JP2006337886A

JP2006337886A - 吸音材

Info

Publication number: JP2006337886A
Application number: JP2005165037A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Tange; 勝博丹下
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】良好な吸音性能を有し、かつ厚みを従来よりも薄くすることができ、特に自動車の空調用ダクトに好適な吸音材の提供を目的とする。
【解決手段】基材の表面に積層される繊維体あるいは発泡体からなる吸音材２０であって、前記基材への積層面２１から前記吸音材の内方へ窪んで形成された空所２３と前記積層面とは反対側の面から前記空所に至るように形成された貫通孔２４とで構成されるヘルムホルツ型共鳴器構造を備え、前記空所部分の体積をＶ１、前記貫通孔部分の体積をＶ２、前記吸音材における残りの部分の体積をＶ３とすると、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．２〜０．６としたことにより、良好な吸音性能を有し、かつ厚みを従来よりも薄くすることができた。
【選択図】図２

Description

この発明は、吸音材に関し、特にはヘルムホルツ型共鳴器構造を有し、空調用ダクトに好適な吸音材に関する。

従来吸音材として繊維体あるいは発泡体からなるものが多用されている。また、自動車のエンジンの騒音を低減させるためにエンジンカバーに装着される吸音材として、図６に示すようなヘルムホルツ型共鳴器構造を有する吸音材５０が提案されている。ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する吸音材５０は、ポリウレタン発泡体等で構成され、エンジンカバー６０への積層面から内方へ窪んだ容積室（共鳴室）５１を内部に備え、前記エンジンカバー６０への積層面とは反対側の面から容積室５１に至る貫通孔５２が形成された構造からなる。このヘルムホルツ型共鳴器構造を有する吸音材５０によれば、貫通孔５２の横断面積と長さ及び容積室５１の容積を変化させることによって共鳴周波数を設定することができるので、音源の周波数に応じて必要な周波数域の吸音率を向上させることができるという利点がある。なお、吸音材５０の表面はフィルム材５３で被覆されるのが好ましいとされている。

しかし、従来の吸音材は、ヘルムホルツ型共鳴器構造の有無にかかわらず、充分な吸音性能を得るには、吸音材の厚みを大きくする必要があり、大きな配置スペースが必要となる問題がある。特に、自動車の空調用ダクトの内壁に装着される吸音材にあっては、吸音材の厚みが大になると、ダクト内の空気の流路が狭くなって空調効率が低下するようになる。
特開平１１−２５９０７６号公報

この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、良好な吸音性能を有し、かつ厚みを従来よりも薄くすることができ、特に自動車の空調用ダクトに好適な吸音材の提供を目的とする。

請求項１の発明は、基材の表面に積層される吸音材であって、前記基材への積層面から前記吸音材の内方へ窪んだ空所と前記積層面とは反対側の面から前記空所に至る貫通孔とで構成されるヘルムホルツ型共鳴器構造を備え、前記空所部分の体積をＶ１、前記貫通孔部分の体積をＶ２、前記吸音材における残りの部分の体積をＶ３とすると、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．２〜０．６であることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記吸音材が繊維体あるいは発泡体からなることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記基材が空調用ダクトの壁部であり、前記吸音材が前記空調用ダクトの壁部の内面に積層されるものであることを特徴とする。

請求項１及び２の発明によれば、前記吸音材における前記空所部分の体積をＶ１、前記貫通孔部分の体積をＶ２、前記吸音材における残りの部分の体積をＶ３として、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）が０．２〜０．６となるようにしたことにより、従来の吸音材よりも厚みを薄くしても良好な吸音性能を得ることができるようになった。

さらに請求項３の発明によれば、吸音材を薄くできるため、自動車の空調用ダクト内の空気の流路を大きくすることができ、空調効率を高めることができる。

以下この発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例にかかる吸音材が装着された空調用ダクトの斜視図、図２は図１の２−２断面図、図３は図２における吸音材の斜視図、図４は本発明における吸音材の製造工程を示す概略断面図である。

