JP2000010569A - 遮音壁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通気性と遮音性に優れた遮音壁構造を提供す
る。 【解決手段】 自動車のエンジンルームのアンダーカバ
ーに適用される遮音壁４であって、この遮音壁４は間隔
を置いて配置された２枚の遮音板５を有し、この各遮音
板５に貫通し、且つ、対向する位置に開口部６ａ、６
ｂ、７ａ、７ｂを設け、この開口部６ａ、６ｂ、７ａ、
７ｂの開口面積Ｓを、音速をｃ、遮音を目的とする音の
主周波数をｆとし、 【数１】 として、ｋ・ａ＝１．４とする値に設定し、且つ、遮音
壁４の板厚ｔをｋ・ｔ＜１．７４の条件を満たす値に設
定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通気性を保持しな
がら遮音効果を発揮しうる遮音壁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２及び図１３に示すように、一般的
な自動車１においては、エンジンルーム２の下部にアン
ダーカバー３が取付けられている。このアンダーカバー
３は、自動車１下部の空力特性を向上させ、又、エンジ
ンルーム２内の部品を跳ね上げられた小石等から保護す
る機能を持つと共に、エンジンルーム２から車外に放射
される騒音を抑制する遮音機能を有している。そして、
このアンダーカバー３の遮音効果はその面積が大きなも
のほど増大する。しかしながら、アンダーカバー３の面
積を大きくするほどエンジンルーム２の下部が密閉され
ることになり、エンジンルーム２内が高温となって、部
品耐久性上好ましくない状態を招く恐れがある。以上の
点を考慮して本出願人は、図１４に示す特開平７−１７
５４８５号公報に開示する遮音壁構造を先に提案した。

【０００３】図１４において、遮音壁４は間隔を置いて
対向する２枚の遮音板５を有し、この各遮音板５には互
いに対抗する複数の開口部６ａ、６ｂ，７ａ，７ｂが貫
通して設けられている。各開口部６ａ、６ｂ，７ａ、７
ｂの半分６ｂ、７ｂは筒部８で連通され、筒部８と略同
一断面の内面を有している。又、各開口部６ａ、６ｂ、
７ａ、７ｂの他の半分６ａ、７ａは一部突出筒部８ａを
有するが、上述のような筒部８で連通されずに一対の遮
音板５間の空間を介して連通している。

【０００４】即ち、図１５に示すように、筒部８を有さ
ない各開口部６ａ、７ａで構成される振動系は、開口部
６ａ、７ａの空気９の空気質量ｍと遮音壁部５間の空気
層の空気ばね１０とで２自由度の振動系を構成し、又、
筒部８を有する各開口部６ｂ、７ｂで構成される振動系
は、開口部６ｂ、７ｂから筒部８にかけての空気１１全
体が空気質量Ｍとして働き、１自由度の振動系を構成し
ている。

【０００５】上記構成において、遮音壁４の一方側から
音が入射すると、この入射波は各開口部６ａ、６ｂ、７
ａ、７ｂを介して他方側に透過される。ここで、筒部８
で連通されない各開口部６ａ、６ｂへの入射波はその周
波数が振動系の共振周波数を越えると透過波の位相が１
８０度反転して出力される。一方、筒部８で連通された
各開口部６ｂ、７ｂは共振点を持たないため、その入射
波と同じ位相で透過波が出力される。従って、両透過波
はその干渉効果によって減音される。

【０００６】即ち、上記従来例は、遮音壁４に形成され
る空気の振動系をコントロールすることにより、入射波
の振動入力に対する透過波の振動応答の反共振を積極的
に利用して、この透過波振動を最適化したものである。

【０００７】また、本出願人は、同機能を異なる構成で
達成できるものとして、図１６（ａ）、（ｂ）に示す特
開平８−１０３６０号公報に開示する遮音壁４も先に提
案した。

【０００８】図１６（ａ）、（ｂ）において、一対の遮
音板５の対抗する開口部６ｂ、７ｂ間は全て筒部８で連
通されており、この各筒部８には小孔１２が形成されて
いる。この小孔１２を介して筒部８内は空間部１３と連
通している。即ち、開口部６ｂ、７ｂ及び筒部８内の中
央部分の空気全体が１自由度振動系を、開口部６ｂ、７
ｂ及び筒部８内の中央部分以外の空気の空気質量と空間
部１３の空気層の空気ばねとで２自由度振動系をそれぞ
れ構成している。

