CN104584117B - 多孔吸音构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多孔吸音构造，其具备：外部构件(2)，其具有光滑的曲面形状；内部构件(3)，其具有凹凸形状，且通过与外部构件(2)周边彼此结合而在内部构件(3)与外部构件(2)之间形成有中空部(S)；以及加强板材(4)，其具有多个孔(5)，该加强构件(4)在内部构件(3)的中空部(S)侧的面上以与该面之间形成空气层的方式进行安装。利用加强板材(4)向中空部(S)内赋予吸音性。

Description

多孔吸音构造
技术领域
本发明涉及一种具有吸音性的多孔吸音构造。此外，本发明还涉及一种理想地应用于构成汽车的零件的多孔吸音构造。
背景技术
例如在专利文献1中记载有此类技术。专利文献1所记载的吸音构造设置为将纤维质材料和多孔板相互重叠，并且在该多孔板或者纤维质材料的背后设置空气层。纤维质材料的密度ρ(kg/m3)、纤维质材料的厚度t(mm)优选满足ρ×t≥0.01kg/m2的关系。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-199276号公报
发明要解决的课题
在将专利文献1所记载的吸音构造例如应用于汽车的发动机罩(也称作引擎盖)的情况下，在发动机罩的内部构件(多孔板)的下表面(发动机侧)安装纤维质材料(纤维系吸音材料)(参照专利文献1的图1)。
另一方面，从保护行人(吸收冲击)的观点出发，增大内部构件和发动机之间的距离与提高冲击吸收性能相关联。因此，优选尽可能地避免因在内部构件的下表面安装纤维系吸音材料而减少发动机室内的空间这一情况。
在此，内部构件(多孔板)的吸音率在由其孔径、孔间距、内部构件与外部构件之间的距离(空气层的厚度)确定的某一特定的频率处变为最大。当内部构件与外部构件之间的距离比较大时，仅利用内部构件(多孔板)难以吸收高频率的声音。这是因为，当空气层的厚度变大时，成为吸收低频率的声音的内部构件(多孔板)。需要说明的是，内部构件与外部构件之间的距离通常无法优先赋予吸音性进行确定。
因此，在专利文献1所记载的吸音构造中，利用纤维质材料(纤维系吸音材料)来吸收例如1kHz以上的高频率的声音。因此，为了避免减小发动机室内的空间，在内部构件的下表面单纯采用纤维系吸音材料的话，可能导致高频率的声音的吸音性降低。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种多孔吸音构造，该多孔吸音构造没有在内部构件(内侧构件)的下表面安装纤维系吸音材料，并且能够容易地扩大吸音率大的频率范围。
解决方案
本发明提供一种多孔吸音构造，其具备：外侧构件，其具有光滑的曲面形状；内侧构件，其具有凹凸形状，且通过与所述外侧构件周边彼此结合而在所述内侧构件与所述外侧构件之间形成有中空部；以及加强板材，其具有多个贯通孔，所述加强板材在所述外侧构件以及所述内侧构件中的至少任一者的所述中空部一侧的面上以与该面之间形成空气层的方式进行安装，利用所述加强板材向所述中空部内赋予吸音性。
发明效果
加强板材位于外侧构件(外部构件)和内侧构件(内部构件)之间。因此，加强板材的背后空气层的厚度在同等条件下小于例如专利文献1所记载的多孔板(内部构件)的背后空气层的厚度。若减薄背后空气层的厚度，则具有多个贯通孔的加强板材与减薄背后空气层的厚度相应地能够吸收更高频率的声音。
另外，加强板材原本的功能(作用)是用于加强外侧构件以及/或者内侧构件。通过利用加强板材，无需向对象物追加用于赋予吸音性的新构件，即，能够容易地使对象物带有吸音性。
如此，根据本发明，能够在没有向内部构件(内侧构件)的下表面安装纤维系吸音材料的情况下容易地扩展吸音率大的频率范围。
附图说明
图1中，(a)是从里侧观察应用了本发明的多孔吸音构造的汽车的发动机罩的第一实施方式的图，(b)是(a)的A-A剖视图。
