JP4239705B2 - Sound absorbing structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車両に設けられ、設置面の振動を抑制すると共にエンジン音等を吸収して騒音を低減する吸音構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、表層、遮音層及び制振・吸音層の積層構造を有する制振材において、制振・吸音層の下側に羽毛ほつれ防止層をニードルパンチングにより当該制振・吸音層と一体構造にして配置した制振材が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この従来の制振材では、フロアパネル等と接触する羽毛ほつれ防止層のみに対して低融点繊維の混合率を高めることで、制振効果を殆ど低下させること無く、羽毛ほつれを防止することを可能とする。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−315101号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の例えばフロアパネルには、上述の従来技術のように、制振材として高密度で高粘性のシート材が設けられる。このシート材は、その重量及び粘性の作用によりフロアパネルの振動を減衰する役割をする。しかしながら、このシート材は、高密度である故に、重量の観点から問題点があった。また、このシート材は、あくまでフロアパネル等の設置面の振動を抑制する役割(制振若しくは遮音)を主に果たすものであり、設置空間内の音を効果的に吸音する機能を有していない。
【0005】
そこで、本発明は、制振材として設けられる基材の重量を低減する一方で、基材による制振作用を効率的に確保することができ、更には、基材に優れた吸音機能を持たせることができる、吸音構造体の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1に記載する如く、両端が開口した略筒状の空間部が複数個形成され、前記空間部の一端の開口が閉塞されるように設置面に設置される、粘性材料からなる基材と、
前記空間部の他端の開口を覆う吸音材とを備え、
前記空間部を画成する基材の側壁が、前記空間部の開口側の端部にフランジ面を備え、該フランジ面が、前記空間部の開口を残存させる態様で、該側壁に対して垂直に開口面内に延在することを特徴とする、吸音構造体により達成される。
【0007】
本発明において、基材には、両端が開口した略筒状の空間部が複数個形成されるので、当該基材が設置面に設置された際、設置面とは逆側の一端が開口した空間部が複数個形成されることになる。本発明によれば、基材に貫通穴(空間部)を形成することにより、制振作用に大きく寄与しない基材の底部(設置面側の部位)のマスを減少させることで、基材の軽量化を図ることができると共に、粘性材料の基材による制振作用を効率的に確保することができる。また、本発明によれば、基材に設けた軽量化のための貫通穴(空間部)を吸音材で覆うことにより、上述の制振作用に加えて、基材に優れた吸音機能を持たせることができる。また、本発明によれば、空間部を画成する基材の側壁が空間部の開口側の端部に特定のフランジ面を備えることによって、基材(吸音構造体)の軽量化を図りつつ、振動の抑制機能を効率的に確保することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【0009】
図1は、本発明による吸音構造体の一実施例を示す斜視図である。本発明による吸音構造体10は、両端が開口した筒状の空間部71(以下、「吸音セル71」という)を複数有する。複数の吸音セル71は、例えば碁盤目状に配設され、好ましくは、互いに隣接した態様で縦横に配列される。
【0010】
この複数の吸音セル71を備える構造は、ゴム(例えば、ブチル系ゴム)やアスファルトシート等のような内部減衰の大きい粘性材料からなる基材80に形成される。具体的には、粘性材料からなる所定厚みHの基材80に貫通穴を形成することにより、上述の複数の吸音セル71が形成される。尚、当然に、基材80のサイズは、吸音構造体10が設置される領域の大きさに対応している。また、当然に、吸音セル71の個数は、吸音構造体10の設置範囲に応じて定まるものである。また、基材80の厚さは、必ずしも設置領域全体にわたって一定である必要はない。
【0011】
本実施例の吸音構造体10には、吸音材76が設けられる。吸音材76は、各吸音セル71の一方の開口端を覆うように、各吸音セル71の側壁72の上端72a(図2参照)に接着等により固定される。吸音材76は、吸音性を有する材料から形成され、例えばグラスウールやロックウール等の無機質繊維、アルミニウム繊維等の金属繊維材料、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発泡体、ウレタンやゴム系の軟質な材料、多孔質材料等から形成されてよい。
【0012】
図2は、図1のI−Iラインに沿って切断した際の断面に相当する、本実施例の吸音構造体10の設置状態を示す断面図である。本実施例の吸音構造体10は、音源(例えば、エンジン)に対して吸音セル71の一端の開口(吸音材が設けられる側の開口)が向くように、ボデーパネル等の設置面に固定される。吸音セル71の他端の開口面(下端72b側の開口面)は、設置面に沿うように構成されており、従って、吸音セル71の他端の開口は、当該設置面により閉塞される。また、各吸音セル71の側壁72の下端72bは、設置面に接着剤等により固着される。尚、吸音構造体10の設置場所としては、フードパネル、フェンダーカバー、ダッシュパネル、ルーフパネル、フロアパネル等であってよい。
【0013】
次に、図3を参照して、本実施例の吸音構造体10による制振作用について説明する。図3(A)及び図3(B)は、図2と同様の方向から見た際の、設置状態の吸音構造体10の断面を示している。
【0014】
本実施例の吸音構造体10は、設置面(即ち、ボデーパネル)の振動を抑制する機能を果たす。具体的には、ボデーパネルが振動により変形すると、図3(A)及び図3(B)に示すように、吸音構造体10(基材80)の変形が引き起こされる。尚、この場合、基材80の側壁72は、吸音セル71の開口部が広がる若しくは狭まるような態様で変形する。この粘性材料からなる基材80の変形により、ボデーパネルの振動が減衰される。
【0015】
この際、基材80の変形量(振動速度)は、特に側壁72の上端72a側(吸音材側)で最も大きくなる。即ち、側壁72の上端72a側での変形が、ボデーパネルの振動の抑制に最も寄与する。本実施例では、基材80には、上述の如く、吸音セル71に対応して貫通穴が形成されているため、基材80の底面は、実質的に側壁72の底面のみにより構成されている。従って、本実施例によれば、基材80(吸音構造体10)の軽量化を図りつつ、振動の抑制機能を効率的に確保することができる。この観点から、側壁72の厚みは、上端72aに向かうにつれて大きく設定されてもよい。尚、この場合、吸音セル71は、その底部に向かうにつれて断面積が徐々に増加することになる。或いは、同様の観点から、図4に示すように、側壁72の上端72aに、側壁72に対して垂直に開口面内に延在するフランジ面72cを形成してもよい。但し、フランジ面72cは、吸音セル71の開口幅D(縦横)が20mm以上は確保されるように設定される。
【0016】
次に、図5を参照して、本発明による吸音構造体10の吸音原理について説明する。図5(A)及び図5(B)は、図2と同様の方向から見た際の、設置状態の吸音構造体10の断面を示している。
【0017】
