JP2006113279A - 二重壁構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車に用いられる部品としてのドアやフード、トランクリッドなどの二重壁構造体において、音響の透過を低減して遮音性を向上できる構成を得る。
【解決手段】 相対する板状体２，３の間に内部空間４が形成されるとともに当該内部空間４が閉鎖されている二重壁構造体において、前記相対する板状体２，３の間に、前記内部空間４における空気の粒子運動を妨げる仕切板１３・１３が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は二重壁構造体に係り、より詳細には、遮音性に優れる二重壁構造体の構成に関する。

自動車に用いられる部品としてのドアやフード、トランクリッドなどに二重壁構造体を使用することが従来から提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。この従来例の構成を模式的に図９に示す。この従来例の二重壁構造体１’は、所定の距離を隔てて相対する板状体２，３の間に内部空間４が形成されるとともに、当該内部空間４が側板５によって閉鎖された、中空箱状の構成とされている。
特開２００２−９６６３６号公報 特開２００３−１１８３６４号公報

しかし、上記特許文献１に示すような二重壁構造体１’において、下側から騒音の音波が入射され、当該騒音が特定の周波数の音成分を含んでいると、その音成分に対し内部空間４での共鳴（主に板状体２，３に平行な方向の共鳴）が発生することによって、放射面たる上側の板状体３の振幅が増大してしまい、放射音の増大により遮音性能が低下してしまっていた。

本発明は以上の点に鑑みてされたものであり、その目的は、特定の周波数の音に対する音響透過量増大を抑制し、様々な周波数の音について安定して遮音性能を発揮し得る二重壁構造体を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

◆本発明の第１の観点によれば、相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに当該内部空間が閉鎖されている二重壁構造体において、前記相対する板状体の間に、前記内部空間における空気の粒子運動を妨げる仕切りが設けられている、二重壁構造体が提供される。

なお、「閉鎖」とは、厳密な密閉のみを意味するものではなく、一部隙間や開口部がある場合も含む。これは以下においても同様である。

これにより、仕切りの作用によって共鳴周波数が変更されることによって内部空間全体の共鳴を抑えることができる。これにより内部空間の音圧が低下し、放射面側の加振力が低下するので、放射面の振動が減少し、音響透過損失の落込みを抑制できる。この結果、遮音性に優れる構造体を得ることができる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記仕切りによって仕切られた空間に、空気の粒子運動を妨げるための充填部材が設けられていることが好ましい。

この構成では、前記の共鳴抑制効果のほか、仕切りによって仕切られた空間での共鳴を前記充填部材によって抑制することも可能であり、音響透過損失の落込みを更に良好に抑制できる。

◆本発明の第２の観点によれば、相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに当該内部空間が閉鎖されている二重壁構造体において、前記内部空間の一部に、空気の粒子運動を妨げるための充填部材が設けられている、二重壁構造体が提供される。

この構成では、内部空間の一部において空気の粒子運動が充填部材によって妨げられるため、内部空間全体における共鳴が抑制され、音響透過損失の落込みを抑制できる。この結果、遮音性に優れる構造体を得ることができる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記充填部材が独立気泡の発泡体で構成されていることが好ましい。

これにより、空気の粒子運動を効果的に低減できる構造の充填部材を、軽量かつ低コストで得ることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１から図８には二重壁構造体の実施例がそれぞれ示されており、以下、順を追って説明する。

図１に模式図を示す実施例１−１の二重壁構造体は、乗用車の部品としてのドアを想定したものである。この二重壁構造体１は、平行に配置されるとともに互いに所定の距離をおいて相対する板状体２，３を備えている。板状体２，３は一方向に若干長い長方形状に構成されており、２枚の対向する板状体２，３の間には、内部空間４が形成される。板状体２，３同士を繋ぐように側板５が設けられており、これによって内部空間４はほぼ閉鎖される。言い換えれば本実施形態の二重壁構造体１は、二重壁たる板状体２，３と、前記側板５とで、前記内部空間４を囲む箱状に構成されている。

そして本実施形態では、前記内部空間４のうち前記板状体２に近い側の一部を仕切るように、矩形板状の仕切板（仕切り）１３・１３を設けている。この実施例１−１では、２枚の仕切板１３・１３を十字状に直交させて、内部空間４の下側の一部領域を４つに仕切って（区画して）いる。仕切板１３・１３の素材としては、例えば、鉄、アルミ、樹脂、繊維強化複合材料、紙などを採用できる。

