(57)【要約】  本発明は遮音システム（１０）に関する。その遮音システム（１０）は第一の吸収層（１２）を含む。遮断層（１４）が第一の吸収層（１２）に隣接して配置されている。第二の吸収層（１６）もまた付与され、その遮断層（１４）に隣接している。
2007509816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の吸収層；
前記第一の吸収層に隣接する遮断層；
前記遮断層に隣接する第二の吸収層：
を含んでなり、前記遮断層の表面重量が約０．１ｋｇ／ｍ2より大きい遮音システム。
【請求項２】
前記遮断層の表面重量が０．４ｋｇ／ｍ2より大きい請求項１に記載の遮音システム。
【請求項３】
前記遮断層が実質的に不透過性である請求項１に記載の遮音システム。
【請求項４】
前記システムの曲げ剛性が約０．１８Ｎ／ｍｍ〜約４５Ｎ／ｍｍの間である請求項１に記載の遮音システム。
【請求項５】
前記第一及び前記第二の各吸収層の厚さが０ｍｍ〜１００ｍｍの間である請求項４に記載の遮音システム。
【請求項６】
前記第一及び第二の各吸収層の厚さが０ｍｍ〜５０ｍｍの間である請求項５に記載の遮音システム。
【請求項７】
前記第一及び前記第二の吸収層の少なくとも一方が、前記遮断層への振動を減衰させて前記遮断層の振動を低下させる請求項１に記載の遮音システム。
【請求項８】
前記第一及び前記第二の吸収層の少なくとも一方がフォームで構成される請求項７に記載の遮音システム。
【請求項９】
前記フォームが粘弾性フォームで構成される請求項８に記載の遮音システム。
【請求項１０】
前記フォームが７．０ｅ＋５Ｐａより小さいヤング率を有する請求項９に記載の遮音システム。
【請求項１１】
前記第一の吸収層が粘弾性フォームで構成される請求項１に記載の遮音システム。
【請求項１２】
前記第一の吸収層が基材に対向するように配置されている請求項１１に記載の遮音システム。
【請求項１３】
前記第二の吸収層がショディで構成される請求項１２に記載の遮音システム。
【請求項１４】
振動減衰層；
前記振動減衰層に隣接する音響遮断層；及び
前記音響遮断層に隣接する音響吸収層：
を含んでなる振動減衰システム。
【請求項１５】
前記振動減衰層が前記遮断層への振動を減衰させて前記遮断層の振動を低下させる請求項１４に記載の振動減衰システム。
【請求項１６】
前記振動減衰層が更に音響を吸収する請求項１５に記載の振動減衰システム。
【請求項１７】
前記遮断層の表面重量が約０．１ｋｇ／ｍ2より大きい請求項１５に記載の振動減衰システム。
【請求項１８】
前記遮断層の表面重量が０．４ｋｇ／ｍ2より大きい請求項１７に記載の振動減衰システム。
【請求項１９】
前記遮断層が実質的に不透過性である請求項１７に記載の振動減衰システム。
【請求項２０】
前記システムの曲げ剛性が約０．１８Ｎ／ｍｍ〜約４５Ｎ／ｍｍの間である請求項１７に記載の振動減衰システム。
【請求項２１】
前記振動減衰層及び前記音響吸収層のそれぞれの厚さが０ｍｍ〜１００ｍｍの間である請求項２０に記載の振動減衰システム。
【請求項２２】
前記振動減衰層及び前記音響吸収層のそれぞれの厚さが０ｍｍ〜５０ｍｍの間である請求項２１に記載の振動減衰システム。
【請求項２３】
前記減衰層がフォームで構成される請求項１５に記載の振動減衰システム。
【請求項２４】
前記フォームが粘弾性フォームで構成される請求項２３に記載の振動減衰システム。
【請求項２５】
前記フォームが７．０ｅ＋５Ｐａより小さいヤング率を有する請求項２３に記載の振動減衰システム。
【請求項２６】
前記減衰層が基材に対向するように配置されている請求項２３に記載の振動減衰システム。
【請求項２７】
前記音響吸収層がショディで構成される請求項２６に記載の振動減衰システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００３年１０月３１日に出願された米国仮出願番号第６０／５１６，５３９号に優先権を主張する。上記出願の開示は、引用により本明細書に組み入れる。
【０００２】
本発明は一般には遮音システム（sound insulation system）に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車メーカーは、車両（vehicle）の車内全体としての騒音及び振動を減らす努力をしてきた。喘鳴（harshness）はもとより騒音や振動（ＮＶＨ）を制限することは、車両の設計における重要な課題になっている。以前には、エンジンの騒音が、典型的には車両騒音全体の支配的なものであった。もっと最近では、その他の騒音源、例えばタイヤ、風及び排気などからのものが、エンジン騒音と同様に減らすことが重要なものになっている。外部の通過騒音（pass-by noise）は政府の規制（governmental restriction）により規制されてきた。しかし、車両の車内騒音の抑制は、車内の騒音を減らしたいという消費者の要求の直接的な結果であった。
【０００４】
車両の内と外の全体の騒音を最小限にすることは望ましいことである。従って、車両の内の騒音を減らすために大いなる努力がなされてきた。これらの努力の１つは、遮断するという概念（barrier concept）、即ちダッシュマットを用いることであった。これらダッシュマットはエンジンから車内への騒音を減らすのに使用される。典型的には、そのようなダッシュマットは、エンジンから防火仕切を通って車内に入る騒音の量を減らすため、防火仕切などの基材（substrate）の上又はそれに隣接して設置される。
【０００５】
