。

【００１７】このようにして得られたインシュレータ
は、その吸音性能の観点から、空隙率を８〜４０％、見
掛けの発泡倍率を８〜４０倍の範囲とすることが望まし
い。すなわち、空隙率が８％未満では高周波数域の吸音
性能が不十分となる傾向があり、逆に４０％を超えると
低周波数域の吸音性能が不十分となる傾向があることに
よる。また、見掛けの発泡倍率が８倍未満では従来の繊
維系多孔質体に較べて重量が重くなり、４０倍を超える
と加熱時のへたり量が大きくなって、吸音性能が低下す
る傾向となることによる。

【００１８】なお、発泡ビーズの融着に際して、型内に
あらかじめ不織布を設置しておき、この不織布の片側に
発泡ビーズを充填したうえで加熱することにより、ビー
ズ同士が融着すると同時に不織布に融着することから、
接着などの手間を省いてビーズと不織布を一体化するこ
とができ、インシュレータの外観を向上させることがで
きる。

【００１９】一方、このようにして所定形状に成形され
たインシュレータ１は、図１（ａ）に示すように、自動
車のフード２あるいはトランクリッド（図示せず）の裏
面側に取付けられる。

【００２０】このとき、クリップなどを用いた従来の固
定方法も採用することができるが、例えば、図１（ｂ）
および（ｃ）に示すように、フード２の張り剛性を高め
るためにフードアウターパネル２ａの裏面側に取付けら
れているフードインナパネル２ｂのボックス構造部分に
あらかじめくぼみ（凹部）２ｃ，２ｃを形成しておき、
このくぼみ２ｃ，２ｃにインシュレータ１の側に設けた
突起１ａ，１ａを係合させるようになすことが望まし
く、これによってクリップなどの取付部品が不要とな
り、インシュレータ１の固定が簡便なものとなる。さら
には、くぼみを設けたフードあるいはトランクリッドを
型内に設置し、その片側に発泡ビーズを充填したのち、
加熱することによってビーズを融着させ、パネルと一体
化させることも可能である。ビーズは融着と同時に二次
発泡によってパネルのくぼみに充填されることから、イ
ンシュレータの取付部品および取付作業を排することが
できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わるインシュレー
タは、中空円筒状の樹脂製発泡ビーズが互いに融着し、
一体化されたものであるから、軽量で、透水性に優れる
ため、特別な撥水処理を施すことなく吸水による吸音性
能の低下を防止することができるという優れた効果をも
たらすものである。

【００２２】本発明に係わるインシュレータの実施態様
として請求項２に係わるインシュレータにおいては、発
泡ビーズが１５０℃以上の融点を備えた熱可塑性樹脂か
らなるものであるので、再溶融が可能でありリサイクル
に容易に対応することができると共に、フードに取付け
た場合にもエンジンから発生する熱に長期間耐えること
ができ、同じく実施態様として請求項３に係わるインシ
ュレータにおいては、その空隙率を８〜４０％としたも
のであるから、低周波数域から高周波数域まで広い周波
数範囲で吸音性能を向上させることができ、請求項４に
係わるインシュレータにおいては、その見掛けの発泡倍
率を８〜４０倍としたものであるから、軽量性を確保し
ながら強度および耐熱性を向上させることができ、請求
項５に係わるインシュレータにおいては、その表面に不
織布が融着されているので、インシュレータとしての外
観を向上させることができ、請求項６に係わるインシュ
レータにおいては、フードやトランクリッドのインナパ
ネルに形成した凹部に係合する突起を備えているので、
インシュレータのフードあるいはトランクリッドへの取
付作業が簡便化されると共に、クリップなどの取付部品
を不要にすることができるというさらに優れた効果がも
たらされる。

