JP2022064120A - 換気システム及び音響部材 - Google Patents

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祥吾 手嶋
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Abstract

【課題】吸音性及び遮音性を向上させると共に、空気の流れを阻害しないようにすることができる換気システム及び音響部材を提供する。【解決手段】一実施形態に係る換気システムは、壁Wに取り付けられる、流入口2cと排気口Eとを備えた換気システム1であって、排気口Eからの音を吸音する音響部材10を備え、音響部材10は、排気口Eに対向する膜状の本体部11と、本体部11及び壁Wを互いに接続すると共に本体部11を囲むように配置される周縁部12と、を有し、本体部11は、排気口Eに連通する第1気室S1、及び流入口2cから空気Kが流入する第2気室S2、を区画し、本体部11の外縁の一部11bは、周縁部12に固定されており、本体部11の外縁の残部11cは、開放されており、第1気室S1及び第2気室S2を連通する連通部13とされている。【選択図】図4

Description

本開示の一側面は、換気システム及び音響部材に関する。
従来から換気システム及び音響部材としては種々のものが知られている。特許文献1には、車両の荷室の内装に設けられたベンチレーション構造が記載されている。内装には、リヤゲートの開口部を形成するリヤスカートトリム部と、コーナ部の側壁内装を形成するリヤクォータトリム部とからなるトリム部が取り付けられている。リヤスカートトリム部には、換気用ベンチレーションの開口部をなすインレットグリルが一体的に形成されている。
インレットグリルの内面と車体外板をなすアウターパネルとの間にはエア通路が形成されている。リヤクォータトリム部の内側にはインシュレータが取り付けられている。インシュレータは、車外との断熱、遮音及び吸音のために設けられており、吸音層と遮音層とを有する。インシュレータは、遮音層が室内側に向けられた状態でトリムの裏側に貼り付けられている。
特許文献2には、車両外郭に配置された車両用のベントダクトが記載されている。ベントダクトは、車両外郭であるクオータパネルに形成されたダクト取付口に埋設されているダクト本体と、ハウジング本体及び通気性部材を含むハウジングとを備える。ダクト本体は、枠体と、枠体に対して揺動可能とされたシート弁体とを備える。シート弁体は、枠体に対して揺動することによって枠体に形成された通気口を開閉する。
ハウジング本体は、ダクト本体に向かって開口する箱状を呈する。ハウジング本体は、ダクト本体の通気口に対向するようにダクト本体の車内側に固定されている。ハウジング本体はダクト本体の通気口に対向する対向壁を有し、対向壁には当該対向壁から通気口の反対側に窪む凹部が形成されている。また、対向壁には凹部を塞ぐ通気性部材が配置されており、当該凹部と通気性部材によって吸音室が画成されている。
特開2001-253229号公報 特開2005-153622号公報
前述したように、インシュレータをトリムの裏側に貼り付ける構成では、インシュレータに沿って音が通ることによりインシュレータで十分に吸音及び遮音できないことがあるので、吸音性及び遮音性の点において改善の余地がある。また、凹部を塞ぐ通気性部材を備えるベントダクトでは、凹部が塞がれることによって空気の流れが阻害される懸念がある。従って、空気の流れを阻害しないことが求められる。
本開示の一形態に係る換気システムは、壁に取り付けられる、流入口と排気口とを備えた換気システムであって、排気口からの音を吸音する音響部材を備え、音響部材は、排気口に対向する膜状の本体部と、本体部及び壁を互いに接続すると共に本体部を囲むように配置される周縁部と、を有し、本体部は、排気口に連通する第1気室、及び流入口から空気が流入する第2気室、を区画し、本体部の外縁の一部は、周縁部に固定されており、本体部の外縁の残部は、開放されており、第1気室及び第2気室を連通する連通部とされている。
この形態に係る換気システムでは、音響部材が、壁に形成された排気口に対向する膜状の本体部を備える。よって、排気口に音響部材の本体部が対向することにより、排気口からの音を音響部材によって効果的に吸音及び遮音できるので、吸音性及び遮音性を向上させることができる。音響部材の本体部は、換気システムの内部空間を、排気口に連通する第1気室と、換気システムの流入口から空気が流入する第2気室とに区画する。このように本体部が第1気室と第2気室を区画することにより、排気口からの音をより効果的に吸音及び遮音できる。また、音響部材の本体部の外縁の一部が音響部材の周縁部に固定されており、当該本体部の外縁の残部は第1気室及び第2気室を連通する連通部とされている。よって、流入口から第2気室に流入した空気を、連通部及び第1気室を介して排気口に流通させることができる。従って、空気の流れを阻害しないようにすることができる。
本体部と共に第2気室を画成する内側部材を備え、流入口は、内側部材に形成されていてもよい。
内側部材は、壁に接続されていてもよい。
本体部の外縁の下側部分が周縁部に固定されていてもよい。
連通部では、流入口から第2気室に流入した空気が第1気室に流入し、排気口では、連通部から第1気室に流入した空気が第1気室から排出されてもよい。
本体部は、第1方向及び第2方向に延在する膜状とされており、壁及び本体部は、第1方向及び第2方向の双方に交差する第3方向に沿って並んでおり、排気口及び流入口は、第1方向及び第2方向のいずれか一方側に形成されており、連通部は、第1方向及び第2方向のいずれか他方側に形成されていてもよい。
第1方向及び第2方向のいずれか一方側は下側であってもよく、第1方向及び第2方向のいずれか他方側は上側であってもよい。
壁は、外壁と、内壁とを含んでいてもよく、排気口は、外壁に形成されていてもよく、周縁部の少なくとも一部は、内壁に取り付けられてもよい。
外壁は自動車のアウターパネルであってもよく、内壁は自動車のインナーパネルであってもよく、排気口は、自動車のベントダクトであってもよい。
内側部材は、壁の内側を覆うラゲッジサイドトリムであってもよい。
音響部材は、不織布を含んでもよい。
音響部材は、スキン層と、スキン層の材料と異なる材料を含むコア層とを備えてもよい。
音響部材は、多孔質層と、多孔質層と接触し、多孔質炭素を含み、且つ0.1m/g以上且つ10000m/g以下の平均表面積を有する不均一な充填剤と、を含み、音響部材は、100MKSRayls以上且つ5000MKSRayls以下の通気抵抗値を有してもよい。
音響部材は、多孔質層と、多孔質層に受容され、平均粒子サイズが1μm以上且つ1000μm以下であり、且つ0.1m/g以上且つ800m/g以下の平均表面積を有する不均一な充填剤と、を含み、音響部材は、100MKSRayls以上且つ8000MKSRayls以下の通気抵抗値を有してもよい。
本開示の一形態に係る音響部材は、膜状の本体部と、本体部の外縁の一部に接続すると共に本体部を囲むように形成される周縁部と、を備える。
この形態に係る音響部材では、膜状の本体部を排気口に対向させることにより、排気口からの音を本体部によって効果的に吸音及び遮音できるので、吸音性及び遮音性を向上させることができる。音響部材は、本体部の外縁の一部に接続されると共に本体部を囲むように形成される周縁部を備えることにより、周縁部を壁等に取り付けたときに本体部の外縁の残部を開放することができる。この開放した部分を空気の通り道とすることができるので、空気の流れを阻害しないようにすることができる。
周縁部が、熱プレスによって形成されていてもよい。
周縁部が、フレームによって形成されていてもよい。
本体部は、所定の空間を第1気室と第2気室とに区画してもよく、本体部の外縁の一部が、周縁部に固定されていてもよく、本体部の外縁の残部は、開放されていてもよく、第1気室及び第2気室を連通する連通部とされてもよい。
本開示の一形態によれば、吸音性及び遮音性を向上させると共に、空気の流れを阻害しないようにすることができる。
図1は、実施形態に係る換気システムが取り付けられる対象となる例示的な壁を模式的に示す図である。 図2は、壁に取り付けられる換気システムの例示的な内側部材を示す図である。 図3は、例示的な壁における換気システムが取り付けられる部分を模式的に示す図である。 図4は、実施形態に係る換気システムを模式的に示す断面図である。 図5は、例示的な音響部材の層構造を模式的に示す図である。 図6は、音響部材を用いた実験において配置したスピーカ及びマイクロフォンの場所を説明する模式図である。 図7は、音響部材を用いた実験において配置したスピーカ及びマイクロフォンの場所を説明する模式図である。 図8は、実験の結果得られた音の周波数とノイズとの関係を示すグラフである。 図9は、実験の結果得られた音の周波数とノイズとの関係を示すグラフである。
