KR20200115850A - 자동차용 인슐레이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재질이나 밀도 그리고 형상 등을 변경하지 않으면서도 소음성능을 개선할 수 있게 한 자동차용 인슐레이션을 제공하는 데 그 목적이 있다. 특히, 인슐레이션을 제작할 때 흡음층의 표층을 구성하는 헤비레이어가 이 흡음층의 한쪽 면과 폭 두께 면을 모두 감싸게 구성하므로, 소음이 어느 방향으로 통과하더라도 흡음 성능과 차음성능을 모두 얻을 수 있게 한 자동차용 인슐레이션을 제공하는 데 다른 목적이 있다. 또한, 흡음층과 표층을 인슐레이션 형태로 자른 다음 워터 젯 방식으로 이처럼 표층이 흡음층의 한 면과 그 두께 면을 감싸게 하여 일체로 구성하므로, 재질이나 밀도 그리고 형상을 바꾸지 않으면서도 고주파 영역에서 차음성능을 향상할 수 있게 한 자동차용 인슐레이션을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

Description

자동차용 인슐레이션{INSULATION FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 인슐레이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡음층과 이를 감싸는 차음재질로 이루어진 표층을 포함하는 인슐레이션을 제작할 때 표층이 흡음층의 한쪽 면과 더불어 두께 부분의 면까지 감싸도록 구성하므로, 재질이나 밀도 그리고 형상 등을 변경하지 않으면서도 흡음층을 통과한 소음이 어느 방향으로 향하더라도 표층을 향하게 하여 차음성능, 특히 고주파 영역에서의 차음성능을 높일 수 있게 한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진에서 발생하는 소음이나 자동차 주변에서 실내로 유입하는 소음이나, 작동 기구 등에서 발생한 소음 등을 줄이기 위해 다양한 인슐레이션을 장착한다. 예를 들어, 후드에 장착하는 후드 인슐레이션(H), 대시 보드에 장착하는 대시 보드 인슐레이션(D), 그리고 트렁크에 장착하는 트렁크 인슐레이션(T)을 예로 들 수 있다. 이러한 인슐레이션은 흡음과 차음성능을 얻기 위해, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 다양한 기술을 사용한다.

(특허문헌 1) 한국공개실용 제20-1998-0032908호

차량의 리어 시트 백과 리어 시트 백 패널 사이에 구비되는 인슐레이션의 개선된 구조에 관한 것으로, 일반적으로 상기 리어 시트 백 패널의 뒤에 구비한 연료 탱크와 연료펌프의 작동시, 상기 리어 시트 백 패널을 통해 소음 및 진동이 차량의 실내에 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 리어 시트 백과 리어 시트 백 패널 사이에 구비되되, 저주파음의 노이즈를 차단하는 헤비 레이어와, 고주파음의 하시스를 흡수하는 폴리우레탄 폼으로 이루어진 인슐레이션이 바이브레이션을 제대로 흡수, 차단하지 못하여 상기 차량의 실내에 공진 현상이 발생하는 문제점을 해소하기 위하여, 상기 인슐레이션에서 폴리우레탄 폼의 외측에 소정 두께의 하니 컴 스트럭쳐를 배치하고 그 외측에 다시 폴리우레탄 폼을 배치하여 상기 연료 탱크 및 연료펌프의 작동에 의한 바이브레이션을 상기 하니 컴 스트럭쳐에 의해 흡수, 감쇠시킴으로써, 차량의 실내에 공진이 발생하는 것을 방지하여 상기 차량의 실내에 쾌적한 실내환경을 제공하게 되는 효과가 있다.

