JP3615599B2

JP3615599B2 - Automotive floor silencer

Info

Publication number: JP3615599B2
Application number: JP27467795A
Authority: JP
Inventors: 優仁今村; 昭博松浦; 徳久小島
Original assignee: Hayashi Engineering Inc
Current assignee: Hayashi Engineering Inc
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0995169A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は自動車のフロアパネル上にフロアカーペットを敷設する際に間に介在させるフロアサイレンサーに関し、特に広い周波数域にわたってすぐれた防音性能を発揮する構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車のフロアパネル上には装飾、防音、その他の目的によってフロアカーペットを敷設している。この種のフロアカーペットの一般的な構成はタフティング、ニードリング等により繊維を立毛組織した基布の裏面に熱可塑性樹脂の裏打ち材を付与して、成形性を与えたものであった。このカーペットは加熱後おおむねフロアパネルに沿った形状に絞り成形される。
成形したカーペットの敷設に際しては、フロアパネルとカーペットの間にサイレンサーを介在させて防音性能を向上させる。またこのサイレンサーはフロアパネルの凹凸がカーペットの表面に現れるのを防止し、乗員の足の接触感を和らげる作用もする。このためサイレンサーの素材は防音性（吸音性）にすぐれるものの必要があり、軽量で一定の耐荷重性のあるものが好ましい。この条件を満たすものとして、従来、綿フェルト、合繊フェルト等の繊維質サイレンサーが多く用いられてきた。特に従来は、比較的低い周波数域（〜３００Ｈｚ）の音、この周波数域の音は自動車のサスペンションの共振によりフロアパネルの振動で発生するいわゆるロードノイズ、を低減させるサイレンサーとしての適性化がはかられてきた。これはフロアパネルの振動がサイレンサーを介してフロアカーペットの振動として伝えられる（固体伝播）の減衰をおこなうことであり、具体的には繊維質サイレンサー（フェルト）の弾性率を弱める低バネ化をおこなうために、より密度の低い（空隙の多い）フェルトを用いることがおこなわれてきた。
ところで、昨今、自動車内の静粛化技術が進歩し、先述のようにロードノイズの防音も進んだために、従来は防音の対象として重視されていなかった、より高い周波数域（３００〜２０００Ｈｚ）の音に対して、新たに防音性向上の要求が高まってきた。この領域の音は、主にエンジンノイズであるが、固体伝播よりもむしろ空気伝播で自動車内に伝わるために、従来の固体伝播の低減を主目的としたフェルトでは、十分な防音性が確保できない。可能性のある一つの方法は、フェルトの目付量（板厚）を増すことが考えられるが、コストアップ、重量アップにつながり内装材として好ましくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題にかんがみてなされたものであり、低い周波数域の音（ロードノイズ）から高い周波数域の音（エンジンノイズ）までの防音に好適な自動車用フロアサイレンサーを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
課題を解決する本発明の手段は、自動車のフロアパネル上にフロアカーペットを敷設する際にフロアパネルとフロアカーペットの間に介在させる繊維質のフロアサイレンサーの構造として、密度が０．０３ｇ／ｃｍ^３以下で主に直径１０μｍ以上の繊維で構成された第１のフェルト層と、第１のフェルト層の少なくとも１外表面をおおうメルトブローン製法により得られる主に直径２μｍ以下の繊維で構成された第２のフェルト層からなる自動車用フロアサイレンサーによる。
【０００５】
【作用】
本発明のフロアサイレンサーでは、まず低周波数の固体伝播音に対しては、第１のフェルト層によって振動を減衰させる作用をなす。第１のフェルト層は密度を０．０３ｇ／ｃｍ^３以下に空隙を多く形づくられているために弾性率が低く、フロアパネル側からの振動の入力がカーペット側に伝わる前に、振動を減衰する作用にすぐれる。また構成繊維の直径が比較的に太いためにフェルトに耐荷重性がある（コシがある）ので、サイレンサー全体の形状を維持する作用もなす。
一方、第２のフェルト層は、高周波数の空気振動を吸収する作用をなす。第２のフェルト層は、繊維径が２μｍ以下のきわめて細い繊維のメルトブローン製法によって形づくられた不織布であるために、繊維間に非常に細かい多数の空隙が形成され、侵入する空気の高周波数の振動を空隙内に取り込んで減衰させる作用にすぐれる。
第２のフェルト層が第１のフェルト層の少なくとも１外表面をおおっていることにより、フロアパネル側からの振動や音波は車室内に侵入する前に必ず第１のフェルト層のと第２のフェルト層の両方を通過することになるので、両層の作用が付加され、おぎないあって、広範な周波数域にわたる防音性が確保される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
