JP5777291B2 - Structural laminated steel sheet having sound absorption and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、吸音性を有する構造用積層鋼板及びその製造方法に関するものである。詳しくは、制振性に優れることはもちろんのこと、音源から発生する音の特定周波数成分を吸音する、吸音性を有する構造用積層鋼板に関するものである。 The present invention relates to a laminated laminated steel sheet having sound absorbing properties and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a structural laminated steel sheet having sound absorbing properties that absorbs a specific frequency component of sound generated from a sound source as well as being excellent in vibration damping properties.
地球環境保全の観点から、車両、特に、自動車の動力源として、内燃機関から、電動機への転換が検討されている。 From the viewpoint of global environmental conservation, conversion from an internal combustion engine to an electric motor is being studied as a power source for vehicles, particularly automobiles.
一方で、乗用車を中心に、乗車中の快適性を向上させることも検討されており、特に、走行中の振動や騒音を低減する試みが進められている。 On the other hand, improvement of comfort during riding has been studied mainly for passenger cars, and in particular, attempts have been made to reduce vibration and noise during traveling.
騒音の低減には、騒音の主たる発生源である動力源の周囲に、吸音材を配設することが従来から行われてきた。 In order to reduce noise, it has been conventionally performed to arrange a sound absorbing material around a power source that is a main source of noise.
特許文献1には、多数の貫通穴を有するエンボス板を、所定の間隔を設けて、車体パネルの内側に取り付け、エンボス板と車体パネルの間に空気層を形成し、さらに、エンボス板の内側に多孔質の吸音材を取り付けた吸音パネルが開示されている。
In
特許文献2には、多孔質材からなる吸音材本体に表皮材及びフィルム材を積層して形成された吸音材に、プレス加工によって凹部として形成された容積室と、この容積室に連通し、吸音材の音源側に開口する穴として形成された直管部とからなるヘルムホルツ型共鳴器構造が形成されると共に、容積室と直管部の表面に多孔質材を被覆して通気を遮断するフィルム材が装着された吸音パネルが開示されている。
In
非特許文献1には、電気掃除機から発生する音の、4800Hzと9600Hzの周波数成分を吸音する、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する音響フィルタが開示されている。
Non-Patent
しかしながら、特許文献1に開示された吸音パネルは、多数の貫通穴を有するエンボス板を、所定の間隔を設けて、車体パネルの内側に取り付けることで、エンボス板と車体パネルの間に空気層を形成して吸音するものであることから、空気層を設ける分だけ、乗車空間が狭くなるという問題があった。
However, the sound-absorbing panel disclosed in
また、エンボス板の音源側に多孔質の吸音材を取り付けるため、内燃機関搭載車では吸音材分のコスト増加を招き、特定の高い周波数を発音する電動機や制御装置を搭載する電気自動車では、その特定の周波数の静音化のために周波数特性が緩慢な吸音材を結果的に多量に使用し、車両の重量増加も招いていた。 In addition, since the porous sound absorbing material is attached to the sound source side of the embossed plate, the cost of the sound absorbing material is increased in a vehicle equipped with an internal combustion engine, and in an electric vehicle equipped with an electric motor or control device that generates a specific high frequency, As a result, a large amount of sound-absorbing material having a slow frequency characteristic is used to silence a specific frequency, resulting in an increase in the weight of the vehicle.
特許文献2に開示された吸音パネルは、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する吸音パネルであるが、ヘルムホルツ型共鳴器構造特有の、容積室の開口部を、多孔質材に連通穴を設け、その連通穴の内側にフィルムを被覆して、連通穴の内径を保護する構造となっていることから、多孔質材の経年変化により、連通穴の内径の寸法が変化し、その結果、吸音する周波数成分が変化してしまうという問題があった。
The sound absorbing panel disclosed in
多孔質材が経年変化しても、吸音する周波数成分の変化を小さくするには、開口部の内径を大きくすることが有効であるが、それに伴い、容積室本体も大きくなるため、吸音パネルの厚さが増大し、乗車空間が狭くなるという問題があった。 Even if the porous material changes with time, it is effective to increase the inner diameter of the opening in order to reduce the change in the frequency component that absorbs sound. There was a problem that the thickness increased and the boarding space became narrow.
また、容積室本体を大きくすることは、多孔質材の厚さが増大する、即ち、多孔質材の使用量が増加することから、コスト増加も招いていた。 In addition, increasing the volume chamber body increases the thickness of the porous material, that is, increases the amount of the porous material used, leading to an increase in cost.
そして、特許文献1及び特許文献2に開示される吸音パネルは、主として、内燃機関から発生する音を吸音することを対象としているが、次世代自動車として注目されている電気自動車では、バッテリーの容量等の問題から、走行距離を延ばすために、軽量化要求が更に厳しく、吸音部材の見直しが進められつつある。
The sound absorption panels disclosed in
また、非特許文献1に開示された音響フィルタは、電機掃除機に搭載された電動機の回転に伴って回転するファンの羽通過周波数音、即ち、電動機の回転数600Hzにファンの枚数である8を乗じた4800Hzと、その2次成分音である9600Hzにピークをもつ音を吸音するものである。
In addition, the acoustic filter disclosed in Non-Patent
したがって、非特許文献1に開示された音響フィルタは、電動機や制御装置そのものから発生する音とは異なる周波数成分を吸音するものである。
Therefore, the acoustic filter disclosed in Non-Patent
さらに、特許文献1及び特許文献2で開示された吸音パネル、そして、非特許文献1で開示された音響フィルタは、主として吸音効果のみで、制振効果は、ほとんど期待できない。
Furthermore, the sound absorbing panels disclosed in
そして、電動機や制御装置から発生する音は空気伝播による音響放射だけでなく、その支持部を介して構造体であるパネルに固体伝播し、そのパネルから音響放射するため、例えば、電動機や制御装置が電気自動車に使用される場合には、吸音と同時に、パネルの制振も課題となることが多い。 The sound generated from the motor and the control device is not only acoustically radiated by air propagation, but also solidly propagates to the panel that is the structure through the support portion and radiates acoustically from the panel. When used in an electric vehicle, vibration control of the panel is often a problem simultaneously with sound absorption.