(특허문헌 2) 한국등록실용 제0474417호

금형에 클램핑 수단을 구비하고, 이 클램핑 수단이 합형시 흡차음의 테두리 부분을 고정해 주고 이형시 이 테두리 부분의 고정을 해제시켜 줌으로써, 금형을 합형한 다음 발포층을 형성한 뒤에 이형됨에 따라 발포체가 성형된 흡차음재가 자동으로 분리될 수 있게 한 차량용 대쉬 인슐레이션 발포 금형을 제공하는데 그 목적이 있다. 특히, 금형의 합형하여 발포체의 성형 후 이형 동작이 이루어짐에 따라 자동으로 흡차음재가 언클램핑되게 함으로써, 자동으로 금형으로부터 인슐레이션을 완전하게 분리시킬 수 있게 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있게 한 차량용 대쉬 인슐레이션 발포 금형을 제공하는데 다른 목적이 있다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제1687606호

폴리에테르 폴리올 수지와 모디파이드 메틸렌 비스페닐 아이소사이안산을 우레탄 결합한 다음 여기에 무기 충진제를 골고루 분산시켜 도포할 수 있도록 액상의 폴리우레탄 차음재 조성물을 제작함으로써, 이 폴리우레탄 차음재 조성물을 흡음재 표면에 도포하는 방식을 통해 스크랩(Scrap) 없이 다양한 형태로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 그 중량 대비 차음성능을 향상할 수 있게 한 폴리우레탄 차음재 조성물 및 이를 이용한 차량용 흡·차음재의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다. 특히, 상기 폴리우레탄 차음재 조성물을 흡음재의 표면 전체에 도포할 수도 있으나, 차음성능이 요구되는 부분에 부분적으로 도포함으로써, 중량 증가를 최소화하면서도 차음성능을 최대한 높일 수 있게 한 폴리우레탄 차음재 조성물 및 이를 이용한 차량용 흡·차음재의 제조방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

하지만, 흡음재질로 이루어진 흡음층(1)과 차음재질로 이루어진 표층(2)을 포함하는 기존의 자동차용 인슐레이션은, [도 2] 및 [도 3]을 참조하여 설명하면 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 통상 인슐레이션(I)은 패널 형태로 제작하게 되므로, 소음이 한쪽 면에서 다른 쪽으로 향할 때는 차음과 흡음 효과를 모두 기대할 수 있으나, 때에 따라 소음이 차음층(2)이나 흡음층(1)만 통과할 때는 원하는 차음성능을 얻는 데 한계가 있다.

(2) 이처럼 원하는 차음성능을 얻으려면, 흡음층(1)과 차음층(2)의 재질을 변경하거나, 밀도를 조절하거나 인슐레이션(I)의 형상 등을 변경해야 한다.

(3) 이처럼 재질, 밀도, 그리고 형상 등의 변경은 한정된 자동차 공간 내에서 이루어져야 하므로, 설계의 어려움으로 변경에 한계가 있다.

(4) 또한, 이러한 변경을 설계 등에 반영하더라도 중량 증가 등으로 자동차의 연비를 떨어뜨리는 한 가지 요인으로 작용한다.

한국공개실용 제20-1998-0032908호 (공개일 : 1998.09.05) 한국등록실용 제0474417호 (등록일 : 2014.09.04) 한국등록특허 제1687606호 (등록일 : 2016.12.13)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 기존 구성에서 재질이나 밀도 그리고 형상 등을 변경하지 않으면서도 소음성능을 개선할 수 있게 한 자동차용 인슐레이션을 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 인슐레이션을 제작할 때 흡음층의 표층을 구성하는 헤비레이어가 이 흡음층의 한쪽 면과 폭 두께 면을 모두 감싸게 구성하므로, 소음이 어느 방향으로 통과하더라도 흡음 성능과 차음성능을 모두 얻을 수 있게 한 자동차용 인슐레이션을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 흡음층과 표층을 인슐레이션 형태로 자른 다음 워터 젯 방식으로 이처럼 표층이 흡음층의 한 면과 그 두께 면을 감싸게 하여 일체로 구성하므로, 재질이나 밀도 그리고 형상을 바꾸지 않으면서도 고주파 영역에서 차음성능을 향상할 수 있게 한 자동차용 인슐레이션을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 인슐레이션은, 차음 재질로 이루어진 표층(10); 및 상기 표층(10)과 일체로 이루어지는 흡음층(20);을 포함하는 자동차용 인슐레이션에서, 상기 표층(10)은, 상기 흡음층(20)의 한쪽 면과 두께 면 전체를 감싸도록 구성한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 표층은, 헤비레이어인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡음층(20)은, 폴리우레탄으로 제조한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 자동차용 인슐레이션은, 워터 젯 가공하여 제작한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 인슐레이션은 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 흡음층과 표층을 인슐레이션 형태에 맞게 자를 때 표층이 흡음층의 한쪽 면과 두께 면 전체를 감싸게 형성하므로, 소음이 인슐레이션의 어느 방향에서 진행하더라도 흡음층과 차음층을 차례로 지나게 하여 차음 효과를 높일 수 있다. 이때, 차음 효과는 고주파 영역에서 더욱 높일 수 있다.

