CN1769097A - 隔音罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隔音罩，具有：吸声材料；以及黏附地配设在吸声材料的表面上的表皮材料，其特征在于，表皮材料包括至少具有空气透过性或柔性之一的材料。

Description

隔音罩

技术领域

本发明涉及一种用于防止汽车中的零件所生成噪音的隔音罩。

发明背景

在汽车中有许多声源。从要求在汽车内部和外部安静的需求的观点来看，已经采用了各种隔音措施。特别地，对于具有大零件尺寸并且生成很大的声音并且沿所有方向发射声音的零件例如发动机、传动和驱动系统而言，在靠近这些零件的位置上需要高效的隔音措施。因此，使用了被称作隔音罩的专用隔音零件。

已公知的一种隔音罩由例如金属、聚酰胺或聚丙烯等材料制成的高刚度隔音材料以及吸声材料；阻尼材料；以及隔振材料(例如，参考资料1)构成。还已知一种隔音罩，其中在表面上形成了许多小凸起来在隔音罩中不规则地反射噪音并且消除噪音(例如，参考资料2)。这些隔音罩在设计时主要旨在使用隔音罩隔离来自声源的噪音。

为了评估汽车内部和外部的噪音，通过对数压缩所观测到的声压而获得的声压级(分贝)被用作与由人感觉到的声音的数量接近的评价标准，这是因为噪音本身就是人所感觉到的量。然而，由于分贝求和计算的特性，声压级会显著地受到所测量的最大声音的影响。因此，在计算评价综合隔音效果中通常使用的多向平均值(总声音)时，即使声压级仅仅在其中采取隔音措施的一个方向降低，在某些情形下也不能在整体上抑制声压级。

[参考资料1]JP 2004-44526A

[参考资料2]JP 2001-10544A

然而，当上述这种使用隔音材料的隔音罩用在其中产生如上所述的很大声音的部分时，隔音罩会导致如下现象：在隔音材料的内表面上反射的二次发射声音会在隔音罩和将被隔音罩覆盖的物体之间很复杂地重复不规则的反射，然后二次发射声音会聚集到隔音罩端部和物体之间的狭窄间隙中并且最后由此作为更大的声音辐射。对于豪华汽车的发动机部分，通过使用发动机罩盖(隔音罩)覆盖发动机部分的整个上表面来隔离声音，从而对汽车内部的噪音采取措施。然而，在隔音罩的内表面上反射的声音会从汽车主体下部的开口辐射，从而影响汽车外部的噪音。因此，使用单个隔音罩无法获得沿所有方向的隔音措施的效果。特别地，在具有大的深R形的隔音罩中，以抛物线天线原理收集的反射声音会聚集在罩盖的端部，然后聚集的声音由此辐射。因此，在某些情形下，使隔音罩工作相反会使噪声级恶化。此外，可用吸声材料从厚度还趋于变小，因为车辆尺寸的减小，零件之间的间隙区域趋于变小。因此，很难采取隔音措施。

因此，本发明的一个目的是提供一种隔音罩，该隔音罩可以防止在隔音罩中反射的声音的聚集和聚集声音的局部发射。

发明内容

本发明人进行了热切的调查来调查问题。因此，发明人发现，通过传送或衰减来自整个罩盖的未被吸声材料吸收的辐射的声音，不仅可以沿特定方向而且还可以沿所有方向相等地降低声压级。

