JPH07248776A - 複合防音材構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制振層及びばね−質量複合体を主体とする複
合防音材構造において、ばね層の通気抵抗を低減するこ
とにより、ばね層の共振周波数を従来より低下させ、よ
って従来よりも低周波数領域において振動及び騒音を低
減させ得る複合防音材の構造を提供する。 【構成】 本例の防音材構造は、制振層１の上面に波状
シ−トＳを有し、この波状シ−トＳ上にばね層２を及び
ばね層２上にさらに質量層３を積層した四層の構造より
なる。波状シ−トＳはダンボ−ルの芯であり、制振層１
としては、比重１．６０、厚さ３mmの瀝青系制振材を使
用し、ばね層２としては、多孔質材料のレジンフェルト
であって密度０．０５５ｇ／ｃｍ³ 、厚さ１５mmのもの
を使用した。また質量層３としては比重１．７０、厚さ
２mmの塩化ビニルシ−トを使用した。ばね層２内の空気
が波状シ−トＳの層から防音材構造外部へ移動し易くな
るので、これによりばね層２の通気抵抗が低減され、ば
ね層２の共振周波数が従来より低下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車、家電製品、建材
等に使用される複合防音材構造に関し、さらに詳細には
制振材及びばね−質量複合体を主体とする複合防音材構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のフロア等の振動及び騒音
を低減するために使用されている制振材及びばね−質量
複合体を主体とする複合防音材は図８に示されるよう
に、制振材２０の上にばね層２１及び質量層２２からな
るばね−質量複合体２３が積層されてなる三層構造を有
している。その他の従来の複合防音材としては、図１４
及び図１５に示されるように特開昭５８−１２７９９８
号公報に開示のものがある。この防音材は自動車等の当
該部分３１に、ばね層３３と質量層３４とで構成された
遮音板３５が接着層３２によって貼着されたものであ
り、ばね層３３の全範囲に沿って当該部分３１に対向し
て溝又は凹部３６，３７を有する。これらは遮音板３５
全体にとって必要な目標吸音効果が達成されるよう構成
され配設されている。そして特開昭５８−１２７９９８
号公報に開示された複合防音材の目的はばね層３３の材
料を節約し、遮音板３５の軽量化を図ることにある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれら従来の複
合防音材においては、ばね層の共振周波数は２００〜５
００Hzにあるため、この共振周波数より高い周波数領域
では振動及び騒音を低減するが、この共振周波数付近や
それ以下の周波数領域においては逆に振動及び騒音が増
幅される問題があった。また特開昭５８−１２７９９８
号公報に開示の防音材において溝３６，３７と記載され
ているものは図１４及び図１５に示されるように実際に
は端部の切り欠き溝及び独立した凹部であり、後述の比
較例３に示されるように、この様な端部の切り欠き溝を
設けることによっては、ばね層の共振周波数は変化しな
い。そしてばね層のばね特性はその材質自体のばねとば
ね層の中に含まれる空気ばねの二つがあり、空気ばねの
影響が大きいにもかかわらず、空気ばねのばね定数を低
下させるために、ばね層の通気抵抗を低減する構成とし
た複合防音材は従来提供されていなかった。そこで本発
明の課題は制振材及びばね−質量複合体を主体とする複
合防音材において、従来着目されていなかったばね層の
通気抵抗を低減することにより、ばね層の共振周波数を
従来より低下させ、よって従来よりも低周波数領域にお
いて振動及び騒音を低減させ得る複合防音材の構造を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の複合防音材構造は、空気を含む多孔質
のばね層上に質量層を重ねたばね−質量複合体層を制振
層の上に配置してなる複合防音材構造であって、前記制
振層とこの上に配置される前記ばね層間には、該両層の
境界面に沿った一端と他端を連通し、ばね層内の空気を
外部に連通させる通気道手段が設けられてなることを特
徴とする。そして請求項２に記載の複合防音材構造は、
請求項１に記載の複合防音材構造において、通気道手段
が、ばね層に接する制振層面に凹設した溝であることを
特徴とする。また請求項３に記載の複合防音材構造は、
請求項１に記載の複合防音材構造において、通気道手段
が、制振層に接するばね層面に凹設した溝であることを
特徴とする。さらに請求項４に記載の複合防音材構造
は、請求項１に記載の複合防音材構造において、通気道
手段が、制振層とばね層間に介在され、かつばね層の空
気を外部に連通させる機能を有する波形シ−ト構造物で
あることを特徴とする。

