JP6916879B2 - Soundproof structures, vehicle parts and automobiles - Google Patents
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Description
本発明は、防音構造体、車両用部品及び自動車に関する。 The present invention relates to soundproof structures, vehicle parts and automobiles.
自動車等の車両は、エンジンなどの動力源を有し、人の操作によって移動できる機械であり、様々な振動や騒音を発生させる。車両内に伝達される音としては、動力源が発する音だけではなく、車両が走行する際に発生するロードノイズ、タイヤパターンノイズ、風切音等の、車両の外で発生する音も含まれる。これらの音が車両内に伝達されてしまうと、人に対して不快感を与えてしまうため、エンジン、エンジンルーム内、内装、ボディ、排気管周辺等において、遮音材・吸音材を用いて防音対策が行われている。 Vehicles such as automobiles are machines that have a power source such as an engine and can be moved by human operation, and generate various vibrations and noises. The sound transmitted to the inside of the vehicle includes not only the sound generated by the power source but also the sound generated outside the vehicle such as road noise, tire pattern noise, wind noise, etc. generated when the vehicle is running. .. If these sounds are transmitted to the inside of the vehicle, it causes discomfort to people. Therefore, soundproofing materials are used in the engine, engine room, interior, body, exhaust pipe area, etc. Measures are being taken.
特許文献1には、発泡成形により成形された柔軟な多孔質発泡体に、一方の面に開口する導入通路と、該導入通路の奥に形成され該導入通路よりも大きな断面積を持つ中空部とからなる多数の共鳴室を有する吸音材が開示されている。
特許文献2には、表面又は裏面に開口部を有する複数個の独立した盲空洞を有する樹脂成形体と吸音材を備え、特定の100Hz〜10kHz共鳴吸音ピーク周波数を有する吸・遮音構造体が開示されている。 Patent Document 2 discloses a sound absorbing / insulating structure comprising a resin molded body having a plurality of independent blind cavities having openings on the front surface or the back surface and a sound absorbing material, and having a specific 100 Hz to 10 kHz resonance sound absorbing peak frequency. Has been done.
しかしながら、自動車の技術改良に伴い、自動車に対する新たな防音対策の必要が生じている。例えば、自動車の燃費向上の方策の一つとして、自動車の重心及び最低地上高を下げることが検討されている。自動車の重心を下げることで車両の安定感及び操作性が向上し、最低地上高を下げることで空気抵抗を低減することができる。しかしながら、自動車の最低地上高が低くなることで、走行時に車両と路面との間を流れる空気の粘性が高まる。そうすると、タイヤパターンノイズ(500〜3000Hzの周波数領域であり、単にパターンノイズともいう)等の走行時に路面から発生する騒音が車体下の周囲に反射・拡散しにくく、車両内に侵入する音の度合いが高くなると推定される。同様の問題は電気自動車でも起こりうる。 However, with the technological improvement of automobiles, there is a need for new soundproofing measures for automobiles. For example, lowering the center of gravity and ground clearance of automobiles is being considered as one of the measures to improve the fuel efficiency of automobiles. By lowering the center of gravity of the vehicle, the stability and operability of the vehicle can be improved, and by lowering the minimum ground clearance, air resistance can be reduced. However, as the minimum ground clearance of the vehicle becomes lower, the viscosity of the air flowing between the vehicle and the road surface during traveling increases. Then, noise generated from the road surface during running, such as tire pattern noise (frequency range of 500 to 3000 Hz, also simply referred to as pattern noise), is difficult to be reflected and diffused to the surroundings under the vehicle body, and the degree of noise entering the vehicle is high. Is estimated to be high. Similar problems can occur in electric vehicles.
従って、自動車の燃費向上の為に自動車の重心及び最低地上高を下げた場合、従来は自動車外に拡散していた騒音が、自動車に乗車している人に伝達されてしまうことが想定される。特に、車両後部、かつ、収容スペースが配置されているラゲッジルーム下部(床下空間)の底部からこれらの騒音が侵入しやすいと考えられる。これらの騒音には人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域の騒音も含まれるため、その対策が求められている。 Therefore, if the center of gravity and ground clearance of a car are lowered in order to improve the fuel efficiency of the car, it is assumed that the noise that was conventionally diffused outside the car will be transmitted to the person in the car. .. In particular, it is considered that these noises are likely to enter from the rear part of the vehicle and the bottom of the lower part of the luggage room (underfloor space) where the accommodation space is arranged. Since these noises include noises in the frequency range of 500 to 2000 Hz, which are unpleasant for humans, countermeasures are required.
