JP2016159890A - グロメット - Google Patents

Abstract

【課題】グロメットの肥大化を避けながら、高い遮音性を実現する。
【解決手段】パネルＰの貫通孔Ｐａに嵌合する大径筒部１１と、電線Ｗの外周に密着嵌合する小径筒部１３、１４と、大径筒部と各小径筒部との間の環状の空間を遮蔽し空気室Ｒを画成する２つの環状の連結遮蔽壁１５、１６と、を有する弾性材料製のグロメット本体１０の装着筒部２０に、グロメット本体から外部に球体部３３が突出するフラスコ形状の共鳴型消音器３０を後付けで装着し、球体部３３内の共鳴室３４の容量等で消音性能を高めて遮音性を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車の車室内側と車室外側とを仕切る車体パネル（ダッシュパネルやリアパネル等）を貫通するようにワイヤハーネス（電線）を配索する場合に、ワイヤハーネスのパネル貫通部の保護のために、あるいは、車室内の静粛性や気密性などを確保するために、パネルの貫通孔に嵌合させて用いられるグロメットに関する。

この種のグロメットは、自動車の車室内側と車室外側とを仕切る車体パネルに設けられた貫通孔と電線（ワイヤハーネス）の間に取り付けて、車室内の気密性や静粛性を確保するものである。最近では特に車室内の静粛性が強く求められるようになってきており、遮音性能を高めたグロメットが開発されている。

図６は、特許文献１に記載された、遮音性能を高めるために内部に空気室を確保した従来のグロメットの一例を示している。
このグロメット１０１は、ゴム等の弾性材料で一体に成形されており、車体パネルＰの貫通孔Ｐａの内周縁に係合するパネル係合溝１１２を外周に備えた大径筒部１１１と、電線（ワイヤハーネス）Ｗを挿通する小径筒部１１３と、外周縁が大径筒部１１１に結合され内周縁が小径筒部１１３に結合されることで、大径筒部１１１と小径筒部１１３との間の環状の空間を遮蔽する連結遮蔽壁１１５と、外周縁が大径筒部１１１に結合され内周に連設された外筒体１１７が小径筒部１１３の延長部の外周に嵌合されることで、連結遮蔽壁１１５との間に空気室Ｒを確保する遮音壁１１６と、を備えている。

このグロメット１０１をパネルＰの貫通孔Ｐａに取り付ける場合には、小径筒部１１３に電線Ｗを通して小径筒部１１３と電線Ｗとをテープで巻き付け固定し、次にグロメット１０１をパネルＰの貫通孔Ｐａに挿入して、大径筒部１１の外周の係合溝１１２を、パネルＰの貫通孔Ｐａの内周縁に係合させる。これにより取り付けが完了する。