図１に示した空調用ダクト１０は、自動車のインストルメントパネルに形成された空気吹き出し口と空調装置の空気吹き出し口とを接続する管状のものであって、途中で略直角に屈曲している。なお一側１１はインストルメントパネルへの接続側、反対側１２は空調装置への接続側である。前記空調用ダクト１０には、空調装置から吹き込まれる空気が衝突することになる壁部１３の内面に吸音材２０が装着される。

前記吸音材２０は、フェルト等の繊維体あるいは発泡体の板状体からなる。前記発泡体としては、ポリウレタン発泡体等の多孔質発泡体が、軽量性や扱いやすさの点で好ましい。前記吸音材２０は、図２及び図３に示すように、前記空調用ダクト１０の壁部１３への積層面２１から前記吸音材２０の内方へ窪んで形成された空所２３と、前記積層面２１とは反対側の面２２から前記空所２３に至るように形成された貫通孔２４とで構成されるヘルムホルツ型共鳴器構造を備える。なお、前記吸音材２０が空調用ダクトの壁部以外の基材に積層される場合、前記積層面２１は基材への積層面となる。

前記空所２３は、共鳴室を構成するものであって、前記吸音材２０のサイズ等に応じて適宜の個数とされ、各空所２３の内底面に前記貫通孔２４が形成されている。また、前記空所２３の径は前記貫通孔２４の径より大とされる。前記空所２３の形状は、半球状、台形等適宜の形状とされる。なお、前記空所２３の容量Ｖ、前記貫通孔２４の長さＬ及び直径Ｄにおける各寸法は、騒音のピーク周波数ｆ（Ｈｚ）に合わせて、ｆ＝（ｃ／２π）・［Ｓ／｛Ｖ（Ｌ＋０．８Ｄ）｝］^１／２に基づいて定められる。前記式におけるｃは音速＝３４５ｍ／ｓ、Ｓは貫通孔２４の面積＝（Ｄ／２）^２・πを示す。

前記空所２３の内面及び前記貫通孔２４の内面は他部よりも密度が高くされるか、溶融被膜が形成される等により、非通気性が高められるのが好ましい。前記空所２３の内面に溶融被膜を有し、かつ前記貫通孔２４の内面の密度を高めた吸音材の簡単な製造方法として熱プレス型を用いる方法を示す。すなわち、図４の４−Ａ及び４−Ｂに示すように、前記空所２３に対応する突部３３が表面に形成された熱プレス型３１で板状のポリウレタン発泡体２０Ａを熱プレスし、図４の４−Ｃのように前記突部３３に応じた空所２３をポリウレタン発泡体２０Ａの熱プレス面側に形成すると共に、前記空所２３の内面を前記突部３３の熱により溶融して溶融被膜２３Ａを形成し、かつ空所２３から前記熱プレス面とは反対面２５までの部分２６を圧縮して密度を高め、その後、図４の４−Ｄに示すように、前記密度の高い部分２６に空所２３に至る貫通孔２４を打ち抜き加工等で形成することにより、前記吸音材２０を容易に得ることができる。熱プレス型３１の突部３３の温度は、突部３３と接する前記ポリウレタン発泡体２０Ａの表面が溶融して被膜を形成可能な温度とされ、通常は１８０〜２２０℃が一般的である。

また、前記空所２３部分の体積をＶ１、前記貫通孔２４部分の体積をＶ２、前記吸音材２０における残りの部分の体積をＶ３とすると、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．２〜０．６となるように、前記空所２３のサイズ及び個数、吸音材２０のサイズ等が設定される。なお、前記空所２３が複数の場合、前記Ｖ１は全空所の体積の総和を示し、また前記貫通孔２４が複数の場合、前記Ｖ２は全貫通孔の体積の総和を示す。前記Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）の値が０．２〜０．６となるようにすると、吸音材２０の吸音性を良好なものにできるのみならず、前記吸音材２０の厚みを従来の吸音材よりも薄くすることができる。

