JP3066972B2 - 車両用防音窓ガラス - Google Patents
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Description
に対して改良された防音性能を有する、車両用、特に自
動車両用の窓ガラスに関する。
するあらゆる質の中でも静かさは決定的な要素である。
実際、機械的、熱的、視界等の面におけるその他の不愉
快さの源は少しずつではあるが克服されている。しか
し、音響的な快適さの改善には新しい困難があり、モー
タ、軸受あるいは懸架装置からの騒音等の騒音そのもの
にはその発生源またはその伝搬中に、あるいは空中(特
に吸音性被覆で)または固体(例えばエラストマー製の
結合部品で)の中ではすでに対処がなされている。空気
力学、すなわち、進行中の車両に対する空気の摩擦によ
って発生する騒音もそれ自体は少くとも部分的にはその
源において対処可能になっている、すなわち、エネルギ
ーを節約するために、形状が変更され、大気への貫入が
改良され、そしてそのものが騒音源である乱流が減少さ
せられている。
いは自動車の設計においても、空気力学的騒音源を処理
するためにできることはすべて行われてきたが、それで
も尚残存する騒音を減少するためには騒音が完全な層流
から来るものであれ、あるいは乱流を減少させることに
よるものであれ、企図した設計品の収益性に到底見合わ
ない程のコストを伴う方策が必要となる。
源を切り離す車両の壁の中でも、明らかに窓ガラスが最
も対処し難い。不透明の壁には使用できるペースト状あ
るいは繊維状の吸音材も窓ガラスには使用できず、また
実用的な理由すなわち重量のために、厚みをやたらと増
す訳にはいかない。
ほど増すことなく空気力学的に発生する騒音に対する良
好な絶縁を実現する窓ガラスを提供する。
の板ガラスを有し、0.15以上の高いたわみ減衰率を有す
る中間プラスチックフィルムを有する合わせガラスから
構成され、800Hz〜2000Hzの周波数ではオクターブ当た
り9dB、または2000Hz以上ではオクターブ当たり3dBの増
加勾配を示す基準線図に対し夫々5dB以上違わない伝音
ロスを有する車両用防音窓ガラスが提供される。
率)の差の標準偏差σは4dB以下であるのが好ましい。
在させかつ厚みが20%以上異った2枚のモノリシック・
ガラスを使用することである。
めに提案する方法は例えば約2mm,3mmの厚みをそれぞれ
もつガラスを使用することである。
は介在物として、80〜98.5重量%の塩化ビニール、1〜
10重量%のグリシジル・メタクリレートおよび0.5〜10
重量%のエチレンを共重合させて得られる熱可塑性樹脂
と、10〜40重量%の可塑剤とからなる化合物を使用する
ことである。
明する。
うな騒音は多数の発生源を有するが、各々はその発生源
別に、音響周波数の所定領域に影響を及ぼす。一般的に
は、例えば自動車においては、機構部、モータ、動力伝
達装置を発生源とする騒音は低周波数の音を発生させま
た、空気中における車両の摩擦による超低周波音、すな
わち、空気力学的に発生する騒音は最も高い周波数に影
響を及ぼす。
発生するかかる騒音を研究する場合、空気中のマイクロ
フォンの摩擦による大きな実験上の困難に直面せざるを
得ず、したがって、例えばいわゆる「二重計測」という
間接的手法を用いなければならない。この手法は、車両
内部で2種類の測定を連続的に行い、最初の測定は先ず
車両を停止させた状態で行い、この場合は騒音の源が外
部にあり、完全に既知である。この最初の測定では車体
全体の伝音ロス特性を評価できる。また第2の測定は車
両を選択した速度で走行させて、実際の条件の下で行わ
れる。この測定では、内部騒音に対するその影響がすで
に証明されている外部騒音のスペクトルが正確にはどの
ようであったかを逆計算によって、決定することができ
る。
騒音がその内部において最大限に低減されている車両に
適用されたかかる方法によれば、130km/hのオーダーの