【０００９】この他の従来例では、上記した従来例のよ
うに透過波の振動応答の反共振を作り出すのに小孔１２
を用い、開口部６ｂ、７ｂ及び筒部８で形成される１つ
の穴内で反共振を得るものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の遮音壁４に
よる騒音制御手段は、その得られる通気性と遮音性とい
う機能から産業的に利用価値が高いものであるが、さら
に優れたものが望まれている。

【００１１】そこで、本発明は、通気性と遮音性に優れ
た遮音壁構造の提供を課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、遮音
板に貫通する開口部を設けて、該開口部を透過する透過
波を減衰させる空気振動系を構成した遮音壁構造におい
て、上記開口部の開口面積を入射波の周波数とその透過
損失との変化のピークに基づいて設定したことを特徴と
する。

【００１３】従って、開口部の開口面積を、入射波の周
波数とその透過損失との変化のピークが遮音を目的とす
る音の主周波数に一致するよう設定することによって、
開口部に存在する空気の空気振動にひきずられる開口部
近傍の付加的空気質量が大きくなり、開口部の幾何学的
に決定される空気質量と上記付加的空気質量とのトータ
ル空気質量が大きくなり、このトータル空気質量の大き
な慣性力によって遮音を目的とする音の主周波数成分が
十分に減衰される。又、開口部を介して遮音板の一方側
から他方側に相互に空気が流通する。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１記載の遮音壁
構造であって、上記開口部の開口面積Ｓを入射波の周波
数とその透過損失との変化のピークに基づく設定は、音
速をｃ、遮音を目的とする音の主周波数をｆとし、

【数２】 として、ｋ・ａの値が１．２〜１．６の範囲となる値に
設定したことを特徴とする。

【００１５】従って、請求項１の発明の作用に加え、ｋ
・ａの値が１．２〜１．６の範囲となる値に開口部の開
口面積が設定されており、入射波の周波数とその透過損
失との変化のピークエリアが、遮音を目的とする音の主
周波数に一致するため、遮音を目的とする音の主周波数
成分が十分に減衰される。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２記載の遮音壁
構造であって、ｋ・ａの値は、１．２〜１．６の範囲の
内の１．４の値であることを特徴とする。

【００１７】従って、請求項２の発明の作用に加え、ｋ
・ａの値が１．４の場合にあっては、入射波の周波数と
その透過損失との変化のピークが、遮音を目的とする音
の主周波数に一致するため、遮音を目的とする音の主周
波数成分がさらに十分に減衰される。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１〜３記載の遮
音壁構造であって、遮音壁を間隔を置いて対向する少な
くとも２枚の遮音板とし、前記開口部を遮音板に貫通
し、且つ、互いに対向する位置に設け、上記空気振動系
は、上記開口部の空気質量と上記遮音板間の空気層の空
気ばねとでなる２自由度振動系と、対向する遮音板間で
当該開口部と略同一断面の内面を有する筒部により連通
され、この筒部内及び各当該開口部の空気質量による１
自由度振動系とからなることを特徴とする。

【００１９】従って、請求項１〜３の発明の作用に加
え、開口部を略同一断面の内面を有する筒部で連通させ
た部分は共振点を持たない１自由度振動系を構成するた
め、この部分を通過する透過波は入射波との位相ずれは
ない一方、空気質量と空気ばねとでなる振動系を通過し
た透過波は位相がずれ、両透過波は相互に打ち消し合う
ことになる。

【００２０】請求項５の発明は、請求項１〜３記載の遮
音壁構造であって、上記空気振動系は、対向する遮音板
間で当該開口部と略同一断面の内面を有する筒部により
連通されると共にこの筒部に小孔が設けられ、上記筒部
内及び各当該開口部の中央部分の空気質量による１自由
度振動系と、上記小孔を介して連通する遮音板間の空気
層の空気ばねとによる２自由度振動系とからなることを
特徴とする。

【００２１】従って、請求項１〜３の発明の作用に加
え、開口部への入射波の内、小孔を通らない波は入射波
との位相ずれはない一方、小孔を通り反射してきた波は
入射波との位相がずれ、両波は相互に打ち消し合うこと
になる。

【００２２】請求項６の発明は、請求項１〜５記載の遮
音壁構造であって、最も外側に配置された遮音板の両外
面間の間隔ｔは、ｋ＝２πｆ／ｃとすると、ｋ・ｔ＜
１．７４の条件を満たす値に設定したことを特徴とす
る。

