CN1875399B - 吸音结构体 - Google Patents

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Abstract

本吸音结构体为利用板状体(1)的振动的吸音结构体，包括：前述板状体(1)、配备于该板状体(1)的至少一侧表面的振动衰减部件(2)、以及配备于与该振动衰减部件(2)的板状体(1)侧的相反一侧的安装部(3)。

Description

吸音结构体
技术领域
本发明涉及一种降低来自噪音产生源的声音的吸音结构体。
背景技术
例如，在日本特开平6-83365号公报、日本特开平3-293409号公报所举出的吸音结构体中，利用了由薄膜振动产生的吸音作用。一般来说，薄膜振动所产生的吸音特性，如图16所示那样，为仅在下述频率下吸音率较高的特性，所述频率是限于周围得到支承的状态下的薄膜固有振动频率的频率。
另一方面，玻璃绒等多孔质体的吸音性能为如图17所示那样的特性。因此，对于具有较宽的频率特性的噪音源，采用玻璃绒这样的多孔质吸音体。然而，在低频带存在噪音源的情况下，如果用玻璃绒吸音，则需要将该玻璃绒的体积密度增加到必要程度以上，所以效率不高。
发明内容
本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种吸音结构体，该吸音结构体可实现在较宽频带中的高吸音性能，且可实现任意频率下的吸音性能。
为达到上述目的，本发明(技术方案1)的吸音结构体，在利用了板状体的振动的吸音结构体中，包括：振动衰减部件，配备于该板状体的至少一侧表面；以及安装部，配备于与该振动衰减部件的板状体侧的相反一侧。
本发明(技术方案2)的吸音结构体，在上述技术方案1所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件配备于该板状体的两面；以及前述安装部配备于与至少一个振动衰减部件的板状体侧的相反一侧。
本发明(技术方案3)的吸音结构体，在利用了板状体的振动的吸音结构体中，包括：安装部，配备于该板状体的至少一侧表面；以及振动衰减部件，配备于该板状体的与安装部相反一侧表面及/或安装部/一侧表面。
本发明(技术方案4)的吸音结构体，在上述技术方案3所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件配备于与该板状体的安装部侧的相反一侧表面；并且还包括约束部件，配备于与该振动衰减部件的板状体侧的相反一侧。
本发明(技术方案5)的吸音结构体，在上述技术方案1～4中任一项所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件由弹性体或粘弹性体构成。
本发明(技术方案6)的吸音结构体，在上述技术方案1～4中任一项所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件为片状。
本发明(技术方案7)的吸音结构体，在上述技术方案1～4中任一项所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件为线状或带状。
本发明(技术方案8)的吸音结构体，在上述技术方案1所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件为弹性体或粘弹性体，且前述振动衰减部件为方格状。
本发明(技术方案9)的吸音结构体，在上述技术方案2所述的吸音结构体中，前述振动衰减部件为弹性体或粘弹性体，配备于前述板状体的两面的前述振动衰减部件的至少一方为方格状。
本发明(技术方案10)的吸音结构体，在上述技术方案8所述的吸音结构体中，前述安装部件为方格状，且为与方格状的前述振动衰减部件相同的形状。
本发明(技术方案11)的吸音结构体，在上述技术方案8所述的吸音结构体中，方格状的前述振动衰减部件的方格为大小不同的多个正方形及/或长方形的形状。
本发明(技术方案12)的吸音结构体，在上述技术方案9所述的吸音结构体中，配备于前述板状体的两面的前述振动衰减部件为方格状。