本发明的主要针对下列项：

(1)一种隔音罩，包括：吸声材料；以及黏附地配设在吸声材料的表面上的表皮材料，其特征在于，表皮材料包括具有至少空气透过性或柔性之一的材料。

(2)依照项目(1)中的隔音罩，其特征在于，表皮材料是无纺织物、布、层压薄膜、橡胶板、树脂薄膜、阻尼树脂和阻尼橡胶中的至少一种。

(3)依照项目(1)中的隔音罩，还包括具有空气透过性的框架材料，所述框架材料位于与表皮材料的配设了吸声材料的表面相反的表面上。

(4)依照项目(1)中的隔音罩，其特征在于，表皮材料是具有200至600克/平方米单位重量的无纺织物。

(5)依照项目(1)中的隔音罩，其特征在于，表皮材料是预浸渍薄板，包括：层压薄膜；以及无纺织物或布。

附图说明

图1是显示本发明的隔音罩的实例的剖视图。

图2是显示隔音效果试验装置的剖视图。

图3是显示隔音效果试验装置的顶视图。

图4是显示对于不同构造的隔音罩，所传送的声级与1/3倍频带中心频率的关系的曲线图。

图5是显示对于不同构造的隔音罩，反射声级与1/3倍频带中心频率的关系的曲线图。

图6是显示对于不同构造的隔音罩，总声级与1/3倍频带中心频率的关系的曲线图。

附图中使用的参考数字用于分别表示下列含义。

1：隔音罩

2：吸声材料

3.表皮材料

4.框架材料

发明的详述

下文中将详细说明本发明。

本发明的隔音罩至少具有：吸声材料；以及表皮材料，表皮材料至少具有空气透过性或柔性并且黏附地配设在吸声材料的表面上。并未特别地限定黏附方法和黏附剂。此外，为了加工的隔音罩的形状符合一零件并且增强隔音罩的强度，还可以在表皮材料的与具有吸声材料的表面相反的表面上配设具有空气透过性的框架材料。并未限制隔音罩的尺寸和形状，只要隔音罩可以覆盖作为声源的零件即可。然而，例如，可以显示具有如图1示意性显示的剖面结构。

如图1所示，本发明的隔音罩1配设成吸声材料2朝向声源。在这种情形下，将作为声源的零件(未显示)和吸声材料2可以彼此接触或是相互分离。在本发明中，隔音罩还包括具有空气透过性的框架材料，框架材料位于表皮材料的与配设了吸声材料的表面相反的表面上。在还配设了框架材料4时，框架材料4优选地设置在表皮材料3未配设吸声材料2的表面上，即与声源相反的表面。在图1中，网状金属被作为框架材料4的一个实例来描述。

在本发明中，表皮材料是具有传送(透过性)未被吸声材料吸收的辐射声音的材料，或是通过自身变形(或振动)来衰减所传送的声音的声压级(衰减特性)的材料。本发明的表皮材料包括至少具有空气透过性或柔性之一的材料。

作为具有空气透过性的材料，优选使用无纺织物或布。另外，帆布、GORETEX、毛毡也是优选的。特别地，优选使用具有低空气透过性的无纺织物，因为无纺织物在本发明的一个目的的隔音效果方面非常好。

在使用无纺织物作为具有空气透过性的材料的情形下，优选通过控制其原材料例如纺织材料或粘合树脂来调整无纺织物，使之具有适当的空气透过性。可以使用由例如下列材料制造的无纺织物：PE、PP聚酯、PET、EVA、POVAL、丙烯酸、聚酰胺、NOMEX或芳族聚酰胺的有机合成纤维；天然纤维，例如纤维素或洋麻纤维；玻璃纤维；以及由这些织物组成的混合织物，制造方法例如化学粘合、热粘合、针刺法、射流喷网、缝编、纺粘、湿法使用。另外，优选将无纺织物的单位重量设置成200至600克/平方米从而获得适当的空气透过性和衰减特性。

在使用布作为具有空气透过性的材料的情形下，优选通过控制其原材料例如纺织材料或粘合树脂来调整布，使之具有适当的空气透过性。可以使用由例如下列材料制造的布：玻璃纤维；陶瓷纤维(包括硅石纤维、铝纤维以及莫来石纤维)；天然纤维例如纤维素，有机合成纤维；金属纤维，例如SUS；以及由这些织物构成的混合织物制造方法包括例如短切纤维合股(chopped stranding)，缝合(lobing)，以及覆盖(lagging)等方法得到的混合织物。另外，编织方法例如平织、分织、缎织、图案编织、纱罗编织是优选的从而可以获得具有适当透过性和衰减特性的布。

