DE112019004796T5 - Schallabsorbierende und -isolierende struktur - Google Patents

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Abstract

Ein schallabsorbierendes und isolierendes Element (13) ist ein plattenförmiges Element, das so gebogen ist, dass es abwechselnd mit einem ersten Trennelement (11) und einem zweiten Trennelement (12) in Kontakt gebracht wird. Das schallabsorbierende und isolierende Element (13) hat eine Vielzahl von hohlen Vorsprüngen (15), die so vorstehen, dass sie einen Zwischenraum zwischen den Trennelementen ausfüllen. Zwischen dem ersten Trennelement (11) und dem zweiten Trennelement (12) befinden sich ein erster Zwischenraum und ein zweiter Zwischenraum. Der erste Raum ist in jedem Vorsprung (15) ausgebildet und wird durch das erste Trennelement (11) geschlossen. Der zweite Raum ist zwischen benachbarten Vorsprüngen (15) vorgesehen und wird durch das zweite Trennelement (12) verschlossen. Der erste und der zweite Raum kommunizieren miteinander durch ein Kommunikationsteil (30), das durch einen Teil des Vorsprungs (15) gebildet wird. Der Kommunikationsteil (30) ist so konfiguriert, dass er eine Innenseite des Vorsprungs (15) mit einer Außenseite des Vorsprungs (15) verbindet. Eine Öffnung des Kommunikationsteils (30), die sich zum zweiten Raum hin öffnet, ist an einer Seitenwand des Vorsprungs (15) vorgesehen, die zwischen dem ersten Trennelement (11) und dem zweiten Trennelement (12) angeordnet ist.

Description

  • [Technisches GEBIET]
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine schallabsorbierende und isolierende Struktur, die in der Lage ist, von einer Vielzahl von Schallquellen emittierten Schall zu absorbieren und zu isolieren. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf die schallabsorbierende und isolierende Struktur, bei der ein schallabsorbierendes und isolierendes Element zwischen einem ersten Trennelement und einem zweiten Trennelement angeordnet ist.
  • [HINTERGRUND]
  • Diese Art von schallabsorbierendem und isolierendem Bauteil wird für verschiedene Konstruktionen unter dem Gesichtspunkt der Lärmbekämpfung eingesetzt. Es ist besonders zur Verwendung als Strukturelement eines Fahrzeugs geeignet. Beispielsweise ist der in der japanischen, nicht geprüften Patentanmeldung Nr. 2009-96342 offenbarte Fahrzeuginnenraumgegenstand ein plattenförmiges Kunststoffelement, das dem schallabsorbierenden und isolierenden Element der vorliegenden Offenbarung entspricht und als Innenraummaterial eines Fahrzeugs verwendet werden kann. Der Fahrzeuginnengegenstand hat ein oberflächenseitiges Basismaterial, das an der Fahrzeuginnenseite angeordnet ist, und ein rückseitiges Basismaterial, das an der Fahrzeugaußenseite angeordnet ist. Zwischen dem oberflächenseitigen Basismaterial und dem rückseitigen Basismaterial ist ein flaches, plattenförmiges Zwischenbasismaterial eingefügt. Das oberflächenseitige Basismaterial und das rückseitige Basismaterial sind mit einer Vielzahl von Zellen versehen, die eine Resonatorstruktur bilden, wobei jede Zelle nahezu die gleiche Struktur aufweist. Als Beispiel für eine Resonatorstruktur soll hier ein oberflächenseitiges Basismaterial erläutert werden. Eine Innenfläche des oberflächenseitigen Basismaterials, die dem dazwischenliegenden Basismaterial zugewandt ist, weist vorstehende gitterartige Rippen auf. Die Innenfläche ist durch die Rippen in eine Vielzahl von Zellen unterteilt. Eine Unterseite jedes Hohlraums ist mit einer Öffnung versehen, die das oberflächenseitige Basismaterial in Richtung der Dicke durchdringt. Diese Öffnung ermöglicht die Kommunikation zwischen einer Innenseite und einer Außenseite des oberflächenseitigen Basismaterials. In der japanischen nicht-geprüften Patentanmeldung Nr. 2009-96342 wird ein Fahrzeuginnenraummaterial als Deckplatte oder Türverkleidung eines Fahrzeugs verwendet. Das Fahrzeuginnenraummaterial ist so konfiguriert, dass es Schall, der von der Innen- und Außenseite des Fahrzeuginnenraums abgestrahlt wird, unter Ausnutzung des Helmholtz-Resonanzprinzips absorbiert. Das heißt, der Schall im Fahrzeuginnenraum wird nach Eintritt in die Öffnung des oberflächenseitigen Grundmaterials im Hohlraum gedämpft und absorbiert. Der Schall außerhalb des Fahrzeuginnenraums wird nach dem Eintritt in die Öffnung des rückseitigen Basismaterials im Hohlraum gedämpft und absorbiert.
  • Das schallabsorbierende und isolierende Element kann in Kombination mit anderen Innenraummaterialien verwendet werden, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Sicherung eines Fahrzeuginnenraums und/oder der Verbesserung des Designs. Allerdings kann die schallabsorbierende Leistung des Fahrzeuginnenraumartikels, der in der japanischen nicht-geprüften Patentanmeldung Nr. 2009-96342 offenbart ist, bei Verwendung zusammen mit einem anderen Innenraummaterial herabgesetzt werden. Daher war die Konfiguration des Fahrzeuginnenraumartikels nicht so benutzerfreundlich. Insbesondere, wenn die Öffnung, die eine wichtige Rolle für die Resonatorstruktur spielt, durch das andere Innenraummaterial blockiert wird, kann die schallabsorbierende Leistung des Fahrzeuginnenraums deutlich reduziert werden. Die japanische nicht geprüfte Patentanmeldung Nr. 2017-31767 offenbart ein metallisches schallabsorbierendes Strukturmaterial, das zwischen einem Paar von Wandmaterialien angeordnet ist. Das schallabsorbierende Strukturmaterial hat ein Körperelement, das ein kubisches Hohlelement ist, und ein Belüftungselement, das mit einer Innenseite des Körperelements und einer Außenseite des Körperelements in Verbindung steht. Gemäß der Veröffentlichung Nr. 2017-31767 sind, wenn das Körperelement zwischen dem Paar von Wandmaterialien angeordnet ist, Seitenflächen des Körperelements in einem Spalt zwischen dem Paar von Wandmaterialien angeordnet. Daher kann durch die nachträgliche Anbringung des Belüftungselements an der Seitenfläche des Körperelements, selbst wenn das Körperelement zwischen dem Paar von Wandmaterialien angeordnet ist, verhindert werden, dass das Belüftungselement durch jedes Wandmaterial blockiert wird.
  • (ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG)
  • Gemäß der Veröffentlichung Nr. 2017-31767 sind das Gehäuseelement und das Belüftungselement getrennt. Daher kann das schallabsorbierende Strukturmaterial unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung der Anzahl der Teile nicht einfach übernommen werden. Außerdem hat das schallabsorbierende Strukturmaterial nur ein Körperelement zur Schallabsorption. Daher ist das schallabsorbierende Strukturmaterial eher ungeeignet für die Absorption von Schall, der von einer Vielzahl von Schallquellen ausgeht. Es ist möglich, eine Vielzahl von schallabsorbierenden Strukturmaterialien zwischen den Wandmaterialien anzuordnen. Dies würde jedoch den Aufbau eines Fahrzeugs kompliziert machen. Daher wird eine verbesserte schallabsorbierende und isolierende Struktur benötigt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine schallabsorbierende und isolierende Struktur ein schallabsorbierendes und isolierendes Element, ein erstes Trennelement, das zwischen dem schallabsorbierenden und isolierenden Element und einer ersten Schallquelle vorgesehen ist, und ein zweites Trennelement, das zwischen dem schallabsorbierenden und isolierenden Element und einer zweiten Schallquelle vorgesehen ist. Diese Art von schallabsorbierender und -isolierender Struktur ist erwünscht, um effizient Schall zu absorbieren und zu isolieren, der von einer Vielzahl von Schallquellen abgestrahlt wird, wobei eine relativ einfache Konfiguration verwendet wird.
  • Das schallabsorbierende und isolierende Element im vorliegenden Aspekt ist ein plattenförmiges Element, das in einer gebogenen Form ausgebildet ist, um abwechselnd mit dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement in Kontakt gebracht zu werden. Das schallabsorbierende und isolierende Element hat eine Vielzahl von hohlen Vorsprüngen, die vorstehen, um einen Zwischenraum zwischen dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement zu füllen. Zwischen dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement gibt es einen ersten Raum und einen zweiten Raum. Der erste Raum wird durch das erste Trennelement geschlossen, so dass er in dem Vorsprung gebildet wird. Der zweite Raum wird durch das zweite Trennelement verschlossen, so dass er zwischen benachbarten Vorsprüngen gebildet wird. In diesem Aspekt kommunizieren der erste Raum und der zweite Raum miteinander über ein Kommunikationsteil, das als Teil des Vorsprungs ausgebildet ist. Der Kommunikationsteil ist so konfiguriert, dass er mit einer Innenseite und einer Außenseite des Vorsprungs kommuniziert. Eine Öffnung des Kommunikationsteils, die sich zum zweiten Raum hin öffnet, ist an einer Seitenwand des Vorsprungs vorgesehen. Die Seitenwand ist zwischen dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement angeordnet. In diesem Aspekt ist das schallabsorbierende und isolierende Element so gebogen, dass es die Vielzahl von Vorsprüngen bildet. Dies ermöglicht die Bildung des ersten Raums und des zweiten Raums durch die Verwendung beider Trennelemente. Diese Beschaffenheit eignet sich zur Absorption von Schall, der von der ersten Schallquelle und der zweiten Schallquelle ausgeht. Der Kommunikationsteil ist als Teil des Vorsprungs ausgebildet. Auf diese Weise kann der Aufbau des schallabsorbierenden und des isolierenden Elements im Vergleich zu einem Fall, in dem sie separat ausgebildet sind, vereinfacht werden. Außerdem kommunizieren der erste Raum und der zweite Raum miteinander über den in der Seitenwand des Vorsprungs ausgebildeten Kommunikationsteil. So kann verhindert werden, dass der Kommunikationsteil durch die Trennelemente blockiert wird.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, der sich auf den ersten Aspekt der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur bezieht, ist das schallabsorbierende und isolierende Element aus einem Material hergestellt, in das eine Vielzahl von Zellulosefasern in einem laminierten Zustand integriert sind. Das schallabsorbierende und isolierende Element im vorliegenden Aspekt besteht aus einem laminierten Körper, der aus den Zellulosefasern hergestellt ist und eine ausgezeichnete schallabsorbierende und isolierende Leistung aufweist. Diese Struktur trägt auch zur Gewichtsreduzierung bei, verglichen mit einem schallabsorbierenden und isolierenden Element aus Harz und/oder Metall.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, der sich auf den ersten oder zweiten Aspekt der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur bezieht, ist der Vorsprung ein zylindrischer Abschnitt mit einer Hutquerschnittsform und weist ein Paar gegenüberliegender Seitenwände auf. Eine Seitenwand des Paares der Seitenwände ist mit der Öffnung des Kommunikationsteils versehen. Diese Seitenwand ist so geneigt, dass sie sich allmählich von der anderen Seitenwand in einer Richtung vom zweiten Trennelement zum ersten Trennelement trennt. In diesem Aspekt hat der Vorsprung die Hut-Querschnittsform, und mindestens eine Seitenwand des Paares der Seitenwände ist geneigt. Auf diese Weise kann die strukturelle Festigkeit des schallabsorbierenden und isolierenden Elements verbessert werden. Außerdem ist die geneigte Seitenwand mit der Öffnung des Kommunikationsteils versehen. Dadurch kann die Konfiguration des Kommunikationsteils relativ frei geändert werden.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist der Vorsprung in dem ersten oder zweiten Aspekt der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur eine Deckenwand auf, die mit dem zweiten Trennelement in Kontakt ist, und zwar in einem Zustand, in dem sie an diesem angebracht ist. Das Kommunikationsteil ist in der Deckenwand vorgesehen. Das Kommunikationsteil hat seriell einen ersten Durchgang und einen zweiten Durchgang. Der erste Durchgang erstreckt sich in einer Dickenrichtung der Deckenwand, um mit dem ersten Raum zu kommunizieren. Der zweite Durchgang ist in einer nutenartigen Form an der Deckenwand ausgebildet und zur Seitenwand hin geöffnet. In diesem Aspekt kann die Konfiguration des Kommunikationsteils relativ frei verändert werden, indem die Position und/oder die Länge jedes Durchgangs in der Deckenwand angepasst wird.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung, weiter zu einem der ersten bis vierten Aspekte der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur, bilden das erste Trennelement, das zweite Trennelement und das schallabsorbierende und isolierende Element einen Teil eines Fahrzeugs. Das schallabsorbierende und isolierende Element ist aus einem Material hergestellt, in das Zellulosefasern in einem laminierten Zustand integriert sind. Eine äußere Oberfläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements befindet sich auf einer Fahrzeuginnenseite des Fahrzeugs und hat eine größere ungleichmäßige Form, verglichen mit einer inneren Oberfläche, die der äußeren Oberfläche gegenüberliegt. In diesem Aspekt hat die äußere Oberfläche eine relativ größere ungleichmäßige Form und befindet sich an der Fahrzeuginnenseite. Somit ist die schallabsorbierende und isolierende Struktur so konfiguriert, dass sie den vom Fahrzeuginnenraum abgestrahlten Schall effizient absorbiert und isoliert.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine schematische perspektivische Seitenansicht eines Fahrzeugs.
