JP5244208B2 - 二重壁構造体 - Google Patents

Description

本発明は二重壁構造体に係り、より詳細には、遮音性に優れる二重壁構造体の構成に関
する。

自動車に用いられる部品としてのドアやフード、トランクリッドなどに二重壁構造体を
使用することが従来から提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。この従来例
の構成を模式的に図１７に示す。この従来例の二重壁構造体１’は、所定の距離を隔てて
相対する板状体２，３の間に内部空間４が形成されるとともに、当該内部空間４が側板５
によって閉鎖された、中空箱状の構成（袋構造）とされている。
特開２００２−９６６３６号公報 特開２００３−１１８３６４号公報

しかし、上記特許文献１に示すような二重壁構造体１’において、下側から騒音の音波
が入射され、当該騒音が特定の周波数の音成分を含んでいると、その音成分に対し内部空
間４での共鳴（主に板状体２，３に平行な方向の共鳴）が発生することによって、放射面
たる上側の板状体３の振幅が増大してしまい、放射音の増大により遮音性能が低下してし
まっていた。また、共鳴状態においては、側板５の付近において特に音圧が高くなる特徴
がある。

本発明は以上の点に鑑みてされたものであり、その目的は、特定の周波数の音に対する音響透過量増大を抑制し、様々な周波数の音について安定して遮音性能を発揮し得る二重壁構造体を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手
段とその効果を説明する。

◆本発明の第１の観点によれば、相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに
当該内部空間が完全に若しくはほぼ閉鎖されている二重壁構造体において、前記相対する
板状体の間に多数の孔を有する多孔板が配置されており、この多孔板と二重壁構造体の周
囲部材との間に空気層が介在されている、二重壁構造体が提供される。

これにより、多孔板と周囲部材との間の空間（空気層）により形成される吸音機構によ
り、周囲部材付近での音圧を有効に低減でき、内部空間全体の共鳴を抑えることができる。これにより内部空間の音圧が低下し、放射面側の加振力が低下するので、放射面の振動が減少し、音響透過損失を向上できる。また、多孔板の孔径、板厚、開口率、周囲部材との空気層の厚さを調整することにより、任意の周波数を特に効果的に抑える構成とすることもできる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板が前記周囲部材に対して傾斜するように
配置されていても良い。

この構成によれば、内部空間でのあらゆる方向の共鳴を抑えることができ、遮音性に優
れる二重壁構造体を提供できる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板は複数設けられ、これら多孔板同士の間
に空気層が介在されていることが好ましい。

この構成によれば、２つの空気層により内部空間の共鳴を一層抑制できるから、遮音性
に優れる二重壁構造体を提供できる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板は前記周囲部材に接触するように設けら
れており、この接触部分において前記周囲部材には穴が形成されていても良い。なお、こ
の穴の存在によっても、二重壁構造体の内部空間がほぼ閉鎖されている状態は維持される
。

これにより、内部空間に侵入したゴミや水等の異物を、前記穴を通じて容易に排出する
ことができる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板と前記周囲部材との間の空間を仕切る仕
切り体を有することが好ましい。

これにより、二重壁構造体の遮音性が向上される。

◆前記の二重壁構造体においては、前記仕切り体には多数の孔が形成されていることが
好ましい。

これにより、二重壁構造体の遮音性が一層向上される。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板においては、その板厚、前記孔の孔径、
前記孔の開口率、前記多孔板と前記周囲部材との間の空気層の厚さのうち少なくとも何れ
か一つを、前記仕切り体により仕切られる空間ごとに異ならせても良い。なお、仕切られ
た個々の空間において多孔板と周囲部材との間の空気層の厚さが均一でない場合は、仕切
り体により仕切られる空間ごとにその空気層の代表厚さ（例えば、平均厚さ）が異なって
いれば、上記の「空気層の厚さを・・・異ならせる」に該当する。また、前記仕切り体に
孔が設けられている場合、その部材厚、前記孔の孔径、前記孔の開口率のうち少なくとも
何れか一つを、前記仕切り体により仕切られる空間ごとに異ならせても良い。

これにより、多孔板と周囲部材とで構成される吸音構造について、所望の周波数での吸
音性能を発揮でき、特に良好な遮音性能を有する二重壁構造体を提供できる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板と前記相対する板状体の少なくとも何れ
か一方との間に制振防振部材が配置されていることが好ましい。

