CN104044521B - 三层隔音器 - Google Patents
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Abstract
三层隔音器系统，其包括声音分离层、连接声音分离层并由薄膜构成的声音阻挡层，以及连接声音阻挡层的微纤维声音吸收层；相对于声音分离层连接声音阻挡层的那边，微纤维声音吸收层处于声音阻挡层相对的另一边。声音分离层直接接触车辆部件，并且模拟车辆部件的几何形状。微纤维声音吸收层设置在车辆部件面向乘客区的那一边。
Description
相关申请的相互参考
本申请要求2013年3月15日提交的美国专利临时申请号61／787,068的优先权。上述申请的全部公开内容都在这里引用作为参考。
技术领域
本发明涉及车辆用的减噪系统，其中车辆包括轻型客车和轻型货车。
背景技术
这部分提供与本公开相关的背景信息，其并不一定是现有技术。
以前，车辆制造商制造轻重量产品时都使用两层海棉及／或一些“次等”物料组合，其厚度大约界乎四分之一英时至数英时，以外罩形式覆盖车辆的表面，例如发动机防火墙和输送管道，以减少车辆本身的噪音和道路上的噪音进入车辆乘客区。当使用燃油的经济考量并不迫切，而且使用大马力发动机的时候，减噪系统可以加厚，使其重量增加，从而增强其减噪功能，但不会显著影响车辆的性能。可是，当每哩使用的加仑燃油比例变佳，而且发动机马力下降时，对减噪系统重量的接受程度必然会下降，这样迫使减噪系统制造商使用较轻的物料。虽然物料轻了，但却犠牲了减噪效果。因此，市场需要一种轻量之余减噪效果又能媲美现有较厚／较重设计的减噪系统。
发明内容
本部分提供了本公开的概述，并不是本公开全部范围或所有特征的全面公开。
根据几方面，一种三层隔音器系统包括声音分离层、连接声音分离层并由薄膜构成的声音阻挡层，以及连接声音阻挡层的微纤维声音吸收层；相对于声音分离层连接声音阻挡层的那边，微纤维声音吸收层处于声音阻挡层相对的另一边。
根据其它方面，声音分离层直接接触车辆部件，并且模拟车辆部件的几何形状；微纤维声音吸收层设置在车辆部件面向乘客区的那一边。
下面的描述将使本发明其它领域的应用变得明显。在本概述中的描述和具体例子仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
附图说明
这里描述的附图仅是用于阐述几个选定的实施例，而不是用于阐述所有可能的实现方式，也不是为了限制本发明的范围。
图1是本发明的三层隔音器系统的上侧立体图；
图2是图1中2-2的截面正视图；
图3是图1的三层隔音器系统的音频和吸声系数图表；
图4是图1的三层隔音器系统的音频和传输损耗图表；
在所有视图中，相应的部分以相应的参考数字表示。
具体实施方式
现参考附图更充分地描述作为例子的实施例。
参考图1，本发明的三层隔音器系统10包括声音分离层12、连接声音分离层12并由胶膜构成的声音阻挡层14，以及连接声音阻挡层14的微纤维声音吸收层16；相对于声音分离层12连接声音阻挡层14的那边，微纤维声音吸收层16处于声音阻挡层14相对的另一边。声音分离层12可以包括例如聚酯纤维、棉花和／或海棉材料。声音阻挡层14是一层聚合物料制成的薄膜，所述聚合物料的例子有聚乙烯、醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和任何其它热塑或热固材料。微纤维声音吸收层16包括聚丙烯微纤维，所述聚丙烯微纤维的一侧或两侧可以被吸音用平纹棉麻物料封住，以增强和保护所述聚丙烯微纤维。根据几方面，三层的微纤维声音吸收层16可以是现有产品，例如由AlMs公司提供的AutoZorbTM、GDC公司提供的SonoZorbTM、或3M企业提供的ThinsulateTM。如上所述使用三层组成的三层隔音器系统10可提供热成型的声音阻挡组合；各层以热力和压力、压焊、粘合、扣合或其它合适的方式结合在一起。
参考图2，声音分离层12具有一表面18直接接触车辆部件22的表面20，例如车辆的发动机防火墙、输送管道或车体面板。车辆部件22置于例如是车辆发动机的噪音源24和乘客区26之间，其中乘客区26中的声效标准已经由车辆制造商预先设定。噪音源24可以包括但不限于道路噪音、轮胎噪音、风声或它们的组合。为方便表述，车辆部件22表示为一平坦的金属面板部件，不过，车辆部件22可以是任何的几何形式，例如平坦、弯曲、凸凹不平、波浪或自由状态。声音分离层12的物料选择旨在符合和模拟车辆部件22的形状，并且旨在能维持该形状，从而于车辆部件22和声音阻挡层14之间形成空气间隙。声音分离层12的厚度A可以界乎于大约2毫米至大约40毫米；声音分离层12的宽度和长度可变化，以适应局部空间限制如排气系统喉管和电线等等造成的压缩。
