(57)【要約】【課題】吸音シートに設ける非貫通孔の形状を容易に設計通りの形状にする。【解決手段】吸音用の孔２３が形成された弾性材からなる吸音シート１において、吸音シート１の厚み方向一方側の面には、第１開口２１と第２開口２２とが互いに間隔をあけて形成されている。孔２３は、吸音シート１の内部を第１開口２１から第２開口２２まで延びている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸音用の孔が形成された弾性材からなる吸音シートにおいて、
上記吸音シートの厚み方向一方側の面には、第１開口と第２開口とが互いに間隔をあけて形成され、
上記孔は、上記吸音シートの内部を上記第１開口から上記第２開口まで延びていることを特徴とする吸音シート。
【請求項２】
請求項１に記載の吸音シートにおいて、
上記吸音シートの内部を上記第１開口から上記第２開口まで延びている上記孔は、上記第１開口と上記第２開口が形成された面とは反対側の面には突き抜けていないことを特徴とする吸音シート。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吸音シートにおいて、
上記吸音シートは多数の気泡を有する発泡層を有し、
上記孔の内面には上記気泡が開口していることを特徴とする吸音シート。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の吸音シートにおいて、
上記吸音シートの厚み方向両側にはソリッドの表皮層が設けられ、該表皮層に上記第１開口及び上記第２開口が形成されていることを特徴とする吸音シート。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の吸音シートにおいて、
上記孔の断面積は、第１開口から第２開口まで略同一であることを特徴とする吸音シート。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の吸音シートにおいて、
上記孔は上記吸音シートの内部で曲がっていることを特徴とする吸音シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のドアパネル等に設けられる吸音シートに関し、特に、孔を有する構造の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１に開示されているように発泡層を有するシートが知られている。特許文献１のシートは５層構造となっており、厚み方向の中央部には多数の短繊維状成形体からなるコア層が設けられ、このコア層の両側に表側及び裏側発泡層がそれぞれ設けられ、さらに、表側発泡層を覆うように表側スキン層が設けられ、裏側発泡層を覆うように裏側スキン層が設けられている。この５層構造のシートは、熱可塑性樹脂を固定金型と可動金型とのキャビティに充填した後、熱可塑性樹脂を発泡させながら可動金型を固定金型から離れる方向に移動させる、いわゆるコアバックによって成形されている。そして、表側スキン層及び表側発泡層にレーザー光を照射することにより、コア層に達し、かつ、裏側スキン層には達しない非貫通孔を形成している。
【０００３】
このように、シートの吸音性能を向上させる方法としては、一般に、シートに多数の非貫通孔、或いは貫通孔を形成する方法等が知られている。
【０００４】
また、シートに貫通孔や非貫通孔を形成する方法としては、レーザー光の照射以外にもドリルやポンチ等の刃物を使用する加工方法等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１０６４２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２６４１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のシートのように非貫通孔を形成する場合、吸音性能は非貫通孔の長さによって変わることが知られており、ある特定の周波数帯の吸音性能を高めるためには、非貫通孔の長さを長くしたい場合がある。そこで、シートの厚みを厚くして非貫通孔の長さを長くすることが考えられるが、そのようにした場合にはシートが重くなるとともに、シートを狭い場所に配設することが困難になる。
【０００７】
特許文献２の様に、シートに対して孔を斜め方向に形成すれば、シートの厚みを厚くすること無く非貫通孔の深さを深くすることが可能となるが、仮にシートに対して４５°に傾けた孔を形成することができたとしても、孔の深さは最大で厚みの√２倍にしかならず限界がある。
【０００８】
また、シートを貫通するように形成された孔（貫通孔）とすることで孔の長さを最大にすることも考えられるが、このようにすると、例えば外部からの水の浸入を抑制しながら吸音効果を得たい場合には貫通孔からの水浸入の懸念があるので、使用が限定される。更には、貫通孔は非貫通孔とは周波数毎の吸音特性が異なるため、貫通孔では希望する吸音性能が得られない可能性がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、孔を有する吸音シートにおいて、非貫通孔の形状、特に孔の長さが容易に設計通りとなるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、シートの一方の面に開口する２つの開口を繋ぐように延びる孔をシートの内部に形成するようにした。