【０００５】前記制振層としては、一般には瀝青系制振
シートが用いられる。この瀝青系制振シートとしては例
えば、車両床面の複雑形状に追従して密着させる必要か
ら軟化温度約６０〜１００℃で、床鋼板への融着温度が
約１２０〜１８０℃に調整された車両防音材用の瀝青系
シートを使用することができる。

【０００６】前記ばね層としては、ばね層の空気ばねよ
りも小さいばね定数を有する材質が使用される。これは
材質のばね定数が空気ばねよりも大きい場合には、材質
のばね定数によってばね層の共振周波数が定まってしま
うためである。このような材質としては例えば空気を含
む多孔質組織の層体が用いられ、具体的には繊維系フェ
ルト、軟質の発泡ポリウレタンなどの多孔質材が挙げら
れる。そして繊維系フェルトの一例であるレジンフェル
トには天然もしくは合成繊維又はその再生繊維を解綿積
層又はニ−ドルパンチによりフェルト状にしたもの、さ
らに繊維のバインダとして樹脂などを含浸させたり、表
面スプレ−コ−トさせたものがある。

【０００７】前記質量層としては、例えばオレフィン系
ゴム，ジエン系ゴム又は塩ビを主成分とする約１．５〜
６．０mm厚に成形した比重の大きいシ−トが用いられ
る。

【０００８】一般に前記質量層及び前記ばね層は接着材
で貼着されることにより、前記ばね−質量複合体とさ
れ、このばね−質量複合体を前記制振層上面に、前記質
量層を最上面として載置することにより複合防音材とさ
れる。

【０００９】前記通気道手段とは、ばね層自身が本来有
する多孔質の孔とは別に設けられた、ばね層内に含まれ
る空気の移動を容易にするためにの手段である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の複合防音材構造によると、ば
ね層に含まれる空気は前記通気道手段により複合防音材
外部へ移動し易くなるので、ばね層の通気抵抗が低減さ
れ、これによりばね層の共振周波数が低下する。請求項
２及び請求項３に記載の複合防音材構造によると、ばね
層に含まれる空気は前記溝を通って複合防音材外部へ移
動し易くなるので、ばね層の通気抵抗が低減され、これ
によりばね層の共振周波数が低下する。請求項４に記載
の複合防音材構造によると、波形シ−ト構造物はばね層
に含まれる空気を外部に連通させる。従って、ばね層に
含まれる空気は複合防音材外部へ移動し易くなるので、
ばね層の通気抵抗が低減され、これによりばね層の共振
周波数が低下する。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 実施例１ 本例１の防音材構造の課題は前記した本発明の課題に加
えて、さらに従来よりも軽量とされ得る防音材構造を提
供することにある。またさらにもう一つの課題は制振材
及びばね層間の摩擦が大とされ得る防音材構造を提供す
ることにある。本例１の防音材構造は図１に示される様
に、制振層１及びその上面に、ばね層２及び質量層３か
らなるばね−質量複合体４を有してなる。すなわち本例
１の防音材は制振層１の上面にばね層２を積層し、この
ばね層２の上面にさらに質量層３を積層した三層の構造
よりなる。そしてばね層２と接する制振材１の片面にお
いては通気道手段として深さ１mm、幅５mm、ピッチ２０
mmの溝Ｍが複数本形成されている。これらの溝Ｍは図２
に示される様に、制振層１の一端から他端まで連続し、
防音材の外部と連通している。なお本例の制振層１とし
ては、比重１．６０、厚さ３mmの瀝青系制振材を使用
し、ばね層２としては、多孔質材料のレジンフェルトで
あって密度０．０５５ｇ／cm³ 、厚さ１０mmのものを使
用した。また本例の質量層３としては比重１．７０、厚
さ２mmの塩化ビニルシ−トを使用した。これらの使用し
た材料は一般に車両防音材に使用されている材料であ
る。本例１の防音材構造はばね層２内の空気が溝Ｍから
防音材外部に移動し易くなるので、ばね層２の通気抵抗
が低減されることにより、ばね層２の共振周波数が従来
より低下し、よって従来よりも低周波数領域において振
動及び騒音を低減させ得る効果を有する。また本例１の
防音材構造は制振層１が溝Ｍを有することにより従来よ
りも軽量とされる利点がある。なお後述の実施例２にお
いてばね層２に同形同大の溝Ｍを設ける本例２の場合と
比較して、制振層１の比重は大きいため制振材１に溝Ｍ
を設ける本例１の方が軽量化の効果は本例２よりも大き
い。また制振材１に溝Ｍを形成することは加工が容易で
あるという利点がある。さらに制振層１上面の複数本の
溝Ｍにより制振材１に接触するばね層２と制振層１間の
摩擦が大きくされ、制振層１上においてばね層２が滑
り、ずれることが防止され得る。

