JP3322845B2

JP3322845B2 - 吸音構造体

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Publication number: JP3322845B2
Application number: JP07615399A
Authority: JP
Inventors: 村上　　淳; 晴子佐々木; 一夫西本; 隆弘丹羽
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2002-09-09
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000263679A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフォーム材からなる
吸音構造体に関し、特に自動車用エンジンカバーに好適
に用いられる吸音構造体に関する

【０００２】

【従来の技術】連続気泡のフォーム材およびグラスウー
ルなどの連続気泡のみからなる多孔質体は、良好な吸音
特性を有することが一般的に知られている。そのため、
例えば自動車から放射される騒音低減を目的として、自
動車のエンジンカバーの内部やボンネットの内部などの
吸音処理に用いられている。しかし、これらの連続気泡
構造の多孔質体は中低音域の吸音率を高くするためには
吸音材を厚くする必要があるが、エンジンカバーやボン
ネットの内側はスペースが限られているために厚い吸音
材を設置できない場合が多く、従来の連続気泡構造の吸
音材では十分な吸音効果が得られない。

【０００３】また、連続気泡と独立気泡との混成の気泡
構造を有するフォーム材も使用されている。この混成気
泡構造を有するフォーム材は比較的低周波側に吸音のピ
ークを有するが、そのピーク値自体は十分に高いとはい
えない。また、厚いものほど低周波側に吸音ピークがシ
フトするが、そのピーク自体の周波数の幅が狭く、特定
の単一周波数もしくはその極く近傍の周波数の音源に対
しては、それらの周波数に対応した厚さの材料を用いる
ことである程度の吸音効果が得られる場合がある。しか
し、例えば、エンジンカバーの内部やボンネットの内部
などの使用部位の構造の制約上、フォーム材の厚さを自
由に変更することができない場合が多い。また、自動車
のエンジンルームの騒音は、通常ある程度の幅を持った
周波数域で大きい値を示すため、吸音率のピークの周波
数の幅が狭く、しかもこのピークを示す周波数が厚さに
依存する混成気泡構造を有するフォーム材では、十分な
吸音効果が得られない。

【０００４】また、独立気泡のみからなる気泡構造を有
するフォーム材も使用されているが、全周波数域におい
て吸音率が低く、それ自体ほとんど吸音効果を示さな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の状況に
鑑みてなされたものであり、広い周波数域において良好
な吸音特性を有し、更に目的等に応じて所望の周波数域
における吸音特性を特に高くすることが可能な吸音構造
体及び自動車用エンジンカバーを提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、特定の気泡構造を有するフォーム材を特定の状
態で積層配置することで、広い周波数域において良好な
吸音効果を有し、また容易に所望の周波数域における吸
音特性を特に高くすることができることを見出した。さ
らに、従来のフォーム材からなる吸音材と比較して、そ
の厚さが半分以下であっても同等以上の吸音特性を示す
ことを見い出した。本発明はこのような知見に基づくも
のである。すなわち、本発明は、ゴムまたはエラストマ
ーを主成分とし、連続気泡と独立気泡との混成の気泡構
造を有するフォーム材を二層以上、フォーム材同士が少
なくとも１つの界面において他方のフォーム材と非固着
状態で積層されていることを特徴とする吸音構造体、及
びゴムまたはエラストマーを主成分とし、連続気泡と独
立気泡との混成の気泡構造を有するフォーム材を二層以
上、フォーム材同士が少なくとも１つの界面において他
方のフォーム材と部分的に固着した状態で積層されてい
ることを特徴とする吸音構造体、並びに、前記吸音構造
体を用いた自動車用エンジンカバーである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に関して詳細に説明
する。一般的にフォーム材の気泡構造は連続気泡単独、
連続気泡と独立気泡との混成、独立気泡単独に大別され
る。連続気泡のみからなるフォーム材は低周波側の垂直
入射吸音率が低いため、材料を厚くする必要ある。ま
た、この連続気泡構造を有するフォーム材同士を積層し
ても吸音効果はまったく向上しない。一方、独立気泡の
みからなるフォーム材は、全周波数域において低い垂直
入射吸音率しか示さない。また、この独立気泡構造を有
するフォーム材同士を積層しても吸音効果はまったく向
上しない。