以下では、図面を参照しながら本開示に係る換気システム及び音響部材を実施するための形態の例について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。
まず、本開示に係る用語「換気システム」は、壁の一方側から他方側に空気を流すことが可能な装置、機器、部材又は部分を示している。「壁」は、空間を仕切る部材を示しており、一例としてパネルである。なお、壁の一方側及び他方側に面する空間は、それぞれ閉じた空間であっても開いた空間であってもよい。「排気口」とは、壁に形成されており当該壁の一方側から他方側に空気が流通する開口を示している。「流入口」とは、換気システムに形成された開口であって換気システムに空気が流入する開口を示している。
「吸音」とは音を吸収することを示しており、「遮音」は音を遮ることを示している。「音響部材」は、吸音及び遮音の少なくともいずれかを行う部材又は部分を示している。「膜状」とは、二次元的に延在している状態を示している。「本体部」は、音響部材の主要な部分又は部材を示しており、例えば、吸音又は遮音を行う音響部材の主要な部分を示す。「多孔質」とは、空気透過性を有する性質を意味する。
「周縁部」は、本体部の周縁の部位を示している。「第1気室」は、所定の空間が分割されて得られた一対の空間のうちの一方の空間を示しており、「第2気室」は、当該一対の空間のうちの他方の空間を示している。「内側」は壁の一方側を示しており、「内側部材」は壁の一方側に配置される部材又は部分を示している。「外壁」は壁のうち当該壁によって画成される空間から見て外側に設けられる壁を示しており、「内壁」は当該空間の内側に設けられる壁を示している。
「ラゲッジサイドトリム」は、空間を画成する壁の一方側の面を覆うカバーを示している。「自動車」は、車体、車体を支える車輪、及び動力源を有し、動力源の動力によって車輪が駆動して移動する移動体を示している。「アウターパネル」は自動車の車体の外板を示しており、「インナーパネル」は自動車の車体の内板を示している。「ベントダクト」は、自動車の車体に設けられ、車体の内外の空気流通を可能とする部位を示している。
実施形態に係る音響部材及び換気システムは、排気口からの音を吸収(吸音)する。音響部材及び換気システムが取り付けられる対象は、自動車、電車若しくは航空機を含む輸送機器、機械、建物、又はその他の構造体であってもよい。実施形態に係る音響機器及び換気システムは、当該対象の壁に取り付けられた状態で当該壁の内外における空気流通を確保した状態で当該壁を貫通する音の吸音又は遮音を行う。
図1は、実施形態に係る換気システムが取り付けられる対象の例示的な壁Wを示す図である。図2は、実施形態に係る例示的な換気システム1を模式的に示す図である。図1及び図2に示されるように、例えば、壁Wは、自動車の車体Bのリアパネルを構成する。壁Wは、車体Bの内側に位置する内壁W1と、内壁W1よりも車体Bの外側に位置する外壁W2とを含んでいる。例えば、内壁W1は車体Bのインナーパネルであり、外壁W2は車体Bのアウターパネルである。
外壁W2は、例えば、第1壁部W21と、第1壁部W21の下側に位置する第2壁部W22と、第2壁部W22の一端部から第2壁部W22と交差(一例として直交)する方向に延在する第3壁部W23とを含む。内壁W1は、一例として、車体Bの内側に突出する凸部W13を含む凹凸形状を有する。例えば、第2壁部W22には車体Bの内側から外側に排気を行う排気口Eが形成されている。
排気口Eは、一例として、車体Bのベントダクトである。排気口Eは、例えば、第1方向D1に沿って延びる一対の短辺E1、及び第1方向D1に交差する第2方向D2に沿って延びる一対の長辺E2を有する長方形状とされている。例えば、第1方向D1は鉛直方向を示しており、第2方向D2は自動車の前後方向を示している。一例として、第1方向D1は第2方向D2に直交する。しかしながら、第1方向D1は第2方向D2に直交していなくてもよい。また、排気口Eの形状は、長方形状以外の形状であってもよく、特に限定されない。
例えば、内壁W1には、換気システム1の内側部材2が取り付けられる。内側部材2は、例えば、壁W(内壁W1及び外壁W2)を車体Bの内側から覆う。一例として、内側部材2は、車体Bのラゲッジサイドトリムである。例えば、内側部材2は、車体Bの内側に突出する凸部2bを含む凹凸形状を有し、内側部材2の凹凸形状は内壁W1の凹凸形状に倣っている。内側部材2は、換気システム1の内部に空気を流入させる流入口2cを有する。流入口2cは、例えば、第1方向D1に沿って線状に延びるスリット状とされている。内側部材2は、複数の流入口2cを有し、例えば、複数の流入口2cが第2方向D2に沿って並んでいる。
図3は、壁Wにおける換気システム1が取り付けられる位置を説明するための図である。図4は、換気システム1の縦断面図である。図3及び図4に模式的に示されるように、換気システム1は、外壁W2の第2壁部W22に対向する第1領域A1と、第1領域A1の上側に位置する第2領域A2と、を車体Bの内側から覆う。第1領域A1は、実施形態に係る音響部材10が対向する領域であり、第2領域A2は音響部材10が対向しない領域(後述する連通部13を形成する領域)である。
例えば、第1領域A1の第1方向D1の長さL1は、300mm以上且つ1000mm以下であり、長さL1の下限は400mm又は500mmであってもよい。長さL1の上限は900mm、800mm又は700mmであってもよい。第1領域A1の第2方向D2の長さL2は、例えば、100mm以上且つ800mm以下である。長さL2の下限は200mmm、300mm又は400mmであってもよく、長さL2の上限は、700mm、600mm又は500mmである。一例として、長さL1は600mmであり、長さL2は450mmである。
第2領域A2の第1方向D1の長さL3は、例えば、20mm以上且つ600mm以下である。長さL3の下限は40mm、60mm、80mm又は120mmであってもよく、長さL3の上限は400mm、250mm、200mm又は150mmであってもよい。第2領域A2の第2方向D2の長さL4は、例えば、100mm以上且つ500mm以下である。長さL4の下限は200mmであってもよく、長さL4の上限は400mm又は300mmであってもよい。一例として、長さL3は100mmであり、長さL4は250mmである。
換気システム1は、内側部材2と、車体Bの内側において排気口Eに対向する音響部材10と、を備える。音響部材10は、排気口Eに対向すると共に排気口Eからの音を吸音又は遮音する本体部11と、本体部11を囲むように設けられる周縁部12とを備える。例えば、本体部11は音響効果を発揮する部位であり、周縁部12は音響効果を発揮せず壁Wに固定される部分を含む部位である。本体部11は、膜状を呈する。本体部11は、第1方向D1及び第2方向D2に延在すると共に、第1方向D1及び第2方向D2の双方に交差する第3方向D3に厚みを有する。
音響部材10(例えば周縁部12)は、例えば、柔軟なシート状の素材が切り抜かれて作製されてもよい。周縁部12は、片面粘着テープ、両面粘着テープ、接着剤、メカニカルファスナ、又はクリップ等によって壁Wに固定されてもよい。周縁部12は、例えば、3箇所、4箇所、5箇所(一例として図3の破線の丸印の箇所)、又はそれ以上の箇所に、断続的に又は連続的にテープによって固定されてもよい。音響部材10において、前述したように切り抜かれた切断部のエッジは、特段の処理がされていなくてもよいが、このエッジから1mm~20mm程度の範囲の領域の一部又は全部が熱プレスされて固められていてもよい。この熱プレスは、エッジに沿う方向において連続的、断続的又は不連続になされていてもよい。また、音響部材10は、前述したシート状の素材が、予め成形された枠形(又は一部が開口するU字形等)のフレームに対し高さが調整された状態で固定されてもよい。
本体部11の外縁の一部11bは周縁部12に固定されている。一部11bは、例えば、本体部11の下側部分を含む部分である。本体部11の第2方向D2の両端のそれぞれが周縁部12に固定されていてもよい。本体部11の一部11bは、例えば、第1領域A1の外縁を含む領域であり、第1領域A1の外縁において本体部11(一部11b)が周縁部12に固定されていてもよい。本体部11の残部11cは、開放されており、例えば、自由端とされている。この場合、本体部11の残部11cは、どこにも固定されていない。本体部11の残部11cは、後述する連通部13を介して内壁W1に対向している。
周縁部12は、膜状を呈する。周縁部12は、熱プレスによって形成されていてもよい。また、周縁部12は、本体部11の少なくとも一部を囲むフレームによって形成されていてもよい。周縁部12の一部は、本体部11の外縁の一部11bから折り曲げられて第1方向D1及び第2方向D2の双方に交差する面に沿って延在してもよい。周縁部12は、第1領域A1の外縁に沿って延びており、第1領域A1の外縁に沿った部位において本体部11の一部11bが固定されている。
