JP2005017636A - 吸音構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】セル構造による吸音構造体の吸音効果を高めること。
【解決手段】本発明の吸音構造体10は、一端が開口した略筒状の空間部71を画成する底壁74及び周壁72を有し、空間部71の開口を覆おう吸音材76を備え、音圧により底壁74の振動が引き起こされるように、少なくとも底壁74が薄肉に形成されたことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明の吸音構造体10は、一端が開口した略筒状の空間部71を画成する底壁74及び周壁72を有し、空間部71の開口を覆おう吸音材76を備え、音圧により底壁74の振動が引き起こされるように、少なくとも底壁74が薄肉に形成されたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車両に設けられ、エンジン音等を吸収して騒音を低減する吸音構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、略平らな基板と、当該基板と対向する吸音材と、基板と吸音材との間の空気層を複数の格子状のセルに分割する仕切り板とを備えた吸音構造体が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この従来の吸音構造体は、吸音材背後の空気層の厚さ(即ち、各セルの深さ)を、吸収すべき音波の波長の1/4倍に設定することによって、吸音材による音波のエネルギの効率的な減衰を図っている。この従来の吸音構造体によれば、セルの深さの約4倍の波長を持つ音の周波数成分の吸音率が向上する。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−161282号(第6頁、第16図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両のエンジンルームや車室内にはエンジンの燃焼音(約1kHz〜3kHz)を主とする広範な周波数帯域の騒音が存在する。このため、車両のエンジンルーム等においては、ある程度広い周波数帯域の騒音に対して効果的な吸音がなされる必要がある。しかしながら、上述の従来の吸音構造体では、吸音効果が特定の周波数帯域に集中するため、ある程度広い周波数帯域の騒音が存在する空間においては良好な吸音効果が得られないという問題点がある。
【0005】
そこで、本発明は、前記セル構造による特定の周波数帯域での高い吸音効果を維持しつつ、新たな周波数帯域における吸音効果を高めることができる、吸音構造体の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1に記載する如く、一端が開口した略筒状の空間部を画成する底壁及び周壁を有し、前記空間部の開口を覆おう吸音材を備えた吸音構造体であって、
音圧により前記底壁の振動が引き起こされるように、少なくとも前記底壁が薄肉に形成されたことを特徴とする、吸音構造体により達成される。
【0007】
本発明によれば、略筒状の空間部(以下、「吸音セル」という)に入力される音波に対して、吸音材による効率的な吸音が実現されるのみならず、音圧による底壁の振動によって、略筒状の空間部に入力される音波のエネルギが大きく減衰される。従って、本発明によれば、吸音セルにおいて2つの異なる態様で音波のエネルギの減衰が実現されるので、吸音構造体全体としての吸音効果が向上する。尚、底壁は、平面で形成されてよく、若しくは凹若しくは凸状の曲面により形成されてもよい。
【0008】
また、好ましくは、底壁の振動に起因した吸音効果が当該底壁の共振周波数で最大になることを考慮して、請求項2に記載する如く、前記底壁の共振周波数は、低減すべき騒音の周波数と対応するように設定される。
【0009】
また、請求項3に記載する如く、前記底壁の共振周波数が、前記空間部の深さの4倍の波長を持つ音の周波数に対して、100Hzのオーダーで異なる場合には、広い周波数帯域で高い吸音効果を得ることができる。例えば、底壁の振動に起因した吸音効果が第1の周波数帯域(即ち、底壁の共振周波数)に集中し、吸音材による吸音効果が第2の周波数帯域(即ち、空間部の深さの4倍の波長を持つ音の周波数)に集中する場合において、第1の周波数帯域と第2の周波数帯域が重ならないように分散させることで、広い周波数帯域で高い吸音効果を得ることができる。当然に、第1の周波数帯域及び第2の周波数帯域は、吸音構造体の設置場所周辺の低減すべき騒音の周波数帯域に属するように、それぞれ決定される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【0011】