前記Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．２〜０．６とした場合の効果を確認するため、密度２５ｋｇ／ｍ^３の軟質ポリウレタン発泡体から、平面寸法６５×４５ｍｍ、厚み７ｍｍ、かつ前記空所２３の数６とし、ヘルムホルツ型共鳴機構の共鳴周波数（前記ピーク周波数ｆ）が変化しないように、かつ前記Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）の値を変化させて、図２及び図３と同様の構成とした吸音材１群と、厚みを１０ｍｍとし他を吸音材１群と同様にして形成した吸音材２群と、前記空所２３及び貫通孔２４を設けていない、平面寸法６５×４５ｍｍ、厚み１０ｍｍの軟質ポリウレタン発泡体からなる従来吸音材１と、厚みを１５ｍｍとし他を従来吸音材１と同様にした従来吸音材２を用意し、前記吸音材１群，２群及び従来吸音材１，２について吸音性能を測定した。なお、前記吸音材１群，２群の形成は、型温を２００℃に設定した前記熱プレス型３１を用いて軟質ポリウレタン発泡体を片面側から熱プレスし、この熱プレスにより形成された前記空所２３へ向けて熱プレス面とは反対の面から打ち抜き加工で前記貫通孔２４を形成することにより行った。

前記吸音性能の測定は、断面が６５×４５ｍｍからなる図１の空調用ダクト１０の壁部１３の内面に吸音材を装着し、吸音材装着後の空調用ダクト１０を、空調装置の空気吹き出し口に接続し、空調用ダクト１０から１０ｃｍ離れた位置の騒音を、品番：ＮＬ−１６、リオン株式会社製、精密騒音計によって測定した。測定結果を図５に示す。

図５から理解されるように、厚み７ｍｍの吸音材１群は、前記Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）の値が０．２〜０．６の範囲であれば、厚み１０ｍｍの従来吸音材１よりも吸音性能が優れていることがわかる。また、厚み１０ｍｍの吸音材２群についても、前記Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）の値が０．２〜０．６の範囲であれば、厚み１５ｍｍの従来吸音材２よりも吸音性能が優れていることがわかる。

このことから、積層面に形成された窪みからなる空所と前記空所に通じる貫通孔とからなるヘルムホルツ型共鳴器構造を有する本発明の吸音材は、前記空所部分の体積をＶ１、前記貫通孔部分の体積をＶ２、前記吸音材における残りの部分の体積をＶ３とすると、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．２〜０．６とすることにより、従来の吸音材よりも厚みを薄くしても良好な吸音性能を発揮することがわかる。

また、前記Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）の値を０．２、０．４、０．６にした吸音材について、ＪＩＳ−Ａ１４０５垂直入射吸音率の測定法により周波数と吸音性能の関係を調べたところ、空調用ダクトで問題となる周波数６００〜１５００Ｈｚにおいて、良好な吸音性能を示すことが確認された。このことから、本発明の吸音材は空調用ダクトに特に好適であることがわかる。

本発明の一実施例にかかる吸音材が装着された空調用ダクトの斜視図である。図１の２−２断面図である。図２における吸音材の斜視図である。本発明における吸音材の製造工程を示す概略断面図である。吸音性能の測定結果を示す図である。従来のヘルムホルツ型共鳴器構造を有する吸音材の断面図である。

符号の説明

１０空調用ダクト
１３空調用ダクトの壁部
２０吸音材
２３空所
２４貫通孔

Claims

基材の表面に積層される吸音材であって、
前記基材への積層面から前記吸音材の内方へ窪んだ空所と前記積層面とは反対側の面から前記空所に至る貫通孔とで構成されるヘルムホルツ型共鳴器構造を備え、
前記空所部分の体積をＶ１、前記貫通孔部分の体積をＶ２、前記吸音材における残りの部分の体積をＶ３とすると、
Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）＝０．２〜０．６
であることを特徴とする吸音材。
前記吸音材が繊維体あるいは発泡体からなることを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
前記基材が空調用ダクトの壁部であり、前記吸音材が前記空調用ダクトの壁部の内面に積層されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の吸音材。