(57)【要約】  本発明は、重質量の少なくとも１つの層（１６）、およびばねを定義する１つの層（１４）を含む質量ばねシステム（１２）と、異なる気流抵抗を有する２つの層を有する吸音システム（１８）とを備えるタイプの、剛性構造部材用の防音構成要素に関する。本発明によれば、構造部材は、金属シートであり、質量ばねシステム（１２）は、剛性構造部材（１０）の一方の側に提供され、吸音システム（１８）は、剛性構造部材（１０）の他方の側に提供される。吸音システム（１８）の２つの層のうち第１の層（２２）が、調節可能な気流抵抗を有する不織布からなる。自動車の防音における適用。
2010504882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重質量の少なくとも１つの層（１６）、およびばねを形成する層（１４）を備える質量／ばねシステム（１２）と、異なる空気通過抵抗レベルを有する２つの層を有する音響吸収のためのシステム（１８）とを備えるタイプの、剛性構造部材用の防音構成要素において、前記構造部材（１０）が、金属シートであり、前記質量／ばねシステム（１２）が、前記剛性構造部材（１０）の一方の側に配置され、前記音響吸収システム（１８）が、前記剛性構造部材（１０）の他方の側に配置され、前記一方の側にある前記質量／ばねシステム（１２）と前記他方の側にある前記音響吸収システム（１８）とによって覆われる前記構造部材の対向する面が、互いに反対側であり、同じサイズであることを特徴とする防音構成要素。
【請求項２】
前記音響吸収システム（１８）の前記２つの層のうち第１の層（２２）が、調節可能な空気通過抵抗レベルを有することを特徴とする請求項１に記載の防音構成要素。
【請求項３】
前記音響吸収システム（１８）の前記２つの層のうち前記第１の層（２２）が、不織材料によって形成されることを特徴とする請求項２に記載の防音構成要素。
【請求項４】
前記不織材料が、セルロースまたは「ナイロン」と組み合わされた不飽和ポリエステルをベースとすることを特徴とする請求項３に記載の防音構成要素。
【請求項５】
前記音響吸収システム（１８）の前記２つの層のうち第２の層（２０）が、有孔であり、可撓性であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の防音構成要素。
【請求項６】
前記音響吸収システム（１８）の前記２つの層のうち前記第２の層（２０）が、フェルトおよび発泡体から選択される材料によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の防音構成要素。
【請求項７】
前記音響吸収システム（１８）が、高レベルの複雑性を有する発泡体の層を備えることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の防音構成要素。
【請求項８】
前記質量／ばねシステム（１２）が、ばね（１４）を形成する層であって、前記剛性構造部材（１０）に隣接する層を備えることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の防音構成要素。
【請求項９】
さらに、前記剛性構造部材（１０）とは反対の前記ばね／質量システム（１２）の側に、防音複合体（１８’）を備え、前記防音複合体（１８’）が、異なる空気通過抵抗レベルを有する２つの層（２０’、２２’）を有する複合体と、高レベルの複雑性を有する発泡体の層（１８’’）によって形成された複合体とから選択されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の防音構成要素。
【請求項１０】
前記剛性構造要素（１０）が、車両の乗員室を、エンジン室、ホイールハウジング、および排気デバイスから選択される空間から隔離する金属シートであることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の防音構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に車両の剛性構造部材用の防音構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、乗員室を防音することが望ましい。このために、雑音源に向かって、または防音される空間の外側で音波を実質的に反射することによって、防音される空間に中間周波数および高周波数の音波が進入するのを防止する「遮音材」と、（中間および高周波数での）音波のエネルギーを吸収材料で消散させる「音響吸収材」とが使用される。
【０００３】
単純な手段を使用して高周波数で良好な防音を得ることは比較的簡単であるが、中間周波数の範囲内（特に、４００〜１０００Ｈｚの間）では、ヒトの耳がこの周波数範囲で非常に敏感であるので、防音の問題はより一層重大になる。