例えば、壁Wは、排気口Eが形成された第2壁部W22を含む外壁W2と、外壁W2よりも内側に位置する内壁W1とを含む。内壁W1は、外壁W2から車体Bの内側に突出しており、内側部材2が固定される。例えば、排気口E及び第2壁部W22から見て車体Bの外側にはリアバンパーW3が設けられており、排気口Eから排出された空気Kは、リアバンパーW3と第2壁部W22との間を通って車体Bの外部に排出される。
内壁W1を挟んで外壁W2との反対側には内側部材2が設けられる。内側部材2は、周縁部12と内壁W1との間において第1方向D1及び第2方向D2に延在している。壁Wの排気口Eに換気システム1が取り付けられた状態において、例えば、内側部材2、音響部材10(本体部11)、外壁W2(第2壁部W22)及びリアバンパーW3がこの順で第3方向D3に沿って並んでいる。そして、内側部材2、内壁W1及び外壁W2によって、換気システム1の内部空間Sが画成されている。
音響部材10の本体部11は、内部空間Sを、排気口Eと連通する第1気室S1、及び流入口2cからの空気Kが流入する第2気室S2に区画する。前述したように、本体部11の外縁の一部11bが周縁部12に固定され、更に周縁部12が壁Wに固定されており、本体部11の外縁の残部11cが開放されている。本体部11の残部11cには、第1気室S1及び第2気室S2を連通する連通部13が形成されている。
内側部材2は換気システム1の内部に空気Kを流入する流入口2cを備える。流入口2cは、例えば、換気システム1における第1方向D1の一端部(一例として下側の端部)に形成されている。流入口2cから第2気室S2に流入した空気Kは連通部13に達する。連通部13は、例えば、換気システム1における第1方向D1の他端部(一例として上側の端部)に形成されている。
連通部13に達した空気Kは、連通部13から第1気室S1に入り込み、排気口Eに達する。例えば、排気口Eは、換気システム1における第1方向D1の一端側(一例として下側の端部)に形成されている。流入口2cから換気システム1の内部空間S(第2気室S2)に流入した空気Kは、例えば、逆U字状に流れて音響部材10の本体部11を迂回して排気口Eに達して換気システム1から排出される。
排気口Eには、例えば、ゴム板状のフラップF(図3参照)が取り付けられている。フラップFは、排気口Eに第3方向D3に揺動可能に取り付けられており、排気口Eの弁としての機能を有する。例えば、フラップFが閉じた状態となっている走行中であってもロードノイズや風切り音等である音Tが発生し、音Tは排気口Eから換気システム1の内部空間Sに入り込む。図4に模式的に示されるように、音Tの一部は、第1気室S1から連通部13を通って第2気室S2に流れる。しかしながら、音Tの残部は、音響部材10の本体部11に吸音される。
図5は、音響部材10(本体部11及び周縁部12のそれぞれ)の例示的な層構造を示す図である。図5に示されるように、音響部材10は、コア層10bと、コア層10bの一対の主面10cの少なくともいずれかに形成されたスキン層10dとを有する。図5では、コア層10bの一対の主面10cのそれぞれにスキン層10dが形成されている例を示している。しかしながら、コア層10bの一方の主面10cのみにスキン層10dが形成されていてもよい。スキン層10dは、例えば、コア層10bの表皮として機能する。
コア層10bの材料と、スキン層10dの材料とは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、コア層10bの材料、及びスキン層10dの材料は、ポリプロピレン(PP)を含んでいてもよい。コア層10bの種類は、特に限定されず、コア層10bとして種々の吸音素材を用いることが可能である。コア層10b及びスキン層10dの少なくともいずれかが省略されてもよい。例えば、コア層10bは、1つ以上の多孔質層を含む。有用な多孔質層としては、不織布、フェルト材、ウレタンフォーム材、マイクロファイバー、有孔フィルム、微粒子床、連続気泡発泡体、繊維ガラス、ネット、織布又はこれらの組み合わせであってもよい。なお、スキン層10dも、1つ以上の多孔質層を含むものであってもよい。例示的なスキン層10d及びコア層10bは、それぞれメルトブロー繊維、ステープル繊維、及びバインダー繊維の少なくともいずれかを含んでいてもよい。音響部材10の材料は、特に限定されず、ゴムを含んでいてもよい。すなわち、音響部材10は、例えば、ラバープレートであってもよい。
音響部材10は、例えば、メルトブロー(メルトブローン)されたマイクロファイバーによって構成されている。コア層10b及びスキン層10dの双方がメルトブローされたマイクロファイバーによって構成されていてもよいし、いずれか一方のみがメルトブローされたマイクロファイバーによって構成されていてもよい。
音響部材10は、メルトブロー繊維、ステープル繊維、及びバインダー繊維の少なくともいずれかを含んでいてもよい。バインダー繊維は、メルトブロー繊維中に分散されていてもよく、少なくとも部分的にメルトブロー繊維によって溶融接着されていてもよい。バインダー繊維は、その少なくとも一部が高融点メルトブロー繊維に溶融接着することによってバインダーとしての機能を果たしてもよい。
コア層10b又はスキン層10dのメルトブロー繊維としては、バインダー繊維の上記溶融接着する部分より高い融点を有する樹脂であってもよく、メルトブロー法を用いて作製された繊維状材料を用いることが可能である。メルトブロー法とは、樹脂原料を溶融し、ノズルから押し出された繊維状樹脂に高温の気流を吹き付けることによって繊維径をより細かく加工する方法を示している。
例えば、音響部材10は、膜状とされた音響部材である。例示的な音響部材10は、繊維径が10μm以下であるメルトブロー繊維と、メルトブロー繊維中に分散されて少なくとも一部がメルトブロー繊維に溶融接着されたバインダー繊維と、ステープル繊維とを有する。
ステープル繊維の繊維素材としては、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリプロピレン及びポリエチレン等のいずれであってもよいが、耐候性、難燃性及びリサイクル性の点からポリエステル繊維を含むことが好ましい。ステープル繊維の繊維の太さは、例えば、1デニール以上且つ100デニール以下である。
ステープル繊維の繊維の太さは、加工性及び取扱性の観点では、太い方がよく、特に開繊機で生産性を向上させることを考慮すると、3デニール以上且つ50デニール以下であることが好ましい。なお、ステープル繊維の繊維の太さは、吸音性の観点では、細い方がよく、特に低音域である200~1500Hzの吸音性を向上させるためには、15デニール以下の細い繊維であることが好ましい。
ステープル繊維の繊維長は、加工性及び取扱性の観点から、30mm以上且つ100mm以下であることが好ましい。ステープル繊維の繊維断面の形状は、円形状、T形状、及び扁平状等の異形断面のいずれであってもよく、中空繊維であってもよい。ステープル繊維は、捲縮を有する繊維であってもよく、例えば、捲縮状態は、波形、スパイラル型、並びに、波形及びスパイラル型の折衷型、のいずれであってもよい。捲縮数は、少なすぎると弾性及び硬さが不足し、多すぎると加工上のトラブルが生じる可能性がある。例えば、5~200山/25mm、より好ましくは10~50山/25mmのものが用いられる。
音響部材10に含まれるバインダ繊維として、少なくとも表面の一部で高融点メルトブロー繊維の融点より低い融点を有する繊維を使用できる。例えば、バインダの低融点部分の融点がメルトブロー繊維の融点より10℃以上(又は20℃以上)低いものを使用できる。例えば、バインダ繊維の低融点部分として、低融点ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)又はポリエチレン(PE)等が使用できる。
例えば、メルトブロー繊維として、融点が220℃程度であるポリブチレンテレフタレート(PBT)を使用する場合、又は融点が160℃程度であるポリプロピレンを使用する場合、バインダ繊維としては、表面の融点が110℃である低融点ポリエチレンテレフタレート(PET)等を使用できる。なお、車両用の吸音材として使用する場合には、耐環境試験に耐えるため、バインダ繊維の溶融点が90℃以上、100℃以上、又は120℃以上であってもよい。
バインダ繊維は、繊維状であればよく、バインダ繊維の断面径及び長さは特に限定されない。分散性を上げる観点では、バインダ繊維は短繊維であってもよい。バインダ繊維として、紡糸された繊維を裁断することによって製造される繊維長10mm以上且つ100mm以下であるステープルファイバを使用できる。繊維状のバインダは、メルトブロー繊維との接触密度が少なくとも一部で高いため、効率よい繊維間の溶融接着が可能であり、必要なバインダ繊維の量を抑制できる。
バインダ繊維は、全体が均一な融点を有する材料でなくてもよく、少なくとも表面に低融点層を備えるものであってもよい。例えば、芯鞘構造を有する繊維であってもよく、鞘部分のみが低融点のものであってもよい。このような芯鞘構造を有する繊維を用いる場合、メルトブロー繊維と混合されたときに鞘部分の低融点バインダのみが溶融し、芯部はメルトブロー繊維と共に繊維として残存し、メルトブロー繊維の特性を阻害することなく通気抵抗性を向上させることが可能となる。なお、部分的に溶融可能なバインダ繊維は、溶融されることによってメルトブロー繊維間を接着するので、ハンドリングを容易にすることができる。