本发明(技术方案13)的吸音结构体，在上述技术方案9所述的吸音结构体中，前述安装部件为方格状，且为与方格状的前述振动衰减部件相同的形状。
本发明(技术方案14)的吸音结构体，在上述技术方案9所述的吸音结构体中，方格状的前述振动衰减部件的方格为大小不同的多个正方形及/或长方形的形状。
本发明(技术方案15)的吸音结构体，在上述技术方案1～4中任一项所述的吸音结构体中，前述板状体具有多个通孔。
本发明(技术方案16)的吸音结构体，在上述技术方案15所述的吸音结构体中，前述板状体及前述振动衰减部件具有多个通孔。
本发明(技术方案17)的吸音结构体，在上述技术方案1～4中任一项所述的吸音结构体中，在与前述板状体的安装部侧的相反一侧配置有一张或多张其他板状体。
本发明(技术方案18)的吸音结构体，在上述技术方案17所述的吸音结构体中，在前述多张其他板状体之间配置有弹性体或粘弹性体。
本发明(技术方案19)的吸音结构体，在上述技术方案1或2所述的吸音结构体中，前述安装部由具有凸部的其他板状体构成。
本发明(技术方案20)的吸音结构体，在上述技术方案3或4所述的吸音结构体中，前述板状体与多个前述安装部一体地形成，在前述多个前述安装部之间的前述板状体上配置有振动衰减部件。
在上述本发明的吸音结构体中，在通过使板状体积极地振动而得到的吸音机构中适度地设定板状体的振动衰减性，从而能够使其在宽频带中具有吸音性能。另外，通过在板状体上设置通孔，从而借助由板状体振动产生的通过通孔的空气的粘性衰减效果提高了吸音性能。另外，板状体利用多张的组合等，提高了宽范围的频带下的吸音性能。
结果，根据本发明的吸音结构体，可在较宽频带下实现高的吸音性能，且可在任意频率下实现吸音性能。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的吸音结构体的说明图，(a)为正剖视图，(b)为俯视图，(c)为不是在(a)的壁上而是在板部件上安装安装部的情况下的正剖视图。
图2为本发明第二实施方式的吸音结构体的正剖视图，(a)为在图1的板状体的与安装部相反的一侧设有振动衰减部件的情况，(b)为在(a)的振动衰减部件上进一步设置了板状体的情况。
图3为本发明第三实施方式的吸音结构体的说明图，(a)为正剖视图，(b)为俯视图。
图4为本发明第四实施方式的吸音结构体的说明图，(a)为正剖视图，(b)为俯视图。
图5为本发明第五实施方式的吸音结构体的正剖视图，(a)为在与板状体的安装部侧的相反一侧的面上贴装了振动衰减部件的情况，(b)为在板状体的安装部之间的面上以与安装部之间设有间隔的方式贴装了振动衰减部件的情况，(c)为在板状体的安装部之间的面上以与安装部之间没有间隔的方式贴装了振动衰减部件的情况，(d)为在板状体的与安装部相反一侧的面、及安装部之间的面上贴装了振动衰减部件的情况。
图6为本发明第六实施方式的吸音结构体的正剖视图。
图7为本发明第七实施方式的吸音结构体的正剖视图，(a)为设置了一层振动衰减部件与约束板的层的情况，(b)为层叠设置了两层以上振动衰减部件与约束板的层的情况，(c)为在(b)的约束板的另一侧面上再层叠了振动衰减部件的情况。
图8为本发明第八实施方式的吸音结构体的正剖视图。
图9为本发明第九实施方式的吸音结构体的正剖视图。
图10为本发明第十实施方式的吸音结构体的正剖视图。
图11为本发明第十一实施方式的吸音结构体的正剖视图。
图12为本发明第十二实施方式的吸音结构体的正剖视图。
图13为本发明第十三实施方式的吸音结构体的正剖视图，(a)为在板状体的安装部之间的面上贴装了振动衰减部件的情况，(b)为在与板状体的安装部侧的相反一侧的面上贴装了振动衰减部件的情况。
图14为比较本发明的例子与以往例子的、相对于1/3倍频带中心频率的吸音率的曲线图。
图15为图4所示方式的、相对于频率的吸音率的曲线图。
图16为表示以往的利用板振动得到的吸音特性的曲线图。
图17为表示以往的玻璃绒等多孔质体的吸音性能的曲线图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
(a)第一实施方式