図1は、本発明による吸音構造体の一実施例を示す斜視図である。本発明による吸音構造体10は、一端が開口した筒状の空間部71(以下、「吸音セル71」という)を複数有する。複数の吸音セル71は、例えば碁盤目状に配設され、好ましくは、互いに隣接した態様で縦横に配列される。尚、各吸音セル71の開口形状(及び断面形状)は、図1に示すような矩形である必要はなく、円形、楕円形や多角形等であってよい。吸音構造体10は、アルミニウム板や鋼板等により形成されてよく、或いは、ポリプロピレン系樹脂のような硬質樹脂により一体成形することも可能である。
【0012】
本実施例の吸音構造体10には、吸音材76が設けられる。吸音材76は、図1に示すように、各吸音セル71の開口部を覆うように吸音構造体10に接着等により固定される。尚、図1においては、吸音構造体10の内部を示す目的から、吸音材76の一部を切り欠いている。吸音材76は、吸音性を有する材料から形成され、例えばグラスウールやロックウール等の無機質繊維、アルミニウム繊維等の金属繊維材料、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発泡体、ウレタンやゴム系の軟質な材料、多孔質材料等から形成されてよい。
【0013】
図2は、図1に示す吸音構造体10の1つの吸音セル71の断面図である。本実施例の吸音構造体10の底面74は、音圧により振動しやすいように比較的に小さい板厚(例えば、0.3mm)を有している。この際、底面74は、図2に示すように、略平らな平面(図中実線により指示)から構成されてよく、若しくは、図の上若しくは下に凸となる曲面(図中破線により指示)により構成されてもよい。これにより、側面72との結合部を節としその略中央部を腹とする底面74の一次振動モードが実現される(図4参照)。尚、かかる底面74の振動は、各吸音セル71毎に実現されるものである(即ち、各吸音セル71の底面74の振動は、他の各吸音セル71の底面74の振動から独立したものである)。
【0014】
本実施例の吸音構造体10は、例えば音源に対して吸音セル71の開口が向くように、例えばボデーパネル等にクリップやスクリュウ等により固定される。この際、吸音構造体10は、上述の底面74の振動が可能なように、底面74が設置面から離間した状態で設置される(図4参照)。この底面74の設置面から浮いた状態は、例えば、側面72を底面74から更に下方向に延長させ、延長した側面72の縁部のみが設置面に接触して支持されるようにすることで、実現されてよく、或いは、最外側の側面72の外面(即ち、吸音構造体10の外周面)をブラケット等により固定することによっても実現可能である。但し、本発明は、吸音構造体10の設置状態で底面74の振動による変位が確保されている限り、吸音構造体10の設置方法や設置場所を特定するものではない。また、吸音構造体10の設置場所としては、フードパネル、フェンダーカバー、ダッシュパネル、ルーフパネル、フロアパネル等であってよい。
【0015】
次に、図3及び図4を参照して、本発明による吸音構造体10の吸音原理について説明する。図3(A)及び図3(B)は、図1の吸音構造体10のI−I断面を示している。
【0016】
図3(A)を参照するに、波長λの音波が吸音セル71に略垂直に入射した場合、吸音セル71内には入射波と反射波との合成により定在波が形成される。一方、波長λの音波が吸音セル71に斜め方向から入射した場合であっても、図3(B)に示すように、各側面72により音波の斜め入射角が制限され、各吸音セル71内に定在波が形成される。
【0017】
この定在波は、吸音セル71内において底面74から波長λの1/4の奇数倍離れた位置で腹を有しており、当該腹で音波の粒子速度が最大となる。従って、粒子速度が最大となる位置に吸音材76を設け、最も高い粒子速度を持つ位置で音波を吸音材76に通過させれば、最も効率的に音波を減衰させることができる。
【0018】
このため、吸音セル71の深さH(吸音セル71内の空気層の最大厚み)は、好ましくは、吸収すべき音波の波長λの1/4倍(若しくはその奇数倍)に設定される。例えば、1kHz周辺の周波数の騒音に対して吸音性を高めたい場合、吸音セル71の深さHは、音速をc=340×103mm/sとしたとき、H=m×c/4f=m×85(m:正の奇数)周辺の値に設定される。