音響部材10はポリマー不織布層を有していてもよく、当該ポリマー不織布層はメルトブロープロセスによって作製されてもよい。メルトブローされたポリマー不織布層は非常に細い繊維を含み得る。メルトブローでは、熱可塑性ポリマーストリームが、ダイのオリフィスから押し出され、熱風の収束ストリームによって減衰されて細い繊維を形成する。音響部材10は溶融紡糸によって構成されていてもよい。
上記の溶融紡糸で作製された繊維は、スパンボンドされてもよい。溶融紡糸繊維のセットを含むウェブは、繊維ウェブとして収集される。音響部材10は、メルトスパン繊維を含んでいてもよい。これらの繊維を構成する樹脂は、例えば、ポリプロピレン若しくはポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリブテン、ポリ乳酸、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエチレン-コビニルアセテート、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン、又はそれらのコポリマー若しくは混合物を含んでいてもよい。音響部材10は、熱可塑性半結晶性ポリマーから作製されてもよい。熱可塑性半結晶性ポリマーには、半結晶性ポリエステル、又は脂肪族ポリエステルが含まれる。
前述した脂肪族ポリエステルの分子量は特に限定されない。当該分子量は、例えば、15,000(g/mol)以上且つ6,000,000g/mol以下、20,000(g/mol)以上且つ2,000,000g/mol以下、又は40,000(g/mol)以上且つ1,000,000g/mol以下であってもよい。当該分子量は、25(g/mol)以上であってもよい。更に、当該分子量は、15,000(g/mol)、20,000(g/mol)、25,000(g/mol)、30,000(g/mol)、35,000(g/mol)、40,000(g/mol)、45,000(g/mol)、50,000(g/mol)、60,000(g/mol)、70,000(g/mol)、80,000(g/mol)、90,000(g/mol)、100,000(g/mol)、200,000(g/mol)、500,000(g/mol)、700,000(g/mol)、1,000,000(g/mol)、2,000,000(g/mol)、3,000,000(g/mol)、4,000,000(g/mol)、5,000,000(g/mol)、及び6,000,000(g/mol)のいずれかであってもよい。
音響部材10はポリマー不織布層を含んでいてもよく、ポリマー不織布層の繊維の直径は特に限定されない。当該直径は、例えば、0.1μm以上且つ10μm以下、0.3μm以上且つ6μm以下、又は0.3μm以上且つ3μm以下であってもよい。当該直径は、0.1μm未満であってもよい。更に、当該直径は、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、22μm、25μm、27μm、30μm、32μm、35μm、37μm、40μm、42μm、45μm、47μm、50μm、53μm、55μm、57μm、及び60μmのいずれかであってもよい。
音響部材10は、多孔性ポリマーを有していてもよい(多孔質層であってもよい)。すなわち、音響部材10は、内部に多数の微細な孔が形成された層であってもよい。音響部材10は、穴あきフィルムであってもよいし、連続気泡フォームであってもよい。音響部材10が微細な孔を有する場合、当該孔の平均直径は10μm以上且つ5000μm以下であってもよい。また、当該孔の平均直径は、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、150μm、170μm、200μm、300μm、350μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1500μm、2000μm、3000μm、4000μm、及び5000μmのいずれかであってもよい。孔の形状は、円形に限られず、多角形であってもよいし、長円形であってもよい。より明確にするために、本明細書において、非円形の穴の直径は、平面図で非円形の穴と同等の面積を有する円の直径として定義される。
音響部材10が孔を有する場合、音響部材10の多孔度は、例えば、0.1%以上且つ80%以下、0.2%以上且つ70%以下、又は0.5%以上且つ60%以下であってもよい。また、音響部材10の多孔度は、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.7%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、及び80%のいずれかであってもよい。
音響部材10は、ファイバ-グラスで構成されていてもよい。音響部材10は、ヘルムホルツ共鳴器を構成していてもよい。音響部材10は、ポリマー組成物及び無機組成物の少なくともいずれかを含んでいてもよい。音響部材10は、フィルム状であってもよい。音響部材10は、貫通孔を有していてもよい。
音響部材10は、多孔質層を含んでいてもよく、これにより、広範囲の周波数帯域にわたって優れた音波吸収性を発揮する。音響部材10の多孔質層に有機粒子及び無機粒子の少なくともいずれかが含まれていてもよい。この場合、相乗的な音波吸収性の実現が可能となる。
音響部材10を構成する多孔質層は、音響性能を改善することができる少なくとも1つの不均一な充填剤と接触していてもよく、又は含んでいてもよい。不均一な充填剤としては、有機粒子、無機粒子、多孔質粒子等が挙げられ、好適な不均一な充填剤としては、多孔質粒子が挙げられる。これは、開孔、閉孔、又はこれらの組み合わせによって特徴付けられ得る。不均一な充填剤は剛性であり得、そのため充填材料の動は、音響環境内の流体相(例えば、空気)の動きと比較してごくわずかである。音響部材10において、上記の不均一な充填剤が、音響吸収プロファイルを生成する多孔質媒体の隙間を形成してもよい。この音響吸収プロファイルの構成は、粒子特性の組み合わせによって調整することが可能である。
開孔を有する充填剤粒子としては、ゼオライト、エアロゲル、多孔質アルミナ、雲母、パーライト、粒状ポリウレタン発泡体粒子、金属有機構造体(MOF)、又は多孔質炭素材料が挙げられる。閉孔を有する充填剤粒子としては、独立気泡発泡体粒子又は中空粒子が挙げられる。単一の細孔(又はキャビティ)を有する中空粒子としては、膨張ポリマー微小球、セラミック微小球又は中空グラスバブルズが挙げられる。
不均一な充填剤は、多孔質層に対して様々な構成で存在してもよい。例えば、多孔質層が不織布繊維層、連続気泡発泡体又は微粒子床である場合、不均一な充填剤は、不織布繊維層、連続気泡発泡体又は微粒子床に埋め込まれてもよい。多孔質層が有孔フィルムを含む場合、不均一な充填剤は、有孔フィルムにかけて延びている複数の開口内に少なくとも部分的に存在し得る。いくつかの実施形態では、多孔質層に接触している不均一な充填剤の少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも95%が、複数の開口内に存在していてもよい。あるいは、不均一な充填剤は、多孔質層に隣接する個別の層として存在してもよい。
多孔質粒子は、(50ナノメートルより大きい幅を有する)マクロ細孔、(50ナノメートル未満で2ナノメートルより大きい幅を有する)メソ細孔、(2ナノメートル未満の幅を有する)マイクロ細孔、及び/又は上記の組み合わせを含むことができる。これらの不均一な充填剤としては、例えば、多孔質炭素粒子が挙げられる。多孔質炭素粒子としては、活性炭又はバーミフォーム炭素が挙げられる。
活性炭は、主に炭素原子で構成された複合構造を有する高多孔質炭素質材料である。活性化法は、約1000℃の高温でスチームを使用して、又は場合によっては、より低い温度でリン酸を使用して実行することができる。活性炭中の細孔のネットワークは、炭素原子の無秩序な層の剛性骨格内に形成されたチャネルであり、化学結合によって互いに連結され、不均一に積層されている。これにより、炭素層内に多数のピット及び亀裂によって形成された非常に多孔質の構造が作り出される。
活性炭の特徴の1つとして、ガス分子の吸着性が挙げられる。内部孔容積0.3mを有する活性炭1mで、30m以上のガスを吸着することができる。音響物品における多孔質炭素の挙動は、周囲空気分子の吸着と一致している。多孔質炭素が限られた空間内で空気分子を吸着する場合、有効空気体積は、多孔質炭素を含まない同じ空間内の空気体積の2倍より大きくなることがある。音響キャビティ内の有効空気体積を膨張させることにより、多孔質炭素は、音響共振周波数を高から低にシフトする傾向がある。この周波数シフトは、音響吸収における4分の1波長の短縮(又は音響媒体内の音の速度の減速)として解釈することができ、より薄い層において高い音響性能を提供する。
