JP2020168880A

JP2020168880A - 車両用音響部材

Info

Publication number: JP2020168880A
Application number: JP2019069720A
Authority: JP
Inventors: 哲哉増村; Tetsuya Masumura
Original assignee: Kotobukiya Fronte Co Ltd
Current assignee: Kotobukiya Fronte Co Ltd
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-10-15

Abstract

【課題】省スペースで遮音することができる車両用音響部材を提供する。【解決手段】デカップリング層と質量層とが重ねられた車両用音響部材であって、質量層は、樹脂よりも比重が大きい高比重材が樹脂により接着されてなり、デカップリング層に面する側の厚さ二分の一の第１領域の重量に対して、デカップリング層から離れた側の厚さ二分の一の第２領域の重量比が０．１以上１未満であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用音響部材に関する。

自動車等の車両においては、車両用音響部材を使用して車両内の遮音をするなどの音響を調整する技術が知られている。車両用音響部材を形成する場合には、単純な動解析モデルとして、ばねと質量によりモデル化されたばねマス（質量）モデルを用いられることが多い。例えば、質量層を作製するためにフェルトや不織布を用い、ばね層（デカップリング層）をポリウレタンフォームによって形成した自動車用遮音トリム部品は公知である（例えば特許文献１参照）。

図１０は、従来のダッシュインシュレータの構成を模式的に示す図である。図１０（ａ）は、従来の車両用音響部材の断面を模式的に示す図である。図１０（ｂ）は、成形後の従来の車両用音響部材を模式的に示す図である。

図１０（ａ）に示したように、従来の車両用音響部材としてのダッシュインシュレータ１は、吸音層となる第１フェルト２、質量層３、及び厚み層となる第２フェルト４が重ねられて構成されている。第１フェルト２及び第２フェルト４は、衣類などのリサイクル反毛、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維、及びバインダー繊維などが配合されたものである。

質量層３は、加重するための部材としての炭酸カルシウムと、ＰＥ（ポリエチレン）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、又はＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）などが配合された樹脂とによって構成され、溶融した樹脂と炭酸カルシウムが混ぜられてシート状に加工されたものである。

ダッシュインシュレータ１は、第１フェルト２、質量層３及び第２フェルト４それぞれが加熱された後に重ねられ、製品の形状が施された型によって、図１０（ｂ）に示したように成形される。しかし、ダッシュインシュレータ１は、加熱による第１フェルト２と質量層３との接着強度を上げにくく、質量層３の厚さも所定値以上の厚さにする必要がある。

特許第５７６９７３８号公報

従来は、車両内で必要な遮音効果を得ようとすると、デカップリング層に重ねる質量層を小型化することができず、小さなスペースに用いる車両用音響部材を効果的に作成することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、省スペースで遮音することができる車両用音響部材を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる車両用音響部材は、デカップリング層と質量層とが重ねられた車両用音響部材であって、前記質量層は、樹脂よりも比重が大きい高比重材が前記樹脂により接着されてなり、前記デカップリング層に面する側の厚さ二分の一の第１領域の重量に対して、前記デカップリング層から離れた側の厚さ二分の一の第２領域の重量比が０．１以上１未満であることを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる車両用音響部材は、前記樹脂は、透過性のある材料であり、前記高比重材は、前記樹脂とは色が異なることを特徴とする。

本発明によれば、省スペースで遮音することができる車両用音響部材を提供することができるという効果を奏する。

（ａ）は、車両用音響部材の断面を模式的に示す図である。（ｂ）は、成形後の車両用音響部材を模式的に示す図である。車両用音響部材の生産方法の概要を例示する図である。車両用音響部材におけるデカップリング層及び質量層の断面の詳細を模式的に例示した図である。車両用音響部材の特性を比較例の特性とともに示す図である。車両用音響部材の遮音特性を比較例の遮音特性とともに示したグラフである。車両用音響部材の吸音特性を比較例の吸音特性とともに示したグラフである。車両用音響部材の第１変形例を示す図である。車両用音響部材の第２変形例を示す図である。車両用音響部材の第３変形例を示す図である。（ａ）は、従来の車両用音響部材の断面を模式的に示す図である。（ｂ）は、成形後の従来の車両用音響部材を模式的に示す図である。

以下に、車両用音響部材の一実施形態を、図面を用いて説明する。

図１は、一実施形態にかかる車両用音響部材１０の断面を模式的に例示する図である。図１（ａ）は、車両用音響部材１０の断面を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、成形後の車両用音響部材１０を模式的に示す図である。

図１（ａ）に示すように、車両用音響部材１０は、例えばデカップリング層２０、質量層３０及び厚み層４０を有する。車両用音響部材１０は、例えば、ダッシュインシュレータ、又は車両内用のカーペットなどとして用いられる。

