JPH072329Y2 - 自動車用防音構造体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、自動車用防音構造体に関し、さらに詳しくは
自動車のダッシュパネル、フロアパネル、タイヤハウ
ス、後部荷物室等に、騒音を防止する目的で内装一般に
使用され、車室外から透過してくる音、もしくは車体パ
ネルから発生する音を遮断し、かつ軽量にて表面フラッ
ト性の高い自動車用防音構造体に関する。

［従来の技術］ 従来の自動車用防音構造体としては、例えば第５図に示
すようなものがある。これはフロア部分の防音に用いる
フロアインシュレーターの断面形状を示すもので、10は
車体パネルで、通常アスファルトシートよりなる制振材
20が溶着されている。30はフェルト等よりなる吸音材
層、40はカーペットよりなる表面遮音層で、通常、表面
遮音層40の裏面には、カーペットの成形性と、質量付加
のために熱可塑性樹脂が裏打ちされている。当該フェル
ト等の吸音材層30とカーペット層40とは一般的には接着
手段等にて結合されている。

他の例として第６図にダッシュインシュレーターの断面
形状を示す。ダッシュインシュレーターの場合、吸音材
層30としてフェルト、表面遮音層40としてPVCシート等
が多く用いられ、この場合も一般的には吸音材層30と表
面遮音層40とは接着手段等にて結合されている。

フロアインシュレーター及びダッシュインシュレーター
のいずれにおいても、アスファルトシート等の制振材20
は、車体パネルの制振処理に用いられ、吸音材層30と一
体となったカーペットあるいはPVCシート等の表面遮音
層40は遮音構造体として用いられている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の自動車用防音構造体に
あっては、車体パネルの制振に用いられるアスファルト
系制振材と、フェルトとカーペットあるいはPVCシート
とが一体となったインシュレーターは、制振と遮音の機
能を別個に有するもので、自動車組立てラインでも別工
程にて取付けられており、工数がかかるという問題があ
った。

アフファルト系制振材は、安価な制振材ではあるが、重
量が重く、さらにダッシュパネルのような、たて壁面に
は溶着が十分に行なえないという問題があった。

さらに、フェルト等の吸音材では、車体パネルに密着し
て、車体パネルの凹凸を十分に吸収しうる成型型をもた
せることができず、この結果防音性能の低下をきたし、
また表面平滑性がでず、特にフロアインシュレーターの
場合、外観品質、フラット性フィーリング等の品質を低
下させる問題があった。

特に、制振材の溶着、貼付が難しい車体パネル部分に対
しては、フェルト等の吸音材、表面遮音層のみでは十分
な防音対策が難しいという問題があった。

［考案の目的］ そこで本考案の目的は軽量にて、フラット性の高い、か
つ防音効果の大きな自動車用防音構造体を提供すること
にある。

また本考案の他の目的は重いアフファルト系制振材の除
去、あるいは薄肉化をはかることができ、車体重量の軽
減をおこなうことができる自動車用防音構造体を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案に係る自動車用防音構造体は、自動車の車体パネ
ルに取り付ける防音・防振材として、 第１層：車体パネルの形状に沿って敷設されたアスファ
ルトシートで形成された制振材、 第２層：車体パネルのリブ形状に沿った形に成型された
アスファルトとポリオール・イソシアネートからなるプ
レポリマーによるアスファルト−ウレタン一体発泡体、 第３層：フェルト或いはウレタンフォームの細片を固め
たもので形成された吸音材層、 第４層：表面遮音層、 の各層を順次積層させた構造を有すること、を特徴とす
る。

本考案の好ましい実施態様としては、アスファルト−ウ
レタン一体発泡フォーム層が、アスファルト−ウレタン
一体発泡フォームのスラブ品を加熱し、そのプレスにて
型付け、成型して得られたものであることであり、より
好ましくはアスファルト−ウレタン一体発泡フォームの
スラブ品（平物）を事前に加熱し、車体パネル形状に加
工した金型にてコールドプレスすることにより得ること
である。この手段においては、一般的には200℃程度に
加熱し、１分程度の加圧にて所定形状に成型しうる。ま
た、ホットプレスにて、加熱、成型を同時に行うことも
できる。

また本考案の他の実施態様としては、アスファルト−ウ
レタン一体発泡フォーム層が、アスファルト−ウレタン
一体発泡フォームをモールド型内に注入、発泡して成型
して得られたものであることである。