    • [2] 2 ist eine vergrößerte schematische perspektivische Seitenansicht, die einen Teil eines Fahrzeugs zeigt.
    • [3] 3 ist eine perspektivische Ansicht eines schallabsorbierenden und isolierenden Elements.
    • [4] 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des schallabsorbierenden und isolierenden Elements.
    • [5] 5 ist eine schematische Schnittdarstellung einer schallabsorbierenden und isolierenden Struktur.
    • [6] 6 ist eine schematische Ansicht eines Helmholtz-Resonators.
    • [7] 7 ist eine schematische perspektivische Seitenansicht eines Fahrzeugs, die einen bewegten Schalldurchgang zeigt.
    • [8] ist eine schematische Schnittdarstellung einer schallabsorbierenden und isolierenden Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform.
    • [9] ist eine Draufsicht auf das schallabsorbierende und isolierende Element gemäß der zweiten Ausführungsform.
    • [10] ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Schallabsorptionskoeffizienten und einer Frequenz zeigt.
    • [11] ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Öffnungsverhältnis, dem Schallabsorptionskoeffizienten und der Frequenz zeigt.
    • [12] ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Längenabmessung eines Kommunikationsteils, dem Schallabsorptionskoeffizienten und der Frequenz zeigt.
    • [13] ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Additiven und Biegefestigkeit zeigt.
    • [14] ist eine perspektivische Ansicht eines Probekörpers, der in einem Test zur Bestimmung des Leichtgewichts verwendet wird.
  • [AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG]
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 14 beschrieben. In jeder Figur sind der Einfachheit halber Pfeile, die eine Längsrichtung und eine vertikale Richtung eines Fahrzeugs anzeigen, entsprechend dargestellt. In den 3, 4 und 9 sind Pfeile, die eine Längsrichtung, eine Querrichtung und eine vertikale Richtung eines schallabsorbierenden und isolierenden Elements anzeigen, mit Bezug auf einen Zustand gezeigt, in dem das schallabsorbierende und isolierende Element am Fahrzeug befestigt ist.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Ein in 1 dargestelltes Fahrzeug 2 hat eine Fahrzeugkarosserie 3, die eine äußere Form bildet, einen Fahrzeuginnenraum 4, der von der Fahrzeugkarosserie 3 umgeben ist, und eine schallabsorbierende und isolierende Struktur 10, die so konfiguriert ist, dass sie Geräusche absorbiert und isoliert, die von einer Innenseite und einer Außenseite des Fahrzeuginnenraums abgegeben werden. Die schallabsorbierende und -isolierende Struktur 10 ist an einer Bodenseite 4a des Fahrzeuginnenraums 4 angeordnet. Die schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 hat ein erstes Trennelement 11, das sich außerhalb des Fahrzeuginnenraums befindet, ein zweites Trennelement 12, das sich innerhalb des Fahrzeuginnenraums befindet, und ein schallabsorbierendes und isolierendes Element 13. Das schallabsorbierende und isolierende Element 13 ist zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 so konfiguriert, dass sie Schall, der von der Innenseite und der Außenseite des Fahrzeugs (von unterschiedlichen Schallquellen) abgestrahlt wird, unter Verwendung des Helmholtz-Resonanzprinzips absorbiert. Mit Bezug auf 2 hat die schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 einen ersten Raum 41 und einen zweiten Raum 42, die später beschrieben werden. Der erste und der zweite Raum 41, 42 sind über ein Kommunikationsteil 30 des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 verbunden. Das heißt, das Kommunikationsteil 30 wird von den ersten und zweiten Räumen 41, 42 gemeinsam genutzt. Es ist erwünscht, dass diese Art der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur 10 relativ einfach ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 mit einem einfachen Aufbau verwendet, um von einer Vielzahl von Schallquellen emittierten Schall effizient zu absorbieren. Die Details werden im Folgenden beschrieben.
  • [Erstes Trennelement und zweites Trennelement]
  • Das in 2 gezeigte erste Trennelement 11 ist ein plattenförmiges oder flächiges Element, das außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist. Das zweite Trennelement 12 ist ein plattenförmiges oder flächiges Element, das innerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist. Als Material für jedes Trennelement 11, 12 können verschiedene Materialien verwendet werden, die den Durchgang von Schall ermöglichen. Diese Materialien können Oberflächenmaterialien wie Stoff, Leder und Filz, verschiedene Arten von Harz- und Gummiplattenmaterialien, Metallplattenmaterialien, die aus der gleichen oder einer anderen Art wie die der Fahrzeugkarosserie bestehen, und die gleiche Art von Material wie das schallabsorbierende und isolierende Element 13, das später beschrieben wird, umfassen. Es ist wünschenswert, ein relativ flexibles Material zu verwenden, um das zweite Trennelement 12 zu bilden. Beispielsweise kann ein Oberflächenmaterial oder ein Harzplattenmaterial, das als Teppich verwendet werden kann, als flexibles Material angenommen werden. Zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 wird ein Spalt gebildet, in dem das schallabsorbierende und isolierende Element 13 angeordnet werden kann. Die beiden Trennelemente 11, 12 sind im Wesentlichen parallel zueinander in Längsrichtung an einem Anordnungsort des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 angeordnet.
  • [Schallabsorbierendes und isolierendes Element]
  • Das in den 2 bis 4 dargestellte schallabsorbierende und isolierende Element 13 ist ein plattenförmiges Element mit einer vorbestimmten Fläche. Das schallabsorbierende und isolierende Element 13 ist in einem Zustand angeordnet, in dem es zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 liegt. Das schallabsorbierende und isolierende Element 13 ist so gebogen, dass es abwechselnd in Kontakt mit dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 gebracht wird. Das schallabsorbierende und isolierende Element 13 hat eine Bodenwand 14, eine Vielzahl von Vorsprüngen 15 und eine Vielzahl von Kommunikationsteilen 30 (später beschrieben). Die Bodenwand 14 ist ein plattenförmiges Element, das eine untere Fläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 bildet. Die Bodenwand 14 wird in Oberflächenkontakt mit einer oberen Fläche des ersten Trennelements 11 gebracht. Wie in 3 dargestellt, ist das schallabsorbierende und isolierende Element 13 in der Draufsicht mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 15 in Längs- und Querreihen versehen. Die Bodenwände 14 sind so vorgesehen, dass sie den Spalt zwischen den Vorsprüngen 15 ausfüllen.
  • [Vorsprung]
  • Die Vielzahl der Vorsprünge 15 ragen von der Bodenwand 14 nach oben, um den Spalt zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 zu füllen. Die Vorsprünge 15 können im Wesentlichen die gleiche Grundkonfiguration haben. Daher werden im Folgenden die Details eines Vorsprungs als Beispiel beschrieben. Der in 4 und 5 gezeigte Vorsprung 15 kann ein hohlzylindrisches Teil sein, das die Form eines quadratischen Pyramidenstumpfes hat. Der Vorsprung 15 kann eine Deckenwand 20 haben, die eine obere Fläche bildet, vier Seitenwände 21 bis 24, die Umfangsflächen bilden, und ein Kommunikationsteil 30. Die Deckenwand 20 ist, von oben gesehen, ein rechteckiges, plattenförmiges Element. Die Deckenwand 20 steht in Oberflächenkontakt mit der Unterseite des zweiten Trennelements 12 in einem Zustand, in dem sie an diesem angebracht ist. Bei dem Vorsprung 15 ist die Bodenwand 14 nicht unterhalb der Deckenwand 20 angeordnet. Somit kann der Vorsprung 15 einen offenen Teil aufweisen. Der Vorsprung 15 ist durch das erste Trennelement 11 geschlossen.
  • [Seitenwände]
  • Die vier in 4 dargestellten Seitenwände (eine vordere Seitenwand 21, eine hintere Seitenwand 22, eine rechte Seitenwand 23, eine linke Seitenwand 24) verbinden die entsprechenden Seiten der Deckenwand 20 mit der Bodenwand 14. Die vier Seitenwände 21 bis 24 sind zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 angeordnet. Im Vorsprung 15 sind gegenüberliegende Seitenwände so angeordnet, dass sie eine Hutquerschnittsform bilden. Auf diese Weise kann die strukturelle Festigkeit des Vorsprungs 15 erhöht werden. Mit anderen Worten, die vordere Seitenwand 21, die eine Vorderseite des Vorsprungs 15 bildet, und die hintere Seitenwand 22, die eine Rückseite des Vorsprungs 15 bildet, können so geneigt sein, dass sie sich in einer Richtung von der Deckenwand 20 zur Bodenwand 14 allmählich voneinander entfernen, wie in 5 gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die vordere Seitenwand 21 und die hintere Seitenwand 22 einem Paar von Seitenwänden. Die hintere Seitenwand 22 entspricht der einen Seitenwand, und die vordere Seitenwand 21 entspricht der anderen Seitenwand. Die rechte Seitenwand 23, die eine rechte Fläche bildet, und die linke Seitenwand 24, die eine linke Fläche des Vorsprungs 15 bildet, können auch so geneigt sein, dass sie sich in Richtung von der Deckenwand 20 zur Bodenwand 14 allmählich voneinander entfernen, wie in 4 gezeigt. Auf diese Weise kann der Vorsprung 15 so geformt werden, dass er eine Hut-Querschnittsform aufweist, um eine erhöhte Festigkeit zu erreichen. Auf diese Weise kann die geeignete Form des Vorsprungs 15 auch dann beibehalten werden, wenn eine Last in der Richtung senkrecht zum Vorsprung 15 durch das in 2 gezeigte zweite Trennelement 12 aufgebracht wird. Daher kann das schallabsorbierende und isolierende Element 13 als ein Verstärkungselement und/oder ein Erhöhungselement usw. für ein Fahrzeug verwendet werden und hat eine gute Verwendbarkeit.