【００２３】従って、請求項１〜５の発明の作用に加
え、ｔがｋ・ｔ＜１．７４の条件を満たす値では、気柱
共鳴が発生しない。

【００２４】請求項７の発明は、請求項１〜３記載の遮
音壁構造であって、上記空気振動系は、対向する遮音板
間に区画壁が設けられ、この区画壁で対向する開口部間
に構成される空気層の容量が２種類とされ、上記開口部
の空気質量と上記遮音板間の空気層の空気ばねとでなる
２種類の２自由度振動系からなることを特徴とする。

【００２５】従って、請求項１〜３の発明の作用に加
え、２種類の振動系にあって空気層の容量が２種類のた
め互いの共振周波数が異なり、入射波の周波数が振動系
の共振周波数を越えると透過波の位相は１８０度反転す
ることより、２種類の振動系を通過した透過波は位相が
ずれ、両透過波は相互に打ち消し合うことになる。

【００２６】請求項８の発明は、請求項１〜７記載の遮
音壁構造であって、上記開口部の開口形状は、円形であ
ることを特徴とする。

【００２７】従って、請求項１〜７記載の発明の作用に
加え、上記開口部の開口形状が円形であるため、実際の
効果が理論値に近づく。

【００２８】請求項９の発明は、請求項１〜８記載の遮
音壁構造であって、上記各開口部の開口形状及び開口面
積は、同一であることを特徴とする。

【００２９】従って、請求項１〜８記載の発明の作用に
加え、上記各開口部の開口形状及び開口面積が同一であ
るため、各開口部において音が均質に減衰される。

【００３０】請求項１０の発明は、請求項９記載の遮音
壁構造であって、上記各開口部は、互いに等間隔に配置
されたことを特徴とする。

【００３１】従って、請求項９記載の発明の作用に加
え、上記各開口部は、互いに等間隔に配置されたため、
全体に亘って音が均一に減衰される。

【００３２】請求項１１の発明は、請求項１〜１０記載
の遮音壁構造であって、上記遮音壁は、自動車のエンジ
ンルームのアンダーカバーの少なくとも一部であること
を特徴とする。

【００３３】従って、請求項１〜１０記載の発明の作用
に加え、エンジンルームからの音が外部に対して遮音さ
れ、又、エンジンルームからの熱が開口部から放熱され
る。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明では、開口部の開口面積
を、入射波の周波数とその透過損失との変化のピークが
遮音を目的とする音の主周波数に一致するよう設定する
ことによって、開口部に存在する空気の空気振動にひき
ずられる開口部近傍の付加的空気質量が大きくなり、開
口部の幾何学的に決定される空気質量と上記付加的空気
質量とのトータル空気質量が大きくなり、このトータル
空気質量の大きな慣性力によって遮音を目的とする音の
主周波数成分が十分に減衰されるため、効率良く遮音で
きる。又、開口部を介して遮音板の一方側から他方側に
相互に空気が流通するため、通気性も確保される。

【００３５】請求項２の発明では、請求項１の発明の効
果に加え、開口部の開口面積をｋ・ａの値が１．２〜
１．６の範囲になるよう設定したので、入射波の周波数
とその透過損失との変化のピークエリアが、遮音を目的
とする音の主周波数に一致することにより、遮音を目的
とする音の主周波数成分が十分に減衰されるため、効率
良く遮音できる。

【００３６】請求項３の発明では、請求項２の発明の効
果に加え、ｋ・ａの値が１．４の場合にあっては、入射
波の周波数とその透過損失との変化のピークが、遮音を
目的とする音の主周波数に一致することにより、遮音を
目的とする音の主周波数成分が最大限に減衰されるた
め、最も効率良く遮音できる。

【００３７】請求項４の発明では、請求項１〜３の発明
の効果に加え、開口部を略同一断面の内面を有する筒部
で連通させた部分は共振点を持たない１自由度振動系を
構成するため、この部分を通過する透過波は入射波との
位相ずれはない一方、空気質量と空気ばねとでなる振動
系を通過した透過波は位相がずれ、両透過波が相互に打
ち消し合うことによって遮音される。

