JP2003081131A - 防音表面部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観性を悪化させることなく、重量を抑えな
がら機械的強度を保持し且つ十分な耐久性を有すると共
に、所要スペース・コストの削減が可能である。 【解決手段】 外表面に凸部が形設されている外面板と
内面板とを対向させて平行配置し、間にそれらを接続す
るリブを配置する。複数の貫通孔を有する表面板を１以
上用い、それを凸部に接合して外面板と連結させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道列車
等の車両において適用される防音表面部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、鉄道列車等の車両の構成部材と
しては一般に、軽量なアルミからなり、２枚の面板の間
にジグザグ状のリブ又は複数の仕切りを有するアルミ押
し出し形材が用いられている。このような鉄等に比較し
て比重の小さいアルミ形材で構成された車両は音を伝え
やすいため、乗客の乗り心地を考慮して騒音を低減する
必要がある。

【０００３】エンジンから発せられる音、車輪からのロ
ードノイズ、転動音等に関する車両の内外に対する騒音
対策としては、従来から車両の内面、内部のエンジン周
り、床裏面、スカート内側表面等に吸音材を設置した
り、車両の構成部材の動的剛性を上げたりすることが実
施されている。

【０００４】一方、新幹線や自動車等の高速走行をする
車両については、高速気流による風切り音に対する騒音
対策も必要となる。この場合は、遮音板を設けたり、そ
の表面部材に防音性能を付加したりすることがある。そ
のため吸音材を車両の表面に張り付けたり、表面部材と
して吸音材を使用したりすることが考えられるが、一般
に用いられる吸音材は柔軟なものが多く、表面を形成す
る部材としては機械的強度が不十分であり、また吸音材
の表面に孔や凹凸があると風切り音が発生しやすい等の
問題がある。更に吸音材は多孔質のものが多いので、外
観性を損なうと共に、ゴミや雨水が構造部材へ浸入する
と性能が劣化するという欠点があり、これらが問題とな
る個所では実施されていない。

【０００５】従ってその表面が高速気流にさらされる場
合の騒音対策としては、機械的強度の保持、吸音材の飛
散防止等の観点から、例えば風速６０〜９０ｍ／ｓの場
合には、表面部材を、下から順に吸音材、ガラス布、金
網、金属屑、そして外表面に開口率２０％以上の多孔金
属と重ねた多層構造とする方法等が採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな表面部材を多層構造とする防音方法を採ると、比重
の重い材料を複数用いるため重量が増大し、外観性も悪
化してしまう。また更には多層構造のために要するスペ
ースが大きく、コストも高くつくという問題がある。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
もので、外観性を損なうことなく、重量を抑えながら十
分な機械的強度及び耐久性を備えると共に、所要スペー
ス・コストの削減が可能な防音表面部材を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の防音表
面部材は、車両の表面部材であって、対向して平行配置
された外面板と内面板とからなる一対の面板と、前記外
面板と前記内面板とを接続するリブとを備え、前記外面
板の外表面に凸部が形設され、１以上の表面板が前記凸
部を介して前記外面板に連結され、前記表面板は複数の
貫通孔を有することを特徴とする。上記記載の防音表面
部材によると、複数の貫通孔を有する表面板を外面板と
間隔をなして結合させることで、ヘルムホルツ共鳴原理
により共鳴周波数周辺の周波数帯域の騒音を良好に吸収
して防音効果を発揮させることができる。更にヘルムホ
ルツ共鳴原理では、共鳴周波数以外の周波数の吸音率が
低くなったり、気流の剥離を原因とする共鳴音が発生し
たりする場合があるので、貫通孔を流通する空気に粘性
作用を発生させて良好な防音効果を得るために、貫通孔
の孔径を３ｍｍ以下とすることが好ましく、また２ｍｍ
以下とすることがより好ましく、１ｍｍ以下とすること
が更に好ましい。また、表面板の開口率は３％以下が好
ましい。これによって、通常防音性を持たない表面部材
に防音性を付加することができる。また材料としてアル
ミ等の軽量金属を用いることで、機械的強度及び耐久性
を保持しつつ重量を抑えることが可能であると共に、従
来から表面部材の騒音対策として提案されている方法よ
りもコストを抑えることができ、更にリサイクルも容易
であるという利点がある。また貫通孔の孔径を例えば略
１〜３ｍｍと極小とすることで、外観性を損なうことも
ない。

【０００９】請求項２に記載の防音表面部材は、請求項
１において、前記表面板は前記凸部に嵌合する中空箱型
部材に成形され、前記中空箱型部材の少なくとも外側面
は前記貫通孔を有することを特徴とする。表面板を中空
箱型とすることで剛性を高くすることができ、部材の機
械的強度を向上させることが可能となる。

【００１０】請求項３に記載の防音表面部材は、請求項
２において、前記中空箱型部材は波板を内設することを
特徴とする。中空箱型部材の内部に波板を内設させるこ
とで、更に剛性を高くすることができ、表面部材の機械
的強度を向上させることが可能となる。