本発明は、騒音の発生源周囲に配置して使用する、吸音効果と制振効果を併せ持つ、吸音性を有する積層鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laminated steel sheet having a sound absorbing property, which has both a sound absorbing effect and a vibration damping effect, and a method for producing the same, which are arranged around a noise generation source.
本発明者らは、上記の実情に鑑み、内燃機関から発生する音と、電動機及び電動機の制御装置から発生する音の両方について調査した。 In view of the above circumstances, the present inventors investigated both the sound generated from the internal combustion engine and the sound generated from the electric motor and the motor control device.
その結果、図6に示すように、高速走行時において、内燃機関からは、広い周波数帯域を有する音が発生しているのに対し、電動機及び電動機の制御装置からは、単一、又は、2つの特定の周波数にピークをもつ音が発生していることが判明した。 As a result, as shown in FIG. 6, during high speed running, the internal combustion engine generates a sound having a wide frequency band, whereas the motor and the motor control device are single or 2 It was found that there was a sound with a peak at one particular frequency.
また、この単一、又は、2つの特定の周波数にピークをもつ音は、3〜7kHzの範囲に周波数のピークがあり、車速や負荷等の走行状態の変化で、ピークの大きさ(強さ)は変化するものの、ピークの周波数は変化しないことも併せて判明した。 In addition, the sound having a peak at a single or two specific frequencies has a frequency peak in the range of 3 to 7 kHz, and the magnitude (intensity) of the peak due to changes in the running state such as vehicle speed and load. ) Changed, but the peak frequency did not change.
そこで、本発明者らは、電動機及び電動機の制御装置の周囲に取り付ける吸音パネルとしては、特定の周波数成分を吸音することができる吸音パネルであればよいことを見出した。 Therefore, the present inventors have found that the sound absorbing panel attached around the motor and the motor control device may be a sound absorbing panel capable of absorbing a specific frequency component.
そして、特定の周波数成分の吸音であれば、広い範囲の周波数の音を吸音する多孔質の吸音材を使用せずとも、一対の鋼板で、樹脂板を挟み込んだ、積層構造を有する積層鋼板に、ヘルムホルツ型共鳴器構造を構成すればよいことを着想し、その際には、特定周波数成分の音を吸音すると同時に、電動機から発生する振動も吸収することができることを知見した。 And if it is sound absorption of a specific frequency component, without using a porous sound absorbing material that absorbs sound in a wide range of frequencies, a laminated steel plate having a laminated structure with a resin plate sandwiched between a pair of steel plates It was conceived that a Helmholtz resonator structure should be constructed, and in that case, it was found that the vibration generated from the electric motor can be absorbed simultaneously with absorbing the sound of the specific frequency component.
本発明は、上記の知見に基づきなされたもので、その要旨は次の通りである。 The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
(1)電動機及び電動機の制御装置の周囲に取り付ける吸音パネルとして使用する構造用積層鋼板であって、一方の鋼板と他方の鋼板とからなる一対の鋼板で、樹脂板を挟み込んだ、積層構造を有する制振鋼板において、
前記樹脂板が、複数の貫通穴を有し、該貫通穴と前記一対の鋼板とが、複数の容積室を形成し、
前記複数の容積室の一部又は全部で、前記一方の鋼板が、前記複数の貫通穴よりも小さい、複数の小貫通穴を有し、
前記複数の容積室の一部又は全部が、前記複数の小貫通穴を介して、前記一方の鋼板の、前記樹脂板と反対側の空間と連通し、
前記積層構造が、前記小貫通穴側に存在する音源から発生する音のうち、3〜7kHzの特定周波数成分を吸音するヘルムホルツ型共鳴器構造を有することを特徴とする、吸音性を有する構造用積層鋼板。
(1) A structural laminated steel plate used as a sound-absorbing panel to be mounted around an electric motor and an electric motor control device, and having a laminated structure in which a resin plate is sandwiched between a pair of steel plates composed of one steel plate and the other steel plate. In the damping steel plate that has
The resin plate has a plurality of through holes, and the through holes and the pair of steel plates form a plurality of volume chambers,
In one or all of the plurality of volume chambers, the one steel plate has a plurality of small through holes smaller than the plurality of through holes,
A part or all of the plurality of volume chambers communicates with the space on the opposite side of the one steel plate through the plurality of small through holes,
The laminated structure has a Helmholtz type resonator structure that absorbs a specific frequency component of 3 to 7 kHz among sounds generated from a sound source existing on the small through hole side. Laminated steel sheet.
(2)電動機及び電動機の制御装置の周囲に取り付ける吸音パネルとして使用する構造用積層鋼板であって、一方の鋼板と他方の鋼板とからなる一対の鋼板で、樹脂板を挟んだ、積層構造を有する制振鋼板の製造方法において、
前記樹脂板に、穴あけ加工を施して、複数の貫通穴を配設する工程と、
前記一方の鋼板に、穴あけ加工を施して、前記複数の貫通穴よりも小さい、複数の小貫通穴を配設する工程と、
前記複数の貫通穴と、前記複数の小貫通穴を重ね合わせつつ、前記樹脂板を、前記一対の鋼板で挟み込み、前記貫通穴の内側と、前記一対の鋼板とで、容積室を形成するとともに、前記小貫通穴で、前記容積室を、前記一方の鋼板の、前記樹脂板と反対側の空間へ開口させ、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する積層体を形成する工程と、
前記積層体を所定の長さに切断し、積層体切板を形成する工程と、
前記積層体切板を加熱して、前記樹脂板を硬化させ、前記樹脂板と前記一対の鋼板とを貼り合わせる工程と
を有することを特徴とする、前記(1)に記載の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法。
( 2 ) A structural laminated steel plate used as a sound absorbing panel to be mounted around an electric motor and a motor control device, wherein the laminated structure has a resin plate sandwiched between a pair of steel plates composed of one steel plate and the other steel plate. In the manufacturing method of the damping steel plate having,
The resin plate is subjected to a drilling process to dispose a plurality of through holes;
The one steel plate is subjected to a drilling process, and is provided with a plurality of small through holes smaller than the plurality of through holes;
While superposing the plurality of through holes and the plurality of small through holes, the resin plate is sandwiched between the pair of steel plates, and a volume chamber is formed by the inside of the through holes and the pair of steel plates. Opening the volume chamber to the space on the opposite side of the one steel plate with the small through hole to form a laminate having a Helmholtz resonator structure;
Cutting the laminate to a predetermined length to form a laminate cut plate;
Heating said laminate switching plate, curing the resin plate, and having a step of bonding the pair of steel plate and the resin plate, having a sound absorbing property according to (1) Manufacturing method of structural laminated steel sheet.