このグロメット１０１では、連結遮蔽壁１１５と遮音壁１１６とにより空気室Ｒを画成しているので、この空気室Ｒの容量に応じて遮音性を発揮することができる。

特開２００２−２７６４１号公報

ところで、遮音性を高めるためには、空気室Ｒの容量を大きくする必要があるが、空気室Ｒを大きくすると、グロメット１０１全体が肥大化する課題がある。また、空気室Ｒの内部共鳴によって特定周波数の音が増幅されて透過しやすい課題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、肥大化を避けながら、高い遮音性を実現し得るグロメットを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るグロメットは、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１） パネルの貫通孔の内周縁に係合するパネル係合部を外周に備えた大径筒部と、
前記パネルの貫通孔に通される電線の外周にそれぞれ密着嵌合する小径筒部と、
外周縁が前記大径筒部に結合されると共に内周縁が前記小径筒部に結合されることで、前記大径筒部と各前記小径筒部との間の環状の空間を遮蔽する環状の連結遮蔽壁と、
を有する弾性材料製のグロメット本体に、
該グロメット本体から外部に突出する消音器が設けられていること。
（２） 上記（１）の構成のグロメットにおいて、
前記消音器として、共鳴室を内部に備える共鳴型消音器が設けられており、
前記共鳴室は、前記グロメット本体の内部空間と連通していること。
（３） 上記（２）の構成のグロメットにおいて、
前記共鳴型消音器は、一端が前記グロメット本体の内部空間に連通する連通管と、前記連通管の他端に設けられた球体部と、を有し、
前記球体部の内部には、前記連通管の内部通路を通して前記グロメット本体の内部空間に連通する前記共鳴室が形成されていること。
（４） 上記（２）又は（３）の構成のグロメットにおいて、
前記小径筒部が、前記大径筒部の軸線方向の両側に互いに離間して２つ設けられると共に、
前記連結遮蔽壁が、２つの前記小径筒部に対応して軸線方向に離間して２つ設けられ、前記大径筒部側から前記小径筒部側に向けて徐々に小径となるテーパ筒状に形成され、
２つの前記連結遮蔽壁によって、前記両小径筒部に前記電線を通した際に、該電線と前記大径筒部との間に、前記グロメット本体の内部空間としての密閉した空気室が画成され、
２つの前記連結遮蔽壁のうち、遮音すべき音波の進入してくる方向の下流側に位置する前記連結遮蔽壁に、前記共鳴室に通じる前記連通管の入口部を、前記遮音すべき音波の進入してくる方向に向けて開口させた姿勢で、前記共鳴型消音器が設けられていること。
（５） 上記（１）〜（４）のいずれかの構成のグロメットにおいて、
前記消音器が、ターゲット周波数を異ならせたものを含めて複数設けられていること。

上記（１）の構成のグロメットによれば、グロメット本体に、グロメット本体から外部に突出する消音器が設けられているので、グロメット本体の内部空間を大きくせずに消音性能を高めることができる。従って、グロメット本体を小型に維持しながら、遮音性の向上が図れる。
上記（２）の構成のグロメットによれば、消音器として、内部にグロメット本体の内部空間と連通する共鳴室を備えた共鳴型消音器が設けられているので、共鳴室の大きさを変化させることにより、ターゲット周波数を変えることができる。
上記（３）の構成のグロメットによれば、共鳴型消音器が、端部に球体部を有するフラスコ形をなしているので、球体部の内部の共鳴室の容量を容易に変更可能である。
上記（４）の構成のグロメットによれば、２つの連結遮蔽壁間に密閉された空気室を確保しているので、空気室の容量に応じた遮音特性を発揮することができる。また、遮音すべき音波の進入してくる方向の下流側に位置する連結遮蔽壁に共鳴型消音器を配置すると共に、その共鳴型消音器の共鳴室に通じる連通管の入口部を、遮音すべき音波の進入してくる方向に向けて開口させているので、遮音性能を一層高めることができる。
上記（５）の構成のグロメットによれば、消音器が、ターゲット周波数を異ならせたものを含めて複数設けられているので、複数のターゲット周波数に対しての遮音性能を高めることができる。

本発明によれば、肥大化を避けながら、高い遮音性を実現することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るグロメットの側断面図である。 図２は、同グロメットに取り付けられる消音器の例を示す構成図で、（ａ）はフラスコ形状のもの、（ｂ）は気柱形状のものをそれぞれ示す断面図である。 図３は、同グロメットの消音器を取り付ける前の状態を示す外観斜視図である。 図４は、同グロメットの消音器を取り付けた後の状態を示す外観斜視図である。 図５は、共鳴型消音器の消音原理の説明図である。 図６は、従来のグロメットの一構成例を示す側断面図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図１は実施形態のグロメットの側断面図、図２はグロメットに取り付けられる消音器の例を示す構成図で、（ａ）はフラスコ形状のもの、（ｂ）は気柱形状のものをそれぞれ示す断面図、図３はグロメットの消音器を取り付ける前の状態を示す外観斜視図、図４は同グロメットの消音器を取り付けた後の状態を示す外観斜視図である。