【００２３】本発明の請求項７に係わるインシュレータ
の製造方法においては、中空円筒状の樹脂製発泡ビーズ
を型内で互いに融着させて一体化するものであるから、
本発明に係わるインシュレータを容易かつ低コストに製
造することができ、本発明に係わるインシュレータの製
造方法の実施態様として請求項８に係わる製造方法にお
いては、外径と内径の比が１：０．２〜１：０．９の範
囲であって、かつ外径と長さの比が１：０．５〜１：５
の範囲の中空円筒状発泡ビーズを使用するようにしてい
るので、強度，剛性に優れ、しかも軽量で広い周波数範
囲における吸音性能に優れたインシュレータを得ること
ができ、同じく実施態様として請求項９に係わる製造方
法においては、融点が１５０℃以上の熱可塑性樹脂から
なる発泡ビーズを使用するようにしているので、耐熱性
に優れ、かつリサイクルの容易なインシュレータを得る
ことができ、請求項９に係わる製造方法においては、発
泡ビーズの融着に際して、型内に不織布をセットしたう
えでビーズを充填し、加熱するようにしているので、ビ
ーズ同士の融着と同時に不織布を融着させることがで
き、表面に不織布を備え、外観形状の良好なインシュレ
ータを容易に得ることができるという優れた効果がもた
らされる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００２５】融点１８０℃のポリプロピレン樹脂ペレッ
トを各寸法比を有する中空円筒状にそれぞれ発泡させ、
得られた発泡ビーズを所定形状の金型内に充填したの
ち、型内に高温の水蒸気を通過させることによって加熱
し、それぞれの空隙率および見掛けの発泡倍率を備えた
インシュレータを得た。

【００２６】得られたインシュレータについては、重
量，剛性，保水性，耐熱性および吸音性能を評価し、素
材樹脂や寸法比の異なるビーズを使用して得られたイン
シュレータ、および空隙率や見掛けの発泡倍率の異なる
インシュレータ、さらにはグラスウールを用いた従来タ
イプのインシュレータの性能と比較調査した。

【００２７】なお、剛性については、得られたインシュ
レータの四隅を固定したときの中央部におけるたわみ量
を測定することによって、保水性については、インシュ
レータを水槽中に１時間浸漬したのち、常温で１２時間
水平状態に放置した時の重量変化率を測定することによ
って、さらに耐熱性については、得られたインシュレー
タを１３０℃のオーブン内で１２時間加熱したときの外
観形状の変化を観察することによってそれぞれ評価し
た。また、吸音性能については、垂直入射吸音率測定法
に基づき、２５０，５００，８００，１０００Ｈｚの各
周波数について吸音率を測定した。

【００２８】これらの結果を表１および表２に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】以上の結果、融点１８０℃のポリプロピレ
ン樹脂からなり、本発明において規定する所定の寸法比
を備えた中空円筒状発泡ビーズを使用して、所定の空隙
率および見掛けの発泡倍率に成形された実施例１ないし
８のインシュレータにおいては、表１に示すように、い
ずれも軽量性，剛性，耐熱性に優れると共に保水性に乏
しく、低周波数から高周波数まで広い音域における優れ
た吸音性能を示し、インシュレータとしての優れた特性
を備えていることが確認された。

【００３２】これに対し、表２に示す比較例において
は、例えば、外径Ｄｏと内径Ｄｉの比が１：０．１の発
泡ビーズを使用し、空隙率が５％、見掛けの発泡倍率が
６倍である比較例１のインシュレータの場合には、いず
れの周波数においてもほとんど吸音しない結果となり、
外径Ｄｏと内径Ｄｉの比が１：０．９８の発泡ビーズを
使用した比較例２の場合には、ビーズの空隙のつぶれ方
が不均一となり、吸音性能の周波数特性が安定しない結
果となった。

【００３３】また、外径Ｄｏに対する長さＬが小さい
（１：０．２）発泡ビーズを使用した比較例３のインシ
ュレータでは、たわみ量が１０ｍｍと大きく、十分な剛
性が得られず、逆に外径Ｄｏに対する長さＬが大きい
（１：８）発泡ビーズを使用した比較例４のインシュレ
ータでは、特定の周波数（８００Ｈｚ）に吸音率の鋭い
ピークが認められ、広い音域における吸音性能を得るこ
とができないことが確認された。