【００１１】請求項４に記載の防音表面部材は、請求項
３において、前記波板が複数の貫通孔を有することを特
徴とする。中空箱型部材に内設される波板を多孔性材料
とすることで、防音効果を更に向上させることができ
る。

【００１２】請求項５に記載の防音表面部材は、請求項
１〜４において、前記外面板と最外層にある前記表面板
との間に形成される空間の全部又は一部に吸音材が配設
されていることを特徴とする。例えば各表面板の間、又
は外面板と表面板との間に形成される空間に吸音材を配
設することによって防音性能を更に向上させることがで
きる。

【００１３】請求項６に記載の防音表面部材は、車両の
表面部材であって、対向して平行配置された外面板と内
面板とからなる一対の面板と、前記外面板と前記内面板
とを接続するリブとを備え、前記外面板は複数の貫通孔
を有することを特徴とする。上記記載の防音表面部材に
よると、外面板が複数の貫通孔を有し、その外面板にリ
ブを介して内面板が結合されており、ヘルムホルツ共鳴
原理により共鳴周波数周辺の周波数帯域の騒音を良好に
吸収して防音効果を発揮させることができる。更にヘル
ムホルツ共鳴原理では、共鳴周波数以外の周波数の吸音
率が低くなったり、気流の剥離を原因とする共鳴音が発
生したりする場合があるので、貫通孔を流通する空気に
粘性作用を発生させて良好な防音効果を得るためには、
貫通孔の孔径を３ｍｍ以下とすることが好ましく、また
２ｍｍ以下とすることがより好ましく、１ｍｍ以下とす
ることが更に好ましい。また、表面板の開口率は３％以
下とするのが好ましい。これによって、通常防音性を持
たない表面部材に防音性を付加することができる。また
材料としてアルミ等の軽量金属を用いることで、機械的
強度及び耐久性を保持しつつ重量を抑えることが可能で
あると共に、従来から表面部材の騒音対策として提案さ
れている方法よりもコストを抑えることができ、更にリ
サイクルも容易であるという利点がある。また貫通孔の
孔径を例えば略１〜３ｍｍと極小とすることで、外観性
を損なうこともない。またこれは付加的な材料を用いな
い、即ち従来から用いられてきた２層構造の形材で外面
板を多孔性材料としたものであるので、余分なスペース
を必要としない。

【００１４】請求項７に記載の防音表面部材は、請求項
６において、１以上の板材が前記外面板と前記内面板と
の間に配設され、前記板材は複数の貫通孔を有すること
を特徴とする。外面板と内面板との間の空気層、即ちリ
ブが配設されている空間に、１以上の多孔性板材を更に
設けることで、部材の剛性及び防音性能を向上させるこ
とが可能である。

【００１５】請求項８に記載の防音表面部材は、請求項
６又は７において、前記外面板と前記内面板との間に形
成される空間の全部又は一部に吸音材が配設されている
ことを特徴とする。上記構成では、吸音材によって更に
防音性能を向上させることができる。

【００１６】請求項９に記載の防音表面部材は、車両の
表面部材であって、外表面に凸部を有し、内表面に補強
部を有する面板と、前記面板の前記凸部を介して前記面
板に連結されている１以上の表面板とを備え、前記表面
板は複数の貫通孔を有することを特徴とする。上記構成
によると、面板を２枚からなるダブルスキン構造とする
のに比べ、厚みを抑えることができる。この構成は、剛
性が低くてもよく、厚みを抑えたい場合に適用できる。
また、曲面で容易に使用することが可能である。

【００１７】請求項１０に記載の防音表面部材は、請求
項９において、前記表面板は前記面板の外表面にある前
記凸部に嵌合する中空箱型部材に成形され、前記中空箱
型部材の少なくとも外側面は前記貫通孔を有することを
特徴とする。表面板を中空箱型とすることで剛性を高く
することができ、部材の機械的強度を向上させることが
可能となる。

【００１８】請求項１１に記載の防音表面部材は、請求
項９又は１０において、前記面板と最外層にある前記表
面板との間に形成される空間の全部又は一部に吸音材が
配設されていることを特徴とする。上記構成では、吸音
材によって更に防音性能を向上させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付図面を参照しつつ説明する。なお本発明に係
る防音表面部材は、例えば自動車や鉄道車両のような車
両の表面の構造部材として好適に使用される防音効果に
優れたものである。

【００２０】図１は、本発明の第一の実施形態に係る防
音表面部材を示す幅方向の横断面図である。図２は、図
１に示す防音表面部材に含まれる表面板と凸部との接合
方法を示す幅方向の部分横断面図である。図３は、本発
明の第一の実施形態に係る防音表面部材に含まれる表面
板の変形例と凸部との接合方法を示す幅方向の部分横断
面図である。図４は、本発明の第一の実施形態に係る防
音表面部材に含まれる表面板の変形例を示す幅方向の横
断面図である。図５は、本発明の第二の実施形態に係る
防音表面部材を示す幅方向の横断面図である。