【００１２】実施例２ 本例２の防音材構造は図３に示す様に、制振層１には溝
Ｍを設けず、代わりに、ばね層２の制振層１と接する片
面において通気道手段として深さ１mm、幅５mm、ピッチ
２０mmの溝Ｍが複数本形成されたものであり、その他の
構成及び各材料は本例１の防音材構造と同様である。ま
た溝Ｍは図４に示される様に、ばね層２の一端から他端
まで連続し、防音材の外部と連通している。本例２の防
音材構造はばね層２内の空気が溝Ｍから防音材外部に移
動し易くなるので、ばね層２の通気抵抗が低減されるこ
とにより、ばね層２の共振周波数が従来より低下し、よ
って従来よりも低周波数領域において振動及び騒音を低
減させ得る効果を有する。

【００１３】実施例３ 本例３の防音材構造は図５に示される様に、ばね層２に
おいて、通気道手段として幅１０mm、ピッチ５０mmの間
隙Ｋが形成されており、その他の構成及び各材料は本例
１の防音材構造と同様である。この間隙Ｋは図６に示さ
れる様に、防音材の一端から他端まで貫通されている。
本例３の防音材構造は、ばね層内の空気が間隙Ｋから防
音材外部に移動し易くなるので、ばね層の通気抵抗が低
減されることにより、ばね層の共振周波数が従来より低
下し、よって従来よりも低周波数領域において振動及び
騒音を低減させ得る効果を有する。そして本例３の防音
材構造の上記効果は、後述する試験例において示される
ように本例１及び本例２の防音材構造と比較してより優
れている。なお本例１、２及び本例３の防音材構造にお
いては後述の本例４の防音材構造と比較して、通気道手
段として別の部材を使用していないため、部材を別に必
要としない利点がある。

【００１４】実施例４ 本例４の防音材構造の課題は前記した本発明の課題に加
えて、さらに通気道手段の作成が容易とされ得る防音材
構造を提供することにある。本例４の防音材構造は図７
に示す様に、制振層１の上面全体に通気道手段として波
状シ−トＳを有し、この波状シ−トＳ上にばね層２を及
びばね層２上にさらに質量層３を積層した四層の構造よ
りなる。制振層１、ばね層２及び質量層３としては各々
本例１と同じ材料を使用した。本例の波状シ−トＳとし
てはダンボ−ルの芯を使用した。この波状シ−トＳを制
振層１及びばね層２間に設けることにより、波状シ−ト
Ｓとばね層２との間に間隙Ｋが波状シ−トＳの波の数と
略同数生じる。これらの通気道手段である間隙Ｋは防音
材構造の一端と他端とを連通する。これらの間隙Ｋはば
ね層２に接しており、また防音材構造の一端と他端とを
連通し、複合防音材構造外部と連通していることから、
ばね層２内の空気はこれらの間隙Ｋを通り、複合防音材
構造外部へ移動し易くなる。従ってばね層２の通気抵抗
が低減され、これにより本例４の防音材構造はばね層２
の共振周波数が従来より低下され、よって従来よりも低
周波数領域において振動及び騒音を低減させ得る効果を
得ることができる。そして本例４の防音材構造の上記効
果は、後述する試験例において示されるように本例１及
び本例２の防音材構造と比較してより優れている。また
波状シ−トＳは紙製であることから、本例４の防音材構
造は軽量とされる利点がある。さらに波状シ−トＳとし
てダンボ−ルの芯を使用していることから安価であり、
入手が容易である利点がある。さらに本例４の防音材構
造において通気道手段である間隙Ｋの作成は制振層１上
に波状シ−トＳを載せ、さらにこの波状シ−トＳの上に
ばね層２及び質量層３を接着させて製造したばね−質量
複合体４を載せることにより作成でき容易である。