  • [Kommunikationsteil]
  • Das in 2-5 gezeigte Kommunikationsteil 30 ist so konfiguriert, dass es das Innere mit dem Äußeren des Vorsprungs 15 verbindet, und es ist auch so konfiguriert, dass es den ersten Raum 41 und den zweiten Raum 42 verbindet. Da jeder Vorsprung 15 mit einem Kommunikationsteil 30 versehen ist, der nahezu die gleiche Beschaffenheit aufweist, wird ein Vorsprung 15 verwendet, um die Details des Kommunikationsteils 30 als Beispiel zu beschreiben. Der Kommunikationsteil 30 des in 4 und 5 dargestellten Vorsprungs 15 kann unter Verwendung eines Teils der hinteren Seitenwand 22 gebildet werden. Der Kommunikationsteil 30 des Vorsprungs 15 kann einen Durchgangsteil 32 aufweisen, der die Innenseite mit der Außenseite des Vorsprungs 15 verbindet. Der Kommunikationsteil 30 kann als ein zylindrischer Abschnitt betrachtet werden, der relativ zu der geneigten hinteren Seitenwand 22 vertikal vorsteht. Der Kommunikationsteil 30 hat ein vorgegebenes Längenmaß L1 in vertikaler Richtung.
  • [Durchgangsteil]
  • Das in 5 dargestellte Durchgangsteil 32 kann einen Öffnungsbereich S haben, der den Durchgang von Gas ermöglicht. Der Durchgangsteil 32 kann die hintere Seitenwand 22 entlang einer axialen Richtung des Kommunikationsteils 30 durchdringen und kann in einer Dickenrichtung (vertikale Richtung in 5) durchdringen. Das Durchgangsteil 32 kann eine erste Öffnung OP1 und eine zweite Öffnung OP2 aufweisen. Eine erste Öffnung OP1 kann in den Vorsprung 15 an einem unteren Ende des Kommunikationsteils 30 münden. Eine zweite Öffnung OP2 kann sich an einem oberen Ende des Kommunikationsteils 30 öffnen. Die zweite Öffnung OP2 entspricht in der vorliegenden Offenbarung einer Öffnung, die sich an der zweiten Raumseite des Kommunikationsteils befindet. Die zweite Öffnung OP2 ist in der rückwärtigen Seitenwand 22 des Vorsprungs 15 vorgesehen und ist dem zweiten Raum 42 zugewandt angeordnet. Im Kommunikationsteil 30 kann nach dem Helmholtz-Resonanz-Prinzip eine zu absorbierende Schallfrequenz durch Einstellen eines Öffnungsverhältnisses des Durchgangsteils 32 eingestellt werden. Die hintere Seitenwand 22 kann mit einem einzelnen oder mehreren Kommunikationsteil(en) 30 (Durchgangsteil(en) 32) versehen sein. Wenn ein einzelnes Kommunikationsteil 30 ausgebildet ist, kann das Öffnungsverhältnis durch ein Verhältnis zwischen der Öffnungsfläche S des Durchgangsteils 32 und einer Fläche der Rückseitenwand 22 definiert werden. Wenn mehrere Kommunikationsteile 30 vorgesehen sind, kann das Öffnungsverhältnis durch ein Verhältnis zwischen der gesamten Öffnungsfläche aller Durchgangsteile 32 und der Fläche der Rückseitenwand 22 definiert werden.
  • [Material des schallabsorbierenden Elements]
  • Das in 2-5 gezeigte schallabsorbierende und -isolierende Element 13 kann aus einem zur Absorption und/oder Isolierung von Schall geeigneten Material gebildet werden. Es wird vorzugsweise aus einem Material gebildet, das eine Steifigkeit aufweist, die in der Lage ist, eine äußere Form des Vorsprungs 15 beizubehalten. Diese Art von Material kann einen faserlaminierten Körper umfassen, der aus Fasern gebildet ist, wie z. B. Zellulosefasern, tierischen Fasern, Mineralfasern oder anorganischen Fasern. Darüber hinaus kann diese Art von Material verschiedene Harz- (einschließlich Elastomer-) Plattenmaterialien, Gummiplattenmaterialien und Metallplattenmaterialien umfassen, die aus den gleichen oder verschiedenen Arten von Materialien wie ein Material der Fahrzeugkarosserie 3 hergestellt sind. Insbesondere kann die faserlaminierte Karosserie verwendet werden, da sie im Vergleich zu einem Metall oder einem Harz ein geringes Gewicht hat und eine ausgezeichnete schallabsorbierende und/oder schallisolierende Leistung aufweist. Daher kann der faserlaminierte Körper in geeigneter Weise als Material für das schallabsorbierende und - isolierende Element 13 verwendet werden. In dieser Ausführungsform kann das schallabsorbierende und isolierende Element 13 aus einem Material gebildet werden, in dem eine Vielzahl von Zellulosefasern in einem laminierten Zustand integriert sind. Als Zellulosefasern können Pflanzenfasern (Naturfasern), regenerierte Fasern, veredelte Fasern und/oder halbsynthetische Fasern verwendet werden. Unter Berücksichtigung der einfachen Rohstoffbeschaffung und der Recyclingfähigkeit können Cellulosefasern, die aus Zellstoff (später beschrieben) gewonnen werden, sinnvoll eingesetzt werden. Die Oberfläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 kann eine mäßige Härte aufweisen, da die Zellulosefasern dicht verwoben und integriert sind. Somit ermöglicht die Oberfläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 eine mäßige Schalldämmung des Innen- und Außenbereichs des Fahrzeuginnenraums.
  • [Verfahren zur Herstellung des schallabsorbierenden und isolierenden Elements]
  • Ein Verfahren zum Formen des in 3-5 gezeigten schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 kann in Abhängigkeit von einem zu verwendenden Material geeignet eingestellt werden. Zum Beispiel kann das schallabsorbierende und isolierende Element 13 in dieser Ausführungsform durch Zellstoffformen unter Verwendung eines Formwerkzeugs (nicht dargestellt) geformt werden. Das Formwerkzeug 60 kann eine Formfläche, die seine Außenfläche bildet, ein entlang der Formfläche angeordnetes Netzmaterial und einen in der Formfläche geöffneten Flüssigkeitsansaugteil aufweisen. Die Formfläche ist mit einer Vielzahl von konvexen Abschnitten versehen, die in einem geeigneten Abstand zur Bildung des Vorsprungs 15 angeordnet sind. Zwischen benachbarten konvexen Abschnitten ist ein flacher Teil zur Bildung der Bodenwand vorgesehen. Das Netzmaterial ist ein netzartiges Element, das den Durchgang der Flüssigkeit ermöglicht, aber im Wesentlichen den Durchgang der Zellulosefasern nicht zulässt. Das Netzmaterial ist so angeordnet, dass es fast die gesamte Oberfläche der Formfläche bedeckt. Das Flüssigkeitsansaugteil ist so konfiguriert, dass es Flüssigkeit in die Gussform ansaugt, wie später beschrieben. Das Flüssigkeitsansaugteil kann eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, die an geeigneten Positionen der Formoberfläche vorgesehen sind. Das Flüssigkeitsansaugteil kann eine Pumpe (nicht gezeigt) und einen Durchflusskanal (nicht gezeigt) in der Gussform haben, um die angesaugte Flüssigkeit an einen vorbestimmten Ort zu befördern.
  • Das Formwerkzeug wird in eine Rohflüssigkeit (später beschrieben) eingetaucht, die Zellulosefasern enthält. Dann wird die Flüssigkeit in der Rohflüssigkeit vom Flüssigkeitssaugteil durch das Netzmaterial gesaugt, um die Zellulosefasern auf das Netzmaterial zu laminieren. Nachdem die Formfläche beispielsweise in die Rohflüssigkeit eingetaucht ist, wird die Flüssigkeit in der Rohflüssigkeit durch das Flüssigkeitsansaugteil, das zur Formfläche hin geöffnet ist, angesaugt, wenn das Formwerkzeug auf den Kopf gestellt ist. Da die in der Rohflüssigkeit enthaltenen Zellulosefasern das Netzmaterial nicht durchdringen können, werden die Zellulosefasern allmählich auf das Netzmaterial laminiert. Nachdem eine gewünschte Menge der Zellulosefasern auf das Netzmaterial laminiert wurde, wird der Formstempel aus der Rohflüssigkeit gehoben. Anschließend werden die laminierten Zellulosefasern getrocknet, um sie zu integrieren. Auf diese Weise kann das in 5 gezeigte schallabsorbierende und isolierende Element 13 aus einem Material gebildet werden, in dem die Zellulosefasern in einem laminierten Zustand integriert sind. Zusätzlich ist der Vorsprung 15 mit dem Kommunikationsteil 30 (äußere Form) versehen, der sich in dem integrierten Zustand befindet. Anschließend wird das getrocknete schallabsorbierende und isolierende Element 13 aus dem Formwerkzeug entnommen. Das Kommunikationsteil 30 ist mit dem Durchgangsteil 32 versehen, so dass die Innenseite und die Außenseite des Vorsprungs 15 über das Durchgangsteil 32 miteinander kommunizieren können. Der Durchgangsteil 32 kann gleichzeitig mit dem Kommunikationsteil 30 ausgebildet werden. In diesem Fall kann ein stab- oder plattenförmiger Vorsprung zur Bildung des Durchgangsteils vorzugsweise von der Formfläche abstehen.
  • Die durchschnittliche Dickenabmessung (eine durchschnittliche laminierte Menge der Zellulosefasern nach dem Trocknen) des in 5 dargestellten schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 ist nicht besonders begrenzt, solange die richtige Steifigkeit des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 sichergestellt werden kann. Wenn das schallabsorbierende und isolierende Element 13 beispielsweise als Innenraummaterial eines Fahrzeugs verwendet wird, kann die durchschnittliche Dicke des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 im Allgemeinen in einem Bereich von 1,5 mm bis 15 mm festgelegt werden. Es ist wünschenswert, das mittlere Dickenmaß in einem Bereich von 2,0 mm bis 8,0 mm einzustellen, um ein geringes Gewicht sicherzustellen. Wenn ein Längenmaß L1 des Kommunikationsteils 30 durch das Dickenmaß der hinteren Seitenwand 22 sichergestellt wird, kann das Dickenmaß der hinteren Seitenwand 22, an der das Kommunikationsteil ausgebildet ist, unabhängig von den anderen Seitenwänden eingestellt werden. Somit kann das Dickenmaß der hinteren Seitenwand 22 in Abhängigkeit von der Leistung des Kommunikationsteils 30 angemessen eingestellt werden und von dem oben genannten Bereich des Dickenmaßes abweichen.