［作用］ 従来の自動車用防音材の構造では、車体パネルに溶着し
たアフファルトシート等の制振材及び平物の吸音材層、
表面遮音層を用いているため、車体パネルに形成された
リブ構造の凹凸を吸収することができず、防音性能の低
下、フロアフラット性の低下等の問題をかかえていた
が、本考案に係るアスファルト−ウレタン一体発泡フォ
ームを車体パネル形状に成型して、車体パネルに密着さ
せ、当該成型アスファルト−ウレタン一体フォーム層上
に吸音材層、さらに表面遮音層を積層することにより、
軽量にて、フラット性の高い、かつ防音効果の大きな自
動車用防音構造体を形成することができる。

さらに、アスファルト−ウレタン一体発泡フォームを車
体パネルに接設して用いるため、重いアスファルト系制
振材の除去、あるいは薄肉化をはかり、車体重量の軽減
をはかることができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は、本考案の参考例を示す要部断面図である。

同図において、１は自動車の車体パネルで、凹凸1Aのリ
ブ形状を有している。５は車体パネル１のリブ形状の凹
凸1Aに沿うように成型されたアスファルト−ウレタン一
体発泡フォームで車体パネル１に接設されている。

３は、アスファルト−ウレタン一体発泡フォーム層５の
車室内側にあって、アスファルト−ウレタン一体発泡フ
ォーム層５に接着された吸音材層で、通常、フェルトあ
るいはウレタンフォーム細片を固めたものからなってい
る。

４は表面遮音層で、フロアインシュレーターの場合、熱
可塑性樹脂層を裏打ちしたカーペットが用いられ、ダッ
シュインシュレーターの場合は、表面遮音層としてPVC
シートが多く用いられている。

吸音材層３と本考案に係るアスファルト−ウレタン一体
発泡フォーム層５の接着はアスファルト−ウレタン一体
発泡フォームを加熱、圧着、成型する時に吸音材層３と
接着してもよく、あるいは成型後に接着してもよい。さ
らにのアスファルト−ウレタン一体発泡フォームをモー
ルド型にて注入発泡する場合、吸音材層３をモールド中
に設置し、注入発泡と同時に接着することができる。

次に第２図に基き、本考案の実施例を説明する。同図は
本考案の実施例を示す要部断面図である。

この実施例は、車体パネル１にアスファルトシート等よ
りなる制振材２を溶着したものである。アスファルト−
ウレタン一体発泡フォーム層５は車体パネル１のリブ形
状凹凸に1A沿い、パネル内面を充填するように成型され
ている。３は吸音材層、４は表面遮音層である。

本実施例の場合、制振材２と、アスファルト−ウレタン
一体発泡フォーム層５により、高度の制振性能を車体パ
ネル１に付与することができる。かつ、この構造では、
従来厚く溶着していたアスファルトシート等の制振材の
除去又は薄肉化をはかることができ、全体としての重量
軽減に寄与することができる。

以上の実施例で用いられるアスファルト−ウレタン一体
発泡フォームはアスファルトの制振性を利用した制振吸
音フォームである。アスファルトを用いた制振・吸音フ
ォームとしては、これ以外にアスファルト含浸タイプフ
ォームがあるが、加熱成型する場合、アスファルト−ウ
レタン一体発泡フォームの方が成型が良好である。

以下に発泡タイプと含浸タイプの各フォームの製造方法
と中低周波域の吸音性能等について説明する。

発泡タイプはアスファルト・水エマルジョンと水溶性プ
レポリマーなどよりなる一体発泡体（特開昭61-237630
号参照：本考案に対する比較例）、あるいはアスファル
トとポリオール・イソシアネートからなるプレポリマー
などよりなる一体発泡体（本考案）であり、前者は低周
波の吸音に関連する通気性能は約70cc/cm²/sec程度と高
く、このため低周波の吸音性能が悪い（第３図の曲線Ａ
参照）。後者は通気性能が10cc/cm²/sec以下であり、低
通気性である。このため前者より低周波の吸音性能が非
常に良くなっている（第３図の曲線Ｂ参照）。

一方含浸タイプはウレタンフォームに後処理することに
よりアスファルトを含浸させたもの（実開昭61-16950号
参照：本考案に対する比較例）で、含浸タイプのアスフ
ァルト入りポリウレタンフォームはアスファルトを含浸
させるために通気性が高く、約100cc/cm²/sec以上の値
を示す。そのため低通気性の発泡タイプのアスファルト
入りポリウレタンフォームよりも低周波の吸音性能が悪
い（第３図の曲線Ｃ参照）。

