CN107650635A - 一种微穿孔膜静音车窗 - Google Patents

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CN107650635A CN201710660040.2A CN201710660040A CN107650635A CN 107650635 A CN107650635 A CN 107650635A CN 201710660040 A CN201710660040 A CN 201710660040A CN 107650635 A CN107650635 A CN 107650635A
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朱凌
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    • B60J1/00—Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • B60J1/20—Accessories, e.g. wind deflectors, blinds
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
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Abstract

本发明公开一种微穿孔膜静音车窗，包括车窗框架和设于所述车窗框架内的车窗主体，所述车窗主体包括微穿孔吸声结构和背板，所述微穿孔吸声结构包括微穿孔板和微穿孔膜，所述微穿孔膜粘贴于所述微穿孔板上，所述微穿孔板和所述背板相对设置，所述微穿孔板与所述背板之间形成吸声空腔，所述微穿孔板后部设置有空气层。本发明提供一种具有微穿孔吸声结构的微穿孔膜静音车窗，在控制车窗厚度的前提下，可以有效提升车窗的声阻抗，最终改善车窗的吸声性能。

Description

一种微穿孔膜静音车窗
技术领域
本发明涉及车窗领域，具体涉及一种微穿孔膜静音车窗。
背景技术
汽车车窗是整个汽车车身的重要组成部分，汽车车窗材料要求具有优异的透光率、耐热性、耐候性、耐磨性以及良好的机械强度，以满足其光学性能要求。传统的无机玻璃虽然具有良好的透光率及优异的耐磨、耐刮擦和耐候等特性，但是机械强度较差。
聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)由于抗冲击性强，在汽车上已开始逐步替代传统的无机玻璃，成为一种新型的汽车车窗材料。PC材质车窗一般为在两层PC板之间设计一层树脂膜以吸收车外的噪声。通常而言，膜式吸声结构用于吸收低频噪声，然而，由于它的阻抗特性较低，因此对于一些高峰值的噪声吸收能力较差(一般只能吸收30％左右的声能)。
为了提升声阻抗，研究人员通过增加膜和支护材料(如PC板)的接触面积来实现。但是，这种方法对于汽车窗结构而言并不适用，因为车窗的尺寸和结构都是固定的。因此，有必要对现有的吸声结构加以改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有微穿孔吸声结构的微穿孔膜静音车窗，其在控制车窗厚度的前提下，可以有效提升车窗的声阻抗，最终改善车窗的吸声性能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：
一种微穿孔膜静音车窗，包括车窗框架和设于所述车窗框架内的车窗主体，所述车窗主体包括微穿孔吸声结构和背板，所述微穿孔吸声结构包括微穿孔板和微穿孔膜，所述微穿孔膜粘贴于所述微穿孔板上，所述微穿孔板和所述背板相对设置，所述微穿孔板与所述背板之间形成吸声空腔，所述微穿孔板后部设置有空气层。
优选地，所述微穿孔板上均匀开设有矩形穿孔。
优选地，所述微穿孔膜粘贴于所述微穿孔板的外表面上。
优选地，所述微穿孔膜为单层微穿孔膜或双层微穿孔膜。
优选地，所述微穿孔膜表面采用激光穿孔。
优选地，所述微穿孔膜为聚碳酸酯膜或塑料薄膜。
优选地，所述微穿孔膜的厚度为0.1-0.2mm，孔径为0.1-0.2mm，穿孔率为1-2％。
优选地，所述微穿孔板和所述背板均采用PC板。
优选地，所述背板与所述车窗框架之间胶粘结固定。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的微穿孔膜静音车窗，其结构更加紧凑，可以广泛应用于汽车车窗；
2、与普通的汽车车窗玻璃相比，本发明的微穿孔膜静音车窗采用PC材料制作而成，重量更轻，耐冲击性能更强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明提供的微穿孔膜静音车窗的剖面图；
图2是本发明提供的微穿孔膜吸声结构的电-声等效回路图；
图中：1-微穿孔板，2-微穿孔膜，3-背板，4-吸声空腔，5-矩形穿孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种微穿孔膜静音车窗，包括车窗框架和设于车窗框架内的车窗主体，车窗主体包括微穿孔吸声结构和背板3，背板3与车窗框架之间胶粘结固定，背板3起到保护微穿孔吸声结构的作用，同时也起到隔音效果。
微穿孔吸声结构包括微穿孔板1和微穿孔膜2，微穿孔膜2为单层塑料薄膜，其表面采用激光穿孔，厚度为0.1mm，孔径为0.1mm，穿孔率为1％，紧密粘贴于微穿孔板1的外表面上，微穿孔板1和背板3相对设置，微穿孔板1和背板3均采用PC板制作而成，微穿孔板1是迎着声源的方向安装的，微穿孔板1上均匀开设有矩形穿孔5，微穿孔板1与背板3之间形成吸声空腔4，微穿孔板1后部设置有空气层，该层不填任何吸声材料，这样就形成了微穿孔吸声结构。
其中，微穿孔吸声结构的厚度、穿孔直径和吸声空腔的高度分别用参数t，d和L表示。微穿孔吸声结构可以基于电声原理，通过等效电路进行描述，如图2所示。
具体地，微穿孔静音车窗的吸声原理如下：