【００３８】請求項５の発明では、請求項１〜３の発明
の効果に加え、開口部への入射波の内、小孔を通らない
波は入射波との位相ずれはない一方、小孔を通り反射し
てきた波は入射波との位相がずれ、両波が相互に打ち消
し合うことによって遮音される。

【００３９】請求項６の発明では、請求項１〜５の発明
の効果に加え、最も外側に配置された遮音板の両外面間
の間隔ｔがｋ・ｔ＜１．７４の条件を満たす値にあって
は、気柱共鳴が発生しないため、透過損失が著しく低下
せず、効率良く遮音できる。

【００４０】請求項７の発明では、請求項１〜３の発明
の効果に加え、２種類の振動系にあって空気層の容量が
２種類のため互いの共振周波数が異なり、入射波の周波
数が振動系の共振周波数を越えると透過波の位相は１８
０度反転することより、２種類の振動系を通過した透過
波は位相がずれ、両透過波が相互に打ち消し合うことに
よって遮音される。

【００４１】請求項８の発明では、請求項１〜７記載の
発明の効果に加え、実際の効果が理論値に近づくため、
遮音板の設計精度が向上する。

【００４２】請求項９の発明では、請求項１〜８記載の
発明の効果に加え、各開口部において音が均質に減衰さ
れるため、安定した遮音性能を確保できる。

【００４３】請求項１０の発明では、請求項９記載の発
明の効果に加え、全体に亘って音が均一に減衰されるた
め、安定した遮音性能を確保できる。

【００４４】請求項１１の発明では、請求項１〜１０記
載の発明の効果に加え、上記遮音板が自動車のエンジン
ルームのアンダーカバーの少なくとも一部であるため、
エンジンルームからの音が外部に対して遮音され、又、
エンジンルームからの熱が開口部から放熱される。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００４６】図１は本発明の第１実施の形態に係る遮音
壁構造を示す一部破断の斜視図、図２はその空気振動系
を示す概念図である。図１及び図２において、第１実施
の形態に係る遮音壁構造は上記従来例と略同一構成を有
し、従来例と同一構成部分は同一符号を付してその説明
を省略し、異なる構成部分のみを説明する。即ち、この
第１実施の形態では、各開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ
の開口面積は、入射波の周波数とその透過損失との変化
のピークに基づいて設定されている。又、各開口部６
ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの開口形状及び開口面積はすべて
直径がφ（＝２ａ）の円形の同一のものとして構成され
ている。更に、各開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂは水平
・垂直方向共に互いに等間隔に配置されている。

【００４７】次に、各開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの
開口面積を、入射波の周波数とその透過損失との変化の
ピークに基づいて設定することの意味について説明す
る。

【００４８】上記構成において、遮音壁４の一方側から
音が入射すると、この入射波は各開口部６ａ、６ｂ、７
ａ、７ｂを介して他方側に透過波として出力される。開
口部６ｂ、７ｂで構成される振動系は、開口部６ｂ、７
ｂ及び筒部８内に存在する空気１１全体が空気質量Ｍと
して働き、１自由度の振動系を構成することになるが、
開口部６ｂ、７ｂ及び筒部８内に存在する空気は、振動
する際に周囲の空気もひきずるためにその空気質量Ｍは
大きくなる。又、開口部６ａ、７ａで構成される振動系
は、各開口部６ａ、７ａの空気質量ｍと遮音板５間の空
気層の空気ばね１０とによる２自由度の振動系を構成す
ることになるが、開口部６ａ、７ａに存在する空気９
は、振動する際に周囲の空気もひきずるためにその空気
質量ｍは大きくなる。

【００４９】詳細には、図３に示すように、１枚の遮音
板２０にその板厚方向に貫通する開口部２１を複数開口
した場合を想定する。すると、図４に示すように、幾何
学的に決定される板厚ｔ分の空気質量と、開口部２１に
存在する空気の空気振動にひきずられる開口部２１近傍
の厚さｔ´分の付加的空気質量とのトータル空気質量Ｍ
が実質的な空気質量になる。従って、この付加的空気質
量が大きければその慣性力による大きな透過損失が得ら
れることになる。

【００５０】ここで、付加的空気質量を決定する厚さｔ
´は開口部２１の開口径が大きいほど大きくなり、この
結果、同一開口面積比率を持つ遮音板２０では理論的に
開口部２１の開口径に応じて図５に示すような値が得ら
れる。