作为具有柔性的材料，优选使用橡胶板、树脂薄膜、阻尼树脂、阻尼橡胶或层压薄膜。可以在材料上配设孔从而给予这些材料适当的空气透过性。

在使用橡胶板作为具有柔性的材料的情形下，优选使用具有适当薄厚度的橡胶板。橡胶板的实例包括通过将填充物例如碳黑混合到例如NR、SBR、CR、NBR、IIR、硅橡胶、EPDM、聚氨脂橡胶、丙烯酸橡胶或聚降莰烷橡胶之类的橡胶以及这些橡胶的混合物中而获得的橡胶板。本发明的橡胶板优选地具有50至80的硬度(通过硬度计测量)和0.3至3毫米的厚度。

在使用树脂薄膜作为具有柔性的材料的情形下，优选使用具有适当柔性的树脂薄膜。树脂薄膜的实例包括PE、PP、聚酯、PET、EVA、POVAL、丙烯酸、聚酰胺、苯乙烯、PVC或聚氨脂以及这些材料的混合物。本发明的树脂薄膜优选地具有70至90的硬度(通过硬度计测量)并且30至200微米的厚度是优选的。

在使用阻尼树脂作为具有柔性的材料的情形下，阻尼树脂是通过将下列物质：金属氧化物，例如氧化铁、氧化钛或氧化镁；颗粒金属粉；矿物例如粘土、滑石、云母、石英或方解石的粉碎产物；以及沥青混合到树脂例如苯乙烯-异丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、热塑性聚氨脂树脂或氯乙烯中而获得。本发明的阻尼树脂优选地具有0.5至3毫米的厚度。

在使用阻尼橡胶作为具有柔性的材料的情形下，阻尼橡胶是通过将下列物质：金属氧化物，例如氧化铁、氧化钛或氧化镁；颗粒金属粉；矿物例如粘土、滑石、云母、石英或方解石的粉碎产物；以及沥青混合到树脂例如NR、SBR、CR、NBR、IIR、硅橡胶、EPDM、聚氨脂橡胶、丙烯酸橡胶或聚降莰烷橡胶以及这些橡胶的混合物中而获得。本发明的阻尼橡胶优选地具有0.5至3毫米的厚度。

在使用层压薄膜作为具有柔性的材料的情形下，可以使用具有可以通过加热而软化特性的层压薄膜。可以使用商业上可用的层压薄膜。然而，本发明的层压薄膜优选地具有30至200微米的厚度。

另外，通过适当地组合具有空气透过性的材料和具有柔性的材料而获得的层压物也可以用作表皮材料。虽然并未特别地限制材料的组合，但是优选地堆叠层的数目为2到6并且层压物的总厚度为0.5至3毫米。层压物的实例包括通过组合层压薄膜和无纺织物或布而获得的片材。在材料的组合方法中，优选使用包括堆叠这些材料并且进行预浸渍处理的方法。即，表皮材料优选地是预浸渍片材，包括：层压薄膜；以及无纺织物或布。堆叠层的数目优选地为3至7。虽然对层状结构和材料的组合并未有限制，但是优选地结构为重复的方式例如无纺织物/薄膜/无纺织物并且最外层是具有空气透过性的材料。

并未特别地限制吸声材料，只要该材料是大体上用于隔音罩的材料例如多孔材料、泡沫材料、一面凸一面凹的材料或毛毡材料即可。可以适当地根据声源设置吸声材料的品质和厚度。

在本发明中，可以使用具有空气透过性结构(网眼、织物组织、孔等)和具有比吸声材料和表皮材料更高刚度的框架材料。作为框架材料4的实例包括冲孔金属或金属板网不同于图1中所示的网状金属。

在使用网状金属作为框架材料的情形下，并未对织造方法进行限制，并且金属线的导线的直径优选为0.15至0.3毫米。

在使用冲孔金属作为框架材料的情形下，孔面积的比率优选为20％至80％，并且金属板的厚度优选为0.15至0.3毫米。

在使用金属板网作为框架材料的情形下，并未对开口方法进行限制，并且金属线的导线的直径优选为0.15至0.3毫米。

实例

现在将参照实施和比较性实例详细说明本发明，但是应当理解，本发明并非解释为仅限于此。

实例A

表皮材料是通过将无纺织物、热熔层压薄膜和无纺织物以这种次序堆叠并且对堆叠的材料进行预浸渍处理而制备的。制备的表皮材料被粘结到吸声材料上并且形成预定的形状，然后就制备了实例A中的隔音罩。

