JP4114463B2 - 吸音構造及び吸遮音構造体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンルーム内の音を吸収・遮断するための吸遮音構造に係り、より詳細には、車両のフードパネルに適用される吸遮音構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車両のフードパネルのエンジンルーム側の面に取り付けられる遮音材として、種々のサイズ、形状及び素材の粉砕ゴムからなる粉砕ゴム層と、当該粉砕ゴム層を被覆する被覆層とを備えた遮音材が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この従来の技術は、前記粉砕ゴム層を用いて種々の周波数レベルの騒音を遮断及び吸収することを目的としている。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−129109号(第3貢及び第4貢)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の遮音材は、種々の周波数レベルの騒音の遮断及び吸収を可能とすべく、種々のサイズ、形状及び素材の粉砕ゴムからなる粉砕ゴム層を備えるため、コストが高くなり、重量が重くなるという問題点を有する。特に、近年では、車両のフードパネルの軽量化と高剛性化の両立を図るべく、フードインナをアルミにより高い剛性の構造に成形することが行われている。従って、かかるフードパネルに上述の従来の遮音材のような重量のある吸遮音構造体を設けることはフードパネルの軽量化に反することになる。
【0005】
また、エンジンルーム内にはエンジンを中心として補器類やバッテリー等種々の部品が密集しているため、フードパネルには、エンジンルーム内の各部品のレイアウトに影響を与えないコンパクトで且つ効果的な吸遮音性能を持つ吸遮音構造体を設けることが有用である。
【0006】
そこで、本発明は、エンジンルーム内のスペースを圧迫しない構造であり、且つ、軽量で吸音性に優れた吸音構造及び吸遮音構造体の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1に記載する如く、壁体の基本面に形成された窪み部に設ける吸遮音構造体であって、
前記壁体の基本面に対して略平行に前記窪み部内に延在する第1の板材と、
前記壁体の基本面に対して略垂直に前記窪み部内に延在する第2の板材と、
前記各板材の外周縁と接する殻形態の吸音材とを備え、
前記窪み部と前記吸音材との間に、前記窪み部の底部付近まで達する空隙が形成されていることを特徴とする、車両のエンジンフード部の吸遮音構造体によって達成される。
【0012】
本発明において、各板材は、壁体(例えば、フードパネルインナやエンジンアンダーカバー等)の基本面に凹設された窪み部の空間内部に配置される。これにより、窪み部内には、各板材によって仕切られた複数の空間(以下、この空間を「吸音セル」という)が形成される。また、窪み部と前記吸音材との間には、窪み部の底部付近まで達する空隙が形成される。これにより、各吸音セルには、窪み部の底部付近まで達する前記空隙を介して音波が入力される。各吸音セルに音波が入力されると、各吸音セル内には、第2の板材を反射面とする低在波が形成される。従って、本発明によれば、各吸音セルの開口を覆う吸音材の全領域で効率的な吸音を実現することが可能となる。特に、この吸音材は、窪み部の開口面積に比して大きい表面積を有するので、吸遮音構造体の設置面積当たりの吸音性能を高めることができる。尚、第1の板材は、壁体の基本面に対して略平行に窪み部内に延在するので、前記吸音セルを画成する役割のみならず、窪み部内に入力された音波が窪み部から出力されるのを遮断する遮音機能をも果たすことになる。
【0013】
尚、第2の板材は、窪み部の空間を等分割する複数の板材であってよく、第1の板材も、互いに所定の間隔を置いて配設される複数の板材であってよい。かかる場合、複数の第1の板材(及びそれに伴い吸音材)のすべてが、窪み部内に完全に収容される必要はなく、窪み部内に配設されている板材(及びそれに伴い吸音材)が存在する限り、窪み部から露出する面内に配設される幾つかの板材が存在してもよい。同様に、第2の板材の全部分が、窪み部内に完全に収容される必要はなく、窪み部内に配設されている部分を有する限り、第2の板材の一部分が、窪み部から露出してもよい。
