JP4050632B2 - 吸音構造体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の凹凸部が形成された凹凸板と、前記凹凸部の一方を閉塞するように前記凹凸板に接合された閉塞板とを備えた吸音可能な吸音構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、下記特許文献1に記載のような、パネルの下面側に空気層を介して穿孔板を設置するとともに、穿孔板の厚み、孔の径、ピッチ、及び前記空気層の厚みを調整することにより、所定周波数域の騒音を吸音するようにした車両用吸音部材が知られている。
【0003】
穿孔板の厚み、孔の径、ピッチ、及び前記空気層の厚みを調整することにより、ヘルムホルツの共鳴原理を利用して、特定周波数の騒音を有効に吸引する。
【0004】
【特許文献1】
特開平06−298014号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1の従来技術では、共鳴器型吸音機構であるため、ピーク周波数は一つしかもたない。このピーク周波数を二つ以上とすることが難しい。
【0006】
そこで、本発明の目的は、吸音周波数帯域を広げることができる吸音構造体を提供することにある。
【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の発明は、多数の凹凸部が形成された凹凸板と、前記凹凸部の一方を閉塞して中空部分を形成するように前記凹凸板に接合された閉塞板と、前記中空部分を2以上の区分空間に仕切る仕切り板と、2以上に仕切られた区分空間の各々が外部空間と連通するように前記凹凸板に開口する1以上の孔と、を備えてなる吸音構造体であって、前記仕切り板は、前記中空部分を音源側に向かって二層以上の区分空間に仕切るように設けられ、音源側から二層目以降の区分空間に対する、前記孔は、前記凹凸部の側面に開口させることを特徴とする吸音構造体である。
【0008】
中空部分を2以上の区分空間に仕切り、各々の区分空間が外部空間に通じる一つ以上の孔を前記凹凸板に設けると、各々の区分空間が共鳴器型の吸音機能を果たすようになり、各々の区分空間に対応する吸音率のピーク周波数を生じさせることができる。
各々の区分空間毎に、孔の個数、孔の径、区分空間に対応する凹凸板に対する孔の開口率など変えることにより、各々の区分空間に対応する吸音率のピーク周波数を生じさせることができる。また、区分空間も、中空部分を2以上の仕切る仕切り板を、水平、垂直又は斜めとして、所定内容積を有する種々の形態で区切ることができる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、2以上に仕切られた区分空間の少なくとも1つに、1枚以上の箔を振動又は擦れ可能に設置したものである。
区分空間内に至った音波が、箔の振動又は擦れを生じさせ、箔間を通過する際の粘性によって各吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。この箔は、2以上の仕切られた区分空間内のそれぞれに入れることができるし、選択的に所定吸音ピーク周波数を有する区分空間に設けることもできる。
【0010】
請求項3の発明は、請求項2において、前記箔が複数の貫通孔を備えるものである。
箔が複数の貫通孔を備えると、吸音ピーク周波数の吸音率が更に上昇する。
【0011】
請求項4の発明は、請求項1において、2以上に仕切られた区分空間内の少なくとも1つに、多孔質吸音材を設置したものである。
一つ以上の孔により外気と連通する区分空間の内部に多孔質吸音材があると、多孔質吸音材による音波の減衰により吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。
【0012】
請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記凹凸板の他方側を吸音材で覆ったものである。
各々の区分空間の孔群による共鳴型の吸音ピーク周波数以外に表面の吸音材が高周波を吸音する。
【0013】
請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれにおいて、前記凹凸板の他方側に多孔板を設置したものである。
多孔板による吸音効果で、吸音の周波数帯域を広げ、吸音ピーク周波数付近の吸音率を上昇させる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。図1は、第1実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【0015】
図1(a)において、吸音構造体10は、多数の独立した凹部12が形成された凹凸板11と、前記凹部12同士の間(凸部の反音源側)に中空部分13を形成するように前記凹凸板11に接合された閉塞板15との積層構造体を基本とするものである。
この積層構造体に対して、中空部分13を2以上の区分空間22に仕切る仕切り板21と、2以上に仕切られた区分空間22の各々に連通するように前記凹凸板11に開口する孔群25とを備える。
【0016】
凹凸板11は、コーン(裁頭円錐)状の凹部12の多数が形成されたものである。この凹部12は、図示のような裁頭円錐状のコーン形状の他、半球状、半円断面の棒状、舟型状などである。これらの凹部12の配列の仕方も、碁盤目状、格子状、千鳥状などの種々のものでよい。
【0017】