従来のダッシュマットは、典型的には、通常、フォーム（発泡体）（foam）（スラブフォーム又はキャストフォーム）で作製された衝撃緩和材（decoupler）と、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）又はエチレン酢酸ビニルシート（ＥＶＡ）で作製された遮断材（barrier）とから作製される。これらのダッシュマットは、すべてエンジン室全体の騒音を減らすことを意図している。そのような遮断型ダッシュマットは、所望の騒音低減の結果を出すためには、典型的には比較的重いものであった。
【０００６】
もっと最近では、軽量のダッシュマットが使用されるようになってきた。軽量の概念では、ショディ（shoddy）コットンなどの吸収性の材料が利用される。エンジンの騒音を遮るというよりも、このタイプのダッシュマットの目的は、エンジンの騒音がエンジン室から車内に伝わるとき、エンジンの騒音を吸収し消散することにある。そのような軽量ダッシュマットシステムの１つは、Ａｌｔｓの特許文献１（譲受人：Ｒｉｅｔｅｒ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  ＡＧ）に示されている。別のタイプの軽量ダッシュマットシステムは、Ｇｉｓｈらの特許文献２（譲受人：Ｌｅａｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に示されている。これらの軽量ダッシュマットシステムはまた、車両全体の重量を軽くする。
【０００７】
更に別のタイプのダッシュマットシステムは、特許文献３〜５に示されている。これらの出願には、吸収材料と遮断材料とを含む防音材料が示されている。
【０００８】
これらのタイプのダッシュマットの主たる機能は、車両内部の騒音レベルを低下させることである。物質の法則（mass law）に従えば、伝統的に、騒音を遮ることが、最善の騒音伝達損失及び騒音の低下を与えるものと信じられていた。伝達損失及び騒音の低下は、騒音の低下を定量するために用いられる典型的な測定パラメーターである。
【０００９】
もしその遮断材が全ての穴と通路を覆うのであれば、騒音を遮ることのみが有効である。もしそうでなければ、漏れが生じる可能性があり、ＮＶＨ性能は低下する。ダッシュマットは開口部及び通路を有する車両の様々な領域、例えば空調又は舵取柱などで使用されるので、遮断技術は完全には有効でない。典型的には、遮断技術に使用されるある種のダッシュマットにおいては、遮断フォーム（即ち衝撃緩和材）はあまり効果的ではなかったし、良好な吸音の音響学的特性を有していない。従って、騒音は、それがダッシュマットを通過するとき、十分には消散されない。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，１４５，６１７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２９６，０７５号明細書
【特許文献３】特開２０００−２０９０７０号明細書
【特許文献４】特開２０００−２０９０５９号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第１，４２８，６５６Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
防火仕切を通って来るエンジン室の騒音及び、車両が動いている間にその他の音源から客室に入り込む騒音の両方を処理する、軽量のダッシュマットを提供することが望まれよう。更に、いずれの個々の車両への適用に対しても整調でき、また調節できるダッシュマットシステムを持つことが望まれよう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの態様に従えば、遮音システムが提供される。その遮音システムは第一の吸収層を含む。遮断層が第一の吸収層に隣接している。このシステムは更に、遮断層に隣接する第二の吸収層を含む。前記遮断層の表面重量（surface weight）は約０．１ｋｇ／ｍ2より大きい。
【００１３】
本発明の第二の態様に従えば振動減衰システムが提供される。その振動減衰システムは振動減衰層を含む。音響遮断層がその振動減衰層に隣接している。音響吸収層がその音響遮断層に隣接する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、詳細な記述及び添付の図面により一層十分に理解されよう。
【００１５】
以下の好適な態様についての記述は、将に単なる具体例であり、決して、本発明、その応用及び使用を限定することを意図するものではない。
【００１６】
図１は本発明の一態様の横断面図である。図１に示されるように、遮音システムは、一般に（１０）で示される。遮音システム（１０）は多層システムを含む。遮音システム（１０）は、通常、一般に（１２）で示される第一の音響吸収層を含む。一般に（１４）で示される遮断層は、第一の吸収層（１２）に隣接している。一般に（１６）で示される第二の音響吸収層は、その遮断層（１４）に隣接する。図示するように、第一（１２）及び第二（１６）の吸収層は、遮断層（１４）の背中合せの側に配置されている。ここで用いられるとき、吸収層（１２）、（１６）は、しばしばＡ層と称される。同様に、遮断層（１４）は、しばしばＢ層と称される。全体のシステムはＡＢＡシステムと称することができる。
【００１７】