在图1所示的第一实施方式的吸音结构体中，板状体1经由振动衰减部件2固定于安装部(肋)3，安装部3固定于壁4。这样，通过在板状体1与安装部3之间夹设振动衰减部件2，而对板状体1附加振动衰减性，可提高较宽频带中的吸音性能。下面对该吸音原理进行更详细的说明。
板状体1因噪音而自身产生微小的振动，尤其是在固有振动频率下大幅振动。这时，安装部3或安装于板状体1自身的振动衰减部件2变形，由此振动能量被转换成热能，声音的能量被吸收。为了获得该效果，对振动的板状体1周边的边界条件进行调整。即，使固有振动频率与想要消除的声音的频率一致。并且，设置板状体1及引起衰减的振动衰减部件2，以便有效地使能量衰减。
最基本的方式，是图1(a)、(b)所示的安装部3的方格为一个的方式。即，在一张板状体1的周边经由振动衰减部件(减振件)2将安装部3安装成框状，将该框状的安装部3直接固定到壁4上。这样，板状体1以自身的大致中心为波腹，从侧面观看时板状体1整体如弦振动那样振动。通过该振动，振动衰减部件2在壁4与板状体1之间伸缩，由此，将该振动的能量转换为热能，结果，能够使振动衰减。由此，能够降低噪音(空气的振动)。另外，安装部3不限于方格，也可为圆形、三角形、六边形等框状。
在上述的方式中，以壁4为例说明了与板状体1对置的面，但也可如图1(c)所示那样为板部件5，这一点适用于以后所有的实施方式。只是在板部件5的情况下，优选刚性与板状体1相同或比其更高的材料。
另外，在上述方式中，作为板状体1或板部件5的材料，列举有铁、铝等金属、树脂、木材及其他可形成为板状的材料。另外，作为振动衰减部件2，可使用弹性体或粘弹性体。作为其具体例子，有发泡体、减振材料、粘接剂等，材质为橡胶或树脂系材料。并且，这些也适用于以后的所有实施方式。
(b)第二实施方式
图2所示的第二实施方式的吸音结构体，为在上述图1所示吸音结构体的板状体1的与安装部3相反的一侧、层状设置有振动衰减部件2A的结构(图2(a))、以及在该层状设置的振动衰减部件2A上又层叠了板状体1A的结构(图2(b))。这样，通过将振动衰减部件2A层叠设置在板状体1的与安装部3相反的一侧、或将板状体1A层叠设置在振动衰减部件2A上，从而对板状体1附加振动衰减性。由此，能够有效地提高振动衰减性，能够提高较宽频带中的吸音性能。
(c)第三实施方式
在图3所示的第三实施方式的吸音结构体中，板状体1，其两面经由振动衰减部件2A、2B固定于安装部3A、3B，一个安装部3A固定于壁4。这样，通过在板状体1和安装部3A、3B之间夹设振动衰减部件2A、2B，从而对板状体1附加振动衰减性。由此，能够有效地提高振动衰减性，能够提高较宽频带中的吸音性能。
(d)第四实施方式
在图4所示的第四实施方式的吸音结构体中，板状体1经由振动衰减部件2固定于安装部3，安装部3固定于壁4。并且，安装部3的纵横间隔为任意的间隔。这样，通过将安装部3的纵横间隔设为任意的、并在吸音结构体中设置多个被安装部3包围的部分，从而对决定吸音峰值频率的板状体1设定多个固有振动频率。由此，可提高较宽频带中的吸音性能。而且，由安装部3包围的板状体1的一个部分的两条边的尺寸也可不同。这样也能提高较宽频带中的吸音率。
(e)第五实施方式
在图5所示的第五实施方式的吸音结构体中，板状体1为一侧表面经由安装部3固定在壁4上的结构(非约束型减振结构)。图5(a)的结构，为在另一侧表面上贴装了振动衰减部件2的结构。图5(b)的结构，为板状体的在和安装部3之间的面上、以安装部3之间设有间隔的方式贴装了振动衰减部件2的结构。图5(c)的结构，为板状体的在和安装部3之间的面上、以安装部3之间不设间隔的方式贴装有振动衰减部件2的结构。另外，图5(d)的结构，为板状体的在另一侧表面上贴装有振动衰减部件2，并且，板状体的在和安装部3之间的面上也贴装了振动衰减部件2的结构。
如上述那样，在该方式中，设成经由安装部3将板状体1的一侧表面固定在壁4上、并且在一侧表面或/及另一侧表面上贴装了振动衰减部件2的结构，所以，通过板状体1的振动变形，振动衰减部件2也对应于该变形而产生变形，将振动能量转换为热能，结果，能够使振动衰减。由此，能够降低噪音(空气的振动)。另外，通过适当地设定板状体1主体的振动衰减性，能够提高较宽频带中的吸音性能。
(f)第六实施方式