デカップリング層２０は、例えば衣類などのリサイクル反毛、ＰＥＴ繊維及びバインダー繊維などが配合されたリサイクル不織布などの繊維層であり、例えば一方の面が第１不織布２００で覆われ、他方の面が第２不織布２０２で覆われている。そして、デカップリング層２０は、車両内において吸音層としても機能する。デカップリング層２０は、例えば単位面積の重量が２００〜３０００ｇ／ｍ^２にされることが好ましい。

なお、デカップリング層２０は、第１不織布２００及び第２不織布２０２が設けられない構成であってもよい。また、デカップリング層２０は、ウレタンなどの樹脂によって構成されていてもよい。

質量層３０は、例えば加重するための部材（高比重材）としての炭酸カルシウムと、ＰＥ、ＰＰ、ＥＶＡ、又はＥＰＤＭなどの樹脂とが、樹脂の溶融により接着されて構成される。質量層３０は、単位面積の重量が１００〜５０００ｇ／ｍ^２にされることが好ましい。

高比重材は、比重が１．５以上であればよく、炭酸カルシウムでなくてもよい。質量層３０に用いられる樹脂は、主に比重が０．９〜１．０程度であり、リサイクル樹脂材であってもよく、複数の樹脂が混合されたものであってもよい。また、質量層３０に用いられる樹脂は、例えば色が透明又は半透明であり、高比重材とは異なる色である。炭酸カルシウムは、ほぼ白色であるが、他の色に着色されてもよい。樹脂が透明又は半透明のように透過性のある材料であれば、質量層３０を形成後に高比重材の位置を目視することが可能となる。なお、質量層３０に用いられる樹脂は無色が好ましいが、本発明はそれに限定せず、透過性があれば緑や赤等のリサイクルされた樹脂でも同様の効果はある。

また、質量層３０は、例えば図２等を用いて後述する生産方法によって形成され、デカップリング層２０に面する側の厚さ二分の一の第１領域３００と、デカップリング層２０から離れた側の厚さ二分の一の第２領域３２０とを有する。

第１領域３００は、主に炭酸カルシウムが含まれるため、炭酸カルシウム層とも記す。また、第２領域３２０は、主に樹脂が含まれるため、樹脂層とも記す。ただし、炭酸カルシウム層にも樹脂が含まれていてもよく、樹脂層に炭酸カルシウムが含まれていてもよい。

具体例として、炭酸カルシウムは、比重が２．７１（六方晶系）、又は２．９３（斜方晶系）程度である。また、沈降性炭酸カルシウムは、比重が２．５５〜２．６１程度になることがある。一方、質量層３０に用いられる樹脂は、例えばＰＥであれば比重が０．９５程度である。この場合、高比重材は、樹脂の比重の２〜３倍程度の比重となる。

厚み層４０は、例えばフェルトなどによって構成され、所定の厚みを与えるためなどに用いられる。ただし、車両用音響部材１０は、厚み層４０が設けられていなくてもよい。

また、図１（ｂ）に示すように、車両用音響部材１０は、デカップリング層２０、質量層３０及び厚み層４０それぞれが加熱された後に重ねられ、製品の形状が施された型によって成形される。

次に、車両用音響部材１０の生産方法について説明する。

図２は、車両用音響部材１０の生産方法の概要を例示する図である。ここで、車両用音響部材１０は、図２において左側から右側へ搬送されながら形成される。

まず、第１不織布２００が敷かれた上に、例えば細断された繊維リサイクル材２１０などを積層させ、その上に第２不織布２０２を敷いていく。なお、第２不織布２０２は、用いられなくてもよい。

重ねられた第１不織布２００、繊維リサイクル材２１０及び第２不織布２０２は、加熱加圧装置５０により、熱風加熱されながら加圧圧縮されつつ、層となって搬送される。

加熱と加圧圧縮をされた層は、例えば炭酸カルシウムペレットなどの高比重材３０２と、ＰＥペレット又はＥＶＡペレットなどの樹脂材３２２とが順に塗布されて積層される。

積層されたこれらの部材は、例えばＩＲ（赤外線）ヒータなどの加熱装置５４によって加熱され、樹脂材３２２が溶融されることによって層状に接着された後に、冷却装置５６による例えばミスト冷却によって冷却・圧縮されることによって車両用音響部材１０となる。

車両用音響部材１０は、樹脂材３２２が２０〜９５％となり、高比重材３０２が５〜８０％となる比率で質量層３０（図２参照）が形成されることが好ましい。

次に、車両用音響部材１０の構成について、さらに詳述する。

図３は、車両用音響部材１０におけるデカップリング層２０及び質量層３０の断面の詳細を模式的に例示した図である。上述したように、質量層３０は、第１領域３００及び第２領域３２０を有する。ここでは、第１領域３００の厚さＡと、第２領域３２０の厚さＢとが同じであるとして説明するが、これに限定されない。

