2025-50454 遮音材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025050454

(43)【公開日】2025-04-04

(54)【発明の名称】遮音材

(51)【国際特許分類】

   B60R 13/08 20060101AFI20250327BHJP

   G10K 11/168 20060101ALI20250327BHJP

   G10K 11/16 20060101ALI20250327BHJP

   B32B 5/18 20060101ALI20250327BHJP

   B32B 5/32 20060101ALI20250327BHJP

【ＦＩ】

B60R13/08

G10K11/168

G10K11/16 120

B32B5/18

B32B5/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023159252

(22)【出願日】2023-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000119232

【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】安田 賢司

【テーマコード（参考）】

3D023

4F100

5D061

【Ｆターム（参考）】

3D023BA02

3D023BA03

3D023BB16

3D023BB21

3D023BD11

3D023BD21

3D023BD25

3D023BE04

3D023BE06

3D023BE20

4F100BA03

4F100BA06

4F100BA10A

4F100BA10C

4F100DC11B

4F100DJ00A

4F100DJ00B

4F100DJ00C

4F100GB32

4F100JH01

4F100YY00B

5D061AA07

5D061AA09

5D061AA25

5D061AA26

5D061BB07

5D061BB24

(57)【要約】

【課題】遮音性能を向上可能であるとともに軽量化を実現する新規の遮音材を提供する。
【解決手段】遮音材は、第１多孔質体で形成される第１層と、空気層を介して前記第１層と対向して配置され、第２多孔質体で形成される第２層と、を備える。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１多孔質体で形成される第１層と、
空気層を介して前記第１層と対向して配置され、第２多孔質体で形成される第２層と、
を備える遮音材。

【請求項2】

前記第１層と前記第２層の間に配置され、第３多孔質体で形成される中間層をさらに備え、
前記中間層は、前記空気層を形成する、
請求項１に記載の遮音材。

【請求項3】

前記第１層と前記第２層は、非通気の多孔質体で形成される、
請求項１に記載の遮音材。

【請求項4】

前記中間層は、前記空気層を形成するための開口を有し、
前記開口の開口率は、２０％以上である、
請求項２に記載の遮音材。

【請求項5】

前記中間層は、規則的に並んだ複数の前記開口を有する、
請求項４に記載の遮音材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、遮音材に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、車両のダッシュパネルに配置されるインシュレータを開示している。このインシュレータは、オレフィン系樹脂またはゴム系樹脂で形成され、エンジンルームと運転室の間に配置される。インシュレータは、騒音源であるエンジンの音を遮音する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２４８８３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、車両の電動化に伴い、従来のエンジンを搭載した車両向けとは異なる遮音性能を有するインシュレータが求められている。このようなインシュレータでは、モータなどの電動部品が発する駆動音に対しても、遮音性能を向上できることが望ましい。さらに、インシュレータは、軽量化され、車両全体の軽量化に寄与することが望ましい。

【0005】

本発明の課題は、遮音性能を向上可能であるとともに軽量化を実現する新規の遮音材を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る遮音材は、第１多孔質体で形成される第１層と、空気層を介して前記第１層と対向して配置され、第２多孔質体で形成される第２層と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示は遮音性能を向上させるとともに軽量化を実現する新規の遮音材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】遮音材の使用状態を示す概略図。

【図2】遮音材を示す斜視図。

【図3】遮音材の積層構造を示す分解斜視図。

【図4】遮音材の積層構造の断面図。

【図5】中間層の上面図。

【図6】遮音材の遮音性能を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0010】

図１に示すように、本開示の一実施形態による遮音材１は、車両Ｃに取り付けられる遮音材に用いられる。遮音材１は、車両Ｃの騒音源と車室の間を隔てるボデーパネルに取り付けられて、騒音源から生じた騒音が車室に伝達されることを防止する。

【0011】

本実施形態の遮音材１は、車両Ｃのフェンダー付近に設けられて、タイヤを介して伝達されるロードノイズやエンジンルーム内の駆動音を遮音する。遮音材１は、車両Ｃのフェンダー部分の外装パネルとホイールハウスを形成するアウターパネルとの間に形成された空間の内部に配置される。

【0012】

これに限らず、遮音材１は、車両Ｃを構成するボデーパネルの間の空間に配置される遮音材であればよい。例えば、遮音材１は、車両Ｃのエンジンルームと車室とを区画するためのダッシュパネルに配置されてもよい。また、遮音材１は、車両Ｃの車室内に配置されてもよい。