【００２１】先ず、本発明の第一の実施形態に係る防音
表面部材１について、図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示されているように、本実施形態に係る防音表面
部材１においては、外面板２ａと内面板２ｂとからなる
一対の面板２が空気層を介し、対向して平行配置され、
それら面板２の間には、外面板２ａと内面板２ｂとを接
続するような波形板のリブ３が内設されている。また外
面板２ａの外表面には凸部４が定間隔をなして形設され
ており、円形状の複数の貫通孔６を有する表面板５が３
枚凸部４に接合されている。

【００２２】貫通孔６の孔径と、表面板５の貫通孔６に
よる開口率と、各表面板５間の空気層の層厚と、表面板
５の板厚とは、防音対象となる周波数の騒音に対して吸
音性能を満足するように設定されている。具体的には、
各表面板５間の空気層の層厚が１０ｍｍ〜５０ｍｍの場
合、表面板５の開口率を３％以下、表面板５の板厚を
０．３ｍｍ以上及び孔径を０．８ｍｍ以下と設定されて
いることが好ましい。なお吸音率が０．３以上となる周
波数帯域幅は、表面板５の開口率が小さく、表面板５の
板厚が厚く、孔径が小さくなるに従って拡大する傾向に
ある。

【００２３】貫通孔６の孔径は特に範囲が限定されるも
のではないが、３ｍｍ以下であればよく、好ましくは２
ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下とする。貫通孔６
の孔径を１ｍｍ以下に設定した場合には、貫通孔６を流
動する空気に粘性作用を確実に発生させることができ
る。なお貫通孔６の孔径の下限値は０．２ｍｍであるこ
とが好ましい。この理由は、貫通孔６の直径が０に近づ
き、孔径が０．２ｍｍ以下のように極めて小さくなる
と、貫通孔６の空気の粘性が大きくなりすぎるため、貫
通孔６近傍の空気の流れに対する抵抗が大きくなり、か
えって吸音率が低下すると考えられるからである。また
孔径が０．２ｍｍ以下のように極めて小さくなると、製
造が大幅に困難となり、使用環境によってはゴミや埃等
によって貫通孔６が閉塞し易くなるからである。

【００２４】また貫通孔６による表面板５の開口率は、
３％以下が好ましい。

【００２５】貫通孔６の形状は、楕円形状、矩形状、多
角形状、スリット状等であってもよく、これら各種の形
状が混在していてもよい。更に複数の貫通孔６の孔径は
統一されていてもよく、様々なサイズが混在していても
良い。様々なサイズの孔径が混在している場合には、十
分な吸音性能を発揮する周波数帯域幅を拡大することが
できる。

【００２６】また表面板５における貫通孔６の配置は、
極端な開口の粗密が生じない限りは均等配置でなくても
よいが、均等配置のほうが好ましい。

【００２７】各表面板５間の空気層の層厚、表面板５の
開口率、表面板５の板厚、及び貫通孔６の孔径からなる
パラメータは、貫通孔６を通過する空気に対して粘性作
用を生じさせるように設定されていることが好ましい。
この理由は、空気に粘性作用を生じさせることによって
振動に対する減衰性を発生させ、吸音率が０．３以上と
なる周波数帯域幅が共鳴周波数に対して１０％以上とな
る吸音特性を発揮させることができるからである。

【００２８】このように多数の貫通孔６を有する表面板
５を、空間層を介して外面板２ａに結合することで、ヘ
ルムホルツ共鳴原理と粘性作用とによって共鳴周波数周
辺の周波数帯域及びこれを中心とする広い周波数帯域の
騒音を良好に吸収できる。また貫通孔６の孔径は極小で
あるので、外観性を損なうこともない。

【００２９】図１において表面板５は３枚であるが、本
発明はこれに限定されることなく、任意数の表面板５を
設けることができ、これによって、吸音率の大きさと、
有効な周波数帯域との拡大・向上が可能になる。また更
に、表面板５をその幅方向に凹凸を設けるようプレス成
形することで、剛性を高くして十分な機械的強度を持た
せることができる。

【００３０】外面板２ａに形設されている凸部４は一端
から他端にかけて長手方向に条設されたものであっても
よく、また条設ではなく散在したものであってもよい。
図１において各凸部４はリブ５の三角形頂部に位置して
いるが、これに限定されず、他の位置に配されてもよ
い。また凸部４の配設ピッチを一定にせずに変化させた
り、仕切り板を各凸部４の間に不定間隔で設けたりする
ことで、吸音特性を変えて吸音可能な周波数幅を拡張す
ることができる。