【0014】
また、上記目的は、請求項2に記載する如く、壁体の基本面に形成された窪み部と、
前記窪み部内に設けられ、前記窪み部の窪み形状に対応した形状を有する吸音材とから構成され、
前記窪み部と前記吸音材との間に、前記窪み部の底部付近まで達する空隙が形成されていることを特徴とする、車両のエンジンフード部の吸音構造によって達成される。
【0015】
本発明によれば、吸音材と窪み部と間の空隙に入力される音波が、窪み部の底部に達するまで、窪み部の内面と吸音材との間で反射を繰り返すため、吸音材により効果的な吸音を実現することができる。尚、吸音材は、その全部分が窪み部内に完全に収容される必要はなく、窪み部内に配設されている部分を有する限り、一部分が窪み部から露出してもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明による吸音構造及び吸遮音構造体の説明に先立って、本発明による吸音構造等が適用される車両のフード(ボンネット)構造について図1及び図2を参照して説明する。図1は、車両のフード部を車両の側方から見た断面図であり、図2は、車両のフードインナパネルをエンジンルーム側から見た平面図である。
【0017】
車両のフード部は、車外側のフードアウタパネル1と、エンジンルーム側のフードインナパネル2とがそれぞれの縁部で結合された2重パネル構造を有する。フードインナパネル2は、フード部の軽量化のため、フードアウタパネル1と同様に平板状の薄板から形成されている。フードインナパネル2は、フード部の高剛性化のため(及びそれに伴うフード部の遮音性の向上のため)、規則正しく配列されたコーンと称される比較的大きな窪み部3を複数有している。フードインナパネル2は、窪み部3の底部3aの裏面で接着剤4(マスチックシーラ等)によりフードアウタパネル1に固着されている。
【0018】
この窪み部3は、一般的には、フードインナパネル2の薄板を深絞り成形することで形成されており、エンジンルーム側から見て深さ方向に徐々に小さくなる断面積を有する(通常的には、半球形や頂部が平面の円錐形の形態となる)。従って、窪み部3内の音響インピーダンスの変化が緩やかとなるので、エンジンルーム内の音が窪み部3の底部3aまで効率的に入力されることになる。
【0019】
本発明は、フードインナパネル2の窪み部3にエンジンルーム内の音が効率的に入力されることに着目し、以下に詳説するように、窪み部3に効率的に入力される音に対して効果的な吸音を実現できる吸音構造及び吸遮音構造体を提供する。
【0020】
図3は、第1実施例(参考例)の吸音構造を示す断面図である。本実施例の吸音構造は、フードインナパネル2の窪み部3を覆うように設けられる吸音材12から構成される。この吸音材12は、シート状の形態を有しており、フードインナパネル2の基本面2aに接着等により固定されている。吸音材12は、吸音性の有する一般的な材料から形成され、例えばフェルト、ポリエステル繊維、グラスウールやロックウール等の無機質繊維、アルミニウム繊維等の金属繊維、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発泡体、多孔質材料等により形成されてよい。
【0021】
図4は、本実施例の吸音構造の吸音原理を示す図である。本実施例において、波長λの音波が窪み部3に略垂直に入射した場合、窪み部3内には入射波と反射波との合成により定在波が形成される。この定在波は、窪み部3の底部3aから波長λの1/4の奇数倍の位置で腹を有しており、当該腹で音波の粒子速度が最大となる。
【0022】
本実施例の吸音材12は、窪み部3の底部3aからある高さHだけ離間した面内に位置するので、各周波数の音波の粒子速度が最小となる窪み部3の内面に沿って吸音材12を設けた場合に比して、効率的に音波を減衰させることができる。特に、窪み部3の底部3aからの吸音材12の高さHが、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λの1/4倍(若しくはその奇数倍)である場合には、音波が最も高い粒子速度を持つ位置で吸音材12に通過することになるので、音波を最も効率的に減衰させることができる。例えば、1kHz周辺の周波数の騒音に対して遮音性を高めたい場合には、吸音材12の高さH(mm)は、音速をc=340×103mm/sとしたとき、H=m×λ/4=m×85(m:正の奇数)周辺の値に設定される。