バーミフォーム炭素(又はバーミフォーム黒鉛)は、膨張性黒鉛に、黒鉛層に浸透するゲスト分子を導入することによって作られた多孔質炭素の層状形態である。高温では、ゲスト分子は相変化を受ける。この相変化の反応により、黒鉛層を押し広げるのに十分な圧力が生じ、制限されない場合、粒子の体積が急速に増加する。膨張黒鉛は、バーミフォーム黒鉛として知られている虫のような構造を有する。
バーミフォーム黒鉛は、マイクロ細孔(2nm未満の細孔)を欠いていることを踏まえ、活性炭よりも大きい細孔構造を有するため、注目に値する。バーミフォーム炭素の表面積は1m/g未満で、活性炭の表面積より数桁も小さい。これらの違いから、活性炭よりも高い周波数ノイズを減衰させるのに、バーミフォーム炭素をより効果的に用いることができる。結果として、広い周波数範囲にわたって音響吸収性を高めるために、活性炭とバーミフォーム炭素との混合物を使用することが有利であり得る。
不均一な充填剤を構成する粒子の平均サイズは、音響物品の機械的特性だけでなく、音響吸収に影響を及ぼす加工上の考慮事項にも関連する可能性がある。バーミフォーム黒鉛では、例えば、より小さい小板の方が、エッジ面積の内部容積に対する全体的な比率が高い層を生成する。粒子サイズが縮小するにつれて、膨張ガスの流出経路の効率が高まり、全体的な膨張の可能性が低減し、孔径が縮小する。
バーミフォーム黒鉛が処理される温度も音響性能に影響を与え、より高い温度で処理された粒子は層間でより高い膨張度を示す傾向があることが見出されている。黒鉛層のばねモデルを使用することで、ばねがより膨張、すなわちばねの可撓性が高まり、これにより音響減衰が改善される。
凝集体を除き、不均一な充填剤は、0.1マイクロメートル~2000マイクロメートル、5マイクロメートル~1000マイクロメートル、又は10マイクロメートル~500マイクロメートルの平均粒子サイズを有してもよい。また、いくつかの実施形態では、0.1、0.2、0.5、1、2、5、7、10、15、20、30、40、50、70、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1500、1700、又は2000マイクロメートルの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい平均粒子サイズを有してもよい。
その多孔質の性質により、不均一な充填剤は、大きな表面積を有し、その結果、吸着能を有することが可能である。高い表面積密度を有することにより、孔構造の高度な複雑さとねじれを反映することができ、摩擦損失による固体構造へのより大きな内部反射とエネルギー伝達をもたらす。これは、空中伝播ノイズの吸収として現れる。不均一な充填剤の平均表面積は、0.1m/g~10,000m/g、0.5m/g~5000m/g、又は1m/g~2500m/gでもよい。また、いくつかの実施形態では、0.1、0.2、0.5、0.7、1、2、5、10、20、50、100、120、150、200、250、300、350、400、450、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、8000、9000、又は10,000m/gの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、不均一な充填剤の高い表面密度は、非常に微細な細孔の存在に起因する。活性炭は、例えば、2nm未満の寸法を有するマイクロ細孔を呈し、これが炭素粒子中の表面積の大部分を占めている。
不均一な充填剤は、0.1ナノメートル~50マイクロメートル、1ナノメートル~40マイクロメートル、又は2.5ナノメートル~30マイクロメートル数平均孔径を有してもよい。また、いくつかの実施形態では、0.1ナノメートル、0.2、0.3、0.4、0.5、1、1.2、1.5、1.7、2、3、4、5、7、10、15、20、25、30、40、50、70、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900ナノメートル、1マイクロメートル、2、3、4、5、7、10、15、20、25、30、35、40、45、若しくは50マイクロメートルの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きくてもよい。
不均一な充填剤粒子は、音響用途で使用される従来の充填剤よりも小さい孔径を呈することができる。例えば、活性炭の最小細孔は、直径が2nm未満であり得る。バーミフォーム炭素は、概ね、直径数十マイクロメートルの細孔を有するが、ナノメートル又はサブナノメートルの範囲の細孔は有しない。概ね、不均一な充填剤は、最大500nm、最大400nm、最大300nm、最大200nm、最大100nm、最大50nm、最大20nm、最大10nm、最大5nm、最大2nm、又は最大1nmの最小孔径を有し得る。
不均一な充填剤は、0.01cm/g~5cm/gの数平均細孔容積を有し得る。いくつかの実施形態では、数平均細孔容積は、0.01、0.02、0.05、0.07、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、1、1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.5、3、3.5、4、4.5、又は5cm/gの値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きくてもよい。
前述のように、2つ以上の互いに異なる種類の不均一な充填剤の使用は、複合材物品の音響応答を改善するのに有効であり得る。いくつかの実施形態では、2つ以上の互いに異なる種類の充填剤が、音響物品の多孔質層内に混合される。他の実施形態では、互いに異なる種類の充填剤が、音響物品内の1つ又は2つの多孔質層に隣接する微粒子床内に混合される。他の実施形態では、互いに異なる種類の充填剤が存在するが、個別の層に配置され、それぞれ独立して多孔質層又は微粒子床内に設けられてもよい。
不均一な充填剤が2つ以上の充填剤の微粒子混合物である場合、当該混合物は、最大1300m/gの平均表面積を有する第1の不均一な充填剤と、少なくとも1300m/gの平均表面積を有する第2の不均一な充填剤と、を含むことができる。あるいは、当該混合物は、最大500m/gの平均表面積を有する第1の不均一な充填剤と、少なくとも500m/gの平均表面積を有する第2の不均一な充填剤と、を含むことができる。あるいは、当該混合物は、最大100m/gの平均表面積を有する第1の不均一な充填剤と、少なくとも100m/gの平均表面積を有する第2の不均一な充填剤と、を含むことができる。あるいは、当該混合物は、最大10m/gの平均表面積を有する第1の不均一な充填剤と、少なくとも10m/gの平均表面積を有する第2の不均一な充填剤と、を含むことができる。
更に、当該混合物は、最大500ナノメートルの数平均細孔容積を有する不均一な充填剤と、少なくとも500ナノメートルの数平均細孔容積を有する第2の不均一な充填剤と、を含むことができる。あるいは、当該混合物は、最大1マイクロメートルの数平均細孔容積を有する不均一な充填剤と、少なくとも1マイクロメートルの数平均細孔容積を有する第2の不均一な充填剤と、を含むことができる。
更なる他の例として、充填剤は、活性炭、バーミフォーム炭素、ゼオライト、金属有機構造体(MOF)、パーライト、アルミナ、グラスバブルズ、及びガラスビーズの組み合わせ等、2つ以上の互いに異なる充填剤組成物で構成され得る。
また、他の例として、音響部材10は、繊維不織布層及び粘着性繊維の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これらの繊維は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、スチレン-イソプレン-スチレン、又はポリエチレン/ポリプロピレンコポリマーから構成されていてもよい。
音響部材10の通気抵抗値は100MKS Rayls以上且つ8000 MKS Rayls以下であってもよい。音響部材10の通気抵抗値は、100MKSRayls以上且つ5000 MKS Rayls以下、20MKSRayls以上且つ3000 MKS Rayls以下、又は50MKSRayls以上且つ1000 MKS Rayls以下であってもよい。また、音響部材10の通気抵抗値は、20MKS Rayls、30MKS Rayls、40MKS Rayls、50MKS Rayls、70MKS Rayls、100MKS Rayls、200MKS Rayls、300MKS Rayls、400MKS Rayls、500MKS Rayls、600MKS Rayls、700MKS Rayls、1000MKS Rayls、1100MKS Rayls、1200MKS Rayls、1500MKS Rayls、1700MKS Rayls、2000MKS Rayls、3000MKS Rayls、3500MKS Rayls、4000MKS Rayls、5000MKS Rayls、5500MKS Rayls、6000MKS Rayls、6500MKS Rayls、7000MKS Rayls、7500MKS Rayls、及び8000MKS Raylsのいずれかであってもよい。