【００３４】所定の寸法比を備えた発泡ビーズを使用し
たとしても、空隙率および見掛けの発泡倍率が共に小さ
い比較例５のインシュレータにおいては、その重量が増
大すると共に、とくに耳障りな高周波数側の吸音性能に
難点があり、空隙率および見掛けの発泡倍率が共に大き
い比較例６のインシュレータにおいては、逆に低周波数
側の吸音性能が劣ることが確認された。また、空隙率が
所定の範囲内であっても見掛けの発泡倍率が小さい比較
例７においては、重量が増大し、逆に見掛けの発泡倍率
が大きい比較例８のインシュレータにおいては、耐熱試
験によりふくれが認められ、いずれもインシュレータと
しての所期の性能を満足することができなかった。

【００３５】さらに、比較例９のインシュレータにおい
ては、融点１２０℃のポリエチレン（ＰＥ）樹脂からな
る発泡ビーズを用いた関係上、１３０℃の耐熱性試験で
溶融が認められ、耐熱性に劣ることが確認された。ま
た、平均繊維径が８μｍ、目付重量が５００ｇ／ｍ² の
グラスウールの表面に、目付重量５５ｇ／ｍ² のポリエ
ステル製不織布をポリエチレンフィルムを介して一体化
した比較例１０に係わる従来タイプのインシュレータに
おいては、良好な吸音性能を備えてはいるものの、剛性
および吸水性に難点があることが確認された。

【００３６】なお、上記比較例において、たわみ量およ
び重量の増大が確認された比較例３および７、耐熱性の
劣化が確認された比較例８および９については、吸音試
験を省略した。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明に係わるインシュレータを自動
車のフードに取付けた状態を示す斜視説明図である。 （ｂ） 図１（ａ）に示したインシュレータのフードへ
の取付構造を示す断面説明図である。 （ｃ） 図１（ｂ）の要部拡大図である。

【図２】本発明に係わるインシュレータに用いる発泡ビ
ーズの形状を示す斜視説明図である。

【図３】従来のインシュレータのフードへの取付構造を
示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ インシュレータ １ａ 突起 ２ フード ２ｂ インナパネル ２ｃ 凹部 Ｂ 発泡ビーズ Ｈ 空隙 Ｄｏ 外径 Ｄｉ 内径 Ｌ 長さ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部に開口する空隙を備えた円筒状の
   樹脂製発泡ビーズが互いに融着して一体化されているこ
   とを特徴とするインシュレータ。
2. 【請求項２】 発泡ビーズが１５０℃以上の融点を有す
   る熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１記載
   のインシュレータ。
3. 【請求項３】 空隙率が８〜４０％の範囲にあることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載のインシュレー
   タ。
4. 【請求項４】 見掛けの発泡倍率が８〜４０倍の範囲に
   あることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
   かに記載のインシュレータ。
5. 【請求項５】 表面に不織布が融着させてあることを特
   徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のイ
   ンシュレータ。
6. 【請求項６】 フードあるいはトランクリッドのインナ
   パネルに形成した凹部に係合する突起を備えていること
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のインシュレータ。
7. 【請求項７】 両端部に開口する空隙を備えた円筒状の
   樹脂製発泡ビーズを型内で互いに融着させて一体化する
   ことを特徴とするインシュレータの製造方法。
8. 【請求項８】 外径と内径の比が１：０．２〜１：０．
   ９の範囲であって、外径と長さの比が１：０．５〜１：
   ５の範囲にある発泡ビーズを用いることを特徴とする請
   求項７記載のインシュレータの製造方法。
9. 【請求項９】 １５０℃以上の融点を有する熱可塑性樹
   脂からなる発泡ビーズを用いることを特徴とする請求項
   ７または請求項８記載のインシュレータの製造方法。
10. 【請求項１０】 発泡ビーズを互いに融着させるに際
    し、あらかじめ不織布をセットした型内に発泡ビーズを
    充填して加熱することを特徴とする請求項７ないし請求
    項９のいずれかに記載のインシュレータの製造方法。