【０００４】
この防音に関して、質量／ばねシステムが既に使用されており、特に車両のエンジン室から乗員空間を隔離する隔壁の領域で、遮音を実質的に提供する。任意選択で粘弾性を有することがある発泡体など、ばねのような効果を有する材料の層が、「重質量」タイプの材料の層、すなわち質量／ばねシステムの質量を成す層を担持する。そのような質量／ばねシステムは、それが提供する良好な遮音について知られている。特許文献ＧＢ−２１６３３８８は、重質量部分が２つの層を備えるそのような質量／ばねシステムを記載する。
【０００５】
このシステムによって提示される問題は、重質量を形成する層が、その低レベルの吸収により、３〜７ｋｇ／ｍ２程度の十分な質量面密度を有さなければならないことである。さらに、そのようなシステムは、中間周波数範囲ではあまり効果的でない。
【０００６】
燃料消費や環境汚染などを低減するために車両をより軽量にすることが望ましいので、特許文献ＷＯ９８／１８６５７が、異なる空気通過抵抗レベルを有する２つの層を有するシステムを提案している。このシステムでは、有孔分離層が、好ましくは空気を一部介在させて金属シートなどの構造支持部材と接触し、別の有孔層２２によって覆われる。一実施例では、一方の層が、圧縮フェノールフェルトであり、他方の層が、可撓性の非圧縮フェルトである。このシステムの作用は、その二重の透過性、すなわち有孔層間の空気通過抵抗の差によって生じるものである。このシステムの利点は、軽量であることであり、しかしその欠点は、実際的に遮音を提供しないことである。
【０００７】
特許文献ＷＯ０３／０６９５９６は、２つの層グループを備える複合防音システムを記載し、一方の層グループが、ばねを形成する有孔層に関連付けられた重質量タイプの層を備える。このグループは、従来のタイプのばね／質量システムを構成するが、重い層の質量と、ばねを形成する層の厚さとが、従来のシステムに比べて例えば１／３〜１／２に減少される。他方の層グループは、音響ばねタイプの有孔層と、高い空気通過抵抗レベルを有する外層とを備える。この外層は、他方の有孔層のものよりも３〜２０倍大きい空気通過抵抗レベルを有するフェルトであってよい。
【０００８】
したがって、この特許文献ＷＯ０３／０６９５９６は、質量／ばねシステムを、異なる空気通過抵抗レベルを有する層を有する防音複合体を備えるシステムと組み合わせて、重量削減と共に優れた防音結果を提供する、改良されたシステムを記載する。
【０００９】
この特許文献ＷＯ０３／０６９５９６に記載された防音アセンブリの改良形態も想定されており、すなわち、この改良形態は、重畳された層を備え、良好な空気通過抵抗レベルを有する第１の層グループと、質量／ばね機能を有する第２の層グループとを備える。この改良形態によれば、第１の層グループは、高レベルの有孔度、高レベルの複雑性、および良好な空気通過抵抗を有する連続気泡を有する発泡体の層を備えるように生成され、この層は、その高レベルの複雑性により、中間および高周波数で優れた吸音性質を有する。周波数の平方根の逆数の関数として、使用される音響波長に関する屈折率の平方の変化を例示する線の傾きに対応する複雑性が、有孔材料内の循環経路の形状に関係付けられる。一般に使用される連続気泡を有する発泡体は、１〜１．３５の間の複雑性、および好ましくは１．５〜２．５程度の高レベルの複雑性を有する。
【００１０】
このようにして、この改良形態によれば、特許文献ＷＯ０３／０６９５９６の「防音」複合体が、高レベルの複雑性を有する材料の単一の層によって置き換えられる。
ここで、上述した特許文献ＷＯ０３／０６９５９６または上述したその改良形態で説明された防音システムが、関連の剛性構造部材の一方の側および他方の側に配置される２つの部分に分離されたとき、同一の構築要素ではるかに良い防音を得ることができ、または、実際的に同一の防音で、従来の質量／ばねシステムに比べて少なくとも２５％の構成要素の重量削減を得ることができたことが、本発明により認識されている。
【００１１】
特許文献ＷＯ９９／５８３７１は、構造部材を含み、さらに、構造部材の外側に構造部材から離して取り付けられた剛性保護プレートと、構造部材と保護プレートとの間に取り付けられた任意選択の音響絶縁体とによって構成された防音構成要素を記載する。
【００１２】
特許文献ＷＯ０１／９２０８６は、床防音構成要素の一実施形態を記載し、その主要な要素は、「厚い」構造部材、すなわち２つの剛性層によって取り囲まれたハニカム形状のコアによって構成される要素である。このハニカム形状のコアは、厚い空気層を形成する。
【００１３】
より正確には、本発明によれば、空気通過抵抗レベルが異なる層を有する防音複合体を形成する部分が、雑音源に向けられた構造要素の側に配置され、質量／ばねシステムが、防音すべき側、例えば自動車の乗員室の側に配置される。
【００１４】