(2) 특히, 이러한 차음 효과는 소음 개선에 중요한 요인, 즉 재질을 변경하거나 밀도를 높이거나 형상을 변경하지 않으면서도 차음성능을 개선할 수 있다.

(3) 이에, 추가 비용이나 인슐레이션의 중량이 늘어나지 않으면서도 차음성능을 개선할 수 있다.

(4) 흡음층에 표층을 장착하는 기존의 제조방법에서 워터 젯 등의 기술을 이용하여 표층이 흡음층을 감싸게 구성하므로, 별도의 제조 장비나 공정 추가를 최소화하면서도 소음 성능을 높일 수 있다.

[도 1]은 자동차에 장착한 여러 종류의 인슐레이션의 장착 위치를 보여주는 자동차의 측면도이다.
[도 2]는 종래 흡음층과 표층을 포함하는 종래 인슐레이션을 보여주는 사시도이다.
[도 3]은 종래 흡음층과 표층을 포함하는 종래 인슐레이션을 보여주는 단면도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 흡음층과 표층으로 이루어진 인슐레이션의 제조 과정을 보여주는 사시도로, (a)는 흡음층과 표층을 겹친 상태를 보여주고, (b)는 워터 젯 공정을 통해 표층이 흡음층을 감싼 상태를 보여준다.
[도 5]는 본 발명에 따른 흡음층과 표층으로 이루어진 인슐레이션의 제조 과정을 보여주는 단면도로, (a)는 흡음층과 표층을 겹친 상태를 보여주고, (b)는 워터 젯 공정을 통해 표층이 흡음층을 감싼 상태를 보여준다.
[도 6]은 본 발명에 따라 흡음층(폴리우레탄)과 표층(헤비레이어)으로 이루어진 인슐레이션의 주파수 변화에 따른 차음 성능을 보여주는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[구성]

본 발명에 따른 자동차용 인슐레이션은, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 차음 재질로 이루어진 표층(10), 그리고 상기 표층(10)과 일체로 이루어지는 흡음층(20)을 포함하여 구성한다.

특히, 상기 표층(10)은 흡음층(20)의 한쪽 면과 두께 면 전체를 감싸도록 구성하므로, 고주파 영역에서 차음성능을 높일 수 있게 한 것이다. 이때, 상기 표층(10)으로는 헤비레이어를 사용할 수 있다.

한편, 상기 표층(10)이 흡음층(20) 표면을 감싸게 하는 방법으로 워테 젯 방식을 이용하므로, 표층(10)과 흡음층(20)을 겹쳐서 일체로 형성하면서 인슐레이션 형태로 자르면서 그 가장자리를 더 세게 가압하여 신속하면서도 쉽게 제작할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 본 발명에 따른 인슐레이션은 적어도 표층(10)과 흡음층(20)을 포함하므로, 여기서는 이들 두 개의 층으로만 이루어진 것을 예로 들어 설명하고, 이들 층 외에 흡음과 차음 등을 위해 다양하게 구성할 수 있는 다른 층 구성에 관해서는 설명을 생략한다.

가. 표층

표층(10)은, [도 4] 및 ]도 5]와 같이, 본 발명에 따른 인슐레이션을 구성하는 층의 하나로, 외부에 노출되는 표면층을 의미한다.