在图6所示的第六实施方式的吸音结构体中，板状体1为在一侧表面上贴装振动衰减部件2、经由安装部3将该振动衰减部件2一侧固定于壁4的结构。这样，通过在板状体1的一侧表面上贴装振动衰减部件2，将该振动衰减部件2一侧固定于安装部3，而成为同时具有板状体1本身的振动衰减和由固定部产生的振动衰减的结构。由此，同时起到上述图1方式和图5方式的作用效果，能够提高更宽频带中的吸音性能。
(g)第七实施方式
在图7所示的第七实施方式的吸音结构体中，板状体1为一侧表面经由安装部3固定于壁4、在另一侧表面上经由振动衰减部件2设有约束板6的结构(约束型减振结构)(图7(a))。这样，通过在板状体1的一侧表面上固定振动衰减部件2和约束板6，能够起到与上述图5方式的减振结构相同的高衰减性。另外，在该吸音结构体中，也可以如图7(b)所示那样，将振动衰减部件2和约束板6的层层叠两层以上，还可以如图7(c)所示那样，在约束板6的另一侧表面上再层叠振动衰减部件2。另外，约束板6的材料与板状体1相同。上述图5的方式和图7的方式可灵活用于任意地控制成实现希望的吸音率所需的振动衰减性。
(h)第八实施方式
图8所示的第八实施方式的吸音结构体，是不使用上述图1所示吸音结构体的板状体1而是使用具有多个通孔(多孔)7的板状体8的结构。这样，通过在板状体8上设置多孔7，从而除了利用板状体8自身的板振动进行的吸音，还成为亥姆霍兹型的吸音结构，能够期待更好的吸音效果。另外，通过对通孔7的形状和大小进行调整(例如将孔径形成为3mm～1mm、或1mm以下)，从而附加通过通孔7的空气的粘性效果。由此，能够在比图1的方式更宽的频率下提高吸音效果。
(i)第九实施方式
图9所示的第九实施方式的吸音结构体，为层叠了多层上述图8所示吸音结构体的振动衰减部件2和板状体8的结构。这样，经由振动衰减部件2设置多层板状体8，从而能够设定多个利用通孔7得到的吸音峰值频率。在本方式中，虽示出了在层叠的板状体8之间夹设振动衰减部件2的例子，但也可不设置振动衰减部件2。另外，板状体8的通孔7的位置既可为图示那样重叠的位置，也可以是不重叠的位置。
(j)第十实施方式
图10所示的第十实施方式的吸音结构体，是不使用上述图5所示吸音结构体的板状体1和振动衰减部件2而是使用具有通孔7的板状体8和振动衰减部件9的结构。这样，通过在板状体8和振动衰减部件9上设置通孔7，从而除了利用板状体8自身的板振动进行的吸音，还成为亥姆霍兹型的吸音结构，能够期待更好的吸音效果。另外，通过对通孔7的形状和大小进行调整(例如将孔径形成为3mm～1mm、或1mm以下)，从而附加通过通孔7的空气的粘性效果。由此，在该方式下，能够在比图5的方式更宽的频率下提高吸音效果。另外，也可用于图6和图7的方式。
(k)第十一实施方式
图11所示的第十一实施方式的吸音结构体，是层叠多层上述图10所示吸音结构体的板状体8和振动衰减部件9的结构。这样，通过设置多层板状体8和振动衰减部件9，能够设定多个利用通孔7得到的吸音峰值频率。
(l)第十二实施方式
图12所示的第十二实施方式的吸音结构体，除了安装部3和壁4通过冲压等成形为一体之外，为与上述图1所示的结构基本相同的结构。即使作成这样的吸音结构体，也可以通过与上述图1所示结构体的情况相同的作用，对板状体1附加振动衰减性，能够提高较宽频带中的吸音性能。
(m)第十三实施方式
图13所示的第十三实施方式的吸音结构体，除了板状体1和安装部3通过冲压等成形为一体之外，为与上述图5所示的结构基本相同的结构。即使作成这样的吸音结构体，也可以通过与上述图5所示结构体的情况相同的作用，对板状体1附加振动衰减性，能够提高较宽频带中的吸音性能。在图13(a)的结构中例示了在板状体1的安装部3之间的面上贴装了振动衰减部件2的结构，在图13(b)的结构中例示了在板状体1的与安装部3相反一侧的面上贴装了振动衰减部件2的结构，但对应于所追求的衰减特性而在板状体1的两面上也可贴装或不贴装振动衰减部件2。
下面，对第一至第十三实施方式的实施例(图1～13方式的本发明的例子)进行说明。
实施例1