乗員空間からエンジン室を隔離する隔壁に、発泡体またはフェルトの単一の層が、時として配置され、場合によっては装飾要素を設けられる。保護および美観の理由により組み込まれるこの層は、防音機能を有さない。これは特に、この層が隔壁の表面の一部分しか覆わず、したがって、隔壁の覆われない部分が、そのような層が有することができる防音効果を打ち消す短絡または優先的な音響経路を形成する結果である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、一方で質量／ばねシステムによって、他方で防音複合体または音響吸収システムによって覆われる構造部材の対向する面が、実際的に互いに反対側であり、同じサイズであるので、音響短絡に関わるこの効果をなくす。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
より正確には、本発明は、重質量の少なくとも１つの層、およびばねを形成する層を備える質量／ばねシステムと、異なる空気通過抵抗レベルを有する２つの層を有する音響吸収システムとを備えるタイプの、剛性構造部材用の防音構成要素に関する。本発明によれば、構造部材は、金属シートであり、質量／ばねシステムは、剛性構造部材の一方の側に配置され、音響吸収システムは、剛性構造部材の他方の側に配置され、一方で質量／ばねシステムによって、他方で音響吸収システムによって覆われる構造部材の対向する面が、実際的に互いに反対側であり、同じサイズである。
【００１７】
好ましくは、音響吸収システムの２つの層のうち第１の層が、調節可能な空気通過抵抗レベルを有する。好ましくは、この第１の層は、不織材料によって形成される。この不織材料は、有利には、セルロースまたは「ナイロン」と組み合わされた不飽和ポリエステルをベースとする。
【００１８】
好ましくは、２つの層のうち第２の層は、有孔であり、可撓性である。好ましくは、２つの層のうち第２の層は、フェルトまたは発泡体から選択される材料によって形成される。
【００１９】
一実施形態では、音響吸収システムは、高レベルの複雑性を有する発泡体の層を備える。
好ましくは、質量／ばねシステムは、ばねを形成し、剛性構造部材に隣接する層を備える。例えば、ばねを形成する層は、発泡体である。
【００２０】
特に効率的な実施形態では、構成要素は、さらに、剛性構造部材とは反対の質量／ばねシステムの側に防音複合体を備え、この防音複合体は、異なる空気通過抵抗レベルを有する２つの層によって、または高レベルの複雑性を有する発泡体の層によって形成される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、剛性構造部材は、車両の乗員室を、エンジン室、ホイールハウジング、および排気デバイスから選択される空間から隔離する金属シートである。
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下の説明を読めば、より良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】特許文献ＷＯ０３／０６９５９６に記載されたタイプの従来のシステムを示す。
【図２】本発明による防音システムを示す。
【図３】図２に例示されたシステムに対する特許文献ＷＯ０３／０６９５９６による改良されたシステムを示す。
【図４】図２に例示されたシステムに対する特許文献ＷＯ０３／０６９５９６の改良形態による改良されたシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、剛性構造部材１０、例えば金属シートに関連付けられた特許文献ＷＯ０３／０６９５９６による防音構成要素の構造の概略図である。
この構成要素は、ばねを形成する層１４、例えばフェルトまたは発泡体と、例えば無機材料を添加されたエラストマーをベースとする重質量の層１６とを備える質量／ばねシステム１２を備える。
【００２４】
また、この構成要素は、音響吸収による防音のためのシステムまたは複合体１８を備え、これは、所定の空気通過抵抗を有する例えばフェルトまたは発泡体の層２０と、高い空気通過抵抗レベルを有する有孔層２２とを備え、この抵抗が好ましくは調節可能である。この外層２２は、有利には不織布によって形成される。例示されていないが、層２２の上にカーペットが配置されてもよい。
【００２５】
図１に例示される防音構成要素は、質量／ばねシステムの構成要素のものに匹敵する防音特性を提供し、しかし、いくつか場合には最大５０％の重量削減を伴う。したがって、低重量の目的でそのような構成要素を使用することが非常に有利である。
【００２６】
ここで、特許文献ＷＯ０３／０６９５９６に記載された構成要素が使用されたとき、質量／ばねシステム１２が、構造部材１０の一方の側に配置され、吸収による防音のための複合体１８が、この構造１０の他方の側に配置された場合に、さらに良い防音性質が得られたことが、本発明により認識されている。