ここで通気性はJIS L−1004フラジール型試験機で測定
される。通気性の値は同一材質でも厚さが異なれば異な
る。本考案においてはすべての材質を厚さ10mmにして測
定した数値を用いた。例えば一般のポリウレタンフォー
ムの通気性は40〜120cc/cm²/secである。アスファルト
入りポリウレタンフォームの通気性と吸音率は相関があ
り、通気性の低いものほど低周波の吸音性能がよい。

発泡タイプであろうと含浸タイプであろうとアスファル
ト入りポリウレタンフォームを用いることにより従来構
造より遮音性能はよくなるが、含浸タイプは通気性が高
く、低周波の吸音性能が悪いのに対し、発泡タイプは通
気性が比較的小さく低周波の吸音性能は良くなっている
が、特に本考案に係るアスファルトとポリオール・ポリ
イソシアネートからなるプレポリマーによるアスファル
ト−ウレタン一体発泡体は低周波の吸音性能が極めて良
好となる。

一方制振性能については発泡タイプ、含浸タイプともア
スファルトを使用しているのでほぼ同一である。しかし
発泡タイプにあっては気泡の構造をコントロールするこ
とができるのでより通気性を低下させることが可能であ
り、より大きく遮音性能を向上させることができる。

本考案に用いられるアスファルト−ウレタン一体発泡フ
ォームは、以下のものを用いることも好ましい。即ち、
分子中に少なくとも２個以上の水酸基を有し、かつアス
ファルトを予め乳化分散してなるポリアルキレンポリオ
ールと、イソシアネート基を２個以上有するポリイソシ
アネートを触媒、発泡剤と共に型内に注入し、反応せし
めて得られたものである。

アスファルトとポリオールの乳化物を製造するのに用い
られるポリオールとしては、一般的なポリエーテル系ポ
リウレタンフォームを作る場合に用いられるポリアルキ
レンポリオールが成形性とコストの面から好ましく用い
られる。これらのポリアルキレンポリオールとしては、
例えば多価アルコールやアミン化合物にアルキレンオキ
サイドを付加重合したものが用いられる。

多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、
プロピレングリコール、1,4−ブタンジオールジエチレ
ングリコール等の２価アルコール、グリセリン、トリメ
チロールプロパン等の３価のアルコール、ペンタエリス
リトール、ソルビトール、ショ糖等の４価以上のアルコ
ールが挙げられる。アミン化合物としては、例えばエチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ポリ
アミン類、フェニレンジアミン、トリレンジアミン等の
芳香族ポリアミン類、モノエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールア
ミン類等が挙げられる。

アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサ
イド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が
挙げられ、これらの中でエチレンオキサイド及びプロピ
レンオキサイドが好ましく用いられる。

ポリオールとしては、成形性、キュア性の面からエチレ
ンオキサイドとプロピレンオキサイドの両方を用い、末
端に１級OHを有する分子量3000〜5000の３官能ポリエー
テルポリオールが好ましい。

又、これらのポリオールに微粒子状に分散されるアスフ
ァルト成分としては、ストレートアスファルト、ブロー
ンアスファルト、セミブローンアスファルト、カットバ
ックアスファルト等が用いられる。

ポリアルキレンポリオールとアスファルトの比率は、10
0:10〜200（重量比）が好ましく、得られるモールドフ
ォームの音振特性から100:50〜150がより好ましく、乳
化分散されるアスファルト含有量が多くなる程、フォー
ムのダンピング特性は向上する。

ポリアルキレンポリオールとアスファルトの乳化法は限
定されないが、界面活性剤を用いた乳化分散法が好まし
い。例えば約100℃に加熱したポリアルキレンポリオー
ルにHLB13〜18の範囲にある界面活性剤を添加し、次い
で100〜200℃で加熱溶融したアスファルトをホモジナイ
ザー等の攪拌機を用いて乳化分散させる方法が好まし
い。

ポリアルキレンポリオール中に乳化分散されたアスファ
ルト微粒子の粒径は２〜50μｍが好ましく、より好まし
くは５〜20μｍがよい。モールド面その他へのアスファ
ルトブリーディングによる汚染を防ぐことができるから
である。

上記の方法で得られたアスファルト分散ポリアルキレン
ポリオールを型内で発泡成形させるには、アスファルト
分散ポリオールとイソシアネート基を２個以上有するポ
リイソシアネートを触媒、発泡剤等と共に混合攪拌して
型内に注入すればよい。