图2中，(a)是从里侧观察应用了本发明的多孔吸音构造的汽车的发动机罩的第二实施方式的图，(b)是(a)的B-B剖视图。
图3中，(a)是从里侧观察应用了本发明的多孔吸音构造的汽车的发动机罩的第三实施方式的图，(b)是(a)的C-C剖视图。
图4中，(a)是从里侧观察应用了本发明的多孔吸音构造的汽车的发动机罩的第四实施方式的图，(b)是(a)的D-D剖视图。
图5是示出应用了本发明的多孔吸音构造的汽车的门的一实施方式的图。
图6是示出图1(a)、(b)所示的发动机罩的隔音性的图表。
图7是示出图2(a)、(b)所示的发动机罩的吸音性的图表。
图8是示出图3(a)、(b)所示的发动机罩的吸音性的图表。
图9是示出汽车的侧围的立体图。
图10中，(a)、(b)、(c)、(d)分别是图9所示的侧围的A-A剖视图、B-B剖视图、C-C剖视图、D-D剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。以下，示出将本发明的多孔吸音构造应用于构成汽车的零件的情况的例子。需要说明的是，本发明的应用对象并不限于构成汽车的零件。
(发动机罩(第一实施方式))
图1～4是示出将本发明的多孔吸音构造应用于汽车的发动机罩(也称作引擎盖)的情况的例子的图。图1～4中的图1示出第一实施方式的发动机罩1(多孔吸音构造体)。图1(a)是从里侧观察发动机罩1的图，图1(b)是图1(a)的A-A剖视图。
如图1(a)、(b)所示，发动机罩1是将具有光滑的曲面形状的外部构件2(外侧构件)和具有凹凸形状的内部构件3(内侧构件)以彼此的周边部通过焊接等方法接合而成的。
在外部构件2与内部构件3之间形成的中空部S中收容有加强板材4。加强板材4以其周边部分(边缘部分)固定在外部构件2的中空部S侧的面上。
从保护行人的观点出发，为了缓和碰撞行人时的冲击，或者从轻型化和低成本化的观点等出发，将发动机罩1的外部构件2设为薄板。因此，在外部构件2的背面安装有加强板材4，从而避免当人用手按压时外部构件2容易凹陷。
外部构件2、内部构件3、加强板材4的材质是铝或者铝合金。需要说明的是，作为外部构件2、内部构件3、加强板材4的材料，也可以使用铁等金属材料。
如图1(a)所示，在本例中，加强板材4呈大致长方形。另外，如图1(b)所示，加强板材4的剖面形状具有两个山部4a、4b，山部4a与山部4b之间成为规定宽度的谷部4c。在山部4a、4b以及谷部4c与外部构件2之间形成有空气层(背后空气层)。需要说明的是，图1(a)所示的加强板材4的形状仅是一例。即，本发明中的加强板材并不限于本实施方式的形状。
另外，加强板材4也可以不在外部构件2而是在内部构件3的中空部S侧的面上以与该面之间形成有空气层的方式进行固定。另外，加强板材也可以在外部构件2以及内部构件3各自的中空部S侧的面上以与该面之间形成有空气层的方式进行固定。
在本发明中，在该加强板材4上开设多个孔5(贯通孔)，从而对中空部S内赋予吸音性。加强板材4的吸音率在由孔5的直径、孔5的间距、加强板材4与外部构件2之间的距离(背后空气层的厚度)确定的某一特定的频率处变为最大。需要说明的是，背后空气层的厚度能够根据加强板材4的剖面形状而变化。
从量产性的观点出发，孔5的直径d1(mm)优选为0.7t1≤d1≤1.3t1。需要说明的是，t1(mm)是加强板材4的板厚。加强板材4的板厚t1为0.8mm≤t1≤1.2mm左右。需要说明的是，外部构件2以及内部构件3的板厚也为0.8mm以上且1.2mm以下左右。另外，在不低于加强板材4应具有的强度的范围内开设孔5。即，孔5的数量以及孔5之间的间距是考虑到加强板材4的强度而确定的。
(发动机罩(第二实施方式))
图2示出第二实施方式的发动机罩102。图2(a)是从里侧观察发动机罩102的图，图2(b)是图2(a)的B-B剖视图。在图2(a)、(b)中，对与第一实施方式的发动机罩1相同的构件标注相同的附图标记(对于其他实施方式也是相同的)。