これにより、二重壁構造体の遮音性をより向上させることができる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記多孔板の代わりに、一枚若しくは複数枚を積層
した箔状体またはフィルム状体を配置しても良い。

この場合でも、前述と同様に、箔状体またはフィルム状体と周囲部材との間の空間（空
気層）により形成される吸音機構により、周囲部材付近での音圧を低減でき、内部空間全
体の共鳴を抑えることができる。これにより内部空間の音圧が低下し、放射面側の加振力
が低下するので、放射面の振動が減少し、音響透過損失を向上できる。この結果、遮音性
に優れる構造体を得ることができる。

◆前記の二重壁構造体においては、前記箔状体またはフィルム状体に多数の孔が形成さ
れていることが好ましい。

これにより、二重壁構造体の遮音性を一層向上させることができる。

◆本発明の第２の観点によれば、相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに
当該内部空間が完全に若しくはほぼ閉鎖されている二重壁構造体において、二重壁構造体
の周囲部材付近に多孔質体が配置されている、二重壁構造体が提供される。

これにより、（周囲部材付近に配置された）多孔質体によって周囲部材付近での音圧を
低減でき、内部空間全体の共鳴を抑えることができる。これにより内部空間の音圧が低下
し、放射面側の加振力が低下するので、放射面の振動が減少し、多孔質体自体の吸音効果
とあいまって、音響透過損失を向上できる。この結果、遮音性に優れる構造体を得ること
ができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１から図１６までには二重壁構造体の実施例が
それぞれ示されており、以下、順を追って説明する。

図１及び図２に模式図を示す実施例１−１の二重壁構造体は、乗用車の部品としてのド
アを想定したものである。この二重壁構造体１は、互いに平行に配置されるとともに所定
の距離をおいて相対する板状体２，３を備えている。板状体２，３は一方向に若干長い長
方形状に構成されており、２枚の対向する板状体２，３の間には、内部空間４が形成され
る。板状体２，３の縁部同士を繋ぐように４枚の側板（周囲部材）５が設けられており、
これによって内部空間４はほぼ閉鎖される。言い換えれば本実施形態の二重壁構造体１は
、二重壁たる板状体２，３と、前記側板５とで、前記内部空間４を囲む袋構造に構成され
ている。

そして本実施形態では、前記内部空間４を仕切るように、矩形板状の微細多孔板１３を
設けている。各微細多孔板１３は、微細な貫通孔（微細孔８）を多数形成した構成となっ
ている。この実施例１−１では、４枚の微細多孔板１３を矩形状に配置して、二重壁構造
体１の内部空間４を、中心側と、側板５に近い周囲側の２つの空間に区画している。言い
換えれば、それぞれの微細多孔板１３は４枚の前記側板５に対し所定の間隔をあけて平行
に配置されており、微細多孔板１３と側板５との間には、前記間隔の分だけの厚みの空気
層Ａが介在される。なお、微細多孔板１３の素材としては、例えば、鉄、アルミ、樹脂、
繊維強化複合材料、紙などを採用できる。

上記構成において、図１の下側から板状体２側が騒音によって音圧加振される場合を考
える。騒音が特定の周波数の音成分を含んでいると、板状体２が振動することにより内部
空間４の長手方向又は短手方向で共鳴が起ころうとする。この共鳴モードでは特に、側板
５付近での音圧が高くなる。しかしながら、微細多孔板１３と側板５とその間の空気層Ａ
によって構成される吸音機構により、その音圧の高い側板５付近の音圧が特に効果的に低
減されるため、共鳴モードが形成されにくくなり、共鳴が抑制される。以上の結果、放射
面たる上側の板状体３の加振力が低下するので、放射面の振幅が低減され、音響透過損失
の落込みを低減できる。