继续参考图2，声音分离层12中与所述表面18相对的第二表面28以例如压焊的方式连接至声音阻挡层14的第一表面30。声音阻挡层14可以变形以便模拟车辆部件22的形状。三层隔音器系统10中最坚固的物料就是声音分离层12和声音阻挡层14。声音阻挡层14可以是热形成的，以配合车辆部件22的轮廓。声音阻挡层14额定为三层隔音器系统10中最薄的一层，其额定厚度B大约是0.40毫米，但也可以界乎大约0.03毫米至大约1.0毫米。
声音阻挡层14中与所述第一表面30相对的第二表面32直接接触微纤维声音吸收层16的表面34。表面34可以界定一层聚丙烯微纤维36的表面。表面34也可以界定一平纹棉麻物料38的表面；根据本发明其它方面，所述平纹棉麻物料38可以完全包裹所述聚丙烯微纤维36。微纤维声音吸收层16的厚度C可以界乎大约5毫米至大约25毫米。聚丙烯微纤维36形成多层曲折回旋的通道，限制空气通过微纤维声音吸收层16，并同时把空气流的能量转化为热能，从而吸收噪音源的部分声能。
现参考图1-3，厚度为20毫米的隔音器系统的示范性的原厂标准吸音目标(OEMStandard Absorption Targets)(轻量系统适用)要求非常高效的性能。第一条目标曲线40代表20毫米轻量级(1200-2400克／平方米)吸音目标中非常好的吸音表现；第二条目标曲线42代表20毫米轻量级吸音目标中可接受的吸音表现；18毫米厚、空气阻抗性(air flowresistivity，简称AFR)950瑞利(rayls)并且具有微丹尼尔(denier)附加层(即微纤维声音吸收层16)的三层隔音器系统44的性能在可接受水平之内；20毫米厚、空气阻抗性1100瑞利并且具有微丹尼尔(denier)附加层(即微纤维声音吸收层16)的三层隔音器系统46的性能也在可接受水平之内。
现参考图1、2和4，示范性的原厂声音传输损耗目标(OEM sound transm issionloss targets)要求在隔音组合中使用至少一薄膜／阻挡物。第一目标曲线48代表25毫米级别的高效目标，第二曲线50代表25毫米级别的低效目标，两者相差大约2分贝(dB)。组合重量为2000克／平方米、具有声音阻挡层14薄膜厚度0.5毫米和18毫米厚微纤维声音吸收层16的三层隔音器系统52的阻挡物目标效能高于所订的目标效能；组合重量为1800克／平方米、具有声音阻挡层14薄膜厚度0.25毫米和18毫米厚微纤维声音吸收层16的三层隔音器系统54的阻挡物目标效能也高于所订的目标效能。系统的坚固性依靠最底的两层，即声音分离层12和薄膜构成的声音阻挡层14。
本公开的三层隔音器系统可以改进至包括多种物料，使整个系统或组合重量达至大约2000克／平方米。例如，微纤维声音吸收层16的微纤维可以是聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及／或聚丙烯／聚对苯二甲酸乙二酯(最多2丹尼尔)。声音阻挡层14的物料可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯酯共聚物及／或任何热塑或热固材料。声音分离层12的物料也可以是任何可模压成形的纤维或海棉。
本公开的系统有多种好处，其中包括提供一种多层系统，其使用可模压成形的纤维和具有轻重量阻挡物的高效微纤维。现有的隔音物偏向着重吸音，或偏向着重声音传输损耗，因此无法平衡吸音和声音传输损耗两方面的性能。本发明的可调节性使本发明能够达到不同的性能目标。微纤维不能支撑自己，所以本发明系统的结构来自作为阻挡的薄膜和模压成形的纤维。本发明在车辆乘客区提供极佳的吸音效果，也藉由分离阻挡薄膜、通过传输损耗减少噪音。本发明的可调节性也在于通过改变三层中任何一层或全部的厚度和其中的纤维和薄膜，以提供多种不同方法来达至符合多个不同的原厂隔音目标值。
上述作为例子的实施例旨在向本领域技术人员深入充分的传达本公开内容。所述的许多具体细节如特定组件，设备和方法的例子旨在深入解说本公开的内容。本领域人员显然知道，不必一一使用上述的具体细节，示例性实施例可以体现为许多不同的形式，任何一种形式也不应被解释为限制披露范围。在一些实施例中，没有详细描写公知的过程，公知的器件结构和公知的技术。