図１には、本発明のフロアサイレンサーの一敷設態様を示している。フロアサイレンサー１０はフロアカーペット２０をフロアパネル３０上に敷設する際に両者の間に介在させるものであり、第１のフェルト層１１と第２のフェルト層１２によって構成され、第１のフェルト層の少なくとも１表面は第２のフェルト層によって覆われている。
（第１のフェルト層）
密度が０．０３ｇ／ｃｍ^３以下のフェルトに形成するために最も好ましいのは、フェルトを構成する繊維塊中に低融点の熱可塑性樹脂繊維を均一に混合分散させた上で、この低融点繊維繊維の融点よりも高い温度の熱処理をほどこすことによって、低融点繊維を溶融させ繊維間を結合するバインダーとして用いるものである。好ましい繊維の組合せとしては、たとえば、高融点繊維がノーマルなポリエステル繊維（融点２５０℃）、低融点繊維が変成ポリエステル繊維（融点１１０〜１３０℃）の組合せがある。また一定の繊維径の範囲内にある反毛繊維とポリエステル繊維の混繊フェルトに熱硬化性バインダーを散布したフェルト等も好ましい。第１のフェルト層の繊維の直径は１０μｍ以上あることが好ましく、特に１５〜２０μｍが適する。
（第２のフェルト層）
第２のフェルト層は、メルトブローン製法により得られる直径２μｍ以下の繊維で構成されるものである。メルトブローン製法は、溶融状態に押し出された熱可塑性樹脂に高速の空気を噴射して極細繊維としてキャリア状に集積しフェルトを形成するものである。さらに米国特許第４１１８５３１号等に示されるように、クリンプした嵩高繊維を混入して物性等を改良する例もある。
（カーペット、好ましい敷設態様）
カーペットは自動車フロア用としても公知の各種タフトカーペット、ニードルパンチカーペットが使用できるが、裏面に熱可塑性樹脂の裏打ち２１をほどこすことによって、加熱成形性を付与してあるものが好ましい。
本発明のフロアサイレンサーは図１のように自動車のフロアカーペット裏面、フロアパネルとの間に配されるものであるが、好ましくはカーペットの裏面に貼着一体化されるのが好ましい。このためには、カーペットの成形時にカーペットが加熱されることによって裏打ちが軟化するのを利用して第１ないし第２のフェルト層の毛羽を裏打ちに入り込ませ裏打ちが固化することによって、カーペットの成形を利用して同時にフェルト層を貼着するのが好ましい。
また、第２のフェルト層をもって第１のフェルト層の外表面をおおい被覆するには、両フェルト層の界面を加熱して、それぞれの層に含まれるバインダー等を活性化させ、あるいは一部繊維を溶融させるなどして融着するのが好ましい。また接着剤によっての貼着も可能である。
【０００７】
【実施例】
（実施例１）
第１のフェルト層は、反毛繊維（織物類をほぐして得られる綿やエステルが主体、繊維径２〜２０μｍ）と、ポリエステル短繊維（４〜８デニール（直径２０〜２８μｍ）、長さ３８〜６４ｍｍ）と熱硬化性バインダー（フェノールホルムアルデヒド重縮合物および硬化剤からなり、硬化温度１８０〜１９０℃）を重量比で４：３：２に混合し、加熱処理をへて密度０．０３ｇ／ｃｍ^３に形成したフェルト。厚さ１５．０ｍｍ。
第２のフェルト層は、メルトブローン法によって作られた繊維径１〜４μｍのマイクロファイバーに繊維径２０〜３０μｍのステープルファイバーを混合してなる不織布状フェルト、３Ｍ社製商品名シンサレート、密度０．０３ｇ／ｃｍ^３を用いる。厚さ５．０ｍｍ。
この実施例においては、第２のフェルト層が第１のフェルト層の横端面および下表面をおおっている。
（実施例２）
第１のフェルト層は、ノーマルのポリエステル繊維（４〜８デニール（直径２０〜２８μｍ）、長さ３８〜６４ｍｍ、融点２６５℃）と低融点繊維（芯鞘構造をとり、芯部はノーマルのポリエステル繊維、鞘部は変成ポリエステル繊維（融点１１０〜１３０℃）からなる、４デニール（直径２０μｍ）、長さ５１ｍｍ）を重量比で７：３に混合し、加熱処理をへて密度０．０３ｇ／ｃｍ^３に形成したフェルト。厚さ１５．０ｍｍ。第２のフェルト層は、実施例１に同じフェルト、厚さ５．０ｍｍ。
この実施例においては、第２のフェルト層は、第１のフェルト層の下表面をおおっている。
（比較例１）
実施例１の第１のフェルト層と同じフェルトを厚さ２０．０ｍｍ、１層に用いた。
（比較例２）
実施例２の第１のフェルト層と同じフェルトを厚さ２０．０ｍｍ、１層に用いた。
（比較例３）
比較例３として実施例で用いたのに同じメルトブローン製法による不織布で、厚さ２０ｍｍ、１層のフェルトを作成したが、フェルトにコシがなくて自己形状を維持できないため、物性の評価対象にならなかった。
（評価方法）
低周波数域（〜５００Ｈｚ）に対する遮音性の評価については、パネル加振法により、１辺が５００×４００ｍｍ、厚さが１．６ｍｍの鋼板パネルをフレームで支持し、その上に評価対象のフロアサイレンサーを載置し、さらにこのフロアサイレンサー上に目付量が３．７ｋｇ／ｍ^２の塩化ビニル樹脂シートを配して、鋼板パネルを各周波数で振動させる。この際のフレームの加速度Ｘ_２および塩化ビニル樹脂シートの表面中央部での加速度Ｘ_０を測定し、両者の比Ｘ_２／Ｘ_０によって振動の減衰度として評価した。結果のグラフを図２に示す。
高周波数域（３００〜５０００Ｈｚ）に対する吸音性の評価については、ＪＩＳＡ１４０５に規定の垂直入射吸音率の測定（サイレンサーの裏面側から入射）をおこない評価した。結果のグラフを図３に示す。