【0013】

図２に示すように、遮音材１は、第１層２と、第２層４と、第１層２と第２層４の間に配置される中間層６と、を備える。本実施形態の遮音材１は、車両Ｃ（図１を参照）のボデーパネルの形状に合わせて成形される。遮音材１の第１層２、第２層４および中間層６が積層される方向は、車両Ｃの前後方向と概ね一致する。

【0014】

次に図３から図６を用いて、遮音材１の積層構造について説明する。図３に示すように、本実施形態の遮音材１は、同程度の厚みを有する第１層２、第２層４および中間層６が積層された３層構造である。第１層２と第２層４は、それぞれ中間層６に接着される。これにより、第１層２、第２層４および中間層６は、一体の遮音材１とされる。

【0015】

第１層２は、Ｘ方向およびＹ方向に拡がり、Ｚ方向に厚さｈ１を有するシート形状である。また、第１層２の厚さｈ１は、１０ｍｍ程度に形成される。

【0016】

第１層２は、上面２１と、上面２１と反対側の下面２２と、を有する。上面２１は、中間層６に面する。

【0017】

第１層２は、第１多孔質体で形成される。第１多孔質体は、発泡樹脂成形体であり、基材に細かい孔が多数空いている材料である狭義の多孔質体のほか、泡が発生することによって気泡が基材中に混在した物質であるスポンジ及び発泡体であってもよい。第１多孔質体の基材は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を選択可能である。

【0018】

第１多孔質体は、気泡がつながっていない独立気泡発泡体であってもよい。これに限らず、第１多孔質体は、気泡が連続している多孔質体又は連続気泡発泡体であってもよい。

【0019】

なお、製造方法に着目すると、第１多孔質体は、樹脂に分散させた可溶性成分を溶出させた樹脂多孔質体、樹脂に溶解したガスから気泡を発生させる樹脂発泡体または発泡剤の熱分解や化学反応によって気泡を発生させる樹脂発泡体であってもよい。

【0020】

本実施形態の第１多孔質体は、見掛け密度が概ね５０ｋｇ／ｍ^３から１５０ｋｇ／ｍ^３（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）程度、伸びが９０％以上（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）、２５％圧縮応力が２００ｋＰａ以下（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）、吸水率０．０１ｇ／ｃｍ^３以下（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）の非通気性の独立気泡構造を有するポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）である。これに限らず、第１多孔質体は、ポリエチレン以外の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を選択可能である。

【0021】

第１多孔質体の熱可塑性樹脂の基材としては、例えば、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ；ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＡＳ樹脂（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）、アクリル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙ ｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタラート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）などの汎用プラスチックを選択可能である。

【0022】

特に、耐衝撃性に優れる熱可塑性樹脂の基材としては、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ；ＰＶＣ）やアクリル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）などの非結晶性プラスチック、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ＴＰＵ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｏｌｅｆｉｎｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ；ＴＰＯ）などを選択可能である。

【0023】

また、熱硬化性樹脂の基材としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、熱硬化型ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂およびシリコーン樹脂などを選択可能である。

【0024】

第２層４は、第１層２と同様に、Ｘ方向およびＹ方向に拡がり、Ｚ方向に厚さｈ２を有するシート形状である。本実施形態の第２層４は、第１層２と同様の形状であり、第２層４の厚さｈ２は、第１層２の厚さｈ１と同様に１０ｍｍ程度に形成される。

【0025】

第２層４は、上面４１と、上面４１と反対側の下面４２と、を有する。下面４２は、中間層６に面する。

【0026】

第２層４は、第２多孔質体で形成される。第２多孔質体は、発泡樹脂成形体であり、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる多孔質体又は発泡体であってもよい。また、第２多孔質体は、独立気泡構造のセル構造を有する非通気の発泡樹脂成形体であってもよい。第２多孔質体は、第１多孔質体と同様の発泡樹脂で成形されてもよいし、異なる発泡成形樹脂で成形されてもよい。

【0027】

本実施形態の第２多孔質体は、第１多孔質体と同様に、見掛け密度が概ね５０ｋｇ／ｍ^３から１５０ｋｇ／ｍ^３（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）程度、伸びが９０％以上（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）、２５％圧縮応力が２００ｋＰａ以下（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）、吸水率０．０１ｇ／ｃｍ^３以下（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）の非通気性の独立気泡構造を有するポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）である。

【0028】

中間層６は、第１層２および第２層４と同様に、Ｘ方向およびＹ方向に拡がり、Ｚ方向に厚さｈ３を有するシート形状である。本実施形態の中間層６の厚さｈ３は、第１層２の厚さｈ１と第２層４の厚さｈ２以上であり、例えば１０～３０ｍｍ程度に形成される。