【0019】
また、吸音セル71の開口幅D(図1参照)は、吸音セル71に入射される音波の周波数を規制するため、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定される。例えば、吸音セル71の開口幅Dは、40mm〜60mmの範囲内で設定される。但し、吸音セル71の開口幅Dは、各吸音セル71毎に異なるものであってもよく、また、奥行き方向と横方向で異なるものであってよい。また、吸音セル71は、必ずしもその深さ方向に亘って一定の断面を有する必要はなく、例えば開口に向かうにつれて断面が大きくなるものであってもよい。
【0020】
更に、本実施例では、図4に示すように、吸音セル71の底面74の振動が、吸音セル71に上述の如く入力される音波や、周辺の構造物(典型的には、設置部周辺のエンジンカバーやオイルパン、若しくは、底面74に対向する設置面(ボデーパネル))の振動に起因して、引き起こされる。この底面74の振動により、吸音セル71に入力される音波のエネルギが減衰される。従って、本実施例によれば、吸音構造体10のセル構造による吸音効果に加えて、底面74の振動を利用した吸音効果を得ることができるので、吸音構造体10の吸音効果を効果的に高めることができる。
【0021】
図5は、本発明による吸音構造体10に対する吸音率測定結果を示す。本測定では、図6に示すような吸音構造体10が使用された。具体的には、硬質樹脂により一体成形され、開口幅Dが48mm、深さが30mmの吸音セル71を持つ吸音構造体10が使用された。また、この吸音構造体10は、図6に示すように、断面が略扇形の吸音セル71(即ち、略半球形の吸音セル71)を備えており、この場合、底面74は、側面72と連続的に構成され、側面72と協働して、吸音セル71の略半球形の内壁を画成している。また、底面74及び側面72(即ち、吸音セル71の略半球形の内壁)は、振動しやすいように薄肉とされている。
【0022】
図5は、吸音セル71の開口面に対して垂直方向に音波を入力した際の、上述の吸音構造体10の吸音率を、入力した音波の周波数を横軸として示す図である。また、図5には、比較例として、底面74及び側面72(即ち、吸音セル71の略半球形の内壁)が厚肉で形成された吸音構造体10の同測定結果が破線で示されている。
【0023】
図5に示すように、本実施例では、2つの周波数帯域(即ち、630Hz及び1600Hz付近の周波数帯域)で吸音率にピークが現れている。一方、比較品によれば、1つの周波数帯域(即ち、1600Hz付近の周波数帯域)のみで吸音率にピークが現れている。本実施例において、この吸音率の2つのピークが出現する周波数は、吸音セル71の底面74及び側面72の一次振動モードの固有振動周波数(共振周波数)と、吸音セル71の深さHの4倍の波長を持つ音の周波数とに、それぞれ対応している。一方、比較例において、1つのピークが出現する周波数は、吸音セル71の深さHの4倍の波長を持つ音の周波数に対応している。
【0024】
従って、本実施例によれば、上述のセル構造の吸音セル71(λ/4の深さH)による吸音効果に加えて、底面74の振動による構造減衰に起因した吸音効果が得られることが理解できる。他言すると、本実施例によれば、吸音セル71の底面74を振動し易い構造に構成することで、新たな周波数帯域(即ち、底面74の共振周波数に対応する周波数帯域)において高い吸音効果を追加的に得ることが可能となる。この結果、本実施例によれば、広範な周波数帯域で高い吸音効果を得ることができる。
【0025】
この測定結果から明らかなように、吸音セル71の深さH、及び/又は、吸音セル71の底面74の共振周波数を変更・調整することによって(即ち、吸音率がピークとなる周波数をずらすことで)、互いに離間した2つの周波数帯域において、若しくは、互いに隣接した2つの周波数帯域において、高い吸音効果を集中させることも可能である。また、各吸音セル71の深さHを異なる値に設定することによって、及び/又は、各吸音セル71の底面74の共振周波数を異なる値に設定することよって、広範な周波数帯域で吸音効果を得ることも可能である。尚、吸音セル71の底面74の共振周波数は、底面74の形状、面積、材料、板厚等に依存するため、これらの設計事項に基づいて調整可能である。また、底面74の形状、面積、材料、板厚等は、底面74の所望の共振周波数を実現すべく、例えばCAEによる解析等を利用して決定されてもよい。
【0026】