【００３１】次いで構成材料について、これら防音表面
部材１を構成する部材は、例えば鉄、アルミニウム等の
金属、不織布、合成樹脂、金属又は樹脂材料の発泡体等
から形成されている。使用されるアルミニウム合金とし
て、例えばＡＡ又はＪＩＳ規格の２０００系、５０００
系、６０００系、７０００系の成分規格のものを用いて
よい。またリサイクル時の分別処理が不要となるよう、
これらを同一材料から形成することが望ましい。構成材
料としてアルミニウム等の軽量金属を用いることで、機
械的強度及び耐久性を保持しながらも重量を抑えること
ができ、更に金属はリサイクル性が高いという利点もあ
る。

【００３２】製造方法については、図１において凸部４
を有する外面板２ａと内面板２ｂとリブ３とは、例えば
押出し加工によって一体成形されている。具体的には、
溶解調整したアルミニウム又はアルミニウム合金を鋳造
し、その鋳塊を均質化処理し、押出し加工、そして調整
処理することによって所定断面形状の押出し材とするこ
とができる。またこれらを一体成形せず、各々の部材を
溶接、接着等によって結合させて所定の形状にしてもよ
い。

【００３３】表面板５と面板２との接合方法について
は、図２（ａ）に示されているように、予め凸部４に表
面板５が嵌合する溝を設け、その溝に各表面板５を嵌め
込むことができる。また図２（ｂ）に示されているよう
に、凸部４を階段状に形成し、各表面板５を上方から階
段状の底面に設置してリベット９ａ等で固定させてもよ
い。また接合方法としては他に、例えば接着剤による接
着、スポット溶接等の溶接、及び摩擦圧接等を適用して
よい。

【００３４】また、図１及び図２のように平らな表面板
５のみを用いるのではなく、図３（ａ），（ｂ）に示さ
れているように、凸部４を覆うような形状の表面板５を
使用してもよい。例えば図３（ａ）に示されているよう
に、１枚の平らな表面板５と前述のように凸部４に沿っ
た凸状を有する表面板５との２枚あり、それらを共にリ
ベット９ａで凸部に固定してよい。また図３（ｂ）に示
されているように、前述のような凸部４に沿った凸状を
有する表面板５をボルト・ナット９ｂによって凸部４に
固定してよい。また上述のように、例えば接着剤による
接着、及びスポット溶接等の溶接を適用してよい。

【００３５】次いで図４には、本実施形態における表面
板５の更なる変形例が示されている。この防音表面部材
１１において、表面板５は凸部４に嵌合する中空箱型部
材７に成形されており、その中空箱型部材７は波板８を
内設している。これら中空箱型部材７と波板８とは、図
４においていずれも複数の貫通孔６を有しているが、中
空箱型部材７の少なくとも外側面が貫通孔６を有してお
ればよい。

【００３６】中空箱型部材７に内接される波板８は貫通
孔６を有していなくてもよく、更に中空箱型部材７は波
板８を内設していなくてもよい。また中空箱型部材７は
凸部４に嵌め込まれ、例えばその側面を溶接されて固定
されてもよい。しかし中空箱型部材７と凸部４との形状
は図４に限定されず、様々な形状で中空箱型部材７を凸
部４に嵌合させることができ、前述のようにリベット等
様々な方法で固定できる。また、この波板８をエンボス
板としたり、円錐型の凸部及び／又は凹部を持つマルタ
イコーン型としたりしてもよい。

【００３７】また、この中空箱型部材７のその外側を開
口率略２５％以上のアルミ製パンチング板でカバーして
も、吸音性能を損なうことなく、中空箱型部材７の外部
への飛び出しを防止することができる。

【００３８】このように表面板５を中空箱型部材７に成
形することで、剛性を高くすることができ、防音表面部
材１の機械的強度を向上させることが可能となる。また
中空箱型部材７に波板８を内接することで、剛性をさら
に高くすることもできる。また更に、この中空箱型部材
７の板材を長手方向に折板状として更に剛性を高くする
ことも可能である。

【００３９】次いで、本発明の第二の実施形態に係る防
音表面部材２１について、図５に基づいて説明する。本
実施形態に係る防音表面部材２１では、対向して平行配
置された外面板２ａと内面板２ｂとからなる一対の面板
２があり、その外面板２ａと内面板２ｂとの間に各々を
接続するリブ３が配設されている。ここで外面板２ａは
複数の貫通孔６を有しており、更に外面板２ａとリブ３
との間に形成される空間には、複数の貫通孔６を有する
多孔性の板材１０が２枚配置されている。

【００４０】この板材１０は２枚に限定されず任意数で
あってよい。またこの板材１０を省略することもできる
が、多孔性の中板１０を外面板２ａとリブ３との間に設
けることで、吸音率の大きさと、有効な周波数帯域との
拡大・向上が可能になる。