从图14可知，在以往的仅利用了板振动的结构的情况下，吸音率呈示仅在板固有振动频率下急剧上升的特性，而在除此之外的频带中，吸音率小。与之相对，在基于除了图4及图8～11方式外的图1～13方式的本发明的例子而适当设定了的情况下，能够加宽吸音率大的频带。
另外，在图8和图10、图11方式的本发明的例子的情况下，除了对板状体附加了衰减的板振动所产生的吸音效果，还可借助在由通孔和背后空间决定的频率下的吸音特性上附加通过通孔的空气的粘性效果而得到的吸音性提高效果来加宽频带，并且，还提高了吸音率的绝对值。
另外，在图4方式的本发明的例子的情况下，通过在吸音结构体中设置多个被安装部3包围的部分，能够设定多个固有振动频率，在较宽频带中提高了吸音率。
另外，在图9方式的本发明的例子的情况下，通过经由空气层层叠多层设有通孔的板状体，能够设定多个由通孔和背后空间决定的频率，结果，能够在更宽频带中提高吸音率。
实施例2
从图15可知，通过将板状体的一个部分的两条边设定为不同的尺寸，板振动的固有振动频率表现为两个频率。由此，可在比两条边尺寸相等的板状体更宽的频带下提高吸音特性。
工业实用性
如上所述，本发明适用于降低来自具有较宽频率特性的噪音产生源的声音的吸音结构体，尤其适用于汽车的车内壁或桥梁的隔音壁。

Claims (20)

1.一种吸音结构体，利用板状体的振动，其特征在于，包括：
振动衰减部件，配备于该板状体的至少一侧表面；以及
安装部，配备于该振动衰减部件的与板状体相反一侧表面。
2.如权利要求1所述的吸音结构体，其特征在于：
前述振动衰减部件配备于该板状体的两面；以及
前述安装部配备于与至少一个振动衰减部件的板状体侧的相反一侧。
3.一种吸音结构体，利用板状体的振动，其特征在于，包括：
安装部，配备于该板状体的至少一侧表面；以及
振动衰减部件，配备于该板状体的与安装部相反一侧表面及/或安装部一侧表面。
4.如权利要求3所述的吸音结构体，其特征在于
前述振动衰减部件配备于与该板状体的安装部侧的相反一侧表面；并且
还包括约束部件，配备于与该振动衰减部件的板状体侧的相反一侧。
5.如权利要求1～4中任一项所述的吸音结构体，其特征在于，前述振动衰减部件由弹性体或粘弹性体构成。
6.如权利要求1～4中任一项所述的吸音结构体，其特征在于，前述振动衰减部件为片状。
7.如权利要求1～4中任一项所述的吸音结构体，其特征在于，前述振动衰减部件为线状或带状。
8.如权利要求1所述的吸音结构体，其特征在于，前述振动衰减部件为弹性体或粘弹性体，且前述振动衰减部件为方格状。
9.如权利要求2所述的吸音结构体，其特征在于，前述振动衰减部件为弹性体或粘弹性体，配备于前述板状体的两面的前述振动衰减部件的至少一方为方格状。
10.如权利要求8所述的吸音结构体，其特征在于，前述安装部件为方格状，且为与方格状的前述振动衰减部件相同的形状。
11.如权利要求8所述的吸音结构体，其特征在于，方格状的前述振动衰减部件的方格为大小不同的多个正方形及/或长方形的形状。
12.如权利要求9所述的吸音结构体，其特征在于，配备于前述板状体的两面的前述振动衰减部件为方格状。
13.如权利要求9所述的吸音结构体，其特征在于，前述安装部件为方格状，且为与方格状的前述振动衰减部件相同的形状。
14.如权利要求9所述的吸音结构体，其特征在于，方格状的前述振动衰减部件的方格为大小不同的多个正方形及/或长方形的形状。
15.如权利要求1～4中任一项所述的吸音结构体，其特征在于，前述板状体具有多个通孔。
16.如权利要求15所述的吸音结构体，其特征在于，前述板状体及前述振动衰减部件具有多个通孔。
17.如权利要求1～4中任一项所述的吸音结构体，其特征在于，在与前述板状体的安装部侧的相反一侧配置有一张或多张其他板状体。
18.如权利要求17所述的吸音结构体，其特征在于，在前述多张其他板状体之间配置有弹性体或粘弹性体。
19.如权利要求1或2所述的吸音结构体，其特征在于，前述安装部由具有凸部的其他板状体构成。
20.如权利要求3或4所述的吸音结构体，其特征在于，前述板状体与多个前述安装部一体地形成，在前述多个前述安装部之间的前述板状体上配置有振动衰减部件。
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