音響部材10の充填剤は、音響部材10の多孔質層に不均一に分散していてもよい。音響部材10の充填剤は、多孔質層に受容されてもよい。音響部材10は、不織繊維ウェブを含んでいてもよい。当該充填剤は、珪藻土、植物ベースの充填剤、非膨張黒鉛、ポリオレフィン発泡体、又はそれらの組み合わせであってもよい。更に、音響部材10の充填剤は、1質量%以上且つ99質量%以下、10質量%以上且つ90質量%以下、15質量%以上且つ85質量%以下、20質量%以上且つ80質量%以下、1質量%以下、1質量%以上、2質量%、3質量%、4質量%、5質量%、7質量%、10質量%、12質量%、15質量%、20質量%、30質量%、35質量%、40質量%、45質量%、50質量%、55質量%、60質量%、65質量%、70質量%、75質量%、80質量%、85質量%、90質量%、95質量%、97質量%、98質量%、又は99質量%以下であってもよい。音響部材10の充填剤は、粘土、珪藻土、グラファイト、ガラス泡、多孔質炭素、多孔質等の微細充填剤、高分子充填剤、非層状ケイ酸塩、植物ベースの充填剤、及びそれらの組み合わせ、の少なくともいずれかであってもよい。
前述したように、音響部材10は、多孔質層を有していてもよく、多孔質層の平均繊維間距離は、0μmより大きく且つ100μm以下であってもよい。音響部材10の平均繊維間距離は、1μm以上且つ1000μm以下、10μm以上且つ500μm以下、又は20μm以上且つ300μm以下であってもよい。更に、音響部材10の平均繊維間距離は、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、7μm、10μm、11μm、12μm、15μm、17μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、150μm、170μm、200μm、250μm、300μm、400μm、450μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、及び1000μmのいずれかであってもよい。
前述したように、音響部材10は微細粒子によって構成されていてもよい。この場合、音響部材10の平均粒子サイズは、1μm以上且つ1000μm以下、50μm以上且つ800μm以下、又は100μm以上且つ700μm以下であってもよい。音響部材10の平均粒子サイズは、1μm未満、又は1000μmを超えてもよい。音響部材10の平均粒子サイズは、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、150μm、170μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、及び1000μmのいずれかであってもよい。
例示的な音響部材10の厚さは、1μm以上且つ10cm以下、30μm以上且つ1cm以下、又は、50μ以上且つ500μm以下であってもよい。音響部材10の厚さは、1μm、2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm、200μm、500μm、1mm、2mm、5mm、10mm、20mm、50mm、70mm、及び100mmのいずれかであってもよい。
音響部材10に前述した充填剤が含まれる場合、種々の周波数帯域の音に対する吸収性能を高めることが可能となる。音響部材10が高い吸音性能を発揮する音の周波数帯域は、例示的には、50Hz以上且つ500Hz以下、又は500Hz以上であってもよい。音響部材10が対象とする音の周波数は、50Hz、55Hz、60Hz、65Hz、70Hz、75Hz、80Hz、85Hz、90Hz、95Hz、100Hz、105Hz、110Hz、115Hz、120Hz、125Hz、130Hz、135Hz、140Hz、145Hz、150Hz、155Hz、160Hz、165Hz、170Hz、175Hz、180Hz、185Hz、190Hz、195Hz、200Hz、230Hz、240Hz、250Hz、260Hz、270Hz、280Hz、290Hz、300Hz、400Hz、500Hz、700Hz、1000Hz、2000Hz、3000Hz、4000Hz、5000Hz、7000Hz、及び10000Hzのいずれかであってもよい。
音響部材10は、不織布を含んでいてもよいし、ガラス繊維を含んでいてもよい。当該ガラス繊維は、一般的に、炉でシリカ、又はその他の鉱物を溶融して作製される。溶融されたシリカ等は、小さなオリフィスを含む紡糸口金に通されると共に押し出され、溶融流が生成され、そして、熱風の流れによって導かれて冷却されることによって作製されてもよい。
次に、実施形態に係る換気システム1及び音響部材10から得られる作用効果について説明する。図4に例示されるように、換気システム1では、音響部材10が、壁Wに形成された排気口Eに対向する膜状の本体部11を備える。よって、排気口Eに音響部材10の本体部11が対向することにより、排気口Eからの音を音響部材10によって効果的に吸音及び遮音できるので、吸音性及び遮音性を向上させることができる。
音響部材10の本体部11は、換気システム1の内部空間Sを、排気口Eに連通する第1気室S1と、換気システム1の流入口2cから空気Kが流入する第2気室S2とに区画する。このように本体部11が第1気室S1と第2気室S2とを区画することにより、排気口Eからの音Tをより効果的に吸音及び遮音できる。また、音響部材10の本体部11の一部11bが音響部材10の周縁部12に固定されており、本体部11の外縁の残部11cは第1気室S1及び第2気室S2を連通する連通部13とされている。よって、流入口2cから第2気室S2に流入した空気Kを、連通部13及び第1気室S1を介して排気口Eに流通させることができる。従って、空気Kの流れを阻害しないようにすることができる。
例示したように、換気システム1は、本体部11と共に第2気室S2を画成する内側部材2を備え、流入口2cは、内側部材2に形成されていてもよい。この場合、第2気室S2に空気Kが流入する流入口2cを壁Wの内側に取り付けられる内側部材2に形成することができる。
内側部材2は、壁Wに接続されていてもよい。この場合、内側部材2を壁Wに取り付けることによって、壁Wに対する換気システム1の設置を容易に行うことができる。
前述したように、本体部11の外縁の下側部分(一部11b)が周縁部12に固定されていてもよい。この場合、本体部11の下側部分が固定され、本体部11の上側部分には連通部13が形成されるので、流入口2cから流入した空気Kを上側部分に形成された連通部13を介して排気口Eに導くことができる。
連通部13では、流入口2cから第2気室S2に流入した空気Kが第1気室S1に流入し、排気口Eでは、連通部13から第1気室S1に流入した空気Kが第1気室S1から排出されてもよい。この場合、流入口2cから第2気室S2に流入した空気Kを、連通部13及び第1気室S1を介して排気口Eに誘導できるので、空気Kの流れを形成して空気Kの流れが阻害されることを回避できる。
例えば、本体部11は、第1方向D1及び第2方向D2に延在する膜状とされており、壁W及び本体部11は、第1方向D1及び第2方向D2の双方に交差する第3方向D3に沿って並んでおり、排気口E及び流入口2cは、第1方向D1の一方側に形成されており、連通部13は、第1方向D1の他方側に形成されていてもよい。また、この例とは別の例として、排気口E及び流入口2cは、第2方向D2の一方側に形成されており、連通部13は、第2方向D2の他方側に形成されていてもよい。すなわち、排気口E及び流入口2cは、第1方向D1及び第2方向D2のいずれか一方側に形成されており、連通部13は、第1方向D1及び第2方向D2のいずれか他方側に形成されていてもよい。この場合、排気口Eからの音Tに対し、排気口E、連通部13及び流入口2cの間で第1方向D1又は第2方向D2に延びる迂回路を形成することが可能となる。従って、排気口Eからの音Tに対する吸音性及び遮音性を高めることができる。
例えば、第1方向D1及び第2方向D2のいずれか一方側は下側であり、第1方向D1及び第2方向D2のいずれか他方側は上側である。この場合、排気口Eからの音Tに対し、排気口E、連通部13及び流入口2cの間で第3方向D3に交差する方向(例えば上下方向)に延びる迂回路を形成することが可能となる。
壁Wは、外壁W2と、内壁W1とを含んでもよく、排気口Eは、外壁W2に形成されてもよい。周縁部12の少なくとも一部は内壁W1に取り付けられてもよい。この場合、外壁W2と内壁W1とを含んでおり、排気口Eが外壁W2に形成された壁Wに対して換気システム1を取り付けることができる。