【０００８】これに対して本発明の吸音構造体は、連続
気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有するフォーム材
を二層以上積層することにより、広い周波数域において
良好な吸音効果を有する吸音構造体となる。本発明で使
用する連続気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有する
フォーム材料は、その主成分がゴムまたはエラストマー
である。これらは柔軟なフォームとなり、セルの膜振動
による吸音構造が発現するため、吸音特性の良好な吸音
構造体が得られる。ゴムまたはエラストマーとしては天
然ゴム、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＳＢＲ（スチレン
・ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリル・ブタジエンゴ
ム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共
重合体）ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリル
ゴムなどの各種ゴム、熱可塑性エラストマー、軟質ウレ
タン等の各種エラストマーが挙げられるが、これらに限
定されない。特にＥＰＤＭゴムを主成分とするフォーム
材は耐熱性、耐オゾン性、価格のバランズが良いため、
自動車のエンジンカバー用としては好ましい。また、こ
のようなフォーム材として、例えば建築用や弱電用の止
水シール材として市販されているＥＰＤＭやＮＢＲのフ
ォーム材シートを使用してもよい。

【０００９】本発明で使用されるフォーム材は連続気泡
と独立気泡との混成気泡構造であるから、連続気泡の割
合が多くなると連続気泡単独のフォーム材の欠点が現れ
るようになり、独立気泡の割合が多くなると、独立気泡
単独のフォーム材の欠点が現れるようになる。一般的
に、連続気泡構造のフォーム材は吸水率が大きく、独立
気泡構造のフォーム材は吸水率が小さく、連続気泡と独
立気泡の混成気泡構造のフォーム材はその中間である。
従って、この吸水率を特定することにより、連続気泡と
独立気泡との割合を規定することができるようになる。
吸水率はJIS K6767のB法によって測定され、本発明で使
用するフォーム材の吸水率は好ましくは0.01 g/cm³以上
で0.2g/cm³以下、より好ましくは0.02g/cm³以上で0.15g
/cm³以下、さらに好ましくは0.04g/cm³以上で0.1g/m³以
下とするのが良い。

【００１０】密度の低いフォーム材は低周波側の垂直入
射吸音率が低いため、材料を厚くすの必要がある。ま
た、密度の低いフォーム材同士を積層しても吸音効果は
ほとんど向上しない。密度の高いフォーム材は全周波数
域において低い垂直入射吸音率しか示さない。また、密
度の高いフォーム材同士を積層しても吸音効果はほとん
ど向上しない。よって、本発明で使用するフォーム材は
ある特定の範囲の密度を持つことが好ましい。本発明で
使用するフォーム材の密度は好ましくは20kg/m³ 以上で
400kg/m³以下、より好ましくは30kg/m³ 以上で300kg/m³
以下、さらに好ましくは50kg/m³ 以上で200kg/m³以下と
するのが良い。

【００１１】また、一般的に柔軟なフォーム材ほどセル
の膜振動による吸音機構が発現するため、吸音特性の良
好な構造体が得られる。逆に硬いフォーム材はセルの膜
振動による吸音機構が発現しないため、全周波数域にお
いて低い垂直入射吸音率しか示さない。このような硬い
フォーム材同士を積層しても吸音効果はほとんど向上し
ない。従って、本発明で使用するフォーム材はある特定
の範囲の圧縮硬さを持つことが好ましい。具体的には、
25％圧縮硬さにおいて、好ましくは0.5N/cm²以下、より
好ましくは0.3N/cm²以下、さらに好ましくは0.1N/cm²以
下とするのが良い。この範囲の25％圧縮硬さを有する連
続気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有するフォーム
材は、特に接着せずに積層したときの吸音特性の向上効
果が大きい。尚、この25％圧縮硬さはJIS K6767によっ
て測定される。

【００１２】本発明の吸音構造体は、上記のフォーム材
を２層以上積層して構成される。この時、フォーム材同
士は、その少なくとも１つの界面において、他方のフォ
ーム材と非固着状態、即ちフォーム材同士がその界面に
おいて自由に動くことができる状態で積層されても良い
し、他方のフォーム材と部分的に固着した状態で積層さ
れてもよい。非固着状態で積層する場合は、全体をメッ
シュ等で包囲して積層状態を維持する必要がある。他
方、部分的に固着する場合は、その固着方法は制限され
るのではなく、例えば両面テープや接着材を用いて接着
しても良いし、フォーム材同士を縫製やピン止めによっ
て接合しても良い。また、これらの方法を併用すること
も可能である。