假设一个平面波垂直入射到微穿孔膜2上，当声波通过整个微穿孔吸声结构时，声能会因材料的摩擦和阻尼以及微穿孔吸声结构之间的声阻抗而衰减。
空气层的声阻抗可以表示为：
Za＝-jcot(ωL/c0) (1)
式中：
c0表示声速；
ω表示圆频率；
L表示空气层的高度；
微穿孔板1的声阻抗可以表示为：
式中：p表示穿孔率；
f表示频率；
Rp和Mp表示微穿孔板1的声阻和声抗；
r和m表示声阻率和声抗率；
k表示波数；
已知吸声性能与微穿孔膜2和背板3之间的摩擦损失以及微穿孔膜2的形变和内部能耗有关，微穿孔膜2的声阻抗可以表示为：
式中：Rm和Mm表示微穿孔膜2的声阻和声抗；
k1和k2表示体积弹性模量；
δ表示动态摩擦系数；
sm表示单位面积的背板3与微穿孔膜2的接触面积；
lm表示单位面积的背板3与微穿孔膜2的接触长度；
ρm表示微穿孔膜2的面密度；
t表示微穿孔膜2的厚度；
从图2中的等效电路可以看到，微穿孔吸声结构的声阻抗可以表示为：
因此，整个静音车窗的总声阻抗可以表示为：
Ztotal＝ZMPM+Za (10)
利用上述公式推导以及对参数t，d和L的调整，可以得到声阻抗的设计值。
综上，本发明通过微穿孔膜结构对车窗进行设计，在提升车窗声阻抗的基础上，有效控制车窗的厚度。一般来说，采用本发明的静音玻璃，可以使车窗厚度控制在10mm以下，同时兼顾较高的声阻抗，保证其在汽车车窗上的工程应用。
实施例2
如图1所示，本发明提供一种微穿孔膜静音车窗，包括车窗框架和设于车窗框架内的车窗主体，车窗主体包括微穿孔吸声结构和背板3，背板3与车窗框架之间胶粘结固定，背板3起到保护微穿孔吸声结构的作用，同时也起到隔音效果。
微穿孔吸声结构包括微穿孔板1和微穿孔膜2，微穿孔膜2为双层聚碳酸酯薄膜，其表面采用激光穿孔，厚度为0.2mm，孔径为0.2mm，穿孔率为2％，紧密粘贴于微穿孔板1的外表面上，微穿孔板1和背板3相对设置，微穿孔板1和背板3均采用PC板制作而成，微穿孔板1是迎着声源的方向安装的，微穿孔板1上均匀开设有矩形穿孔5，微穿孔板1与背板3之间形成吸声空腔4，微穿孔板1后部设置有空气层，该层不填任何吸声材料，这样就形成了微穿孔吸声结构。
其中，微穿孔吸声结构的厚度、穿孔直径和吸声空腔的高度分别用参数t，d和L表示。微穿孔吸声结构可以基于电声原理，通过等效电路进行描述，如图2所示。
具体地，微穿孔静音车窗的吸声原理如下：
假设一个平面波垂直入射到微穿孔膜2上，当声波通过整个微穿孔吸声结构时，声能会因材料的摩擦和阻尼以及微穿孔吸声结构之间的声阻抗而衰减。
空气层的声阻抗可以表示为：
Za＝-Jcot(ωL/c0) (1)
式中：
c0表示声速；
ω表示圆频率；
L表示空气层的高度；
微穿孔板1的声阻抗可以表示为：
式中：p表示穿孔率；
f表示频率；
Rp和Mp表示微穿孔板1的声阻和声抗；
r和m表示声阻率和声抗率；
k表示波数；
已知吸声性能与微穿孔膜2和背板3之间的摩擦损失以及微穿孔膜2的形变和内部能耗有关，微穿孔膜2的声阻抗可以表示为：
式中：Rm和Mm表示微穿孔膜2的声阻和声抗；
k1和k2表示体积弹性模量；
δ表示动态摩擦系数；
sm表示单位面积的背板3与微穿孔膜2的接触面积；
lm表示单位面积的背板3与微穿孔膜2的接触长度；
ρm表示微穿孔膜2的面密度；
t表示微穿孔膜2的厚度；
从图2中的等效电路可以看到，微穿孔吸声结构的声阻抗可以表示为：
因此，整个静音车窗的总声阻抗可以表示为：
Ztotal＝ZMPM+Za (10)
利用上述公式推导以及对参数t，d和L的调整，可以得到声阻抗的设计值。
综上，本发明通过微穿孔膜结构对车窗进行设计，在提升车窗声阻抗的基础上，有效控制车窗的厚度。一般来说，采用本发明的静音玻璃，可以使车窗厚度控制在10mm以下，同时兼顾较高的声阻抗，保证其在汽车车窗上的工程应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微穿孔膜静音车窗，其特征在于，包括车窗框架和设于所述车窗框架内的车窗主体，所述车窗主体包括微穿孔吸声结构和背板(3)，所述微穿孔吸声结构包括微穿孔板(1)和微穿孔膜(2)，所述微穿孔膜(2)粘贴于所述微穿孔板(1)上，所述微穿孔板(1)和所述背板(3)相对设置，所述微穿孔板(1)与所述背板(3)之间形成吸声空腔(4)，所述微穿孔板(1)后部设置有空气层。
2.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔板(1)上均匀开设有矩形穿孔(5)。
3.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔膜(2)粘贴于所述微穿孔板(1)的外表面上。
4.根据权利要求2或3所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔膜(2)为单层微穿孔膜或双层微穿孔膜。
5.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔膜(2)表面采用激光穿孔。
6.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔膜(2)为聚碳酸酯膜或塑料薄膜。
7.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔膜(2)的厚度为0.1-0.2mm，孔径为0.1-0.2mm，穿孔率为1-2％。
8.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述微穿孔板(1)和所述背板(3)均采用PC板。
9.根据权利要求1所述的微穿孔膜静音车窗，其特征在于，所述背板(3)与所述车窗框架之间胶粘结固定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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