  • [Rohflüssigkeit]
  • Das Verfahren zur Herstellung der Rohflüssigkeit ist nicht besonders begrenzt. Als allgemeines Herstellungsverfahren kann jedoch, nachdem eine vorbestimmte Menge (z. B. eine Menge mit einem Feststoffgehalt von 0,5 Gew.-% oder mehr) an Zellstoff in Wasser gegeben wurde, die Mischung gerührt werden, bis sie in einen Schlammzustand übergeht. Der Zellstoff kann eine oder mehrere Arten von chemischem Zellstoff, mechanischem Zellstoff, AltpapierZellstoff oder Nicht-Holz-Zellstoff umfassen, die allein oder in Kombination verwendet werden können. Es ist wünschenswert, Altpapierzellstoff unter dem Gesichtspunkt des Recyclings oder ähnlichem zu verwenden. Zum Beispiel kann der Altpapierstoff einen defibrierten Altpapierstoff, einen defibrierten und deinkten Altpapierstoff oder einen defibrierten, deinkten und gebleichten Altpapierstoff enthalten. Die Rohstoffe des Altpapierbreis können aus ausgewählten Altpapieren oder unsortierten Altpapieren, wie hochwertigen Papieren, Papieren mittlerer Qualität, Papieren geringerer Qualität, Zeitungen, Prospekten und/oder Zeitschriften, gewonnen werden. Zum Beispiel kann der chemische Zellstoff einen ungebleichten Weichholz-Kraftzellstoff (NUKP), einen ungebleichten Hartholz-Kraftzellstoff (LUKP), einen gebleichten Weichholz-Kraftzellstoff (NBKP), einen gebleichten Hartholz-Kraftzellstoff (LBKP), einen halbgebleichten Weichholz-Kraftzellstoff (NSBKP), einen halbgebleichten Hartholz-Kraftzellstoff (LSBKP), einen Weichholz-Sulfit-Zellstoff oder einen Hartholz-Sulfit-Zellstoff enthalten. Der Holzstoff kann zum Beispiel ein Steinschliff (SGP), Drucksteinschliff (PGW), Refinermahlgut (RGP), Thermomahlgut (TGP), chemischer Mahlgut (CGP) oder thermomechanischer Mahlgut (TMP) sein. Der Nicht-Holz-Zellstoff kann zum Beispiel einen Zellstoff aus Nicht-Holz-Fasern wie Kenaf, Hanf oder Schilf enthalten.
  • Die Rohflüssigkeit kann einen Zusatzstoff enthalten, der zur Verbesserung der Leistung des in 5 dargestellten schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 beiträgt. Der Zusatzstoff kann beispielsweise ein Leimungsmittel, ein Papierverstärkungsmittel, wie ein Trockenpapierverstärkungsmittel und ein Nasspapierverstärkungsmittel, einen pH-Einsteller, einen Freigabeverbesserer, ein Entschäumungsmittel, ein Füllmittel, eine Retentionshilfe, ein antibakterielles Mittel, ein Antifungizid, einen Füllstoff und/oder einen Farbstoff enthalten. Insbesondere kann die Rohflüssigkeit vorzugsweise mindestens eines der folgenden Mittel enthalten: ein Leimungsmittel, das zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit beiträgt, indem es das Eindringen von Wasser verhindert, ein TrockenpapierVerstärkungsmittel, das zur Verbesserung der Bruchfestigkeit in trockenem Zustand beiträgt, und ein Nasspapier-Verstärkungsmittel, das zur Verbesserung der Festigkeit in nassem Zustand beiträgt. Beispiele für das Leimungsmittel können ein Leimungsmittel auf Harzbasis, ein Leimungsmittel auf AKD-Basis, ein Leimungsmittel auf Basis von Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA), ein Leimungsmittel auf Erdölbasis und ein neutrales Harzleimungsmittel umfassen. Beispiele für das trockene Papierverstärkungsmittel können ein Polymer auf Polyacrylamid-Basis wie ein anionisches Polyacrylamidharz, ein Polyvinylalkoholpolymer, eine kationische Stärke, modifizierte Stärken, Harnstoff-Formalin-Harz und Melamin-Formalin-Harz sein. Beispiele für das Nasspapier-Verstärkungsmittel können ein Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrin-Harz (oder ein modifiziertes Produkt davon) umfassen. Die Zugabemenge jedes Additivs in Bezug auf die Rohflüssigkeit ist nicht besonders begrenzt, solange dem schallabsorbierenden und isolierenden Element 13 die gewünschte Leistung verliehen werden kann. Zum Beispiel kann das Leimungsmittel in einem Bereich von 0,5-5 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 Gew.-% oder mehr, zugesetzt werden. Das trockene Papierverfestigungsmittel kann in einem Bereich von 0,5-5 Gew.-%, vorzugsweise 3,0 Gew.-% oder mehr, zugegeben werden. Das Papierfestigungsmittel für nasses Papier kann in einem Bereich von 2-15 Gew.-%, vorzugsweise 4,0 Gew.-% oder mehr, zugesetzt werden.
  • [Innenfläche und Außenfläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements]
  • Das auf diese Weise hergestellte schallabsorbierende und isolierende Element 13 der 3-5 hat die richtige Festigkeit und ist relativ leicht, da es aus einer Vielzahl von laminierten und integrierten Zellulosefasern gebildet ist. In Bezug auf 5 ist die Innenfläche 13a des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13, das auf der Seite des Netzmaterials angeordnet ist, aufgrund des Zellstoff-Formprozesses in einem relativ glatten Zustand ausgebildet. Dies liegt daran, dass die Innenfläche 13a in Kontakt mit dem Netzmaterial ausgebildet ist. Im Gegensatz dazu weist die äußere Oberfläche 13b des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 im Vergleich zur inneren Oberfläche 13a eine größere Oberflächenrauhigkeit auf, da die Zellulosefasern ungleichmäßig laminiert werden können. Daher ist die äußere Oberfläche 13b im Vergleich zur inneren Oberfläche 13a, die auf der gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, hervorragend in der Diffusionsleistung von reflektiertem Schall. Aufgrund dieser Struktur ist es möglich, eine Situation, in der der Nachhall eines Schalls in einer bestimmten Richtung wiederholt wird und in der der Schall verstärkt wird, weitestgehend zu vermeiden. Beim Einbau des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 ist es wünschenswert, dass die Außenfläche 13b zum zweiten Trennelement 12 (Fahrzeuginnenseite) und die Innenfläche 13a zum ersten Trennelement 11 gerichtet ist. Dadurch wird die Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum verbessert.
  • [Beschaffenheit des schallabsorbierenden und isolierenden Elements]
  • In dem in 1 gezeigten Fahrzeug 2 ist die schallabsorbierende und -isolierende Struktur 10 in einem Boden 4a des Fahrzeuginnenraums 4 zum Zweck der Absorption und Isolierung von Geräuschen vorgesehen, die von der Innenseite und der Außenseite des Fahrzeuginnenraums abgegeben werden, die unterschiedliche Schallquellen sind. Die in 2 gezeigte schallabsorbierende und -isolierende Struktur 10 kann die Geräusche unter Ausnutzung des Helmholtz-Resonanzprinzips absorbieren, wobei der erste Raum 41, der zweite Raum 42 und das Kommunikationsteil 30 verwendet werden, wie später beschrieben wird. Es ist erwünscht, dass eine solche schallabsorbierende und -isolierende Struktur 10 den von verschiedenen Schallquellen abgestrahlten Schall mit einem relativ einfachen Aufbau effizienter absorbieren und isolieren kann.
  • [Erster Raum, Zweiter Raum]
  • In der in 2 dargestellten schallabsorbierenden und isolierenden Struktur 10 hat das schallabsorbierende und isolierende Element 13 eine Vielzahl von hohlen Vorsprüngen 15, die so gebogen sind, dass sie abwechselnd mit dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 in Kontakt gebracht werden. Die mehreren Vorsprünge 15 ragen so hervor, dass sie den Spalt zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 ausfüllen. Der erste Raum 41 und der zweite Raum 42 werden zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 gebildet. Der erste Raum 41 im Vorsprung 15 wird durch das erste Trennelement 11 geschlossen. Der zweite Raum 42 ist zwischen benachbarten Vorsprüngen 15 vorgesehen und wird durch das zweite Trennelement 12 verschlossen. Der erste Raum 41 und der zweite Raum 42 sind so konfiguriert, dass sie den auf den Kommunikationsteil 30 auftreffenden Schall unter Ausnutzung des Helmholtz-Resonanzprinzips dämpfen und absorbieren. In der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur 10 ist das schallabsorbierende und isolierende Element 13 so gebogen, dass es eine Vielzahl von Vorsprüngen 15 bildet, so dass die Räume 41, 42 durch Verwendung der Trennelemente 11, 12 bereitgestellt werden können.
  • Der in 2 dargestellte erste Raum 41 und der zweite Raum 42 sind über das Kommunikationsteil 30, das aus einem Teil des Vorsprungs 15 gebildet ist, miteinander verbunden. Das Kommunikationsteil 30 verbindet die Innenseite des Vorsprungs 15 mit der Außenseite des Vorsprungs 15. Die zweite Öffnung OP2 des Kommunikationsteils 30 ist an der hinteren Seitenwand 22 des Vorsprungs 15 vorgesehen, die zwischen dem ersten Trennelement 11 und dem zweiten Trennelement 12 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Struktur des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 vereinfacht werden, indem das Kommunikationsteil 30 unter Verwendung eines Teils des Vorsprungs 15 gebildet wird, verglichen mit einem schallabsorbierenden und isolierenden Element, bei dem das Kommunikationsteil 30 und der Vorsprung 15 getrennt sind. Die zweite Öffnung OP2 des Kommunikationsteils 30 ist am hinteren Seitenwandteil 22 vorgesehen und ist oberhalb des ersten Trennelements 11 und unterhalb des zweiten Trennelements 12 angeordnet. So kann verhindert werden, dass der Kommunikationsteil 30 durch die Trennelemente 11, 12 blockiert wird. Auf diese Weise kann die schallabsorbierende und -isolierende Struktur 10 dieser Ausführungsform einen relativ einfachen Aufbau haben, der eine effiziente Absorption und Isolierung der Geräusche ermöglicht, die von der Innenseite und der Außenseite des Fahrzeuginnenraums abgegeben werden, die unterschiedliche Schallquellen sind.
