JP6165466B2 - 防音構造 - Google Patents

Description

本発明は、防音構造に関する。

従来の防音構造としては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の自動車用フロアカーペットは、マット状素材を押圧成形したものである。

また、その他の防音構造としては、例えば特許文献２に記載のものがある。特許文献２に記載の自動車用フロアカーペットは、密度および素材の異なる緩衝材が複数積層したものである。

特開２００２−２３５２号広報 特開平６−２４７２０２号広報

特許文献１および２に記載の防音構造は、防音材の重量によって遮音性が決定される。従って、高い遮音性を得るためには重い防音材を使用しなければならないため、防音構造は総重量が増加する。
また、遮音性を高めるには通気性の低い素材の防音材を使用しなければならない。しかしながら、通気性の低い防音材を使用した場合、防音構造は吸音性が低くなる。これにより、防音構造によって得られる静粛性が低下するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、防音構造の総重量の増加を抑制でき、吸音性および遮音性を確保できる防音構造を提供することである。

本発明は、防音構造である。この防音構造は、車室内と、車室外あるいはエンジンルームを仕切る防音構造であって、パネルと、前記パネルに対して車室内側に積層された防音材と、前記パネルと前記防音材との間に設けられ、前記パネルに接合されて前記パネルを補強する補強材と、前記パネルと前記補強材との間に形成された空気層と、を備えている。前記防音材は、繊維材、または発泡フォーム材の表面に表皮材を重合した複合材から成り、前記補強材の材質は金属で、板厚：ｔ（ｍｍ）が、０．８≦ｔ≦１．２であり、多数の貫通孔を有する。

本発明では、防音構造の総重量の増加を抑制でき、吸音性および遮音性を確保できる。

本発明の一実施形態に係る防音構造の全体構成を示す斜視図である。 （ａ）は、図１の防音材３の斜視図である。（ｂ）は、図１のパネル２および補強材４の斜視図である。 １／３オクターブ中心周波数と垂直入射吸音率との関係を示すグラフである。 １／３オクターブ中心周波数と遮音性能との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態の防音構造１について図面を参照しつつ説明する。

防音構造１は、図１に示すように、吸音および遮音のためのものである。防音構造１は、例えば自動車に設けられる（自動車以外に設けられてもよい）。防音構造１は、車室内と車室外を仕切る。防音構造１は、例えば、自動車の外部と車室内とを仕切るフロア部に設けられる。また例えば、防音構造１は、エンジンルームと車室内とを仕切るダッシュパネル部等に設けられていても構わない。防音構造１は、パネル２と防音材３と補強材４とを備える。

（パネル）
パネル２は、板状部材である。

（防音材）
防音材３は、パネル２に対して積層される。防音材３は、パネル２よりも車室内側に配置される。防音材３は、パネル２の車室内側に加えて、車室外側にも配置（パネル２に対して積層）されていても構わない。防音材３は、パネル２に取り付けられる。防音材３とパネル２との間は、隙間が存在しても構わない。防音材３の材質は、繊維材や複合材である。繊維材は、例えば、フェルトやグラスウールなどである。複合材は、例えば、発泡ウレタンフォームのような発泡フォーム材の表面に表皮材（ＰＶＣシート、ＥＶＡシートやＥＰＤＭシートなど）を重合したものである。

（補強材）
補強材４は、パネル２を補強するためのものである。補強材４は、パネル２と防音材３との間に配置される。補強材４は、パネル２に接合される。この接合は、例えば溶接などによる。補強材４とパネル２との間には、閉じた又はほぼ閉じた空気層Ｓが形成される（後述する貫通孔５の部分を除く）。すなわち、補強材４とパネル２との間に隙間が形成されるように、補強材４が配置される。補強材４は、パネル２から防音材３側に突出する。補強材４は、パネル２に対する防音材３側（車室内側）に凸な略Ｕ字形状である。なお、補強材４とパネル２との間に空気層Ｓが形成されていれば、補強材４はどのような形状でも構わない。例えば、補強材４は、パネル２に対する防音材３側（車室内側）に凸な球面形状などであっても構わない。補強材４は、防音材３に取り付けられる（取り付けられていなくても構わない）。補強材４は、防音材３に接触する。補強材４と防音材３との間（全体または一部）には、隙間が存在していても構わない。補強材４の板厚：ｔ（ｍｍ）は、０．８≦ｔ≦１．２である。補強材４の材質は、金属である。この金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、または鉄などである。補強材４には、図２（ｂ）に示すように、貫通孔５が設けられる。

貫通孔５は、補強材４に多数設けられる。貫通孔５は、補強材４の全面または一部に設けられる。例えば、貫通孔５は、補強材４を構成する面のうち、パネル２と平行な面に設けられる。貫通孔５の孔径：ｄ（ｍｍ）は、０．７ｔ≦ｄ≦１．３ｔである。ここで、孔径とは、孔の直径である。なお、補強材４の厚さ方向から見たときの貫通孔５の形状が円形以外の場合は、同方向から見たときの貫通孔５（円形以外）の面積と等しい円の直径を「孔径」とする。