ここに用いられるポリイソシアネートとしては、トリレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト等の芳香族ポリイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等
の脂環式ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート等の脂肪族ポリイソシアネート、あるいはこれ
らのポリイソシアネートの変性物及びこれら２種以上の
併用も可能である。

その他、発泡成形に際して添加できる成分としては、一
般的なポリウレタンフォームを製造する場合に用いられ
る各種成分、例えばアミン系触媒及び錫系の触媒、発泡
剤としての水及びフレオン、又フォームセルをコントロ
ールするためのシリコン系の界面活性剤等が挙げられ
る。更に必要に応じて無機の充填剤、難燃剤等を添加す
ることもできる。尚、本考案においては必要に応じて本
考案層以外の第三の層を設けてもよい。

［実施例］ 次に従来の構成の防音構造体と本実施例の防音構造体の
防音効果の比較実験を行った結果を示す。

従来例として、第５図に示す構造のフロアインシュレー
ターを想定した積層体を用いた。車体パネル10に相当す
るものとして0.8t鉄板を用い、これに4mm厚アスファル
ト系制振材20を溶着した。吸着材層30としてはレジンフ
ェルトで厚み15mmのものを用いた。表面遮音層40として
は、ポリエチレン樹脂層を裏打ちしたカーペットを用い
た。

これに対し、本実施例による防音構造体としては第２図
に示す積層体を用いた。車体パネル１は従来例と同じく
0.8t鉄板で、２はこれに溶着された2mm厚アスファルト
系制振材である。５は鉄板１のリブ形状に凹凸1Aに沿う
ように成型したアスファルト−ウレタン一体発泡フォー
ム層で10mmスラブ品を200℃にて加熱し、その後プレス
にて所定形状に成型したものである。３は吸音材層とし
てのレジンフェルトで、４は従来構造体と同じくポリエ
チレン樹脂を裏打ちしたカーペットである。

防音効果の評価に際しては、各々のベース鉄板（第５図
の10、第２図の１）に振動を加え、各試料から発生する
固体音の発生音圧レベルを測定した。この結果を第４図
に示す。発生音圧レベルが低いほど効果良好であること
を考えると、本考案の実施例は、従来構造の比較例より
防音効果にすぐれている。

又、一方、鉄板を除いた防音材の単位面積当りの重量は
比較例にて7.6kg/m²、実施例にて5.6kg/m²となり、本実
例は約2kg/m²の重量軽減となっている。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、車体パネルのリ
ブ形状に沿った形にアスファルトとウレタンを一体発泡
させて得られたアスファルト−ウレタン一体発泡フォー
ム層を前記車体パネルに接設し、該一体発泡フォーム層
上に吸音材層、表面遮音層を順次積層させた構造を有す
るため、軽量にて、フラット性の高い、かつ防音効果の
大きな自動車用防音構造体を形成することができる。更
に、本考案では、第２層に配置されるアスファルト−ウ
レタン一体発泡体に、車体パネルのリブ形状に沿った形
に成型されたアスファルトとポリオール・ポリイソシア
ネートからなるプレポリマーにより形成されるものを利
用するので、第３図の曲線Ｂで示すように、ウレタンフ
ォームにアスファルトを含浸させたタイプのアスファル
ト−ウレタン発泡体、及びアスファルト・水エマルジョ
ンと水溶性プレポリマーよりなる一体発泡体と比較し
て、低周波数領域での防音性能が特に良好であり、従っ
て、第１層として用いられるアスファルトシートで形成
される制振材の量を著しく低下させることが可能とな
り、車体重量の軽減化に益するところ大であり頭記した
課題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の参考例を示す要部断面図、第２図は
本考案の実施例を示す要部断面図、第３図は周波数と垂
直入射吸音率の関係を示すグラフで、曲線Ｂが本考案、
曲線Ａ及びＣが比較例、第４図は音圧レベルの測定結果
を示すグラフ、第５図及び第６図は従来例を示す要部断
面図である。 1:車体パネル 2:制振材 3:吸音材層 4:表面遮音層 5:アスファルト−ウレタン一体発泡フォーム層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の車体パネルに取り付ける防音・防
   振材として、 第１層：車体パネルの形状に沿って敷設されたアスファ
   ルトシートで形成された制振材、 第２層：車体パネルのリブ形状に沿った形に成型された
   アスファルトとポリオール・イソシアネートからなるプ
   レポリマーによるアスファルト−ウレタン一体発泡体、 第３層：フェルト或いはウレタンフォームの細片を固め
   たもので形成された吸音材層、 第４層：表面遮音層、 の各層を順次積層させた構造を有する自動車用防音構造
   体。