这里使用的术语仅是用来描述特定的实施例，绝非限制性的描述。本文所用的单数形式的描述可包含复数形式，除非上下文另有明确的指示。术语“包括”和“具有”等仅指包含，即表示包含所述的特征、整体、步骤、操作、元件和／或组件的存在，但不排除存在其他的一个或多个特征、整体、步骤、操作、元件、组件和／或其组合。这里描述的方法步骤，过程和操作不一定要按照这里所讨论或描述的特定次序执行，除非特别指明执行次序。可理解的是，可使用额外的或替代的步骤。
当元件或层被称为“在……上”“接合到”“连接到”或“耦合到”另一元件或层时，它可以直接在其他元件或层上、或直接接合、连接或耦合到其他元件或层，但也可以存在中间元件或层。相反，当使用了“直接”一词时，则可没有中间的元件或层。描述元件之间的关系的其他词语也应按此解释(例如，“之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。本文所用的“和／或”包括任何一个或多个相关条目以及其所有组合。
尽管本文使用术语第一，第二，第三等描述各种元件，部件，区域，层和／或部分，这些元件，部件，区域，层和／或部分不受这些词限定。这些词仅用来区分一个元件，组件，区域，层或部分与另一个区域，层或部分。这里使用的诸如“第一，”第二，和其他数字术语不包含次序或顺序，除非上下文清楚表示。因此，以下讨论中所谓第一元件，第一部件，第一区域，第一层或第一部分在不脱离实施例的情况下也可以被称为第二元件，第二组件，第二区域，第二层或第二部分。
这里使用的相对空间术语，如“内”，“外”，“下面”，“下方”，“下部”，“上方”，“上面”等，是用于描述图示的一个元件或特征与另外一个元件或特征的关系。相对空间术语在实际使用或操作设备时可包含除了附图描述的方向之外的其它方向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向为在其他元件或特征“上面”。因此，术语“下方”的例子可包括上方和下方两个方向。装置也可另行定向(旋转90度或其它定向)，那么空间术语也要相应调整。
前面描述的实施例用于提供说明和描述。它的目的不是要穷尽或限制本发明。特定的实施例中的某个元件或特征一般不只限于该特定实施例的描述，在适用的情况下，它们可以互换，并可用在即使没有在此具体表现或描述的实施例中。在其它实施例中，也可以有很多方面的变化。这样的变化是不脱离本公开内容的，且都包括在本公开范围内。
Claims (8)
1.三层隔音器系统，其包括：
声音分离层；
连接所述声音分离层并由薄膜构成的声音阻挡层用于阻挡声音；以及
连接所述声音阻挡层的微纤维声音吸收层用于吸收声音；相对于所述声音分离层连接所述声音阻挡层的那边，所述微纤维声音吸收层处于所述声音阻挡层相对的另一边；声音分离层一表面直接接触车辆部件的表面，声音分离层中与所述一表面相对的第二表面连接至声音阻挡层的第一表面，声音阻挡层中与所述第一表面相对的第二表面直接接触微纤维声音吸收层的表面；
微纤维不能支撑自己；三层隔音器系统的坚固性依靠声音分离层和声音阻挡层；三层隔音器系统中最坚固的物料是声音分离层和声音阻挡层；
声音阻挡层额定厚度界乎0.03毫米至1.0毫米；
微纤维声音吸收层吸音用平纹棉麻物料完全包裹。
2.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，所述声音分离层选自的材料包括合成纤维、棉花和/或海棉材料。
3.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，由薄膜构成的所述声音阻挡层由以下任一弹性材料制成：热塑材料或热固材料。
4.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，由薄膜构成的所述声音阻挡层由以下任一弹性材料制成：聚乙烯或醋酸乙烯酯共聚物。
5.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，所述微纤维声音吸收层包括任何热塑性微纤维。
6.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，所述微纤维声音吸收层的厚度界乎5毫米至25毫米。
7.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，所述声音分离层直接接触车辆部件，并且模拟车辆部件的几何形状。
8.如权利要求1所述的三层隔音器系统，其特征在于，所述微纤维声音吸收层设置在车辆部件面向乘客区的那一边。
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