外壁W2は自動車のアウターパネルであってもよく、内壁W1は自動車のインナーパネルであってもよく、排気口Eは自動車のベントダクトであってもよい。この場合、アウターパネル、インナーパネル及びベントダクトを備えた自動車において吸音性及び遮音性を向上させて空気Kの流れを阻害しないようにすることができる。
内側部材2は、壁Wの内側を覆うラゲッジサイドトリムであってもよい。この場合、壁Wの内側にラゲッジサイドトリムを取り付けることによって壁Wの内側への換気システム1の設置を容易に行うことができる。
音響部材10は、不織布を含んでいてもよい。この場合、音響部材10の構成を簡易にすることができる。
音響部材10は、スキン層10dと、スキン層10dの材料と異なる材料を含むコア層10bとを備えてもよい。この場合、コア層10b及びスキン層10dのそれぞれにおいて吸音がなされることにより、音響部材の吸音性をより向上させることができる。
音響部材10は、多孔質層と、多孔質層と接触し、多孔質炭素を含み、且つ0.1m/g以上且つ10000m/g以下の平均表面積を有する不均一な充填剤と、を含んでいてもよく、音響部材10は、100MKS Rayls以上且つ5000 MKS Rayls以下の通気抵抗値を有していてもよい。
音響部材10は、多孔質層と、多孔質層に受容され、平均粒子サイズが1μm以上且つ1000μm以下であり、且つ0.1m/g以上且つ800m/g以下の平均表面積を有する不均一な充填剤と、を含んでいてもよく、音響部材10は、100MKS Rayls以上且つ8000 MKS Rayls以下の通気抵抗値を有していてもよい。
実施形態に係る音響部材10は、膜状の本体部11と、本体部11の外縁の一部11bに接続すると共に本体部11を囲むように形成される周縁部12と、を備える。
音響部材10では、膜状の本体部11を排気口Eに対向させることにより、排気口Eからの音Tを本体部11によって効果的に吸音及び遮音できるので、吸音性及び遮音性を向上させることができる。音響部材10は、本体部11の外縁の一部11bに接続されると共に本体部11を囲むように形成される周縁部12を備えることにより、周縁部12を壁W等に取り付けたときに本体部11の外縁の残部11cを開放することができる。この開放した部分を空気Kの通り道とすることができるので、空気Kの流れを阻害しないようにすることができる。周縁部12は、熱プレスによって形成されていてもよい。また、周縁部12は、フレームによって形成されていてもよい。この場合、周縁部12の形成を容易に行うことができる。
本体部11は、所定の空間を第1気室S1と第2気室S2とに区画してもよく、本体部11の外縁の一部11bが、周縁部12に固定されていてもよい。本体部11の外縁の残部11cは、開放されていてもよく、第1気室S1及び第2気室S2を連通する連通部13とされてもよい。この場合、本体部11は、排気口Eに対向すると共に、所定の空間を第1気室S1と第2気室S2とに区画するので、排気口Eからの音Tを効果的に吸音及び遮音できる。また、本体部11の外縁の残部11cが第1気室S1及び第2気室S2を連通する連通部13とされていることにより、流入した空気Kを、連通部13を介して排気口Eに流通させることができる。従って、空気Kの流れを阻害しないようにすることができる。
以上、本開示に係る換気システム及び音響部材の実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、前述した実施形態に限定されるものではない。本開示は、特許請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。すなわち、換気システム及び音響部材の各部の形状、大きさ、材料、数及び配置態様は、上記の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。例えば、前述の実施形態では、本体部11の外縁の下側部分が周縁部12に固定される例について説明した。例えば、第3方向D3から見て周縁部12は、全周に設けられていてもよいし、一部のみに設けられていてもよい。例えば、周縁部12が全周にわたって存在しており、且つ穴が開いていることによって連通部13が形成されている音響部材であってもよい。このように音響部材の周縁部及び本体部の形状は、上記の要旨の範囲内において、適宜変更可能である。
続いて、換気システム及び音響部材の種々の例について説明する。なお、本開示は、後述の実施例を含む各例には限定されない。まず、実施例1~実施例4及び比較例1のそれぞれの仕様を以下に示す。
(実施例1)
実施例1に係る音響部材は、前述した音響部材10と同様、コア層と、コア層の一対の主面のそれぞれに設けられたスキン層とを有する。実施例1に係る音響部材は、メルトブロー繊維として、ポリプロピレン(PP)樹脂をメルトブロープロセスで繊維径5μmのメルトブロー繊維を単位面積あたり700g/mとなるように紡糸すると共に、多孔質粒子として、表面積が250m/gの活性炭175g/mの混合ウェブを作製した。実施例1に係る音響部材の厚さは15mm、単位面積当たりの重量は875g/mとした。音響部材の通気抵抗値は5000MKS Raylsであった。実施例1に係る音響部材を図3及び図4に示される壁Wの第1領域A1及び第2領域A2に取り付けて実施例1に係る換気システムとした。なお、活性炭の表面積は、AUTOSORB IQ(Quantachrome Instruments(Boynton Beach,Florida))を使用して分析した。77KでのN吸着によって表面積を求めた。また、通気抵抗値は、ASTM C-522-03(Reproved 2009)、「Standard Test Method for Airflow Resistance of Acoustical Materials」に従って測定した。測定に使用した機器は、POROUS Materials,Inc.(Ithaca,NY)から入手可能なPERMEAMETER Model Number GP-522-Aであった。そして、通気抵抗値をRayls(Pa・s/m)単位で算出した。
(実施例2)
実施例2に係る音響部材は、3M(登録商標)シンサレート(登録商標)吸音断熱材TC3403によって構成されている。実施例2に係る音響部材は、コア層と、コア層の一対の主面のそれぞれに設けられたスキン層とを有する。実施例2に係る音響部材は、高機能中綿素材を含んでいる。実施例2に係る音響部材は、複雑に絡み合ったマイクロファイバー及びステープルファイバーを含んでいる。実施例2に係る音響部材の厚さは41mm、単位面積当たりの重量は332g/mとした。実施例2に係る音響部材を図3及び図4に示される壁Wの第1領域A1及び第2領域A2に取り付けて実施例2に係る換気システムとした。
(実施例3)
実施例3に係る音響部材は、雑フェルト(和気産業 吸音粗毛フェルトWSD007)によって構成されている。実施例3に係る音響部材は、雑フェルトのみの一層構成とされている。実施例3に係る音響部材の厚さは8mm、単位面積当たりの重量は1000g/mとした。実施例3に係る音響部材を図3及び図4に示される壁Wの第1領域A1及び第2領域A2に取り付けて実施例3に係る換気システムとした。
(実施例4)
実施例4に係る音響部材は、ラバープレート(和気産業 NBRゴムシートNBR310005)とした。実施例4に係る音響部材の厚さは3mm、単位面積当たりの重量は4300g/mとした。実施例4に係る音響部材を図3及び図4に示される壁Wの第1領域A1及び第2領域A2に取り付けて実施例4に係る換気システムとした。
(比較例1)
比較例1は、音響部材を有しない換気システムとした。
以上の実施例1~実施例4及び比較例1のそれぞれの換気システムを有する車体を備えた自動車に対し、音響感度の比較の実験を行った。実施例1~4及び比較例1のそれぞれの換気システムを備えた自動車を無響室に入れて、無響室の内部において音響感度の静的評価を行った。
図6及び図7に示されるように、自動車の後輪の内側に音源としてのスピーカーYを取り付けて、自動車の車体の内部に2つのマイクロフォンXを取り付けた。マイクロフォンXは、ラゲッジサイドトリムの流入口の周辺、及び左側後部座席上部(乗員の耳の位置)、のそれぞれに配置した。実施例1~4及び比較例1のそれぞれにおいて、体積速度音源であるスピーカーYによる加振(ホワイトノイズ)を行い、1/2マイクロフォンであるマイクロフォンXによって音を検出した。検出した音はFFT分析機を用いて周波数分析(CPB分析:400~5000Hz)を行い、周波数ごとのノイズの大きさを測定した。体積速度音源としてはB&K社製のOmniSource Sound Source Type 4295を用い、1/2マイクロフォンとしては、B&K社製の4189-A-021を用いた。FFT分析機としては、B&K社製のPULSEを用いた。