図5(A)を参照するに、波長λの音波が吸音セル71に略垂直に入射した場合、吸音セル71内には、入射波と、設置面(即ち、ボデーパネル)で反射した反射波との合成により定在波が形成される。一方、波長λの音波が吸音セル71に斜め方向から入射した場合であっても、図5(B)に示すように、各側壁72により音波の斜め入射角が制限され、各吸音セル71内に定在波が形成される。
【0018】
この定在波は、吸音セル71内において設置面から波長λの1/4の奇数倍離れた位置で腹を有しており、当該腹で音波の粒子速度が最大となる。従って、粒子速度が最大となる位置に吸音材76を設け、最も高い粒子速度を持つ位置で音波を吸音材76に通過させれば、最も効率的に音波を減衰させることができる。
【0019】
図6は、本発明による吸音構造体10に対する吸音率測定結果を示す。図6は、吸音セル71の開口面に対して垂直方向に音波を入力した際の、上述の吸音構造体10の吸音率を、入力した音波の周波数を横軸として示す図である。また、図6には、比較例として、吸音材76が設けられていない同一構成の吸音構造体に対する同測定結果が破線で示されている。
【0020】
図6に示すように、本実施例では、特定の周波数帯域で吸音率にピークが現れている。一方、比較品によれば、吸音率にピークが現れていない。この吸音率のピークが出現する周波数は、上述の如く、吸音セル71の深さHの4倍の波長を持つ音の周波数に対応している。従って、本実施例によれば、特定の周波数帯域において高い吸音効果が得られることが理解できる。この観点から、吸音セル71の深さH(基材80の厚みH)は、好ましくは、吸収すべき音波の波長λの1/4倍(若しくはその奇数倍)に設定される。例えば、吸音セル71の深さH(側壁72の高さ)は、10mm〜30mmの範囲内で設定される。また、吸音セル71の開口幅D(図1参照)は、吸音セル71に入射可能な音波の周波数を規制するため、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定される。例えば、吸音セル71の開口幅Dは、40mm〜60mmの範囲内で設定される。但し、吸音セル71の開口幅Dは、各吸音セル71毎に異なるものであってよく、また、奥行き方向と横方向で異なるものであってもよい。
【0021】
以上説明したように、本実施例によれば、吸音構造体10の粘性特性による制振効果に加えて、吸音構造体10のセル構造による吸音効果を得ることができるので、吸音構造体10の騒音低減性能を高めることができる。また、本実施例によれば、比較的高密度の粘性材料からなる基材80に吸音セル71を形成することにより、必要な制振効果を確保しつつ吸音構造体10の軽量化が可能となり、更には、上述の優れた吸音効果を得ることが可能となる。
【0022】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明によれば、基材の軽量化を図ることができると共に、粘性材料の基材による制振作用を効率的に確保することができる。また、本発明によれば、基材に吸音機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による吸音構造体の一実施例を示す斜視図である。
【図2】本実施例の吸音構造体10の設置状態を示す断面図である。
【図3】ボデーパネルの変形に伴う吸音構造体10(基材80)の変形状態を示す制振作用の説明図である。
【図4】図2と同様の方向から見た際の、本発明による吸音構造体の代替実施例の断面図である。
【図5】本発明による吸音構造体10の吸音原理の説明図である。
【図6】本発明の吸音構造体10に対する吸音率測定試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
10 吸音構造体
71 吸音セル
72 側壁
76 吸音材
80 基材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a sound absorbing structure that is provided in a vehicle and suppresses vibration of an installation surface and absorbs engine sound or the like to reduce noise.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a damping material having a laminated structure of a surface layer, a sound insulation layer, and a damping / sound absorbing layer, a feather fray prevention layer is integrated with the damping / sound absorbing layer by needle punching under the damping / sound absorbing layer. A vibration damping material arranged in this manner is known (for example, see Patent Document 1). In this conventional vibration damping material, it is possible to prevent feather fraying without substantially reducing the vibration damping effect by increasing the mixing ratio of low melting point fibers only to the feather fray prevention layer that comes into contact with the floor panel or the like. Make it possible.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 7-315101 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the floor panel of a vehicle is provided with a high-density and high-viscosity sheet material as a damping material, as in the above-described conventional technology. This sheet material serves to attenuate the vibration of the floor panel due to the effect of its weight and viscosity. However, since this sheet material has a high density, there is a problem in terms of weight. In addition, this sheet material mainly plays a role of suppressing vibration of the installation surface such as a floor panel (vibration suppression or sound insulation), and has a function of effectively absorbing sound in the installation space. Absent.