図１に示すように、このグロメット１は、自動車の車室側と室外側とを仕切る車体パネルＰに設けた貫通孔Ｐａに通す電線（ワイヤハーネス）ＷとパネルＰの貫通孔Ｐａとの間に取り付けられるものであり、図３及び図４に示すように、ゴムまたはエストラマー等の弾性材料で一体に成形されたグロメット本体１０と、グロメット本体１０とは別体に製作されてグロメット本体１０に後付けされる４つの共鳴型消音器３０と、から構成されている。

グロメット本体１０は、パネルＰの貫通孔Ｐａの内周縁に係合する環状のパネル係合部１２を外周に備えた厚肉の大径筒部１１と、大径筒部１１の軸線方向の両側に互いに離間して配置され、貫通孔Ｐａに通される電線Ｗの外周にそれぞれ密着嵌合する２つの小径筒部１３、１４と、外周縁が大径筒部１１に結合される共に内周縁が小径筒部１３、１４に結合され、大径筒部１１と各小径筒部１３、１４との間の環状の空間をそれぞれ遮蔽する、２つの軸方向に互いに離間した連結遮蔽壁１５、１６と、を有している。

各連結遮蔽壁１５、１６は、大径筒部１１側からそれぞれ小径筒部１３、１４側に向けて徐々に小径となるテーパ筒状に形成されている。それにより、これら２つの連結遮蔽壁１５、１６によって、両小径筒部１３、１４に電線Ｗを通した際に、電線Ｗと大径筒部１１との間に、密閉した空気室Ｒが画成されるようになっている。

共鳴型消音器の消音原理は、図５に示すように、空洞部（共鳴室）に音波が入射すると、空洞部の空気がバネ（ｋ）として働き反射波を生じる。連通孔部では、入射波と反射波とにより空気（孔部空気ｍ）が激しく振動することで、特定周波数において摩擦損失（μ）による大きな吸音効果が生じるというものである。

共鳴型消音器３０は、摩擦損失（μ）を増やすために反射波を効率的に発生させる必要がある。そこで、本実施形態のように、共鳴型消音器３０がグロメット本体１０と別体の場合は、グロメット本体１０の材料よりも剛性の高い硬質の材料（金属あるいは硬質樹脂等）により共鳴型消音器３０を作成する。また、グロメット本体１０と共鳴型消音器３０を一体に作製する場合（または別体で作製してもグロメット本体１０と同材料で作製する場合）は、構成する壁の厚みを増して剛性を大きくする。

共鳴型消音器３０は、内部にグロメット本体１０内部の空気室（内部空間）Ｒと連通する共鳴室３４を備えたもので、例えば、図２（ａ）のフラスコ形状のものや図２（ｂ）の気柱形状のものが例として挙げられる。本実施形態では、フラスコ形状のものが使用されている。

図２（ａ）に示すように、フラスコ形状の共鳴型消音器３０は、一端がグロメット本体１０内部の空気室Ｒに連通する連通管３１と、連通管３１の他端に設けられた球体部３３とを有するフラスコ形をなしており、球体部３３の内部に、連通管３１の内部通路３２を通してグロメット本体１０の空気室Ｒに連通する共鳴室３４が確保されている。

また、図２（ｂ）に示すように、気柱形状の共鳴型消音器４０は、一端がグロメット本体１０内部の空気室Ｒに連通する連通管４１の他端開口を蓋体４３で塞ぎ、連通管４１の内部空間そのものを共鳴室４２としている。

フラスコ形状の共鳴型消音器３０は、球体部３３をグロメット本体１０から外部に突出するようにグロメット本体１０の装着筒部２０に取り付けられている。即ち、２つの連結遮蔽壁１５、１６のうち、遮音すべき音波の進入してくる方向の下流側に位置する連結遮蔽壁１５に、共鳴型消音器３０を装着するための４つの装着筒部２０が形成されている。４つの装着筒部２０は、円周方向に等間隔で配置されている。共鳴型消音器３０は、各装着筒部２０の挿入孔２１に連通管３１の先端を挿入し、連通管３１の先端の係止爪３５を装着筒部２０の端面に係合させることで、装着筒部２０に対して抜け止めされた状態で装着されている。

