CN217788023U - 吸声片材及车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于吸声材料技术领域，尤其涉及一种吸声片材及车辆，所述吸声片材包括连成一片的多个共振单元，所述共振单元包括单元基体及颈，所述单元基体的内部形成吸声腔，所述单元基体上设置有通孔，所述颈设置在所述吸声腔内，所述颈为管状结构，所述颈的第一端设置有第一开口，所述颈的第二端设置有第二开口，所述第一开口与所述通孔相接并与外界相通，所述颈的第二端位于所述吸声腔的内部，所述第二开口与所述吸声腔连通。根据本实用新型实施例的吸声片材，颈设置在吸声腔内，能够有效的减小共振单元的尺寸，可以减小吸声片材的空间占用，对于空间有限的场所也难很好的应用，应用范围较广。

Description

吸声片材及车辆
技术领域
本实用新型属于吸声材料技术领域，尤其涉及一种吸声片材及车辆。
背景技术
车辆运行中产生的噪声频率成分复杂且集中在低频，易和人体、结构等发生共振，危害极大。传统的隔声材料以均质板为隔声基体，其低频隔声遵循质量密度定律，即面密度决定隔声材料的隔声量，通过表面敷贴粘弹性阻尼材料、加筋等能够适当提高隔声性能，然而这种方式增加了隔声材料的质量和厚度，且不能显著提高低频段的隔声性能。
声学超材料是人工设计制造的周期性或非周期性的复合结构材料，其基本单元的结构尺寸通常远小于声波的波长，可以突破传统材料的质量隔声定理。单一共振吸声腔型声学超材料依靠吸声腔内空气的局部共振来达到吸声的目的，可以实现远高于质量定理的隔声量。
但是，现有的共振吸声腔型声学超材料，颈连接在吸声腔的外部，针对低频噪声时，往往需要较长的颈以及较大的吸声腔，导致共振吸声腔型声学超材料占用空间较大，对于空间有限的场所很难实现。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：现有的共振吸声腔型声学超材料，针对低频噪声时，往往需要较长的颈以及较大的吸声腔，导致共振吸声腔型声学超材料占用空间较大的问题，提供一种吸声片材及车辆。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种吸声片材，所述吸声片材包括连成一片的多个共振单元，所述共振单元包括单元基体及颈，所述单元基体的内部形成吸声腔，所述单元基体上设置有通孔，所述颈设置在所述吸声腔内，所述颈为管状结构，所述颈的第一端设置有第一开口，所述颈的第二端设置有第二开口，所述第一开口与所述通孔相接并与外界相通，所述颈的第二端位于所述吸声腔的内部，所述第二开口与所述吸声腔连通。
可选地，所述颈为直管，所述颈容纳于所述吸声腔中的部分其长度小于所述吸声腔的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸。
可选地，所述颈为弯管。
可选地，所述弯管呈U形或螺旋形。
可选地，所述颈的第一端插接在所述通孔中或者所述颈的第一端的端面粘接在所述单元基体的内壁面上。
可选地，所述颈的内孔的横截面形状为圆形，所述颈的内孔的圆形截面的直径为1-2mm；或者，
所述颈的内孔的横截面形状为椭圆形，所述颈的内孔的椭圆形截面的长轴为1-2mm，所述颈的内孔的椭圆形截面的短轴为1-2mm；或者，
所述颈的内孔的横截面形状为多边形，所述颈的内孔的多边形截面的边长为1-2mm。
可选地，多个所述共振单元阵列排布。
可选地，所述单元基体垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为多边形。
可选地，所述吸声腔的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸为7-40mm，所述单元基体的壁厚为1-2mm。
可选地，所述单元基体的内壁面具有相对的第一壁面及第二壁面，所述第一壁面及第二壁面上设置有曲面。
可选地，所述曲面为波浪形曲面、圆柱面或锯齿形曲面。
可选地，所述吸声片材包括注塑体及盖板，所述注塑体上设置有相互间隔的多个凹坑，所述盖板覆盖在多个所述凹坑上以形成多个所述吸声腔；
所述注塑体包括连成一片的多个注塑体单元，所述盖板包括连成一片的多个盖板单元，每一所述盖板单元上均设置有所述通孔，所述盖板单元固定连接在所述注塑体单元的凹坑开口处，以组成所述单元基体。
根据本实用新型实施例的吸声片材，颈设置在吸声腔内，能够有效的减小共振单元的尺寸，可以减小吸声片材的空间占用，对于空间有限的场所也难很好的应用，应用范围较广。
此外，通过仿真发现，该吸声片材对于超低频(200-300Hz)的噪声，也有较好的吸声效果。
另一方面，本实用新型实施例还提供一种车辆，包括上述的吸声片材，所述吸声片材的共振单元的颈的第一开口朝向需要吸声的声源。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例提供的吸声片材的示意图；