【００１５】比較例１ 比較例１の防音材構造は本例１の防音材構造において制
振層１に溝Ｍを有していない点以外は本例１と同様の構
成であり、各材料も同じものを使用している。すなわち
図８に示されるように、制振材２０の上にばね層２１及
び質量層２２からなるばね−質量複合体２３が積層され
てなる三層構造よりなる。 比較例２ 比較例２の防音材構造は比較例１の防音材構造において
ばね層２１の厚さ１０mmを１５mmに変えた以外は比較例
１と同様の構成であり、各材料も同じものを使用してい
る。 比較例３ 比較例３の防音材構造は図９に示される様に特開昭５８
−１２７９９８号公報に開示の防音材の構造に類似の構
造であり、すなわち比較例２の防音材構造においてばね
層に端部の切り欠き溝３８及び中心部の凹部３９を各々
複数個設けた構造を有している。これらの切り欠き溝３
８及び中心部の凹部３９の深さは１５mmであり、すなわ
ち、ばね層の厚み分を全て除去した。この理由は特開昭
５８−１２７９９８号公報に開示の防音材の構造では切
り欠き溝３８及び中心部の凹部３９の深さはばね層の厚
み分よりは小さいことは図からわかるが、正確な深さは
記載されていないので、最もばね層の通気抵抗が低減さ
れ得ると考えられるばね層の厚み分を全て除去した場合
について後記の試験を行うためである。

【００１６】試験例 次に前記した実施例１〜４の防音材と比較例１〜３の防
音材の防音性能を比較検討する為に以下の試験を実施し
た。本試験に用いる試験片を以下の方法で作成した。大
きさ５００mm×６００mm、厚さ１．６mmの鋼板パネルに
制振材１を熱融着させた後にこの制振層１の上面にばね
層２を積層し、このばね層２の上面にさらに質量層３を
積層することにより、本例１の防音材構造の試験片を作
成した。本例２ないし本例４及び比較例１及び比較例２
の防音材構造の試験片も同様に同じ鋼板パネルに制振層
１を熱融着させた後に各防音材構造のその他の各層を順
次重ねて載置することにより作成した。前記の７種（本
例１ないし本例４及び比較例１ないし比較例３）の各試
験片Ａについて以下の試験を行った。

【００１７】前記の７種の試験片Ａの各々を図１０に示
すパネル加振治具６の載置枠９内に固定し、図１１に示
す加振試験器10を用いて以下に記載するパネル加振法に
より各防音材構造の防音性能を調べた。

【００１８】すなわち、図１１に示すように、試験片Ａ
を載置し固定する載置枠９は、天井部１２より吊りゴム
１３によって水平状に柔らかく吊下げられ、かつ載置枠
９の下方にはフレーム８を介して加振器７が連結されて
いる。加振器７はパワーアンプ１４、バンド・パスフィ
ルタ１５（10〜1000Hzの帯域周波数帯）を介しランダム
ノイズジェネレータ１６に接続され、このジェネレータ
１６によって、ランダムノイズを発振し加振を行う。載
置枠９に固定した試験片Ａにおける質量層３の中心部
と、鋼板パネル５の中心部には加速度ピックアップセン
サ１７が配設され、その信号はチャージアンプ１８を介
してＦＦＴ分析器（フーリエ交換器）１９に入力され、
鋼板パネル５と試験片Ａの質量層３の中央の伝達関数を
測定し、振動伝達性能とする。すなわち、鋼板パネル５
の振動（入力側）をＸ₁ ，質量層３の中央振動（応答
側）をＸ₂ とすると振動伝達性能はＸ₂ ／Ｘ₁ となる。

