CN1255293C - 隔音结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有双向自由度系统的隔音结构的车辆地板结构。双向自由度系统的隔音结构包括下质量层(14)及其下面的氨基甲酸乙酯层(13)、上质量层(16)其下面的低弹性材料层(15)，低弹性材料层是由纤维材料层或低弹性氨基甲酸乙酯层制成。

Description

隔音结构
技术领域
本发明涉及用于车辆地板部分的改进的隔音结构。
背景技术
从路面反射回来的噪音和从排气系统发出的噪音会通过钢制的地板传递进入车厢内部。最好这样的噪音传递能尽量小以提高乘坐舒适性。为了达到这个目的过去，已经为地板的毛毯层设计做出了很多隔音装置(见日本专利公开No.6-2988)。
图3A到3C表示的是现有技术中用于车辆地板部分的隔音结构。
图3A是机动车车体101的示意图，下面将参照附图3B详细说明用于车体101的地板部分b上的隔音结构。
在图3B中，现有的用于机动车的隔音结构包括一个设置在钢制的车辆地板102上的氨基甲酸乙酯层103，地毯面层105通过质量层104设置在氨基甲酸乙酯层103的上面。
图3C表示的是现有的隔音结构的弹性模型演示，所表示的单向(one-way)自由度系统的隔音结构，假设在图3B中，质量层104的质量为m1，位于质量层下面的氨基甲酸乙酯层103是由弹簧常数为k1的弹簧构成。下面将参照随后的附图来介绍这种单向自由度系统的隔音结构的隔音特征。
图4表示的是现有技术中隔音结构的隔音特性曲线，横轴表示频率，纵轴表示传递损耗。很明显传递损耗越大，隔音效果越好。
在纵轴上的标记f1是初级共振点，在超过初级共振点f1以外的高频区域，传递损耗按照每一个八度12分贝的斜率增加。
同时，虽然现有结构构成了单向自由度系统的隔音结构，并且隔音效果是每一个八度12分贝，但是车辆需要有更好的隔音特性，以便能有效地减轻在车辆行驶过程中从粗糙的路面传来的负载噪音(loadnoise)。也就是，在车辆行驶过程中从粗糙的路面传来的负载噪音可以穿过车辆的地板进入车厢内部，所以车辆特别需要负载噪音措施来改善车辆地板的隔音结构来获得更好的隔音性能。
发明内容
根据本发明，所提供的用于车辆地板的隔音结构包括一个由钢制成的地板金属板(floor panel)，一个氨基甲酸乙酯层设置在地板金属板上，在氨基甲酸乙酯层的上面有一个下质量层，在下质量层的上面有一个低弹性材料层，在低弹性材料层上面有一个上质量层，在上质量层上面是地毯面层。
下质量层及其下面的氨基甲酸乙酯层、上质量层其下面的低弹性材料层构成了双向自由度系统的隔音结构。这样的结构可以将隔音效果改善到每一个八度24分贝。但是仅仅使用双向自由度系统的隔音结构的缺点是在次级共振频率处隔音性能明显降低。在本发明中，采用比氨基甲酸乙酯弹性率(resilient rate)低的低弹性材料层来降低次级共振频率，而在地板金属板上设置具有高粘性的氨基甲酸乙酯以避免气隙来防止噪音泄漏。这就能在从更低的低频区域开始的范围内提供很高的隔音性能，达到每一个八度24分贝。结果，粗糙路面引起的负载噪音可以被大大减弱，使得车厢内部具有更好的乘坐舒适性。
根据本发明的一个实施例，上述低弹性材料层可以包括一个纤维材料层、一个低弹性氨基甲酸乙酯层和一个硬毛毡层。
上述氨基甲酸乙酯层最好带有一个向上开口的凹陷部分，上述下质量层和上述低弹性材料层被安装到其中，并且地毯面层可以粘附在凹陷部分上面。通过这样的结构，在上层和下层之间就不需要使用粘接剂，这样就可以避免隔音性能的衰减，并降低成本。
附图说明
下面将参照附图以举例的方式详细介绍本发明，其中：
图1A到1C是本发明的车辆地板隔音结构一个实施例的示意图，图1B是图1A中b部分的放大截面图，图1C表示的是图1B的弹性模型演示；
图2是根据本发明的双向自由度系统(two-way freedom system)的隔音结构的隔音性能曲线图；