[0005]
Therefore, the present invention can reduce the weight of the base material provided as the vibration damping material, while efficiently ensuring the vibration damping action by the base material, and further has an excellent sound absorbing function for the base material. An object of the present invention is to provide a sound absorbing structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above object, as described in claim 1, the space of the substantially cylindrical shape both ends is open is formed in plural, the opening of one end of the space portion is placed on the installation surface so as to be closed, the viscosity A base material made of material;
A sound-absorbing material covering the opening at the other end of the space,
The side wall of the base material that defines the space portion includes a flange surface at the opening side end of the space portion, and the flange surface is perpendicular to the side wall in a manner that the opening of the space portion remains. This is achieved by a sound-absorbing structure characterized in that it extends in the opening plane.
[0007]
In the present invention, since the base material is formed with a plurality of substantially cylindrical space portions having both ends opened, when the base material is installed on the installation surface, one end opposite to the installation surface is opened. A plurality of space portions are formed. According to the present invention, by forming a through hole (space part) in the base material, the mass of the base part (part on the installation surface side) of the base material that does not greatly contribute to the vibration damping action is reduced. The weight can be reduced, and the vibration damping action by the base material of the viscous material can be efficiently ensured. Further, according to the present invention, the through hole (space part) for weight reduction provided in the base material is covered with the sound absorbing material, so that the base material has an excellent sound absorbing function in addition to the above-described vibration damping action. Can be made. Also, lighter, according to the present invention, thus the side walls of the base defining the spatial portion within the this with a specific flange surface at an end portion on the opening side of the space, the base material (sound-absorbing structure) Thus, the vibration suppressing function can be efficiently ensured.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a sound absorbing structure according to the present invention. The
[0010]
The structure including the plurality of
[0011]
The
[0012]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an installation state of the
[0013]
Next, with reference to FIG. 3, the vibration damping action by the
[0014]
The
[0015]
At this time, the deformation amount (vibration speed) of the
[0016]
Next, the principle of sound absorption of the
[0017]
Referring to FIG. 5A, when a sound wave having a wavelength λ is incident on the
[0018]
This standing wave has an antinode in the
[0019]
FIG. 6 shows a sound absorption coefficient measurement result for the
[0020]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a peak appears in the sound absorption rate in a specific frequency band. On the other hand, according to the comparative product, no peak appears in the sound absorption coefficient. The frequency at which the peak of the sound absorption coefficient appears corresponds to the frequency of a sound having a wavelength four times the depth H of the
[0021]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the vibration damping effect due to the viscosity characteristic of the
[0022]
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
[0023]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, the following effects can be obtained. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to achieve weight reduction of a base material, the damping effect by the base material of a viscous material can be ensured efficiently. Further, according to the present invention, the base material can have a sound absorbing function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a sound absorbing structure according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an installation state of the
FIG. 3 is an explanatory view of a vibration damping action showing a deformation state of the sound absorbing structure 10 (base material 80) accompanying the deformation of the body panel.
4 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a sound absorbing structure according to the present invention when viewed from the same direction as in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the sound absorption principle of the
FIG. 6 is a diagram showing the results of a sound absorption coefficient measurement test for the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記空間部の他端の開口を覆う吸音材とを備え、
前記空間部を画成する基材の側壁が、前記空間部の開口側の端部にフランジ面を備え、該フランジ面が、前記空間部の開口を残存させる態様で、該側壁に対して垂直に開口面内に延在することを特徴とする、吸音構造体。A plurality of substantially cylindrical space portions having both ends opened, and a base material made of a viscous material installed on an installation surface so that an opening at one end of the space portion is closed;
A sound-absorbing material covering the opening at the other end of the space,
The side wall of the base material that defines the space portion includes a flange surface at the opening side end of the space portion, and the flange surface is perpendicular to the side wall in a manner that the opening of the space portion remains. A sound-absorbing structure characterized in that it extends into the opening surface.
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