【００１９】本例１ないし本例４及び比較例１及び比較
例２の試験片Ａについて、前記の方法で常温における防
音性能を調べた結果を図１２及び図１３に示す。図１２
中、グラフＩは本例１、グラフIIは本例２、グラフIII
は本例３、グラフIVは本例４及びグラフＶは比較例１に
ついての結果を各々示している。また、図１３中、グラ
フVIは比較例２、グラフVII は比較例３についての結果
を各々示している。図１２及び図１３中、縦軸は振動倍
率［dB］及び横軸は周波数［Hz］を各々示す。

【００２０】図１２に示される様に、１００〜５００Hz
の広い周波数領域においてグラフＩ、II、III 及びグラ
フIVの結果はグラフＶよりもその振動倍率が小さい周波
数領域が大部分であり、さらにはその振動倍率の差が大
きい周波数領域が広い。従って、本例１ないし本例４は
比較例１と比べてより低周波数領域において振動及び騒
音を低減させ得る複合防音材の構造であることがわか
る。特にグラフIII 及びグラフIVはグラフＶとの振動倍
率の差が大きく比較例１に比べて、本例３及び本例４の
防音材構造の制振及び防音性能が非常に優れていること
がわかる。

【００２１】また図１３に示される様に、グラフVI及び
グラフVII の振動倍率にはほとんど差がなく、従って従
来の防音材構造である比較例２及び特開昭５８−１２７
９９８号公報に開示の防音材構造である比較例３の制振
及び防音性能には差異がなく、特開昭５８−１２７９９
８号公報に開示の防音材構造によってはばね層の共振周
波数を従来より低下させることはできないことが理解さ
れる。そして上記の本実施例１ないし４に記載の防音材
の構造においては、踏み心地等のクッション性は従来の
防音材と同じであり、溝Ｍ、間隙Ｋ又波状シ−トＳを設
けることによりクッション性能が損なわれることはなか
った。

【００２２】

【発明の効果】請求項１ないし請求項４の発明によると
ばね層の通気抵抗を低減することにより、ばね層の共振
周波数を従来より低下させ、よって従来よりも低周波数
領域において振動及び騒音を低減させ得る複合防音材の
構造となしうる。従って従来よりもより良好な防音性能
を有する複合防音材の構造が提供される。請求項２の発
明によると上記効果に加えてさらに従来よりも軽量な防
音材構造とされる。請求項４の発明によると上記効果に
加えてさらに通気道手段の作成が容易な防音材構造とさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本例１の防音材構造の縦断面図である。

【図２】本例１の制振層の上面図である。

【図３】本例２の防音材構造の縦断面図である。

【図４】本例２のばね層の下面図である

【図５】本例３の防音材構造の縦断面である。

【図６】図４におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図７】本例４の防音材構造の縦断面図である。

【図８】従来の防音材構造又は比較例１、比較例２の防
音材構造の縦断面図である。

【図９】比較例３の防音材構造のばね層の下面図であ
る。

【図１０】パネル加振治具の斜視図である。

【図１１】加振試験器の説明図である。

【図１２】周波数と振動倍率との関係を示すグラフであ
る。

【図１３】周波数と振動倍率との関係を示すグラフであ
る。

【図１４】従来の防音材構造の縦断面図である。

【図１５】従来の防音材構造のばね層の底面図である。

【符号の説明】

１ 制振層 ２ ばね層 ３ 質量層 ４ ばね−質量複合体 Ｍ 溝 Ｋ 間隙 Ｓ 波状シ−ト Ａ 試験片

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気を含む多孔質のばね層上に質量層を
   重ねたばね−質量複合体層を制振層の上に配置してなる
   複合防音材構造であって、前記制振層とこの上に配置さ
   れる前記ばね層間には、該両層の境界面に沿った一端と
   他端を連通し、ばね層内の空気を外部に連通させる通気
   道手段が設けられてなることを特徴とした複合防音材構
   造。
2. 【請求項２】 通気道手段が、ばね層に接する制振層面
   に凹設した溝である請求項１に記載の複合防音材構造。
3. 【請求項３】 通気道手段が、制振層に接するばね層面
   に凹設した溝である請求項１に記載の複合防音材構造。
4. 【請求項４】 通気道手段が、制振層とばね層間に介在
   され、かつばね層の空気を外部に連通させる機能を有す
   る波形シ−ト構造物である請求項１に記載の複合防音材
   構造。