  • [Helmholtz-Resonanz-Prinzip]
  • Wir beschreiben das Helmholtz-Resonanz-Prinzip anhand des in 6 dargestellten Helmholtz-Resonators 50. Der Helmholtz-Resonator 50 kann durch die Konfiguration eines Innenraums 51 und eines Kommunikationsteils 52 des Resonators eine Frequenz des zu absorbierenden Schalls definieren. In diesem Helmholtz-Resonator 50 ist V (cm3) als ein Innenvolumen des Innenraums 51, L (cm) als eine Länge des Kommunikationsteils 52, a (cm2) als ein Radius der Öffnung OP des Kommunikationsteils 52 und c (cm/s) als die Schallgeschwindigkeit definiert. Die Frequenz f (Hz) des auf das Kommunikationsteil 52 auftreffenden Schalls kann gemäß der folgenden Formel (1) ermittelt werden. Der Helmholtz-Resonator 50 kann Schall mit dieser Frequenz f absorbieren. Die Frequenz f ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel aus dem Volumen V des Innenraums 51 und der Länge L des Kommunikationsteils 52. Die Frequenz f ist direkt proportional zur Quadratwurzel aus der Öffnungsfläche πa2 (Öffnungsverhältnis) des Kommunikationsteils 52. f = ( c / 2 π ) × ( π a 2 / ( V ( L × 0,6 a ) ) )
    Figure DE112019004796T5_0001
  • Die Volumina des ersten Raums 41 und des zweiten Raums 42, die in 11 dargestellt sind, können entsprechend der Frequenz des zu dämpfenden Schalls eingestellt werden. Zum Beispiel kann in dieser Ausführungsform das Längsabstandsmaß (Längslänge der Bodenwand 14) zwischen den Vorsprüngen 15 so eingestellt werden, dass es kleiner ist als das Längsmaß eines jeden Vorsprungs 15. Dadurch kann das Volumen des ersten Raumes 41 größer sein als das des zweiten Raumes 42. Gemäß dem Helmholtz-Resonanz-Prinzip kann bei gemeinsamer Nutzung des Kommunikationsteils 30 ein relativ tieffrequenter Schall in dem ersten Raum 41 mit einem größeren Volumen gedämpft werden, und ein relativ hochfrequenter Schall kann in dem zweiten Raum 42 mit einem kleineren Volumen gedämpft werden.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Helmholtz-Resonanz-Prinzip nimmt die Frequenz f (Hz) des einfallenden Schalls allmählich ab, wenn der Kommunikationsteil 52 des Resonators verlängert wird. In dieser Ausführungsform ist der Kommunikationsteil 30 an der geneigten hinteren Seitenwand 22 vorgesehen, wie in 2 und 5 gezeigt. Somit kann die Konfiguration (Länge, Ausrichtung usw.) des Kommunikationsteils 30 je nach dem zu absorbierenden Schall relativ frei geändert werden. Beispielsweise kann die Längenabmessung L1 des Kommunikationsteils 30 vergrößert werden und von der hinteren Seitenwand 22 abstehen, um einen niederfrequenten Schall effizient zu absorbieren. Wenn das Kommunikationsteil 30 in vertikaler Richtung ausgefahren wird, kann sich das Kommunikationsteil 30 auf natürliche Weise von der geneigten hinteren Seitenwand 22 nach oben erstrecken. Darüber hinaus trennen sich benachbarte Vorsprünge 15 allmählich voneinander in einer nach oben gehenden Richtung, wie in 2 gezeigt. Wenn sich das Kommunikationsteil 30 von der hinteren Seitenwand 22 nach hinten erstreckt, kann somit verhindert werden, dass das Kommunikationsteil 30 mit der vorderen Seitenwand 21 des hinter ihm positionierten Vorsprungs 15 in Konflikt gerät. Daher kann bei dieser Ausführungsform das Längenmaß L1 des Kommunikationsteils 30 in Abhängigkeit von dem zu absorbierenden Schall relativ frei verändert werden. Diese Konfiguration kann bevorzugt werden, insbesondere um niederfrequente Töne zu absorbieren.
  • [Dämmung und Absorption von Schall, der von der Außenseite des Fahrzeuginnenraums abgestrahlt wird (Fahrzeugaußenschall)]
  • Die in 2 gezeigte schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 ist mit der oben beschriebenen Beschaffenheit versehen, so dass Schall, der von verschiedenen Schallquellen ausgeht, effizient absorbiert und isoliert werden kann. In 7 wird zum Beispiel ein Fahrzeugaußengeräusch SD1, das von einer Schallquelle außerhalb des Fahrzeuginnenraums (erste Schallquelle) abgestrahlt wird, von der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur 10 absorbiert und isoliert. Der fahrzeugaußenseitige Schall SD1 wird durch das erste Trennelement 11 und den Vorsprung 15 (jede Wand) isoliert, wenn er sich in Richtung Fahrzeuginnenraum bewegt (obere Seite in der Abbildung). Dann wird der Fahrzeugaußenschall SD1, der auf das Kommunikationsteil 30 trifft, im zweiten Raum 42 absorbiert. Zu diesem Zeitpunkt fällt der Fahrzeugaußenschall SD1 von der ersten Öffnung OP1 im ersten Raum 41 auf das Durchgangsteil 32. Der Fahrzeugaußenschall SD1 tritt dann über die zweite Öffnung OP2 in den zweiten Raum 42 ein. In dieser Ausführungsform wird die zweite Öffnung OP2 nicht durch eines der Trennelemente 11, 12 verschlossen. So kann der Fahrzeugaußenschall SD 1 effizient vom zweiten Raum 42 absorbiert werden. Der zweite Raum 42 hat ein kleineres Volumen. Daher kann der zweite Raum 42 einen relativ hochfrequenten Schall, wie z. B. ein Straßengeräusch mit einem hohen Schallfrequenzbereich bis zu einem mittleren Schallfrequenzbereich, effizient absorbieren.
  • [Dämmung und Absorption von Schall, der aus dem Fahrzeuginnenraum abgestrahlt wird (Fahrzeuginnenraumgeräusch)]
  • Bezug nehmend auf 7 kann die schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 den Fahrzeuginnenraumschall SD2 absorbieren und isolieren, der von einer Schallquelle im Inneren des Fahrzeuginnenraums (zweite Schallquelle) ausgeht. Der Fahrzeuginnenraumschall SD2 wird durch das zweite Trennelement 12 und den Vorsprung 15 (jede Wand) isoliert, wenn er sich in Richtung der Außenseite des Fahrzeuginnenraums bewegt (untere Seite in ). Außerdem trifft der Fahrzeuginnenraumschall SD2 auf das Kommunikationsteil 30 und wird im ersten Raum 41 absorbiert. Zu diesem Zeitpunkt trifft der Fahrzeuginnenschall SD2 von der zweiten Öffnung OP2 auf den Durchgangsteil 32. Der Fahrzeuginnenschall SD2 tritt dann über die erste Öffnung OP1 in den ersten Raum 41 ein. Auch in diesem Fall ist die zweite Öffnung OP2 nicht durch eines der Trennelemente 11, 12 verschlossen. So kann der Fahrzeuginnenschall SD2 effizient vom ersten Raum 41 absorbiert werden. Der erste Raum 41 hat ein größeres Volumen. Daher kann der erste Raum 41 Schall mit relativ niedriger Frequenz effizient absorbieren. Im Fahrzeuginnenraum 4 ist zusätzlich zum Fahrzeuginnenraumschall SD2 ein Reflexionsschall des Fahrzeugaußenschalls SD1 enthalten. Daher ist das schallabsorbierende und -isolierende Element 13 der vorliegenden Ausführungsform in einem Zustand angeordnet, in dem die Außenfläche 13b, die eine unebene Form aufweist, zum Inneren des Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs 2 gerichtet ist. Die äußere Oberfläche 13b hat eine weitgehend ungleichmäßige Form und weist eine hervorragende Schalldiffusionsleistung auf. Die schallabsorbierende und -isolierende Struktur 10 kann dazu verwendet werden, den Fahrzeuginnenraumschall SD2 und den Reflexionsschall zu isolieren, wobei die Verstärkung des Nachhallschalls oder ähnliches so weit wie möglich vermieden wird. Auf diese Weise kann die schallabsorbierende und isolierende Struktur 10 zur Verbesserung der Geräuscharmut im Fahrzeuginnenraum 4 eingesetzt werden.
  • Wie oben beschrieben, kann das schallabsorbierende und isolierende Element 13 so gebogen werden, dass es die Vielzahl von Vorsprüngen 15 bildet. Der erste Raum 41 und der zweite Raum 42 können durch die Verwendung von Trennelementen 11, 12 gebildet werden. Diese Anordnung ist geeignet, den von der ersten Schallquelle und der zweiten Schallquelle ausgehenden Schall zu absorbieren. Da der kommunizierende Teil 30 durch einen Teil des Vorsprungs 15 gebildet wird, kann der Aufbau des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 im Vergleich zu einem schallabsorbierenden und isolierenden Element, bei dem sie getrennt sind, vereinfacht werden. Außerdem kommunizieren der erste Raum 41 und der zweite Raum 42 miteinander über den Kommunikationsteil 30, der in der Seitenwand (22) des Vorsprungs 15 geöffnet ist. So kann verhindert werden, dass der Kommunikationsteil 30 durch eines der Trennelemente 11, 12 blockiert wird. Das schallabsorbierende und isolierende Element 13 dieser Ausführungsform besteht aus einem laminierten Körper aus Zellulosefasern, der eine ausgezeichnete schallabsorbierende und isolierende Leistung aufweist. Dies trägt zur Gewichtsreduzierung bei, verglichen mit dem schallabsorbierenden und isolierenden Element 13, das aus Harz und/oder Metall hergestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Vorsprung 15 eine Hut-Querschnittsform, und mindestens eine der beiden Seitenwände (z.B. 21, 22) ist geneigt. Auf diese Weise kann die Festigkeit des schallabsorbierenden und isolierenden Elements 13 strukturell verbessert werden. Die zweite Öffnung OP2 des Kommunikationsteils 30 ist an der schrägen Seitenwand (z. B. 22) vorgesehen. Dadurch kann die Konfiguration des Kommunikationsteils 30 relativ frei verändert werden. Da in dieser Ausführungsform die Außenfläche 13b eine relativ große Unebenheit aufweist, ist sie auf der Fahrzeuginnenseite angeordnet. Dadurch kann der aus dem Fahrzeuginnenraum 4 abgestrahlte Schall besser absorbiert und isoliert werden. Somit kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der von einer Vielzahl von Schallquellen abgestrahlte Schall durch eine relativ einfache Konfiguration effizient absorbiert und isoliert werden.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Hinsichtlich der Elemente einer schallabsorbierenden und isolierenden Struktur 10A der zweiten Ausführungsform, die im Wesentlichen die gleichen sind wie die der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur der ersten Ausführungsform, werden die Details weggelassen, indem ihnen entsprechende Referenzsymbole hinzugefügt werden. Die in 8 dargestellte schallabsorbierende und isolierende Struktur 10A hat ein erstes Trennelement 11, ein zweites Trennelement 12 und ein schallabsorbierendes und isolierendes Element 13A. Dies sind die gleichen Grundkonfigurationen wie bei der ersten Ausführungsform. Das schallabsorbierende und isolierende Element 13A hat eine Vielzahl von Vorsprüngen 15A, eine Bodenwand 14 und eine Vielzahl von Kommunikationsteilen 30A. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich dadurch, dass das Kommunikationsteil 30A an der Deckenwand 20 des Vorsprungs 15A vorgesehen ist.