【００４１】また部材の剛性及び防音性能を向上させる
ためには、多孔板からなる円筒材、角筒材等を外面板２
ａと内面板２ｂとの間に形成される空間に配置してもよ
い。この場合、板材１０を省略し、円筒材、角筒材等を
リブ３と外面板２ａ・内面板２ｂとの間に形成される三
角形状断面の各空間に１つずつ設けてもよいし、各空間
に複数個設けてもよい。また板材１０を設けて更に多孔
板からなる円筒材、角筒材等を配設してもよい。

【００４２】外面板２ａ及び板材１０の有する貫通孔６
の開口率、形状、配置等は、上述の本発明に係る第一の
実施形態の表面板５における貫通孔６と同様に設定され
る。

【００４３】本実施形態においては、内面板２ｂとリブ
３とを例えば押出し加工等で一体成形し、多孔性の外面
板２ａをリブ３の三角形頂部に様々な接合方法により接
合することができる。また各部材を一体とせずに、夫々
を所定の形状となるよう接合してもよい。更に外面板２
ａ、内面板２ｂ、及びリブ３は、板材を成形して所定の
形状となるように接合してもよい。

【００４４】板材１０は前述の本発明に係る第一の実施
形態について図２（ａ），（ｂ）を用いて説明したよう
に、嵌合させたり、リベット、接着剤による接着、スポ
ット溶接等の溶接を施したりしてリブ３と結合させるこ
とができる。また構成材料としては、前述の本発明に係
る第一の実施形態と同様に、例えば鉄、アルミニウム等
の金属、不織布、合成樹脂、金属又は樹脂材料の発泡体
等から形成されてよい。また、この板材１０を長手方向
に折板状として剛性を高めてもよい。なお、板材１０の
代わりに、金属又は樹脂材料の発泡体を外面板２ａとリ
ブ３との間に配置してもよい。

【００４５】本実施形態では、外面板２ａが多孔性であ
って、ヘルムホルツ共鳴原理と粘性作用とによって共鳴
周波数周辺の周波数帯域及びこれを中心とする広い周波
数帯域の騒音を良好に吸収できる。これによって、通常
防音性を持たない表面部材に防音性を付加することがで
きる。また材料としてアルミ等の軽量金属を用いること
で、機械的強度及び耐久性を保持しつつ重量を抑えるこ
とが可能であると共に、従来から表面部材の騒音対策と
して提案されている方法よりもコストを抑えることがで
き、更にリサイクルも容易であるという利点がある。ま
た貫通孔６の孔径は極小であるので、外観性を損なうこ
ともない。また、表面板５等の付加的な材料を用いず、
従来から用いられてきた２層構造の形材で外面板２ａを
多孔性材料としたものであるので、余分なスペースを必
要としない。また更に外面板２ａと内面板２ｂとの間に
複数の貫通孔６を有する板材１０を設けることで、さら
なる吸音率の向上を図ることができる。

【００４６】次いで、本発明の第三の実施形態に係る防
音表面部材３１について、図６に基づいて説明する。本
実施形態では、１枚の面板１２が、その外表面に凸部４
を有し、またその内表面に補強部１１であるリブを有し
ており、面板１２の外表面にある凸部４を介して、間隔
をとって平行配置された３枚の表面板５が面板１２に連
結されている。

【００４７】この表面板５は、第１の実施形態の場合と
同様で、３枚に限定されず任意数の表面板５を設けるこ
とができ、図３（ａ），（ｂ）に示されているように、
凸部４を覆うような形状の表面板５を使用してもよく、
中空箱型部材７に成形してもよく、また更に図４のよう
に中空箱型部材７に波板８を内設したものであってもよ
い。

【００４８】図６において、面板１２の内表面に設けら
れた補強部１１は外表面の凸部４と同じ箇所に同じ数設
けられているが、別の箇所に設けてもよく、同じ数でな
くてもよい。また更に、この補強部１１は図６のような
形状に限らず面板１２の剛性を高めるものであればよ
く、面板１２に内接する波板とその内側に更に別の板を
設けたものであってもよい。

【００４９】以上に述べた防音表面部材１，１１，２１
は、例えば幅４００ｍｍ、厚さ３０ｍｍという寸法が考
えられ、またリブ３によって形成される三角形底辺長さ
を略１００ｍｍとすることができる。