【００１１】
第１の発明は、
吸音用の孔が形成された弾性材からなる吸音シートにおいて、
上記吸音シートの厚み方向一方側の面には、第１開口と第２開口とが互いに間隔をあけて形成され、
上記孔は、上記吸音シートの内部を上記第１開口から上記第２開口まで延びていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、吸音シートの一方側の面に形成された第１開口から第２開口まで延びるように孔が形成されるので、吸音シートの厚みに関わらず、第１開口と第２開口との距離によって孔の長さが任意に設定される。第１開口と第２開口は吸音シートの一方側の面に開口しているので、第１開口と第２開口との距離は吸音シートを厚くすることなく長くすることが可能であり、よって、孔の長さが容易に長くなる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、
上記吸音シートの内部を上記第１開口から上記第２開口まで延びている上記孔は、上記第１開口と上記第２開口が形成された面とは反対側の面には突き抜けていないことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、吸音シートの他方側の面に開口を形成せずに済むので、止水性は確保される。
【００１５】
第３の発明は、第１または２の発明において、
上記吸音シートは多数の気泡を有する発泡層を有し、
上記孔の内面には上記気泡が開口していることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、孔に入った音が気泡の内部にも入ることになり、吸音性能がより一層高まる。
【００１７】
第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
上記吸音シートの厚み方向両側にはソリッドの表皮層が設けられ、該表皮層に上記第１開口及び上記第２開口が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、表皮層によって水を通しにくい吸音シートになるので、防水性が要求される部分に吸音シートを使用することが可能になる。
【００１９】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、
上記孔の断面積は、第１開口から第２開口まで略同一であることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、例えばレーザー光やドリル、ポンチ等によって孔を容易に形成することが可能になる。
【００２１】
第６の発明は、第１から５のいずれか１つの発明において、
上記孔は上記吸音シートの内部で曲がっていることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、吸音シートの外部から孔の内部に入った音が孔の内面で反射した際、孔の外部に出て行きにくくなるので、吸音性能がより一層高まる。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、弾性材からなる吸音シートの厚み方向一方側の面に、第１開口と第２開口とを形成し、第１開口から第２開口まで延びるように孔を形成したことで、吸音シートを厚くすることなく、孔の長さを長くすることができ、所望の吸音性能を得ることができる。
【００２４】
第２の発明によれば、吸音シートの他方側の面に開口を形成せずに済むので、止水性は確保される。
【００２５】
第３の発明によれば、孔の内面に気泡が開口しているので、吸音性能をより一層高めることができる。
【００２６】
第４の発明によれば、吸音シートの厚み方向両側にソリッドの表皮層を設け、一方の表皮層に第１開口及び第２開口を形成したので、吸音シートの防水性を高めることができる。
【００２７】
第５の発明によれば、孔の断面積が第１開口から第２開口まで略同一であるので、レーザー光等によって孔を容易に形成することができる。
【００２８】
第６の発明によれば、孔が吸音シートの内部で曲がっているので、吸音シートの外部から孔の内部に入った音が外部へ出て行きにくくなる。これにより、吸音性能をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る吸音シートが取り付けられたフロントドアを車室内側から見た斜視図である。
【図２】実施形態に係る吸音シートの斜視図である。
【図３】図２のIII−III線における断面図である。
【図４】孔を形成する前のシートの断面図である。
【図５】孔を形成する前のシートを折り畳んでレーザー光を照射する場合を示す断面図である。
【図６】レーザー光を照射した後のシートを展開した状態の断面図である。
【図７】孔形成具を使用して孔を形成する様子を示した図である。