図示したシステム（１０）は、好ましくは正面ダッシュパネル（front-of-dash panel）を通る車両内への騒音の伝達を減らすために用いられる、多層ダッシュマットを提供する。騒音遮断の特徴に加えて、システム（１０）は吸音によって車両内部の騒音レベルを低下させる。更にシステム（１０）は、好ましくは、エンジン室に使用して、エンジン室に存在する騒音が車両の外に出て行くのを減らすことができる。システム（１０）はまた、好ましくは、車内及び／又は外部環境に対する騒音知覚品位（sound quality perception）を向上させる。システム（１０）はまた、その他の自動車部品、例えば、これらに限定されるものではないが、車輪収納室（wheel well）の内張（liner）、フェンダー、エンジン室、ドアパネル、屋根、床本体の処理材（floor body treatment）、トランク及び包装棚（packaging shelve）にも組み込むことができる。更にシステム（１０）は、自動車以外の用途に組み込むことができる。
【００１８】
図１の態様において、第一及び第二の吸収層（１２）、（１６）は、それぞれフォーム層を含む。フォーム層は、好ましくは粘弾性フォームであるのがよい。フォームは、スラブ及び成型品のいずれでもよい、任意の天然又は合成のフォームを含むことができる。フォームは連続気泡、独立気泡又はそれらの組合せであることができる。フォームは、ラテックスフォーム、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリスチレン又はポリエステルを含むことができる。フォームはまた、再生（recycled）フォーム、フォーム含浸繊維マット又は微孔質エラストマーフォームで構成することもできる。更にフォームは有機及び／又は無機充填剤を含むことができる。更にまた、付加的な添加剤、例えば、これらに限定するものではないが、難燃剤、防曇剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、顔料、着色剤、臭気調節剤（odor control agent）等もフォーム組成物中に組み込むことができる。
【００１９】
遮断層（１４）は、好ましくは、相対的に薄く、実質的に不透過性の層を含む。図１の態様において、遮断層（１４）は、好ましくは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性オレフィンを含むオレフィン類等のシートを含む。遮断層（１４）はまた、強度を付与するため、天然又は合成の繊維を含んでいてもよい。遮断層（１４）はまた、好ましくは、任意の特定の用途のため基材に順応するように、賦形性であり且つ保形性（retainable）であるのがよい。更にその遮断材は有機及び／又は無機充填剤を含むことができる。更にまた、付加的な添加剤、例えば、これらに限定するものではないが、難燃剤、防曇剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、顔料、着色剤、臭気調節剤等も遮断体組成物中に組み込むことができる。
【００２０】
当然のことながら、吸収層（１２）、（１６）及び遮断層（１４）のいずれかを形成するために、別の材料を使用することができる。幾つかの実施例を以下に記載する。
【００２１】
図２は本発明の代替態様の横断面図である。この態様において、遮断層（１４）はフォームのスキン層を含む。好ましくは、遮断層（１４）は、吸収層（１２）、（１６）の少なくとも１つに含まれる、自己スキン化（self-skinning）ポリウレタンフォームのスキンを含む。当然のことながらスキンが吸収層（１２）、（１６）の両方の上に形成されて、遮断層（１４）を形成するように互いに隣接して配置されることができる。図示のように、吸収層（１２）、（１６）のスキン化部分は、それが２つの吸収層（１２）、（１６）の間にあるように配置される。
【００２２】
図３は本発明の代替態様の横断面図である。この態様において、遮断層（１４）は高密度フォーム層を含む。高密度フォーム遮断層（１４）は無孔質である。第一及び第二の吸収層（１２）、（１６）は、図１の態様に関連して前記した通りである。
【００２３】
図４は本発明の代替の態様である。図４の態様において、システム（１０）は（密度）勾配フォームを含む。図示のように、勾配フォームには、その外部表面に、２つの低密度で且つ多孔質の吸収層（１２）、（１６）が含まれる。そのフォームの密度は、吸収層（１２）、（１６）の外部から内部に向かって増大する。その勾配フォームの中心には、相対的に高密度で無孔質の遮断層（１４）が配置されるが、それはシステム（１０）の別の部材であっても、またそうでなくてもよい。
【００２４】
図５は本発明の代替の態様である。図５の態様において、第二の吸収層（１６）は、これらに限定するものではないが、天然及び／又は合成の繊維を含む繊維質材料を含む。これらの繊維は延伸されていてもよく、無延伸であってもよく、またそれらの組合せであってもよい。更にその繊維質材料は、織製スクリム層又は不織スクリム層を含むことができる。そのようなポリマー繊維の１つは、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｔｏｌｅｄｏ，Ｏｈｉｏ）により商標名“ＶＥＲＳＡＭＡＴ”で販売されている。第一の吸収層（１２）は粘弾性フォームを含む。しかし、当然のことながら、吸収層（１２）、（１６）の一方又は両方が繊維質層を含むことができる。更にその繊維質層の組成物は、有機及び／又は無機の充填剤を含んでいてもよい。更にまた、付加的な添加剤、例えば、これらに限定するものではないが、難燃剤、防曇剤、樹脂、紫外線吸収剤、熱安定剤、顔料、着色剤、臭気調節剤等もその繊維質層の組成物中に組み込むことができる。
【００２５】
図６は本発明の代替の態様である。図６には、図１の態様に関連して述べたように、第一及び第二の吸収層（１２）、（１６）を含む。遮断層（１４）は、好ましくは気泡サイズの大きい独立気泡フォームを含む。そのような独立気泡フォームは、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）により商標名“ＱＵＡＳＨ”で販売されている。気泡サイズの大きいフォームの使用により、騒音の伝達を制限する遮断材を提供する。
