JP2023004694A - 吸音構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1~図9を参照して、吸音構造体の第1実施形態について説明する。
図2に示すように、車両10の前部には、ダッシュパネル12と、ダッシュパネル12を車両前後方向の後方から覆うカバーパネル11とが設けられている。
以下、吸音構造体20の構造について詳しく説明する。
図1~図3に示すように、吸音構造体20は、いずれもシート状をなす第1シート30および第2シート40を有している。これら第1シート30および第2シート40は、第1シート30がカバーパネル11側に配置されるとともに第2シート40がダッシュパネル12側に配置される態様で、対向方向において重ね合わされている。
図1および図3に示すように、第1シート30は、シート状をなす第1ベース部31と、同第1ベース部31からカバーパネル11に向かって突出する複数の第1ベース凸部32とを有している。第1シート30は、弾性部材により構成されている。弾性部材としては、例えば軟質のエラストマーが好ましい。
第1ベース凸部32は、第1ベース部31から突出する略正六角筒状の第1周壁部33と、同第1周壁部33の突端部分を塞ぐ第1蓋部34とを有している。第1蓋部34は略正六角形状である。本実施形態では、第1蓋部34が、カバーパネル11に対向する態様で延びている。第1ベース凸部32の内部は第2シート40に向かって開口している。第1ベース凸部32の第1開口35は、第1蓋部34よりも大きい略正六角形状である。第1ベース凸部32は、第2シート40に向かって開口する中空構造をなしている。第1周壁部33は、第1蓋部34に近づくほど先細の形状である。
図1、図3および図4に示すように、第1ベース凸部32Aの第1蓋部34は、カバーパネル11に当接している。第1ベース凸部32Aは、第1蓋部34の中央部分が断面略六角形状で凹んだ形状をなす先端穴部36を有している。本実施形態では、この先端穴部36の底壁とカバーパネル11との間には隙間が形成されている。また、先端穴部36の底壁には貫通孔361が設けられている。この貫通孔361は、第1蓋部34の中心、詳しくは先端穴部36の底壁において同第1蓋部34を貫通している。第1ベース凸部32Aにおいては、第1周壁部33の各部の厚さや、第1蓋部34の各部の厚さは略同一になっている。
図1、図3および図5に示すように、第1ベース凸部32Bは、第1周壁部33の基端部分の周縁に、蛇腹形状の蛇腹部37が設けられた構造をなしている。蛇腹部37は、第1ベース部31の一部を構成している。蛇腹部37は、第1ベース部31の延設方向において連続的に屈曲する形状をなすとともに、屈曲部分の稜線が第1周壁部33の外周面に沿って環状で延びる態様で、第1周壁部33の周囲を囲むように正六角形環状で延びている。なお本実施形態では、蛇腹部37が、第1ベース部31の他の部分と比較して変形し易い形状をなす易変形部に相当する。第1ベース凸部32Bの第1蓋部34とカバーパネル11との間には隙間が形成されている。第1ベース凸部32Bにおいては、第1周壁部33の各部の厚さや、第1蓋部34の各部の厚さは略同一になっている。
図1、図6および図7に示すように、第1ベース凸部32Cは、第1周壁部33の突端の縁に沿って、言い換えれば第1蓋部34の縁に沿って正六角環状で延びる先端凹部38を有している。第1ベース凸部32Cの第1蓋部34とカバーパネル11との間には隙間が形成されている。第1ベース凸部32Cでは、先端凹部38が設けられた部分以外の部分においては、第1周壁部33の各部の厚さや、第1蓋部34の各部の厚さは略同一になっている。
図1、図6および図8に示すように、第1ベース凸部32Dは、第1周壁部33の基端部分の周縁に、同第1周壁部33の外縁に沿って正六角形環状で延びる基端凹部39を有している。基端凹部39は、第1ベース部31の一部を構成している。基端凹部39は、第1ベース部31の上記第2シート40側の表面が凹む形状をなしている。なお本実施形態では、基端凹部39が、第1ベース部31の他の部分と比較して変形し易い形状をなす易変形部に相当する。第1ベース凸部32Dの第1蓋部34とカバーパネル11との間には隙間が形成されている。第1ベース凸部32Dにおいては、第1周壁部33の各部の厚さや、第1蓋部34の各部の厚さは略同一になっている。