【0029】

中間層６は、第３多孔質体で形成される。第３多孔質体は、発泡樹脂成形体であり、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であってもよい。また、第３多孔質体は、独立気泡構造のセル構造を有する非通気の発泡樹脂成形体であってもよい。第３多孔質体は、第１多孔質体および第２多孔質体と同様の発泡樹脂で成形されてもよいし、異なる発泡成形樹脂で成形されてもよい。

【0030】

本実施形態の第３多孔質体は、第１多孔質体および第２多孔質体と同様に、見掛け密度が概ね５０ｋｇ／ｍ^３から１５０ｋｇ／ｍ^３（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）程度、伸びが９０％以上（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）、２５％圧縮応力が２００ｋＰａ以下（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）、吸水率０．０１ｇ／ｃｍ^３以下（ＪＩＳ Ｋ ６７６７）の非通気性の独立気泡構造を有するポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）である。

【0031】

図４に示すように、中間層６は、開口６１を有する。開口６１は、中間層６の厚み方向（矢印Ｚ方向）に貫通する貫通孔である。開口６１の下部は、第１層２の上面２１によって閉じられる。開口６１の上部は、第２層４の下面４２によって閉じられる。

【0032】

開口６１は、第１層２と第２層４の間に空気層６２を形成する。第１層２と第２層４は、空気層６２を介して厚み方向（矢印Ｚ方向）に対向して配置される。これにより、遮音材１は、第１層２、第２層４および中間層６の積層方向（矢印Ｚ方向）に沿って伝達される音に対して中空の二重壁構造を形成できる。

【0033】

例えば、第１層２側から伝達された音波は、まず第１層２でその音波の一部が反射され、空気層６２から第２層４に伝達される際に、音波のさらに一部が反射される。また、第２層４側から伝達された音波も同様に、第２層４と第１層２の２段階で反射される。このような、空気層６２を挟んだ二重壁構造による音波の減衰は、二重壁効果と呼ばれる。遮音材１では、この二重壁効果により遮音性能を向上可能である。

【0034】

また、遮音材１は、遮音材１と同体積の中実の遮音材に対して、中間層６の開口６１の体積分だけ軽量化を実現できる。さらに、遮音材１は、第１層２および第２層４が中実の金属や樹脂である遮音材に対して、第１層２および第２層４が多孔質体であることで軽量化を実現できる。この結果、遮音材１は、軽量化を実現しつつ、二重壁効果による遮音性能を得ることができる。

【0035】

図５に示すように、本実施形態の開口６１は、上面視において正方形状である。これに限らず、開口６１は、円形や多角形状など、種々様々な形状を選択可能である。

【0036】

開口６１は、複数設けられ、規則的に並んで配置される。本実施形態では、図５に破線で示すように、上面視において中間層６を一辺１０ｃｍ程度の正方形で区画し、その中心に開口６１を配置する。なお、中間層６を区画する正方形の大きさは、遮音材１の大きさや車両Ｃ（図１を参照）への取り付け位置に応じて、適宜変更可能である。

【0037】

次に、図６を用いて、開口６１の開口率Ｒと遮音材１の遮音性能の関係について説明する。図６は、遮音材１に伝達される音波の周波数と遮音材１によって減衰される音波の透過損失の関係を、複数の開口率Ｒごとに示したグラフである。

【0038】

実験では、開口６１を設けない、すなわち開口率Ｒが０％の遮音材（比較例）と、開口率Ｒが１０％（実施例１）、２５％（実施例２）、５０％（実施例３）、７５％（実施例４）の４種類の遮音材１を用意した。これらの５つの遮音材の各周波数域における音波の透過損失を計測した。音波の透過損失は、遮音性能を測るための一般的な指標であり、遮音材１への入射音と、遮音材１を透過した透過音との音圧レベルの差を示す。音圧レベルの差が大きい、すなわち透過損失が大きいほど、遮音材１の遮音性能は高くなる。

【0039】

図６に示すように、比較例は、６０００Ｈｚ付近の周波数で低い透過損失を示す。この６０００Ｈｚ付近に着目すると、実施例１～４は、その開口率Ｒの大小によらず、比較例に比べて大きな透過損失を示す。さらに、実施例２～４は、比較例に比べて、図６で示した周波数帯の大半で大きな透過損失を示している。

【0040】

例えば、開口率Ｒを１０％以上とすれば、周波数５０００Ｈｚ～１００００Ｈｚの周波数範囲において、比較例に比べて高い透過損失を示す。開口率Ｒを２５％以上とすれば、周波数３１５０Ｈｚ～１００００Ｈｚの周波数範囲において、比較例に対して高い透過損失を示す。