【００１３】また、フォーム材同士を部分的に固定する
場合は、固着されている面積の合計（以下、全固着面積
と呼ぶ）が、界面の全面積に占める割合が大きすぎと十
分に高い吸音特性を示さなくなる。本発明においては、
この全固着面積の割合がある特定の範囲の値を持つこと
が好ましく、好ましくは、50％以下、より好ましくは30
％以下、さらに好ましくは10％以下とするのが良い。全
固着面積の割合がこの範囲にある吸音構造体は、吸音特
性の向上効果が大きい。また、フォーム材同士の界面の
全面を固着した場合は、積層しない場合よりもむしろ吸
音特性は低下する。本発明において、フォーム材同士を
積層することにより、吸音特性が向上する理由は定かで
はないが、入射した音響波がフォーム材界面においてフ
ォーム材を振動させて、音響波自身が減衰することによ
るものと推察される。従って、フォーム材同士を全面的
に固着すると、この効果が発現せず、吸音特性の向上が
得られなくなる。

【００１４】本発明において、フォーム材の積層枚数は
制限されるものではなく、例えば３層、４層を積層する
ことも可能である。全厚が同じであれば、フォーム材の
積層枚数が多いほど、高周波側の吸音率が向上する。逆
に、積層枚数が少ないほど低周波側の吸音率が向上す
る。このように、本発明によれば、フォーム材の積層枚
数を適宜変更することにより、所望の周波数の吸音率を
高めることが可能となる。

【００１５】また、本発明においては、各層でフォーム
材の種類が異なっても良い。例えば、密度の異なるフォ
ーム材同士を積層しても良いし、エラストマーやゴムの
種類の異なるフォーム材同士（例えば、ＥＰＤＭとＮＢ
Ｒ）を積層しても良く、その他にも種々の積層形態とす
ることができる。

【００１６】上記の如く構成される吸音構造体を自動車
用エンジンカバーに適用するには、例えばピン止め、網
掛け、縫製等の手段によりカバー本体に固定する。これ
らの手段は複数を併用することもできる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例にてさらに詳しく説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。（実施例１）EPDM製で厚さ15mm、密度100kg/m³、吸水率
0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²のフォーム材２枚
を接着せずに積層して吸音構造体を作製した。

【００１８】（実施例２）EPDM製で厚さ10mm、密度100k
g/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²のフ
ォーム材３枚を接着せずに積層して吸音構造体を作製し
た。

【００１９】（実施例３）EPDM製で厚さ7.5mm、密度100
kg/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²の
フォーム材４枚を接着せずに積層して吸音構造体を作製
した。

【００２０】（実施例４）EPDM製で厚さ10mm、密度100k
g/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²の第
１のフォーム材と、EPDM製で厚さ20mm、密度100kg/m³、
吸水率0.071 g/cm ³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²の第２のフ
ォーム材とを接着せずに積層して吸音構造体を作製し
た。尚、垂直入射吸音率は第２のフォーム材側が剛壁に
なるように吸音構造体を設置して測定した。

【００２１】（実施例５）NBR製で厚さ15mm、密度120kg
/m³、吸水率0.058 g/cm³、25%圧縮硬さ0.070N/cm ²のフ
ォーム材２枚を接着せずに積層して吸音構造体を作製し
た。

【００２２】（実施例６）EPDM製で厚さ10mm、密度100k
g/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²の第
１のフォーム材と、NBR製で厚さ15mm、密度120kg/m³、
吸水率0.058 g/cm³、25%圧縮硬さ0.070N/cm²の第２のフ
ォーム材とを接着せずに積層して吸音構造体を作製し
た。尚、垂直入射吸音率はNBR製のフォーム材側が剛壁
になるように吸音構造体を設置して測定した。

【００２３】（実施例７）EPDM製で厚さ15mm、密度100k
g/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²のフ
ォーム材２枚を用い、それぞれの表面の中心部分のみを
接着して吸音構造体を作製した。尚、接着部分の形状は
円形とし、接着部分の面積は界面の全面積の10%になる
ようにした。

【００２４】（実施例８）EPDM製で厚さ15mm、密度100k
g/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²のフ
ォーム材２枚を用い、それぞれの中心部分のみをピンで
留めて吸音構造体を作製した。

【００２５】（比較例１）EPDM製で厚15mm、密度100kg/
m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²のフォ
ーム材２枚を用い、界面全面を両面テープで接着して吸
音構造体を作製した。

【００２６】（比較例２）EPDM製で厚さ30mm、密度100k
g/m³、吸水率0.071 g/cm³、25%圧縮硬さ0.040N/cm²のフ
ォーム材１枚を吸音構造体とした。