本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板によれば、吸音のための空間を多く必要とせず、また、多孔質の吸音材を多量に使用することなく、騒音の発生源周囲に本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板を配置して、特定周波数成分の音を吸音することができる。 According to the structural laminated steel sheet having a sound absorbing property of the present invention, a large space for sound absorption is not required, and a large amount of porous sound absorbing material is not used. A structural laminated steel sheet having sound absorption can be arranged to absorb sound of a specific frequency component.
本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板を、電動機を動力源とする車両、例えば、電気自動車に使用した場合、吸音のための空間を多く必要としないことから、乗車空間を狭めず、また、多孔質の吸音材を多量に取り付けないことから、車両の重量を増加させることなく、吸音を達成することができる。 When the structural laminated steel sheet having sound absorption characteristics of the present invention is used in a vehicle using an electric motor as a power source, for example, an electric vehicle, a large space for sound absorption is not required, so that the boarding space is not reduced. Since a large amount of porous sound-absorbing material is not attached, sound absorption can be achieved without increasing the weight of the vehicle.
そして、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板は、電動機及び電動機の制御装置から発生する、高周波域にピークをもつ騒音を吸音する際に有用である。 The structural laminated steel sheet having sound absorbing properties of the present invention is useful for absorbing noise having a peak in a high frequency range, which is generated from an electric motor and a motor control device.
さらに、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法によれば、多孔質の吸音材を多量に使用しないことから、多孔質の吸音材の材料費が不要なことはもちろん、多孔質の吸音材を部材に取り付ける工数も不要であることから、積層構造による制振性と吸音性を兼ね備える、吸音性を有する構造用積層鋼板を安価に得ることができる。 Furthermore, according to the method for producing a structural laminated steel sheet having sound absorbing properties of the present invention, since a large amount of porous sound absorbing material is not used, the material cost of the porous sound absorbing material is not necessary, Since the man-hour for attaching the sound absorbing material to the member is not necessary, a structural laminated steel sheet having sound absorbing properties and having vibration damping properties and sound absorbing properties by the laminated structure can be obtained at low cost.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の第1実施形態を示し、図1(a)は正面図、図1(b)は図1(a)のA−Aに沿う断面図である。図1中の符号1は、吸音・制振パネルを示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B show a first embodiment of a structural laminated steel sheet having sound absorption characteristics according to the present invention, FIG. 1A is a front view, and FIG. 1B is a cross section taken along A-A in FIG. FIG.
吸音・制振パネル1は、一方の鋼板10、樹脂板20、他方の鋼板30を有し、一方の鋼板10と、他方の鋼板30とからなる一対の鋼板40で、樹脂板20を挟み込み、積層構造をなしている。
The sound absorbing / damping
一方の鋼板10、及び、他方の鋼板30の材質に、特に制限はなく、適宜選択することができ、一方の鋼板10と、他方の鋼板30の材質を同一にする必要はない。
There is no restriction | limiting in particular in the material of one
樹脂板20の材質は、熱硬化性樹脂であれば、いずれも使用することができる。樹脂板20の好適材質については、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法の説明で詳述する。
Any material can be used for the
樹脂板20は、複数の貫通穴25を有し、一方の鋼板10は、貫通穴25よりも小さい、小貫通穴15を有する。
The
貫通穴25は、樹脂板20への穴あけ加工のしやすさから、図1に示すように、円筒形状が好ましいが、貫通穴であれば特に制限はなく、例えば、四角柱穴等でもよい。小貫通穴15についても同様である。
The through
一方の鋼板10と他方の鋼板30とからなる一対の鋼板40で、樹脂板20を挟み込み、貫通穴25と、一対の鋼板40とで、容積室45を形成する。
The
小貫通穴15、及び、容積室45は、図1(a)に示すように、中心間距離P1で等間隔(ピッチP1)に配置されるが、必ずしも等間隔で配置される必要はない。
As shown in FIG. 1A, the small through
小貫通穴15は、容積室45よりも小さく、かつ、容積室45は、小貫通穴15を介して、一方の鋼板10に対して樹脂板20と反対側の空間(図1において、一方の鋼板10の上側の空間)と連通し、ヘルムホルツ型共鳴器構造を形成している必要がある。
The small through-
なお、小貫通穴15の中心軸と、容積室45の中心軸とは、一致していることが好ましいが、必ずしも一致していなくてもよい。
The center axis of the small through
また、小貫通穴15と、容積室45が、円筒形状以外の場合には、それぞれの幾何学中心軸が一致していることが好ましいが、必ずしも一致していなくてもよい。
In addition, when the small through
ただし、吸音・制振パネル1を使用する際には、騒音源を、小貫通穴15側にすることが必要である。騒音源が、小貫通穴15側に存在しないと、小貫通穴15と容積室45とで構成されるヘルムホルツ型共鳴器が、音源から発生する音で共鳴せず、その結果、騒音源から発生する音を吸音することができない。
However, when the sound absorbing / damping
ここで、ヘルムホルツ型共鳴器における、共鳴周波数について説明する。図2は、ヘルムホルツ型共鳴器を示す説明図である。図2中の符号50は、ヘルムホルツ型共鳴器を示す。
Here, the resonance frequency in the Helmholtz resonator will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a Helmholtz resonator.