【００２６】
図７は本発明の代替の態様である。図７の態様にはフォーム吸収層（１２）、（１６）が含まれる。遮断層（１４）は、好ましくはハニカム層を含む。より詳しくは、遮断層（１４）は、騒音伝達方向に開口しているポリマー及び／又は金属のハニカムシートを含む。即ちハニカムの開口端は、吸収層（１２）、（１６）に隣接している。この態様において、吸収層（１２）、（１６）のそれぞれがスキン層付きフォームを含むことが好ましい。フォームのスキン層部位（１８）、（２０）は、そのスキン（１８）、（２０）がハニカムの開口端を閉ざして遮断層（１４）を提供するように、ハニカムにおける開口に隣接して配置される。スキン（１８）、（２０）は吸収層（１２）、（１６）のそれぞれの上に示されているが、当然のことながら、スキンは、吸収層（１２）、（１６）の一方の上に配置されることだけが必要である。スキン層付きフォームは、連続気泡フォーム吸収層又は繊維質吸収層で置き換えてもよく、またフィルム又は被覆層に隣接していてもよい。
【００２７】
図８は本発明の代替の態様である。図８の態様において、ポリプロピレンなどの押出ポリマー材料がシステム（１０）を形成するのに使用される。押出ポリプロピレンは遮断層として作用し、騒音の押出方向への伝達を低下させる。より詳しくは、押出ポリプロピレンは、騒音の伝達方向に対して垂直に伸びる一連の押出開口部を含む。吸収層（１２）、（１６）を作るために、押出ポリプロピレンは、騒音の伝達方向に平行な方向に穴が穿たれている。これらの穿孔は、騒音が吸収層（１２）、（１６）に吸収され、消散されることを可能にし、一方、穿孔が存在しない領域に遮断層（１４）が用意される。
【００２８】
図９は本発明の代替の態様である。図９の態様において、第一の吸収層（１２）は相対的に低密度のラテックスフォームを含む。遮断層（１４）は高密度のラテックスフォームを含む。第二の吸収層（１６）は不織材料を含む。
【００２９】
前述の態様群で示されるように、第一及び第二の吸収層（１２）、（１６）は幾つかの異なる材料を含むことができる。それらの材料は、強化された音響吸収及び伝達損失特性を示すことが好ましい。更にそれらの材料は、振動減衰機能の特性を有することが好ましい。従って、吸収層（１２）、（１６）は騒音を消散し、パネルの振動を低減させる。好ましくは、それらの材料が、約０．０１〜約１．５の間の制振機能（ｔａｎδ）を有することである。更に好ましくは、それらの材料が、約０．３〜約１．５の間のｔａｎδを有することである。この制振機能は、基材の振動による騒音の消去を助ける。
【００３０】
これらの基準を満たす好ましい材料には、例えば羊毛、綿、ポリエステル、ポリオレフィン及びガラスなどの天然又は合成の繊維質材料が含まれる。その他の好ましい材料には、スラブ及び成型品のいずれでもよい天然又は合成のフォーム例えばラテックス、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン又はポリエステルなどが含まれる。粘弾性フォームが最も好ましい。これらのフォームはまた、再生フォーム、繊維複合体、フォーム含浸繊維マット又は微孔質弾性フォームであることができる。それらの材料はまた、有機及び／又は無機充填剤を含んでいてもよい。
【００３１】
吸収層（１２）、（１６）の厚さは特定の用途によって変わりうる。限定するつもりのない１つの例では、吸収層（１２）、（１６）の厚さは不均一性であることができる。その厚さは約０ｍｍ〜約１００ｍｍの間であることが好ましいが、当然のことながら特定用途によっては、その厚さは、これらの範囲の外にさえも変えることができる。吸収層（１２）、（１６）の厚さは、約０ｍｍ〜約５０ｍｍの間であることが最も好ましい。
【００３２】
更に上記のそれぞれの実施例においては、単一の材料が吸収層（１２）、（１６）それぞれに用いられる。吸収層（１２）、（１６）はまた、隣接した互いの材料の組合せを含むことができることも理解されたい。即ち、それぞれの吸収層（１２）、（１６）は、類似又は非類似の材料の１種より多い副次層（sublayer）を含んでいてもよい。更にまた材料のブレンドも吸収層（１２）、（１６）として使用することができる。加えて、当然のことながら第一の吸収層（１２）及び第二の吸収層（１６）が同じ材料を含んでいてもよく、また異なる材料で作製されていてもよい。
【００３３】
単一の材料で作製された吸収層（１２）、（１６）を利用するか、又は異なる厚さを有する吸収層（１２）、（１６）として、多層副次層アセンブリを用いるかのいずれかによって、システム（１０）は、車両の任意の特定の場所についての固有の騒音低減及び吸収の要求に合致するように、変化させ又は調整することができる。このシステム（１０）を調節する融通性が、それが様々な用途で使用されることを可能にしている。このタイプのシステムはまた、エンジン、動力伝達経路又はその他の車両の構成部材によって創られる騒音の抑制と共に、様々な車両の構成部材の振動の抑制又は制振（damping）をも可能にする。
【００３４】
上記のように遮断層（１４）は、好ましくは実質的に不透過性であり、そこを通過する騒音を低減させる。必要に応じて遮断層（１４）には剛性及び保形性を持たせることができる。遮断層では、従って、そこを通過する騒音の伝達を低減させるために遮断技術が利用されている。吸収層（１２）、（１６）と同様に、遮断層（１４）も多様な厚さを有することができる。遮断層（１４）の厚さは、０．１〜５０ｍｍの間であることが好ましい。更に、車両内の個々の場所の固有の騒音低下要求を満たすようにシステム（１０）を変化させ又は調整するため、その厚さは、その好適範囲の外にさえも変えることができることも理解されたい。