実施例１−２（図３）の構成では、微細多孔板１３は、二重壁構造体１の４枚の前記側
板５のうちの１枚の近傍に設置されている。微細多孔板１３は図３において略Ｖ字状をな
すように、側板５に対して傾斜して配置されている。この結果、微細多孔板１３と側板５
との間には三角形状の空気層Ａが形成される。この構成では、共鳴モード時に特に音圧の
高いコーナー部（隅部）に対して空気層Ａが配置される構成となり、このコーナー部の音
圧を良好に低減できる。また、微細多孔板１３が側板５に対して傾斜するように配置され
ていることから、内部空間４でのあらゆる方向の共鳴を抑えることができ、二重壁構造体
１の遮音性を向上させることができる。

実施例１−３（図４）の構成では、実施例１−２（図３）の構成に対して微細多孔板１
３を更に追加し、複数の微細多孔板１３・１３同士を平行に配置して、両微細多孔板１３
・１３の間に厚み方向の隙間を形成している。この結果、両微細多孔板１３・１３の間に
空気層Ｂが介在される。即ち、この実施例１−３では、微細多孔板１３と側板５との間の
空気層Ａ、及び微細多孔板１３・１３の間の空気層Ｂの２つの空気層が形成される。従っ
て、共鳴抑制効果を一層大とできる。

実施例１−４−１（図５）の構成は、微細多孔板１３を傾斜状に配置した実施例１−２
の構成（図３）に対して、側板５の、微細多孔板１３と接触する部分に穴１０を形成した
ものである。この穴１０により、内部空間４に侵入したゴミや水等の異物を容易に排出さ
せることができる。また、この穴１０は、側板５の空気層Ａに対面しない部位に設けられ
ているから、空気層Ａによる吸音作用は妨げられない。なお、実施例１−４−２（図６）
のように、微細多孔板１３を略Ｗ字状に配置し、穴１０を２つ形成しても良い。このよう
に、微細多孔板１３の傾斜の形態と穴１０の個数は限定されるものではない。

実施例２−１（図７）の構成は、実施例１−１（図１，図２）の変形例であって、側板
５と微細多孔板１３とを繋ぐように板状の仕切り体９を複数設け、この仕切り体９が、側
板５と微細多孔板１３との間に介在される空気層Ａを、二重壁構造体１の長手方向及び幅
方向に区画している。なお、微細多孔板１３と側板５との間の空気層の延在方向の共鳴現
象が所望の周波数で起こりにくい位置に仕切り体９を設けるのが好ましい。即ち、遮音性
を向上させたい周波数に対する波長の１／２の整数倍と一致しない間隔で、仕切り体９を
設けるのである。これにより、微細多孔板１３と側板５との間の空気層Ａで構成される吸
音機構の吸音性能を高めることができる。また、この構成においては、狙った周波数で吸
音性能を高めるために、仕切り体９で仕切られた各空間ごとに、前記微細孔８の孔径、開
口率を異ならせたり、微細多孔板１３の板厚を異ならせたりしても良い。また、仕切り体
９は板状とすることに限定されず、例えば塊状に形成された補強用発泡剤で仕切り体を構
成しても良い。

実施例２−２−１（図８）の構成は、実施例１−２（図３）と実施例２−１（図７）と
を組み合わせたものに相当する。この構成では、仕切り体９で囲まれた空間ごとに、微細
多孔板１３と側板５との間の空気層Ａの厚さ（平均厚さ）を異ならせている。実施例２−
２−２（図９）のように、前記実施例１−４−１と同様に側板５に穴１０を形成しても良
い。

実施例２−３−１（図１０）の構成は、実施例１−３（図４）と実施例２−２−１（図
８）とを組み合わせたものに相当する。仕切り体９は、２つの空気層Ａ，Ｂを何れも区画
するように設置されている。

実施例２−３−２（図１１）の構成は、実施例２−１（図７）に対し、微細多孔板１３
・１３を厚み方向に複数設け、その間に空気層Ｂを介在させるように変形を加えたもので
ある。

実施例２−４（図１２）の構成は、実施例２−１（図７）の仕切り体９に微細孔８を多
数形成したものである。

図１３には実施例３−１−１の二重壁構造体１の断面図が示されており、この図１３に
示すように微細多孔板１３が、加振側の板状体２や反対側の板状体３に対して完全な気密
をもって接触できず、ある程度の隙間（スリット）が形成されてしまう場合がある。この
ようなスリットは無い方が好ましいので、この実施例では、そのスリットに相当する部分
に、ゴム、ウレタン等の部材からなる制振防振部材１６を設置している。この結果、吸音
機構の吸音性能を高めることができている。実施例３−１−２（図１４）に示すように、
制振防振部材１６は、微細多孔板１３と、２枚の板状体２，３のうち何れか一方のみとの
間に設けられていても良い。なお、上記のスリットが微細な隙間であった場合には、制振
防振部材１６を省略して、そのスリット自体に吸音作用を奏させるようにすることもでき
る。