（評価結果）
評価結果について表１にまとめた。表１より実施例１、実施例２において、振動減衰、吸音性ともに十分な性能が得られたのに対して、比較例１、比較例２ではメルトブローン不織布がないために、吸音性の特性が不十分であった。
【表１】

【発明の効果】
本発明によれば、低周波数から高周波数にわたる騒音の自動車内への騒音の侵入を可及的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフロアサイレンサー敷設状態
【図２】振動遮断性（低周波数）の評価結果を示す
【図３】吸音性（高周波数）の評価結果を示す。
【符号の説明】
１０・・・フロアサイレンサー
１１・・・第１のフェルト層
１２・・・第２のフェルト層
２０・・・フロアカーペット
２１・・・裏打ち
３０・・・フロアパネル[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a floor silencer interposed when a floor carpet is laid on a floor panel of an automobile, and more particularly to a configuration that exhibits excellent soundproof performance over a wide frequency range.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, floor carpets have been laid on automobile floor panels for decoration, soundproofing and other purposes. A general construction of this type of floor carpet is that a thermoplastic resin backing material is applied to the back surface of a base fabric in which fibers are napped by tufting, needling or the like, thereby imparting moldability. After heating, the carpet is drawn into a shape generally along the floor panel.
When laying the molded carpet, a silencer is interposed between the floor panel and the carpet to improve the soundproof performance. This silencer also prevents the unevenness of the floor panel from appearing on the surface of the carpet, and also has the effect of reducing the contact feeling of the passenger's feet. For this reason, the material of the silencer needs to be excellent in soundproofing (sound absorption), and is preferably lightweight and has a certain load resistance. Conventionally, many fiber silencers such as cotton felt and synthetic felt have been used to satisfy this condition. In particular, in the past, the sound of a relatively low frequency range (up to 300 Hz), the sound of this frequency range is suitable as a silencer to reduce the so-called road noise generated by the vibration of the floor panel due to the resonance of the automobile suspension. I have been. This is to attenuate the vibration of the floor panel that is transmitted as the vibration of the floor carpet through the silencer (solid propagation). Specifically, it lowers the elasticity of the fiber silencer (felt) and lowers the spring. Therefore, it has been performed to use a felt having a lower density (having more voids).