ヘルムホルツ型共鳴器50は、体積V0の容積室51(共鳴室)と、直径d、高さhの開口部55で構成される。
The
ヘルムホルツ型共鳴器50の共鳴周波数fは、次の(A)式により求められる。
f=(c/2π)×〔S/{V0×(h+d/2)}〕1/2 ・・・(A)
ただし、S=(πd2)/4、c:音速
The resonance frequency f of the
f = (c / 2π) × [S / {V 0 × (h + d / 2)}] 1/2 (A)
Where S = (πd 2 ) / 4, c: speed of sound
つまり、容積室51の体積V0、及び、開口部55の直径d、高さhを変えることで、共鳴周波数fを任意に設定でき、音源56から発せられる音の周波数のうち、任意の共鳴周波数成分を吸音することができる。
That is, the resonance frequency f can be arbitrarily set by changing the volume V 0 of the
図2に示したヘルムホルツ型共鳴器は、上記第1実施形態の吸音・制振パネル1では、一対の鋼板40で樹脂板20を挟み込んだ積層構造に、以下に示すように構成される。
The Helmholtz resonator shown in FIG. 2 is configured as follows in a laminated structure in which the
図3は、吸音・制振パネル1おけるヘルムホルツ型共鳴器構造を示し、図3(a)は正面図、図3(b)は縦断面図である。
3 shows a Helmholtz resonator structure in the sound absorbing / damping
図3に示すように、容積室51は容積室45に、開口部55は小貫通穴15に相当する。小貫通穴15の直径をd1、一方の鋼板10の板厚をt1、樹脂板20の板厚をt2、貫通穴25の直径をd2としたとき、制振・吸音パネル1の共鳴周波数f1は、上記(A)式から、次の通り求めることができる。
f1=(c/2π)×〔S/{V0×(t1+d1/2)}〕1/2 ・・・(B)
ただし、S=(πd1 2)/4、V0=πt2×(d2/2)2、c:音速
As shown in FIG. 3, the
f 1 = (c / 2π) × [S / {V 0 × (t 1 +
However, S = (πd 1 2) / 4,
小貫通穴15の直径:d1、及び/又は、一方の鋼板10の板厚:t1を適宜選択、即ち、小貫通穴15の大きさ(直径及び高さ)を適宜選択することで、吸音・制振パネル1の共鳴周波数f1を任意に設定でき、任意の周波数f1の成分を吸音することができる。
By appropriately selecting the diameter: d 1 of the small through-
また、貫通穴25の直径:d2、及び/又は、樹脂板20の板厚:t2を適宜選択、即ち、容積室45の容積V0を適宜選択することで、制振・吸音パネル1の共鳴周波数f1を任意に設定でき、任意の周波数f1の成分を吸音することができる。
Further, by appropriately selecting the diameter: d 2 of the through
そして、小貫通穴15の大きさ(直径及び高さ)と、容積室45の容積V0の両方を適宜選択して、制振・吸音パネル1の共鳴周波数f1を任意に設定し、任意の周波数f1の成分を吸音することもできる。
Then, both the size (diameter and height) of the small through-
電動機及び電動機の制御装置から発生する音は、前述したように、特定の周波数にピークをもつ音であるから、その特定のピーク周波数と共鳴周波数f1とが同じになるように、d1、d2、t1、t2を適宜選択することで、電動機及び電動機の制御装置周辺に取り付けるのに好適な、特定の周波数成分を吸音する、吸音・制振パネル1を得られる。
Since the sound generated from the motor and the motor control device is a sound having a peak at a specific frequency as described above, the specific peak frequency and the resonance frequency f 1 are the same so that d 1 , By appropriately selecting d 2 , t 1 , and t 2, it is possible to obtain the sound absorption /
電動機及び電動機の制御装置から発生する音は、3〜7kHzの高周波数域にピークをもつことが多いため、電動機及び電動機の制御装置周辺に取り付ける吸音・制振パネルとしては、共鳴周波数f1は、3〜7kHzの範囲で設定することが好ましい。 The sound generated from the motor and the motor control device often has a peak in the high frequency range of 3 to 7 kHz. Therefore, as a sound absorption / vibration panel attached around the motor and the motor control device, the resonance frequency f 1 is , Preferably in the range of 3 to 7 kHz.