（孔径の差異による吸音性の影響評価）
図３は、比較例の防音構造及び防音構造１それぞれについての吸音率（垂直入射吸音率）を示すグラフである。以下の吸音構造について吸音率を調べた。
［微細孔］：貫通孔５が微細孔（孔径１ｍｍ）である防音構造１。
［通常孔］：貫通孔５が通常孔（孔径１０ｍｍ）である防音構造１。
［孔なし］（比較例）：貫通孔５が補強材４にない吸音構造（他の構成は防音構造１と同じである）。
ここで、補強材に設ける貫通孔５の開口率は、０．３％である（［孔なし］を除く）。
［微細孔］と［孔なし］とを比較すると、約４００Ｈｚ以上、且つ、１６００Ｈｚ未満の周波数領域において、［微細孔］の方が［孔なし］より吸音率が大きい。また、［微細孔］と［通常孔］とを比較すると、約６３０Ｈｚ以上、且つ、１６００Ｈｚ未満の周波数領域において、［微細孔］の方が［通常孔］より吸音率が大きい。また、１６００Ｈｚ以上の周波数領域においては、［孔なし］、［通常孔］、［微細孔］それぞれの吸音率の間には、吸音率の差がほぼない。
グラフより、貫通孔５の孔径が小さいほど、低周波数帯域（約１６００Ｈｚ未満）の吸音性が高くなることがわかる。従って、貫通孔５の孔径が小さいほど、吸音性が大きな（例えば垂直入射吸音率が０．３以上の）周波数範囲を広くすることができる。

（開口率の差異による遮音性の影響評価）
図４は、貫通孔５の開口率が０．１％の場合を基準とした、様々な開口率の貫通孔５の遮音性能の差異を示すグラフである。比較した開口率は、０．１％、０．３％、０．５％、１％、１．５％および２％である。それぞれの貫通孔５の孔径は、１ｍｍである。グラフに示す遮音性能の値が小さいほど、開口率が０．１％の場合に比べて遮音性能が低いことを表す。
グラフより、開口率が小さいほど遮音性能が高くなることがわかる。

（作用・効果１）
本実施形態の防音構造１は、図１に示すように、パネル２と、パネル２に対して積層された防音材３と、パネル２と防音材３との間に設けられパネル２に接合された補強材４と空気層Ｓとを備える。

[構成１］空気層Ｓは、パネル２と補強材４との間に形成される。図２（ｂ）に示すように、補強材４は、多数の貫通孔５を有する。

上記の[構成１］により、吸音性が付与される。よって、従来の構造（パネル２と防音材３とを積層し、かつ、貫通孔５および空気層Ｓを設けていない構造）に比べて、吸音性を向上させることができる。その結果、防音構造１の遮音性を向上させる事ができる。これにより、防音材３の吸音性および遮音性を低くしても、上記「従来の構造」と同等以上の吸音性および遮音性を確保することができる。従って、吸音性および遮音性を確保しつつ、軽量で薄型の防音材３を採用することができる。その結果、防音構造１の総重量の増加を抑制できる。これにより、防音構造１が自動車に適用された場合は、この自動車の総重量の増加を抑制することができる。

（作用・効果２）
［構成２］補強材４の板厚：ｔ（ｍｍ）は、０．８≦ｔ≦１．２である。補強材４に設けられる貫通孔５の孔径：ｄ（ｍｍ）は、０．７ｔ≦ｄ≦１．３ｔである。

上述したように、貫通孔５の孔径が小さいほど、低周波数帯域の吸音性が高い。従って、孔径の小さい貫通孔５（上記［構成２］の条件を満たす貫通孔５）を設けることにより、孔径の大きい貫通孔５（ｄ＞１．３ｔの貫通孔）と比べて、低周波数帯域の吸音性を高くすることができる。その結果、吸音性が大きな周波数範囲を広くすることができる。
また、孔径の小さい貫通孔５は、孔径の大きい貫通孔５に比べて振動放射音を低減することができる。従って、孔径の小さい貫通孔５を設けることにより、遮音性を向上させることができる。

（作用・効果３）
［構成３］貫通孔５の開口率は１％以下である。
ここで、上述したように、貫通孔５の開口率が小さいほど、遮音性が高い。従って、上記［構成３］によって、開口率が大きい場合（１％を超える場合）と比べて遮音性を向上させることができる。

（作用・効果４）
［構成４］貫通孔５の開口率は０．３％以下である。
上述したように、貫通孔５の開口率が小さいほど遮音性を高くできる。よって、上記［構成４］により、遮音性をより向上させることができる。

１：防音構造
２：パネル
３：防音材
４：補強材
５：貫通孔
Ｓ：空気層

Claims (4)

1. 車室内と、車室外あるいはエンジンルームを仕切る防音構造であって、
   パネルと、
   前記パネルに対して車室内側に積層された防音材と、
   前記パネルと前記防音材との間に設けられ、前記パネルに接合されて前記パネルを補強する補強材と、
   前記パネルと前記補強材との間に形成された空気層と、
   を備え、
   前記防音材は、繊維材、または発泡フォーム材の表面に表皮材を重合した複合材から成り、
   前記補強材の材質は金属で、板厚：ｔ（ｍｍ）が、０．８≦ｔ≦１．２であり、多数の貫通孔を有することを特徴とする、防音構造。
2. 請求項１に記載の防音構造において、
   前記補強材に設けられる前記貫通孔の孔径：ｄ（ｍｍ）は、０．７ｔ≦ｄ≦１．３ｔであることを特徴とする、防音構造。
3. 請求項１または２に記載の防音構造において、
   前記貫通孔の開口率が１％以下であることを特徴とする、防音構造。
4. 請求項１または２に記載の防音構造において、
   前記貫通孔の開口率が０．３％以下であることを特徴とする、防音構造。

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