By the way, in recent years, the noise reduction technology in automobiles has advanced, and as described above, the noise of road noise has also progressed. Therefore, in the higher frequency range (300 to 2000 Hz), which has not been emphasized as an object of sound insulation in the past. There is a new demand for soundproofing for sound. The sound in this area is mainly engine noise, but because it travels in the car by air propagation rather than solid propagation, the conventional felt that mainly reduces solid propagation cannot ensure sufficient soundproofing. . One possible method is to increase the weight of the felt (plate thickness), but this leads to an increase in cost and weight, which is not preferable as an interior material.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an automotive floor silencer suitable for soundproofing from a low frequency sound (road noise) to a high frequency sound (engine noise).
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The means of the present invention for solving the problem is a structure of a fibrous floor silencer interposed between a floor panel and a floor carpet when laying the floor carpet on the floor panel of an automobile, and has a density of 0.03 g / cm ^3. In the following, a first felt layer mainly composed of fibers having a diameter of 10 μm or more, and a second felt mainly composed of fibers having a diameter of 2 μm or less obtained by a melt blown manufacturing method covering at least one outer surface of the first felt layer. With a floor silencer for automobiles made of felt layers.
[0005]
[Action]
In the floor silencer of the present invention, first, the first felt layer is used to attenuate the vibration of the low-frequency solid propagation sound. Since the first felt layer has a density of 0.03 g / cm ³ or less and many voids are formed, the elastic modulus is low, and the vibration is attenuated before the vibration input from the floor panel is transmitted to the carpet. Excellent in action. In addition, since the diameter of the constituent fiber is relatively large, the felt has load resistance (there is stiffness), so that the shape of the entire silencer is maintained.
On the other hand, the second felt layer acts to absorb high-frequency air vibrations. Since the second felt layer is a non-woven fabric formed by a melt-blown manufacturing method of extremely thin fibers having a fiber diameter of 2 μm or less, a lot of very fine voids are formed between the fibers, and high-frequency vibrations of the invading air are formed. It is excellent in the action of taking in the air gap and attenuating it.
By virtue of the second felt layer covering at least one outer surface of the first felt layer, vibrations and sound waves from the floor panel side must be in contact with the first felt layer and the second before entering the vehicle interior. Since it passes through both felt layers, the action of both layers is added, and there is no limit, and soundproofing over a wide frequency range is ensured.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows one installation mode of the floor silencer of the present invention. The floor silencer 10 is interposed between the floor carpet 20 and the floor felt 30 when it is laid on the floor panel 30. The floor silencer 10 is composed of a first felt layer 11 and a second felt layer 12. At least one surface is covered by a second felt layer.
(First felt layer)
In order to form a felt having a density of 0.03 g / cm ³ or less, it is most preferable that a low melting point thermoplastic resin fiber is uniformly mixed and dispersed in a fiber mass constituting the felt, and then the low melting point fiber is formed. By applying a heat treatment at a temperature higher than the melting point of the fiber, the low melting point fiber is melted and used as a binder for bonding the fibers. As a preferable fiber combination, for example, there is a combination of a normal polyester fiber having a high melting point fiber (melting point 250 ° C.) and a modified polyester fiber having a low melting point fiber (melting point 110 to 130 ° C.). Also preferred is a felt in which a thermosetting binder is dispersed on a mixed felt of repellent fibers and polyester fibers within a certain fiber diameter range. The diameter of the fibers of the first felt layer is preferably 10 μm or more, particularly 15 to 20 μm.
(Second felt layer)
The second felt layer is composed of fibers having a diameter of 2 μm or less obtained by a melt blown manufacturing method. In the melt blown manufacturing method, high-speed air is jetted onto a thermoplastic resin extruded into a molten state, and is accumulated in the form of a carrier as ultrafine fibers to form a felt. Furthermore, as shown in U.S. Pat. No. 4,118,531, etc., there is an example in which physical properties are improved by mixing crimped bulky fibers.
(Carpet, preferred laying mode)
As the carpet, various tuft carpets and needle punch carpets known for automobile floors can be used, but those having thermoformability imparted by placing a backing 21 of a thermoplastic resin on the back surface are preferable.
As shown in FIG. 1, the floor silencer of the present invention is disposed between the back surface of the floor carpet of the automobile and the floor panel, and is preferably bonded and integrated on the back surface of the carpet. For this purpose, by using the fact that the backing softens when the carpet is heated during the molding of the carpet, the fluff of the first or second felt layer enters the backing and the backing solidifies, thereby forming the carpet. It is preferable to apply the felt layer at the same time.