共鳴周波数f1の周波数成分を吸音する能力(以下、「吸音率」という)は、吸音・制振パネル1の設置される位置が、音源から同じ距離であれば、小貫通穴15を介して、音源が存在している空間の側に連通している容積室45の数で決まり、この連通している容積室45の数が多いほど、吸音・制振パネル1の吸音率は大きい。
The ability to absorb the frequency component of the resonance frequency f 1 (hereinafter referred to as “sound absorption rate”) is determined through the small through
吸音・制振パネル1の大きさが同一の場合、図1に示す、中心間距離P1が短いほど、連通している容積室45の数が多くなり、制振・吸音パネル1の吸音率は高くなる。
If the size of the sound absorbing and
すべての容積室45が、音源の存在している空間に連通していることは、吸音率の向上の観点からは好ましい。
It is preferable from the viewpoint of improving the sound absorption rate that all the
吸音したい周波数成分のレベルが小さい場合には、一方の鋼板10に配設する小貫通穴15の数を少なくして、一部の容積室45のみ、小貫通穴15を介して騒音源が存在している空間に連通するようにしてもよい。この場合、騒音源が存在している空間に連通していない容積室45は、吸音には寄与しないことはもちろんであるが、吸音・制振パネル1の軽量化には寄与する。
When the level of the frequency component to be absorbed is small, the number of small through
ところで、他方の鋼板30の板厚t3は、上記(B)式中にないことから、他方の鋼板30の板厚t3は、吸音・制振パネル1の吸音率には影響しないが、樹脂板20を中間層として構成することによる制振性と、鋼板10と鋼板30の高密度の二層による遮音性は、通常の1枚の鋼板よりも優れている。
Incidentally, the thickness t 3 of the
これらの特性を勘案し吸音・制振パネル1は、制振性と遮音性に優れた構造用部材として用いることができる。
Considering these characteristics, the sound absorbing / damping
そして、一方の鋼板10と、他方の鋼板30とからなる一対の鋼板40が、樹脂板20を挟み込んだ積層構造を有することから、吸音・制振パネル1に振動が加わったとき、容積室45以外の部分の樹脂板20は、振動エネルギーを熱エネルギーに変換することから、この吸音・制振パネル1は、制振材として機能する。
Since the pair of
次に本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の第2実施形態について説明する。図4は、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の第2実施形態である複数周波数吸音・制振パネルの正面図である。図4中の符号2は、複数周波数吸音・制振パネルを示す。なお、ここでいう複数周波数吸音とは、複数の周波数成分を吸音することを意味するものとする。
Next, a second embodiment of the structural laminated steel sheet having sound absorbing properties of the present invention will be described. FIG. 4 is a front view of a multi-frequency sound absorbing / damping panel as a second embodiment of the structural laminated steel sheet having sound absorbing properties of the present invention.
複数周波数吸音・制振パネル2は、一方の鋼板10、小貫通穴15、樹脂板20、貫通穴25、他方の鋼板30、容積室45を有する点で、上記第1実施形態の吸音・制振パネル1と共通している。なお、小貫通穴15及び貫通穴20が、中心間距離P1で配設されている点も共通である。
The multi-frequency sound absorbing / damping
複数周波数吸音・制振パネル2は、直径d1 *の小貫通穴16、直径d2 *の貫通穴26を新たに有する点で、吸音・制振パネル1と異なる。なお、複数周波数吸音・制振パネル2の、小貫通穴16及び貫通穴26は、中心間距離P2(ピッチP2)で配設される。以下は、この異なる点について説明する。
Multiple frequency sound absorbing and
小貫通穴16と貫通穴26とで構成するヘルムホルツ型共鳴器構造の共鳴周波数f2は、上記(A)式から、次の通り求めることができる。
f2=(c/2π)×〔S/{V0×(t1+d1 */2)}〕1/2 ・・・(C)
ただし、S={π(d1 *)2}/4、V0=πt2×(d2 */2)2、c:音速
Resonance frequency f 2 of the Helmholtz resonator structure composed of a small through-
f 2 = (c / 2π) × [S / {V 0 × (t 1 + d 1 * / 2)}] 1/2 (C)
Where S = {π (d 1 * ) 2 } / 4, V 0 = πt 2 × (d 2 * / 2) 2 , c: speed of sound
複数周波数吸音・制振パネル2は、小貫通穴15と貫通穴25とで構成されるヘルムホルツ型共鳴器で、周波数f1の成分を吸音するとともに、小貫通穴16と貫通穴26とで構成されるヘルムホルツ共鳴器で、周波数f2の成分を吸音する。
The multi-frequency sound absorbing / damping
複数周波数吸音・制振パネル2は、2つの周波数f1、f2の成分を吸音するパネルであるが、小貫通穴15、16、及び、貫通穴25、26とは異なる直径を有する小貫通穴及び貫通穴をパネルに配設すれば、3以上の周波数成分を吸音する複数周波数吸音・制振パネルを得ることができる。
The multi-frequency sound absorbing / damping
電動機及び電動機の制御装置は、2以上の周波数にピークをもつ音を発生する場合もあるため、製品・複数周波数吸音パネル2は、電動機及び電動機の制御装置周辺に取り付けて吸音するのに好適である。
Since the motor and the motor control device may generate a sound having a peak at two or more frequencies, the product / multi-frequency
次に、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法を、上記第1実施形態である吸音・制振パネル1を例に説明する。
Next, the manufacturing method of the structural laminated steel sheet having sound absorbing properties according to the present invention will be described by taking the sound absorbing / damping
図5は、吸音・制振パネル1の製造方法を説明する模式的縦断面図である。
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a method of manufacturing the sound absorbing / damping
樹脂板20は、穴あけ加工が施され、複数の貫通穴25が配設される。吸音・制振パネル1の場合、貫通穴25は、中心距離間隔P1毎に配設される。
The
樹脂板20の穴あけ加工方法は、常法によれば良く、特に制限はない。例えば、打ち抜き加工などである。
The method for drilling the
また、一方の鋼板10も、穴あけ加工が施され、複数の小貫通穴15が配設される。小貫通穴15も、中心距離間隔P1毎に配設される。
One
一方の鋼板10の穴あけ加工方法は、常法によれば良く、特に制限はない。例えば、ドリル加工や、打ち抜き加工やレーザー加工やエッチングなどであるが、共鳴周波数f1は、小貫通穴15の直径d1の加工精度に大きく影響するため、加工精度の高いドリル加工やレーザー加工が好ましい。
The drilling method of one
また、小貫通穴15は、鋼板に加工を施して配設されるため、小貫通穴15を小口径、かつ、高精度とするのに都合がよい。小口径にすることで、共鳴周波数f1を高く設定することができ、高精度にすることで、共鳴周波数f1の誤差が少ない。
Further, since the small through
したがって、高周波域にピークがある場合が多く、そして、そのピークの幅がせまい音を発生する、電動機及び電動機の制御装置用の吸音・制振パネル1を製造するのに好都合である。
Therefore, there are many cases where there is a peak in the high frequency range, and it is convenient to manufacture the sound absorbing / damping
これに比べて、例えば、特許文献2の吸音パネルの場合、本発明における小貫通穴15に相当する穴は、多孔質材に配設されるため、小口径、かつ、高精度の穴を配設することが難しいことから、高周波域にピークがあり、そのピークの幅がせまい音を発生する、電動機及び電動機の制御装置に適用する吸音パネルを製造することは難しい。
On the other hand, for example, in the case of the sound absorbing panel of
複数の貫通穴25を配設された樹脂板20は、図5(a)に示すように、ローラ70に載置し、搬送されて、次の工程である、積層体を形成する工程に移る。
As shown in FIG. 5A, the
図5(b)は、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する積層体を形成する工程を示す、模式的縦断面図である。 FIG. 5B is a schematic longitudinal sectional view showing a process of forming a laminated body having a Helmholtz resonator structure.
