JP3638399B2

JP3638399B2 - 吸音部材

Info

Publication number: JP3638399B2
Application number: JP07992097A
Authority: JP
Inventors: 伸二宮川; 重郎植田
Original assignee: Tokai Chemical Industries Ltd; Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Tokai Chemical Industries Ltd; Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JPH10273938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気伝送音を吸収する共鳴型吸音構造を有する吸音部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、騒音を発生するエンジン等が搭載された車両には、その騒音を吸収するための種々の吸音部材が用いられている。このような吸音部材として、例えば図７及び図８に示すものが知られている。この吸音部材は、全体が発泡ウレタン等の柔軟な多孔質発泡体で構成されており、一方の面に開口する導入通路５１と該導入通路５１の奥に形成され導入通路５１よりも大きな断面積をもつ共鳴室５２とからなる多数の空洞部５を有する。
【０００３】
この吸音部材は、多数の空洞部５により構成された共鳴型吸音構造によって目的とする周波数の騒音を効果的に吸音することができるとともに、吸音部材を構成する多孔質発泡体自体で騒音を良好に吸音することができるので吸音性に優れる。
また、このような共鳴型吸音構造にあっては、図９に示すように、導入通路（孔、穴）６１の断面積をＳ、導入通路６１の長さをＬ、共鳴室６２の容積をＶ、空気中の音速をＣとするとき、空気中の共鳴周波数ｆｎは下記の（式１）、（式２）により求められ、これにより目的の共鳴周波数ｆｎがチューニングされる。
【０００４】
ｆｎ＝（Ｃ／２π）・√（μ／Ｖ） ……（式１）
μ＝（Ｌ＋０．８√Ｓ） ……（式２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の吸音部材は、この吸音部材の全体を構成する多孔質発泡体が発泡成形することにより形成される。しかし、この吸音部材は、導入通路５１よりも大きな断面積をもつ共鳴室５２を有することから、発泡成形を行う際の型抜きの関係から、分割形成された二つの半部材５０ａ、５０ｂを結合して製造される。そのため、多くの製造工数を必要とし、コスト高を招来する。
【０００６】
また一方では、上記吸音部材は優れた吸音性を有するものの、更なる吸音性の向上が求められる。
本発明は上記実状に鑑み案出されたものであり、製造工数が少なく低コスト化を図り得るとともに、より吸音性に優れた吸音部材を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、柔軟な多孔質発泡体からなり、一方の面に開口する導入通路と該導入通路の奥に形成され該導入通路よりも大きな断面積をもつ共鳴室とからなる多数の空洞部を有する吸音部材において、前記導入通路を形成する周壁面には、前記導入通路に沿って延び両端が前記一方の面と前記共鳴室に開口し、成型時に前記空洞部を形成する型の型抜きを容易にするスリットが設けられているという手段を採用している。
【０００８】
請求項２記載の発明は、柔軟な多孔質発泡体からなり、一方の面に開口する導入通路と他方の面に開口する導出通路と前記導入通路及び前記導出通路の間に形成され前記導入通路及び前記導出通路よりも大きな断面積をもつ共鳴室とからなる多数の空洞部を有する吸音部材において、前記導入通路及び前記導出通路を形成する周壁面の少なくとも一方には、前記導入通路及び前記導出通路に沿って延び両端が前記一方の面又は前記他方の面と前記共鳴室に開口し、成型時に前記空洞部を形成する型の型抜きを容易にするスリットが設けられているという手段を採用している。
【０００９】
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、導入通路又は導出通路を形成する周壁面にスリットが設けられることによって、成形時に空洞部を形成する型を抜き出す際に、その通路の周壁部が弾性変形し易くなり、型抜きが容易になる。これにより、製造工数を低減し低コスト化が可能となる。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記一方の面は凹凸状に形成されているという手段を採用している。
【００１０】