この凹部12の底の裏側に、平板状の閉塞板15を重ねることにより、凹部12の周囲に広がる中空部分13が形成される。凹部12の裏側に閉鎖板15を設けることにより、凹部12の周囲に互いに連通する広い中空部分13を形成することができる。なお、凹凸板11と閉塞板15との積層構造体の周囲は適宜な手段で閉じられている。この凹凸板11は、凹部12を形成するため、アルミ、鉄などの金属板が使用される。閉塞板15は、アルミ、鉄等の金属板、樹脂板、木材板などが使用される。凹凸板11の凹部12の底との接合は、接着、溶接、螺子止めなど適宜の接合手段で行われる。
【0018】
この中空部分13を上下2段の第1区分空間22aと第2区分空間22bに仕切るのが仕切り板21である。この仕切り板21は、凹部12が隙間なく嵌まる穴の多数を有する多穴板となっている。この仕切り板21には、凹凸板11に点溶接で止められるアルミ、鉄などの金属板を用いることが好ましいが、樹脂板を接着止めするものであってもよい。
【0019】
第1区分空間22aは、凹凸板11の音源側表面に開口する孔の多数と、凹部12側面に開口する孔の多数とからなる第1孔群25aにより、音源側の外部空間と連通している。第2区分空間22bは、凹部12の側面に開口する孔の多数からなる第2孔群25bにより、音源側の外部空間と連通している。
【0020】
第1区分空間22aと第1孔群25aとは、所定周波数で所定吸音率を発揮する第1共鳴器型吸音器を構成し、第2区分空間22bと第2孔群25bとは、所定周波数で所定吸音率を発揮する第2共鳴器型吸音器を構成する。第1及び第2共鳴型吸音器により、吸音ピークを二つにすることができ、二つのピーク周波数を調整することによって、要求される吸音率の帯域を広げることができる。
【0021】
なお、凹凸板11と閉塞板15との間を三段の第1、第2、第3区分空間に仕切るように、閉鎖板15と平行な二枚の仕切り板を設けることもできる。この場合、第1区分空間に対応する第1孔群と、第2区分空間に対応する第2孔群と、第3区分空間に対応する第3孔群とを設け、吸音ピークを三つにすることができ、三つのピーク周波数を調整することによって、要求される吸音率の帯域を広げることができる。
【0022】
所定の周波数で、所望の吸音率を発揮するピークをn個得るためには、図1(b)のように、区分空間をn個形成し、各区分空間に設けられた孔に対する孔数、孔径、孔の開口率、或いは凹凸板の板厚、或いは区分空間の容積又は寸法の一つ又は一つ以上の組み合わせを適宜選ぶことにより実現することができる。
【0023】
つぎに、図2により、第2実施形態に係る吸音構造体100を説明する。
吸音構造体100は、凸条112と凹条とが交互に出現する凹凸部が形成された凹凸板111と、前記凹凸部の凸条112の中に中空部分113を形成するように凹条の底に接合された閉塞板115との積層構造体を基本とするものである。この積層構造体に対して、中空部分113を2以上の区分空間に仕切る仕切り板121,131,141,142と、2以上の区分空間122a,122b,132a,132b,143a,143b,143cの各々に連通するように前記凹凸板111の表面に開口する2以上の孔群125a,125b,135a,135b,145a,145b,145cとを備える。
【0024】
図示例の左側の凸条112は、対角線状に斜めに仕切り板121を設け、中空部分113を二つの三角断面の区分空間122a,122bに仕切り、それぞれの区分空間122a,122bに連通する第1孔群125aを設けたものである。
【0025】
図示例の中央の凸条112は、参考例である。凸状112の中心に垂直な仕切り板131を設け、中空部分113を左右の区分空間132a,132bに仕切り、それぞれの区分空間132a,132bに連通する第1孔群135a,135bを設けたものである。
【0026】
図示例の右側の凸条112は、閉鎖板15に平行な第1仕切り板141と、閉鎖板15に対して斜めになった第2仕切り板142とを設け、中空部分113を上下三段の区分空間143a,143b,143cに仕切り、それぞれの区分空間143a,143b,143cに連通する第1孔群145a,145b,145cを設けたものである。
【0027】
図示例では、三本の凸条112のそれぞれが中空部分113を仕切る形態が異なっているが、どれか一つの仕切り形態だけであってもよい。仕切り形態を多くすると、それだけ吸音ピーク周波数をずらせることが可能になる。
【0028】
つぎに、図3により、第3実施形態に係る吸音構造体200を説明する。
第1実施形態の吸音構造体において、その区分空間22a内に箔201a,201bを付加したものである。図3の左側中空部分に示されるように、第1区分空間内に穴開きの第1箔201を閉鎖板15に平行に嵌入し、第1孔群25aを出入りする空気で第1箔201aを振動可能又は擦れ可能としたものである。第2区分空間内にも穴開きの第2箔201bを閉鎖板15に平行に嵌入し、第2孔群25bを出入りする空気で第2箔201bを振動可能又は擦れ可能としたものである。
箔201a,201bは、単なる箔、凹凸状に成形された箔、折り畳み状に成形された箔、複数の貫通孔を備える箔が使用できる。特に、複数の貫通孔を備える箔は、簡単構成であるとともに、箔の貫通孔を通過する音波により、各吸音ピーク周波数の吸音率が更に上がる。
【0029】
図3の中央の中空部分に示されるように、第2孔群25bに対面するように斜めに第2箔を挿入するものであってもよい。このように種々の形態で一つ以上の区分空間に一枚以上の箔を挿入することができる。この箔の振動又は擦れにより、各吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。