図1~図8に示すように、第2シート40は、シート状の第2ベース部41と、第2ベース部41からダッシュパネル12に向かって突出する複数の第2ベース凸部42とを有している。第2シート40は、硬質の合成樹脂材料により構成されている。こうした合成樹脂材料としては、例えばポリプロピレンが好ましい。
第2ベース凸部42は、第2ベース部41から突出する略正六角筒状の第2周壁部43と、同第2周壁部43の突端部分を塞ぐ第2蓋部44とを有している。第2蓋部44は、前記第1蓋部34と同一の大きさの略正六角形状である。本実施形態では、第2蓋部44が、ダッシュパネル12に当接している。第2ベース凸部42の内部は第1シート30に向かって開口している。第2ベース凸部42の第2開口45は、第1ベース凸部32の第1開口35と同一の大きさであって、且つ第2蓋部44よりも大きい略正六角形状である。第2ベース凸部42は、第1シート30に向かって開口する中空構造をなしている。第2周壁部43は、第2蓋部44に近づくほど先細の形状である。
図3および図5に示すように、第2ベース凸部42Aは、第2蓋部44の中央部分が断面略六角形状で凹んだ形状をなす先端穴部46を有している。本実施形態では、この先端穴部46の底壁とダッシュパネル12との間には隙間が形成されている。また、先端穴部46の底壁には貫通孔461が設けられている。この貫通孔461は、第2蓋部44の中心、詳しくは先端穴部46の底壁において同第2蓋部44を貫通している。第2ベース凸部42Aにおいては、第2周壁部43の各部の厚さや、第2蓋部44の各部の厚さは略同一になっている。
図3および図4に示すように、第2ベース凸部42Bは、上記先端穴部46や貫通孔461を有していない。この第2ベース凸部42Bにおいては、第2周壁部43の各部の厚さや、第2蓋部44の各部の厚さは略同一になっている。
図3および図6に示すように、本実施形態では、第1シート30と第2シート40とが重ね合わされている状態では、第1シート30の1つの第1ベース凸部32と第2シート40の1つの第2ベース凸部42とによってヘルムホルツ共鳴室21が構成される。本実施形態では、第1ベース凸部32と第2ベース凸部42との組み合わせパターンとして、4つのパターンA~Dが定められている。以下、それらパターンA~Dについて各別に説明する。
図1、図3および図4に示すように、パターンAでは、第1シート30の第1ベース凸部32Aと、第2シート40の第2ベース凸部42Bとが組み合わされている。本実施形態では、第1ベース凸部32Aと第2ベース凸部42Aとによってヘルムホルツ共鳴室21が構成される。このパターンAでは、第1ベース凸部32Aの第1蓋部34の貫通孔361が、ヘルムホルツ共鳴器の一部をなす連通孔として機能する。
図1、図3および図5に示すように、パターンBでは、第1シート30の第1ベース凸部32Bと第2シート40の第2ベース凸部42Aとが組み合わされている。本実施形態では、第1ベース凸部32Bと第2ベース凸部42Bとによってヘルムホルツ共鳴室21が構成される。このパターンBでは、第2蓋部44の貫通孔461が、ヘルムホルツ共鳴器の一部をなす連通孔として機能する。また、パターンBでは、第1シート30の第1周壁部33の基端部分と第2シート40の第2周壁部43の基端部分との間に隙間(図3参照)が形成されている。
図1、図6および図7に示すように、パターンCでは、第1シート30の第1ベース凸部32Cと第2シート40の第2ベース凸部42Aとが組み合わされている。本実施形態では、第1ベース凸部32Cと第2ベース凸部42Aとによってヘルムホルツ共鳴室21が構成される。このパターンCでは、第2蓋部44の貫通孔461が、ヘルムホルツ共鳴器の一部をなす連通孔として機能する。
図1、図6および図8に示すように、パターンDでは、第1シート30の第1ベース凸部32Dと第2シート40の第2ベース凸部42Aとが組み合わされている。本実施形態では、第1ベース凸部32Dと第2ベース凸部42Aとによってヘルムホルツ共鳴室21が構成される。このパターンDでは、第2蓋部44の貫通孔461が、ヘルムホルツ共鳴器の一部をなす連通孔として機能する。また、パターンDでは、第1シート30の第1周壁部33の基端部分と第2シート40の第2周壁部43の基端部分との間に隙間(図6参照)が形成されている。