図5(b)に示すように、樹脂板20の搬送中に、貫通穴25の位置が、位置検出手段71aで検出される。また、位置検出手段71bで、一方の鋼板10に配設された小貫通穴26の位置が検出される。
As shown in FIG. 5 (b), the position of the through
これら、貫通穴25の位置情報と、小貫通穴15の位置情報とが、図示しない制御演算装置に入力・演算され、制御演算装置からの出力結果に基づき、貫通穴25と、小貫通穴15とを重ね合わせつつ、一方の鋼板10と、他方の鋼板30とに挟まれた樹脂板20が、一対の圧着ロール72の間に送られ、一方の鋼板10と、樹脂板20と、他方の鋼板30とが圧着され、積層体が形成される。
The position information of the through
積層体には、樹脂板20に配設された貫通穴25と、一方の鋼板10と他方の鋼板30とからなる一対の鋼板40とで、容積室45が形成されるとともに、小貫通穴15で、容積室45は、前記一方の鋼板10に対して樹脂板20と反対側の空間(図5(b)において、一方の鋼板10の上側の空間)へ開口される。この開口により、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する積層体を形成することができる。
In the laminate, a
なお、貫通穴25と、小貫通穴15との重ね合わせにおいて、小貫通穴15が、対向する貫通穴25に対して、完全に重なっていることが必要である。
In addition, in the superposition of the through
言い換えると、小貫通穴15の少なくとも一部が、樹脂板20の貫通穴25が配設されていない部分に、重なり合っていないことが必要である。
In other words, it is necessary that at least a part of the small through
小貫通穴15の少なくとも一部が、樹脂板20の貫通穴25が配設されていない部分に重なり合っていると、小貫通穴15の一部が塞がれ、小貫通穴15の直径が、上記(B)式のd1とは違うものとなり、その結果、共鳴周波数f1も違うものとなり、所望の周波数成分を吸音することができない。
When at least a part of the small through
また、小貫通穴15と貫通穴25とが、全く重なり合っていない場合には、容積室45に開口部がないことになり、ヘルムホルツ型共鳴器構造が得られないので、吸音効果を得ることはできない。
In addition, when the small through
貫通穴25の中心軸と、小貫通穴15の中心軸とは、一致していることが好ましいが、上記の重なり合いの条件を満たせば、貫通穴25の中心軸と、小貫通穴15の中心軸とは、必ずしも一致していなくてもよい。
The center axis of the through
本実施形態では、圧着ロールを用いて積層体を形成する方法を例示したが、上記の重なり合いの条件を満足して、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する積層体が得られれば、他の方法を用いてもよく、例えば、プレス成形機を用いて圧着する方法などがある。 In the present embodiment, the method of forming a laminate using a pressure roll is illustrated, but other methods may be used if a laminate having a Helmholtz resonator structure is obtained while satisfying the above overlapping conditions. For example, there is a method of pressure bonding using a press molding machine.
積層体は、所定の長さに、切断手段74で切断され、積層体切板80が形成される。切断手段74に、特に制限はないが、例えば、シャーリング装置などがある。
The laminate is cut to a predetermined length by the cutting means 74, and the
積層体切板80は、熱硬化性樹脂からなる樹脂板20を有し、次の工程で、積層体切板80が加熱され、樹脂板20は硬化する。
The
熱硬化性樹脂の種類は、貫通穴25の穴加工性と、樹脂板20の熱硬化前後両方における、一対の鋼板40と樹脂板20との結合力を考慮して決定すれば良く、特に制限はない。
The type of the thermosetting resin may be determined in consideration of the bondability between the pair of
図5(c)は、積層体切板80を加熱して、樹脂板20を硬化させ、樹脂板20と一対の鋼板40とを貼り合わせる工程を示す、模式的縦断面図である。
FIG. 5C is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a process of heating the
積層体切板80は、図5(c)に示すように、加熱炉76に装入されて、樹脂板20を熱硬化させ、一対の鋼板40と樹脂板20との間の結合力を強固なものとして、貼り合わせる。
As shown in FIG. 5 (c), the laminated
本実施形態では、加熱手段として加熱炉76を使用したが、これに限られるものではない。例えば、赤外線装置を使用して、一方の鋼板10及び他方の鋼板30に赤外線を照射し、赤外線照射で加熱された、一方の鋼板10及び他方の鋼板30の熱で、樹脂板20を熱硬化させてもよい。
In the present embodiment, the
なお、熱硬化が終了するまでは、積層体切板80を、屈曲等させることは好ましくない。熱硬化前の積層体切板80は、一対の鋼板40と樹脂板20との結合力が強固でなく、屈曲等により、小貫通穴15と貫通穴25との間の位置関係に狂いが生じてしまうからである。
In addition, it is not preferable to bend the laminated
したがって、積層体切板80の長さは、制振・吸音パネル1の完成品としての大きさを考慮する他に、加熱手段の大きさ(本実施形態の場合には、加熱炉76の大きさ)や、搬送方法などを考慮して、所定の長さを決めることが好ましい。
Therefore, the length of the laminated
以上、吸音・制振パネル1を例に、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法について説明したが、上記第2実施形態の、複数周波数吸音パネル2を製造する場合には、貫通穴15及び小貫通穴25とは異なる直径の、貫通穴16及び小貫通穴26を配設する工程を加えれば、吸音・制振パネル1と同様に製造すればよい。
As described above, the sound absorbing / damping
次に、本発明を実施例でさらに説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Next, the present invention will be further described with reference to examples. Conditions in the examples are one example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is examples of these one condition. It is not limited to. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.