質量層３０は、第１領域３００の重量に対して、第２領域３２０の重量比が０．１以上１未満となるように形成されている。具体的には、第１領域３００は、例えば炭酸カルシウムなどの高比重材３０２が大半を占めており、比重が高比重材３０２自体の比重に近い値となっている。第２領域３２０は、例えば樹脂材３２２が大半を占めており、比重が樹脂材３２２自体の比重に近い値となっている。

このように、質量層３０は、第１領域３００及び第２領域３２０が形成されることにより、厚さ方向で高比重材３０２の単位面積の重量が異なり、所定の重量を備えた非通気の薄い遮音層として容易に形成される。

次に、車両用音響部材１０の特性について説明する。

図４は、車両用音響部材１０の特性を比較例の特性とともに示す図である。図５は、車両用音響部材１０の遮音特性を比較例の遮音特性とともに示したグラフである。図６は、車両用音響部材１０の吸音特性を比較例の吸音特性とともに示したグラフである。

車両用音響部材１０は、比較例と同じ単位面積の重量の吸音層と遮音層が形成された場合に、比較例と同等の遮音特性、吸音特性及び成形伸びを示し、かつ、比較例の２倍以上の接着強度と、約半分の材料コストとを実現している。

このように、一実施形態にかかる車両用音響部材１０及び変形例は、質量層３０の第１領域３００の重量に対して、第２領域３２０の重量比が０．１以上１未満であるため、容易に形成され、省スペースで遮音することができる。

次に、車両用音響部材１０の変形例について、図７〜９を用いて説明する。

図７は、車両用音響部材１０の第１変形例を示す図である。デカップリング層２０ａは、ニードルパンチの不織布であり、単位面積の重量が１５０〜１０００ｇ／ｍ^２にされている。デカップリング層２０ａは、単層として形成されてもよいし、複数層によって形成されてもよい。

質量層３０ａは、溶融した樹脂材３２２ａと、高比重材３０２ａとによって形成されており、単位面積の重量が２００〜５０００ｇ／ｍ^２にされている。

車両用音響部材１０の第１変形例は、例えばフロアーカーペットなどとして用いられる。

図８は、車両用音響部材１０の第２変形例を示す図である。デカップリング層２０ｂは、繊維層であり、単位面積の重量が２００〜２０００ｇ／ｍ^２にされている。質量層３０ｂは、溶融した樹脂材３２２ｂと、高比重材３０２ｂとによって形成されており、単位面積の重量が１００〜１０００ｇ／ｍ^２にされている。また、質量層３０ｂの上面には、例えば単位面積の重量が１５０〜６００ｇ／ｍ^２のプレーンニードル層４０ｂが形成されている。

車両用音響部材１０の第２変形例は、例えばラゲッジトリムの基材などとして用いられる。

図９は、車両用音響部材１０の第３変形例を示す図である。車両用音響部材１０の第３変形例は、単位面積の重量が１０〜４００ｇ／ｍ^２である不織布２００ｃの上に、溶融された樹脂材３２２ｃ、高比重材３０２ｃ、及び細断された繊維材２１０ｃが積層されている。樹脂材３２２ｃ、高比重材３０２ｃ、及び細断された繊維材２１０ｃの単位面積の重量は５００〜４０００ｇ／ｍ^２にされている。

車両用音響部材１０の第３変形例は、例えばアンダーカバー、フェンダーライナーとして用いられる。

そして、図７〜９に示した車両用音響部材１０の変形例においても、厚さ方向で高比重材の単位面積の重量が異なり、所定の重量を備えた非通気の薄い遮音層が容易に形成されている。

１０・・・車両用音響部材、２０，２０ａ，２０ｂ・・・デカップリング層、３０，３０ａ，３０ｂ・・・質量層、４０，４０ｂ・・・厚み層、２００，２００ｃ・・・第１不織布、２０２・・・第２不織布、２１０・・・繊維リサイクル材、２１０ｃ・・・細断された繊維材、３００・・・第１領域、３０２，３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ・・・高比重材、３２０・・・第２領域、３２２，３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ・・・樹脂材

Claims

デカップリング層と質量層とが重ねられた車両用音響部材であって、
前記質量層は、
樹脂よりも比重が大きい高比重材が前記樹脂により接着されてなり、前記デカップリング層に面する側の厚さ二分の一の第１領域の重量に対して、前記デカップリング層から離れた側の厚さ二分の一の第２領域の重量比が０．１以上１未満であること
を特徴とする車両用音響部材。
前記樹脂は、透過性のある材料であり、
前記高比重材は、
前記樹脂とは色が異なること
を特徴とする請求項１に記載の車両用音響部材。