ここで図9に一例を示すように、弾性部材(図9に示す例では、熱可塑性エラストマー)は、温度が高くなるほど弾性率が低くなるといった特性を有する。なお図9中の線L1は、弾性部材の「貯蔵弾性率」と温度との関係を示している。図9中の線L2は弾性部材の「損失弾性率」と温度との関係を示している。そのため単に、弾性部材によって形成される第1シート30の形状を上記第1ベース凸部32の共振周波数が狙いの周波数になるように定めても、第1シート30の温度が変化した場合に狙いの周波数の騒音を適正に低減することができなくなるおそれがある。
上記蛇腹部37の3種類の形状(具体的には、肉厚)は以下のように定められている。
3種類の蛇腹部37が設けられた3種類の第1ベース凸部32Bの共振周波数が、互いに異なる温度条件下において同一の値(狙いの周波数である特定周波数Tf)になる態様で、それら蛇腹部37の肉厚は各別に定められている。
上記先端凹部38の3種類の形状は、以下のように定められている。
3種類の先端凹部38が設けられた3種類の第1ベース凸部32Cの共振周波数が、互いに異なる温度条件下において上記特定周波数Tfになる態様で、それら先端凹部38の形状は各別に定められている。
上記基端凹部39の3種類の形状は、以下のように定められている。
3種類の基端凹部39が設けられた3種類の第1ベース凸部32Dの共振周波数が、互いに異なる温度条件下において上記特定周波数Tfになる態様で、それら基端凹部39の形状は各別に定められている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の吸音構造体20では、第1ベース凸部32と第2ベース凸部42との組み合わせパターンである4つのパターンA~Dのいずれにおいても、第1ベース凸部32と第2ベース凸部42とによってヘルムホルツ共鳴器が構成される。そのため、各ヘルムホルツ共鳴器において、ヘルムホルツ共鳴室21の容積、貫通孔361,461の断面積、および貫通孔361,461の長さに応じて決まる共鳴周波数の騒音が低減されるようになる。
(1-1)第1シート30の第1ベース凸部32の第1周壁部33の表面には、部分的に凹んだ形状をなす先端凹部38が設けられている。
こうした構成によれば、第1ベース部31において上記蛇腹部37が設けられた部分が変形し易くなる。これにより本実施形態の吸音構造体20は、第1ベース部31に蛇腹部37が設けられていない比較例の吸音構造体と比較して、蛇腹部37によって囲まれた部分である第1ベース凸部32Bが振動し易い構造になっている。本実施形態によれば、このようにして第1ベース部31に蛇腹部37を設けることにより、第1ベース凸部32Bの共振周波数を調整することができるようになる。そして、これにより吸音構造体20による吸音周波数を調整することができるようになる。
こうした構成によれば、第1ベース部31において上記基端凹部39が設けられた部分が変形し易くなる。これにより本実施形態の吸音構造体20は、第1ベース部31に基端凹部39が設けられていない比較例の吸音構造体と比較して、基端凹部39によって囲まれた部分である第1ベース凸部32Dが振動し易い構造になっている。本実施形態によれば、このようにして第1ベース部31に基端凹部39を設けることにより、第1ベース凸部32Dの共振周波数を調整することができるようになる。そして、これにより吸音構造体20による吸音周波数を調整することができるようになる。
次に、吸音構造体の第2実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお以下では、本実施形態の吸音構造体の各構成のうち、第1実施形態の吸音構造体と同様の構成については同一の符号もしくは対応する符号を付すとともに、それら構成についての重複する説明は省略する。
図10~図13に示すように、本実施形態の吸音構造体50は、第1シート60のみによって構成されている。すなわち本実施形態の吸音構造体50は第2シート40(図3参照)を有していない。
さらに、吸音構造体50の第1シート60には、第1ベース凸部32B,32C,32Dが設けられることに加えて、第1ベース凸部62E,62Fが設けられている。