速度において、かかる空気力学的に発生する外部騒音が
高音領域においては、どちらかといえば、一般的に提案
されている標準道路の騒音とはほとんど異っていないこ
とが証明される。したがって、詳しくはフランス国規格
NF−S31051の標準道路の騒音がかかる空気力学的に発生
した騒音に極めて近い。かかる騒音を第1図(きわめて
高い周波数は同図において外挿されている)にdB(A)
で示す。空気力学的に発生する騒音は実質的には壁上に
おける空気の流れによるので、更には、鉄道の貨車の空
気力学的騒音のスペクトルが自動車両のそれとほとんど
違わないことが期待できる。検査の結果はその通りであ
ることを証明している。したがって、次の進展は鉄道車
両にも路面車両にも用いられる窓ガラスに関する。
である。高速走行する車両の中での快適さに関して行わ
れた研究の結果は、車両は2つの条件、すなわち、平均
的な音レベルが低いこと、及びスペクトルを示す曲線が
一様でありそのグループから逸脱する周波数がないとい
う条件が満たされると静かであるとみなされることを示
している。こうして、例えば、BRYANのJOURNAL OF SOUN
D AND VIBRATIONという学術誌1977年−48(4)、525ペ
ージに収載の論文“A tentative criterion for accept
able noise levels in passenger vehicles"には100km/
hで走行する車両の中で測定され、利用者によって静か
とみなされる騒音のスペクトルが示されている。第2図
はdB(A)で示すそのスペクトルを示している。
に、本発明ではこれまでの考察を考慮に入れたものに着
眼した。実際には、高速走行する車両の内部において、
中速走行する車両内部における静かさの印象を与えると
みなされる騒音スペクトルと同じ騒音スペクトルを得る
ことができれば、音響的快適さが保証されることにな
る。第3図は達成すべき目標をdB(A)で示している。
これは高速走行する車両内部において得たい騒音スペク
トルであり、このためには、外部騒音は第1図のそれに
匹敵するスペクトルをもつことにある。
に示す基準線図(カーブ)との偏差が最も小さくなるよ
うな伝音ロス特性を有するべきであるということを発見
した。これは800〜2000Hzでは9dBのオクターブまたは20
00〜10000Hzでは3dBのオクターブの増加勾配で示され
る。曲線のレベル(第4図では1600Hzで36Hz)は乗客の
快適さにとって、その形状、すなわち、連続した2つの
勾配および特に、孤立した周波数の発生がないことを保
証するその曲線の一様さほどには重要ではない。第4図
に示す基準線図に対し全体的に下方へ平行移動した曲線
は満足度はより低いが本発明にしたがっておりかつ、良
好な快適さの印象を与えることになる。同様に、上方に
変位した曲線も本発明の範囲を逸脱することなく快適さ
を向上している。
窓ガラス、絶縁窓ガラスあるいは薄板窓ガラスがある。
て、80×50cmの寸法のサンプルに対して、同規格にした
がう装置において行った。
をサンプルとして従来の熱処理を施した。
スとする薄板窓ガラスであり、薄膜の厚みは0.76mmであ
る。音響性能、特に、後述する「臨界周波数におけるた
わみ減衰率」を変えるために、測定時にサンプルの温度
を変えた。
性質をもった介在物を施した薄板ガラスである。サンプ
ル2の介在物はMORTON THIOKOL社から販売されている厚
み1.5mmの可塑性ポリウレタンMORTHANE PE 192である。
サンプル5に関しては、その介在物は米国特許第4 382
996号に記載されているような変成ポリ塩化ビニール(P
VC)をベースとする薄膜である。これは、80〜98.5重量
%の塩化ビニール、1〜10重量%のグリシジル・メタク
リレートおよび0.5〜10重量%のエチレンを共重合させ
て得られる熱可塑性樹脂と、10〜40重量%の可塑剤とか
らなる化合物である。この介在物の厚みは1.15mmであ