图2是本实用新型第一实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图3是本实用新型第二实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图4是本实用新型第三实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图5是本实用新型第三实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图6是本实用新型第四实施例提供的吸声片材的示意图；
图7是本实用新型第四实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图8是本实用新型第四实施例提供的吸声片材的仿真图；
图9是本实用新型第五实施例提供的吸声片材的仿真图；
图10是本实用新型第六实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图11是本实用新型第七实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图；
图12是本实用新型第八实施例提供的吸声片材的示意图；
图13是本实用新型第九实施例提供的吸声片材的共振单元的示意图。
说明书中的附图标记如下：
10、注塑体；101、注塑体单元；20、盖板；201、盖板单元；
1、共振单元；11、单元基体；111、通孔；112、第一壁面；113、第二壁面；12、颈；121、颈的第一端；122、颈的第二端；13、吸声腔。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
为了更为直观的阐述本实用新型实施例提供的吸声片材，说明书附图中的各幅图均采用透视画法。
第一实施例
如图1及图2所示，本实用新型第一实施例提供的吸声片材，包括连成一片的多个共振单元1，所述共振单元1包括单元基体11及颈12，所述单元基体11的内部形成吸声腔13，所述单元基体11上设置有通孔111，所述颈12设置在所述吸声腔13内，所述颈12为管状结构，所述颈12的第一端121设置有第一开口，所述颈12的第二端122设置有第二开口，所述颈12的第一端121固定在所述单元基体11上，所述第一开口与所述通孔111相接并与外界相通，所述颈的第二端122位于所述吸声腔13的内部，所述第二开口与所述吸声腔13连通。这样，通过所述颈12能够将外界与所述吸声腔13连通。声源的声波通过所述颈12后进入所述吸声腔13中，声波通过在吸声腔13中多次反射而衰减，从而实现吸声作用。
本实施例中，所述颈12为直管，所述颈12竖直连接在所述单元基体11上。所述颈12容纳于所述吸声腔中的部分其长度小于所述吸声腔13的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸。这样，颈12不会与单元基体11抵接，而阻塞其第二开口。
当然，作为替代的，所述颈12与所述单元基体11的壁面也可以是非垂直，而是呈一定的角度。
本实施例中，优选地，所述颈12为硬管，例如硬质塑料管或金属管。当然，在一些替代方案中，所述颈12也可以是软管。当然此时，软管需要能直立。
本实施例中，所述颈12的内孔的横截面形状为圆形，即所述颈12为圆柱管，所述颈12的内孔的圆形截面的直径为1-2mm。
然而，作为一种替代方案，所述颈12的内孔的横截面形状可为椭圆形，所述颈12的内孔的椭圆形截面的长轴为1-2mm，所述颈12的内孔的椭圆形截面的短轴为1-2mm。作为另一种替代方案，所述颈12的内孔的横截面形状为多边形，所述颈12的内孔的多边形截面的边长为1-2mm。
本实施例中，多个所述共振单元1阵列排布，例如图1中的矩形阵列排布。然而，替代地，也可以是环形阵列排布。
所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为多边形。例如图2中，所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为正方形(正四边形)。这样，单元基体11呈方块状，当单元基体11沿吸声片材的厚度方向的尺寸不等于所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘的边长时，单元基体11为长方体；当单元基体11沿吸声片材的厚度方向的尺寸等于所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘的边长时，单元基体11为正方体。吸声腔13的形状由单元基体11的内壁面围合而成，吸声腔13的形状与单元基体11的形状大致相同。
所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为多边形。所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面尺寸在吸声片材的厚度方向上可以保持一致。以使得，多个共振单元1能够形成在边缘紧密相接的阵列结构。
然而，在一些替代方案中，所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面尺寸在吸声片材的厚度方向上也可以不一致。但是，多个共振单元1仍然需要形成在边缘紧密相接的阵列结构。