  • Das heißt, der in 8 und 9 gezeigte Vorsprung 15A hat eine Deckenwand 20, die eine obere Fläche bildet, vier Seitenwände (eine vordere Seitenwand 21, eine hintere Seitenwand 22, eine rechte Seitenwand 23, eine linke Seitenwand 24), die Umfangsflächen bilden, und ein Kommunikationsteil 30A. Der Kommunikationsteil 30Aist an der Deckenwand 20 vorgesehen und hat seriell einen ersten Durchgang 33 und einen zweiten Durchgang 34. Der erste Durchgang 33 ist ein allgemein kreisförmiges Durchgangsloch, das die Deckenwand 20 in der Dickenrichtung (vertikale Richtung) durchdringt. An einem unteren Ende des ersten Durchgangs 33 ist eine erste Öffnung OP1 vorgesehen, die zum ersten Raum 41 hin geöffnet ist. Der zweite Durchgang 34 ist ein nutenartig vertiefter Abschnitt, der an einer Außenfläche 13b der Deckenwand 20 vorgesehen ist. Der zweite Durchgang 34 erstreckt sich im Allgemeinen geradlinig vom ersten Durchgang 33 in Richtung der hinteren Seitenwand 22. Ein vorderes Ende des zweiten Durchgangs 34 ist mit einem hinteren Teil des oberen Endes des ersten Durchgangs 33 verbunden. Die zweite Öffnung OP2 ist an einem hinteren Ende des zweiten Durchgangs 34 vorgesehen. Die zweite Öffnung OP2 ist an einer dem zweiten Raum 42 zugewandten Position an einer oberen Kante der hinteren Seitenwand 22 geöffnet. Die zweite Öffnung OP2 ist oberhalb des ersten Trennelements 11 und unterhalb des zweiten Trennelements 12 angeordnet. Auf diese Weise kommunizieren der erste Raum 41 und der zweite Raum 42 auch über das Kommunikationsteil 30A, das in dieser Ausführungsform an der hinteren Seitenwand 22 mündet, miteinander. So kann verhindert werden, dass der Kommunikationsteil 30A durch die Trennelemente 11, 12 blockiert wird.
  • In dieser Ausführungsform kann die Konfiguration des in 8 und 9 gezeigten Kommunikationsteils 30A in Abhängigkeit von dem zu absorbierenden Schall relativ frei verändert werden, indem die Positionen und/oder Längen des ersten Durchgangs 33 und des zweiten Durchgangs 34 angepasst werden. Beispielsweise kann das Längenmaß des Kommunikationsteils 30A vergrößert werden, um niederfrequente Töne zu absorbieren. In diesem Fall kann der erste Durchgang 33 an einer Vorderseite der mittleren Position der Deckenwand 20 vorgesehen werden, um den zweiten Durchgang 34 zu verlängern. Auf diese Weise kann die Längenabmessung des Kommunikationsteils 30A entsprechend angepasst werden, um länger zu sein. Alternativ kann die Längenabmessung des Kommunikationsteils 30A verringert werden, um hochfrequenten Schall zu absorbieren. In diesem Fall kann der erste Durchgang 33 auf einer Rückseite der zentralen Position der Deckenwand 20 vorgesehen werden, um den zweiten Durchgang 34 zu verkürzen. Infolgedessen kann die Längenabmessung des Kommunikationsteils 30A entsprechend kurz eingestellt werden. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform die Konfiguration des Kommunikationsteils 30A durch Einstellen der Positionen und der Längen der jeweiligen Durchgänge 33, 34 der Deckenwand 20 relativ frei verändert werden. Insbesondere kann in der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn die Dickenabmessung der Deckenwand 20 (die Längenabmessung des ersten Durchgangs) bestimmten Beschränkungen unterliegt, die Längenabmessung des Kommunikationsteils 30A in Abhängigkeit von dem zu absorbierenden Schall relativ frei geändert werden. In dieser Ausführungsform kann, obwohl ein einzelner erster Durchgang 33 vorgesehen ist, wie in 8 gezeigt, eine Vielzahl von ersten Durchgängen an dem zweiten Durchgang vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform kann, obwohl ein einzelner zweiter Durchgang 34 vorgesehen ist, wie in 9 gezeigt, eine Vielzahl von zweiten Durchgängen mit dem ersten Durchgang verbunden werden.
  • [Modifizierte Ausführungsform]
  • Das schallabsorbierende und isolierende Element kann zusätzlich zu der oben beschriebenen Konfiguration verschiedene Konfigurationen annehmen. Zum Beispiel ist in der oben beschriebenen Ausführungsform in jedem Vorsprung ein Kommunikationsteil mit im Wesentlichen derselben Konfiguration vorgesehen. Die Konfiguration (Längenabmessung, Öffnungsbereich usw.) des Kommunikationsteils kann jedoch für jeden Vorsprung geändert werden. Zum Beispiel kann das schallabsorbierende und isolierende Element mit Vorsprüngen (normaler Vorsprung) versehen sein, die die gleiche Konfiguration wie in jeder Ausführungsform haben, und auch einen anderen Vorsprung aufweisen. Der andere Vorsprung kann kommunizierende Teile haben, die in der Längenabmessung kürzer sind als die des normalen Vorsprungs. Auf diese Weise kann der andere Vorsprung so konfiguriert sein, dass er relativ hochfrequente Töne absorbiert. Alternativ oder zusätzlich können die anderen Vorsprünge kommunizierende Teile haben, die in der Längenabmessung länger sind als die des normalen Vorsprungs. Auf diese Weise kann der andere Vorsprung so konfiguriert sein, dass er relativ niederfrequente Töne absorbiert. So kann das schallabsorbierende und isolierende Element eine Vielzahl von Kommunikationsteilen mit unterschiedlicher Konfiguration für jeden Vorsprung haben, so dass ein breiter Bereich von Schallfrequenzen absorbiert werden kann.
  • [Testbeispiele]
  • Obwohl die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf Testbeispiele beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Testbeispiele beschränkt. Die folgende Tabelle 1 zeigt Wirkungen von Zusatzstoffen. Tabelle 2 zeigt Ergebnisse von Tests zur Gewichtsreduzierung. 10 zeigt ein Diagramm mit Ergebnissen von Tests zur Schallabsorptionscharakteristik. Im Diagramm von 10 zeigen eine erste Schallabsorptionskoeffizientenkurve I und eine zweite Schallabsorptionskoeffizientenkurve II Messergebnisse von Beispiel 1, und eine dritte Schallabsorptionskoeffizientenkurve III zeigt ein Messergebnis von Vergleichsbeispiel 1. 11 und 12 zeigen Diagramme, die Ergebnisse der Prüfung der Schallabsorptionscharakteristik der Beispiele 2 bis 11 zeigen. 13 zeigt ein Diagramm, das ein Ergebnis des Bewertungstests der Additive zeigt.
  • [Beispiel 1]
  • Das schallabsorbierende und isolierende Element von Beispiel 1 wurde durch Zellstoffformung hergestellt. Bei diesem Herstellungsverfahren wurde eine Rohflüssigkeit verwendet. Bei der Rohflüssigkeit handelte es sich um eine Aufschlämmung, bei der eine vorgegebene Menge Altpapierbrei in Wasser gegeben wurde. Das schallabsorbierende und isolierende Element hatte eine plattenartige Form, wie in 2 bis 5 gezeigt. Eine Vielzahl von Vorsprüngen war in etwa gleichen Abständen vorgesehen. Jeder Vorsprung hatte ein Gewicht von ca. 1 g. Das Innenvolumen (Volumen des ersten Raums) jedes Vorsprungs wurde auf 6 cm3 festgelegt. Das Volumen des zweiten Raums wurde so eingestellt, dass es kleiner ist als das des ersten Raums. Wie in 5 dargestellt, wurde ein Kommunikationsteil an einer hinteren Seitenwand des Vorsprungs vorgesehen. Eine Längenabmessung des Kommunikationsteils wurde auf 0,3 cm festgelegt. Die Öffnungsabmessung des Durchgangsteils wurde auf einen Durchmesser von 20 mm eingestellt.
  • [Beispiele 2 bis 8]
  • Für die schallabsorbierenden und isolierenden Elemente der Beispiele 2 bis 8 wurde die Anzahl der Kommunikationsteile (Durchgangsteile) für jedes Beispiel geändert. Dies ermöglicht die Beobachtung von Änderungen der schallabsorbierenden Leistung in Abhängigkeit vom Öffnungsverhältnis. In den Beispielen 2 bis 9 wurde das in 8 gezeigte schallabsorbierende und isolierende Element verwendet, das mit drei Vorsprüngen versehen war. Jeder Vorsprung hatte ein Gewicht von ca. 4 g. Das Innenvolumen (Volumen des ersten Raums) jedes Vorsprungs wurde auf 21,4 cm3 festgelegt. Das Öffnungsmaß des Durchgangsteils wurde mit einem Durchmesser von 3 mm festgelegt. Die anderen Konfigurationen in den Beispielen 2 bis 8 waren die gleichen wie die von Beispiel 1. In Beispiel 2 hatte jeder Vorsprung einen Kommunikationsteil. In Beispiel 3 hatte jeder Vorsprung zwei Kommunikationsteile. In Beispiel 4 hatte jeder Vorsprung drei Kommunikationsteile. In Beispiel 5 hatte jeder Vorsprung vier Kommunikationsteile. In Beispiel 6 hatte jeder Vorsprung fünf Kommunikationsteile. In Beispiel 7 hatte jeder Vorsprung sechs Kommunikationsteile. In Beispiel 8 hatte jeder Vorsprung acht Kommunikationsteile.
  • [Beispiele 9 bis 11]
  • Für das schallabsorbierende und isolierende Element der Beispiele 9 bis 11 wurde jede Längenabmessung des Kommunikationsteils in jedem Beispiel geändert. Dies ermöglicht die Beobachtung von Änderungen in der schallabsorbierenden Leistung aufgrund der unterschiedlichen Längenabmessungen des Kommunikationsteils. Die anderen Konfigurationen des schallabsorbierenden und isolierenden Elements der Beispiele 9 bis 11 waren die gleichen wie die von Beispiel 6 (mit fünf Kommunikationsteilen). In Beispiel 9 war jedes der fünf Kommunikationsteile mit einem Durchgangsteil mit einem Öffnungsmaß von 3 mm im Durchmesser versehen, und ein Längenmaß jedes Kommunikationsteils wurde auf 2,5 mm festgelegt. In Beispiel 10 wurde jedes der fünf Kommunikationsteile mit einem Durchgangsteil mit einer Öffnungsabmessung von 3 mm im Durchmesser versehen, und eine Längenabmessung jedes Kommunikationsteils wurde auf 5 mm eingestellt. In Beispiel 11 wurde jedes der fünf Kommunikationsteile mit einem Durchgangsteil mit einer Öffnungsabmessung von 3 mm im Durchmesser versehen, und eine Längenabmessung jedes Kommunikationsteils wurde auf 7,5 mm eingestellt.
  • [Vergleichsbeispiel]
  • Das schallabsorbierende und isolierende Element von Vergleichsbeispiel 1 war nur in seiner Deckenwand mit einem Durchgangsloch (20 mm Durchmesser) versehen, das dem Kommunikationsteil entspricht. Die anderen Bedingungen waren im Wesentlichen die gleichen wie bei Beispiel 1.
