JP2009040073A - 吸音構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音性能を確保しつつ、一方の板材の支持剛性をも確保できる吸音構造を提供する。
【解決手段】
一対の板材２，３のうちの他方の板材３側から一方の板材２に向けて複数の突出部８を突出させて、一方の板材２を受け止める。その一方、一方の板材２を非通気とすると共に、突出部との関係で、一方の板材２の微振動可能として、音が一方の板材２に入力されたときには、一方の板材の微振動により、扁平な吸音空間４内の粒子速度を増大し、それを吸音空間４内の吸音材５に吸収させる。しかも、各突出部８を多孔質状態とすることにより、その各突出部８に吸音機能を発揮させ、各突出部８を吸音材として有効に利用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、吸音構造に関する。

吸音材としては、特許文献１に示すように、基材と表皮との間に嵩高で柔軟性を有する低密度不織布を介挿したものがある。このものにおいては、低密度不織布は、表皮が通気性を有する場合には多孔質吸音作用を発揮し、表皮が非通気性の場合には表皮の膜振動によりエネルギを減衰する機能を発揮する。

ところで、吸音材を備えた吸音構造として、対向する一対の板材によりその一対の板材間に吸音空間を形成し、その吸音空間内に吸音材を配置し、一対の板材のうちの一方の板材を、振動可能とされた振動板部材としたものが開発されつつある。このものにおいては、音が一方の板材に入射されると、その一方の板材は振動してその音を吸音空間内に伝播し、その伝播された音は吸音空間内の吸音材に吸音されることになる。このため、このような吸音構造においては、一方の板材の振動を許容するため、一対の板材間に吸音材だけを介在する構成とするのが好ましい。
特開２００２−２１５１６９号公報

しかし、そのような構成とした場合、一方の板材（例えば各種内装壁）側から外力を加えれば、その一方の板材は容易に撓むことになり、外力が人により加えられるときには、人は、その撓みに対して違和感を感じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、吸音性能を確保しつつ、一方の板材の支持剛性をも確保できる吸音構造を提供することにある。

前記技術的課題を達成するために本発明（請求項１に係る発明）においては、
対向する一対の板材により該一対の板材間に吸音空間が形成され、該吸音空間内に吸音材が配置され、前記一対の板材のうちの一方の板材が、振動可能とされた振動板部材とされている吸音構造において、
前記吸音空間が扁平状に形成され、
前記一対の板材のうちの他方の板材側から前記一方の板材に向けて複数の突出部が突出され、
前記複数の突出部が、前記一方の板材に対して前記振動として微振動を許容するように設定されていると共に、多孔質状態とされて吸音作用を発揮するように設定されている構成としてある。請求項１の好ましい態様としては、請求項２以下の記載の通りとなる。

請求項１の発明によれば、比較的大きな外力が一方の板材に加わったときには、複数の突出部が一方の板材を受け止めることになり、その複数の突出部により一方の板材の支持剛性が確保される。その一方、複数の突出部が設けられる構成とされていても、その各突出部が一方の板材に対して振動として微振動を許容するように設定されていることから、一方の板材（振動板部材）に音が入力されると、その一方の板材に微振動が生じることになり、その微振動を通じて音が扁平状の吸音空間内に伝播される。そして、その扁平状の吸音空間内においては、粒子速度が一方の板材に沿う方向に増大され、それに基づき吸音空間内の吸音材は音を有効に吸音する。これにより、吸音性能を確保しつつ、一方の板材の支持剛性をも確保できることになる。

しかも、複数の突出部が、多孔質状態とされて吸音作用を発揮するように設定されていることから、複数の突出部を有効に利用して、吸音性能を高めることができる。

請求項２の発明によれば、各突出部を含む面であって吸音空間に臨む全ての面に、遮音層が設けられ、各突出部の多孔質状態が、吸音材の吸音音域とは異なる吸音音域の周波数音を吸音するように設定されていることから、各突出部を有効利用して、吸音材の吸音音域とは異なる吸音音域の周波数音を吸音できる一方、その周波数音が吸音空間側に進入することを遮音層により防止できる。このため、一方の板材側と他方の板材側とで異なる音域の周波数音を確実に吸音できる。