在该实例中和下列的比较性实例A中，SPUNBOND 90503(由Yunitika Ltd.制造)用作无纺织物，ELPHAN OH-501(厚度为80微米；由Nihon Metal Co.，Ltd.制造)用作热熔层压薄膜，并且再生的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维(细度为10毫米；沿传输方向的传输损失为3分贝)用作吸声材料。

比较性实例A

吸声材料和聚酰胺66(具有3毫米厚度的PA 66)制成的表皮材料被粘合并且形成预定的形状，从而获得比较性实例A的隔音罩。

隔音效果试验1

声压级为10分贝或更高的噪音从配设在车体下侧并且向传动轴传递发动机功率的传动齿轮箱的罩盖(在下文中也称作“齿轮箱罩盖”)传送出去。这对于针对汽车外部的噪声的措施是一个重要的问题。然而，由于其设置位置，在罩盖和围绕罩盖的零件、底盘等之间几乎没有间隙。因此，在许多情形下不能实现例如厚吸声材料层安装之类的措施。因此，在该试验中，本发明的隔音罩的隔音效果是通过假定下列情况而检验的。

物体的状态调节成从齿轮箱罩盖发射到周边的噪音的声压级在前方是97分贝，在后方是97分贝，在左方是104分贝，在右方是94分贝，并且在四个方向的平均噪音级是100分贝。

当比较性实例A的隔音罩固定在物体上时，声压级沿左方减小至85分贝。然而，声压级沿前方恶化为104分贝，沿后方恶化为104分贝，沿右方恶化为102分贝，沿四个方向平均为102分贝。

另一方面，当实例A的隔音罩安装在物体上时，沿左方传送的声音的声压级仅下落一点至98分贝。然而，声压级沿各个方向平均降低：声压级沿前方降低至98分贝，沿后方降低至98分贝，沿右方降低至97分贝。此外，沿四个方向的平均噪声级降落至98分贝。因此，还可以看出整体上的降噪效果。

因此，可以证实，在使用由刚性(声屏蔽)材料例如比较性实例A制成的传统的隔音罩时，声压级仅仅沿其中安装隔音罩的方向降低，但是在剩余方向中会因为反射的声音重叠而比安装隔音罩之前恶化。因此，所以，并未获得总体声音降低效果并且通过安装隔音罩而导致了相反的效果。另一方面，使用本发明的隔音罩，虽然因为隔音罩中的反射并不会很容易地发生而使声压级在沿隔音罩安装的方向不会降低很多，但是在整体上控制了噪音。

实例B-E以及比较性实例B

使用表1中所示的各种材料做出了隔音罩的五个试验样本。

在这些实例和比较性实例中，与实例1相同的材料用于无纺织物，除了与第一实施例相同的材料之外还将ELPHAN OH-501(厚度为100微米)用于热熔层压薄膜，再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维(细度为20毫米)用于吸声材料。

表1

试验样本的名称	吸声材料	表皮材料	框架材料
				比较性实例B	PET毛毡(厚度：20毫米)	尼龙66(滑石20％)(厚度：2毫米)
实例B	无纺织物	六边形金属丝网(线的直径：0.25毫米)
			实例C	层压物，包括三层：无纺织物/层压薄膜(厚度：80微米)/无纺织物		六边形金属丝网(线的直径：0.25毫米)
实例D	层压物，包括五个层：无纺织物/层压薄膜(厚度：80微米)/无纺织物/层压薄膜(厚度：100微米)/无纺织物	金属板网(线的直径：0.3毫米)
			实例E	阻尼树脂(厚度：1毫米)		六边形金属丝网(线的直径：0.25毫米)