実施例1~実施例4及び比較例1のそれぞれの換気システムに対して上記のノイズの測定を行った結果を図8及び図9に示す。図8は左側後部座席に配置したマイクロフォンXによるノイズの測定値を示しており、図9はラゲッジサイドトリムの流入口の周辺に配置したマイクロフォンXによるノイズの測定値を示している。
図8に示されるように、左側後部座席では、音響部材を備える実施例1~4の換気システムにおいて、比較例1の換気システムよりも400Hz~5000Hzの周波数帯域における吸音性及び遮音性が高められることが分かった。400Hz~5000Hzの周波数帯域において、実施例1のノイズの平均値は41.30dB、実施例2のノイズの平均値は41.59dB、実施例3のノイズの平均値は41.94dB、実施例4のノイズの平均値は42.22dB、比較例1のノイズの平均値は43.44dBであった。
このように、実施例1の換気システムでは比較例1の換気システムより2.1dB程度のノイズを低減でき、実施例2の換気システムでは比較例1の換気システムより1.9dB程度のノイズを低減でき、実施例3の換気システムでは比較例1の換気システムより1.5dB程度のノイズを低減でき、実施例4の換気システムでは比較例1の換気システムより1.2dB程度のノイズを低減できることが分かった。
図9に示されるように、ラゲッジサイドトリムの流入口の周辺では、繊維製の音響部材を備える実施例1~3の換気システムにおいて、比較例1の換気システムよりも400Hz~5000Hzの周波数帯域における吸音性及び遮音性が高められることが分かった。ラバープレートである音響部材を備える実施例4では、周波数によってはノイズ値が高いときもあったが、概ね比較例1よりも良好であった。
400Hz~5000Hzの周波数帯域において、実施例1のノイズの平均値は57.50dB、実施例2のノイズの平均値は58.06dB、実施例3のノイズの平均値は57.70dB、実施例4のノイズの平均値は58.82dB、比較例1のノイズの平均値は60.71dBであった。
このように、実施例1の換気システムでは比較例1の換気システムより3.2dB程度のノイズを低減でき、実施例2の換気システムでは比較例1の換気システムより3dB程度のノイズを低減でき、実施例3の換気システムでは比較例1の換気システムより2.6dB程度のノイズを低減でき、実施例4の換気システムでは比較例1の換気システムより1.9dB程度のノイズを低減できることが分かった。以上より、図4に示される音響部材10と同様の音響部材を有する実施例1~4の換気システムでは、吸音性及び遮音性を高められることが分かった。
1…換気システム、2…内側部材、2b…凸部、2c…流入口、10…音響部材、10b…コア層、10c…主面、10d…スキン層、11…本体部、11b…一部、11c…残部、12…周縁部、13…連通部、A1…第1領域、A2…第2領域、B…車体、D1…第1方向、D2…第2方向、D3…第3方向、E…排気口、E1…短辺、E2…長辺、F…フラップ、K…空気、S…内部空間、S1…第1気室、S2…第2気室、T…音、W…壁、W1…内壁、W13…凸部、W2…外壁、W21…第1壁部、W22…第2壁部、W3…リアバンパー、X…マイクロフォン、Y…スピーカー。

Claims (18)

  1. 壁に取り付けられる、流入口と排気口とを備えた換気システムであって、
    前記排気口からの音を吸音する音響部材を備え、
    前記音響部材は、
    前記排気口に対向する膜状の本体部と、
    前記本体部及び前記壁を互いに接続すると共に前記本体部を囲むように配置される周縁部と、を有し、
    前記本体部は、前記排気口に連通する第1気室、及び前記流入口から空気が流入する第2気室、を区画し、
    前記本体部の外縁の一部は、前記周縁部に固定されており、
    前記本体部の外縁の残部は、開放されており、前記第1気室及び前記第2気室を連通する連通部とされている、
    換気システム。
  2. 前記本体部と共に前記第2気室を画成する内側部材を備え、
    前記流入口は、前記内側部材に形成されている、
    請求項1に記載の換気システム。
  3. 前記内側部材は、前記壁に接続されている、
    請求項2に記載の換気システム。
  4. 前記本体部の外縁の下側部分が前記周縁部に固定されている、
    請求項1~3のいずれか一項に記載の換気システム。
  5. 前記連通部では、前記流入口から前記第2気室に流入した空気が前記第1気室に流入し、
    前記排気口では、前記連通部から前記第1気室に流入した空気が前記第1気室から排出される、
    請求項1~4のいずれか一項に記載の換気システム。
  6. 前記本体部は、第1方向及び第2方向に延在する膜状とされており、
    前記壁及び前記本体部は、前記第1方向及び前記第2方向の双方に交差する第3方向に沿って並んでおり、
    前記排気口及び前記流入口は、前記第1方向及び前記第2方向のいずれか一方側に形成されており、
    前記連通部は、前記第1方向及び前記第2方向のいずれか他方側に形成されている、
    請求項1~5のいずれか一項に記載の換気システム。
  7. 前記第1方向及び前記第2方向のいずれか一方側は下側であり、
    前記第1方向及び前記第2方向のいずれか他方側は上側である、
    請求項6に記載の換気システム。
  8. 前記壁は、外壁と、内壁とを含んでおり、
    前記排気口は、前記外壁に形成されており、
    前記周縁部の少なくとも一部は、前記内壁に取り付けられる、
    請求項1~7のいずれか一項に記載の換気システム。
  9. 前記外壁は自動車のアウターパネルであり、前記内壁は前記自動車のインナーパネルであり、
    前記排気口は、前記自動車のベントダクトである、
    請求項8に記載の換気システム。
  10. 前記内側部材は、前記壁の内側を覆うラゲッジサイドトリムである、
    請求項2又は3に記載の換気システム。
  11. 前記音響部材は、不織布を含む、
    請求項1~10のいずれか一項に記載の換気システム。
  12. 前記音響部材は、スキン層と、前記スキン層の材料と異なる材料を含むコア層とを備える、
    請求項1~11のいずれか一項に記載の換気システム。
  13. 前記音響部材は、多孔質層と、
    前記多孔質層と接触し、多孔質炭素を含み、且つ0.1m/g以上且つ10000m/g以下の平均表面積を有する不均一な充填剤と、を含み、
    前記音響部材は、100 MKS Rayls以上且つ5000 MKS Rayls以下の通気抵抗値を有する、
    請求項1~12のいずれか一項に記載の換気システム。
  14. 前記音響部材は、多孔質層と、
    前記多孔質層に受容され、平均粒子サイズが1μm以上且つ1000μm以下であり、且つ0.1m/g以上且つ800m/g以下の平均表面積を有する不均一な充填剤と、を含み、
    前記音響部材は、100 MKS Rayls以上且つ8000 MKS Rayls以下の通気抵抗値を有する、
    請求項1~12のいずれか一項に記載の換気システム。
  15. 膜状の本体部と、
    前記本体部の外縁の一部に接続すると共に前記本体部を囲むように形成される周縁部と、
    を備える音響部材。
  16. 前記周縁部が、熱プレスによって形成されている、
    請求項15に記載の音響部材。
  17. 前記周縁部が、フレームによって形成されている、
    請求項15に記載の音響部材。
  18. 前記本体部は、所定の空間を第1気室と第2気室とに区画し、
    前記本体部の外縁の一部が、前記周縁部に固定されており、
    前記本体部の外縁の残部は、開放されており、前記第1気室及び前記第2気室を連通する連通部とされる、
    請求項15~17のいずれか一項に記載の音響部材。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7621373B2 (en) * 2004-12-15 2009-11-24 Sika Technology Ag Acoustic drain
EP1878008B1 (en) * 2005-03-18 2013-09-18 Tumane Enterprises Limited A sound dampening flow channel device
JP4767209B2 (ja) * 2007-03-30 2011-09-07 ニチアス株式会社 防音カバー
JP6052081B2 (ja) * 2013-07-11 2016-12-27 トヨタ自動車株式会社 車両の吸音構造
US20180281559A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Ford Global Technologies, Llc Acoustic air duct and air extraction system with nesting expansion chambers

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