【００２７】（比較例３）EPDM製で厚さ15mm、密度460k
g/m³、吸水率0.0028 g/cm³、25%圧縮硬さ1.05N/cm²のフ
ォーム材２枚を接着せずに積層して吸音構造体を作製し
た。

【００２８】（比較例４）軟質ウレタン製で厚さ15mm、
密度25kg/m³、吸水率0.76 g/cm³、25%圧縮硬さ0.065N/c
m²のフォーム材２枚を接着せずに積層して吸音構造体を
作製した。

【００２９】（比較例５）軟質ウレタン製で厚さ30mm、
密度25kg/m³、吸水率0.76 g/cm³、25%圧縮硬さ0.065N/c
m²のフォーム材１枚を吸音構造体とした。

【００３０】上記各吸音構造体に関して、所定の周波数
ごとに垂直入射吸音率を測定した。測定はJIS A1405に
従って、剛壁密着の条件で測定した。結果を表１および
表２に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】表１の結果から、本発明による吸音構造体
が広い周波数域において優れた吸音特性を有することは
明らかである。よって、自動車のエンジンカバー等に好
適な吸音構造体を提供することができる。

【００３４】これに対して、比較例１の吸音構造体は連
続気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有するフォーム
材が２枚、界面全体が接着された状態で積層されてお
り、低い吸音特性しか示さなかった。比較例２の吸音構
造体は連続気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有する
フォーム材が一層のみで構成されているもので、低い吸
音特性しか示さなかった。比較例３の吸音構造体は独立
気泡の気泡構造を有し、25%圧縮硬さおよび密度が本発
明の範囲よりも大きいフォーム材が２枚接着せずに積層
されたもので、低い吸音特性しか示さなかった。比較例
４の吸音構造体は連続気泡の気泡構造を有するフォーム
材が２枚接着せずに積層されており、比較例５の吸音構
造体は連続気泡の気泡構造を有するフォーム材が一層の
みで構成されている。比較例４の吸音構造体と５の吸音
構造体とは同等の吸音特性であり、また、ともに中低音
域では低い吸音特性しか示さなかった。連続気泡のみの
気泡構造を有するフォーム同士を積層しても吸音特性は
向上しないことが確認された。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広い周波数に周波数域において良好な吸音特性を有し、
更に目的等に応じて所望の周波数域における吸音特性を
高くすることが可能で、自動車用エンジンカバー等に好
適な吸音構造体を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ１０Ｋ 11/162 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｇ (56)参考文献特開平10−182865（ＪＰ，Ａ) 特開平３−122366（ＪＰ，Ａ) 特開平10−205021（ＪＰ，Ａ) 実開平１−26799（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−72033（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 5/32 B32B 1/00 - 35/00 E04B 1/74 - 1/90 F02B 77/13 G10K 11/16 - 11/178 ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムまたはエラストマーを主成分とし、
連続気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有するフォー
ム材を二層以上、フォーム材同士が少なくとも１つの界
面において他方のフォーム材と非固着状態で積層されて
いることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】ゴムまたはエラストマーを主成分とし、
連続気泡と独立気泡との混成の気泡構造を有するフォー
ム材を二層以上、フォーム材同士が少なくとも１つの界
面において他方のフォーム材と部分的に固着した状態で
積層されていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項３】ＥＰＤＭゴムを主成分とすることを特徴
とする請求項１または２記載の吸音構造体。
【請求項４】フォーム材同士の固着面積の合計が界面
の面積に対して50％以下であることを特徴とする請求項
２または３記載の吸音構造体。
【請求項５】フォーム材同士がピン留めおよび／また
は縫製によって固定されていることを特徴とする請求項
２〜４のいずれか一項に記載の吸音構造体。
【請求項６】フォーム材の吸水率が0.01 g/cm ³ 以上で
0.2g/cm ³以下であることを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか一項に記載の吸音構造体。
【請求項７】フォーム材の密度が20kg/ m ³ 以上で400k
g/ m ³ 以下であることを特徴とする請求項１〜６のいず
れか一項に記載の吸音構造体。
【請求項８】フォーム材の25％圧縮硬さが0.5N/cm ² 以
下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項
に記載の吸音構造体。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸
音構造体を用いたことを特徴とする自動車用エンジンカ
バー。
【請求項１０】ピン止め、網掛けおよび縫製の少なく
とも１つの手段により吸収音構造体をカバー本体に固定
したことを特徴とする請求項９記載の自動車用エンジン
カバー。