【0023】
また、窪み部3の開口幅Aは、窪み部3に入射される音波の周波数を規制するため、好ましくは、吸収すべき周波数の音波の波長λよりも小さく設定される。この場合、フードインナパネル2の窪み部3の開口幅Aが、通常的には他の要件から決定されることを考慮して、フードインナパネル2の窪み部3には、図5の斜視図に示すように、所望の開口幅Aを実現するための一若しくはそれ以上の仕切り板13が設けられてよい。
【0024】
尚、吸音材12は、図6(A)に示すように、窪み部3の底部3aからの吸音材12の所望の高さHを実現すべく、エンジンルーム側に突出する凸部12aを有してもよい。これは、フードインナパネル2の窪み部3の深さが、通常的には他の要件から決定されることに基づく。また、吸音材12は、図6(B)に示すように、比較広い周波数帯域の音に対して吸音効果を発揮すべく、種々の高さHを実現するための凹凸部を有してもよい。
【0025】
以上の通り、本実施例の吸音構造によれば、エンジンルーム内の音が効率的に入力されるフードインナパネル2の窪み部3を空気層として利用することにより、エンジンルーム内の音に対して効果的な吸音を実現することができる。但し、以上の第1実施例は、本発明の範囲に含まれない参考例である。
【0026】
図7は、本発明による第2実施例の吸遮音構造体を示す断面図である。本実施例の吸遮音構造体は、フードインナパネル2の基本面2aと平行に所定の間隔A’を置いて積層された複数の第1の板材14と、フードインナパネル2の基本面2aに対して略垂直に立設され、フードインナパネル2の窪み部3内の容積を略2等分する第2の板材16と、各板材14,16の外周縁に接する殻状の形態を有する吸音材12とから構成されている。この構成により、吸音材12の内部には、第2の板材16を底面として略水平方向に開口を有する複数の空間71(以下、「吸音セル71」という)の積層構造が形成される。
【0027】
略水平面内に延在する第1の板材14は、各吸音セル71への音波の入力が可能となるように、当該第1の板材14を含む面でのフードインナパネル2の窪み部3の断面形状に比して小さな外形を有する。即ち、第1の板材14は、吸音材12とフードインナパネル2の窪み部3の内面との間に空隙72が形成されるような外形を有する。一方、第2の板材16は、窪み部3の内面に実質的に沿う外形を有する。
【0028】
尚、図7には、フードインナパネル2の半球形の窪み部3と、フードインナパネル2の窪み部3の断面形状(円形)に比して小さな円形の第1の板材14と、窪み部3の半球形の半径より僅かに小さな半径(吸音材12の厚み分だけ小さい半径)の円形の第2の板材16とが示されている。また、各第1の板材14は、フードインナパネル2の基本面2aに延在する第1の板材14aを中心として対称に構成・配設されており、吸音材12は球殻の形態を有している。
【0029】
吸音材12は、上述の実施例と同様に、吸音性の有する一般的な材料から形成され、フードインナパネル2の窪み部3の内面との接触部(第2の板材16の外周部)で接着等により固定されてよい。また、第1及び第2の板材14,16は、アルミニウム板や鋼板等により形成されてもよく、又は、ポリプロピレン系樹脂のような硬質樹脂で成形されてもよい。
【0030】
本実施例の吸遮音構造体によれば、上述の第1実施例と同様に、各吸音セル71には第2の板材16を反射面として定在波が形成されるので、各吸音セル71を覆う吸音材12の全領域により効果的な吸音が実現される。尚、各第1の板材14の間隔A’及び吸音セル71の深さH’は、上述の第1実施例における窪み部3の開口幅A及び吸音材12の高さHと同一の観点からそれぞれ決定される。また、第2の板材16は、上述の第1実施例における窪み部3の開口幅Aと同一の観点から、例えば窪み部3の容積を略4等分するように2個配設されてもよく、或いは、同様に3個以上配設されてもよい。
【0031】
特に本実施例においては、積層構造の各層の吸音セル71は、他の層の吸音セル71とは異なる深さH’を有しているので、上述の吸音原理(図4参照)から理解できるように、比較的広い周波数域で吸音効果を発揮することができる。また、第1の板材14が略水平面内に延在することにより、フードインナパネル2の窪み部3の入力した音が再びエンジンルーム内に侵入するのを遮断する遮音効果も得られる。