【００５１】図５（ａ）は２００ｍｍの正方形の遮音板
２０に、直径φが２４ｍｍの開口部２１を１６個形成し
た場合が示され、これと同一開口面積比率を持つべく直
径φが１２ｍｍの開口部２１を６４個形成したもの、直
径φが１６ｍｍの開口部２１を３６個形成したもの、直
径φが３２ｍｍの開口部２１を９個形成したものについ
てそれぞれ計算すると、図５（ｂ）に示すような周波数
に対する透過損失特性が得られる。つまり、同一開口面
積比率を持つ遮音板２０でも開口径が大きいほどに、
又、周波数が高いほどに大きな透過損失を得られる。

【００５２】ところが、上記した各開口径の遮音板２０
を用いて実際に透過損失を測定すると、図６に示すよう
な結果が得られた。つまり、一定の周波数以下では計算
結果と略同じ結果が得られるが、一定の周波数から上に
なると計算結果と異なり透過損失が急激に下がり始め
る。

【００５３】従って、この実際の測定結果より、図１に
おける開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの開口面積を、入
射波の周波数とその透過損失との変化のピークに基づい
て設定することによって、具体的には入射波の周波数と
その透過損失との変化のピークが、遮音を目的とする音
の主周波数（低減を目的とする周波数帯域の中心周波
数）に一致するよう設定する。すると、開口部６ａ、６
ｂ、７ａ、７ｂに存在する空気の空気振動にひきずられ
る開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ近傍の付加的空気質量
が大きくなる。

【００５４】具体的には、１自由度振動系における開口
部６ｂ、７ｂ及び筒部８内の幾何学的に決定される空気
質量と上記付加的空気質量とのトータル空気質量が大き
くなり、又、２自由度振動系における開口部６ａ、６ｂ
の幾何学的に決定される空気質量と上記付加的空気質量
とのトータル空気質量が大きくなり、このトータル空気
質量の大きな慣性力によって遮音を目的とする音の主周
波数成分が十分に減衰され、且つ、２自由度振動系の共
振周波数を越える周波数では透過波は入射波に対して１
８０度位相が反転することより、互いの透過波が打消し
合って効率良く遮音できる。

【００５５】また、遮音を目的とする音の主周波数（低
減を目的とする周波数帯域の中心周波数）より２自由度
振動系の共振周波数を低く設定することにより、遮音を
目的とする音の主周波数の遮音を効率良く行うことがで
きるが、遮音効果を低い周波数から持たせるためには、
空気質量ｍと空気ばねとからなる振動系の共振周波数を
小さくする必要がある。そして、振動系の共振周波数は
上記空気質量ｍを大きくすることにより小さくできるた
め、第１実施の形態によれば開口部６ａ、６ｂの肉厚を
厚くすることなく共振周波数を低くすることができる。
又、開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂを介して遮音壁４の
一方側から他方側に相互に空気が流通するため、通気性
も確保される。従って、一方側からの熱が開口部６ａ、
６ｂ、７ａ、７ｂから放熱される。

【００５６】再び図３〜図６に戻り、実際に透過損失が
急激に下がり始める手前の一定の周波数は、直径φが３
２ｍｍのものでは４．８ｋＨｚ、直径φが２４ｍｍのも
のでは６．３ｋＨｚ、直径φが１６ｍｍのものでは９．
２ｋＨｚであり、周波数ｆと開口半径ａとの間には、ｋ
＝２πｆ／ｃとすると、ｋ・ａ＝１．４の関係がある。
ここで、ｃ（ｍ／ｓｅｃ）は音速であり、音速は雰囲気
温度で変化するため、雰囲気温度をｎ（℃）として次の
式により定義する。

【００５７】

【数３】 従って、開口部２１の開口面積を、遮音を目的とする音
の主周波数に基づきｋ・ａの値が１．２〜１．６の範囲
となるよう設定すれば、入射波の周波数とその透過損失
との変化のピークエリアが遮音を目的とする音の主周波
数に一致することになり、遮音を目的とする音の主周波
数成分が十分に減衰されるため、効率良く遮音できる。
又、遮音を目的とする音の主周波数に基づきｋ・ａの値
が１．４の値となるよう設定すれば、遮音を目的とする
音の主周波数成分が最大限に減衰される。第１実施の形
態にあって、開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの開口面積
を、ｋ・ａの値が１．２〜１．６の範囲、特に１．４の
値となるよう設定すれば、最大限の減衰効果が得られ
る。