る。
が、そのエアスペースだけが、かさばりを理由として3m
mに減少されており、サンプルの厚みは音響的な理由で
選択されている。
えて選択した。以下、第5図にしたがって、本発明の範
囲内で使用できる樹脂を選択できる方法について述べ
る。
させまたその衝撃のすぐ後で、再び解放された物体はそ
の適宜モードで振動すると言われている。各モードには
振動周波数が関連している。振動の振幅は初期の励振、
すなわち、衝撃のスペクトル成分(検査した周波数での
衝撃の振幅)および衝撃のインパクト帯域に左右され、
通常の変形が振動の腹で生じるかあるいは節のいずれで
生じるかにしたがって大きくなったり小さくなったりす
る。
動節上に位置しないこと。
振周波数の成分を有すること。
なバーの場合には、その端部の1つを叩いてすべてのモ
ードを誘起すればよい。
になる。衝撃によって得られた振動エネルギーは時間の
経過とともに散逸し、また物質がさらに減衰されるとそ
れだけ急速に散逸する。
くなるとそれだけ速く解消されて、特定時間の始りにお
いてまた特定の時間の間、最初のモードだけが存続す
る。
波数の分析を行うことであり、また共振周波数(振動振
幅がスペクトルの他の部分におけるよりも明かに大きく
なる周波数)の位置を反復することにある。
み4mmのガラスバー20とこれらのガラスバーの2個を厚
みXmmの検査樹脂の層を挟んで積層したものが順次使用
される。
実質的に置かれた発泡材からなる2つの支持体21に係止
する。この第1モードは定規等の小さな物体22によって
自由端の1つを叩くことによって加えられた衝撃によっ
て誘起される。
のごく近くに、またバーの中央(圧力の腹)に位置する
支持体24の上に置かれたマイクロホン23によってピック
アップされる。そのマイクロホン23によってピックアッ
プされた仮の信号は増幅器25によって増幅され、次にフ
ーリエ(Fourier)分析器26によって周波数分析され
る。
ー20について10回の試験が行われる。
動の周波数の関数として、モノリシック・ガラスバーお
よび本発明の範囲内で検査すべき樹脂を含む薄板ガラス
バーのそれぞれについて示す。こうして得られた曲線に
よって、たわみの振動の基本モードの共振周波数(臨界
周波数)を精密に知ることができる。ここに示す例にお
いては、薄板ガラスバーの臨界周波数は2472Hzである。
ー20のたわみ減衰率νを決めることができる。たわみ減
衰率は比率Δf/fc(Δfは で除算した臨界周波数fcの振幅に等しい振幅に対応する
周波数の差を示す)として定義される。
(欄0)と与えられた製品の伝音ロス(No.1〜7)との
正または負の差を各周波数について計算することができ
る。
らの周波数の極値の差を計算する。
最大値は1000Hzとして表わされ、これは+5である。25
00または3150Hzにおける負の最小値は−8であり、した
がって極値の差は5−(−8)=13であり、基準線図に
対する対応の偏差はこれ故この場合には6.5dBとなる。
実際、正および負の偏差が同一絶対値、ここでは6.5d
B、をとるように基準曲線を変位させることができる。
したがって、与えられた窓ガラスについて値Eをとる
「極値の差」について言う場合、それは該当の窓ガラス
の伝音ロスがどの周波数についても基準線図とはE/2dB
以上の差をもたないことを意味する。
た。
標準偏差σを計算した。この値は、走行中の車両におい
て知覚されるような騒音スペクトルにおける特定周波数
の発出が計算に入れられるので極めて有利である。スペ
クトルが正常であれば、標準偏差は小さく、逆にそのス
ペクトルが極めて乱れている場合には、標準偏差σは増
大する。
薄板窓ガラス2,3,4または5において実施した樹脂につ
いて測定したたわみ減衰率を数字で示す。
し、それらは目標の曲線(差の平均値はそれぞれ−1.0
および−0.6である)とはほとんど偏差がないが、更に
それらの差の標準偏差は著しく小さい(それぞれ1.1,1.