本発明によれば、音が衝突する表面積が増大するので吸音部材自体の吸音性が向上する。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載の発明において、前記スリットは十文字状に形成されているという手段を採用している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔実施形態１〕
図１は本実施形態に係る吸音部材の斜視図であり、図２は図１のII−II線に沿う部分の断面図である。
【００１２】
本実施形態の吸音部材は、例えば車両のエンジンルームの壁面などに取付けられ、エンジンから発生する騒音を低減するものである。この吸音部材は、図１及び図２に示すように、ウレタンを発泡倍率約１０倍で発泡成形することにより厚板状に形成したウレタンフォームで構成されている。この吸音部材の一方の面（音源に対向して配置される面）には、方形ブロック状の凸部１ａが縦方向及び横方向に等間隔毎に設けらており、隣り合う凸部１ａの間には凹部１ｂが形成されている。
【００１３】
そして、各凸部１ａ及び凹部１ｂの中央部には、一方の面の表面に開口し容積の異なる空洞部１がそれぞれ設けられている。各空洞部１は、一方の面に開口する導入通路１１と、導入通路１１の奥に形成され導入通路１１よりも大きな断面積をもつ共鳴室１２と、導入通路１１を形成する周壁面に設けられ両端が一方の面と共鳴室１２に開口する４本のスリット１３とからなる。
【００１４】
この共鳴型吸音構造を有する各空洞部１は、導入通路１１及びスリット１３の断面積Ｓ、導入通路１１及びスリット１３の長さＬ、共鳴室１２の容積Ｖなどに基づいて前記（式１）、（式２）により、それぞれ低減を目的とする共鳴周波数ｆｎにチューニングされている。
本実施形態の吸音部材は次のようにして作製される。先ず、吸音部材の発泡成形に用いる成形型を用意する。この成形型の一方の型面には、形成すべき各空洞部１と対応する形状をもつ軸状の中型が突設されている。
【００１５】
次に、所定量のウレタン及び発泡剤等を配合してなるウレタン発泡材料を成形型のキャビティ内に注入して発泡成形を行う。これによりキャビティ内には、導入通路１１、共鳴室１２及びスリット１３からなる多数の空洞部１を有するウレタンフォームが形成される。その後、形成されたウレタンフォームを成形型から取出して吸音部材の作製が完了する。
【００１６】
なお、各空洞部１を形成する中型が型抜きされる際には、ウレタンフォームの弾性変形を利用して導入通路１１から抜き出される。このとき、中型の先端にある共鳴室形成部分が導入通路１１を通過する際には、導入通路１１の周壁面に設けられた各スリット１３の間部分の周壁部がスリット１３の存在により容易に弾性変形するので、中型の共鳴室形成部分が容易に抜き出される。
【００１７】
以上のように構成された本実施形態の吸音部材は、例えば車両のエンジンルームの壁面等に、導入通路１１の開口している面がエンジンと対向するようにして取付けられる。
そして、エンジンから発生する騒音は、吸音部材の表面に衝突すると音エネルギを消失することにより吸音される。この場合、吸音部材の表面には、凸部１ａ及び凹部１ｂが設けられていることにより表面積が大きいため、吸音効率が良好となる。
【００１８】
また、各空洞部１にチューニングされた共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の音がその導入通路１１及びスリット１３より共鳴室１２に向かって進入すると、各共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の音は効果的に吸音される。
この場合、本実施形態の吸音部材には、導入通路１１の周壁面にスリット１３が設けられていることにより吸音効率が良好となる。これは、スリット１３が設けられていることにより、音の進入する通路の幅間隔が狭くなったり、その通路の表面積が増大するため、音エネルギの消失を増大させるものと考えられる。なお、音の進入する通路が、導入通路１１及びスリット１３の断面積と同じ断面積の例えば円孔である場合と比較すると、その表面積は導入通路１１及びスリット１３からなる方が大きくなる。
【００１９】
以上のように、本実施形態の吸音部材によれば、導入通路１１を形成する周壁面に、導入通路１１に沿って延び両端が一方の面と共鳴室１２に開口するスリット１３が設けられているため、発泡成形により形成する際に、空洞部１を形成する中型を容易に抜き出すことができるので、１回の成形工程により簡単に作製することができる。これにより製造工数を低減し低コスト化を図ることができる。
【００２０】
また、本実施形態の吸音部材によれば、導入通路１１の周壁面にスリット１３が設けられていることにより、各空洞部１にチューニングされた共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の音を良好に低減することができ、吸音性を向上させることができる。