隔音效果试验2

如图2所示结构的设备被用于测试。测试是在无回声的房间中执行的。扬声器11设置成在箱10的中央模拟汽车的零件(齿轮箱)。安装隔音罩12来覆盖箱10的开口。噪音的测量点设置在三个位置上。第一，为了测量从隔音罩12传送的声音，测量装置13a横跨箱10的开口和隔音罩12设置在与扬声器11相对的位置上，并且与隔音罩12相距150毫米。在其它两个位置的测量装置设置成测量可能会泄漏的反射声。测量装置13b设置在与隔音罩12的端部相距100毫米的位置上。测量装置13c设置在与距离箱10中未被隔音罩12覆盖的部分相距100毫米的位置上，且相对于箱10的底面倾斜60°。各个测量装置由定向麦克被精细地调节到其中最终声压级最大化的位置。从扬声器11辐射的声音设置成白噪声(在其中未安装隔音罩12的状态，调整成在测量装置13a中为100分贝)。

图4至6中显示了各个试验样本的测量结果。

图4是显示传送的声级与各个测试样本的1/3倍频带中心频率的关系的曲线图。可以看到，在各个实例中传送的声级比声源低大约10到20分贝，并且比较性实例B的传送的声级比各个实例的声级低大约10分贝或更多。比较一下实例B、C和D，存在无纺织物和层压薄膜的堆叠层越多所传送的声音就越低的趋势。

图5是显示反射的声级与各个测试样本的1/3倍频带中心频率的关系的曲线图。反射的声级是测量装置13b和测量装置13c中沿两个方向的平均值。如图5所示，在几乎所有的频率中，比较性实例B的反射声级都比其它实例高大约10分贝。在实例中，在低于大约1千赫兹的频率范围中，每种材料的结果是不同的，并且在不小于大约1千赫兹的频率范围中并未观察到显著的区别。

图6是显示总的声音(传送的声音+反射的声音)相对于1/3倍频带中心频率的曲线图。首先，可以看出，波形取决于反射声级的量度而非传送的声级的量度。在比较性实例B中，可以证实，总声级高于声源的声级，声源的声级取决于频率。另一方面，在实例E中，在几乎所有的频率中，总声级不仅低于声源的声级而且还低于比较性实例B的声级。在其它实例中，在等于或高于大约400赫兹的宽范围的频率中，总声级低于声源和比较性实例B的声级大约10分贝。

因此，在传统的技术(比较性实例B)中，由于隔声效果，传送的声音被控制到同声源相比极低的声级上。然而，在罩盖上反射的声音会累积并且增大。传送的声音和反射的声音之差在最大处大约为40分贝。然而，可以说，因为分贝求和计算的特性，声压级会显著地受到所测量的最大声音的影响，与之相反，所传送的声音和反射的声音的总声音最终由增大的反射的声音增加到高声级上。另一方面，在本发明(实例B至E)中，所传送的声级和反射的声级都低于声源的声级，并且所传送的声级和反射声级之差不超过大约10分贝。并不存在如比较性实例B中那样显著的差异。因为传送的声级和反射声级相等地减小，所以，可以看出，能够实现总体的降噪效果。

即，因为本发明的隔音罩包括与声源相对的吸声材料和包括至少具有空气透过性或柔性之一的材料的表皮材料，所以隔音罩可以沿各个方向相等地降低声压级。

尽管已经详细地并参照其特定实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员而言，很显然可以做出不同的改变和改进而不脱离其精神和范围。

本发明基于2004年9月30日提交的日本专利申请No.2004-287472并且其内容在此引入作为参考。

Claims (5)

1.一种隔音罩，包括：

吸声材料；以及

黏附地配设在吸声材料的一个表面上的表皮材料，

其特征在于，表皮材料包括具有至少空气透过性或柔性之一的材料。

2.如权利要求1所述的隔音罩，

其特征在于，表皮材料是无纺织物、布、层压薄膜、橡胶板、树脂薄膜、阻尼树脂和阻尼橡胶中的至少一种。

3.如权利要求1所述的隔音罩，

还包括具有空气透过性的框架材料，所述框架材料位于表皮材料的与配设了吸声材料的表面相反的表面上。

4.如权利要求1所述的隔音罩，

其特征在于，表皮材料是具有200至600克/平方米单位重量的无纺织物。

5.如权利要求1所述的隔音罩，

其特征在于，表皮材料是预浸渍片材，包括：层压薄膜；以及无纺织物或布。

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