  • [Prüfung der Schallabsorptionseigenschaften]
  • Bei der Prüfung der Schallabsorptionscharakteristik wurde ein vertikal einfallendes Schallabsorptionskoeffizienten-Messgerät (Nittobo Acoustic Engineering Co., Ltd., WinZacMTX) verwendet. Die Messbedingungen wurden auf 100 bis 1600 Hz / ϕ 99,3 mm eingestellt. Das schallabsorbierende und isolierende Element aus Beispiel 1 wurde auf einem Messtisch so angeordnet, dass seine Deckenwandseite nach oben gerichtet ist. In diesem Zustand wurde der Schall von oberhalb des schallabsorbierenden und isolierenden Elements (entsprechend der Innenseite des Fahrzeuginnenraums) abgestrahlt und sein Schallabsorptionskoeffizient bestimmt (siehe die erste Schallabsorptionskoeffizientenkurve I in 10). Weiterhin wurde das schallabsorbierende und isolierende Element aus Beispiel 1 in einem Zustand auf den Messtisch gelegt, in dem das schallabsorbierende und isolierende Element auf den Kopf gestellt war. Das heißt, die Deckenwand wurde auf den Messtisch gelegt. In diesem Zustand wurde der Schall von oberhalb des schallabsorbierenden und isolierenden Elements (entsprechend der Außenseite des Fahrzeuginnenraums) abgestrahlt und sein Schallabsorptionskoeffizient bestimmt (siehe die zweite Schallabsorptionskoeffizientenkurve II in 10). Weiterhin wurde das Schallabsorptions- und Dämmelement aus Vergleichsbeispiel 1 in einem Zustand auf den Messtisch gelegt, in dem das Schallabsorptions- und Dämmelement auf den Kopf gestellt war. Das heißt, die Deckenwand wurde auf den Messtisch gelegt. In diesem Zustand wurde der Schall von oberhalb des schallabsorbierenden und isolierenden Elements (entsprechend der Außenseite des Fahrzeuginnenraums) abgestrahlt und sein Schallabsorptionsgrad bestimmt (siehe die dritte Schallabsorptionsgradkurve III in BILD 10). Auch das schallabsorbierende und isolierende Element der Beispiele 2 bis 11 wurden jeweils so auf den Messtisch gelegt, dass ihre Deckenwandseite nach oben gerichtet war, und der Schallabsorptionskoeffizient wurde unter den Bedingungen von 100 bis 1600 Hz / ϕ 99,3 mm bestimmt.
  • [Bewertungstest von Additiven (Referenzbeispiele 1 bis 4)]
  • Um die Wirkung der Additive zu bewerten, wurden Prüfkörper (vertikale Länge: 40 mm, seitliche Länge: 25 mm und Dickenmaß: 3 mm) der Referenzbeispiele 1 bis 4 hergestellt. Die Prüfkörper wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt. In Referenzbeispiel 1 wurde eine Rohflüssigkeit ohne Zusatzstoffe verwendet. In den Referenzbeispielen 2-4 enthielt die Rohflüssigkeit verschiedene Zusatzstoffe. Insbesondere enthielt die Rohflüssigkeit von Referenzbeispiel 2 3,3 Gew.-% eines trockenen Papierverfestigungsmittels, 4 Gew.-% eines nassen Papierverfestigungsmittels, 1,0 Gew.-% eines Leimungsmittels und 0,5 Gew.-% eines pH-Einstellers. Die Rohflüssigkeit des Referenzbeispiels 3 enthielt 3,3 Gew.-% eines trockenen Papierfestigungsmittels, 8 Gew.-% eines nassen Papierfestigungsmittels, 1,0 Gew.-% eines Leimungsmittels und 0,5 Gew.-% eines pH-Einstellmittels. Die Rohflüssigkeit des Referenzbeispiels 4 enthielt 3,3 Gew.-% eines trockenen Papierfestigungsmittels, 12 Gew.-% eines nassen Papierfestigungsmittels, 3,3 Gew.-% eines Leimungsmittels und 0,5 Gew.-% eines pH-Einstellmittels. In diesem Test wurde ein anionisches Polyacrylamidharz (SEIKO PMC CORPORATION, Produkt: DA 4104) als Trockenverstärker, Polyamid-Polyamin-Epichlorhydrinharz (SEIKO PMC CORPORATION, Produkt: WS4020) wurde als das nasse Papierverfestigungsmittel verwendet, ein Leimungsmittel auf AKD-Basis, das hauptsächlich ein Alkylketendimer (SEIKO PMC CORPORATION, Produkt: AD1639) umfasst, wurde als Leimungsmittel verwendet, und Natriumhydrogencarbonat wurde als pH-Einstellmittel verwendet.
  • Als Bewertungstest der Additive wurde die Biegefestigkeit der Prüfkörper jedes Referenzbeispiels bestimmt. Bei diesem Test wurde eine Prüfmaschine für einen Drei-Punkt-Biegetest (SHIMADZU CORPORATION, Produkt: AG-X) verwendet. Der Abstand zwischen den Drehpunkten wurde auf 20 mm und die Kopfgeschwindigkeit auf 0,5 mm/min eingestellt. Außerdem wurde jedes Teststück der Referenzbeispiele 1 und 2 400 Stunden lang einer Umgebung von 80 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, damit es sich verschlechtert. Die Biegefestigkeit wurde nach der Verschlechterung gemäß der oben beschriebenen Methode bestimmt.
  • [Test zur Bestimmung, ob das Gewicht reduziert wird (Referenzbeispiele 5 und 6)]
  • Wir haben die in 14 gezeigten Prüfmuster aus verschiedenen Materialien für einen Test vorbereitet, um festzustellen, ob sich das Gewicht der Prüfmuster verringert hat. Das Prüfmuster ist ein plattenförmiges Element, das als Schutz für einen Kabelbaum verwendet wird. Die Prüfmuster haben, von oben gesehen, eine allgemein rechteckige Form. Die Prüfmuster sind mit hohlen Vorsprüngen versehen, die parallel entlang ihrer Längsrichtung angeordnet sind. Der Prüfling des Referenzbeispiels 5 ist ein plattenförmiger Körper aus Polypropylen (PP). Der Probekörper des Referenzbeispiels 6 besteht aus einem Material, in das Zellulosefasern in laminiertem Zustand integriert sind, wie in Beispiel 1. Das Prüfmuster des Referenzbeispiels 6 ist so geformt, dass es im Wesentlichen die gleiche Steifigkeit (Biegefestigkeit) aufweist wie das Prüfmuster des Referenzbeispiels 5, indem seine Dickenabmessung oder ähnliches angepasst wird. Eine Gewichtsreduktionsrate des Testmusters von Referenzbeispiel 6 wurde durch die folgende Gleichung 2 berechnet. Eine Rate zur Verringerung des spezifischen Gewichts der Testprobe des Referenzbeispiels 6 wurde durch die folgende Gleichung 3 berechnet. Gleichung 2 : ( Gewichtsreduktionsrate ) = ( ( Gewicht des Pr u ¨ fmusters von Referenzbeispiel  5 ) − ( Gewicht des Pr u ¨ fmusters von Referenzbeispiel  6 ) ) / ( Gewicht des Pr u ¨ flings von Referenzbeispiel  5 ) × 100
    Figure DE112019004796T5_0002
     Gleichung 3 : ( Verringerungsrate der spezifischen Dichte ) = ( ( spezifische  Dichte der Testprobe von Referenzbeispiel  5 ) − ( spezifische Dichte der Testprobe von Referenzbeispiel  6 ) ) / ( Spezifische Dichte der Testprobe von Referenzbeispiel  5 ) × 100
    Figure DE112019004796T5_0003
  • Tabelle 1
    Referenzbeispiel 1 Referenzbeispiel 2 Referenzbeispiel 3 Referenzbeispiel 4
    Trockenpapierverfestigungsmittel (Gew%) - 3,30 3,30 3,30
    N asspapierverfestigungsmittel (Gew%) - 4 8 12
    Leimmittel (Gew%) - 1,00 1,00 3,30
    pH-Einstellmittel (Gew%) - 0,50 0,50 0,50
    Durchschnittl. Biegefestigkeit (N) 104,8 169,7 177,4 189
    Durchschnittl. Biegefestigkeit (N) nach Verschlechterung 52 111,7 - -
  • Tabelle 2
    Material Gewicht Gewichtsreduktionsrate Spezifische Dichte Reduktionsrate der spezif. Dichte
    Referenzbeispiel 5 Polypropylene 98 g - 0,9 -
    Referenzbeispiel 6 Zellulosefasern 64g 35% 0,41 54%
  • [Testergebnisse und Diskussion]
  • Unter Bezugnahme auf 10 wurde die Schallabsorptionskoeffizientenkurve (die erste Schallabsorptionskoeffizientenkurve I) für Beispiel 1 ermittelt. Wenn die Deckenwandseite (entsprechend der Innenseite des Fahrzeuginnenraums) des schallabsorbierenden und isolierenden Elements nach oben gerichtet ist, hat die erste Schallabsorptionskoeffizientenkurve I aufgrund einer schallabsorbierenden Wirkung des ersten Raums eine scharfe Spitze um 700 Hz. Wenn das schallabsorbierende und isolierende Element aus Beispiel 1 auf den Kopf gestellt wurde, wurde die Schallabsorptionskoeffizientenkurve (die zweite Schallabsorptionskoeffizientenkurve II) mit einer scharfen Spitze um 900 Hz aufgrund der schallabsorbierenden Wirkung des zweiten Raums erhalten. Es wird angenommen, dass dieses Ergebnis dadurch verursacht wird, dass der erste Raum und der zweite Raum durch den in der Seitenwand des Vorsprungs gebildeten Kommunikationsteil miteinander in Verbindung stehen. Es wird auch angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Öffnung des Kommunikationsteils nicht durch einen Testtisch (der im Test als Trennelement fungiert) verschlossen wird. So haben wir festgestellt, dass Geräusche, die von verschiedenen Schallquellen emittiert werden, durch eine relativ einfache Konfiguration, zum Beispiel durch die schallabsorbierende und isolierende Struktur, die mit dem schallabsorbierenden und isolierenden Element der ersten Ausführungsform gebildet wird, effizient absorbiert und isoliert werden können.
  • Mit Bezug auf 10 hat das schallabsorbierende und isolierende Element von Vergleichsbeispiel 1 im Allgemeinen einen niedrigeren Schallabsorptionskoeffizienten, verglichen mit dem schallabsorbierenden und isolierenden Element von Beispiel 1. Weiterhin hat das schallabsorbierende und isolierende Element des Vergleichsbeispiels 1 eine allgemein breite Schallabsorptionskoeffizientenkurve (die dritte Schallabsorptionskoeffizientenkurve III). Daher wird das schallabsorbierende und isolierende Element des Vergleichsbeispiels 1 als eher ungeeignet für die effiziente Absorption von Schall einer bestimmten Frequenz angesehen. Man nimmt an, dass dieses Ergebnis darauf zurückzuführen ist, dass das in der Deckenwand gebildete Durchgangsloch durch den Testtisch blockiert wird. Nur zur Information: Wenn anstelle des schallabsorbierenden und isolierenden Elements ein Oberflächenmaterial aus Filz mit einer Dicke von 13 mm verwendet wurde, war der Schallabsorptionskoeffizient niedriger als der des schallabsorbierenden und isolierenden Elements von Vergleichsbeispiel 1. Außerdem war die Kurve des Schallabsorptionskoeffizienten des Oberflächenmaterials aus Filz im Allgemeinen breit.
  • Unter Bezugnahme auf 11 wurden Schallabsorptionskoeffizientenkurven mit einer scharfen Spitze von dem schallabsorbierenden und isolierenden Element der Beispiele 2 bis 8 erhalten. Als Ergebnis jeder Ausführungsform haben wir festgestellt, dass die Spitze der Schallabsorptionskoeffizientenkurve in Richtung eines Hochfrequenzbereichs verschoben werden kann, indem die Anzahl der Kommunikationsteile erhöht wird, um das Öffnungsverhältnis zu erhöhen. Folglich ist es leicht abzuschätzen, dass die Spitze der Schallabsorptionsfrequenz breiter gemacht werden kann, um einen breiteren Bereich von Schallfrequenzen zu absorbieren, indem eine Kombination von Vorsprüngen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kommunikationsteilen (Öffnungsverhältnissen) verwendet wird. Wir haben festgestellt, dass, wenn das schallabsorbierende und isolierende Element mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist, der oben erwähnte Effekt erzielt werden kann, indem die Konfiguration des kommunizierenden Teils für jeden Vorsprung unterschiedlich gestaltet wird.