図1に示した、制振・吸音パネル1と同様の構造を有するパネルを6種類(パネルNo.1〜No.6)、図4に示した、制振・複数周波数吸音パネル2と同様の構造を有するパネルを3種類(パネルNo.7〜No.9)準備した。なお、各パネルとも大きさは、
1400mm×850mmである。
6 types of panels having the same structure as the vibration damping /
1400 mm × 850 mm.
各パネルにおける、一方の鋼板10の板厚t1、樹脂板20の板厚t2、他方の鋼板30の板厚t3、小貫通穴15の直径d1、貫通穴の直径d2、中心間距離P1を、それぞれ表1に示す。なお、パネルNo.7〜No.9については、小貫通穴16の直径d1 *、貫通穴26の直径d2 *、中心間距離P2も、表1にそれぞれ示す。
In each panel, the plate thickness t 1 of one
また、各パネルにおける、小貫通穴15の個数を表2(表1の続き)に示す。すべての小貫通穴15と貫通穴25とは重なり合っているので、小貫通穴15と貫通穴25の個数は同じである。なお、パネルNo.7〜No.9については、小貫通穴16と貫通穴26の個数も示す。小貫通穴16と貫通穴26の個数も同じである。
The number of small through
即ち、小貫通穴15の個数と、小貫通穴16の個数は、各パネルのヘルムホルツ共鳴器の個数を意味する。
That is, the number of small through
また、各パネルの共鳴周波数f1を表2に示す。パネルNo.7〜No.9については、共鳴周波数f2も表2に示す。 Table 2 shows the resonance frequency f 1 of each panel. Panel No. 7-No. For 9, the resonance frequency f 2 are also shown in Table 2.
吸音率の評価は、次の要領で行った。周波数fAの音を発生する音源を残響室に設置し、パネルから1m離し、更に音源の表面からパネルまでφ2.0mmのピアノ線にて接続する。パネルを境に音源と反対の側の無響室で音の大きさを測定し、その音圧の差により騒音低減率を求めた。 The sound absorption rate was evaluated in the following manner. A sound source that generates sound of frequency f A is installed in the reverberation room, separated from the panel by 1 m, and further connected from the surface of the sound source to the panel with a φ2.0 mm piano wire. The loudness was measured in an anechoic room on the opposite side of the panel from the panel, and the noise reduction rate was calculated from the difference in sound pressure.
パネルNo.7〜No.9については、周波数fAの音を発生する音源から同時に、周波数fBの音を発生させて同様に騒音低減率を求めた。 Panel No. 7-No. For 9, at the same time from the sound source for generating a sound of a frequency f A, it was determined noise reduction rate in the same manner by generating a sound of a frequency f B.
なお、比較例として、パネルNo.1〜No.9と同じ大きさで、鋼板厚さを0.8mm(パネルNo.1〜No.9の中で、最も厚いt1+t3が0.8mm)に1.6mm(パネルNo.1〜No.9の中で、最も厚いt2が1.6mm)のポリウレタンフォームを騒音源側に貼り付けたパネルNo.10を製作し、周波数fA、fBの音を発生する音源を設置して同様に騒音低減率を求めた。 As a comparative example, panel no. 1-No. The steel plate thickness is 0.8 mm (the thickest t 1 + t 3 is 0.8 mm among the panels No. 1 to No. 9) and 1.6 mm (panel Nos. 1 to No. 9). in 9, panel thickest t 2 is pasted the polyurethane foam of 1.6mm) to the noise source side No. 10 was manufactured, and a sound source that generates sounds of frequencies f A and f B was installed, and the noise reduction rate was similarly obtained.
結果を表2に併記した。 The results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、発明例であるパネルNo.1〜No.9では、音源の周波数fA、fBに対応する、それぞれの共鳴周波数f1、f2を有するパネルで、ヘルムホルツ型共鳴器の個数(小貫通穴15、16の個数)に応じ、9dB以上の騒音低減率を得られていることが確認できた。
As is apparent from Table 2, the panel No. 1-No. 9 is a panel having respective resonance frequencies f 1 and f 2 corresponding to the frequencies f A and f B of the sound source, and 9 dB or more depending on the number of Helmholtz resonators (number of small through
これに対し、比較例であるパネルNo.10では、音源の周波数fA、fBともに、騒音低減率が8dBに留まっていることを確認できた。 On the other hand, panel No. which is a comparative example. 10, it was confirmed that the noise reduction rate remained at 8 dB for both the frequencies f A and f B of the sound source.
なお、上述したところは、本発明の実施形態を例示したものにすぎず、本発明は、特許請求の範囲の記載範囲内において種々変更を加えることができる。 In addition, the place mentioned above is only what illustrated embodiment of this invention, and this invention can add a various change within the description range of a claim.
例えば、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板に、多孔質の吸音材を取り付けて、内燃機関と電動機の両方を搭載する車両用の吸音・制振パネルとして使用し、多孔質の吸音材で、内燃機関から発生する音を吸音するとともに、電動機及び電動機の制御装置から発生する音の特定周波数成分の一部を吸音し、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板で、多孔質の吸音材では、完全に吸音することができなかった、電動機及び電動機の制御装置から発生する音の特定周波数成分の残存分(周波数が同じで、吸音しきれずに残存している小さい音)を吸音することで、広い周波数帯域の音を、より完全に吸音してもよい。 For example, a porous sound-absorbing material is used as a sound-absorbing / damping panel for a vehicle in which a porous sound-absorbing material is attached to the structural laminated steel sheet having sound-absorbing properties of the present invention and both an internal combustion engine and an electric motor are mounted. In the laminated steel sheet for structural use having the sound absorbing properties of the present invention, the sound absorbing sound generated from the internal combustion engine and a part of the specific frequency component of the sound generated from the motor and the motor control device are absorbed. The sound absorbing material absorbs the remaining part of the specific frequency component of the sound generated from the motor and the motor control device that could not absorb the sound completely (the small sound remaining without being absorbed by the same frequency). By doing so, a sound in a wide frequency band may be absorbed more completely.