このような各共鳴型消音器３０を装着筒部２０に取り付けることにより、各共鳴型消音器３０は、共鳴室３４に通じる連通管３１の入口部を、遮音すべき音波の進入してくる方向に向けて開口させた姿勢で配置されている。

上記のように構成されたグロメット１では、グロメット本体１０に、グロメット本体１０から外部に突出する消音器３０が設けられているので、グロメット本体１０内部の空気室Ｒを大きくせずに消音性能を高めることができる。従って、グロメット本体１０を小型に維持しながら、遮音性の向上が図れる。特に消音器として、内部にグロメット本体１０内部の空気室Ｒと連通する共鳴室３４を備えたフラスコ形状の共鳴型消音器３０が設けられているので、球体部３３（共鳴室３４）の大きさを変化させることにより、ターゲット周波数を自由に変えることができる。

例えば、グロメット本体１０を共通部品とし、共鳴型消音器３０だけを、遮音すべき周波数特性に合わせて自由に取り替えることができる。そうすることで、ターゲット周波数の透過音を効率的に低減することができる。

また、遮音すべき音波の進入してくる方向の下流側に位置する連結遮蔽壁１５に共鳴型消音器３０を配置すると共に、その共鳴型消音器３０の共鳴室３４に通じる連通管３１の入口部を、遮音すべき音波の進入してくる方向に向けて開口させているので、遮音性能を一層高めることができる。

また、複数の共鳴型消音器３０の組み合わせの中に、ターゲット周波数を異ならせたものを含めることで、複数のターゲット周波数に対しての遮音性能を高めることができる。例えば、自動車のエンジンの発生音や電気自動車のモータ音、インバータ音等をターゲット音にしてもよい。

因みに、共鳴型消音器３０のサイズは、ターゲット周波数ｆを求める次式を用いて算出することができる。
ｆ＝（ｃ／２π）√（Ｓ／ＶＬ）
ｃ … 音速
Ｓ … 連通孔部の断面積
Ｌ … 連通孔部の長さ
Ｖ … 共鳴室の容積

例えば、次のような数値を割り出すことができる。
Ｓ＝３．０×１０^-6 〜３．０×１０^-4 （ｍ²）
Ｖ＝２．０×１０^-8 〜２．０×１０^-5 （ｍ³）
Ｌ＝０．０１〜０．１ （ｍ）

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記実施形態において、２つの連結遮蔽壁１５、１６によって画成される空気室Ｒに吸音材を充填すれば、更に遮音性能を高めることができる。

ここで、上述した本発明に係るグロメットの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ パネル（Ｐ）の貫通孔（Ｐａ）の内周縁に係合するパネル係合部（１２）を外周に備えた大径筒部（１１）と、
前記パネル（Ｐ）の貫通孔（Ｐａ）に通される電線（Ｗ）の外周にそれぞれ密着嵌合する小径筒部（１３、１４）と、
外周縁が前記大径筒部（１１）に結合されると共に内周縁が前記小径筒部（１３、１４）に結合されることで、前記大径筒部（１１）と各前記小径筒部（１３、１４）との間の環状の空間を遮蔽する環状の連結遮蔽壁（１５、１６）と、
を有する弾性材料製のグロメット本体（１０）に、
該グロメット本体（１０）から外部に突出する消音器（３０、４０）が設けられていることを特徴とするグロメット（１）。
［２］ 前記消音器として、共鳴室（３４、４２）を内部に備える共鳴型消音器（３０、４０）が設けられており、
前記共鳴室（３４、４２）は、前記グロメット本体（１０）の内部空間（Ｒ）と連通していることを特徴とする上記［１］に記載のグロメット（１）。
［３］ 前記共鳴型消音器（３０）は、一端が前記グロメット本体（１０）の内部空間（Ｒ）に連通する連通管（３１）と、前記連通管（３１）の他端に設けられた球体部（３３）と、を有し、
前記球体部（３３）の内部には、前記連通管（３１）の内部通路（３２）を通して前記グロメット本体（１０）の内部空間（Ｒ）に連通する前記共鳴室（３４）が形成されていることを特徴とする上記［２］に記載のグロメット（１）。
［４］ 前記小径筒部（１３、１４）が、前記大径筒部（１１）の軸線方向の両側に互いに離間して２つ設けられると共に、
前記連結遮蔽壁（１５、１６）が、２つの前記小径筒部（１３、１４）に対応して軸線方向に離間して２つ設けられ、前記大径筒部（１１）側から前記小径筒部（１３、１４）側に向けて徐々に小径となるテーパ筒状に形成され、
２つの前記連結遮蔽壁（１５、１６）によって、前記小径筒部（１３、１４）に前記電線（Ｗ）を通した際に、該電線（Ｗ）と前記大径筒部（１１）との間に、前記グロメット本体（１０）の内部空間としての密閉した空気室（Ｒ）が画成され、
２つの前記連結遮蔽壁（１５、１６）のうち、遮音すべき音波の進入してくる方向の下流側に位置する前記連結遮蔽壁（１５）に、前記共鳴室（３４、４２）に通じる前記連通管（３１、４１）の入口部を、前記遮音すべき音波の進入してくる方向に向けて開口させた姿勢で、前記共鳴型消音器（３０、４０）が設けられていることを特徴とする上記［２］又は［３］に記載のグロメット（１）。
［５］ 前記消音器（３０、４０）が、ターゲット周波数を異ならせたものを含めて複数設けられていることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれかに記載のグロメット（１）。