請求項３の発明によれば、各突出部が、８００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の音域における高周波数音を吸音する特性を有し、吸音材が、１００Ｈｚ以上８００Ｈｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音する特性を有していることから、遮音層を基準として一方の板材側においては、１００Ｈｚ以上８００Ｈｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音することができ、遮音層を基準として他方の板材側においては、８００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の音域における高周波数音を吸音できる。

請求項４の発明によれば、吸音空間に臨む他方の板材の全表面に、遮音層が設けられ、各突出部の多孔質状態が、吸音材の吸音音域とは同じ吸音音域の周波数音を吸音するように設定されていることから、吸音材の吸音音域とは異なる吸音音域の周波数音が吸音空間側に進入することを遮音層により抑制できる一方、吸音材の吸音音域と同じ吸音音域の周波数音を、吸音材だけでなく、各突出部によっても吸音することにでき、吸音材の吸音音域と同じ吸音音域の周波数音の吸音性能を高めることができる。

請求項５の発明によれば、各突出部が他方の板材にそれぞれ取付けられ、遮音層が、各突出部の端面と該端面が臨む前記他方の板材の板面との間にも介在されていることから、吸音材の吸音音域とは異なる吸音音域の周波数音が、吸音空間側に進入することを遮音層により防止できる。

請求項６の発明によれば、吸音材及び各突出部が、１００Ｈｚ以上８００ｋＨｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音する特性を有していることから、当該音域における低・中周波数音を各突出部によっても吸音することができることになり、当該音域における低・中周波数音の吸音性能を高めることができる。

請求項７の発明によれば、複数の突出部は、隣り合う突出部同士が互いに間隔をあけつつ他方の板材に沿って延ばされ、隣り合う突出部間に、区画空間がそれぞれ形成されていることから、複数の突出部が、一方の板材に向けて開口する複数の区画空間を形成することになり、一方の板材の微振動により扁平な吸音空間内に生じる粒子速度は、各区画空間の絞り効果に基づき一層、増大され、それが各区画空間内の吸音材に効果的に吸収される。また、各区画空間の延び形状が、所定の周波数以上の周波数音が共鳴を起こすように設定されされていることから、一方の板材が微振動すると、各区画空間内において、音波の振動方向が一方向に制御されて共鳴が促進され、区画空間の延び方向に延びる所定の定常波が生じることになり、その際の増大された粒子速度（定常波の腹の部分の速度）が吸音材に効果的に吸収される。このため、絞り効果に加えて、共鳴効果によっても吸音性能を高めることができる。

請求項８の発明によれば、各突出部が柱状に形成され、その各突出部の外周側の空間全体に吸音材が配置されていることから、全突出部の全体積を少なくして、その分だけ吸音材の配置量（充填量）を増やすことができ、吸音材配置量の増大に基づき吸音性能を高めることができる。

請求項９の発明によれば、吸音材が、吸音空間内に、該吸音空間の厚み方向において略充填状態をもって配置されていることから、本件発明者の知見に基づき、吸音空間への吸音材の充填程度の面から、吸音性能を最大限、引き出すことができる。

請求項１０の発明によれば、振動板部材の振動部が、該振動板部材の振動部以外の部分の剛性よりも低い剛性に設定されていることから、振動板部の微振動を促進して、吸音空間内における低・中周波数音についての粒子速度の増大を図ることができ、吸音材による低・中周波数音の吸音性能を、一層向上させることができる。その一方、本件発明者の知見に基づき、高周波数音の吸音に対して一方の板材の剛性が及ぼす影響が極めて小さいことから、低・中周波数音の吸音のため振動部の剛性を低めたとしても、高周波数音の吸音性能の低下を極力抑えることができる。

請求項１１の発明によれば、一方の板材が、既存の構造物の構成部材である内側部材を利用して形成されていることから、既存の構造物に当該吸音構造を形成するに際して、別途、振動板部材を用意する必要はなくなり、投入部材の節約を図ることができる。

請求項１２の発明によれば、一方の板材が車両のトリムであることから、既存の構造物としての車両に当該吸音構造を形成するに際して、その車両のトリムを有効に利用して、投入部材の節約を図ることができる。