所述吸声腔13的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸为7-40mm，所述单元基体11的壁厚为1-2mm。吸声腔13的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸不能太大，以免使得吸声片材的厚度太大，占用空间，影响吸声片材的布置。
所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为多边形。优选择地，所述多边形的边长大于或等于所述吸声腔13的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸。这样，吸声腔13呈扁平状，整个吸声片材可以做的更薄。例如图2中，所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为正方形(正四边形)。这样，吸声腔13呈长方体或立方体。例如，吸声腔13可为长宽高分别为30mm、30mm及20mm的长方体。吸声腔13的高度方向即为吸声片材的厚度方向。
然而，吸声腔13的多边形截面的边长也可以小于所述吸声腔13的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸，但是，通常为了加工方便，吸声腔13的多边形截面的边长大于或等于7mm。此外，为了使得吸声片材上尽可能的多设置共振单元1，吸声腔13的多边形截面的边长，例如可以是吸声腔13的高度的3倍以内。
吸声腔13的多边形截面的边长根据工艺需要、吸声片材的安装空间进行调整。
然而，在一些替代方案中，吸声腔13也可以是圆柱状，即，吸声腔的沿所述吸声片材的厚度方向的截面为圆形。此时，吸声腔13的圆形截面的直径根据工艺需要、吸声片材的安装空间进行调整。
本实施例中，所述单元基体11的内壁面的6个方向均为平整表面。
本实施例中，参见图1及图2，所述吸声片材包括注塑体10及盖板20，所述注塑体10上设置有相互间隔的多个凹坑，所述盖板20覆盖在多个所述凹坑上以形成多个所述吸声腔13。一次注塑不能直接形成吸声腔13，因而需要将吸声片材分成注塑体10及盖板20两部分，然后粘接在一起。
所述注塑体10包括连成一片的多个注塑体单元101，所述盖板包括连成一片的多个盖板单元201，每一所述盖板单元201上均设置有所述通孔111，所述盖板单元201固定连接在所述注塑体单元101的凹坑开口处，以组成所述单元基体11。
本实施例中，参见图2，所述颈12的第一端121插接在所述通孔111中。直接采用过盈配合，将所述颈12压装在所述通孔111中，能够减少胶的使用。
根据本实用新型第一实施例的吸声片材，颈12设置在吸声腔13内，能够有效的减小共振单元1的尺寸，可以减小吸声片材的空间占用，对于空间有限的场所也难很好的应用，应用范围较广。
第二实施例
参见图3，为本实用新型第二实施例的吸声片材，其与第一实施例的不同之处在于，所述颈12的第一端121的端面粘接在所述单元基体11的内壁面上。
这样，所述颈12整体位于所述吸声腔13中。通孔111可设置的更小。
第三实施例
参见图4及图5，为本实用新型第三实施例的吸声片材，其与第一实施例的不同之处在于，所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为三角形(三边形)。所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为三角形(三边形)。
第四实施例
参见图6及图7，为本实用新型第四实施例的吸声片材，其与第一实施例的一个不同之处在于，所述颈12为弯管，所述弯管呈U形。
本实施例中，优选地，所述颈12为软管，例如为橡胶管。所述颈12容纳于所述吸声腔13中的部分其长度大于所述吸声腔13沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸，所述颈12的外周的部分表面通过胶粘的方式固定在所述单元基体11的内侧。
其与第一实施例的另一个不同之处在于，参见图7，所述单元基体11的内壁面具有相对的第一壁面112及第二壁面113，所述第一壁面112及第二壁面113上设置有曲面。优选地，所述曲面为波浪形曲面。
当然，除了设置通孔111的壁面，其它壁面都可以设置曲面。优选地，在所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为四边形时，第一壁面112及第二壁面113设置有两组。优选地，在所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为六边形时，第一壁面112及第二壁面113设置有三组，以此类推。
当然，曲面也可以是锯齿形曲面或圆柱面。
参见图8，此外，通过仿真发现，该吸声片材对于超低频(200-300Hz)的噪声，有较好的吸声效果。图8中，横坐标为频率(图中用freq表示)，纵坐标为吸声系数(图中用Absorption coefficient表示)。吸声系数越接近于1表示吸声效果越好。
本实施例中，颈12的第一端121端面粘接在单元基体111的内壁面上。
