JP2008120216A - Noise reducing structure of automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の騒音低減構造に関する。 The present invention relates to an automobile noise reduction structure.
走行中の自動車には、様々な騒音が発生し、なかでもロードノイズや風騒音は乗員にとって特に耳障りになるものの一つとして知られている。このロードノイズは、自動車のタイヤが加振源となって車体に振動が伝達されて車室内騒音となるものであり、通常は100〜1000Hzの低・中周波数域の音である。一方、風騒音は1001Hz〜10kHzの高周波数域の音である。このような騒音の対策として、ルーフトリムとルーフパネルとの間や、ドアトリムとドアインナパネルとの間等に吸音材を配設することが行なわれている。 Various kinds of noise are generated in a running car, and road noise and wind noise are known as one of particularly disturbing for passengers. This road noise is generated by a vehicle tire as a vibration source and vibrations are transmitted to the vehicle body to become vehicle interior noise, and is usually a low / medium frequency sound of 100 to 1000 Hz. On the other hand, wind noise is sound in a high frequency range of 1001 Hz to 10 kHz. As a countermeasure against such noise, a sound absorbing material is disposed between the roof trim and the roof panel or between the door trim and the door inner panel.
また、吸音材として、吸音特性(吸音周波数特性)の異なる複数の繊維層を積層してなるものも知られている(特許文献1参照)。例えば、100〜500Hzに吸音特性を設定した繊維層と、100〜300Hzに吸音特性を設定した繊維層とを積層してなる吸音材を、自動車のルーフパネル部、フロアカーペット、ダッシュパネル部等に配置する、というものである。
本発明者は、自動車における騒音問題に関するこれまでの研究により、車両の路面から車室内に伝播した低・中周波数音が、例えば、ルーフトリムとルーフパネルとの隙間のような、2枚の板で形成された扁平な空間に入ると、その音波の進む方向がそれら板面に沿う方向に変わること、そして、該扁平空間に板面に沿うように設けられた吸音材により当該低・中周波数音が効率良く吸収されることを見出した。 As a result of previous research on the noise problem in automobiles, the present inventor has found that low and medium frequency sound propagated from the road surface of the vehicle into the passenger compartment, for example, two plates such as a gap between the roof trim and the roof panel. When the sound enters the flat space formed by the above, the direction in which the sound wave travels changes to the direction along the plate surface, and the low and medium frequencies are provided by the sound absorbing material provided along the plate surface in the flat space. We found that sound was absorbed efficiently.
ところで、吸音材と低・中周波数音とは次のような関係がある。すなわち、低・中周波数音を吸音材内部に入射させ易くするためには、吸音材の通気性を高くする方が好ましい。一方、吸音材内部に入射した音の吸収低減には吸音材の通気性を低くする方が好ましい。音波が吸音材に入射すると、吸音材内の空気が振動し、繊維との摩擦によって空気の振動が熱エネルギーに変換されるが、通気性が低いほど上記摩擦が大きくなり、吸音率が高くなるからである。 By the way, the sound absorbing material and the low / medium frequency sound have the following relationship. That is, in order to make low / medium frequency sound easy to enter the sound absorbing material, it is preferable to increase the air permeability of the sound absorbing material. On the other hand, it is preferable to reduce the air permeability of the sound absorbing material in order to reduce the absorption of the sound incident inside the sound absorbing material. When sound waves are incident on the sound absorbing material, the air in the sound absorbing material vibrates, and the vibration of the air is converted into thermal energy by friction with the fibers. However, the lower the air permeability, the greater the friction and the higher the sound absorption rate. Because.
従って、吸音材の通気性の調整のみによって、低・中周波数音の入射効率と吸音率とを共に高めることはできない。 Therefore, it is not possible to increase both the incident efficiency and the sound absorption rate of low / medium frequency sound only by adjusting the air permeability of the sound absorbing material.
なお、本発明において、「通気性」とは、空気粒子が吸音材内部を通るのに必要な移動距離の長短をいう。すなわち、通気性が低いとは、空気粒子が吸音材を単位長さ進むときに移動する距離が長いことをいう。例えば、繊維密度が高く、繊維同士が複雑に絡み合っている場合、空気粒子はその繊維の隙間を縫うようにジグザグに移動することになるため、移動距離が長くなる。その場合は、空気粒子と繊維との摩擦回数が多くなるため、吸音され易くなる(通気性が低いほど吸音性が高い。)。 In the present invention, “breathability” refers to the length of travel distance required for air particles to pass through the interior of the sound absorbing material. That is, the low air permeability means that the distance that the air particles move when traveling through the sound absorbing material for a unit length is long. For example, when the fiber density is high and the fibers are intertwined in a complicated manner, the air particles move in a zigzag so as to sew the gaps between the fibers, so that the moving distance becomes long. In that case, since the frequency | count of friction with an air particle and a fiber increases, it becomes easy to absorb a sound (The sound-absorbing property is so high that air permeability is low).
これに対して、吸音性を高めるには、吸音材を空気粒子の移動量が大きい粒子速度(音波による空気分子の速度)の腹の部分に配設することが効果的である。そのため、上記扁平空間内における粒子速度の腹部には通気性の低い吸音材を配置し、他の部位には通気性の高い吸音材を配置することが考えられる。しかし、上記扁平空間内には様々な方向の共鳴が混在していて、音の伝播方向が一定でないため、どの方向の粒子速度分布に対しても吸音性が高くなるように通気性の低い吸音材を配置することは困難である。 On the other hand, in order to improve sound absorption, it is effective to dispose the sound absorbing material on the antinode portion of the particle velocity (velocity of air molecules by sound waves) where the amount of movement of air particles is large. For this reason, it is conceivable to arrange a sound-absorbing material with low air permeability in the abdomen of the particle velocity in the flat space, and arrange a sound-absorbing material with high air permeability in other parts. However, since the resonance of various directions is mixed in the flat space and the sound propagation direction is not constant, the sound absorption with low air permeability is high so that the sound absorption is high for the particle velocity distribution in any direction. It is difficult to arrange the material.