Further, in order to cover the outer surface of the first felt layer with the second felt layer, the interface between the two felt layers is heated to activate the binder or the like contained in each layer, or a part of the fibers. It is preferable to fuse them by melting them. It is also possible to use an adhesive.
[0007]
【Example】
Example 1
The first felt layer is composed of repellent fibers (mainly cotton or ester obtained by loosening fabrics, fiber diameter 2 to 20 μm), polyester short fibers (4 to 8 denier (diameter 20 to 28 μm), length 38. -64 mm) and a thermosetting binder (consisting of a phenol formaldehyde polycondensate and a curing agent, curing temperature 180-190 ° C.) are mixed at a weight ratio of 4: 3: 2 and heated to a density of 0.03 g / Felt formed in cm ³ . Thickness 15.0mm.
The second felt layer is a non-woven felt formed by mixing staple fibers having a fiber diameter of 20 to 30 μm with microfibers having a fiber diameter of 1 to 4 μm made by a melt blown method, 3M trade name of Cinsalate, density 0.03 g / Cm ³ is used. Thickness 5.0mm.
In this embodiment, the second felt layer covers the lateral end surface and the lower surface of the first felt layer.
(Example 2)
The first felt layer consists of normal polyester fiber (4-8 denier (diameter 20-28 μm), length 38-64 mm, melting point 265 ° C.) and low melting point fiber (core-sheath structure, core is normal polyester) The fiber and sheath are made of modified polyester fiber (melting point: 110 to 130 ° C.), 4 denier (diameter: 20 μm, length: 51 mm) is mixed at a weight ratio of 7: 3, heat-treated, and a density of 0.03 g / Felt formed in cm ³ . Thickness 15.0mm. The second felt layer has the same felt as in Example 1 and a thickness of 5.0 mm.
In this embodiment, the second felt layer covers the lower surface of the first felt layer.
(Comparative Example 1)
The same felt as the first felt layer in Example 1 was used in a thickness of 20.0 mm and one layer.
(Comparative Example 2)
The same felt as that of the first felt layer in Example 2 was used in a thickness of 20.0 mm and one layer.
(Comparative Example 3)
Although the nonwoven fabric by the same melt blown manufacturing method used in the example as Comparative Example 3 was made, a felt with a thickness of 20 mm and a single layer was created. There wasn't.
(Evaluation methods)
For the evaluation of sound insulation in the low frequency range (up to 500 Hz), a panel vibration method is used to support a steel plate panel having a side of 500 × 400 mm and a thickness of 1.6 mm with a frame, and on the floor to be evaluated. A silencer is placed, and a vinyl chloride resin sheet having a basis weight of 3.7 kg / m ² is arranged on the floor silencer, and the steel plate panel is vibrated at each frequency. Acceleration X ₀ of the acceleration X ₂ and the surface central portion of the vinyl chloride resin sheet frame when this was measured and evaluated as attenuation of the vibration by the ratio X _{2 /} X ₀ therebetween. The resulting graph is shown in FIG.
About the evaluation of the sound-absorbing property with respect to a high frequency range (300-5000 Hz), it measured by measuring the normal incident sound absorption coefficient prescribed | regulated to JISA1405 (incident from the back surface side of a silencer). The resulting graph is shown in FIG.
(Evaluation results)
The evaluation results are summarized in Table 1. From Table 1, in Examples 1 and 2, sufficient performance was obtained in both vibration damping and sound absorption, whereas in Comparative Examples 1 and 2, since there was no melt blown nonwoven fabric, the sound absorption characteristics were It was insufficient.
[Table 1]

【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the penetration | invasion of the noise into the motor vehicle of the noise ranging from a low frequency to a high frequency can be reduced as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a floor silencer installed state according to the present invention. FIG. 2 shows an evaluation result of vibration isolation (low frequency). FIG. 3 shows an evaluation result of sound absorption (high frequency).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Floor silencer 11 ... 1st felt layer 12 ... 2nd felt layer 20 ... Floor carpet 21 ... Backing 30 ... Floor panel

Claims

The structure of the fiber floor silencer that is interposed between the floor panel and the floor carpet when laying the floor carpet on an automobile floor panel is a fiber with a density of 0.03 g / cm ³ or less and mainly a diameter of 10 μm or more. It is characterized by comprising a first felt layer constituted and a second felt layer mainly made of fibers having a diameter of 2 μm or less obtained by a melt blown manufacturing method covering at least one outer surface of the first felt layer. Automotive floor silencer.