【0032】
尚、本実施例において、エンジンルームの限られたスペースを考慮して、図8に示すように、各第1の板材14をフードインナパネル2の基本面2aよりも上方(図中、UP方向)にのみ配置することも可能である。かかる場合、例えばフードインナパネル2の窪み部3が半球形である場合には、第2の板材16は、半円形板の形態を有し、吸音材12は、略半球形の殻状の形態を有することになる。
【0033】
図9は、本発明による第3実施例の吸音構造を示す断面図である。本実施例の吸音構造は、フードインナパネル2の窪み部3内に配設され、窪み部3の窪み形状に対応した形状を有する吸音材12から構成される。図9に示す吸音材12は、半球状の窪み部3の窪み形状に対応して、厚肉の球殻の形態を有する。吸音材12は、窪み部3の底部3aまで音波の到達が可能となるように、窪み部3との間に空隙72が形成されるよう構成・配設される。
【0034】
本実施例の吸音構造によれば、エンジンルーム側に露出する吸音材12に直接的に入射する音波と共に、吸音材12と窪み部3との空隙72に入力される音波に対しても吸音を実現することができる。特に吸音材12と窪み部3との空隙72に入力される音波は、窪み部3の底部3aに達するまで、窪み部3の内面と吸音材12との間で反射を繰り返すため、当該音波に対して効果的な吸音を実現することができる。尚、本実施例においても、エンジンルームの限られたスペースを考慮して、吸音材12をフードインナパネル2の窪み部3内に完全に収容されるように構成することも可能である。例えば、半球状の窪み部3に対して、吸音材12を厚肉の略半球状の形態に構成することも可能である。
【0035】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0036】
例えば、上述した実施例では、半球状の形態を有しているが、本発明は、特にこれに限定されることはなく、半円筒状の形態、即ち、車幅方向又は車両前後方向に延びる半円筒状の吸音構造であってもよい。
【0037】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明によれば、フードインナパネルの窪み部を利用して効率的な吸音及び遮音を実現することができる。従って、エンジンルーム内のスペースを新たに確保することを要せず、軽量で吸音性に優れた吸音構造及び吸遮音構造体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 車両のフード部を車両の側方から見た断面図である。
【図2】 車両のフード部をエンジンルーム側から見た平面図である。
【図3】 第1実施例の吸音構造を示す断面図である。
【図4】 本発明による吸音構造の吸音原理の説明図である。
【図5】 第1実施例に対する代替的な吸音構造を示す断面図である。
【図6】 第1実施例に対する代替的な吸音構造を示す断面図である。
【図7】 本発明による第2実施例の吸遮音構造体を示す断面図である。
【図8】 第2実施例に対する代替的な吸遮音構造体を示す断面図である。
【図9】 本発明による第3実施例の吸音構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 フードアウタパネル
2 フードインナパネル
2a フードインナパネルの基本面
3 窪み部
12 吸音材
14 第1の板材
16 第2の板材
71 吸音セル
72 空隙
Claims (2)
- 壁体の基本面に形成された窪み部に設ける吸遮音構造体であって、
前記壁体の基本面に対して略平行に前記窪み部内に延在する第1の板材と、
前記壁体の基本面に対して略垂直に前記窪み部内に延在する第2の板材と、
前記各板材の外周縁と接する殻形態の吸音材とを備え、
前記窪み部と前記吸音材との間に、前記窪み部の底部付近まで達する空隙が形成されていることを特徴とする、車両のエンジンフード部の吸遮音構造体。 - 壁体の基本面に形成された窪み部と、
前記窪み部内に設けられ、前記窪み部の窪み形状に対応した形状を有する吸音材とから構成され、
前記窪み部と前記吸音材との間に、前記窪み部の底部付近まで達する空隙が形成されていることを特徴とする、車両のエンジンフード部の吸音構造。
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