そこで、本発明は、上記内板の裏側に配設する吸音材が、所望周波数の車室内騒音の低減に有効に働くようにすることを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible for the sound absorbing material disposed on the back side of the inner plate to effectively work to reduce vehicle interior noise at a desired frequency.
本発明は、このような課題を解決するために、車室空間を形成する内板を適宜の固有振動数で振動する領域に区画し、車室内騒音がその振動領域の最大振幅部から内板と外板との間に進入しこの最大振幅部から両板間を周囲に向かって音が放射状に伝播するようにし、このように内板と外板との間の粒子速度(音波による空気分子の速度)分布を制御した上で、この粒子速度分布に対応させて吸音材を配置することにより、車室内騒音を効率良く低減できるようにした。 In order to solve such problems, the present invention divides an inner plate that forms a passenger compartment space into a region that vibrates at an appropriate natural frequency, and the vehicle interior noise is detected from the maximum amplitude portion of the vibration region to the inner plate. And the sound propagates radially between the two plates from the maximum amplitude part, and the particle velocity between the inner and outer plates (air molecules by sound waves) In addition, the noise in the vehicle cabin can be efficiently reduced by controlling the distribution of the velocity and arranging the sound absorbing material in correspondence with the particle velocity distribution.
請求項1に係る発明は、車室空間を形成する内板と、該内板の外側に設けられた外板との間に、吸音材がその内板及び外板の少なくとも一方に沿って広がるように配設された自動車の騒音低減構造において、
上記内板は、該内板の膜振動を局部的に規制する振動規制要素によって、複数の固有振動領域に区画され、
上記吸音材には、局部的に密度が高くなった高密度部が、上記内板の各固有振動領域の最大振幅部まわりに存するように配設されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 1, the sound absorbing material spreads along at least one of the inner plate and the outer plate between the inner plate forming the passenger compartment space and the outer plate provided outside the inner plate. In the automobile noise reduction structure arranged as follows:
The inner plate is partitioned into a plurality of natural vibration regions by a vibration restricting element that locally restricts the membrane vibration of the inner plate,
The sound absorbing material is characterized in that a high density portion having a locally increased density is disposed around a maximum amplitude portion of each natural vibration region of the inner plate.
すなわち、内板に振動規制要素を設けない場合、内板は常に特定の位置が最大振幅部となって振動するとは限らない。これに対して、本発明によれば、振動規制要素を設けて内板を複数の固有振動領域に区画したことにより、車室内騒音によって、内板の各固有振動領域が振動して内板と外板との間に伝播する。そして、その騒音は各固有振動領域の最大振幅部を中心として周囲へ板面に沿って放射状に伝播していく。すなわち、内板と外板との間では、常に音が一定方向(この場合は最大振幅部を中心とする放射方向)に伝播していき、粒子速度分布は最大振幅部を中心として周囲へ波紋のように広がった形になる。このため、内板と外板との間の吸音材は、その騒音の進入部位が該騒音の吸収・低減に働くだけでなく、この内板又は外板に沿って広がる吸音材が広く騒音の吸収・低減に働くことになる。 That is, when no vibration restricting element is provided on the inner plate, the inner plate does not always vibrate with a specific position at the maximum amplitude portion. On the other hand, according to the present invention, by providing the vibration restricting element and dividing the inner plate into a plurality of natural vibration regions, each natural vibration region of the inner plate vibrates due to the vehicle interior noise. Propagates between the outer plates. The noise propagates radially along the plate surface around the maximum amplitude portion of each natural vibration region. That is, between the inner and outer plates, sound always propagates in a certain direction (in this case, the radial direction centered on the maximum amplitude part), and the particle velocity distribution ripples around the maximum amplitude part. It becomes the form which spread like. For this reason, in the sound absorbing material between the inner plate and the outer plate, not only the noise entry site works to absorb and reduce the noise, but also the sound absorbing material extending along the inner plate or the outer plate is widely used for noise absorption. It will work for absorption and reduction.
そうして、上記吸音材は、同じ繊維材であれば、その密度が高くなるほど吸音率が高くなることから、上記高密度部(通気性の低い部分)はエネルギーが最も高い粒子速度の腹部に配置されるようにすることが望ましい。これに対して、本発明では、上述の如く、音は常に最大振幅部の周囲に放射状に伝播していくから、最大振幅部まわりに配置された高密度部を必ず通過することになり、その高密度部が吸音に効率良く働く。 Thus, if the sound absorbing material is the same fiber material, the higher the density, the higher the sound absorption rate. Therefore, the high density portion (the portion with low air permeability) is located in the abdominal portion of the particle speed with the highest energy. It is desirable to arrange them. On the other hand, in the present invention, as described above, since sound always propagates radially around the maximum amplitude portion, the sound always passes through the high density portion arranged around the maximum amplitude portion. The high-density part works efficiently for sound absorption.
しかも、吸音材は部分的に高密度になっていて、他の部分は低密度になっている(通気性が高くなっている)から、全体としてみれば音の入射効率が高い。よって、音を吸音材に効率良く入射させて吸収低減することができる。 In addition, since the sound absorbing material is partially dense and the other parts are low density (air permeability is high), the sound incident efficiency is high as a whole. Therefore, sound can be efficiently incident on the sound absorbing material to reduce absorption.