7Hz)引用した2つの例(窓ガラス6,7)はこれに限ると
いう限定的なものではなく、また例えば3.2,3.9mmとし
て別の組み合せの良好なビヘビアも認められた。
ち、実際にはそれらの差の分散、したがって、結果とし
ての騒音スペクトルにおける干渉周波数の発出に対する
たわみ減衰率の決定的な影響が認められる。12%のたわ
み減衰率νをもった、窓ガラスの熱可塑性ポリウレタン
樹脂は極値の差がEで、標準偏差σが高い(それぞれ、
13dB,4.2dB)。その代り、同一の樹脂、ポリビニール・
ブチラールを伴なう場合、温度だけを25℃(窓ガラス
4)〜35℃(窓ガラス4)の範囲で変化させることによ
って、標準偏差は28%だけ改善される。この改善はPVB
の温度が高い場合、合致周波数におけるたわみ減衰率を
16〜19%の範囲で変化させるだけで得られる。
を保持する製品を配置する必要がある。
い減衰率20(%)を示し、したかって車両を空気力学的
に発生する騒音から保護する課題に対し極めて満足すべ
き反応を有する。
1)、6.5(Ex2)、6.0(Ex3)、5.0(Ex4)、5.0(Ex
5)、2.0(Ex6)、2.75(Ex7)となるからEx1〜Ex3は本
発明の範囲外Ex4〜Ex5は本発明の範囲内にあることが理
解される。また、Ex6,Ex7は中間層としてプラスチック
フィルムを用いていないので参考例である。
になれば、明白な利点が更に得られる。鉄道車両におい
ては、強化ガラスを使用した場合のように激しい破損が
生じた場合に破片の飛散する危険が小さく、また自動車
の場合には、停止している自動車に泥棒を目的に侵入し
ようとしても、窓ガラスがすべて薄板ガラスである場合
には長い時間がかかるので侵入を遅らせることができ
る。
学的に発生する騒音に対する防音の問題に一般的な解決
をもたらすものである。この解決方法は、使用する2種
類の窓ガラス、すなわち、改善された断熱性をもった窓
ガラスの系統に属するものと、侵入を遅らせる窓ガラ
ス、すなわち、可塑性介在物を有する薄板窓ガラス、に
おいて具体化される。
ペクトルを示し、 第2図は中速走行中の自動車の下部で測定した騒音のス
ペクトルを示し、 第3図は高速走行中の自動車の下部で望まれるスペクト
ルを示し、 第4図は本発明によって得ることのできるたわみ減衰率
を示し、 第5図は本発明による薄板窓ガラスを実現できる樹脂の
臨界周波数における減衰率の決定方法を示し、 第6図および第7図も上記方法を示す。 20……バー、21……支持体、 25……増幅器。
Claims (6)
- 【請求項1】中間層領域を介在させた第1、第2の板ガ
ラスを有し、0.15以上の高いたわみ減衰率を有する中間
プラスチックフィルムを有する合わせガラスから構成さ
れ、800Hz〜2000Hzの周波数ではオクターブ当たり9dB、
また2000Hz以上ではオクターブ当たり3dBの増加勾配を
示す基準線図に対し夫々5dB以上違わない伝音ロスを有
することを特徴とする車両用防音窓ガラス。 - 【請求項2】基準線図に対するたわみ減衰率の差の標準
偏差σが4dB以下である特許請求の範囲第1項に記載の
車両用防音窓ガラス。 - 【請求項3】2枚のガラスの厚みが同一であり、2.2mm
に等しい特許請求の範囲第1項または第2項に記載の車
両用防音窓ガラス。 - 【請求項4】中間プラスチックフィルムが、80〜98.5重
量%の塩化ビニール、1〜10重量%のグリシジル・メタ
クリレートおよび0.5〜10重量%のエチレンを共重合さ
せて得られる熱可塑性樹脂と、10〜40重量%の可塑剤と
からなる化合物をベースとする特許請求の範囲第1項ま
たは第2項に記載の車両用防音窓ガラス。 - 【請求項5】0.15以上の高いたわみ減衰率を有する特許
請求の範囲第1項または第2項に記載の車両用防音窓ガ
ラスを作成するためのプラスチックフィルム。 - 【請求項6】80〜98.5重量%の塩化ビニール、1〜10重
量%のグリシジル・メタクリレートおよび0.5〜10重量
%のエチレンを共重合させて得られる熱可塑性樹脂と、
10〜40重量%の可塑剤とからなる化合物をベースとする
特許請求の範囲第5項に記載のプラスチックフィルム。
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