发动机罩102与图1(a)、(b)所示的发动机罩1之间的不同点在于，在发动机罩102中，在内部构件3处设有开口部3a。
在发动机罩102关闭的状态下，发动机位于发动机罩102的背面侧，即图2(b)中的发动机罩102的右侧。开口部3a用于向中空部S内的开设有多个孔5的加强板材4引导发动机产生的声音(声波)。在本实施方式中，该开口部3a设置在与加强板材4对置的位置，以便容易向加强板材4引导声音(声波)。另外，多个开口部3a配置成之字形(呈锯齿状配置)。需要说明的是，在该例中，在内部构件3上设有多个开口部3a，但是开口部3a也可以为一个。开口部3a的形状并不限于矩形。
(发动机罩(第三实施方式))
图3示出第三实施方式的发动机罩103。图3(a)是从里侧观察发动机罩103的图，图3(b)是图3(a)的C-C剖视图。
发动机罩103与图2(a)、(b)所示的发动机罩102的不同点在于，在发动机罩103中，不仅在加强板材4上、在内部构件3上也开设多个孔6(贯通孔)，对内部构件3自身也赋予吸音性。
在此，开设有多个孔5的加强板材4在发动机罩103的俯视下配置在发动机罩103的前部。开口部3a也与加强板材4匹配地设置在发动机罩103(内部构件3)的前部侧。与此相对，在内部构件3自身形成的吸音部12(开设有孔6的区域)的位置比加强板材4、开口部3a靠后方。即，吸音部12的位置比发动机罩103(内部构件3)的中央靠后方。在上述方式中，从发动机(音源)来看，加强板材4与吸音部12相互错开，处于不重合的位置。
加强板材4与吸音部12从发动机(音源)处观察而相互错开，由此多孔板部(加强板材4、吸音部12)的里侧的空气层成为更适于吸音的背后空气层。这是因为，吸音部12能够可靠地封闭多孔板部的里侧的对置面。另外，来自发动机(音源)的声音变得容易导入各个多孔板部(加强板材4、吸音部12)。由此，吸音性进一步提高。
需要说明的是，进一步优选的是，开口部3a的位置比图3所示的位置靠近发动机罩103(内部构件3)的前侧端部(一方的端部)。由此，开口部3a与吸音部12之间的距离变大。当开口部3a与吸音部12之间的距离较大时，开口部3a对吸音部12的吸音性能的影响变小。当吸音部12与开口部3a之间的距离变近时，吸音部12的背后空气变得容易从开口部3a出入，因此有效的背后空气层变大，而无法发挥设计好的吸音部12的吸音性能。与此相对，通过增大吸音部12与开口部3a之间的距离，开口部3a对吸音部12的背后空气层的影响变小，其结果是，能够高效地发挥设计好的吸音部12的吸音性能。由此，作为发动机罩103整体，吸音性进一步提高。如此，开口部3a与吸音部12优选尽可能地分离较长的距离。
从量产性的观点出发，孔6的直径d2(mm)优选为0.7t2≤d2≤1.3t2。需要说明的是，t2(mm)是内部构件3的板厚。孔径与板厚之间的关系对于在外部构件2上开设用于赋予吸音性的孔的情况也是相同的。
(发动机罩(第四实施方式))
图4示出第四实施方式的发动机罩104。图4(a)是从里侧观察发动机罩104的图，图4(b)是图4(a)的D-D剖视图。
发动机罩104与图3(a)、(b)所示的发动机罩103的不同点在于，在发动机罩104的内部构件3上未设置用于向加强板材4引导声音(声波)的开口部3a。发动机罩104的其他构造与发动机罩103相同。
(门)
图5是示出将本发明的多孔吸音构造应用于汽车的门的情况的一例的图。需要说明的是，图5是汽车的门的剖视图。
如图5所示，门51是将具有光滑的曲面形状的外部构件7(外侧构件)和具有凹凸形状的内部构件8(内侧构件)以彼此的周边部通过焊接等方法接合而成的。在外部构件7与内部构件8之间形成的中空部S中收容有窗玻璃9。
在此，具有多个孔10a(贯通孔)的加强板材10在外部构件7的中空部S侧的面上以与该面之间形成空气层(背后空气层)的方式进行固定。
另外，具有多个孔11a(贯通孔)的加强板材11在内部构件8的中空部S侧的面上以与该面之间形成空气层(背后空气层)的方式进行固定。