上記振動規制要素としては、内板を外板に支持する支持部材を利用することができ、或いは吸音材を外板に密着させる場合は、該吸音材より突出して内板に当接する硬めの突出部を振動規制要素とすることができる。すなわち、このような支持部材や突出部を適宜の間隔で配置して、内板の膜振動を部分的に規制する(振動を抑える)ことにより、内板を複数の固有振動領域(例えば、各々の中央に腹を生ずる1×1モードの振動領域)に区画するようにしている。 As the vibration restricting element, a support member that supports the inner plate to the outer plate can be used, or when the sound absorbing material is in close contact with the outer plate, a harder protrusion that protrudes from the sound absorbing material and contacts the inner plate. The part can be a vibration regulating element. That is, by arranging such support members and protrusions at appropriate intervals and partially restricting the membrane vibration of the inner plate (suppressing vibration), the inner plate can be divided into a plurality of natural vibration regions (for example, each 1 × 1 mode vibration region that produces a belly at the center).
上記吸音材は、多孔質材料、なかでも、羊毛、綿等の天然繊維、ポリエチレンテレフタレート等の合成繊維、グラスウール等の無機繊維、その他の繊維質材料によって形成することが好ましい。吸音材は、単層にする場合に限らず、吸音特性が異なる(例えば密度や材質が異なる)吸音材料を2層以上に積層して用いることができる。 The sound absorbing material is preferably formed of a porous material, in particular, natural fibers such as wool and cotton, synthetic fibers such as polyethylene terephthalate, inorganic fibers such as glass wool, and other fibrous materials. The sound-absorbing material is not limited to a single layer, and sound-absorbing materials having different sound-absorbing characteristics (for example, different densities and materials) can be laminated and used in two or more layers.
上記高密度部や振動規制要素としての突出部は、吸音材料を部分的に圧縮成形することによって形成することができ、或いは、高密度材を適宜の間隔で吸音材本体に埋め込むことによって形成することができる。後者の場合、高密度材は吸音材本体と同質の材料であっても、異質の材料であってもよい。高密度部は、最大振幅部のまわりに散点状に配置する他、連続線となるような形で配置してもよい。 The high-density portion and the protruding portion as the vibration regulating element can be formed by partially compression-molding the sound-absorbing material, or formed by embedding the high-density material in the sound-absorbing material body at appropriate intervals. be able to. In the latter case, the high-density material may be the same material as the sound-absorbing material body or a different material. The high density part may be arranged in a dotted line around the maximum amplitude part, or may be arranged in a form that forms a continuous line.
請求項2に係る発明は、請求項1において、
上記内板は、固有振動数が1000Hz以下の固有振動領域に区画されていることを特徴とする。
The invention according to
The inner plate is divided into a natural vibration region having a natural frequency of 1000 Hz or less.
すなわち、車室内騒音として特に問題となるロードノイズは、通常は100〜1000Hzの音であり、その騒音低減のために、各固有振動領域の固有振動数を1000Hz以下にしたものである。また、各固有振動領域は、それら全てを同じ固有振動数に調整するのではなく、固有振動数の異なる複数の固有振動領域を設けることにより、広い周波数域の車室内騒音を低減することができる。 That is, road noise that is particularly problematic as vehicle interior noise is usually a sound of 100 to 1000 Hz, and the natural frequency of each natural vibration region is set to 1000 Hz or less in order to reduce the noise. In addition, in each natural vibration region, not all of them are adjusted to the same natural frequency, but by providing a plurality of natural vibration regions having different natural frequencies, it is possible to reduce vehicle interior noise in a wide frequency range. .
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2において、
上記高密度部は、上記最大振幅部まわりに多重の環状になるように配設されていることを特徴とする。
The invention according to
The high-density portion is arranged so as to form a multiple ring around the maximum amplitude portion.
すなわち、高密度を最大振幅部のまわりにランダムに配設した場合でも、最大振幅部から放射状に伝播していく音の吸音率を高めることができる。しかし、ランダム配置では、必ずしも、最大振幅部から全方角に伝播する音の吸収に高密度部が有効に働くとは限らない。また、音が最大振幅部から放射状に伝播していく場合、その粒子速度は、波紋を描いたように分布する。従って、ランダム配置では、吸音に寄与しない高密度部が出てくる。 That is, even when a high density is randomly arranged around the maximum amplitude portion, the sound absorption rate of the sound that propagates radially from the maximum amplitude portion can be increased. However, in the random arrangement, the high density portion does not always work effectively for absorbing sound propagating from the maximum amplitude portion in all directions. Further, when sound propagates radially from the maximum amplitude portion, the particle velocity is distributed like a ripple. Therefore, in a random arrangement, a high density portion that does not contribute to sound absorption appears.
そこで、本発明では、高密度部を最大振幅部まわりに多重の環状になるように配設したものであり、これにより、最大振幅部から放射状に伝播する音の吸音、特に狙いとする周波数の音の吸収に有利になる。 Therefore, in the present invention, the high-density portion is arranged so as to form a multiple ring around the maximum amplitude portion, and thereby, sound absorption of the sound propagating radially from the maximum amplitude portion, particularly the target frequency. It is advantageous for sound absorption.
請求項4に係る発明は、請求項3において、
上記高密度部は、上記最大振幅部を中心とする多重の同心環状になるように配設されていることを特徴とする。
The invention according to
The high-density part is arranged so as to be a multiple concentric ring centered on the maximum amplitude part.