また、本実施例によれば、上述の如く、吸音セル71の底面74を振動し易い構造に構成することで比較的低い周波数帯域の騒音を容易に低減することができる。即ち、セル構造の吸音セル71による吸音効果を、比較的低い周波数帯域(例えば、1kHz以下)において集中させたい場合には、それに対応してある程度大きな吸音セル71の深さH(即ち、吸音構造体10の厚み)が必要となるが、かかる厚みのある吸音構造体10を車両に設置できない場合もありうる。これに対して、本実施例によれば、吸音セル71の底面74の共振周波数を低い周波数帯域に設定することで、吸音構造体10の厚みを大きくすることなく、比較的低い周波数帯域における吸音効果を高めることができる。
【0027】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0028】
例えば、上述した実施例では、底面74の振動による吸音効果のみならず、吸音セル71のセル構造(λ/4の深さH)による吸音効果を得るべく、吸音セル71の開口を吸音材76により覆っているが、底面74の振動による吸音効果のみで十分な場合には、吸音材76を省略することも可能である。
【0029】
また、上述した実施例のおいて、吸音構造体10の底面74は、必ずしも一定の比較的小さい厚さを有する必要はなく、例えば、その中心付近から周辺部に向けて板厚が徐々に増加するように構成されてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明によれば、音圧により振動し易い構造に底壁を構成することによって、底面の共振周波数に対応する周波数帯域において良好な吸音効果を新たに得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による吸音構造体10の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1に示す吸音構造体10の1つの吸音セル71の断面図である。
【図3】本発明による吸音構造体10の吸音原理の説明図である。
【図4】本発明による吸音構造体10の底面74の振動の態様を示す図である。
【図5】本発明の吸音構造体10に対する吸音率測定試験の結果を示す図である。
【図6】図5の吸音率測定試験に用いた吸音構造体10の吸音セル71の断面図である。
【符号の説明】
10 吸音構造体
71 吸音セル
72 側面
74 底面
76 吸音材
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車両に設けられ、エンジン音等を吸収して騒音を低減する吸音構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、略平らな基板と、当該基板と対向する吸音材と、基板と吸音材との間の空気層を複数の格子状のセルに分割する仕切り板とを備えた吸音構造体が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この従来の吸音構造体は、吸音材背後の空気層の厚さ(即ち、各セルの深さ)を、吸収すべき音波の波長の1/4倍に設定することによって、吸音材による音波のエネルギの効率的な減衰を図っている。この従来の吸音構造体によれば、セルの深さの約4倍の波長を持つ音の周波数成分の吸音率が向上する。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−161282号(第6頁、第16図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両のエンジンルームや車室内にはエンジンの燃焼音(約1kHz〜3kHz)を主とする広範な周波数帯域の騒音が存在する。このため、車両のエンジンルーム等においては、ある程度広い周波数帯域の騒音に対して効果的な吸音がなされる必要がある。しかしながら、上述の従来の吸音構造体では、吸音効果が特定の周波数帯域に集中するため、ある程度広い周波数帯域の騒音が存在する空間においては良好な吸音効果が得られないという問題点がある。
【0005】
そこで、本発明は、前記セル構造による特定の周波数帯域での高い吸音効果を維持しつつ、新たな周波数帯域における吸音効果を高めることができる、吸音構造体の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1に記載する如く、一端が開口した略筒状の空間部を画成する底壁及び周壁を有し、前記空間部の開口を覆おう吸音材を備えた吸音構造体であって、