請求項１３の発明によれば、トリムがルーフトリムであることから、ルーフトリムを有効に利用して、投入部材の節約を図ることができる。しかもこの場合、ルーフトリムの広い面積を利用して、吸音材の設置自由度を高めることができるばかりか、吸音材を広範囲に設置できることになり、吸音性能を、より効果的に高めることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る吸音構造１を示す。吸音構造１は、基本的に、対向する一対の板材２，３により、その一対の板材２，３間に吸音空間４が形成され、その吸音空間４内に吸音材５が配置されている。

前記一対の板材２，３のうち、一方の板材２は、ある程度の硬さを有しつつ、低・中周波音（１００〜８００Ｈｚ）の入力に対して微振動可能とされた非通気の振動板部材とされている。具体的に説明すれば、一方の板材２は、図２に示すように、比較的高い剛性（例えばヤング率：１．４×１０⁵（Ｎ／ｍ²）〜１．９×１０⁵（Ｎ／ｍ²））を示す固定部６と、その固定部６よりも薄肉化された複数の振動部７とを備えている。振動部７は、固定部６の剛性よりもかなり剛性が低くされて比較的高い可撓性を有しており、本実施形態においては、ヤング率が、例えば８．０×１０⁴（Ｎ／ｍ²）〜１．１×１０⁴（Ｎ／ｍ²）に設定されている。これにより、各振動部７は、低・中周波数音の入力に対して微振動(振動速度：〜２．１ｍｍ／ｓ）することになり、それに基づき低・中周波数音が吸音空間４内に伝播され、吸音空間４内の粒子速度（図３中、動き、方向等を矢印で示す）は、図３に示すように、増大される。
尚、図３においては、粒子速度（矢印で示す）の状態を理解し易くするため、他方の板材３から後述の突出部８、吸音材５等は省かれている。

前記一対の板材２，３のうち、他方の板材３には、図１に示すように、複数の突出部８が一体的に設けられている。この各突出部８は、一方の板材２を支えることを目的としており、その各突出部８の先端面は、外力が作用したときに一方の板材２を的確に受け止めることを考慮して平坦面とされ、その各突出部８先端面の幅方向（図２中、左右方向）長さは、一方の板材２を人が押すことを考慮して、指の長さ程度、具体的には２０ｍｍ程度に設定されている。また、この各突出部８の先端面と一方の板材２（面）との間には、図２に示すように、若干、隙間９（図２においては、存在を明らかにするため誇張して記載）が形成されている。この隙間９は、一方の板材２が微振動することを妨げないようにすることを目的としており、この隙間９は、できるだけ狭い方が好ましい（微振動が許容される限りにおいては、当接状態も含む）。

この各突出部８は、図１に示すように、隣り合うもの同士が互いに間隔をあけつつ他方の板材３に沿って、図１中、Ｙ方向に延ばされており、その隣り合う突出部８は、その両者間に区画空間１０を形成している。この各区画空間１０は、突出部８同様、その延び方向であるＹ方向に延びており、その区画空間１０の断面は、全体（全長）を通じて一定にされている。また、各区画空間１０の延び方向両端は、図示を略す閉塞部材により閉塞されており、各区画空間１０は、一方の板材２に向けてのみ開口されている。このため、各区画空間１０は、絞られた状態となっている。