【図８】垂直入射吸音率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る吸音シート１が取り付けられた自動車用フロントドア５０を車室内側から見た斜視図である。フロントドア５０は、該フロントドア５０の略下半部を構成するドア本体部５２と、該フロントドア５０の略上半部を構成するドアフレーム部５３と、ドアガラス５４とを有している。ドア本体部５２は、該ドア本体部５２の車室外側に位置するアウタパネル５２ａと、該ドア本体部５２の車室内側に位置するインナパネル５２ｂとを接合してなるものであり、内部は中空となっている。ドアガラス５４は、上下方向に昇降可能にウインドレギュレータ（図示せず）によって支持されている。
【００３２】
インナパネル５２ｂには開口部５２ｃが形成されている。開口部５２ｃは、インナパネル５２ｂに大きく開口している。また、インナパネル５２ｂにはスピーカ取付孔５２ｄ等も形成されている。
【００３３】
インナパネル５２ｂには吸音シート１が取り付けられ、吸音シート１によってインナパネル５２ｂの開口部５２ｃが閉塞されている。
【００３４】
尚、図示しないが、自動車にリヤドアが設けられている場合には、リヤドアの基本的な構成はフロントドア５０と同じであり、本発明に係る吸音シート１をリヤドアに取り付けることもできる。また、本発明はリヤドアの無い自動車に適用することもできる。さらに、吸音シート１は、車体や外装部材に取り付けて使用することもできる。
【００３５】
吸音シート１の外形は、インナパネル５２ｂの開口部５２ｃよりも大きく設定されている。これにより、吸音シート１によってインナパネル５２ｂの開口部５２ｃの全体が覆われることになる。吸音シート１によってインナパネル５２ｂの開口部５２ｃの全体を覆うのが好ましいが、吸音シート１は、開口部５２ｃの一部を覆わない形状であってもよい。また、吸音シート１の厚みは、例えば８ｍｍに設定することができるが、これに限られるものではなく、例えば４ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定することができる。
【００３６】
吸音シート１は、全体が弾性材からなる。吸音シート１の原料としては、例えばゴムや熱可塑性エラストマー、或いは熱可塑性樹脂等を挙げることができ、この原料を所定の厚さのシート状をなすように押出成形して吸音シート１の素材を得る。上記ゴムとしては、例えばエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムを挙げることができる。上記熱可塑性エラストマーとしては、例えばオレフィン系（ＴＰＯ）やスチレン系（ＴＰＳ）等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、またはエチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）等を挙げることができる。吸音シート１の原料は、上記原料のうち、１種だけであってもよいし、任意の複数種を混合した原料であってもよい。
【００３７】
図２及び図３に示すように、吸音シート１は、表側表皮層１１と、中間層１２と、裏側表皮層１３とを有する３層構造であり、表側表皮層１１が車室内側となるように上記フロントドア５０に取り付けられる。
【００３８】
表側表皮層１１は、吸音シート１の厚み方向一側（表側）に位置している。裏側表皮層１３は、吸音シート１の厚み方向他側（裏側）に位置している。尚、この実施形態では、説明の便宜を図るために表と裏を規定しているが、使用する際にはどちらを室内側にしてもよいし、表と裏の関係を反対にしてもよい。
【００３９】
表側表皮層１１及び裏側表皮層１３は同じ厚みに設定することもできるし、一方を他方よりも薄くすることもできる。また、表側表皮層１１及び裏側表皮層１３は気泡を有しないソリッドであり、例えば水等の液体を表裏方向に通過させない止水性を持っている。一方、中間層１２は、気泡を有する発泡層である。中間層１２の気泡の形成形態としては、例えば気泡同士が連続した連続気泡（連泡）構造であってもよいし、一部の気泡同士が連続し、他の気泡が連続していない半連続気泡（半連泡）構造であってもよいし、気泡同士が連続していない独立気泡構造であってもよい。
【００４０】
吸音シート１の外形は、インナパネル２ｂの開口部２ｃよりも大きく設定されているので、吸音シート１によってインナパネル２ｂの開口部２ｃの全体が覆われることになる。吸音シート１によってインナパネル２ｂの開口部２ｃの全体を覆うのが好ましいが、吸音シート１は、開口部２ｃの一部を覆わない形状であってもよい。また、吸音シート１の厚みは、例えば８ｍｍに設定することができるが、これに限られるものではなく、例えば４ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定することができる。
【００４１】
表側表皮層１１及び裏側表皮層１３の厚みは、中間層１２の厚みよりも薄く設定されている。例えば、表側表皮層１１の厚みを中間層１２の厚みの１／５以下にするのが好ましく、これにより、吸音シート１に占める中間層１２の厚みが十分に確保されて吸音性能が向上する。表側表皮層１１及び裏側表皮層１３の厚みは例えば０．５ｍｍ以上１ｍｍとすることができ、また、中間層１２の厚みは例えば２ｍｍ〜１４ｍｍ程度、より具体的には６ｍｍ〜７ｍｍ程度とすることができる。
【００４２】