【0041】

特に、比較例や実施例１～２の透過損失が周波数の増加に伴って増加するのに対して、実施例３～４では、１６００Ｈｚ～２０００Ｈｚの低周波数帯において透過損失が顕著な増大を示す。具体的には、実施例３は、２０００Ｈｚ付近の周波数帯において、透過損失が顕著な増大を示す。また、実施例４は、１６００Ｈｚ付近の周波数帯において、透過損失が顕著な増大を示す。

【0042】

さらに、実施例４では、１６００Ｈｚ付近の周波数帯において特異的な高い透過損失を示す上に、３５００Ｈｚ以上の中から高周波数帯において、比較例に対して顕著な透過損失を示す。すなわち、実施例４では、周波数帯の広い範囲において遮音性能が向上するとともに、特定の周波数帯に対する顕著な遮音性能を得ることができる。

【0043】

図５に示すように、本実施形態の開口率Ｒは、開口６１の上面視における開口面積に基づく。開口率Ｒは、中間層６の上面視における外形面積Ｒ_０に対して開口６１の開口面積Ｒａが占める割合である。上述の通り、開口６１は、上面視において中間層６を１０ｃｍ四方に区画した領域に一つずつ規則的に配置される。このため、本実施形態の外形面積Ｒ_０は、１００ｃｍ^２となる。

【0044】

開口率Ｒは、概ね２０％以上であればよい。さらに、開口率Ｒは５０％以上であってもよく、より好ましい開口率Ｒは７５％以上である。本実施形態では、開口率Ｒは概ね５０％である。本実施形態の開口６１は、一辺が概ね７ｃｍ程度の正方形として形成される。

【0045】

本開示の遮音材１は、第１層２と第２層４の間に空気層６２を形成する。これにより、遮音材１は、中空部である空気層６２を挟んだ二重壁構造とすることができる。また、遮音材１は、同体積の中実の遮音材に比べて軽量化できるとともに、第１層２および第２層４が多孔質体であることで軽量化を実現できる。

【0046】

さらに第１多孔質体、第２多孔質体および第３多孔質体は、非通気の多孔質体で形成され、より好適には、個々のセル中に気泡を閉じ込めた独立気泡の発泡体で形成されてもよい。これにより、遮音材１は、特徴的な遮音特性を示し、第１層２、第２層４および中間層６を介して伝達される音波をさらに低減することができる。

【0047】

また、中間層６は、開口６１によって空気層６２を形成してもよい。これにより、遮音材１は、開口６１の大きさを変更することで、所望の開口率Ｒを容易に得ることができる。これにより、遮音材１は、所望の周波数帯において高い透過損失を得ることができる。

【0048】

さらに、中間層６は、規則的に配置された複数の開口６１を有してもよい。これにより、遮音材１は、Ｘ方向およびＹ方向の全域に亘って、均等な遮音性能を得ることができるとともに、規則的に配置されたことによる顕著な効果、例えば低周波数帯における透過損失を顕著に増大させることができる。

【0049】

以上の通り、本開示の遮音材によれば、遮音する周波数帯を容易に調整可能であるとともに軽量化を実現する新規の遮音材を提供できる。

【0050】

以上、本示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0051】

例えば、上記実施形態では、直方体状の遮音材１を例に説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、遮音材１の形状は、車両Ｃの取付箇所の形状に合わせて、適宜変更可能である。この場合、遮音材１の第１層２または第２層４は、騒音源に対向するように配置されることが望ましい。これにより、騒音源から伝達された音波に対して交差するように第１層２、第２層４および中間層６を配置することができる。この結果、遮音材１は、騒音源の発する音波を二重壁構造によって遮るように配置できる。

【0052】

また、上記実施形態では、開口６１は、中空の空気層６２を形成したが、本開示はこれに限定されない。開口６１の内部に第１多孔質体、第２多孔質体および第３多孔質体よりも密度が小さい物質を充填してもよい。例えば、開口６１には、フェルト、ウール、繊維質の材料を充填してもよい。

【0053】

さらに、上記実施形態では、第１層２および第２層４の厚さは、等しく形成されたが、本開示はこれに限定されない。第１層２、第２層４および中間層６の厚さは、互いに異なる大きさに形成されてもよい。また、第１層２、第２層４および中間層６の厚さは、遮音材１が設置される空間の大きさに基づいて設定された遮音材１の全体の厚みを３等分して決定されてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１：遮音材 ２：第１層 ４：第２層 ６：中間層 ６１：開口 ６２：空気層
Ｒ：開口率

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】