【００３５】
遮断層（１４）は約０．１ｋｇ／ｍ2又はそれ以上の表面重量を有する。遮断層（１４）は０．４ｋｇ／ｍ2より大きい表面重量を有することが好ましい。一般に、遮断層の表面重量が大きければ大きいほど、遮音システムの騒音低下能力が良好になるという結果をもたらす。遮断層（１４）の表面重量は、遮断層の密度に遮断層の厚さを乗ずることにより計算される。
【００３６】
遮音システムは曲げ剛性（bending stiffness）約０．１８Ｎ／ｍｍ〜約４５Ｎ／ｍｍを有することが好ましい。曲げ剛性は、ＡＳＴＭ試験法Ｄ−５９３４−０２に従い、３ｉｎｃｈの間隔で簡単に支持された２ｉｎｃｈ×４．５ｉｎであるサンプルを用いることによって測定される。曲げ剛性は、そのシステムの、特に車両の中への設置の手助けとなる。
【００３７】
種々のサンプルの曲げ剛性（flexural stiffness）の例は下記のとおりである：
【００３８】
【表１】
2007509816.tif 000003
【００３９】
それぞれのサンプルに用いられたショディ（shoddy）材料は、再生ポリエステル繊維で構成されている。ショディ材料は、Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  Ｏｈｉｏから入手できる。更に、吸収層（１２）、（１６）のそれぞれの厚さが示されている。ショディの密度もまた与えられている。最初のサンプルでは、ショディの密度は８５ｇ／ｍ3である。その他のそれぞれのサンプルのショディの密度は１１０ｇ／ｍ3である。
【００４０】
単一の遮断層が示されているが、厚さを変えた多層遮断層（１４）も使用されうることは理解される。従って、それぞれの遮断層（１４）は１種より多い類似又は非類似の材料の副次層を含むことができる。それぞれの層は同一の又は異なる材料であることができる。更に異なる材料のブレンドを用いてもよい。更に、遮断層は様々な厚さを有することができる。
【００４１】
遮断層（１４）用の好ましい材料には、ポリマーフィルム又はシート、独立気泡フォーム、金属フィルム及びスキン層付きフォーム（skinned foam）が含まれる。上記のように、遮断層（１４）は、オレフィン、ＰＥＴ、ＰＶＣ又はその他適宜の材料を含むことができる。遮断層がスキン層付きフォームで構成されるとき、そのスキンは、吸収層（１２）、（１６）を形成するのに用いられる材料であることができる。更に遮断層（１４）は、再生ポリマー製品を含んでいてもよい。遮断層（１４）はまた、補強のために天然又は合成繊維を含んでいてもよい。遮断層（１４）はまた、実質的に不透過性の材料、例えばスキン、フィルム又はシートなどが、その一方又は両方に付加されているハニカム構造又は網目で構成されることができる。
【００４２】
遮断層（１４）は、好ましくは、いずれの適用基材にもそのシステム（１０）の形状を順応させるように、賦形性であり且つ保形性であるのがよい。吸収層（１２）、（１６）を遮断層（１４）と結合させるために、任意の適当な製造技術を用いることができる。そのような幾つかの実例には、加熱積層することにより、又は様々な層の間に接着剤を適用することにより、その様々な層を結合することが含まれる。そのような接着剤は感熱性であってもよい。その様々な層はまた、それらの層を加熱し、次いで成形工具中で圧力を掛けることにより、又はそれらの層に接着剤を適用し、次いで成形工具中で圧力を掛けることにより、賦形の間に接着することもできる。
【００４３】
遮断層（１４）はまた、独立したシート層であることもでき、また、例えばポリウレタンなどの材料を噴霧適用することにより、直接、吸収層に適用することもできる。遮断層はまた、吸収層、例えばポリウレタンフォーム又はラテックスフォームの上に、発泡工程の間にスキンとして形成してもよい。
【００４４】
そのシステムは、キャストフォーム工具中で、ポリマーフィルムなどの遮断層材料をその金型の中央部分に挿入し、次いでポリウレタンフォームなどのフォーム作製する材料を、その工具の両側に注入することによって構成することもできよう。そのシステム（１０）はまた、吸収層（１２）、（１６）及び遮断層（１４）のそれぞれを、一緒に及び／又は独立して造り、次いで慣用の方法により、例えば機械的ファスナー、熱溶融、超音波溶融及び／又は接着剤を用いて、それらを固定すること（securing）により形成することもできる。
【００４５】
更に、前記のように、吸収層は、必ずしも全ての部分に亘って均一な厚さを有する必要はない。例えば吸収層は、その形成工程の間に、ある領域（area）で緻密化されてもよい。加えて、車両の異なる領域に適合させるため、異なる厚さの吸収層を有することが必要であるかもしれない。即ち車両には異なった隙間があってよく、それらの領域では薄めの吸収層を必要とする。この可変性厚さを設計することによって、そのシステムに穴を穿つ必要が少なくなる。このことがそのシステムによる被覆面積を最大にすることを可能にし、そのシステムの全体としての騒音低減の増大をもたらす。
【００４６】
前記のように、それぞれの態様は遮断層（１４）に隣接する第一の吸収層（１２）を含む。第二の吸収層（１６）は、遮断層（１４）の第一の吸収層とは反対側に隣接する。このシステムは、音響の吸収が遮断層のいずれかの側で起こると共に、車両内への騒音伝達の抑制をも可能にする。更に吸収層と連結した遮断層の使用により、そのシステムを通るいずれの方向における騒音の抑制も促進される。
【００４７】