上記各区画空間１０は、その延び形状が、低・中周波数音以上（１００Hz以上）で共鳴を起こして所定の定常波を生じるように設定されている。具体的には、図４に示すように、反射端（固定端）となる区画空間１０の閉塞端面の幅方向長さをｂ、高さをｈ、全長をＬとし、共鳴を図りたい音の周波数の波長をλとすると、Ｌ＝１／２・λ・ｎとする関係（全長Ｌが半波長の整数倍の場合に共鳴が起こって定常波を生じる関係）があることから、その関係に基づき区画空間１０の全長Ｌが設定されている。より具体的に述べれば、本実施形態においては、共鳴を１００Ｈｚ以上で起こすようにすべく、上記関係式に基づき、Ｌ＝４３ｃｍ前後と設定されている。勿論この態様以外にも、例えば８００Ｈｚ以下の任意の周波数で共鳴させる態様を採ることができ、そのような場合には、Ｌ≧２１ｃｍ（８００Ｈｚで共鳴する長さ）のＬを設定する必要がある。ここで、ｎは定常波の腹の数で、ｎ＝１，２，３・・・・である。また、本実施形態においては、この区画空間１０の幅方向長さｂ及び高さｈについて、共鳴を多方向に生じさせずに「明瞭な共鳴」にする観点から、共鳴を図りたい周波数の波長の１／８倍以下、すなわちｂ≦１／８・λ、ｈ≦１／８・λが設定され、さらには、各区画空間１０の扁平率について、各区画空間１０の延び方向への粒子速度を増大させる観点から、ｈ／Ｌ＜５０％、ｂ／Ｌ＜５０％が設定されている。これにより、各区画空間１０内においては、低・中周波数音以上（１００Hz以上）で共鳴が起こって所定の定常波が生じることになり、これに基づき粒子速度が増大される（媒質である空気が大きく振動）。尚、このような区画空間１０を区画する突出部８の全体積については、吸音材５の吸音性能が関係するが、これについては後述する。

前記他方の板材３及び前記各突出部８は、多孔質状態とされている。他方の板材３及び各突出部８内部の連続孔を利用して、それらを、高周波数音（８００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ）を吸音する高周波数音用吸音材として利用するためである。このため、他方の板材３及び各突出部８の材料として、発泡金属、発泡ウレタン等の発泡材料が用いられ、その多孔質性に関しては、その材料の見かけ上の容積に占める気泡の容積の割合を示すポロシティ（多孔度）Ωをもって、０．９≦Ω≦０．９８が好ましい範囲として設定されている。また、この他方の板材３及び各突出部８には、吸音空間４に臨む面において、遮音層としての遮音シート（非通気層）１７が設けられている。この遮音シート１７は、遮音を目的として、他方の板材３及び各突出部８が吸音空間４に露出しないようにしており、その遮音シート１７として、ＰＶＣシート、セロファンシート、ＰＰシート、ポリエチレンフィルム、ゴムシート等が用いられる。
尚、図1中、符号１８は、他方の板材３の外面側に配置される外装板部材である。

前記吸音材５は、図１，図２に示すように、前記各区画空間１０内において、前記振動部７に面するようにしてそれぞれ配置されている。具体的には、吸音材５は、天然繊維、合成繊維等の繊維を用いて、突出部８の突出長さよりも長い厚みをもった成形体として形成されており、その吸音材５の上部側が各区画空間１０の内壁に接着剤等により保持されている一方、その吸音材５の下面が、区画空間１０から突出して振動部７に臨んでいる。このとき、吸音材５の下面は、薄肉化された振動部７（一方の板材２）から若干、離間されており（振動部７の形成に伴って形成された凹所内に遊嵌状態）、その吸音材５の配置に基づき、一方の板材２が微振動することが妨げられないことになっている。勿論この場合、一方の板材２の微振動に実質的な支障を与えない限り、振動部７に吸音材５の下面を軽く当接させてもよい。

この吸音材５としては、低・中周波数音（１００〜８００Ｈｚ）から高周波数音（１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）までのいずれの周波数音についても吸音できるものが用いられている。具体的には、この吸音性能を確保すべく、流れ抵抗が、流れ抵抗≧ ３．３×１０⁴、ヤング率が１．２×１０³〜２．０×１０⁴、損失係数が、損失係数≦０．１２とされたものが用いられている。この場合、吸音材５としては、上記のものが最も好ましいが、それに代えて、低・中周波数音（１００〜８００Ｈｚ）の吸音を専用とした低・中周波数音用吸音材を用いてもよい。前述のように、前記他方の板材３及び前記各突出部８が多孔質状態とされて、それらにより高周波数音（１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ）を吸音できることになっているからである。