これにより、狙いとする周波数の音を効率良く吸収する上でさらに有利になる。 This is further advantageous in efficiently absorbing the sound of the target frequency.
請求項5に係る発明は、請求項4において、
上記高密度部は、上記最大振幅部を中心とする多重の同心円状になるように配設されていることを特徴とする
これにより、狙いとする周波数の音を効率良く吸収する上でさらに有利になる。
The invention according to
The high-density part is arranged so as to be a multiple concentric circles centered on the maximum amplitude part, thereby further advantageous in efficiently absorbing the sound of the target frequency. become.
請求項6に係る発明は、請求項2乃至請求項5のいずれか一において、
上記最大振幅部を中心とする放射方向に並ぶ上記高密度部のピッチが17cm以下であることを特徴とする。
The invention according to
The pitch of the high-density part arranged in the radial direction centering on the maximum amplitude part is 17 cm or less.
すなわち、上記ピッチ17cmは1000Hzの音波の波長の1/2に相当する。従って、上記ピッチを17cmにすると、上記高密度部を1000Hzの音波の粒子速度の各腹部に配置して、当該周波数の音を効率良く低減させることができる。そうして、上記ピッチが17cm以下であるということは、各高密度部が様々な周波数の音波の粒子速度の腹部に位置付けられる可能性が高くなるということであり、低周波数から高周波数に亘る広い周波数域の音の低減に有利になる。 That is, the pitch of 17 cm corresponds to 1/2 of the wavelength of the sound wave of 1000 Hz. Therefore, when the pitch is 17 cm, the high-density portion can be disposed on each abdominal portion of the particle velocity of the sound wave of 1000 Hz, and the sound at the frequency can be efficiently reduced. Thus, the pitch being 17 cm or less means that each high-density portion is likely to be positioned at the abdomen of the particle velocity of sound waves of various frequencies, and ranges from a low frequency to a high frequency. This is advantageous for reducing sound in a wide frequency range.
請求項7に係る発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
上記吸音材は上記内板及び外板のいずれか一方の板に重ねられ、該吸音材と他方の板との間に空隙が形成され、
上記高密度部は、上記吸音材より上記空隙に突出していることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6,
The sound absorbing material is stacked on one of the inner plate and the outer plate, and a gap is formed between the sound absorbing material and the other plate,
The high density portion protrudes into the gap from the sound absorbing material.
従って、最大振幅部から内板の背部に進入した音は、空隙を伝播していく過程で、該空隙に突き出した高密度部に衝突し、該高密度部を振動させる。この高密度部の振動により、内板と外板との間の空間が攪拌されるのでこの空間内の粒子速度が増大し、吸音性能を向上させることができる。 Therefore, the sound that has entered the back of the inner plate from the maximum amplitude portion collides with the high density portion protruding into the gap in the process of propagating through the gap, and vibrates the high density portion. Since the space between the inner plate and the outer plate is agitated by the vibration of the high density portion, the particle velocity in the space is increased, and the sound absorbing performance can be improved.
請求項8に係る発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
上記内板は、上記車室の天井面を形成するルーフトリムであり、
上記外板は、車体外壁を形成するルーフパネルであることを特徴とする。
The invention according to
The inner plate is a roof trim that forms a ceiling surface of the vehicle compartment,
The outer plate is a roof panel forming an outer wall of the vehicle body.
従って、車室内騒音を広い吸音面積を確保することが容易なルーフ部において効率良く吸収・低減させることができる。 Therefore, the vehicle interior noise can be efficiently absorbed and reduced in the roof portion where it is easy to ensure a wide sound absorption area.
上記各発明において、上記内板には、100Hz以上1000Hz以下の低・中周波数音で振動するように剛性が調整された可撓部を設け、該可撓部に上記固有振動領域を配置することが好ましい。内板の可撓部の振動によって、内板と外板との間の空気が攪拌され、この攪拌により各固有振動領域の最大振幅部から放射状に伝播する低・中周波数音の粒子速度が増大し、該低・中周波数音が内板背部の吸音材によって効率良く吸収されることになり、騒音低減に有利になる。 In each of the above inventions, the inner plate is provided with a flexible portion whose rigidity is adjusted so as to vibrate with a low / medium frequency sound of 100 Hz to 1000 Hz, and the natural vibration region is disposed in the flexible portion. Is preferred. The vibration between the inner plate and the outer plate is agitated by the vibration of the flexible part of the inner plate, and this agitation increases the particle velocity of low and medium frequency sound that propagates radially from the maximum amplitude part of each natural vibration region. The low / medium frequency sound is efficiently absorbed by the sound absorbing material at the back of the inner plate, which is advantageous for noise reduction.