ここで、特許文献1に記載された吸音材や特許文献2に記載された樹脂成形体のような、開口を有する部材の開口部を車両を構成する部材に対向させて配置した場合に、人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域の騒音が感じられることがあったが、その原因はよくわかっていなかった。
Here, when the opening of a member having an opening, such as the sound absorbing material described in
本発明は、上記問題点を解決するためになされた発明であり、本発明は、人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域の騒音に対する対策が可能な防音構造体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a soundproof structure capable of taking measures against noise in the frequency range of 500 to 2000 Hz, which is unpleasant for humans. do.
特許文献1や2に記載されていたような部材を車両内に配置した場合に人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域の騒音が感じられる原因についてはよくわかっていなかったが、本発明者らが検討した結果、このような騒音が感じられる場合と感じられない場合があることが経験的には分かってきた。
そして、さらに検討を進めた結果、この騒音の原因が、共振共鳴により共振透過周波数という特定の周波数の音が防音材を抜けて透過してしまう現象によるものと推定した。The cause of the noise in the frequency range of 500 to 2000 Hz, which makes people uncomfortable when the members described in
As a result of further studies, it was presumed that the cause of this noise was a phenomenon in which sound of a specific frequency called the resonance transmission frequency was transmitted through the soundproofing material due to resonance resonance.
そして、本発明者らは、ヘルムホルツ共鳴構造を有する吸音材と、遮音材とを備えた防音構造体において共振透過周波数fを求め、fが500Hz未満となるように防音構造体の設計を行うことにより、人が不快に感じる周波数領域の騒音が感じられなくなり、車両に使用するために適した防音構造体とすることができることを見出した。 Then, the present inventors obtain a resonance transmission frequency f in a soundproof structure provided with a sound absorbing material having a Helmholtz resonance structure and a sound insulating material, and design the soundproof structure so that f is less than 500 Hz. As a result, it has been found that the noise in the frequency range, which is unpleasant for humans, is not felt, and the soundproof structure suitable for use in a vehicle can be obtained.
すなわち、本発明の防音構造体は、非貫通孔を有する吸音材と、
上記吸音材の上記非貫通孔が開口した面に対向して、空気層を隔てて所定距離離間して設けられた遮音材と、からなる防音構造体であって、
上記吸音材の上記非貫通孔は、表面に開口する導入通路と上記導入通路を介して外部と接続される中空部からなるヘルムホルツ共鳴構造を有しており、
上記空気層の厚さをLとし、
上記導入通路の円相当径をd、開口面積をSH、厚さをt3とし、
上記中空部の円相当径をdV、開口面積をSV、体積をV、厚さをt2とし、
上記吸音材の非貫通孔部分以外の材料部分の密度をρm、上記吸音材の厚さTから上記導入通路の厚さt3及び上記中空部の厚さt2を引いた厚さをt1とし、
上記空気層の厚さをL、空気の密度ρ0=0.001293g/cm3、音速C=34000cm/secとし、
t1、t2及びt3がいずれも0.1cm以上5.0cm以下、
dが0.3cm以上3.0cm以下、
dVが0.4cm以上17.1cm以下、
Lが0cmより大きい範囲において、
共振透過周波数f(Hz)について、以下の式(1)が成り立つことを特徴とする。
A soundproof structure comprising a soundproofing material provided with a predetermined distance separated by an air layer so as to face the surface of the sound absorbing material through which the non-penetrating holes are opened.
The non-through hole of the sound absorbing material has a Helmholtz resonance structure composed of an introduction passage opening on the surface and a hollow portion connected to the outside through the introduction passage.
Let L be the thickness of the air layer.