【００５０】なお本発明に係る防音表面部材は上記実施
形態に限定されず、例えば次のような形態をとることが
できる。 （１）本発明の第一の実施形態において、外面板２ａと
最外層にある表面板５との間に形成される空間の全部又
は一部、例えば図１において各表面板５の間、表面板５
と外面板２ａとの間、図４において中空箱型部材７の内
部等に、吸音材を配設してよい。また本発明の第二の実
施形態においては、例えば外面板２ａとリブ３とによっ
て形成される空間等、外面板２ａと内面板２ｂとの間に
形成される空間の全部又は一部に吸音材を配設してよ
い。吸音材としては、金属細線、金属繊維、発泡アルミ
等の発泡金属、発泡樹脂、グラスウール等の多孔質吸音
材を用いることが好ましい。こうして防音表面部材１，
１１，２１の防音性能を更に向上させることができる。 （２）本発明の第一の実施形態において、表面板５と外
面板２ａとの間に形成される空間に存在する液体を、例
えば貫通孔６をその空間と連通可能に設けることによっ
て、貫通孔６を通して除去できることが好ましい。 （３）本発明の第二の実施形態において、外面板２ａと
内面板２ｂとの間に形成される空間に存在する液体を、
例えば貫通孔６をその空間と連通可能に設けることによ
って、貫通孔６を通して除去できることが好ましい。 （４）本発明に係る第一の実施形態の構成と第二の実施
形態の構成とを混合させたものでもよい。 （５）本発明に係る防音表面部材の構成部材がアルミで
ある場合や鉄及びアルミである場合、鉄分の浸入、構成
部材同士の接触部分での電触等を防止するため、外面板
２ａ、多孔性の表面板５等外表面にある部材を塗装する
ことが好ましい。

【００５１】

【実施例】多孔板の吸音特性について調べるため、音
源、複数の貫通孔６を有する多孔板、そして空気層を介
して貫通孔６の無い遮音板と順に配置し、以下の実施例
１〜５を行った。

【００５２】先ず実施例１においては、図６に示されて
いるように、対象となる音の周波数と垂直入射吸音率と
の関係を実験によって調べた。ここでは空気層厚２５ｍ
ｍ、多孔板の開口率１％、多孔板の板厚０．３ｍｍ、貫
通孔６の孔径０．５ｍｍと設定した。このようにパラメ
ータを設定すると、１１００Ｈｚの共鳴周波数を中心と
して吸音率が０．３以上となる１０６７Ｈｚの周波数帯
域幅での吸音特性を有する多孔性防音板となる。

【００５３】次に実施例２においては、図７に示されて
いるように、板厚０．３ｍｍの多孔板の開口率を１，
３，５％と変化させ、その各々の場合について板材の貫
通孔６の孔径が０．５，１，２，３ｍｍのときの垂直入
射吸音率を実験によって調べた。図７には、開口率が
１，３，５％と大きくなるにつれて吸音率が低下し、ま
た孔径１ｍｍを境として１ｍｍ以下では吸音率が急激に
上昇するのが示されており、孔径を１ｍｍ以下に設定し
た場合、貫通孔６を流動する空気に粘性作用を確実に発
生させることができることが判った。この実施例に基づ
いて、貫通孔６の孔径を３ｍｍ以下、より好ましくは２
ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下に設定する。ま
た図７では、貫通孔６の孔径が０に近づき、孔径が０．
２ｍｍ以下のように極めて小さくなると、貫通孔６の空
気の粘性が大きくなりすぎるため、貫通孔６近傍の空気
の流れに対する抵抗が大きくなり、吸音率が逆に低下す
ると考えられる。この理由から、貫通孔６は０．２ｍｍ
以下にならないよう設定することが好ましい。

【００５４】実施例３では、１枚の多孔板による吸音率
と２枚の多孔板による吸音率について材料を変えて周波
数毎に比較した。図８（ａ）は遮音板と空気層２０ｍｍ
を介してアルミ製の多孔板１枚を配置した場合と、アル
ミ製の多孔板１枚と穴あきマルタイコーンとを２０ｍｍ
隔てて設置し、その背後に２５ｍｍの空気層を介して遮
音板を配置した場合とについて、吸音率を実験によって
比較したグラフである。また図８（ｂ）は、上述の場合
と金属板の代わりにグラスウールを吸音材として用いた
場合とについて、夫々を残響室法による測定結果に基づ
いて比較したグラフである。

【００５５】図８（ａ）によると、１枚のアルミ多孔板
を用いた場合よりも、更に穴あきマルタイコーンを用い
た場合の方が、吸音効果を発揮する周波数の幅が広くな
ることが判った。即ち多孔板１枚の場合は１０００Ｈｚ
近傍の共鳴周波数域で吸音率が極めて高くなるが、共鳴
周波数以外の周波数では吸音率が低下する。しかし多孔
板２枚の場合は２つの共鳴周波数が生じ、有効な周波数
帯域が広がって、全体的に吸音率が向上する。

【００５６】図８（ｂ）によると、上述のように１枚の
アルミ多孔板を用いた場合よりも更に穴あきマルタイコ
ーンを用いた場合の方が吸音率は高く、また、グラスウ
ールを用いた場合と多孔板２枚を用いた場合とは、周波
数２０００Ｈｚ以下において略同等の吸音率であること
が判った。

【００５７】実施例４では多孔性板材と遮音板との間の
空気層厚ｄを１０，２５，４０ｍｍとし、周波数と吸音
率との関係について予測及び実測を行った。図９（ａ）
は予測結果、図９（ｂ）は実測結果を示すグラフであ
る。図９（ａ），（ｂ）はほぼ一致しており、実測値を
良好に予測できたといえる。また空気層厚ｄが小さくな
るほど共鳴周波数が高くなる。