加强板材10(11)的吸音率在由孔10a(11a)的直径、孔10a(11a)的间距、加强板材10(11)与外部构件7(内部构件8)之间的距离(背后空气层的厚度)确定的某一特定的频率处变为最大。需要说明的是，背后空气层的厚度能够根据加强板材10(11)的剖面形状而发生变化。
外部构件7、内部构件8、加强板材10、加强板材11的材质与发动机罩相同地为铝或者铝合金。需要说明的是，也可以是铁等其他金属。
加强板材10、11对例如来自车载音响的声音等、从车内向车外放出的声音、以及道路噪声、风声等从车外进入到车内的声音进行吸收。
(放出声音减少效果的解析结果)
图6是示出图1(a)、(b)所示的发动机罩1的隔音性的图表。由图6可知，通过在外部构件2的中空部S侧的面上安装开设有多个孔5的加强板材4，能够比以往更容易形成背后空气层的厚度小的吸音构造，能够容易扩大吸音率大的频率范围。由此，能够减少从发动机室经由发动机罩而向车外放出的声音。
图7是示出图2(a)、(b)所示的发动机罩102的吸音性的图表。在发动机罩102的吸音率设计中，调整加强板材4的背后空气层、孔径、孔的开口率等，使得1kHz～2kHz的声音的吸音率变高。由图7可知，在内部构件3的与加强板材4对置的面上设置用于向该加强板材4引导声音(声波)的开口部3a，基于加强板材4的吸音效果得到进一步发挥。
图8是示出图3(a)、(b)所示的发动机罩103的吸音性的图表。在发动机罩103的吸音率设计中，调整加强板材4的背后空气层、孔径、孔的开口率等，利用该加强板材4，使得1kHz～2kHz的声音的吸音率变高。另外，调整内部构件3的吸音部12的孔径、孔的开口率等，利用该吸音部12，使得1.25kHz～3.15kHz的声音的吸音率变高。由图8可知，在内部构件3的与加强板材4对置的部分设置开口部3a的基础上，在内部构件3自身设置多孔的吸音部12，除了能获得基于加强板材4的吸音效果之外，还能够获得基于内部构件3自身的吸音效果。由此，能够在更大的频率范围内提高吸音性能。
(应用于构成汽车的发动机罩、门以外的零件的情况)
图9是示出汽车的侧围100的立体图。图10(a)、(b)、(c)、(d)分别是图9所示的侧围100的A-A剖视图、B-B剖视图、C-C剖视图、D-D剖视图。
图10(a)是侧围100的前支柱41的剖视图。前支柱41是将具有光滑的曲面形状的外部构件21(外侧构件)和具有凹凸形状的内部构件22(内侧构件)以相互的周边部通过焊接等方法接合而成的。具有多个孔23a(贯通孔)的加强板材23在外部构件21的中空部侧的面上以与该面之间形成空气层(背后空气层)的方式进行固定。利用该加强板材23向外部构件21与内部构件22之间的中空部内赋予吸音性。
图10(b)是侧围100的中央支柱42的剖视图。与所述的前支柱41相同，中央支柱42具备外部构件24、内部构件25、具有多个贯通孔的加强板材26。利用加强板材26向外部构件24和内部构件25之间的中空部内赋予吸音性。
图10(c)是侧围100的后支柱43的剖视图。关于后支柱43也是相同的，后支柱43具备外部构件27、内部构件28、具有多个贯通孔的加强板材29。利用加强板材29向外部构件27和内部构件28之间的中空部内赋予吸音性。
图10(d)是侧围100的下边梁44的剖视图。关于下边梁44也是相同的，下边梁44具备外部构件30、内部构件31、具有多个贯通孔的加强板材32。利用加强板材32向外部构件30和内部构件31之间的中空部内赋予吸音性。
如此，本发明的多孔吸音构造能够应用于构成汽车的各种零件。而且，通过应用本发明的多孔吸音构造，能够减少发动机的声音、道路噪声、风声、车厢内共鸣等。
在此，由于期望车厢内的空间尽可能大，因此向车厢周围追加新的零件在空间性上而言是困难的。因此，难以追加吸音材料等新零件。与此相对，在本发明中，从确保强度的观点出发，通过在作为加强构件而原本必要的零件上开设孔而发现吸音性。即，根据本发明，能够在不追加新零件的情况下提高隔音性能。
(作用·效果)