音圧により前記底壁の振動が引き起こされるように、少なくとも前記底壁が薄肉に形成されたことを特徴とする、吸音構造体により達成される。
【0007】
本発明によれば、略筒状の空間部(以下、「吸音セル」という)に入力される音波に対して、吸音材による効率的な吸音が実現されるのみならず、音圧による底壁の振動によって、略筒状の空間部に入力される音波のエネルギが大きく減衰される。従って、本発明によれば、吸音セルにおいて2つの異なる態様で音波のエネルギの減衰が実現されるので、吸音構造体全体としての吸音効果が向上する。尚、底壁は、平面で形成されてよく、若しくは凹若しくは凸状の曲面により形成されてもよい。
【0008】
また、好ましくは、底壁の振動に起因した吸音効果が当該底壁の共振周波数で最大になることを考慮して、請求項2に記載する如く、前記底壁の共振周波数は、低減すべき騒音の周波数と対応するように設定される。
【0009】
また、請求項3に記載する如く、前記底壁の共振周波数が、前記空間部の深さの4倍の波長を持つ音の周波数に対して、100Hzのオーダーで異なる場合には、広い周波数帯域で高い吸音効果を得ることができる。例えば、底壁の振動に起因した吸音効果が第1の周波数帯域(即ち、底壁の共振周波数)に集中し、吸音材による吸音効果が第2の周波数帯域(即ち、空間部の深さの4倍の波長を持つ音の周波数)に集中する場合において、第1の周波数帯域と第2の周波数帯域が重ならないように分散させることで、広い周波数帯域で高い吸音効果を得ることができる。当然に、第1の周波数帯域及び第2の周波数帯域は、吸音構造体の設置場所周辺の低減すべき騒音の周波数帯域に属するように、それぞれ決定される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【0011】
図1は、本発明による吸音構造体の一実施例を示す斜視図である。本発明による吸音構造体10は、一端が開口した筒状の空間部71(以下、「吸音セル71」という)を複数有する。複数の吸音セル71は、例えば碁盤目状に配設され、好ましくは、互いに隣接した態様で縦横に配列される。尚、各吸音セル71の開口形状(及び断面形状)は、図1に示すような矩形である必要はなく、円形、楕円形や多角形等であってよい。吸音構造体10は、アルミニウム板や鋼板等により形成されてよく、或いは、ポリプロピレン系樹脂のような硬質樹脂により一体成形することも可能である。
【0012】
本実施例の吸音構造体10には、吸音材76が設けられる。吸音材76は、図1に示すように、各吸音セル71の開口部を覆うように吸音構造体10に接着等により固定される。尚、図1においては、吸音構造体10の内部を示す目的から、吸音材76の一部を切り欠いている。吸音材76は、吸音性を有する材料から形成され、例えばグラスウールやロックウール等の無機質繊維、アルミニウム繊維等の金属繊維材料、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発泡体、ウレタンやゴム系の軟質な材料、多孔質材料等から形成されてよい。
【0013】
図2は、図1に示す吸音構造体10の1つの吸音セル71の断面図である。本実施例の吸音構造体10の底面74は、音圧により振動しやすいように比較的に小さい板厚(例えば、0.3mm)を有している。この際、底面74は、図2に示すように、略平らな平面(図中実線により指示)から構成されてよく、若しくは、図の上若しくは下に凸となる曲面(図中破線により指示)により構成されてもよい。これにより、側面72との結合部を節としその略中央部を腹とする底面74の一次振動モードが実現される(図4参照)。尚、かかる底面74の振動は、各吸音セル71毎に実現されるものである(即ち、各吸音セル71の底面74の振動は、他の各吸音セル71の底面74の振動から独立したものである)。
【0014】
本実施例の吸音構造体10は、例えば音源に対して吸音セル71の開口が向くように、例えばボデーパネル等にクリップやスクリュウ等により固定される。この際、吸音構造体10は、上述の底面74の振動が可能なように、底面74が設置面から離間した状態で設置される(図4参照)。この底面74の設置面から浮いた状態は、例えば、側面72を底面74から更に下方向に延長させ、延長した側面72の縁部のみが設置面に接触して支持されるようにすることで、実現されてよく、或いは、最外側の側面72の外面(即ち、吸音構造体10の外周面)をブラケット等により固定することによっても実現可能である。但し、本発明は、吸音構造体10の設置状態で底面74の振動による変位が確保されている限り、吸音構造体10の設置方法や設置場所を特定するものではない。また、吸音構造体10の設置場所としては、フードパネル、フェンダーカバー、ダッシュパネル、ルーフパネル、フロアパネル等であってよい。