１ グロメット
１０ グロメット本体
１１ 大径筒部
１２ パネル係合部
１３，１４ 小径筒部
１５，１６ 連結遮蔽壁
３０ 消音器
３１ 連通管
３２ 内部通路
３３ 球体部
３４ 共鳴室
４０ 消音器
４１ 連通管
４２ 共鳴室
Ｐ パネル
Ｐａ 貫通孔
Ｗ 電線（ワイヤハーネス）
Ｒ 空気室

Claims (5)

1. パネルの貫通孔の内周縁に係合するパネル係合部を外周に備えた大径筒部と、
   前記パネルの貫通孔に通される電線の外周にそれぞれ密着嵌合する小径筒部と、
   外周縁が前記大径筒部に結合されると共に内周縁が前記小径筒部に結合されることで、前記大径筒部と各前記小径筒部との間の環状の空間を遮蔽する環状の連結遮蔽壁と、
   を有する弾性材料製のグロメット本体に、
   該グロメット本体から外部に突出する消音器が設けられていることを特徴とするグロメット。
2. 前記消音器として、共鳴室を内部に備える共鳴型消音器が設けられており、
   前記共鳴室は、前記グロメット本体の内部空間と連通していることを特徴とする請求項１に記載のグロメット。
3. 前記共鳴型消音器は、一端が前記グロメット本体の内部空間に連通する連通管と、前記連通管の他端に設けられた球体部と、を有し、
   前記球体部の内部には、前記連通管の内部通路を通して前記グロメット本体の内部空間に連通する前記共鳴室が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のグロメット。
4. 前記小径筒部が、前記大径筒部の軸線方向の両側に互いに離間して２つ設けられると共に、
   前記連結遮蔽壁が、２つの前記小径筒部に対応して軸線方向に離間して２つ設けられ、前記大径筒部側から前記小径筒部側に向けて徐々に小径となるテーパ筒状に形成され、
   ２つの前記連結遮蔽壁によって、前記小径筒部に前記電線を通した際に、該電線と前記大径筒部との間に、前記グロメット本体の内部空間としての密閉した空気室が画成され、
   ２つの前記連結遮蔽壁のうち、遮音すべき音波の進入してくる方向の下流側に位置する前記連結遮蔽壁に、前記共鳴室に通じる前記連通管の入口部を、前記遮音すべき音波の進入してくる方向に向けて開口させた姿勢で、前記共鳴型消音器が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のグロメット。
5. 前記消音器が、ターゲット周波数を異ならせたものを含めて複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のグロメット。

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