【００５８】また、遮音板２０の板厚ｔを大きくし、開
口部２１を管路形状にすると、ある一定の周波数以上で
１次から高次の気柱共鳴が発生し、透過損失が著しく低
下する。従って、この気柱共鳴周波数未満の周波数が遮
音を目的とする音の主周波数となるよう設定することに
より、気柱共鳴が発生しないため、透過損失が著しく低
下せず、効率良く遮音できる。

【００５９】ここで、開口部２１の管路長は、図４に示
したように、音響的には実際の長さｔに対し付加長さｔ
´が加わる。この付加長さｔ´は、放射インピーダンス
Ｚｒの虚部Ｉｍ（Ｚｒ）を用いて、ｔ´＝（２／ｋ）・
｛Ｉｍ（Ｚｒ）／ρｃＳ｝で示される。ｋ・ａ＝１．４
の場合、Ｉｍ（Ｚｒ）／ρｃＳ＝０．７である。気柱共
鳴周波数が発生しない条件は波長λとして、ｔ＋ｔ´＜
λ／２＝ｃ／２ｆの式より求められる。

【００６０】従って、ｔ＜ｃ／２ｆ−０．７・（２／
ｋ）＝（π／ｋ）＝（π−１．４）／ｋとなり、これを
整理すると、ｋ・ｔ＜１．７４となる。つまり、ｋ・ｔ
＜１．７４の条件で使用することで、最大限の効果が得
られる。一例として２ｋＨｚの音を対象とした場合、音
速ｃ＝３４３．４ｍ／ｓｅｃとして、ｔ＝４７．６ｍｍ
以下が適当になる。第１実施の形態にあって、一対の遮
音板５の両外面間の間隔ｔを、ｋ・ｔ＜１．７４の条件
を満たす値に設定することにより、気柱共鳴の発生を防
止できるため、透過損失が著しく低下せず、効率良く遮
音できることになる。

【００６１】図７は本発明の第２実施の形態に係る遮音
壁構造を示す一部破断の斜視図、図８はその空気振動系
を示す概念図である。図７及び図８において、第２実施
の形態に係る遮音壁構造は３枚の遮音板５を有し、中央
の遮音板５にも対向する箇所に開口部２２ａ、２２ｂが
設けられている。３枚の遮音板５の開口部６ａ、２２
ａ、７ａにあっては、両側及び中央の各遮音板５の開口
部６ａ、２２ａ、７ａの空気の空気質量ｍと、各遮音板
５間の空気層の空気ばね１０とで３自由度の振動系が構
成されている。又、各遮音板５間には当該開口部６ｂ、
２２ｂ、７ｂと略同一断面の内面を有する筒部８により
連通され、この筒部８内及び各当該開口部６ｂ、２２
ｂ、７ｂの空気質量Ｍにより１自由度の振動系が構成さ
れている。

【００６２】この第２実施の形態でも上記第１実施の形
態と同様な作用効果を得ることができると共に、３自由
度の振動系は２つの共振周波数を有するため、２つの間
の周波数帯で大きな遮音効果が期待できる。又、最も外
側の遮音板５の両外面間の間隔ｔを、ｋ・ｔ＜１．７４
の条件を満たす値の設定することで気柱共鳴が発生しな
い。

【００６３】図９（ａ）は本発明の第３実施の形態に係
る遮音壁構造を示す一部破断の斜視図、図９（ｂ）は
（ａ）の一部拡大図である。図９（ａ），（ｂ）におい
て、第３実施の形態に係る遮音壁構造は上記他の従来例
と略同一構成を有し、他の従来例と同一構成部分は同一
符号を付してその説明を省略し、異なる構成部分のみを
説明する。即ち、この第３実施の形態においても、上記
第１実施の形態と同様に各開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７
ｂの開口面積は、入射波の周波数とその透過損失との変
化のピークに基づいて設定されている。又、各開口部６
ａ、６ｂ、７ａ、７ｂの開口形状及び開口面積はすべて
直径がφ（＝２ａ）の円形の同一のものとして構成され
ている。更に、各開口部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂは水平
・垂直方向共に互いに等間隔に配置されている。