図５は、上記吸音材(本件吸音材）５の吸音性能を具体的に示したものである。この場合、図５においては、比較例に係る吸音材として、Ａ，Ｂが用いられ、本件吸音材に属する吸音材として、Ｃが用いられた。具体的に図６をもって説明すれば、吸音材Ａは、高周波音用吸音材（現在における高性能品）であり、この吸音材Ａは、流れ抵抗に関しては上記吸音材５の範囲に属するものの、ヤング率及び損失係数については上記吸音材５の範囲から外れている。吸音材Ｂは、低・中周波数音用吸音材（現在における高性能品）であり、この吸音材Ｂは、ヤング率及び損失係数については、吸音材５の範囲に属するものの、流れ抵抗については、吸音材５の範囲から外れている。吸音材Ｃは、吸音材５の範囲に属する具体例であり、その流れ抵抗、ヤング率及び損失係数のいずれもが吸音材５の範囲に属している。この図５の結果によれば、吸音材Ｃは、低・中周波数音帯（１００〜８００Hz)において、吸音材Ｂ（低・中周波数音用吸音材として現在高性能品）よりも吸音率が高くなると共に、高周波数音帯（１ｋHz以上)においても、吸音材Ａ（高周波数音用吸音材として現在高性能品）よりも吸音率が高くなり、全周波数音領域において、吸音材Ｃが、吸音特性に関し、格段に優れている結果を示した。

前記吸音空間４内への前記吸音材５の配置に関しては、吸音空間４に対する吸音材５の充填率が考慮されている。低・中周波数の音低減効果代と吸音材５の充填率（吸音材５の体積／吸音空間４の体積）との関係を、吸音材５を吸音空間４に略均等の厚みをもって配置する前提の下で調べたところ、図７の結果を得た。この図７によれば、音低減効果に関し、充填率が５３％から飽和状態に移行し、充填率が７５％以上では音低減効果代はほぼ一定となった。このため、吸音性能を考慮し、吸音空間４内に対する吸音材５の充填率は５３％以上に設定される一方、吸音空間４内に突出する突出部８の全体積は、吸音空間４（突出部８の全体積を省いた体積）の体積に対して４７％未満に設定されている。尚、充填率１００％は、吸音空間４内にその厚さ方向において吸音材５が圧縮されることなく一杯に充填された状態である。

前記吸音空間４については、粒子速度の水平速度成分の割合を増大させるべく、扁平率が考慮されている。吸音空間４の扁平率が粒子速度の速度成分の方向に与える影響を調べるべく、図８において、左右方向をＸ方向、紙面直交方向をＹ方向、上下方向をＺ方向として、吸音空間４を、Ｙ方向の長さを一定にした状態の下で、Ｚ方向の長さとＸ方向の長さとの比(扁平率）Ｚ／Ｘをもって特定した。そして、扁平率Ｚ／Ｘを変えて、一方の板材２の微振動に基づいて発生する粒子速度のＸ，Ｙ，Ｚ方向の各速度成分Ｖｐ（Ｘ），Ｖｐ（Ｙ），Ｖｐ（Ｚ）の割合について調べたところ、図８に示す結果を得た。この図８に示す結果によれば、扁平率Ｚ／Ｘが５０％以下であれば、Ｚ方向の速度成分がほとんど発生せず、大部分がＸ，Ｙ方向の速度成分Ｖｐ（Ｘ），Ｖｐ（Ｙ）により占められることを示した。このため、吸音空間４については、基本的に、扁平率が５０％以下に設定されている。

したがって、このような吸音構造１においては、各突出部８先端面と一方の板材２（面）との間に、図９のＳ部分に示すように、若干、隙間９があけられているにすぎず（図９においても誇張表示）、人が一方の板材２に外力を加えても、各突出部８がその一方の板材２を支えてその撓みを規制することになり、その外力を加えた者が違和感を感じることはなくなる。

また、この吸音構造１においては、各突出部８先端面と一方の板材２（面）との間に隙間９があけられて、一方の板材２が低・中周波数音（１００〜８００Ｈｚ）に基づき微振動可能とされていることから、外部から一方の板材２に音（低・中周波数音）が入力されると、一方の板材２が微振動することになり、その微振動に基づき音が扁平な吸音空間内４内に伝播され、その吸音空間４内において、粒子速度が一方の板材２に沿って分布する現象が生じる。これにより、吸音空間４内の粒子速度は増大され、それに基づき音（低・中周波数音）は吸音空間４内の吸音材５に吸収される。特に本実施形態においては、各振動部７が、固定部６の剛性に比べて格段に低い剛性、すなわち可撓性を有するようにされて、低・中周波数音に対して微振動し易くなっており、その微振動に基づき吸音空間４内の粒子速度の水平方向成分はさらに増大される。このため、低・中周波数音の吸音効果は、基本的に高いものとなる。