【0030】
つぎに、図4により、第4実施形態に係る吸音構造体300を説明する。
第1実施形態の吸音構造体において、その内部空間に多孔質吸音材301a,301bを付加したものである。図4の左側中空部分に示されるように、第1区分空間22aの上方に孔開きの多孔質吸音材301aの板を嵌入し、第2区分空間22bの下方に孔開きの多孔質吸音材301bの板を嵌入したものである。この多孔質吸音材の嵌入形態には、図4の中央中空部分又は図4の左側中空部分に示すように、種々のものがある。多孔質吸音材301a,301bには、アルミニウムやステンレス等の金属繊維、短冊状金属を圧縮して形成されたもの、不織布、又は金属や樹脂材料の発泡体が使用される。このような多孔質吸音材301a,301bを区分空間内に入れると、吸音材による音波の減衰により吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。
【0031】
つぎに、図5により、第5実施形態に係る吸音構造体400を説明する。
第1実施形態の吸音構造体において、その音源側表面を吸音材401で覆ったものである。吸音材には上述した多孔質吸音材の他に、種々の吸音材が適用される。共鳴器型吸音のピーク周波数以外に高周波数を吸音することができる。
【0032】
つぎに、図6により、第6実施形態に係る吸音構造体500を説明する。
第2実施形態の吸音構造体において、その音源側表面に所定距離隔てて多孔板501を配設したものである。多孔板501による吸音効果で吸音周波数帯域を広げ、吸音率を上昇させる。
【0033】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
例えば、多数の凸部を有する凹凸板の凸部の底に閉鎖板を設け、凸部内を中空部分に形成して、この中空部分を仕切り板で2以上の区分空間に仕切り、各区分空間の各々に連通するように前記凹凸体に開口する1以上の孔を備えるような吸音構造体とすることもできる。この場合、凸部内の中空部分という互いに独立した多数の中空部分を形成し、この各々の中空部分を種々の形態に仕切るということが可能になる。
【0034】
【実施例】
〔実施例1〕
図1に示す形態の吸音構造体であって、図7に示す諸元を有する供試体の吸音特性をシミレーションした。その結果を図8に示す。中空部分を2分割する場合、分割しない場合に比較して、低周波数領域に大きな吸音ピークをもたせることができる。
【0035】
〔実施例2〕
図3に示す形態の吸音構造体であって、図9に示す諸元を有する供試体の吸音特性をシミュレーションした。中空部分に単なるアルミ箔を挿入する場合、高周波数領域の吸音ピークの吸音率を上昇させることができる。中空部分に多数の貫通孔を有するアルミ箔を挿入する場合、高周波数領域の吸音ピークの吸音率を更に上昇させることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1〜6の発明によると、凹凸板と閉鎖板との積層構造でありながら、吸音率の低下を抑制しつつ吸音ピークを複数にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図2】第2実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図3】第3実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図4】第4実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図5】第5実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図6】第6実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図7】第1実施例に供した吸音構造体の諸元図である。
【図8】第1実施例の吸音構造体の吸音率特性を示すグラフ図である。
【図9】第2実施例に供した吸音構造体の諸元図である。
【図10】第2実施例の吸音構造体の吸音率特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
10 吸音構造体
11 凹凸板
12 凹部
13 中空部分
15 閉鎖板
21 仕切り板
22 区分空間
25 孔群
Claims (6)
- 多数の凹凸部が形成された凹凸板と、前記凹凸部の一方を閉塞して中空部分を形成するように前記凹凸板に接合された閉塞板と、前記中空部分を2以上の区分空間に仕切る仕切り板と、2以上に仕切られた区分空間の各々が外部空間と連通するように前記凹凸板に開口する1以上の孔と、を備えてなる吸音構造体であって、前記仕切り板は、前記中空部分を音源側に向かって二層以上の区分空間に仕切るように設けられ、音源側から二層目以降の区分空間に対する前記孔は、前記凹凸部の側面に開口させることを特徴とする吸音構造体。
- 2以上に仕切られた区分空間内の少なくとも1つに、1枚以上の箔を振動又は擦れ可能に設置した請求項1に記載の吸音構造体。
- 前記箔は複数の貫通孔を備える請求項2に記載の吸音構造体。
- 2以上に仕切られた区分空間内の少なくとも1つに、多孔質吸音材を設置した請求項1に記載の吸音構造体。
- 前記凹凸板の他方側を吸音材で覆った請求項1〜4のいずれかに記載の吸音構造体。
- 前記凹凸板の他方側に多孔板を設置した請求項1〜4のいずれかに記載の吸音構造体。
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