【0015】
次に、図3及び図4を参照して、本発明による吸音構造体10の吸音原理について説明する。図3(A)及び図3(B)は、図1の吸音構造体10のI−I断面を示している。
【0016】
図3(A)を参照するに、波長λの音波が吸音セル71に略垂直に入射した場合、吸音セル71内には入射波と反射波との合成により定在波が形成される。一方、波長λの音波が吸音セル71に斜め方向から入射した場合であっても、図3(B)に示すように、各側面72により音波の斜め入射角が制限され、各吸音セル71内に定在波が形成される。
【0017】
この定在波は、吸音セル71内において底面74から波長λの1/4の奇数倍離れた位置で腹を有しており、当該腹で音波の粒子速度が最大となる。従って、粒子速度が最大となる位置に吸音材76を設け、最も高い粒子速度を持つ位置で音波を吸音材76に通過させれば、最も効率的に音波を減衰させることができる。
【0018】
このため、吸音セル71の深さH(吸音セル71内の空気層の最大厚み)は、好ましくは、吸収すべき音波の波長λの1/4倍(若しくはその奇数倍)に設定される。例えば、1kHz周辺の周波数の騒音に対して吸音性を高めたい場合、吸音セル71の深さHは、音速をc=340×103mm/sとしたとき、H=m×c/4f=m×85(m:正の奇数)周辺の値に設定される。
【0019】
また、吸音セル71の開口幅D(図1参照)は、吸音セル71に入射される音波の周波数を規制するため、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定される。例えば、吸音セル71の開口幅Dは、40mm〜60mmの範囲内で設定される。但し、吸音セル71の開口幅Dは、各吸音セル71毎に異なるものであってもよく、また、奥行き方向と横方向で異なるものであってよい。また、吸音セル71は、必ずしもその深さ方向に亘って一定の断面を有する必要はなく、例えば開口に向かうにつれて断面が大きくなるものであってもよい。
【0020】
更に、本実施例では、図4に示すように、吸音セル71の底面74の振動が、吸音セル71に上述の如く入力される音波や、周辺の構造物(典型的には、設置部周辺のエンジンカバーやオイルパン、若しくは、底面74に対向する設置面(ボデーパネル))の振動に起因して、引き起こされる。この底面74の振動により、吸音セル71に入力される音波のエネルギが減衰される。従って、本実施例によれば、吸音構造体10のセル構造による吸音効果に加えて、底面74の振動を利用した吸音効果を得ることができるので、吸音構造体10の吸音効果を効果的に高めることができる。
【0021】
図5は、本発明による吸音構造体10に対する吸音率測定結果を示す。本測定では、図6に示すような吸音構造体10が使用された。具体的には、硬質樹脂により一体成形され、開口幅Dが48mm、深さが30mmの吸音セル71を持つ吸音構造体10が使用された。また、この吸音構造体10は、図6に示すように、断面が略扇形の吸音セル71(即ち、略半球形の吸音セル71)を備えており、この場合、底面74は、側面72と連続的に構成され、側面72と協働して、吸音セル71の略半球形の内壁を画成している。また、底面74及び側面72(即ち、吸音セル71の略半球形の内壁)は、振動しやすいように薄肉とされている。
【0022】
図5は、吸音セル71の開口面に対して垂直方向に音波を入力した際の、上述の吸音構造体10の吸音率を、入力した音波の周波数を横軸として示す図である。また、図5には、比較例として、底面74及び側面72(即ち、吸音セル71の略半球形の内壁)が厚肉で形成された吸音構造体10の同測定結果が破線で示されている。
【0023】
図5に示すように、本実施例では、2つの周波数帯域(即ち、630Hz及び1600Hz付近の周波数帯域)で吸音率にピークが現れている。一方、比較品によれば、1つの周波数帯域(即ち、1600Hz付近の周波数帯域)のみで吸音率にピークが現れている。本実施例において、この吸音率の2つのピークが出現する周波数は、吸音セル71の底面74及び側面72の一次振動モードの固有振動周波数(共振周波数)と、吸音セル71の深さHの4倍の波長を持つ音の周波数とに、それぞれ対応している。一方、比較例において、1つのピークが出現する周波数は、吸音セル71の深さHの4倍の波長を持つ音の周波数に対応している。
【0024】