以上のように、本発明によれば、内板を複数の固有振動領域に区画し、該内板と外板との間の吸音材には、各固有振動領域の最大振幅部まわりに存するように高密度部が配設されているから、車室内騒音は最大振幅部から内板と外板との間に入って該最大振幅部を中心として周囲に放射状に伝播することになり、これにより、最大振幅部まわりに存する高密度部が吸音に効率良く働くとともに、内板又は外板に沿って広がる吸音材を広く騒音の吸収・低減に活用することができ、しかも、低密度の吸音材本体部と高密度部とによって、広い周波数域の音を効率良く吸収することができる。 As described above, according to the present invention, the inner plate is divided into a plurality of natural vibration regions, and the sound-absorbing material between the inner plate and the outer plate exists around the maximum amplitude portion of each natural vibration region. Since the high-density portion is disposed in the vehicle interior noise, the vehicle interior noise enters between the inner plate and the outer plate from the maximum amplitude portion and propagates radially around the maximum amplitude portion. The high-density part around the maximum amplitude part works efficiently for sound absorption, and the sound-absorbing material spreading along the inner plate or outer plate can be widely used for absorbing and reducing noise, and the low-density sound-absorbing material The main body portion and the high density portion can efficiently absorb sound in a wide frequency range.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の原理説明図である。同図において、1は車室空間、2は車室空間1を形成する内板(例えばトリム)、3は内板2の外側に設けられた外板(例えば車体パネル)であり、内板2と外板3との間に隙間が形成され、この隙間に繊維材等によって形成された多孔質の吸音材4が、内板2及び外板3の少なくとも一方に沿って広がるように配設されている。内板2は例えば100Hz以上1000Hz以下の低・中周波数音で振動するように剛性が調整されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a vehicle interior space, 2 denotes an inner plate (for example, a trim) that forms the vehicle
図例では、吸音材4は外板3に重ねられ、吸音材4と内板2との間に空隙5が形成されている。但し、吸音材4は内板2に重ね、外板3との間に空隙を形成してもよく、或いは内板2及び外板3の両者に重なる、つまり内板2と外板3との隙間に吸音材が充填された状態になるようにしてもよく、或いは内板2及び外板3各々との間に空隙が形成されるようにしてもよい。
In the illustrated example, the
吸音材4には、密度が局部的に高くなった(通気性が低くなった)多数の高密度部8と、複数の振動規制用突部(振動規制要素)9とが設けられている。図例の高密度部8は、図2に示すように、パンチにより、外板3側から車室側へ向かって吸音材の繊維材を圧縮させて空隙5に突出させたベロアによって形成されている。また、振動規制用突部9も高密度部と同じく、パンチにより、外板3側から車室側へ向かって吸音材の繊維材を圧縮させて空隙5に突出させたベロアによって形成されているが、高密度部8よりも密度を高くして、硬めに形成され、先端が内板2に当たっている。高密度部8は内板2には当たっていない。
The sound-absorbing
振動規制用突部9は外板3に対する内板2の突っかい棒となっており、そのため、内板2は、該振動規制用突部9の先端が当たっている部分の膜振動が抑えられる。図3は、振動規制用突部9の配置例を示す。この配置例では、複数の振動規制用突部9が前後左右に一定間隔(125Hzの音波の1/2波長に相当する140cm以下の間隔)で配置されている。これにより、内板2は、複数の正方形状固有振動領域Aに区画されている。すなわち、4つの振動規制用突部9が正方形状固有振動領域Aの各頂点に配置された形になっており、従って、各固有振動領域Aでは、その正方形の中心に腹を生ずる1×1モードの膜振動を生じ易くなる。
The
従って、上記各固有振動領域Aは、その中心が最大振幅部6となり、上記高密度部8は最大振幅部6のまわりに存するように配設されている。図3の例では、多数の高密度部8が最大振幅部6を中心とする多重の同心円になるように配設されている。
Therefore, each natural vibration region A is arranged so that the center thereof is the
上記構成により、図1に矢符で示すように、各固有振動領域Aが車室内騒音に共鳴して振動し、そのことによって、車室内騒音が内板2と外板3との間に伝播する。そして、内板2と外板3とが狭い隙間になっていることより、その騒音は最大振幅部6のまわりに板面に沿って放射状に伝播していく。すなわち、最大振幅部6を中心として周囲へ波紋状に広がった粒子速度分布が得られる。このため、内板2又は外板3に沿って広がる吸音材4が広く騒音の吸収・低減に働くことになる。
With the above configuration, as indicated by an arrow in FIG. 1, each natural vibration region A vibrates in resonance with the vehicle interior noise, whereby the vehicle interior noise propagates between the
そして、高密度部8は、吸収したい音の周波数に合わせて、適宜、密度を調節してもよい。例えば、車室空間において100Hz以上1000Hz以下の低・中周波数音を積極的に低減したい場合には、上記低・中周波数音を吸収するように高密度部8の密度を設定してもよい。また、1000Hzから10kHz程度までの高周波数音を積極的に低減したい場合には、上記高周波数音を吸収するように高密度部8の密度を設定してもよい。このとき、吸音材本体(高密度部8以外の部分)の密度は、高密度部8よりも低いから、音の入射効率が高くなり、高密度部8で比較的高い周波数音が吸収され、車室内の騒音が低減される。