【００２７】
図２は、そのようなシステムを例示する。図１と同じ参照符号が、同様の要素を表すために使用されている。
図２に例示されるシステムが作製されるとき、すなわち、質量／ばねシステム１２が車両の乗員室に向いて位置決めされ、防音複合体１８が、エンジン室に向いて位置決めされるとき、音響絶縁は、上述した特許文献ＷＯ９８／１８６５７に記載されるシステムに比べて、１０００〜８０００Ｈｚの間で１０〜３５ｄＢ増加する。
【００２８】
自動車の構成要素の重量を削減することが望ましいので、同様の音響性能レベルに関して、この性質は、従来の質量／ばねシステムに比べて２５％程度の防音構成要素の重量削減に相当する。
【００２９】
図３は、さらに優れたレベルの防音を提供する図２の構成要素の変形形態を例示する。この構成要素では、複合体１８と同様であるが、より薄いことがある、吸収による防音のための複合体１８’が、質量／ばねシステム１２と協働するように内側に配置される。そのようなシステムは、従来の質量／ばねシステムに比べて最大３５％の重量削減を可能にする。
【００３０】
使用される様々な層の性質および特性は、上述した特許文献ＷＯ０３／０６９５９６に記載されたものと同一であってよい。
図４は、図２の構成要素の別の変形形態を例示し、これもまた、さらに優れた防音を提供し、上述した特許文献ＷＯ０３／０６９５９６の構成要素に関して既に記載した改良形態に匹敵する。図３のものと同一の参照符号が、同様の要素を表す。
【００３１】
この構成要素では、吸収による防音のための複合体１８’が、高レベルの複雑性を有する単一の層１８’’、例えば、２に近い複雑性を有するポリウレタン発泡体によって形成されて、質量面密度０．６ｋｇ／ｍ２および厚さ１０ｍｍを有する層によって置き換えられる。
【００３２】
上述した特許文献に対する別の改良形態によれば、層２２、２２’に関して、例えば、わずか２０〜２００ｇ／ｍ２の質量面密度で３００〜２５００Ｎ・ｓ／ｍ３の空気通過抵抗レベルを提供することがあるセルロースまたは「ナイロン」（「Ａｈｌｓｔｒｏｍ」または「３Ｍ」）に関連付けられた不飽和ポリエステルをベースとする軽量の熱成形不織材料を使用すると特に有利である。そのような不織布は、調節可能な空気通過抵抗を容易に得られるようにする。
【００３３】
図２に例示される構成要素は、中間周波数に近いレベルでより効果的であり、一方、図３に例示される構成要素は、高周波数に近いレベルでより効果的であることに留意すべきである。
【００３４】
車両の内部に向かって構造部材から最も離れている層が、装飾層を構成することがあり、またはそのような層を担持することがある。
調節可能な空気通過抵抗レベルを有し、有利には異なる空気通過抵抗効果を提供する可撓性の有孔層に関連付けられた不織材料によって形成される音響吸収システムの層により、特に構造部材の両側それぞれの音響特性、すなわち雑音（エンジン雑音、走行雑音、排気雑音など）の発生源の性質や、収納キャビティ（乗員室など）の性質などに応じて、音響性質を最適化することができる。
【００３５】
特許文献ＷＯ９８／１８６５７による防音構成要素のものと同一の構築要素に関して、本発明による防音構成要素は、遮音に関して１０〜３５ｄＢの増加を提供する。
従来の質量／ばねシステムと比べて、実際的に同一の音響性能レベルで、排気および収納キャビティの形状によっては重量利得が図２の場合には２５％、図３の場合には３５％に達することがある。
【００３６】
エンジン室を乗員室から隔離する仕切りに加えて、そのような構成要素が好適となるいくつかの車両部分がある。特に、ホイールハウジング、床、および排気管に近い構成要素を挙げることができる。
【００３７】
このようにして、本発明によれば、実質的に音響吸収によって機能する防音複合体が、雑音源の側に位置決めされる。それにより、防音複合体は、防音構成要素が雑音源（例えば、エンジン、またはタイヤの移動）の放出スペクトルに適合されることを保証し、その一方で、上述した特許文献ＷＯ０３／０６９５９６またはその改良形態（図３および４）による単純な、または改良された質量／ばねシステムによって構成される他の部分が、実質的に乗員室の遮音を提供する。したがって、単純な、または改良されたこの質量／ばねシステムは、様々な雑音源に関して実際的に同じであることがあり、すなわち、乗員空間におけるその位置（前部隔壁、床、またはホイールハウジング）に無関係である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2010504882.tif 000008
2010504882.tif 000009
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