특히, 상기 표층(10)은 차음성능을 가진 재질이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 헤비레이어를 이용하는 것이 가장 좋다. 그 중에서도, 상기 헤비레이어로는 열가소성탄성체(thermoplastic elastomer, TPE)과 에틸렌바이닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)로 이루어진 군 중 선택된 1종 이상의 열가소성 수지로 제조한 것을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

이러한 표층(10)은, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 후술할 흡음층(20) 위에 겹쳐서 일체로 제작하게 되는 데, 특히 이 표층(10)이 흡음층(20)의 한쪽 면과 폭 두께 면 전부를 감싸는 형태가 되게 제작하는 것이 바람직하다. 이는, 소음이 본 발명에 따른 인슐레이션을 통과할 때 흡음층(20) 쪽에서 통과하는 소음은 그 진행 방향이 흡음층(20)의 폭 방향이든 두께방향이든지 어느 방향으로 진행하더라도 흡음층(20)과 차음 재질로 이루어진 표층(10)을 통과하게 하여 소음 성능을 높일 수 있게 하기 위함이다.

또한, 표층(10)이, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 후술할 흡음층(20)의 한 면과 폭 두께면 전체를 감싸게 하는 방법이라면 어떠한 방법이라도 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 워터 젯 방식을 이용하는 것이 바람직하다. 워터 젯 방식은 물을 고압으로 가공하여 그 분류가 가진 에너지를 이용하여 절단 등에 사용하는 방법으로, 본 발명에서는 물의 분사 압력이 표층(10)의 가장자리 면이 변형하면서 흡음층(20)의 두께 면에 밀착하여 일체로 이루어지게 하여 차음성능을 높일 수 있게 하는 것이다.

이처럼 이루어진 표층은 후술할 흡음층(20)과 일체로 구성하여 차음성능을 더욱 개선하게 된다.

나. 흡음층

흡음층(20)은, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 상술한 표층(10)과 일체로 이루어져서 본 발명에 따른 인슐레이션에서 흡음 작용을 하게 된다.

이러한 흡음층(20)은 흡음 작용을 할 수 있는 재질이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리우레탄으로 이루어진 것을 사용하는 것이 가장 좋다.

이때, 상기 흡음층(20)은, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 상술한 표층(10)과 함께 일체로 형성하되, 상술한 바와 같이 상기 표층(10)이 흡음층(20)의 한쪽 면과 두께면 전체를 감싸도록 구성한다.

이처럼 흡음층(20)의 한쪽 면과 그 두께 면 전체를 차음 재질인 표층(10)으로 감싸서 일체로 형성한 본 발명에 따른 인슐레이션의 차음성능을 보여주는 그래프는 다음의 [도 6]과 같다.

[차음성능]

[도 5]는 표층을 헤비레이어로 제작하고 흡음층을 폴리우레탄으로 제작한 2층 구조의 본 발명에 따른 인슐레이션에 대하여 주파수 변화에 대한 차음성능을 보여주는 그래프이다. 여기서, 가로축은 주파수(Frequency[㎐])를, 세로축은 차음성능(IL(㏈))을, 빨간 선은 본 발명에 따른 실시예를, 검은 선은 흡음층의 한쪽 면에만 헤비레이어를 부착한 비교예를 각각 나타낸다.

그 결과, [도 5]와 같이, 전체 주파수 대역에서 본 발명에 따른 실시예가 비교예보다 주파수 성능이 높은 것을 알 수 있고, 특히 주파수가 높아질수록 실시예와 비교예의 차음성능 차이가 많이 나는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 흡음층의 한쪽 면과 그 두께 면 전체를 차음 재질로 이루어진 표층이 감싸게 구성하므로, 흡음층을 통해 전달된 소음이 항상 흡음층과 차음층을 거치게 되어 차음성능을 높일 수 있게 된다.

10 : 표층
20 : 흡음층

Claims (4)

1. 차음 재질로 이루어진 표층(10); 및 상기 표층(10)과 일체로 이루어지는 흡음층(20);을 포함하는 자동차용 인슐레이션에서,
   상기 표층(10)은,
   상기 흡음층(20)의 한쪽 면과 두께 면 전체를 감싸도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차용 인슐레이션.
   
2. 제1항에서,
   상기 표층은,
   헤비레이어인 것을 특징으로 하는 자동차용 인슐레이션.
   
3. 제1항에서,
   상기 흡음층(20)은,
   폴리우레탄으로 제조한 것을 특징으로 하는 자동차용 인슐레이션.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
   상기 자동차용 인슐레이션은,
   워터 젯 가공하여 제작한 것을 특징으로 하는 자동차용 인슐레이션.

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