And the
さらに、高密度部8を複数配設する場合には、同一の密度に設定しても、低・中周波数音を吸収する高密度部と高周波数音を吸収する高密度部とを混在させて配設してもよい。上記のように混在させて配設すれば、全体として、より広い周波数域の音が吸収されることになる。
Further, when a plurality of high-
図3の高密度部配設例によれば、高密度部8が最大振幅部6を中心とする多重の同心円になるように配設されているから、最大振幅部6から放射状に伝播する全ての方角の音波が高密度部8の影響を受けることになり、吸音に有利になる。また、この例のように、高密度部8を同心円状に配設して放射方向に一定の間隔で並ぶようにすると、すなわち、高密度部8の放射方向に並ぶピッチPを一定にすると、粒子速度の腹が放射方向に並ぶ各高密度部8に位置付けられる周波数の音がこれら高密度部8によって効率良く吸収される。よって、特定周波数の音を効率良く吸収する上で有利になる。
According to the arrangement example of the high-density part in FIG. 3, since the high-
ピッチPは吸音したい周波数域のうち最も波長が短い1000Hzの音波の1/2波長に相当する17cm以下とすることが好ましい。これにより、各高密度部8が様々な周波数の音波の粒子速度の腹部に位置付けられる可能性が高くなり、低周波数から高周波数に亘る広い周波数域の音の低減に有利になる。高密度部8の直径は4.3cm以上8.5cm以下とすることが好ましい。4.3cmは1000Hzの音波の1/8波長に相当し、8.5cmは同じく1/4波長に相当する。
The pitch P is preferably 17 cm or less, which corresponds to a half wavelength of a 1000 Hz sound wave having the shortest wavelength in the frequency range where sound absorption is desired. This increases the possibility that each high-
図4乃至図6は吸音材4における高密度部8の他の配設例を示す。図4は、高密度部8を、最大振幅部6を中心とする多重の同心正方形になるように配設したものである。この例によれば、図3の例と同じく、最大振幅部6から放射状に伝播する全ての方角の音波が高密度部8の影響を受けることになり、吸音に有利になる。また、この例では、正方形の各辺に直交する方向に並ぶ高密度部8では、正方形の対角線方向に並ぶ高密度部8に比べて、その配設ピッチが小さくなるから、より高周波数の音が吸収される。また、内板2と外板3との隙間において、正方形の各辺に直交する方向の共鳴を生ずるとき、その共鳴周波数の音を吸収する上で有利になる。なお、高密度部8を、最大振幅部6を中心とする多重の長方形状に配設してもよい。
4 to 6 show other arrangement examples of the
図5は、高密度部8を、最大振幅部6を中心とする多重の同心楕円になるように配設したものである。この例によれば、図3の例と同じく、最大振幅部6から放射状に伝播する全ての方角の音波が高密度部8の影響を受けることになり、吸音に有利になる。また、この例では、楕円の短軸方向に並ぶ高密度部8では、長軸方向に並ぶ高密度部8に比べて、その配設ピッチが小さくなるから、より高周波数の音が吸収される。この楕円の場合、長軸方向の配設ピッチを1000Hzの1/2波長(17cm)以下とすることが好ましい。
In FIG. 5, the high-
以上の図3乃至図5の各例は多数のベロア状高密度部8を所定の図形になるように点在させているが、図6は、高密度部8を線状になるように形成し且つ最大振幅部6を中心とする多重の同心円になるように配設したものである。この例でも、図3の例と同様の作用効果が得られる。
In each of the examples shown in FIGS. 3 to 5, a large number of velor-shaped high-
なお、図4及び図5に示す高密度部8の配設例においても、図6に示すように、高密度部8を線状に繋いだ形にすることができる。
4 and 5 also, the
また、図3乃至図6の各例では、高密度部8を、高音響透過率部6のまわりに多重図形を描くように配設しているが、単一の円状、楕円状、矩形状、円弧状等になるように配設してもよい。
Further, in each example of FIGS. 3 to 6, the high-
図7は内板2の剛性(可撓性)が吸音に及ぼす効果を確認した実験データを示す。実験にあたっては、剛性が相異なる4種類の内板を準備し、車室を模した模型内に内板を設置して、模型内空間を模擬車室空間と、内板と外板との隙間に相当する吸音空間とに区画し、吸音空間に吸音材を配設した(図1と同様の騒音低減構造)。そして、模擬車室空間で100〜1000Hzの音を発生させ、この時の振動する内板の振幅をレーザー振動計で測定するとともに、SPL(音圧レベル)マイクにて吸音空間の音圧を測定した。
FIG. 7 shows experimental data for confirming the effect of the rigidity (flexibility) of the
内板の振動量(振幅)と音圧低減代との関係を調べると、図7に示すように、内板の振動量が大きくなるほど音圧低減代が大きくなっている。これは、内板の振動によって、内板と外板との間の空気の攪拌されて最大振幅部から放射状に伝播する音の粒子速度が増大するところ、内板の振動量が大きくなるほど粒子速度の増大量が大きくなり、該音が内板背部の吸音材によって効率良く吸収されるためである。 When the relationship between the vibration amount (amplitude) of the inner plate and the sound pressure reduction allowance is examined, as shown in FIG. 7, the sound pressure reduction allowance increases as the vibration amount of the inner plate increases. This is because the vibration of the inner plate increases the particle velocity of the sound that is agitated by the air between the inner plate and the outer plate and propagates radially from the maximum amplitude portion, and the particle velocity increases as the vibration amount of the inner plate increases. This is because the amount of increase increases and the sound is efficiently absorbed by the sound absorbing material on the back of the inner plate.