図10~図12に示すように、第1ベース凸部62Eは、第1ベース部31から略正六角柱状で突出する形状をなしている。第1ベース凸部62Eは、突端部分63に近づくほど先細の形状である。本実施形態では、吸音構造体50を構成する第1シート60がカバーパネル11とダッシュパネル12との間に設けられた状態(図11に示す状態)において、第1ベース凸部62Eの突端部分63とカバーパネル11との間に隙間が形成されている。
図10、図11および図13に示すように、第1ベース凸部62Fは、第1ベース部31から略正六角柱状で突出する形状をなしている。第1ベース凸部62Fは、突端部分63に近づくほど先細の形状である。本実施形態では、吸音構造体50を構成する第1シート60がカバーパネル11とダッシュパネル12との間に設けられた状態(図11に示す状態)において、第1ベース凸部62Fの突端部分63とカバーパネル11との間に隙間が形成されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の吸音構造体50は、弾性部材によって形成された第1シート60を備えている。そして、第1シート60は、シート状の第1ベース部31と同第1ベース部31に突設された多数の第1ベース凸部32(32B,32C,32D),62(62E,62F)とを備えている。そのため、この吸音構造体50によれば、音波が入射されると、第1シート60の各第1ベース凸部32,62が振動するようになる。そして、そうした第1ベース凸部32,62の振動に際して、同第1ベース凸部32,62が共振することにより、共振周波数に対応する周波数の音の透過が抑制されることで吸音効果が得られるようになる。
(2-1)本実施形態によれば、第1実施形態の効果(1-1)~(1-6)と同様の効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
21…ヘルムホルツ共鳴室
30,60…第1シート
31…第1ベース部
32(32A,32B,32C,32D,32E,32F)…第1ベース凸部
33…第1周壁部
34…第1蓋部
35…第1開口
36…先端穴部
361,461…貫通孔
37(371,372,373),67(671,672,673)…蛇腹部
38(381,382,383)…先端凹部
39(391,392,393),69(691,692,693)…基端凹部
40…第2シート
62(62E,62F)…第1ベース凸部
Claims (9)
- シート状をなすベース部と、同ベース部に突設されたベース凸部と、を有する吸音構造体において、
前記ベース凸部は、前記ベース部から突出する筒状の周壁部と、同周壁部の突端部分を塞ぐ蓋部と、前記周壁部の表面が部分的に凹んだ形状をなす易変形部と、を有する、
吸音構造体。 - 前記易変形部は、前記周壁部の突端部分に設けられている
請求項1に記載の吸音構造体。 - 前記易変形部は、前記周壁部の基端部分に設けられている
請求項1または2に記載の吸音構造体。 - シート状をなすベース部と、同ベース部に突設されたベース凸部と、を有する吸音構造体において、
前記ベース部は、同ベース部の他の部分と比較して変形し易い形状をなす易変形部が、前記ベース凸部の基端部分の周縁に設けられてなる、
吸音構造体。 - 前記易変形部は、蛇腹形状をなす蛇腹部である
請求項4に記載の吸音構造体。 - 前記易変形部は、前記ベース部の表面が部分的に凹んだ形状をなす凹部である
請求項4に記載の吸音構造体。 - 前記吸音構造体は、形状の異なる前記易変形部が設けられた複数種類の前記ベース凸部を有する
請求項1~6のいずれか一項に記載の吸音構造体。 - 異なる温度条件下において前記複数種類の前記ベース凸部の共振周波数が同一の値になる態様で、前記形状の異なる前記易変形部についての当該形状が各別に定められている
請求項7に記載の吸音構造体。 - 前記吸音構造体は、前記ベース部および前記ベース凸部を有する第1シートと、前記第1シートに重ね合わされる第2シートと、を備えており、
前記ベース凸部は、前記第2シートに向かって開口する中空構造をなしており、
前記ベース凸部と前記第2シートとの間には前記ベース凸部と前記第2シートとによってヘルムホルツ共鳴室が区画形成されている
請求項1~8のいずれか一項に記載の吸音構造体。
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