图3A到3C是现有技术中车辆地板隔音结构一个实施例的示意图，图3B是图3A中b部分的放大截面图，图3C表示的是图3B的弹性模型演示；
图4是现有技术中单向自由度系统的普通隔音结构的隔音性能曲线图。
具体实施方式
下面的说明本质上仅仅是示范性的，而没有限定本发明及其应用。
根据图1A，车体11具有带隔音结构的地板b。
如图1B所示，根据本发明的隔音结构包括一个由钢制成的地板金属板12，在上面设置有能粘接到地板金属板12上的氨基甲酸乙酯层13，一个纤维层15通过下质量层14来设置在氨基甲酸乙酯层13上，纤维层15的纤维材料的结构杨式模量小于氨基甲酸乙酯，还有一个地毯面层17通过上质量层16放置在纤维层15上。
这样，通过将具有较高粘性的氨基甲酸乙酯层13设置在地板金属板12上，就可以防止产生间隙，从而能防止漏过噪音。特别是，氨基甲酸乙酯层13带有一个凹陷部分13a，下质量层14和纤维层15设置在其中，地毯面层17通过上质量层16粘接在凹陷部分的上面。下质量层14和毛毡形式的纤维层15不使用粘接剂放置到氨基甲酸乙酯层13中。粘接剂会削弱隔音效果，所以最好不使用粘接剂。因此，在本实施例中，比较好的是使用凹陷部分13a来代替粘接剂，相关联部分安装在凹陷部分上。
图1C表示的是本发明的隔音结构的弹性模型演示，隔音结构是双向自由度系统，假定图1B的下质量层14的质量为m1，在下质量层14下面的氨基甲酸乙酯层13作为具有k1弹簧常数的弹簧，上质量层16的质量为m2，在上质量层16下面的纤维层15作为具有k2弹簧常数的弹簧。下面将参照附图说明该双向系统中隔音结构的隔音特性。
图2表示的是本发明的车辆结构的隔音特性曲线，横轴表示频率，纵轴表示传递损耗。
附图标记f1表示初级共振点，附图标记f2表示次级共振点，在高于次级共振点f2的频率范围中传递损耗按照每一个八度24分贝的斜率增加。也就是说，在横轴上超过次级共振点f2的区域中，现有结构的隔音效果是每一个八度12分贝(见图4)，而本发明是每一个八度24分贝，隔音性能有了显著的提高。
一般来说，双向自由度系统的隔音结构中，公知的是由于共振作用，在次级共振点f2处，隔音效果有了明显降低。为了将这种情况减小到最小，本发明通过很多试验来降低次级共振点。
特别是，本发明考虑用弹性材料来提供弹簧常数k2，例如纤维材料、低氨基甲酸乙酯、硬毛毡和其它低弹性材料，这样就可以降低次级共振点f2，f2＝(k2/m2)0.5。此外，按照上述方法使用的氨基甲酸乙酯还可以避免形成气隙，来阻止噪音从外部进入。
因此，根据本发明的结构，可以成功地通过降低次级共振频率来来达到隔音的效果，在低频区域的开始范围内甚至达到每一个八度24分贝的变化率。
也就是说，因为按照图2的方式使次级共振点f2更靠近低频区域，而在次级共振点f2处可以尽可能减少传递损耗的降低，所以从低频区域开始就可以达到数值为每一个八度24分贝的隔音效果。
纤维层15可以是任何材料制成，只要它由弹性小于普通氨基甲酸乙酯的，例如低弹性氨基甲酸乙酯和硬毛毡这样的弹性材料制成。

Claims (5)

1.一种用于车辆地板的隔音结构，包括：一个由钢制成的地板金属板(12)；在地板金属板上面布置有一个氨基甲酸乙酯层(13)；在氨基甲酸乙酯层的上面有一个下质量层(14)；在下质量层的上面有一个低弹性材料层(15)；在低弹性材料层上面有一个上质量层(16)；在上质量层上面是地毯面层(17)。
2.如权利要求1所述的隔音结构，其特征在于：低弹性材料层(15)包括一个纤维材料层。
3.如权利要求1所述的隔音结构，其特征在于：低弹性材料层(15)是由低弹性氨基甲酸乙酯制成的。
4.如权利要求1所述的隔音结构，其特征在于：低弹性材料层(15)是由硬毛毡制成的。
5.如权利要求1所述的隔音结构，其特征在于：氨基甲酸乙酯层(13)最好带有一个向上开口的凹陷部分(13a)，上述下质量层(14)和上述低弹性材料层(15)被安装到其中。
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