  • Unter Bezugnahme auf 12 wurden Schallabsorptionskoeffizientenkurven mit einer scharfen Spitze von dem schallabsorbierenden und isolierenden Element aus Beispiel 9 bis 11 erhalten. Als Ergebnis jeder Ausführungsform haben wir festgestellt, dass die Spitze der Schallabsorptionskoeffizientenkurve durch Vergrößerung der Längenabmessung des Kommunikationsteils in Richtung eines niedrigen Frequenzbereichs verschoben werden kann. Als Ergebnis der obigen Ausführungen lässt sich leicht abschätzen, dass die Spitze der Schallabsorptionsfrequenz breiter gemacht werden kann, um einen breiteren Bereich von Schallfrequenzen zu absorbieren, indem eine Kombination von Vorsprüngen mit unterschiedlichen Längenabmessungen für die Kommunikationsteile verwendet wird. Wir haben festgestellt, dass, wenn das schallabsorbierende und isolierende Element mit einer Vielzahl von Vorsprüngen versehen ist, der oben erwähnte Effekt erzielt werden kann, indem die Konfiguration des Kommunikationsteils für mindestens einige der Vorsprünge unterschiedlich gestaltet wird.
  • Unter Bezugnahme auf Tabelle 1 und 13 haben wir beim Vergleich des Prüfkörpers von Referenzbeispiel 1 mit den Prüfkörpern der Referenzbeispiele 2-4 festgestellt, dass die durchschnittliche Biegefestigkeit durch die Zugabe von Additiven verbessert wurde. Vergleicht man die Teststücke der Referenzbeispiele 1 und 2, so stellt man fest, dass durch die Zugabe der Additive die durchschnittliche Biegefestigkeit sowohl vor der Verschlechterung als auch nach der Verschlechterung verbessert wurde. Des Weiteren lässt sich leicht abschätzen, dass die Wasserbeständigkeit der Prüfkörper der Referenzbeispiele 2 bis 4 durch Zugabe eines Schlichtemittels im Vergleich zu Referenzbeispiel 1 verbessert werden kann. So haben wir festgestellt, dass verschiedene Arten von Zusatzstoffen hinzugefügt werden können, um die Leistung verschiedener Eigenschaften des schallabsorbierenden und isolierenden Elements zu verbessern. Unter Bezugnahme auf Tabelle 2 wurde das Gewicht und das spezifische Gewicht des Testmusters von Referenzbeispiel 6 im Vergleich zum Testmuster von Referenzbeispiel 5 deutlich reduziert. So haben wir festgestellt, dass ein schallabsorbierendes und isolierendes Element aus Zellulosefasern die gleiche Steifigkeit wie ein schallabsorbierendes und isolierendes Element aus Harz aufweist und gleichzeitig zu einer Gewichtsreduzierung beiträgt.
  • Das schallabsorbierende und isolierende Element dieser Ausführungsform ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und andere verschiedene Ausführungsformen sind verfügbar. In dieser Ausführungsform wurde die Konfiguration (Form, Größe, Anordnung, Anordnungsanzahl usw.) der schallabsorbierenden und isolierenden Struktur 10 beispielhaft dargestellt. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die Konfiguration des schallabsorbierenden und isolierenden Elements dieser Ausführungsform einzuschränken. Beispielsweise kann ein schallabsorbierendes und isolierendes Element, das als Komponente eines Fahrzeugs fungiert, an einer Fahrzeugkarosserie, einschließlich eines Bodens, einer Decke und einer Seitenwand eines Fahrzeuginnenraums, oder an einem Teil einer Instrumententafel, einer Säulenverkleidung, einer Konsole, einer Türverkleidung oder einer anderen Komponente des Fahrzeugs installiert werden. Das schallabsorbierende und - dämmende Element kann auch in einem Abschnitt oder ähnlichem zur Abtrennung des Fahrzeuginnenraums und einer anderen Fahrzeuginnenraumstruktur (wie z. B. einem Kofferraum, einem Motorraum usw.) installiert werden. Die erste Schallquelle und die zweite Schallquelle können separat an der Innenseite des Fahrzeuginnenraums bzw. an der Außenseite des Fahrzeuginnenraums angeordnet sein, oder beide können an der Innenseite des Fahrzeuginnenraums angeordnet sein. Jedes Trennelement kann einen Teil einer Komponente des Fahrzeugs darstellen oder von dieser Komponente verschieden sein. Die Formen und/oder Größen des schallabsorbierenden und -dämmenden Elements und jedes Trennelements können je nach Verwendungszweck (z. B. schalldämmend, verstärkend, erhöhend usw.) und/oder der geforderten schallabsorbierenden Leistung und der schalldämmenden Leistung entsprechend eingestellt werden.
  • Obwohl die Konfiguration (Form, Größe, Anordnung, Anzahl usw.) des Vorsprungs 15 und des Kommunikationsteils 30 usw. für die vorliegende Ausführungsform beispielhaft dargestellt wurde, ist es nicht beabsichtigt, die Konfiguration dieser Komponenten zu begrenzen. Beispielsweise kann der Vorsprung eine beliebige von verschiedenen dreidimensionalen Formen haben, wie z. B. eine rechteckige Säulenform (Säulenform) einschließlich einer abgestumpften quadratischen Pyramidenform, einer rechteckigen Quaderform, einer kubischen Form, einer zylindrischen Form, einer Kegelstumpfform, einer hohlzylindrischen Form oder einer Halbkugelform. Jeder der mehreren Vorsprünge kann eine individuelle Form und/oder Abmessung haben. Das schallabsorbierende und isolierende Element kann verformt werden, indem es gebogen und/oder gekrümmt wird, entsprechend der Form jedes Vorsprungs. Das schallabsorbierende und isolierende Element kann mindestens eine schräge Seitenwand aufweisen, so dass sein Querschnitt einen Hutquerschnitt bildet. In dieser Ausführungsform kann nur die hintere Seitenwand geneigt sein. Die Seitenwände können geradlinig geneigt sein oder gebogen und geneigt wie eine Treppe oder ähnliches. Die Seitenwände können gekrümmt sein, so dass sie gekrümmte Flächen bilden. In jeder Wand des Vorsprungs können mehrere oder ein einziges Kommunikationsteil ausgebildet sein. Bei der ersten Ausführungsform kann der Kommunikationsteil beispielsweise in der vorderen Seitenwand, der hinteren Seitenwand, der rechten Seitenwand und/oder der linken Seitenwand ausgebildet sein. Die schallabsorbierende und isolierende Struktur kann zwei oder mehr erste Räume und einen oder mehrere zweite Räume aufweisen. Das Volumen eines jeden dieser Räume kann unabhängig eingestellt werden. Wenn mehrere zweite Räume vorhanden sind, kann in dem schallabsorbierenden und isolierenden Element eine Trennwand zur Unterteilung der benachbarten zweiten Räume vorgesehen werden. Die zweiten Räume können durch eine Rippe oder ähnliches unterteilt werden, die auf dem Trennelement vorgesehen ist.
  • Obwohl das Verfahren zur Herstellung des schallabsorbierenden und isolierenden Elements in dieser Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, soll das Herstellungsverfahren nicht eingeschränkt werden. Die schallabsorbierende und isolierende Struktur der vorliegenden Ausführungsform kann für verschiedene Strukturen, wie z. B. ein Haus oder eine Schallschutzwand, sowie für Fahrzeugkomponenten, wie z. B. Innen- und/oder Außenteile eines Fahrzeugs, verwendet werden.

Claims (5)

  1. Eine schallabsorbierende und isolierende Struktur, umfassend: ein schallabsorbierendes und isolierendes Element, ein erstes Trennelement, das zwischen dem schallabsorbierenden und isolierenden Element und einer ersten Schallquelle vorgesehen ist, und ein zweites Trennelement, das zwischen dem schallabsorbierenden und isolierenden Element und einer zweiten Schallquelle vorgesehen ist, wobei: das schallabsorbierende und isolierende Element ein plattenartiges Element ist, das dadurch gebildet wird, dass es so gebogen wird, dass es abwechselnd mit dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement in Kontakt gebracht wird, wobei das schallabsorbierende und isolierende Element eine Vielzahl von hohlen Vorsprüngen aufweist, die so vorstehen, dass sie einen Spalt zwischen dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement füllen, zwischen dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement erste Räume und ein zweiter Raum gebildet werden, jeder der ersten Räume, die innerhalb eines jeweiligen Vorsprungs gebildet werden, durch das erste Trennelement geschlossen wird, der zweite Raum, der zwischen benachbarten Vorsprüngen vorgesehen ist, durch das zweite Trennelement geschlossen wird, jeder der ersten Räume mit dem zweiten Raum durch ein Kommunikationsteil verbunden ist, das als Teil jedes der Vorsprünge ausgebildet ist, jedes der Kommunikationsteile so konfiguriert ist, dass es eine Innenseite des Vorsprungs mit einer Außenseite des Vorsprungs verbindet, und eine Öffnung jedes der zum zweiten Raum geöffneten Kommunikationsteile an einer Seitenwand des zwischen dem ersten Trennelement und dem zweiten Trennelement angeordneten Vorsprungs vorgesehen ist.
  2. Schallabsorbierende und isolierende Struktur nach Anspruch 1, wobei das schallabsorbierende und isolierende Element aus einem Material hergestellt ist, in dem eine Vielzahl von Zellulosefasern in einem laminierten Zustand integriert sind.
  3. Schallabsorbierende und isolierende Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei: jeder Vorsprung ein zylindrischen Abschnitt mit einer Hut-Querschnittsform ist und ein Paar gegenüberliegende Seitenwände aufweist; und eine Seitenwand des Paars gegenüberliegender Seitenwände mit der Öffnung des Kommunikationsteils versehen ist und so geneigt ist, dass sich die eine Seitenwand allmählich von der anderen Seitenwand in einer Richtung von dem zweiten Trennelement zu dem ersten Trennelement trennt.
  4. Schallabsorbierende und isolierende Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei: jeder Vorsprung eine plattenförmige Deckenwand aufweist, die das zweite Trennelement in einem Zustand berührt, in dem es an diesem anliegt, jedes Kommunikationsteil an der entsprechenden Deckenwand vorgesehen ist, jedes Kommunikationsteil seriell einen ersten Durchgang und einen zweiten Durchgang aufweist, jeder erste Durchgang sich in einer Dickenrichtung der entsprechenden Deckenwand erstreckt, um mit dem entsprechenden ersten Raum zu kommunizieren, und jeder zweite Durchgang in der entsprechenden Deckenwand nutenförmig ausgebildet ist und zur entsprechenden Seitenwand hin geöffnet ist.
  5. Schallabsorbierende und isolierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das erste Trennelement, das zweite Trennelement und das schallabsorbierende und isolierende Element einen Teil eines Fahrzeugs bilden; das schallabsorbierende und isolierende Element aus einem Material besteht, in das eine Vielzahl von Zellulosefasern in einem laminierten Zustand integriert sind, und eine Außenfläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements, die sich auf einer Fahrzeuginnenseite des Fahrzeugs befindet, im Vergleich zu einer Innenfläche des schallabsorbierenden und isolierenden Elements, die sich gegenüber der Außenfläche befindet, unebener ist.
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