図１０は、吸音構造１における一方の板材２の振動部１２等に関する上記内容を裏付けるべく、低・中周波数音（１００〜８００Ｈｚ（具体的には６０ｋｍ／ｈロードノイズ）)の下で、板材の剛性と吸音効果との関係を調べたものである。この図１０によれば、板材の剛性が低ければ低いほど、低・中周波数音の吸音効果が大きくなることを示し、上記内容が確認された。この場合、各サンプルとしての板材（一方の板材２）の剛性の評価については、図１１に示すように、板材５０の一端部を固定用重り５１により台５２上に固定する一方、その板材５０の他端部を負荷用重り（一定荷重）５３により撓ませ、その撓み変位ｘが大きいものほど剛性が低いと評価した。

これに対して、高周波数音の吸音効果に及ぼす一方の板材２の振動部７の影響をも調べるべく、高周波数音の吸音効果と一方の板材２の剛性との関係を調べた。図１２がその結果を示すものであるが、図１２によれば、高周波数音に関しては、剛性の相違が吸音代に与える影響が小さいことを示した。このため、低・中周波数音に対する吸音効果を高めるために振動部７を設け或いはその剛性を低めても、高周波数音の吸音効果の低下が極めて低く抑えることが確認された。尚、図１２中、「通気性のある板」、「通気性のない板」とは、通気性のある一方の板材２と、通気性のない一方の板材２とを用いて実験したことを示している。

さらに、この吸音構造１においては、各区画空間１０が一方の板材２側に対して絞り形状とされている。このため、吸音空間４内の粒子速度は、その絞り形状に基づきさらに増大され、それが吸音材５に吸収される。しかもこのとき、各区画空間１０においては、所定の低周波数以上の周波数音が共鳴を起こして、区画空間１０の延び方向に延びる所定の定常波が生じることになり、この点からも、各区画空間１０の延び方向において粒子速度が増大される（媒質である空気が大きく振動）。それが、各区画空間１０に配置される吸音材５に吸収される。このため、絞り効果、共鳴効果等を利用した複合的な結果が得られることになり、吸音性能（特に低・中周波数音の吸音性能）は、一段と高まることになる。

一方、吸音構造１は、高周波数音（８００Ｈｚ〜１０ｋＨｚ）の吸音に関し、高周波数音に対しても高い吸音能力を有する吸音材５が対処するだけでなく、他方の板材３及び各突出部８も対処することになる。すなわち、高周波数音に関しては、他方の板材３側から主として入力されることが考慮されており、この高周波数音に対して、広い面積の他方の板材３、各突出部８が、高周波数音用吸音材として有効に機能することになる。この場合、仮に、高周波数音が他方の板材３又は各突出部８を通過して吸音空間４に向けて進もうとしても、遮音シート１７がその高周波数音を反射することになり、その高周波数音は、吸音空間４側に進むことが規制されると共に、その反射に基づく方向転換により、再度、他方の板材３又は各突出部８に吸音される。図１の矢印は、遮音シート１７により高周波数音が反射されている状態を示す。

前記吸音構造１は、車両のルーフ部に用いることができる。
車両２１の車体２２内には、図１３に示すように、車室２３が区画されており、その上方には、車室２３を内装すべく、ルーフトリム２Ａが配設されている。このルーフトリム２Ａは、その上方に離間して配置されるルーフパネル３Ａに略沿った状態で配設されており、そのルーフトリム２Ａとルーフパネル３Ａとの間には空間４Ａが形成されている。このような車両２１においては、図１３に示すように、走行中、車体２２に対して、路面の凹凸が車輪２４，サスペンション等を介して振動として入力されると共に、風圧変動が振動として入力され、それらは、ルーフトリム２Ａに伝達される。また、路面から車体２２に入力された振動は、車室２３内に音波として伝達され、さらには、隙間音や透過音等も車室２３内に入力されることになり、それら音波(周波数１００〜８００Hz)はルーフトリム２Ａに衝突することになっている。しかも、風騒音、車室内から外部が吸い出される際の吸い出し音等が、高周波数音（１ｋＨｚ以上）として車室内に入ってくる。