従って、本実施例によれば、上述のセル構造の吸音セル71(λ/4の深さH)による吸音効果に加えて、底面74の振動による構造減衰に起因した吸音効果が得られることが理解できる。他言すると、本実施例によれば、吸音セル71の底面74を振動し易い構造に構成することで、新たな周波数帯域(即ち、底面74の共振周波数に対応する周波数帯域)において高い吸音効果を追加的に得ることが可能となる。この結果、本実施例によれば、広範な周波数帯域で高い吸音効果を得ることができる。
【0025】
この測定結果から明らかなように、吸音セル71の深さH、及び/又は、吸音セル71の底面74の共振周波数を変更・調整することによって(即ち、吸音率がピークとなる周波数をずらすことで)、互いに離間した2つの周波数帯域において、若しくは、互いに隣接した2つの周波数帯域において、高い吸音効果を集中させることも可能である。また、各吸音セル71の深さHを異なる値に設定することによって、及び/又は、各吸音セル71の底面74の共振周波数を異なる値に設定することよって、広範な周波数帯域で吸音効果を得ることも可能である。尚、吸音セル71の底面74の共振周波数は、底面74の形状、面積、材料、板厚等に依存するため、これらの設計事項に基づいて調整可能である。また、底面74の形状、面積、材料、板厚等は、底面74の所望の共振周波数を実現すべく、例えばCAEによる解析等を利用して決定されてもよい。
【0026】
また、本実施例によれば、上述の如く、吸音セル71の底面74を振動し易い構造に構成することで比較的低い周波数帯域の騒音を容易に低減することができる。即ち、セル構造の吸音セル71による吸音効果を、比較的低い周波数帯域(例えば、1kHz以下)において集中させたい場合には、それに対応してある程度大きな吸音セル71の深さH(即ち、吸音構造体10の厚み)が必要となるが、かかる厚みのある吸音構造体10を車両に設置できない場合もありうる。これに対して、本実施例によれば、吸音セル71の底面74の共振周波数を低い周波数帯域に設定することで、吸音構造体10の厚みを大きくすることなく、比較的低い周波数帯域における吸音効果を高めることができる。
【0027】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0028】
例えば、上述した実施例では、底面74の振動による吸音効果のみならず、吸音セル71のセル構造(λ/4の深さH)による吸音効果を得るべく、吸音セル71の開口を吸音材76により覆っているが、底面74の振動による吸音効果のみで十分な場合には、吸音材76を省略することも可能である。
【0029】
また、上述した実施例のおいて、吸音構造体10の底面74は、必ずしも一定の比較的小さい厚さを有する必要はなく、例えば、その中心付近から周辺部に向けて板厚が徐々に増加するように構成されてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明によれば、音圧により振動し易い構造に底壁を構成することによって、底面の共振周波数に対応する周波数帯域において良好な吸音効果を新たに得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による吸音構造体10の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1に示す吸音構造体10の1つの吸音セル71の断面図である。
【図3】本発明による吸音構造体10の吸音原理の説明図である。
【図4】本発明による吸音構造体10の底面74の振動の態様を示す図である。
【図5】本発明の吸音構造体10に対する吸音率測定試験の結果を示す図である。
【図6】図5の吸音率測定試験に用いた吸音構造体10の吸音セル71の断面図である。
【符号の説明】
10 吸音構造体
71 吸音セル
72 側面
74 底面
76 吸音材
Claims (3)
- 一端が開口した略筒状の空間部を画成する底壁及び周壁を有し、前記空間部の開口を覆おう吸音材を備えた吸音構造体であって、
音圧により前記底壁の振動が引き起こされるように、少なくとも前記底壁が薄肉に形成されたことを特徴とする、吸音構造体。 - 前記底壁の共振周波数が、低減すべき騒音の周波数と対応している、請求項1記載の吸音構造体。
- 前記底壁の共振周波数が、前記空間部の深さの4倍の波長を持つ音の周波数に対して、100Hzのオーダーで異なる、請求項2記載の吸音構造体。
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