実施例４−１（図１５）は、実施例２−２−１（図８）における微細多孔板１３の代わ
りに、複数枚積層した箔状体又はフィルム状体１４を設けたものである。この実施例４−
１においては、吸音性の向上のために箔状体又はフィルム状体１４には多数の微細孔８が
形成されているが、微細孔８を設けない構成としても良い。また、箔状体又はフィルム状
体は、複数枚積層させずに、単一枚で設置しても良い。

実施例５−１（図１６）では、二重壁構造体１の側板５の付近に２つの多孔質体１５，
１５を配置した構成になっている。この多孔質体１５の素材としては、グラスウールやフ
ェルト等のほか、例えばＰＥＴ系繊維や、ポリウレタンや、連続気泡の発泡材を用いるこ
とができる。この実施例５−１では多孔質体１５は三角形状に構成して、それぞれを前記
内部空間４の一側の二つの隅に配置し、前記側板５に接触するように配置しているが、多
孔質体１５の形状や配置については上記に限定されない。この構成では、共鳴時の音圧の
特に高い部位（側板５付近、特に内部空間４のコーナー部付近）を重点的に吸音すること
により、内部空間４全体の共鳴時の音圧を低減でき、音響透過損失を向上できる。

上記の実施形態の有効性を確認するために、以下のような実験を行った。即ち、実施例
１−１〜１−３，２−１，２−２−１，２−３−１，２−３−２，４−１，５−１のそれ
ぞれの構造の二重壁構造体１を、音源室、受音室からなる残響室における両室の間の位置
に設置し、ＪＩＳ Ａ１４１６に基づいて二重壁構造体１の片側から適宜の騒音を発生さ
せ、二重壁構造体１を挟んだ両側で騒音計を用いて音圧を計測して、音響透過損失を求め
た。

この結果を図１８〜図２０に示す。なお、これらのグラフのそれぞれには、従来例の構
造（図１７）について同様の実験を行った結果も併せて示してある。図１８のグラフに示
すように、従来例に対して実施例１−１〜１−３の構成においては、前記微細多孔板１３
による共鳴モード抑制のため、音響透過損失が向上しており、遮音性能を向上できている
ことが判る。また、実施例２−１，２−２−１，２−３−１，２−３−２の構成（図１９
）や、実施例４−１，５−１の構成（図２０）においても同様に、微細多孔板１３や多孔
質体１５による共鳴モード抑制作用により、音響透過損失が向上しており、遮音性能を向
上できていることが判る。

以上に本発明の好適な実施形態を示したが、本発明の技術的範囲は以上の実施形態に限
定されるものではなく、様々に変形して実施することができる。

例えば本発明の二重壁構造体は、乗用車のドアのみならず、例えばフード、トランクリ
ッドに適用することができる。また、板状体２，３の形状については、上記のような長方
形とすることに限らず、必要とされる部品の形状に応じて種々変更され得ることは言うま
でもない。

また、共鳴が生じる音圧モードの方向や次数は、二重壁構造体１の形状や騒音源との位
置関係などの様々な事情により異なるので、微細多孔板１３の向きや厚み、枚数、微細孔
８の個数、孔径、形状、開口率等は、上記の事情を考慮して適宜定めて良い。即ち、微細
多孔板１３や多孔質体１５をどこに幾つ設けるか等については、想定される騒音による二
重壁構造体１の内部空間４内の共鳴モードを考慮して、最適な位置と個数を決定すれば良
い。また、前述の複数の実施例で微細多孔板１３や仕切り体９、箔状体又はフィルム状体
１４に設けられていた微細孔８は、その孔径を増大させ、「微細」と言えないような大き
さの孔としても良い。また、二重壁構造体１を乗用車用のドアに適用する場合には、内部
空間４に様々な機器や補強材を配置することが想定されるので、それを避けた位置に微細
多孔板１３や多孔質体１５を設けることとしても勿論差し支えない。