吸音シート１には、吸音用の孔２３が形成されている。すなわち、吸音シート１の表側表皮層（厚み方向一方側の面）１１には、略円形の第１開口２１と第２開口２２とが互いに間隔をあけて形成されている。図示するように、第１開口２１と第２開口２２とが対となっており、この実施形態では、多数の第１開口２１と第２開口２２とが形成されている。孔２３は、第１開口２１及び第２開口２２と同様な略円形断面を有している。この孔２３は、吸音シート１の内部である中間層１２に形成されており、この中間層１２の内部を第１開口２１から第２開口２２まで延びている。孔２３は、裏側表皮層１３に達しないように、第１開口２１と第２開口２２とにのみ連通している。これにより、孔２３を有する吸音シート１の止水性が確保される。
【００４３】
孔２３は、第１開口２１から吸音シート１の裏側へ向かいながら第２開口２２に近づくように延びた後、表側へ向かって延びて第２開口２２に達するように全体として曲がっており、図３に示すように、孔２３の延びる方向の中央部が最も裏側表皮層１３に接近するように、全体として湾曲した形状となっている。また、孔２３の内面には中間層１２の気泡が多数開口している。さらに、孔２３の断面積は第１開口２１から第２開口２２まで略同一となっている。
【００４４】
（吸音シートの製造方法）
次に、上記のように構成された吸音シート１の製造方法について説明する。まず、図４に示すように、素材となる弾性シート１００を得る。この弾性シート１００は、上記吸音シート１の表側表皮層１１、中間層１２及び裏側表皮層１３にそれぞれ対応した表側ソリッド表皮層１０１、中間発泡層１０２及び裏側ソリッド表皮層１０３を有している。弾性シート１００は例えば押出成形によって得ることができるが、弾性シート１００の製造方法はこれに限られるものではない。
【００４５】
その後、例えば、図５に示すように、弾性シート１００を折り畳む。このとき、弾性シート１００の表側表皮層１０１が外に位置し、裏側表皮層１０３が内に位置するようにしておく。図示するように弾性シート１００を折り畳んだ状態で裏側表皮層１０３側に隙間が無いようにしておく。また、弾性シート１００であるため、折り畳んだ状態では、その折り畳み部分（屈曲した部分及びその近傍）の先端側（図５の左側）へ行くほど薄肉になるように弾性変形している。
【００４６】
次いで、同図に仮想線で示すようにレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌの照射装置は従来から周知の装置であるため、詳細な説明は省略する。図５における仮想線は、レーザー光Ｌの照射範囲を示しており、この実施形態では、レーザー光Ｌの照射範囲が、弾性シート１００の折り畳み部分において先端部（図５の左端部）から離れており、かつ、裏側表皮層１０３には達しないように設定されている。レーザー光Ｌの照射範囲は、レンズの調整等、周知の方法によって任意に設定することができる。また、レーザー光Ｌの出力は、弾性シート１００が少なくとも２枚重なった状態でそれらを貫通することができるように設定されている。つまり、レーザー光Ｌを弾性シート１００の途中で止める必要は無いのでレーザー光Ｌの出力の調整は容易である。また、レーザー光Ｌの出力を多少強めに設定しておくことで、弾性シート１００の気泡の大きさや密集度合いが部位によって異なっていてもレーザー光Ｌを確実に貫通させることができる。
【００４７】
照射されたレーザー光Ｌ表側表皮層１０１が外に位置しているので、図５における上側に位置する表側表皮層１０１を焼いた後、中間層１２を焼き、その後、下側に位置する表側表皮層１０１を焼く。レーザー光Ｌは複数箇所に照射すればよい。レーザー光Ｌを照射する部位の間隔を変更することにより、隣合う孔２３、２３の間隔を任意に設定することができる。
【００４８】
上記レーザー光Ｌを照射した後、図６に示すように展開するとレーザー光Ｌを照射した跡が、第１開口２１、第２開口２２及び孔２３となり、吸音シート１が得られる。吸音シート１は弾性を有しているので展開すると元の形状に復元する。
【００４９】
尚、上記のようにして第１開口２１、第２開口２２及び孔２３を形成した後、吸音シート１の別の部分を図５に示すようにして折り畳んでから同様にレーザー光Ｌを照射することで、別の部分にも第１開口２１、第２開口２２及び孔２３を形成できる。これを繰り返すことで多数の第１開口２１、第２開口２２及び孔２３を形成できる。
【００５０】
本実施例ではシート１００の折りたたみ部分にレーザーLを照射したが、その他にドリルやポンチ等の刃物で打ち抜く方法も可能である。
【００５１】
更には図７に示すように、折り畳んでいないシート１００に対してかぎ針状の孔形成具６０を使用して孔を形成する方法も可能である。孔形成具５０は矢印Ａ方向に動かすようにすればよい。
【００５２】
（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、吸音シート１の表側表皮層１１に形成された第１開口２１から第２開口２２まで延びるように孔２３を形成している。これにより、吸音シート１の厚みを厚くしなくても、第１開口２１と第２開口２２との距離によって孔２３の長さを容易に長くすることができる。また、吸音シート１の裏側表皮層１３に開口を形成せずに済み、且つ表側表皮層１１がソリッドで形成されているので止水性を確保できる。
【００５３】