【００６４】この第３実施の形態では、空気振動系は上
記筒部８内及び各当該開口部６ｂ、７ｂの中央部分の空
気質量による１自由度振動系と、筒部８内及び各当該開
口部６ｂ、７ｂの中央部分以外の空気層と上記小孔１２
を介して連通する遮音板５間の空間部１３の空気層の空
気ばねとによる２自由度振動系とが構成されており、上
記第１実施の形態と同様に開口部６ｂ、７ｂ及び筒部８
内の幾何学的に決定される空気質量と上記付加的空気質
量とのトータル空気質量が大きくなる。従って、このト
ータル空気質量の大きな慣性力によって遮音を目的とす
る音の主周波数成分が十分に減衰され、且つ、２自由度
振動系の共振周波数を越える周波数では透過波は入射波
に対して１８０度位相が反転することより、互いの透過
波が打消し合って効率良く遮音できる。

【００６５】図１０は本発明の第４実施の形態に係る遮
音壁構造を示す一部破断の斜視図、図１１はその空気振
動系を示す概念図である。図１０及び図１１において、
２枚の遮音板５には貫通し、且つ、対抗する位置に開口
部６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設けられており、
上記第１実施の形態と同様に各開口部６ａ、６ｂ、７
ａ、７ｂの開口面積は、入射波の周波数とその透過損失
との変化のピークに基づいて設定されている。又、遮音
板５間には区画壁２３が設けられており、開口部６ｃ、
７ｃが連通する空気層と、開口部６ｄ、７ｄが連通する
空気層との容量が異なるよう構成されている。空気振動
系は、共に２自由度の振動系であるが、上記遮音板５間
の空気ばね１０のばね定数が異なる２種類の振動系から
構成されている。

【００６６】この第４実施の形態でも、各開口部６ｃ、
６ｄ、７ｃ、７ｄの開口形状及び開口面積はすべて直径
がφ（＝２ａ）の円形の同一のものとして構成されてい
る。更に、各開口部６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄは水平・垂
直方向共に互いに等間隔に配置されている。

【００６７】この第４実施の形態にあっては、２自由度
振動系における開口部６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄの幾何学
的に決定される空気質量と上記付加的空気質量とのトー
タル空気質量が大きくなり、このトータル空気質量の大
きな慣性力によって遮音を目的とする音の主周波数成分
が十分に減衰され、且つ、２種類の振動系にあって空気
層の容量が２種類のため互いの共振周波数が異なり、入
射波の周波数が振動系の共振周波数を越えると透過波の
位相は１８０度反転することより、２種類の振動系を通
過した透過波は位相がずれ、両透過波が相互に打ち消し
合うことによって遮音される。

【００６８】上記各実施の形態によれば、開口部６ａ〜
６ｄ、７ａ〜７ｄが円形状の場合について説明したが、
Ｓ＝π・ａ² として開口面積を規定すれば異なる開口形
状（四角形、五角形、六角形等）でも適用できる。しか
し、円形状にすれば、より精度良く性能を確保できる利
点がある。即ち、開口部６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄを円形
状とすることで実際の効果が理論値に近付き、遮音壁４
の設計精度が向上する。

【００６９】上記各実施の形態によれば、上記各開口部
６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄの開口形状及び開口面積は、同
一であるため、各開口部６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄにおい
て音が均質に減衰されるため、安定した遮音性能を確保
できる。

【００７０】上記各実施の形態によれば、上記各開口部
６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄは、互いに等間隔に配置されて
いるので、全体に亘って音が均一に減衰されるため、安
定した遮音性能を確保できる。

【００７１】上記各実施の形態において、各遮音壁４を
自動車のエンジンルームのアンダーカバーの少なくとも
一部に適用することにより、エンジンルームからの音が
外部に対して遮音され、又、エンジンルームからの熱が
開口部６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄから放熱される。更に、
遮音壁４は肉薄にできるため、最低地上高からエンジン
ルーム内の部品までの狭い空間に取付けることができ、
極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る遮音壁構造を示
す一部破断の斜視図である。

【図２】上記の空気振動系を示す概念図である。

【図３】本発明の理論を説明する為の遮音板の斜視図で
ある。

【図４】上記の開口部の空気質量を示す概念図である。

【図５】（ａ）は２００ｍｍの正方形の遮音板２０に直
径φが２４ｍｍの開口部２１を１６個形成した場合を示
す正面図、（ｂ）は計算上算出される、各開口寸法にお
ける周波数に対する透過特性線図である。