このため、このような車両２１における音伝達に鑑み、車両２１のルーフ構造に吸音構造１を適用するに当たっては、一方の板材２としてルーフトリム２Ａ、吸音空間４として、ルーフパネル３Ａとルーフトリム２Ａの間の空間４Ａが利用される。また、他方の板材３は、ルーフパネル３Ａの内面に取付けることになる。尚、ルーフトリム２Ａを一方の板材２として利用するに際しては、前述の構成（固定部６、振動部７を有する構成）が付加されることになる。

図１４，図１５は第２実施形態を示す。この第２実施形態において、前記第１実施形態と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図１４，図１５に示す第２実施形態は、前記第１実施形態の変形例を示す。この第２実施形態においては、各突出部８が柱状（実施形態では円柱状）に形成され、それらは、他方の板材３の板面に方々に突設されている。この他方の板材３及び各突出部８のいずれもが、前記第１実施形態同様、多孔質状態とされているが、他方の板材３が、高周波数音用吸音材とする観点から形成されているのに対して、各突出部８は、低・中周波数音用吸音材とする観点から形成されている。このため、各突出部８は、他方の板材３とは異なる多孔質状態（低・中周波数音吸音用）に形成するべく、別個に形成され（例えば、流れ抵抗に基づき特性を特定すれば、３．３×１０⁴＜流れ抵抗）、その形成の後、各突出部８は、他方の板材３にインサートナット、インサートボルト等の取付け具１９を用いて取付けられる（図１５においては一部の突出部８等のみに図示）。しかもその他方の板材３と各突出部８との取付けにおいては、他方の板材３の板面と各突出部８の端面との間にも遮音シート１７が介在され、取付け具１９のみが遮音シート１７を貫通することになっている。前述の吸音材５については、この各突出部８の外周側の全空間に配置されており、その吸音材５の配置量は、突出部８の柱状形状に基づき全突出部８の全体積が少なくなることを利用して、第１実施形態の場合等に比して、増量化されている。尚、図１４においては、吸音材５は省略されている。

したがって、このような第２実施形態においては、他方の板材３が、前記第1実施形態同様、高周波数音を吸音し、その高周波数音が吸音空間４に進入することが遮音シート１７により規制される。一方、各突出部８は、吸音材５と共に、低・中周波数音を吸音することになり、低・中周波数音についての吸音性能は高まることになる。しかも、この第２実施形態においては、吸音材５の配置量は、突出部８の柱状形状に基づき増量化されており、その増えた吸音材５に基づいても吸音性能が高まることになる。

尚、この第２実施形態においては、前記第1実施形態と同様の形状を有する突出部８を用いて構成してもよいが、取り扱い性の観点から、柱状の突出部８を用いるのが好ましい。また、この第２実施形態と同様の形状（柱状）を有する突出部８を、前記第1実施形態に用いて構成してもよい。その場合には、他方の板材３、突出部８のいずれも、高周波数音を吸音することになることから、一体成形するのが好ましい。さらに、低・中周波数音の吸音性能を主に高める場合には、各突出部８と他方の板材３とを、低・中周波数音の吸音を目的とした多孔質状態にしつつ一体成形し、その各突出部８だけを、遮音シート１７を貫通して吸音空間４内に突出させる構成としてもよい。加えて、遮音性に関しては、遮音シート１７に限らず、他方の板材３、各突出部８に対する表面処理、加工処理等により遮音性を確保してもよい。

当該吸音構造１の適用については、車両においては、ルーフ部以外にも、サイドドア、フロアアンダカバー部分、エンジンルームの下方部分、トランクサイドルーム、トランクフロア等に適用することができ、車両以外についても、建物の壁面構造、高速道路の側壁構造等に適用できる。このとき、振動板部材（一方の板材２）を構成する部材は、吸音空間４を形成する他方の部材に対して内側配置となる。