さらに、本実施形態の吸音部材は、音源に対向する面が凹凸状に形成され、音の衝突する表面積が増大されているので、吸音部材自体の吸音性を向上させることができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、各導入通路１１の周壁面に４本のスリット１３が設けられているが、このスリット１３の本数や断面形状は、各空洞部１の共鳴型吸音構造の共振周波数ｆｎをチューニングする際に、適宜選択することができる。また、上記実施形態では、吸音部材を形成する多孔質発泡体としてウレタン発泡体が用いられているが、これに代わり、例えばゴム等のエラストマー発泡体や、ポリエチレン、塩化ビニール等の軟質樹脂発泡体を用いることができる。
【００２２】
〔実施形態２〕
図３は本実施形態に係る吸音部材の断面図である。
本実施形態の吸音部材は、例えば車両のエンジンに連結された吸気管内に取付けられ、吸気管内を流通する空気によって伝送されてくる騒音を低減するものである。この吸音部材は、上記実施形態１のものと基本的構成は同じであるが、導入通路２１の反対側に他方の面に開口する導出通路２２及び第２スリット２５を有する点で異なる。
【００２３】
即ち、本実施形態の吸音部材は、図３に示すように、上記実施形態１と同様に発泡成形により形成した厚板状のウレタンフォームで構成されており、一方の面（音が伝送されてくる側の面）には凸部２ａ及び凹部２ｂが設けられている。そして、各凸部２ａ及び凹部２ｂの中央部に設けられた空洞部２は、一方の面に開口する導入通路２１と、他方の面に開口する導出通路２２と、導入通路２１及び導出通路２２の間に形成され導入通路２１及び導出通路２２よりも大きな断面積をもつ共鳴室２３とからなる。
【００２４】
そして、導入通路２１を形成する周壁面には、両端が一方の面と拡張通路２３に開口する４本の第１スリット２４が上記実施形態１と同様に設けられている。また、第２通路２２を形成する周壁面には、両端が他方の面と拡張通路２３に開口する４本の第２スリット２５設けられている。
この拡張室型吸音構造を有する各空洞部２は、第１通路２１及び第１スリット２４の断面積Ｓ、第１通路２１及び第１スリット２４の長さＬ、拡張通路２３の容積Ｖなどに基づいて前記（式１）、（式２）により、それぞれ低減を目的とする共鳴周波数ｆｎにチューニングされている。
【００２５】
なお、本実施形態の吸音部材は、上記実施形態１と同様にして発泡成形により作製されるが、本実施形態の吸音部材には導出通路２２及び第２スリット２５が設けられていることに対応して、空洞部２の形成に用いる中型は形状が異なるものが用いられる。この場合でも、中型が型抜きされる際には、ウレタンフォームの弾性変形を利用して導入通路２１から抜き出されるので、上記実施形態１の場合と同様に中型の共鳴室形成部分を容易に抜き出すことができる。
【００２６】
以上のように構成された本実施形態の吸音部材は、例えば車両のエンジンに連結された吸気管内に、導入通路２１の開口している面が流通する空気の上流側となるようにして取付けられる。
そして、吸気管内を流通する空気によって伝送されてくる騒音は、吸音部材の凹凸状に形成された表面に衝突することにより音エネルギを消失し、効率良く吸音される。また、各空洞部２にチューニングされた共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の音がその導入通路２１及び第１スリット２４より共鳴室２３に向かって進入すると、各共鳴周波数ｆｎと同じ周波数の音は効果的に吸音される。
【００２７】
以上のように、本実施形態の吸音部材によれば、導入通路２１を形成する周壁面に第１スリット２４が設けられているため、製造工数を低減し低コスト化を図ることができるとともに、吸音性を向上させることができるなど、上記実施形態１の場合と同様に優れた効果を奏する。
なお、上記実施形態では、導入通路２１及び導出通路２２の両方に第１スリット４又は第２スリット２５が設けられているが、成形時の型の抜き出し用に、少なくとも一方のスリットのみを設けるようにしてもよい。
【００２８】
〔試験〕
本発明の優れた効果を確認するため、下記の４つの試験片１〜４を用意し、各試験片１〜４の吸音率を調べる試験を行った。
比較例としての試験片１は、ウレタンフォームにより厚さ３０ｍｍ、直径９９ｍｍの中実円板形状に形成したものである。
【００２９】
比較例としての試験片２は、図４に示すように、試験片１に対して、一方の面に開口する直径６ｍｍ、長さ１０ｍｍの導入通路３１と、導入通路３１の奥に連通して形成された直径６０ｍｍ、高さ１０ｍｍの共鳴室３２とからなる空洞部３を設けたものである。
比較例としての試験片３は、導入通路の直径を２４ｍｍとした以外は試験片２と同じものである。
【００３０】
本発明品としての試験片４は、図５に示すように、試験片２に対して、導入通路４１の周壁面に幅４ｍｍの４本のスリット４３を十文字状に形成したものである。導入通路４１及びスリット４３の断面積は試験片３の導入通路の断面積と同じである。