そのシステム（１０）はまた、先ず、第一の吸収層（１２）及び遮断層（１４）を作製することによっても製造することができる。第二の吸収層（１６）は、次いで付加される。
【実施例】
【００４８】
様々な吸収層及び遮断層を用いた４つの実施例が行われ、以下に記すようにテストした。これら４つのサンプルからのテスト結果は図１０〜１４に示し、より十分に以下に記載する。更に２つの比較用のダッシュマットシステムをテストした。このシステムは“Ｒｉｅｔｅｒ  ＵＬＴＲＡＬＩＧＨＴ”ダッシュインシュレーター（insulator）及び“Ｌｅａｒ  ＳＯＮＯＴＥＣ”ダッシュインシュレーターを含む。
【００４９】
実施例Ａ
吸収材−遮断材−吸収材のダッシュインシュレーター又はシステム（１０）は、吸収層（１２）、（１６）として粘弾性フォームを用い、遮断層（１４）としてポリエチレンシートを用いて作製した。
【００５０】
寸法０．６９ｍ×０．６９ｍ×２７ｍｍ（厚さ）の三層のサンプルは、厚さ１３ｍｍのＤｏｗ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ製粘弾性ポリウレタンフォーム“＃７６−１６−１０−ＨＷ”２層及び中間遮断層として厚さ０．３６ｍｍのポリエチレンシートを用いて作製した。このサンプルの面積密度は、サンプルの質量を測定し、サンプルの面積で割ることによって計算した。その面積密度は図１４に示す。そのサンプルは厚さ０．８ｍｍの鋼板上に載置し、その集成物を残響室と半無響室（semi-anechoic chamber）との間の壁の中に挿入した。スピーカーを用いて残響室内で騒音を発生させ、その鋼板から１．１７ｍ離れて置かれた４個のマイクを用いてその音圧レベルを測定した。１２個のマイクの配列を半無響室中に、そのサンプルの外部フォーム側から０．７６ｍ離して置いた。騒音の低下は、“ＳＡＥ  Ｊ１４００”の一般報告書（general protocol）に従って、等式１を用いて計算した。
【００５１】
等式１：ＮＲ＝（平均ＳＰＬ1）−（平均ＳＰＬ2）
ここで：ＳＰＬ2＝無響音圧レベル（ｄＢ）
ＳＰＬ1＝残響音圧レベル（ｄＢ）
そのサンプルの正常発生音響吸収係数（normal incidence sound absorption coefficient）は、その３層のサンプルから直径２９ｍｍの円盤を切り出し、Ｂｒｕｅｌ  ａｎｄ  Ｋｊａｅｒ（Ｄｅｎｍａｒｋ）製２マイク式“Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｔｕｂｅ”中に挿入することにより測定した。その“Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｔｕｂｅ”試験法はＡＳＴＭ  Ｅ−１０５０に記載されている。吸収係数の結果は図１３に示す。
【００５２】
その粘弾性フォームの吸収係数もまたその“Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｔｕｂｅ”法を用いて測定した。更にそのフォームの減衰損失率（damping loss factor）は圧縮試験及びヒステリシスループ法を用いて測定した。その粘弾性フォームは減衰率（damping factor）１．６を示した。
【００５３】
実施例Ｂ
吸収材−遮断材−吸収材のダッシュインシュレーター又はシステム（１０）は、鋼板に対向する第一の吸収層（１２）として粘弾性フォームを用い、遮断層（１４）として０．３６ｍｍポリエチレンシートを用い、そして第二の吸収層（１６）としてポリマー繊維マットを用いて作製した。
【００５４】
寸法０．６９ｍ×０．６９ｍ×３２ｍｍ（厚さ）の３層のサンプルは、厚さ１３ｍｍのＤｏｗ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ製粘弾性フォーム“＃７６−１６−１０−ＨＷ”１層、厚さ１８ｍｍのＯｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製“ＶＥＲＳＡＭＡＴ”（サンプル番号５０６Ｒ４８００）繊維材料１層及び遮断層として厚さ０．４ｍｍのポリエチレンシートを用いて作製した。そのサンプルの面積密度は、サンプルの質量を測定し、そのサンプルの面積で割ることによって計算した。その面積密度は図１４に示す。騒音の低下は、実施例Ａに記載した方法を用い、鋼板に粘弾性フォームを対向させて測定した。結果は図１０に示す。
【００５５】
サンプルの正常発生音響吸収は、実施例Ａの“Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｔｕｂｅ”法を用いて測定した。
【００５６】
実施例Ｃ
吸収材−遮断材−吸収材のダッシュインシュレーター又はシステム（１０）は、吸収層（１２）、（１６）として、Ｅ−Ａ−Ｒ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，Ｉｎｄｉａｎａ）製のスキン層付き連続気泡ポリウレタンフォーム“Ｇｒａｄｅ  ＥＳ−５０”を用い、遮断層（１４）として、Ｐｌａｓｃｏｒｅ（Ｚｅｅｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）製ポリプロピレンハニカムシートを用いて作製した。
【００５７】
寸法０．６９ｍ×０．６９ｍ×３０ｍｍ（厚さ）の３層のサンプルは、それぞれ厚さ１２．５ｍｍのＥ−Ａ−Ｒ製フォームの２層（１２）、（１６）を、中央に、遮断層（１４）として厚さ７．５ｍｍのポリプロピレンハニカム材料、Ｐｌａｓｃｏｒｅ製“ＰＣＴＲ２５０ＷＯ．２５０”と共に用いて作製した。Ｅ−Ａ−Ｒ製フォームシート上の表面スキンは、この構成物の遮断層（１４）用のハニカムと接触している。本実施例は、システム（１０）用に、非常に軽いが強く、二次性形成可能な（formable）遮断層を提供する遮断材を含む、構造的な空隙を利用している。その面積密度は図１４に示す。騒音の低下は、実施例Ａに記載した方法を用い、鋼板にＥ−Ａ−Ｒ製フォームを対向させて測定した。その結果は図１１に示す。