【００５８】さらに実施例５においては、図１０
（ａ），（ｂ）に示されているように、自動車の底表面
に、本発明に係る防音表面部材１，１１，２１を適用し
た場合と適用しない場合、即ち反射面部材を適用した場
合、とにおける周囲音圧分布に関する解析を行った。図
１０（ａ），（ｂ）の半円軌道の中心に示されているの
は自動車であり、半円軌道に沿って描かれている円の大
きさは各位置における音圧の大きさ、またその円の中に
ある矢印は相対的な位相差を示している。この解析結果
から、図１０（ａ）のように本発明に係る防音表面部材
１，１１，２１を自動車の底表面に用いると、図１０
（ｂ）のように用いない場合と比較して、音圧の大きさ
は小さくなることが判った。即ち、本発明に係る防音表
面部材１，１１，２１の吸音効果を証明することができ
た。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６０】外面板と内面板とを対向させて平行配置
し、リブを外面板と内面板との間に配し、外面板の外表
面に凸部を形設し、複数の貫通孔を有する表面板を外面
板と空気層を挟んで凸部に結合させることで、ヘルムホ
ルツ共鳴原理により共鳴周波数周辺の周波数帯域の騒音
を良好に吸収して防音効果を発揮させることができる。
更にヘルムホルツ共鳴原理では、共鳴周波数以外の周波
数の吸音率が低くなったり、気流の剥離を原因とする共
鳴音が発生したりする場合があるので、貫通孔を流通す
る空気に粘性作用を発生させて良好な防音効果を得るた
めに、貫通孔の孔径を３ｍｍ以下とすることが好まし
く、また２ｍｍ以下とすることがより好ましく、１ｍｍ
以下とすることが更に好ましい。また、表面板の開口率
は３％以下とするのが好ましい。これによって、通常防
音性を持たない表面部材に防音性を付加することができ
る。また材料としてアルミ等の軽量金属を用いること
で、機械的強度及び耐久性を保持しつつ重量を抑えるこ
とが可能であると共に、従来から表面部材の騒音対策と
して提案されている方法よりもコストを抑えることがで
き、更にリサイクルも容易であるという利点がある。ま
た貫通孔の孔径を例えば略１〜３ｍｍと極小とすること
で、外観性を損なうこともない。

【００６１】また、表面板を中空箱型とすることで剛性
を高くすることができ、部材の機械的強度を向上させる
ことが可能となる。

【００６２】また、中空箱型部材の内部に波板を内設さ
せることで、更に剛性を高くすることができ、表面部材
の機械的強度を向上させることが可能となる。

【００６３】また、中空箱型部材内設させる波板を多孔
性材料とすることで、防音効果を更に向上させることが
できる。

【００６４】また、外面板と最外層にある表面板との間
に形成される空間の全部又は一部に吸音材を配設するこ
とによって防音性能を更に向上させることができる。

【００６５】また、外面板と内面板とを対向させて平行
配置し、リブを外面板と内面板との間に配する構成の防
音表面部材において、外面板に複数の貫通孔を設けるこ
とで、ヘルムホルツ共鳴原理により共鳴周波数周辺の周
波数帯域の騒音を良好に吸収して防音効果を発揮させる
ことができる。更にヘルムホルツ共鳴原理では、共鳴周
波数以外の周波数の吸音率が低くなったり、気流の剥離
を原因とする共鳴音が発生したりする場合があるので、
貫通孔を流通する空気に粘性作用を発生させて良好な防
音効果を得るために、貫通孔の孔径を３ｍｍ以下とする
ことが好ましく、また２ｍｍ以下とすることがより好ま
しく、１ｍｍ以下とすることが更に好ましい。また、表
面板の開口率は３％以下とするのが好ましい。これによ
って、通常防音性を持たない表面部材に防音性を付加す
ることができる。また材料としてアルミ等の軽量金属を
用いることで、機械的強度及び耐久性を保持しつつ重量
を抑えることが可能であると共に、従来から表面部材の
騒音対策として提案されている方法よりもコストを抑え
ることができ、更にリサイクルも容易であるという利点
がある。また貫通孔の孔径を例えば略１〜３ｍｍと極小
とすることで、外観性を損なうこともない。またこれは
付加的な材料を用いない、即ち従来から用いられてきた
２層構造の形材で外面板を多孔性材料としたものである
ので、余分なスペースを必要としない。

【００６６】また、複数の貫通孔を有する１以上の板材
を外面板と内面板との間に配設することで、部材の剛性
及び防音性能を向上させることが可能である。

【００６７】また、外面板と内面板との間に形成される
空間の全部又は一部に吸音材を配設することで、更に防
音性能を向上させることができる。

【００６８】また、外表面に凸部を有し内表面に補強部
を有する面板と、その面板の凸部を介して面板に連結さ
れている１以上の多孔性の表面板とを備えたものとする
ことで、面板を２枚からなるダブルスキン構造とするの
に比べ、厚みを抑えることができる。この構成は、剛性
が低くてもよく、厚みを抑えたい場合に適用できる。ま
た、曲面で容易に使用することが可能である。