図8及び図9は本発明を自動車のルーフ部に適用した具体例を示す。図8は高密度部8及び振動規制用突部9等の配置を示す図である。同図において、符号3はルーフパネル(外板)である。また、小さな丸が高密度部8を示し、大きめの一重の丸が振動規制用突部9を示し、大きめの二重丸がトリム(内板)支持部10を示す。このトリム支持部10は、ルーフトリムをルーフパネル3に支持するロッド状のものであり、ルーフトリムは当該トリム支持部10に支持された部分の膜振動が該トリム支持部10によって抑えられるから、該トリム支持部10は振動規制要素である。なお、図8には吸音材自体及びルーフトリム自体は描いていない。ルーフパネル3の内面側には車幅方向に延びる複数本のレインフォースメント(以下、ルーフレインという。)12が車体前後方向に間隔をおいて設けられている。符号13の部分は天井灯取付部であり、符号14の部分はアシストグリップ取付部である。
8 and 9 show specific examples in which the present invention is applied to a roof portion of an automobile. FIG. 8 is a view showing the arrangement of the
図9はルーフ部の断面図であり、ルーフトリム2はルーフレイン12の下面に当たっている。従って、ルーフトリム2はルーフレイン12によって膜振動が抑えられるから、ルーフレイン12は振動規制要素である。また、ルーフトリム2は、その周縁部がルーフパネル3等に支持されて振動が規制されている。なお、本例の場合、天井灯取付部13及びアシストグリップ取付部14によってはルーフトリムの振動は規制されておらず、それらは振動規制要素にはなっていない。
FIG. 9 is a sectional view of the roof portion, and the
そうして、ルーフトリム2とルーフパネル3との隙間に高密度部8を有する吸音材4が設けられている。吸音材4は、図1の例とは違って、内板側、すなわち、ルーフトリム2に重ねられ、吸音材4とルーフパネル3との間に空隙5が形成されている。そして、高密度部8及び振動規制用突部9は吸音材本体より空隙5に突出し、振動規制用突部9の先端がルーフパネル3に当たっている。高密度部8の先端はルーフパネル3から離れている。
Thus, a
以上のように、振動規制用突部9、トリム支持部10及びルーフレイン12が振動規制要素として働くことから、ルーフトリム2は、それら振動規制要素によって、複数の固有振動領域(1×1モードの振動領域)に区画される。
As described above, since the
例えば、ルーフレイン12間では、前後に隣り合うルーフレイン12と左右に隣り合う振動規制用突部9とに挟まれた部位が1つの固有振動領域となり、或いは前後に隣り合うルーフレイン12と左右に隣り合う振動規制用突部9及びトリム支持部10とによって挟まれた部位が1つの固有振動領域となる。
For example, between the roof rains 12, a portion sandwiched between the
前部ルーフレイン12より前側では、その中央に存する4つの振動規制用突部9によって1つの固有振動領域が区画され、該固有振動領域の後側に隣接して、振動規制用突部9と前部ルーフレイン12とによって固有振動領域が形成されている。また、両端部では、振動規制用突部9、トリム支持部10及びルーフレイン12によって固有振動領域が区画されている。
On the front side of the
後部ルーフレイン12より後側でも、振動規制用突部9と後部ルーフレイン12とにより、或いは振動規制用突部9とルーフトリム周縁の支持部とにより、固有振動領域が区画されている。
Even on the rear side of the
上記の各固有振動領域は100Hz以上1000Hz以下の低・中周波数音で振動するように剛性が調整された可撓部になっている。この剛性の調整は、各固有振動領域を振動が規制されている部分よりも薄くなるように圧縮成形することによって行なうことができる。すなわち、板厚を薄くすることによって、剛性が下がり、振動し易くなる。或いは、ルーフトリム2がウレタン製基材層の両側にガラス繊維層を積層した構造になっている場合、そのガラス繊維層の繊維密度を部分的に低くすることによって、剛性を下げるようにしてもよい。或いは、上記基材層を構成するウレタンの強度を部分的に下げる(部分的に軟質のウレタンを用いる)ことによって、剛性を下げるようにしてもよい。
Each of the natural vibration regions is a flexible part whose rigidity is adjusted so as to vibrate with a low / medium frequency sound of 100 Hz to 1000 Hz. The rigidity can be adjusted by compression molding so that each natural vibration region is thinner than a portion where vibration is restricted. That is, by reducing the plate thickness, the rigidity is lowered and vibration is likely to occur. Alternatively, when the
そうして、高密度部8は、各固有振動領域の中心部、すなわち、最大振幅部6のまわりに、その最大振幅部6を中心とする多重の同心円状になるように配設されている。また、ルーフレイン12間では、中央の固有振動領域と左右両側の固有振動領域との間に、多数の高密度部6が車体前後方向及び車幅方向に直線状に並ぶように配設されている。
Thus, the high-
従って、図10に示すように、高密度部8が多重の同心円状になるように配設されている部位では、車室から最大振幅部6を通してルーフトリム2の背部に入射した音は矢符で示すように、最大振幅部6から放射状に伝播していくが、高密度部8が放射状の伝播を遮る形で設けられているから、該高密度部8によって音が効率良く吸収される。さらに、高密度部8は、内板2と外板3との間の空間内を伝播する音の衝突を受けて振動するため、内板2と外板3との間の空間が攪拌されるので、上記空間内の粒子速度が増大し、吸音性能が向上する。
Therefore, as shown in FIG. 10, in the portion where the
図8に示す相隣るルーフレイン12間は、周囲をルーフレイン12及びルーフサイドで矩形状に囲まれた空間になっている。このため、図11及び図12に示すように、このルーフレイン12間では、波線で示すように、振動伝播方向が車幅方向あるいは車体前後方向になった共鳴を生じ易い。そうして、図8に示すように、高密度部8が車体前後方向及び車幅方向に直線状に並ぶように配設されている部位では、上記車幅方向、車体前後方向の共鳴が当該高密度部8によって遮られ、吸音性が良い。図11及び図12では、高密度部8の配列状態が図8とは異なり、高密度部8が車幅方向に密に並んだ列と粗に並んだ列とを車体前後方向において交互に配置している。このような配列でも、上記車幅方向及び車体前後方向の共鳴を効率良く抑制することができる。なお、最大振幅部6まわりに関しても、放射状に伝播する音の吸音・低減と、車幅方向、車体前後方向の共鳴の抑制とを狙いとして、該最大振幅部6のまわりに、高密度部8を図4に示す多重の正方形状ないしは矩形状に配設してもよい。
A space between adjacent roof rains 12 shown in FIG. 8 is a space surrounded by a
さらに、高密度部8は、1000Hzから10kHz程度までの高周波数音の吸収に効果があるように高密度部8の密度を調整してもよい。すなわち、主たる高周波数音は風騒音であるが、その風騒音の一つは車外で発生する空気の渦流によるものである。この空気の渦流は車体の形状変化した部分、特にルーフから車体サイドに形状変化した部分で生じ易い。また、風騒音ではないが、走行中における車室内外の圧力差により車室から車外に空気が吸い出される際に吸出し音を生ずる。これはドアシール部、特にドア上縁のシール部で生じ易い。このようなルーフ部付近で発生する高周波数音が吸音材の高密度部で吸収されて車室内への伝播が抑えられることから、車室内騒音の低減に有利になる。
Furthermore, the
図13は自動車のフロアに本発明に係る騒音低減構造を採用する例を示す。同図において、15はフロアパネル、16は車幅の中央位置を車体前後方向に延びるフロアトンネル、17はフロアトンネル16の両側に配置されたフロントシート配置部、18はリヤシート配置部、19はスペアタイヤ収容部20の上に設けられるトランクボード配置部であり、フロントシート配置部17の前後両側の領域、並びにトランクボード配置部19の周囲の領域に、当該騒音低減構造を採用する。
FIG. 13 shows an example in which the noise reduction structure according to the present invention is employed on the floor of an automobile. In the figure, 15 is a floor panel, 16 is a floor tunnel extending in the vehicle longitudinal direction at the center position of the vehicle width, 17 is a front seat arrangement portion arranged on both sides of the