上記構成において、下側から板状体２側が騒音によって音圧加振される場合を考える。騒音が特定の周波数の音成分を含んでいると、板状体２が振動することにより内部空間４の長手方向又は短手方向で共鳴が起ころうとする。しかしながら、内部空間４のうち下側の空間では、仕切板１３・１３によって空気の粒子運動が妨げられる結果、共鳴周波数が変更される。従って、内部空間４全体でみたときに共鳴モードが形成されにくくなり、共鳴が抑えられる。以上の結果、放射面たる上側の板状体３の加振力が低下するので、放射面の振幅が低減され、音響透過損失の落込みを低減できる。

なお、図１の実施例１−１において、仕切板１３は、板状体２，３の長手方向に直交する方向のほか、幅方向（短手方向）に直交する方向にも設けている。即ち、仕切板１３・１３は十字状に配置され、内部空間４の一部領域を縦横に区画している。この結果、実施例１−１では、板状体２，３の長手方向のみでなく幅方向の共鳴も抑制できる。言い換えれば、二つの音圧モード方向における共鳴を抑制し得る構成となっている。ただし、一つの音圧モード方向の共鳴を抑制できれば十分な場合は、仕切板１３を１枚のみ設けても構わない。

図２には実施例１−２が示され、この構成においては、前記実施例１−１（図１）とは逆に、前記内部空間４のうち板状体３に近い側の一部を仕切るように、仕切板１３・１３を設けている。即ち、実施例１−２では、２枚の仕切板１３・１３を十字状に直交させて、内部空間４の上側の一部領域を４つに仕切って（区画して）いる。

図３には実施例１−３が示され、この構成において仕切板１３・１３は、前記内部空間４の全部を縦横に区画するように設けている。

図４には実施例１−４が示され、この構成においては、前記内部空間４のうち２枚の板状体２，３の間の中央部分のみを仕切るように、仕切板１３・１３を設けている。即ち、実施例１−４では、２枚の仕切板１３・１３を十字状に直交させて、内部空間４の上下中央側の一部領域を４つに仕切って（区画して）いる。

図５には実施例１−５が示され、この構成においては、前記内部空間４のうち２枚の板状体２，３にそれぞれ近い側の一部を仕切るように、仕切板１３・１３を設けている。即ち、実施例１−５では、内部空間４のうち上下中央側を除いた両側の領域を、それぞれ、２枚の仕切板１３・１３を十字状に設置することで４つに仕切って（区画して）いる。

図６には実施例１−６が示され、この構成においては、二重壁構造体の内部空間４に固定される何らかの機器の固定部材１２が、仕切りとしての役割、即ち、図１〜図５までに示した仕切板１３と同様の役割を兼ねるようになっている。図６に例示するように、図１〜図５で説明した仕切板１３は、機器の固定部材１２を兼ねるようにして設けたり、あるいは、機器の固定部材１２と一体であるように設けたりすることができる。また、内部空間４に固定される機器の本体の一部を兼ねるように前記仕切板１３を設けても良い。内部空間４に固定される機器としては、二重壁構造体１を自動車に用いられる部品としてのドアに適用する場合は、例えば、ドアガラス昇降用機器、サイドインパクトドアビーム、インナー若しくはインナーの一部などを挙げることができる。

図７には実施例２−１が示され、この構成においては、前記内部空間４の前記板状体３に近い側に、直方体状の充填部材１４を設けている。この実施例２−１では、内部空間４の上側の一部領域を隙間なく埋めるように、充填部材１４が設置されている。

上記構成において、下側から板状体２側が騒音によって音圧加振される場合を考える。騒音が特定の周波数の音成分を含んでいると、板状体２が振動することにより内部空間４の長手方向又は短手方向で共鳴が起ころうとする。しかしながら、内部空間４のうち上側の空間では、充填部材１４によって空気の粒子運動が妨げられる。従って、内部空間４全体でみたときに共鳴モードが形成されにくくなり、共鳴が抑えられる。以上の結果、放射面たる上側の板状体３の加振力が低下するので、放射面の振幅が低減され、音響透過損失の落込みを低減できる。

上記充填部材１４の素材としては、グラスウールやフェルト等のほか、例えばポリウレタンや、発泡材を用いることができる。特に、発泡スチロールや発泡ウレタン等の独立気泡の発泡体を用いると、空気の粒子運動を効果的に低減でき、また、軽量かつ低コストとできる。

図８には実施例２−２が示され、この構成は、実施例１−２（図２）と実施例２−１（図７）とを組み合わせたものに相当する。即ち、内部空間４の上側一部領域に充填部材１４が敷き詰められるようにして設置され、その内部に埋め込むようにして、直交状に組み合わせた仕切板１３・１３が設けられている。この構成では、仕切板１３による共鳴周波数の変更作用と、充填部材１４による空気の粒子運動減衰作用とがあいまって、音響透過損失の落込みをより良好に抑制できる。