前述したように、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板によれば、吸音のための空間を多く必要とせず、また、多孔質の吸音材を使用することなく、音と振動の両方の発生源周囲に本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板を配置して、特定周波数成分の音を吸音すると同時に、振動を吸収することができる。本発明は、工業上、利用価値の高いものである。 As described above, according to the laminated steel sheet for sound absorption of the present invention, a large space for sound absorption is not required, and both sound and vibration are used without using a porous sound absorbing material. The structural laminated steel sheet having sound absorbing properties according to the present invention is arranged around the generation source to absorb the sound of the specific frequency component and simultaneously absorb the vibration. The present invention has high utility value industrially.
また、本発明の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法によれば、多孔質の吸音材を多量に使用しないことから、多孔質の吸音材の材料費が不要なことはもちろん、多孔質の吸音材を部材に取り付ける工数も不要であることから、吸音性と制振性を兼ね備える、吸音性を有する構造用積層鋼板を安価に得ることができ、工業上、顕著な効果を奏することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a structural laminated steel sheet having sound absorption characteristics of the present invention, since a large amount of porous sound absorbing material is not used, the material cost of the porous sound absorbing material is not necessary. Since the man-hour for attaching the sound absorbing material to the member is unnecessary, it is possible to obtain a sound-absorbing structural laminated steel sheet having both sound-absorbing properties and vibration-damping properties at a low cost, and there is an industrially significant effect. it can.
1 吸音・制振パネル
2 複数周波数吸音・制振パネル
10 一方の鋼板
15、16 小貫通穴
20 樹脂板
25、26 貫通穴
30 他方の鋼板
40 一対の鋼板
45 容積室
50 ヘルムホルツ型共鳴器
51 容積室
55 開口部
56 音源
70 ローラ
71a、71b 位置検出手段
72 圧着ロール
74 切断手段
76 加熱炉
80 積層体切板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記樹脂板が、複数の貫通穴を有し、該貫通穴と前記一対の鋼板とが、複数の容積室を形成し、
前記複数の容積室の一部又は全部で、前記一方の鋼板が、前記複数の貫通穴よりも小さい、複数の小貫通穴を有し、
前記複数の容積室の一部又は全部が、前記複数の小貫通穴を介して、前記一方の鋼板の、前記樹脂板と反対側の空間と連通し、
前記積層構造が、前記小貫通穴側に存在する音源から発生する音のうち、3〜7kHzの特定周波数成分を吸音するヘルムホルツ型共鳴器構造を有することを特徴とする、吸音性を有する構造用積層鋼板。 A laminated laminated steel sheet used as a sound absorbing panel to be mounted around an electric motor and an electric motor control device, and having a laminated structure in which a resin plate is sandwiched between a pair of steel plates composed of one steel plate and the other steel plate In steel plates,
The resin plate has a plurality of through holes, and the through holes and the pair of steel plates form a plurality of volume chambers,
In one or all of the plurality of volume chambers, the one steel plate has a plurality of small through holes smaller than the plurality of through holes,
A part or all of the plurality of volume chambers communicates with the space on the opposite side of the one steel plate through the plurality of small through holes,
The laminated structure has a Helmholtz type resonator structure that absorbs a specific frequency component of 3 to 7 kHz among sounds generated from a sound source existing on the small through hole side. Laminated steel sheet.
前記樹脂板に、穴あけ加工を施して、複数の貫通穴を配設する工程と、
前記一方の鋼板に、穴あけ加工を施して、前記複数の貫通穴よりも小さい、複数の小貫通穴を配設する工程と、
前記複数の貫通穴と、前記複数の小貫通穴を重ね合わせつつ、前記樹脂板を、前記一対の鋼板で挟み込み、前記貫通穴の内側と、前記一対の鋼板とで、容積室を形成するとともに、前記小貫通穴で、前記容積室を、前記一方の鋼板の、前記樹脂板と反対側の空間へ開口させ、ヘルムホルツ型共鳴器構造を有する積層体を形成する工程と、
前記積層体を所定の長さに切断し、積層体切板を形成する工程と、
前記積層体切板を加熱して、前記樹脂板を硬化させ、前記樹脂板と前記一対の鋼板とを貼り合わせる工程と
を有することを特徴とする、請求項1に記載の吸音性を有する構造用積層鋼板の製造方法。 A laminated laminated steel sheet used as a sound absorbing panel to be mounted around an electric motor and an electric motor control device, and having a laminated structure in which a resin plate is sandwiched between a pair of steel plates composed of one steel plate and the other steel plate In the manufacturing method of the steel sheet,
The resin plate is subjected to a drilling process to dispose a plurality of through holes;
The one steel plate is subjected to a drilling process, and is provided with a plurality of small through holes smaller than the plurality of through holes;
While superposing the plurality of through holes and the plurality of small through holes, the resin plate is sandwiched between the pair of steel plates, and a volume chamber is formed by the inside of the through holes and the pair of steel plates. Opening the volume chamber to the space on the opposite side of the one steel plate with the small through hole to form a laminate having a Helmholtz resonator structure;
Cutting the laminate to a predetermined length to form a laminate cut plate;
The structure having sound-absorbing property according to claim 1 , further comprising a step of heating the laminate cut plate, curing the resin plate, and bonding the resin plate and the pair of steel plates. For producing laminated steel sheets for automobiles.
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