以上，如示出多个例子进行说明的那样，在本发明的多孔吸音构造中，加强板材位于外侧构件(外部构件)与内侧构件(内部构件)之间。因此，加强板材的背后空气层的厚度在同等条件下小于例如专利文献1所记载的多孔内部构件的背后空气层的厚度。若减小背后空气层的厚度，则具有多个贯通孔的加强板材与减小背后空气层的厚度相应地吸收更高频率的声音。
另外，加强板材原本的功能(作用)是加强外侧构件以及/或者内侧构件。通过利用该加强板材，无需将用于赋予吸音性的新构件追加于对象物，即，能够容易地使对象物带有吸音性。如此，根据本发明，能够在没有向内部构件(内侧构件)的下表面安装纤维系吸音材料的情况下容易地扩展吸音率大的频率范围。
在此，在本发明中，优选在外侧构件以及/或者内侧构件上设有用于向该外侧构件与内侧构件之间的中空部内的加强板材引导声波的开口部。根据该结构，声波更容易导入加强板材，基于加强板材的吸音效果提高。
另外，当所述开口部设置在与加强板材对置的位置时，声波更容易导入加强板材，基于加强板材的吸音效果进一步提高。
此外，不仅在加强板材、而是在外侧构件以及/或者内侧构件也开设多个贯通孔，从而对外侧构件以及/或者内侧构件自身也赋予吸音性时，除了能够获得基于加强板材的吸音效果以外，还能够获得基于外侧构件以及/或者内侧构件自身的、与加强板材不同的频率区域中的吸音效果。由此，能够在更大的频率范围内提高吸音性能。
需要说明的是，在对加强板材、内侧构件、外侧构件等实施多孔加工的情况下，当将实施多孔加工的板材的厚度设为t(mm)时，孔的直径d(mm)优选为0.7t≤d≤1.3t。需要说明的是，板材的厚度t为0.8mm≤t≤1.2mm左右。若采用该范围的大小的孔径，则容易进行例如穿孔加工的开孔，量产性提高。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述的实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内进行各种变更而加以实施。本申请基于在2012年9月4日申请的日本专利申请(日本特愿2012-194106)而主张优先权，并在此以参照的方式引用其内容。
附图标记说明如下：
1：发动机罩
2：外部构件(外侧构件)
3：内部构件(内侧构件)
4：加强板材
5：孔(贯通孔)
S：中空部

Claims (4)

1.一种多孔吸音构造，其中，
所述多孔吸音构造具备：
外侧构件，其具有光滑的曲面形状；
内侧构件，其具有凹凸形状，且通过与所述外侧构件结合周边彼此而在所述内侧构件与所述外侧构件之间形成有中空部；以及
加强板材，其具有多个贯通孔，所述加强板材在所述外侧构件以及所述内侧构件中的至少任一者的所述中空部侧的面上以与该面之间形成空气层的方式进行安装，
利用所述加强板材向所述中空部内赋予吸音性，
通过在所述外侧构件以及所述内侧构件中的至少任一者上也开设有多个贯通孔，由此向所述外侧构件以及所述内侧构件中的至少任一者自身赋予吸音性，开设有该多个贯通孔的区域被称作吸音部，
从音源来看，所述加强板材与所述吸音部相互错开，处于不重合的位置。
2.根据权利要求1所述的多孔吸音构造，其中，
在所述外侧构件以及所述内侧构件中的至少任一者设有用于将声波向所述中空部内的所述加强板材引导的开口部。
3.根据权利要求2所述的多孔吸音构造，其中，
所述开口部设置在与所述加强板材对置的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多孔吸音构造，其中，
所述加强板材的板厚t1为0.8≤t1≤1.2，
在所述加强板材上开设的所述贯通孔的直径d1为0.7t1≤d1≤1.3t1，其中，板厚t1与直径d1的单位为mm。
CN201380045776.9A 2012-09-04 2013-08-28 多孔吸音构造 Active CN104584117B (zh)

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