第１実施形態に係る吸音構造１を説明する説明図。 一方の板材（振動板部材）における固定部、振動部を説明する図。 一方の板材の微振動に基づき、吸音空間内において粒子速度が増大されることを説明する説明図。 区画空間における共鳴を説明する説明図。 吸音材の吸音性能を示す図。 図５において用いた吸音材の物性値を示す図。 音低減効果代と吸音空間への吸音材の充填率との関係を示す図。 吸音空間の扁平率と粒子速度の各速度成分の割合との関係を示す図。 第１実施形態に係る吸音構造における作用を説明する説明図。 低・中周波数音の吸音効果に対して剛性が及ぼす影響を示す図。 図１０において用いたサンプルとしての板材の剛性評価方法を説明する説明図。 高周波数音の吸音効果に対して剛性が及ぼす影響を示す図。 車両における音伝達を説明する説明図。 第２実施形態に係る吸音構造を示す斜視図。 第２実施形態に係る吸音構造を示す説明図。

符号の説明

１ 吸音構造
２ 一方の板材
２Ａ ルーフトリム
３ 他方の板材
４ 吸音空間
５ 吸音材
７ 振動部
８ 突出部
１０ 区画空間
１７ 遮音シート（遮音層）

Claims (13)

1. 対向する一対の板材により該一対の板材間に吸音空間が形成され、該吸音空間内に吸音材が配置され、前記一対の板材のうちの一方の板材が、振動可能とされた振動板部材とされている吸音構造において、
   前記吸音空間が扁平状に形成され、
   前記一対の板材のうちの他方の板材側から前記一方の板材に向けて複数の突出部が突出され、
   前記複数の突出部が、前記一方の板材に対して前記振動として微振動を許容するように設定されていると共に、多孔質状態とされて吸音作用を発揮するように設定されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
2. 請求項１において、
   前記各突出部を含む面であって前記吸音空間に臨む全ての面に、遮音層が設けられ、
   前記各突出部の多孔質状態が、前記吸音材の吸音音域とは異なる吸音音域の周波数音を吸音するように設定されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
3. 請求項２において、
   前記各突出部が、８００Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の音域における高周波数音を吸音する特性を有し、
   前記吸音材が、１００Ｈｚ以上８００Ｈｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音する特性を有している、
   ことを特徴とする吸音構造。
4. 請求項１において、
   前記吸音空間に臨む前記他方の板材の全表面に、遮音層が設けられ、
   前記各突出部の多孔質状態が、前記吸音材の吸音音域とは同じ吸音音域の周波数音を吸音するように設定されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
5. 請求項４において、
   前記各突出部が前記他方の板材にそれぞれ取付けられ、
   前記遮音層が、前記各突出部の端面と該端面が臨む前記他方の板材の板面との間にも介在されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
6. 請求項４又は５において、
   前記吸音材及び前記各突出部が、１００Ｈｚ以上８００ｋＨｚ未満の音域における低・中周波数音を吸音する特性を有している、
   ことを特徴とする吸音構造。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   前記複数の突出部は、隣り合う突出部同士が互いに間隔をあけつつ前記他方の板材に沿って延ばされ、
   前記隣り合う突出部間に、区画空間がそれぞれ形成されていると共に、該各区画空間の延び形状が、所定の周波数以上の周波数音が共鳴を起こすように設定されされている、
   前記各区画空間内に、前記吸音材が配置されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
8. 請求項１〜６のいずれか１項において、
   前記各突出部が、柱状に形成され、
   前記各突出部の外周側の空間全体に前記吸音材が配置されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
9. 請求項１において、
   前記吸音材が、前記吸音空間内に、該吸音空間の厚み方向において略充填状態をもって配置されている、
   ことを特徴とする吸音構造。
10. 請求項１において、
    前記一方の板材が、低・中周波の波動によって微振動可能な振動部を備える振動板部材とされ、
    前記振動板部材の振動部が、該振動板部材の振動部以外の部分の剛性よりも低い剛性に設定されている、
    ことを特徴とする吸音構造。
11. 請求項１，９，１０のいずれか１項において、
    前記一方の板材が、既存の構造物の構成部材である内側部材を利用して形成されている、
    ことを特徴とする吸音構造。
12. 請求項１１において、
    前記一方の板材が車両のトリムである、
    ことを特徴とする吸音構造。
13. 請求項１２において、
    前記トリムが、ルーフトリムである、
    ことを特徴とする吸音構造。
    
    

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