【図６】測定によって得られる、各開口寸法における周
波数に対する透過特性線図である。

【図７】本発明の第２実施の形態に係る遮音壁構造を示
す一部破断の斜視図である。

【図８】上記の空気振動系を示す概念図である。

【図９】（ａ）は本発明の第３実施の形態に係る遮音壁
構造を示す一部破断の斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部拡
大図である。

【図１０】本発明の第４実施の形態に係る遮音壁構造を
示す一部破断の斜視図である。

【図１１】上記の空気振動系を示す概念図である。

【図１２】自動車の概略側面図である。

【図１３】自動車の底面図である。

【図１４】従来例の遮音壁構造を示す一部破断の斜視図
である。

【図１５】従来例の空気振動系を示す概念図である。

【図１６】（ａ）は他の従来例の遮音壁構造を示す一部
破断の斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 自動車 ２ エンジンルーム ３ アンダーカバー ４ 遮音壁 ５ 遮音板 ６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E001 AD02 AE05 AF02 AG02 BA00 3D003 AA06 AA07 BB01 CA05 CA13 CA14 3D023 BA02 BA03 BB16 BB21 BB29 BB30 BC00 BD21 BE03 BE19 BE20 5D061 BB03 BB05 BB07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮音板に貫通する開口部を設けて、該開
   口部を透過する透過波を減衰させる空気振動系を構成し
   た遮音壁構造において、 上記開口部の開口面積を入射波の周波数とその透過損失
   との変化のピークに基づいて設定したことを特徴とする
   遮音壁構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遮音壁構造であって、 上記開口部の開口面積Ｓを入射波の周波数とその透過損
   失との変化のピークに基づく設定は、音速をｃ、遮音を
   目的とする音の主周波数をｆとし、 【数１】 として、ｋ・ａの値が１．２〜１．６の範囲となる値に
   設定したことを特徴とする遮音壁構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載の遮音壁構造であって、 ｋ・ａの値は、１．２〜１．６の範囲の内の１．４の値
   であることを特徴とする遮音壁構造。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の遮音壁構造であっ
   て、 遮音壁を間隔を置いて対向する少なくとも２枚の遮音板
   とし、前記開口部を遮音板に貫通し、且つ、互いに対向
   する位置に設け、 上記空気振動系は、上記開口部の空気質量と上記遮音板
   間の空気層の空気ばねとでなる２自由度振動系と、対向
   する遮音板間で当該開口部と略同一断面の内面を有する
   筒部により連通され、この筒部内及び各当該開口部の空
   気質量による１自由度振動系とからなることを特徴とす
   る遮音壁構造。
5. 【請求項５】 請求項１〜３記載の遮音壁構造であっ
   て、 上記空気振動系は、対向する遮音板間で当該開口部と略
   同一断面の内面を有する筒部により連通されると共にこ
   の筒部に小孔が設けられ、上記筒部内及び各当該開口部
   の中央部分の空気質量による１自由度振動系と、上記小
   孔を介して連通する遮音板間の空気層の空気ばねによる
   ２自由度振動系とからなることを特徴とする遮音壁構
   造。
6. 【請求項６】 請求項１〜５記載の遮音壁構造であっ
   て、 最も外側に配置された２枚の遮音板の両外面間の間隔ｔ
   は、ｋ＝２πｆ／ｃとすると、ｋ・ｔ＜１．７４の条件
   を満たす値に設定したことを特徴とする遮音壁構造。
7. 【請求項７】 請求項１〜３記載の遮音壁構造であっ
   て、 上記空気振動系は、対向する遮音板間に区画壁が設けら
   れ、この区画壁で対向する開口部間に構成される空気層
   の容量が２種類とされ、上記開口部の空気質量と上記遮
   音板間の空気層の空気ばねとでなる２種類の２自由度振
   動系からなることを特徴とする遮音壁構造。
8. 【請求項８】 請求項１〜７記載の遮音壁構造であっ
   て、 上記開口部の開口形状は、円形であることを特徴とする
   遮音壁構造。
9. 【請求項９】 請求項１〜８記載の遮音壁構造であっ
   て、 上記各開口部の開口形状及び開口面積は、同一であるこ
   とを特徴とする遮音壁構造。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の遮音壁構造であって、 上記各開口部は、互いに等間隔に配置されたことを特徴
    とする遮音壁構造。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０記載の遮音壁構造であ
    って、 上記遮音板は、自動車のエンジンルームのアンダーカバ
    ーの少なくとも一部であることを特徴とする遮音壁構
    造。