また、孔２３の内面に気泡が開口しているので、孔２３に入った音が気泡の内部にも入ることになり、吸音性能がより一層高まる。
【００５４】
また、孔２３が吸音シート１の内部で曲がっているので、吸音シート１の外部から孔２３の内部に入った音が外部へ出て行きにくくなると共に、第１開口２１から内部に入った音と第２開口２２から内部に入った音が孔２３の内部でぶつかる。これにより、吸音性能をより一層高めることができる。
【００５５】
例えば、吸音シート１自体が湾曲していたり、厚み方向一方側の面が部分的に隆起している場合には、厚み方向一方側の面に形成した第１開口２１から第２開口２２まで吸音シート１１の内部を延びている孔２３は、曲がること無く真っ直ぐに形成される場合が有り得るが、それ以外の場合は孔２３は曲がっており、孔２３が曲がっていることにより、吸音シート１の外部から孔２３の内部に入った音が外部へ出て行きにくくなると共に、第１開口２１から内部に入った音と第２開口２２から内部に入った音が孔２３の内部でぶつかり、このことでも吸音効果を高めることができる。
【００５６】
次に、上記吸音シート１による吸音効果を図７に基づいて説明する。図８に示すグラフの横軸は周波数（Ｈｚ）であり、右側へ行くほど高くなっている。また、図８に示すグラフの縦軸は垂直入射吸音率であり、上側へ行くほど高くなっている。
【００５７】
図８のグラフにおいて「本発明」とは上記実施形態に記載のとおり、第１開口２１、第２開口２２及び孔２３が形成された吸音シート１であり、「未加工」とは図４に示す弾性シート１００であり、「貫通孔」とは図４に示す弾性シート１００に表裏方向に貫通する貫通孔を形成した場合であり、「垂直非貫通孔」とは図４に示す弾性シート１００に、表側表皮層１１に対して垂直な孔を形成し、この孔が裏側表皮層１３に達しないようにした場合である。
【００５８】
「未加工」の場合は、周波数が２５００Ｈｚから上の領域で垂直入射吸音率が低くなっており、乗員の耳に付きやすい騒音の低減度合いが低くなっている。また、「貫通孔」の場合は、周波数が３０００Ｈｚ近傍で垂直入射吸音率が高くなっているが、それ以外の領域では垂直入射吸音率が低くなっており、吸音性能が不十分である。また、「垂直非貫通孔」の場合は、周波数が３５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの領域で垂直入射吸音率が低くなっており、吸音性能が低い。
【００５９】
一方、「本発明」の場合、周波数が３０００Ｈｚ近傍では、「垂直非貫通孔」の場合の場合と同程度の高い垂直入射吸音率を得ることができ、しかも、３５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの領域では、「垂直非貫通孔」、「貫通孔」の場合よりも高い垂直入射吸音率を得ることができ、更には、１５００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの領域では、「貫通孔」の場合よりも高い垂直入射吸音率を得ることができる。従って、第１開口２１、第２開口２２及び孔２３が形成された吸音シート１は、車両用として使用した場合に乗員の耳に付きやすい騒音の低減度合いが高くなるので、車室の静粛性を向上させることができる。
【００６０】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、レーザー光Ｌを使用して第１開口２１、第２開口２２及び孔２３を形成しているが、これに限らず、例えば、ドリルやポンチ等の刃物（図示せず）を使用して第１開口２１、第２開口２２及び孔２３を形成してもよい。すなわち、図５のように弾性シート１００を折り畳んだ状態にしてレーザー光Ｌを照射する場合の照射方向と同方向から刃物を押し付けることで、弾性シート１００を部分的に切除することができ、これにより、第１開口２１、第２開口２２及び孔２３を形成できる。
【００６１】
更には図７に示すように、折り畳んでいないシート１００に対してかぎ針状の孔形成具６０で孔を形成する方法も可能である。
【００６２】
また、上記実施形態では、吸音シート１が発泡材からなる場合について説明したが、これに限らず、吸音シート１がソリッド材からなるものであってもよい。
【００６３】
また、第１開口２１、第２開口２２の形状は円形でなくてもよく、楕円形や多角形であってもよい。また、孔２３の断面形状も楕円形や多角形であってもよい。
【００６４】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したように、本発明に係る吸音シートは、例えば自動車用の吸音部材として使用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１              吸音シート
１１            表側表皮層
１２            中間層
１３            裏側表皮層
２１            第１開口
２２            第２開口
２３            孔
【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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