【００５８】
前記サンプルの正常発生音響吸収は、実施例Ａの“Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｔｕｂｅ”法を用いて測定し、結果は図１３に示す。
【００５９】
実施例Ｄ
吸収材−遮断材−吸収材のダッシュインシュレーター又はシステム（１０）は、第一の吸収層（１２）として低密度ラテックスを用い、そして遮断層（１４）として、第二の吸収層（１６）を構成する不織基材上に沈積したより高密度のラテックスフォームを用いて作製した。
【００６０】
寸法（measurements）０．６１ｍ×０．６１ｍ×２２ｍｍ（厚さ）の３層のサンプルは、Ｄｏｗ−Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ（Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）によって供給された。その繊維層の厚さは１１ｍｍ、中間ラテックスフォームの厚さは３ｍｍ、そして外側のラテックスフォームの厚さは８ｍｍであった。サンプルは切断し一緒に接着して、０．６９ｍ×０．６９ｍ×２２ｍｍの騒音の削減測定用のプラックを作製した。その面積密度は図１４に示す。そのサンプルは、厚さ０．８ｍｍの鋼板上に、フォーム側が鋼に隣接するようにして載置し、騒音の低下は、実施例Ａに記載したのと同様に測定した。結果は図１３に示す。
【００６１】
比較例１：“Ｒｅｉｔｅｒ  ＵＬＴＲＡＬＩＧＨＴ”ダッシュインシュレーター
２００３年型“ＤＣＸ  ＲＳ  Ｍｉｎｉｖａｎ”用の“Ｒｅｉｔｅｒ  ＵＬＴＲＡＬＩＧＨＴ”ダッシュインシュレーターを細片に切断し（cut into section）、一緒に接着して（面積密度は接着剤の量で調節した）、０．６９ｍ×０．６９ｍ×２２ｍｍの騒音低下測定用のサンプルを作製した。そのサンプルは厚さ０．８ｍｍの鋼板に貼り付け、騒音低下について、実施例Ａに記載したと同様にテストした。音響吸収係数の結果は図１３に示す。面積密度は図１４に示す。
【００６２】
Ｌｅａｒ  ＳＯＮＯＴＥＣダッシュインシュレーター
２００３年型“Ｆｏｒｄ  Ｕ−２２２”乗用車（vehicle）用の“Ｌｅａｒ  ＳＯＮＯＴＥＣ”ダッシュインシュレーターを細片に切断し、一緒に接着して（面積密度は接着剤の量で調節した）、０．６９ｍ×０．６９ｍ×２５ｍｍの騒音低下測定用のサンプルを作製した。そのサンプルは厚さ０．８ｍｍの鋼板に貼り付け、騒音低下について、実施例Ａに記載したと同様にテストした。音響吸収係数の結果は図１３に示す。面積密度は図１４に示す。
【００６３】
形状を変えたシステム（１０）に付いて、更にテストを実施した。図１５は様々なサンプルの騒音低下を示している。騒音の低下は前記と同様の方法で測定した。
【００６４】
図１５において、Ａは吸収層と呼ばれ（１２）又は（１６）のいずれかである。それぞれのＡについて、層（１２）には粘弾性フォームを使用した。個々の粘弾性フォームには“ＦＯＡＭＥＸ  Ｈ３００−１０Ｎ”、３ｐｃｆ（ｌｂ／Ｆｔ3）を使用した。それぞれのＡについて、層（１６）にはショディ材料を使用した。個々のショディ材料は、Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  Ｏｈｉｏ製の再生ポリエステル繊維で構成されている。
【００６５】
Ｂは遮断層（１４）と呼ばれる。様々なサンプルにおいて、Ｂ層は異なる材料で構成されている。その厚さが０．０５ｍｍ、０．１９ｍｍ及び０．２５ｍｍであることが示されるＢ層においては、そのＢ層はＰＶＡで構成されている。その厚さが０．５ｍｍ、０．７８ｍｍ及び１．０ｍｍであることが示されるＢ層は、ＨＩＰＳで構成されている。その厚さが２．２５ｍｍで示されるＢ層はＴＰＯで構成されている。図１５の凡例に示されるように、そのサンプルにおけるＢ層の厚さは０．５ｍｍ〜２．２５ｍｍの範囲である。更にそのＢ層の表面重量は０．１４ｋｇ／ｍ2〜２．７１ｋｇ／ｍ2の範囲である。
【００６６】
遮断層（１４）の表面重量の増加がより高い伝達損失及び騒音低下を生み出すことも認められる。このことが車内における騒音レベルをより低くする。
【００６７】
図１６は、図１５に示したものと同じサンプルについての挿入損失（insertion loss）を示す。この挿入損失は見積量（computed quantity）である。それはそのシステムの騒音低下量を用い、鋼のみの騒音低下量を差引くことによって計算する。
【００６８】
図１７は別のサンプルの組の挿入損失を示す。図１５及び１６に従うサンプルと同様に、Ａ層は粘弾性フォーム及びショディで構成されている。図１７のサンプルでは、遮断層又はＢ層はＰＥＴで構成される。図に示すように、二重壁共鳴周波数変動（double wall resonance frequency shift）が起こる。同様に、図１７はＢ層又は遮断層の表面重量の増加が前記遮断層の振動を低下させることに伴い、挿入損失が増加することを示している。この方法では、吸収層もまた振動減衰層として作用する。このことがシステム（１０）の伝達損失の増加をもたらす。更に粘弾性フォームは、その気泡構造と粘弾性によって良好な音響吸収特性を有している。吸収層、又はＡ層として粘弾性フォームを用いるとき、そのフォームは７．０ｅ＋５Ｐａより小さいヤング率及び０．３より大きい減衰（率）を有することが好ましい。粘弾性フォーム層は、車両の部材などの基材に対向するように配置されることも認められよう。