当然，颈12也可以是硬管。
第五实施例
参见图9，为本实用新型第五实施例的吸声片材，其与第四实施例的不同之处在于，所述颈12的第一端121插接在所述单元基体11的通孔111内。
第六实施例
参见图10，为本实用新型第六实施例的吸声片材，其与第五实施例的不同之处在于，所述弯管(颈12)弯曲成螺旋形。这样，颈12可以设置的更长，可以更好地吸收低频噪声。
第七实施例
参见图11，为本实用新型第七实施例的吸声片材，其与第六实施例的不同之处在于，所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为三角形(三边形)。所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为三角形(三边形)。
第八实施例
参见图12及图13所示，为本实用新型第八实施例的吸声片材，其与第六实施例的不同之处在于，所述单元基体11垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为六边形。所述吸声腔13垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为六边形。多个六边形的共振单元1组成蜂窝状结构。
第九实施例
本实用新型第九实施例提供一种车辆，包括上述实施例的吸声片材，所述吸声片材的共振单元的颈的第一开口朝向需要吸声的声源，以吸收噪声。
车辆可以是轨道车辆，吸声片材布置在地板下方、侧围中或车门中。
车辆也可以是汽车，吸声片材布置在地板下方、侧围中、车门中、前舱或尾舱中。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种吸声片材，其特征在于，所述吸声片材包括连成一片的多个共振单元，所述共振单元包括单元基体及颈，所述单元基体的内部形成吸声腔，所述单元基体上设置有通孔，所述颈设置在所述吸声腔内，所述颈为管状结构，所述颈的第一端设置有第一开口，所述颈的第二端设置有第二开口，所述第一开口与所述通孔相接并与外界相通，所述颈的第二端位于所述吸声腔的内部，所述第二开口与所述吸声腔连通。
2.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述颈为直管，所述颈容纳于所述吸声腔中的部分其长度小于所述吸声腔的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸。
3.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述颈为弯管。
4.根据权利要求3所述的吸声片材，其特征在于，所述弯管呈U形或螺旋形。
5.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述颈的第一端插接在所述通孔中或者所述颈的第一端的端面粘接在所述单元基体的内壁面上。
6.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述颈的内孔的横截面形状为圆形，所述颈的内孔的圆形截面的直径为1-2mm；或者，
所述颈的内孔的横截面形状为椭圆形，所述颈的内孔的椭圆形截面的长轴为1-2mm，所述颈的内孔的椭圆形截面的短轴为1-2mm；或者，
所述颈的内孔的横截面形状为多边形，所述颈的内孔的多边形截面的边长为1-2mm。
7.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，多个所述共振单元阵列排布。
8.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述单元基体垂直于所述吸声片材的厚度方向的截面的外边缘形状为多边形。
9.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述吸声腔的沿所述吸声片材的厚度方向的尺寸为7-40mm，所述单元基体的壁厚为1-2mm。
10.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述单元基体的内壁面具有相对的第一壁面及第二壁面，所述第一壁面及第二壁面上设置有曲面。
11.根据权利要求10所述的吸声片材，其特征在于，所述曲面为波浪形曲面、圆柱面或锯齿形曲面。
12.根据权利要求1所述的吸声片材，其特征在于，所述吸声片材包括注塑体及盖板，所述注塑体上设置有相互间隔的多个凹坑，所述盖板覆盖在多个所述凹坑上以形成多个所述吸声腔；
所述注塑体包括连成一片的多个注塑体单元，所述盖板包括连成一片的多个盖板单元，每一所述盖板单元上均设置有所述通孔，所述盖板单元固定连接在所述注塑体单元的凹坑开口处，以组成所述单元基体。
13.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-12任意一项所述的吸声片材，所述吸声片材的共振单元的颈的第一开口朝向需要吸声的声源。
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