試験片１〜４の吸音率の測定は、垂直入射吸音率測定方法（ＪＩＳ−Ａ１４０５）に従って、１００〜１６００Ｈｚの範囲で吸音率を測定した。その結果を図６に示す。
【００３１】
図６から明らかなように、試験片１の場合は、吸音率が６００Ｈｚ付近でピークとなるゆるやかな山形曲線を示し、最高吸音率は約０．５であった。したがって、試験片１ではそれほど良好な吸音効果が得られていない。
そして、試験片２の場合は、吸音率が５００Ｈｚ付近でピークとなる急激に立ち上がる山形曲線を示し、最高吸音率は約０．７５であった。この場合、４００〜５５０Ｈｚのやや狭い範囲ではあるが吸音率が０．５以上に上昇しており、空洞部の共鳴型吸音構造を有することによって良好な吸音効果が得られていることがわかる。
【００３２】
そして、試験片３の場合は、吸音率が１０００Ｈｚ付近でピークとなる急激に立ち上がる山形曲線を示し、最高吸音率は約０．９であった。この場合は、６００Ｈｚ以上の範囲で吸音率が０．５以上に上昇しており、空洞部の共鳴型吸音構造を有することによって良好な吸音効果が得られていることがわかる。また、試験片３の最高吸音率は試験片２よりも高い。
【００３３】
そして、試験片４の場合は、吸音率が１２００Ｈｚ付近でピークとなる急激に立ち上がる山形曲線を示し、最高吸音率は約０．９であった。この場合は、５５０Ｈｚ以上の範囲で吸音率が０．５以上に上昇しており、空洞部の共鳴型吸音構造により試験片３と同等以上の吸音効果が得られた。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、導入通路又は導出通路を形成する周壁面にスリットが設けられているため、成形時に空洞部を形成する型の型抜きが容易になるので、吸音部材を１回の成形工程により簡単に作製することができ、製造工数を低減し低コスト化を図ることができる。
【００３５】
また、導入通路又は導出通路を形成する周壁面にスリットが設けられることによって、導入通路又は導出通路とスリットとにより形成される音の通路で、音エネルギを良好に吸収して吸音率を向上できるため、より一層吸音性を向上させることができる。
そして、請求項３の発明によれば、吸音部材の一方の面が凹凸状に形成されていることにより、音が衝突する表面積が増大するので吸音部材自体の吸音性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る吸音部材の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う部分の断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る吸音部材の断面図である。
【図４】試験における試験片２の構造を示す断面図である。
【図５】試験における試験片４の構造を示す断面図である。
【図６】試験における各試験片の吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図７】従来の吸音部材の断面図である。
【図８】従来の吸音部材の平面図である。
【図９】共鳴型吸音構造を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１、２、３、５…空洞部１ａ、２ａ…凸部１ｂ、２ｂ…凹部
１１、２１、３１、４１、５１、６１…導入通路
１２、２３、３２、５２、６２…共鳴室１３、４３…スリット
２２…導出通路２４…第１スリット２５…第２スリット

Claims

柔軟な多孔質発泡体からなり、一方の面に開口する導入通路と該導入通路の奥に形成され該導入通路よりも大きな断面積をもつ共鳴室とからなる多数の空洞部を有する吸音部材において、
前記導入通路を形成する周壁面には、前記導入通路に沿って延び両端が前記一方の面と前記共鳴室に開口し、成型時に前記空洞部を形成する型の型抜きを容易にするスリットが設けられていることを特徴とする吸音部材。
柔軟な多孔質発泡体からなり、一方の面に開口する導入通路と他方の面に開口する導出通路と前記導入通路及び前記導出通路の間に形成され前記導入通路及び前記導出通路よりも大きな断面積をもつ共鳴室とからなる多数の空洞部を有する吸音部材において、
前記導入通路及び前記導出通路を形成する周壁面の少なくとも一方には、前記導入通路及び前記導出通路に沿って延び両端が前記一方の面又は前記他方の面と前記共鳴室に開口し、成型時に前記空洞部を形成する型の型抜きを容易にするスリットが設けられていることを特徴とする吸音部材。
前記一方の面は凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の吸音部材。
前記スリットは十文字状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の吸音部材。