すなわち、上記領域において、フロアパネル15とフロアマット(図示省略)との隙間に、上述の高密度部を有する吸音材(図示省略)が配設される。同領域に示す丸印は振動規制要素9の位置を示す。当該領域に敷設されるフロアマット周縁の固定部と上記振動規制要素9とにより、当該領域のフロアマットが複数の固有振動領域に区画される。
That is, in the above region, the sound absorbing material (not shown) having the above-described high density portion is disposed in the gap between the
1 車室空間
2 内板,トリム
3 外板,車体パネル
4 吸音材
5 空隙
6 最大振幅部
8 高密度部
9 振動規制用突部(振動規制要素)
10 トリム支持部(振動規制要素)
12 ルーフレイン(振動規制要素)
15 フロアパネル
A 固有振動領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car
10 Trim support (vibration restricting element)
12 Roof rain (vibration control element)
15 Floor panel A Natural vibration area
Claims (8)
上記内板は、該内板の膜振動を局部的に規制する振動規制要素によって、複数の固有振動領域に区画され、
上記吸音材には、局部的に密度が高くなった高密度部が、上記内板の各固有振動領域の最大振幅部まわりに存するように配設されていることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 An automobile in which a sound absorbing material is disposed between an inner plate that forms a passenger compartment space and an outer plate provided outside the inner plate so as to spread along at least one of the inner plate and the outer plate. In the noise reduction structure,
The inner plate is partitioned into a plurality of natural vibration regions by a vibration restricting element that locally restricts the membrane vibration of the inner plate,
Noise reduction of an automobile characterized in that the sound absorbing material is arranged such that a high density portion having a locally increased density exists around the maximum amplitude portion of each natural vibration region of the inner plate. Construction.
上記各固有振動領域の固有振動数が1000Hz以下であることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In claim 1,
A noise reduction structure for an automobile, wherein the natural frequency of each natural vibration region is 1000 Hz or less.
上記高密度部は、上記最大振幅部まわりに多重の環状になるように配設されていることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In claim 1 or claim 2,
The automobile noise reduction structure, wherein the high-density portion is arranged in a multiple ring around the maximum amplitude portion.
上記高密度部は、上記最大振幅部を中心とする多重の同心環状になるように配設されていることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In claim 3,
The automobile noise reduction structure according to claim 1, wherein the high-density portion is arranged so as to be a multiple concentric ring centered on the maximum amplitude portion.
上記高密度部は、上記最大振幅部を中心とする多重の同心円状になるように配設されていることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In claim 4,
The noise reduction structure for an automobile, wherein the high-density portion is arranged in a multiple concentric shape centering on the maximum amplitude portion.
上記最大振幅部を中心とする放射方向に並ぶ上記高密度部のピッチが17cm以下であることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In any one of Claims 2 thru | or 5,
A noise reduction structure for an automobile, wherein a pitch of the high density portions arranged in a radial direction centering on the maximum amplitude portion is 17 cm or less.
上記吸音材は上記外板に重ねられ、該吸音材と上記内板との間に空隙が形成され、
上記振動規制要素として、上記吸音材より突出して上記内板に当接した当接体を備え、
上記高密度部は、上記吸音材より上記空隙に突出していることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The sound absorbing material is overlaid on the outer plate, and a gap is formed between the sound absorbing material and the inner plate,
As the vibration regulating element, provided with a contact body protruding from the sound absorbing material and contacting the inner plate,
The automobile noise reduction structure, wherein the high density portion protrudes into the gap from the sound absorbing material.
上記内板は、上記車室の天井面を形成するルーフトリムであり、
上記外板は、車体外壁を形成するルーフパネルであることを特徴とする自動車の騒音低減構造。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
The inner plate is a roof trim that forms a ceiling surface of the vehicle compartment,
A structure for reducing noise in an automobile, wherein the outer plate is a roof panel forming an outer wall of a vehicle body.
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Citations (2)
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JPH02102847A (en) * | 1988-10-12 | 1990-04-16 | Mazda Motor Corp | On-board receiver |
JP2000282421A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Arumu:Kk | Sound absorbing pannel |
-
2006
- 2006-11-10 JP JP2006305576A patent/JP2008120216A/en active Pending
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