【００６９】
図１８は、同じ厚さの様々なフォームサンプルの制振性の比較を示している。凡例に最初に挙げたフォームは、上記と同様の粘弾性フォームではあるが、２ｐｃｆのフォームである。凡例に二番目に挙げたフォームは１．２ｐｃｆのスラブフォームである。フォームサンプルの重さも示されている。使用したスラブフォームはメラミンで構成されている。制振テストは、この技術分野では公知の方法で実施した。サンプルは振動で励起した。伝達関数は、その板の加速度を、適用した力で割ることにより計算した。この方法では、結果に対する力の大きさの影響が取り除かれる。図１８に見られるように、粘弾性フォームはより大きい制振性をもたらす。従って、システム（１０）中でＡ層又は吸収層として用いるとき、粘弾性フォームは、制振によって遮断層の振動運動を低減させる。このことがシステム全体の伝達損失を増大させることができる。
【００７０】
図１９は、同じ質量を有するサンプルの制振性の比較を示している。このテストは、図１８に関して上記したのと同様な方法で実施した。
【００７１】
図２０は、粘弾性Ａ層を鋼に対向して配置することによる挿入損失の効果を示している。より詳しくは、システム（１０）の１つのサンプルを製造した。そのサンプルは、粘弾性フォーム吸収層（１２）、ＨＩＰＳ遮断層（１４）及びショディ吸収層（１２）からなっていた。テストは、先ずショディ吸収層を鋼に隣接させて置き、上記と同様の方法で挿入損失を測定することにより実施した。続いて、粘弾性吸収層を鋼に対向して配置し、挿入損失を測定することにより、同一のサンプルをテストした。その結果は図２０に示す。図に示すように、挿入損失の増加は、粘弾性フォームを鋼に対向して配置する時に達成される。従って、システム（１０）を設置するとき、粘弾性フォーム層は、車両の部材などの基材に対向して配置することが好ましい。
【００７２】
図２１は、遮断層上にある粘弾性フォームの制振の効果を示す。遮断層上の粘弾性吸収層による制振の効果をテストするために、２つのサンプルがテストされた。それらのサンプルは、それぞれ、１つの吸収層及び１つの遮断層のみからなっていた。それぞれの場合において、吸収層は粘弾性フォームであった。第一のサンプルでは、粘弾性フォームは前記の“ＦＯＡＭＥＸ”フォームである。第二のサンプルでは、粘弾性フォームは、同様にＦＯＡＭＥＸから入手できる“Ｑｙｌｉｔｅ”で構成される。それぞれの場合の遮断層はＨＩＰＳであった。ただ１つの吸収層が遮断層に接触するようにして使用された。遮断層への接触は、遮断層それ自体の振動を測定するために必要である。図２１に示すように、周波数応答は、図１８に示した伝達関数と同じものである。周波数応答を測定するテストは、図１８に関連して前記したものと同様である。図２１に示した結果から分かるように、粘弾性フォーム吸収層は遮断層の挙動又は振動を低下させる。このことが車内へ伝わる騒音の減少をもたらす。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
上述のシステム（１０）は、いずれの方向の騒音も吸収し、遮ることができる。このことは、車両における多くの騒音低下要求に合致するようにシステム（１０）を使用でき、調節できるという点において有利である。自動車の用途に特に好適ではあるが、システム（１０）はその他の用途にも使用できるということもまた認められよう。そのようなその他の用途には、建築、工業、電気器具、宇宙空間、トラック／バス／鉄道、娯楽、海洋及び軍事などの用途が含まれる。
【００７４】
本発明が例証の手法で記載してきたことは認められよう。使用した述語は、本質的に、限定の用語というよりはむしろ記述の用語に属することを意図したものである。前述の教示に照らして、明らかに多くの修正及び変更が自明である。従って、請求項に記載された発明は、詳細に記載されたもの以外にも実施できることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一態様の横断面図である。
【図２】本発明の代替態様の横断面図である。
【図３】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図４】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図５】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図６】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図７】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図８】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図９】本発明の別の代替態様の横断面図である。
【図１０】騒音低減結果を示すグラフである。
【図１１】騒音低減結果を示すグラフである。
【図１２】騒音低減結果を示すグラフである。
【図１３】試験結果を示すグラフである。
【図１４】表面重量を記載した表である。
【図１５】騒音低減試験結果を示すグラフである。
【図１６】挿入損失試験結果を示すグラフである。
【図１７】挿入損失を示すグラフである。
【図１８】制振試験結果を示すグラフである。
【図１９】制振試験結果を示すグラフである。
【図２０】挿入損失試験結果を示すグラフである。
【図２１】制振試験結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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