この実施例２−２においても、充填部材１４の素材としては、グラスウールやフェルト等のほか、例えばポリウレタンや、発泡材を用いることができる。また、発泡スチロールや発泡ウレタン等の独立気泡の発泡体を用いると、空気の粒子運動を効果的に低減でき、また、軽量かつ低コストとできる。

上記の実施形態の有効性を確かめるために、以下のような実験を行った。即ち、実施例１−１〜１−３、２−１のそれぞれの構造の二重壁構造体１を、音源室、受音室からなる残響室における両室の間の位置に設置し、ＪＩＳ Ａ１４１６に基づいて二重壁構造体１の片側から適宜の騒音を発生させ、二重壁構造体１を挟んだ両側で騒音計を用いて音圧を計測して、音響透過損失を求めた。

この結果を図１０、図１１に示す。なお図１０、図１１のグラフのそれぞれには、従来例の構造（図９）について同様の実験を行った結果も併せて示してある。図１０のグラフに示すように、従来例においては３１５Ｈｚ付近の周波数領域において音響透過損失に落ち込みがみられ、この部分で共鳴が生じていると推測される。一方、実施例１−１〜１−３の構成においては、前記仕切板１３による共鳴モード抑制のため、３１５Ｈｚ付近の領域においても音響透過損失の落込みが改善されており、遮音性能を向上できていることが判る。また図１１に示すように、実施例２−１の構成においても同様に、充填部材１４による共鳴モード抑制のため、３１５Ｈｚ付近の領域において音響透過損失の落込みがほぼ解消されており、遮音性能を向上できていることが判る。

以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明の技術的範囲は以上の実施形態に限定されるものではなく、様々に変形して実施することができる。

例えば本発明の二重壁構造体は、乗用車のドアのみならず、例えばフード、トランクリッドに適用することができる。また、板状体２，３の形状については、上記のような長方形とすることに限らず、必要とされる部品の形状に応じて種々変更され得ることは言うまでもない。

また、音響透過損失の落込みの原因となる音圧モードの方向や次数は、二重壁構造体１の形状や騒音源との位置関係などの様々な事情により異なるので、仕切板１３の向きや枚数はそれらを考慮して任意に定めて良く、必ずしも２枚の仕切板１３・１３を直交させる構成に限らない。即ち、仕切板１３をどこに幾つ設けるかについては、想定される騒音による二重壁構造体１の内部空間４内の共鳴モードを考慮して、最適な位置と個数を決定すれば良い。

前記仕切板１３は、板状体２，３のうち何れか一方又は両方に一体形成することも可能である。例えば、板状体２，３及び仕切板１３を何れも樹脂で構成し、射出成形等によって、仕切板１３と板状体２，３とを一体化した構造とすることもできる。

前記充填部材１４の設置位置は、実施例２−１や２−２のように内部空間４の上側一部に設けることに限らず、例えば下側一部に設けても良い。

本発明の二重壁構造体の実施例１−１の斜視図。 実施例１−２の斜視図。 実施例１−３の斜視図。 実施例１−４の斜視図。 実施例１−５の斜視図。 実施例１−６の斜視図。 実施例２−１の斜視図。 実施例２−２の斜視図。 従来例の二重壁構造体の構成を示す斜視図。 実施例１−１〜１−３の音響透過抑制効果を従来例と比較して示すグラフ図。 実施例２−１の音響透過抑制効果を従来例と比較して示すグラフ図。

符号の説明

１ 二重壁構造体
２ 加振側の板状体
３ 板状体
４ 内部空間
１２ 固定部材（仕切り）
１３・１３ 仕切板（仕切り）
１４ 充填部材

Claims (4)

1. 相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに当該内部空間が閉鎖されている二重壁構造体において、前記相対する板状体の間に、前記内部空間における空気の粒子運動を妨げる仕切りが設けられていることを特徴とする二重壁構造体。
2. 請求項１に記載の二重壁構造体であって、前記仕切りによって仕切られた空間に、空気の粒子運動を妨げるための充填部材が設けられていることを特徴とする二重壁構造体。
3. 相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに当該内部空間が閉鎖されている二重壁構造体において、前記内部空間の一部に、空気の粒子運動を妨げるための充填部材が設けられていることを特徴とする二重壁構造体。
4. 請求項２又は請求項３に記載の二重壁構造体であって、前記充填部材が独立気泡の発泡体で構成されていることを特徴とする二重壁構造体。
   
   

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