【００６９】また、この表面板を中空箱型とすることで
剛性を高くすることができ、部材の機械的強度を向上さ
せることが可能となる。

【００７０】また、面板と最外層にある表面板との間に
形成される空間の全部又は一部に吸音材を配設すること
で、更に防音性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る防音表面部材を
示す幅方向の横断面図である。

【図２】図１に示す防音表面部材に含まれる表面板と凸
部との接合方法を示す幅方向の部分横断面図である。

【図３】本発明の第一の実施形態に係る防音表面部材に
含まれる表面板の変形例と凸部との接合方法を示す幅方
向の部分横断面図である。

【図４】本発明の第一の実施形態に係る防音表面部材に
含まれる表面板の変形例を示す幅方向の横断面図であ
る。

【図５】本発明の第二の実施形態に係る防音表面部材を
示す幅方向の横断面図である。

【図６】本発明の第三の実施形態に係る防音表面部材を
示す幅方向の横断面図である。

【図７】周波数と吸音率との関係を示すグラフである。

【図８】貫通孔の孔径と吸音率との関係を示すグラフで
ある。

【図９】１枚の多孔板による吸音率と２枚の多孔板によ
る吸音率について材料を変えて周波数毎に比較したグラ
フである。

【図１０】多孔板の背後空気層厚による周波数と吸音率
との関係を示すグラフである。

【図１１】自動車の底表面に本発明に係る防音表面部材
を適用した場合と反射面部材を適用した場合とにおける
周囲音圧分布に関する解析結果を示す音圧分布図であ
る。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１ 防音表面部材 ２，１２ 面板 ２ａ 外面板 ２ｂ 内面板 ３ リブ ４ 凸部 ５ 表面板 ６ 貫通孔 ７ 中空箱型部材 ８ 波板 ９ａ リベット ９ｂ ボルト・ナット １０ 板材 １１ 補強部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 隆博 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合研究所内 (72)発明者 竹内 久司 大阪府大阪市中央区備後町４丁目１番３号 株式会社神戸製鋼所大阪支社内 (72)発明者 上田 宏樹 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合研究所内 Ｆターム(参考） 3D003 AA07 BB01 CA03 CA36 CA44

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の表面部材であって、 対向して平行配置された外面板と内面板とからなる一対
   の面板と、前記外面板と前記内面板とを接続するリブと
   を備え、 前記外面板の外表面に凸部が形設され、 １以上の表面板が前記凸部を介して前記外面板に連結さ
   れ、 前記表面板は複数の貫通孔を有することを特徴とする防
   音表面部材。
2. 【請求項２】 前記表面板は前記凸部に嵌合する中空箱
   型部材に成形され、 前記中空箱型部材の少なくとも外側面は前記貫通孔を有
   することを特徴とする請求項１に記載の防音表面部材。
3. 【請求項３】 前記中空箱型部材は波板を内設すること
   を特徴とする請求項２に記載の防音表面部材。
4. 【請求項４】 前記波板が複数の貫通孔を有することを
   特徴とする請求項３に記載の防音表面部材。
5. 【請求項５】 前記外面板と最外層にある前記表面板と
   の間に形成される空間の全部又は一部に吸音材が配設さ
   れていることを特徴とする請求項１〜４に記載の防音表
   面部材。
6. 【請求項６】 車両の表面部材であって、 対向して平行配置された外面板と内面板とからなる一対
   の面板と、前記外面板と前記内面板とを接続するリブと
   を備え、 前記外面板は複数の貫通孔を有することを特徴とする防
   音表面部材。
7. 【請求項７】 １以上の板材が前記外面板と前記内面板
   との間に配設され、 前記板材は複数の貫通孔を有することを特徴とする請求
   項６に記載の防音表面部材。
8. 【請求項８】 前記外面板と前記内面板との間に形成さ
   れる空間の全部又は一部に吸音材が配設されていること
   を特徴とする請求項６又は７に記載の防音表面部材。
9. 【請求項９】 車両の表面部材であって、 外表面に凸部を有し、内表面に補強部を有する面板と、
   前記面板の前記凸部を介して前記面板に連結されている
   １以上の表面板とを備え、 前記表面板は複数の貫通孔を有することを特徴とする防
   音表面部材。
10. 【請求項１０】 前記表面板は前記面板の外表面にある
    前記凸部に嵌合する中空箱型部材に成形され、 前記中空箱型部材の少なくとも外側面は前記貫通孔を有
    することを特徴とする請求項９に記載の防音表面部材。
11. 【請求項１１】 前記面板と最外層にある前記表面板と
    の間に形成される空間の全部又は一部に吸音材が配設さ
    れていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の防
    音表面部材。