上述の微細多孔板１３や多孔質体１５は、側板５の全周に設けても良いし、一部にのみ
設けても良い。例えば、実施例１−２（図３）の微細多孔板１３は、４枚のうちの１枚の
側板５との間にのみ空気層Ａを介在させるように設けているが、内部空間４の全周を取り
囲むように配置しても構わない。

上述の複数の実施例では、微細多孔板１３や仕切り体９は板状体２，３に垂直な向きに
設置されているが、これに限定されず、板状体２，３に対して傾斜するように微細多孔板
１３や仕切り体９等を設置しても良い。

また、上述の実施例は、それぞれが単独で適用される場合に限定されず、複数の実施例
を組み合わせて適用しても良い。

本発明の二重壁構造体の実施例１−１の模式斜視図。 実施例１−１の模式図。 実施例１−２の模式図。 実施例１−３の模式図。 実施例１−４−１の模式図。 実施例１−４−２の模式図。 実施例２−１の模式図。 実施例２−２−１の模式図。 実施例２−２−２の模式図。 実施例２−３−１の模式図。 実施例２−３−２の模式図。 実施例２−４の模式図。 実施例３−１−１の模式断面図。 実施例３−１−２の模式断面図。 実施例４−１の模式図。 実施例５−１の模式図。 従来例の二重壁構造体の構成を示す斜視図。 実施例１−１〜１−３の音響透過抑制効果を従来例と比較して示すグラフ図。 実施例２−１，２−２−１，２−３−１，２−３−２の音響透過抑制効果を従来例と比較して示すグラフ図。 実施例４−１，５−１の音響透過抑制効果を従来例と比較して示すグラフ図。

１ 二重壁構造体
２ 加振側の板状体
３ 板状体
４ 内部空間
５ 側板
８ 微細孔（孔）
９ 仕切り体
１０ 穴
１３ 微細多孔板（多孔板）
１４ フィルム状体又は箔状体
１５ 多孔質体
Ａ 空気層
Ｂ 空気層

Claims (9)

1. 相対する板状体の間に内部空間が形成されるとともに当該内部空間が完全に若しくはほ
   ぼ閉鎖されている二重壁構造体において、前記相対する板状体の間に多数の孔を有する多
   孔板が配置されており、この多孔板と二重壁構造体の周囲部材との間に空気層が介在され、
   前記多孔板は、前記周囲部材に対して傾斜し、且つ前記周囲部材に両端が接触した状態で前記周囲部材のコーナー部に設けられていることを特徴とする二重壁構造体。
2. 請求項１に記載の二重壁構造体であって、前記多孔板は複数設けられ、これら多孔板同
   士の間に空気層が介在されていることを特徴とする二重壁構造体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の二重壁構造体であって、前記多孔板と前記周囲部材との接触部分において前記周囲部材には穴が形成されていることを特徴とする二重壁構造体。
4. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の二重壁構造体であって、前記多孔板と
   前記周囲部材との間の空間を仕切る仕切り体を有することを特徴とする二重壁構造体。
5. 請求項４に記載の二重壁構造体であって、前記仕切り体には多数の孔が形成されている
   ことを特徴とする二重壁構造体。
6. 請求項４又は請求項５に記載の二重壁構造体であって、前記仕切り体により仕切られる
   空間ごとに、前記多孔板の板厚、前記仕切り体の部材厚、前記多孔板又は前記仕切り体に
   設けられた前記孔の孔径、前記孔の開口率、前記多孔板と前記周囲部材との間の空気層の
   厚さのうち少なくとも何れか一つを異ならせていることを特徴とする二重壁構造体。
7. 請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の二重壁構造体であって、前記多孔板と
   前記相対する板状体の少なくとも何れか一方との間に制振防振部材が配置されていること
   を特徴とする二重壁構造体。
8. 請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の二重壁構造体であって、前記多孔板の
   代わりに、一枚若しくは複数枚を積層した箔状体またはフィルム状体を配置したことを特
   徴とする二重壁構造体。
9. 請求項８に記載の二重壁構造体であって、前記箔状体またはフィルム状体に多数の孔
   が形成されていることを特徴とする二重壁構造体。

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