The circle-equivalent diameter of the introduction passage is d, the opening area is SH, and the thickness is t3.
The circle-equivalent diameter of the hollow portion is dV, the opening area is SV, the volume is V, and the thickness is t2.
The density of the material portion other than the non-through hole portion of the sound absorbing material is ρm, and the thickness obtained by subtracting the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion from the thickness T of the sound absorbing material is t1.
The thickness of the air layer is L, the density of air is ρ0 = 0.001293 g / cm 3 , and the speed of sound is C = 34000 cm / sec.
t1, t2 and t3 are all 0.1 cm or more and 5.0 cm or less,
d is 0.3 cm or more and 3.0 cm or less,
dV is 0.4 cm or more and 17.1 cm or less,
In the range where L is larger than 0 cm
The following equation (1) holds for the resonance transmission frequency f (Hz).
本発明の防音構造体は、ヘルムホルツ共鳴構造の非貫通孔の形状、及び、吸音材と遮音材の間の空気層の厚さ等を調整し、共振透過周波数fが500Hz未満になるようにしているため、防音構造体から抜けてくる音の周波数が、人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域から外れる。そのため、人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域の騒音に対する対策が可能な防音構造体となる。 In the soundproof structure of the present invention, the shape of the non-through hole of the Helmholtz resonance structure and the thickness of the air layer between the sound absorbing material and the sound insulating material are adjusted so that the resonance transmission frequency f is less than 500 Hz. Therefore, the frequency of the sound coming out of the soundproof structure deviates from the frequency range of 500 to 2000 Hz, which is unpleasant for humans. Therefore, the soundproof structure can take measures against noise in the frequency range of 500 to 2000 Hz, which makes people uncomfortable.
なお、円相当径とは、導入通路又は中空部を厚さ方向に対して垂直な方向に切断した際の導入通路又は中空部の断面積(開口面積SH又は開口面積SV)を、同面積の真円に置き換えた場合の直径である。導入通路又は中空部の断面形状が真円の場合にはその直径をそのまま円相当径とすればよい。
また、本発明の防音構造体では、吸音材の1つの中空部に同じ形状のn個(nは2以上の自然数)の導入通路が形成されていてもよい。
この場合、吸音材の各導入通路に音が到達すると、各導入通路内の空気は同時に中空部の方へ押されることになる。中空部内の空気は弾性体なので、導入通路内の空気を外に押し出そうとする。
導入通路内の空気を外に押し出そうとする力は、中空部内の空気の体積に依存するが、この場合、1つの導入通路にV/nの体積を有する中空部があるヘルムホルツ共鳴機構がn個あると考えることができる。また、MについてもM/nの質量をもった共鳴機構があると考えることができる。
すなわち、1つの導入通路に対する空気を外に押し出そうとする力は、中空部内の空気の体積を導入通路の数で割った値を基準に、近似的に計算することができる。さらに、同様に、中空部の開口面積SVについてもSV/nとして計算することができる。
つまり、上記式(1)において、V、M、SVをnで割った値として計算することにより、共振透過周波数fを算出することができる。なお、SHは、導入通路1つあたりの面積であるので、nで割ることなく、そのままの値で共振透過周波数fを算出する。
本発明の防音構造体において、吸音材の中空部と当該中空部の開口面とは反対側の面の間の構成材料(すなわち、その厚さがt1で表記される部分)が複数層(n個)からなる場合は、式(1)中のMは、各構成材料の密度ρmk(k=1・・・n nは自然数)、各構成材料の厚さt1k(k=1・・・n nは自然数)とするとき、M=ρm1×t11×SV+ρm2×t12×SV+・・・+ρmn×t1n×SVと計算することができる。
本発明の防音構造体においては、空気の密度および音速は、空気の密度ρ0=0.001293g/cm3、音速C=34000cm/secとして定数として扱う。The equivalent circle diameter is the cross-sectional area (opening area SH or opening area SV) of the introduction passage or hollow portion when the introduction passage or hollow portion is cut in a direction perpendicular to the thickness direction. It is the diameter when replaced with a perfect circle. When the cross-sectional shape of the introduction passage or the hollow portion is a perfect circle, the diameter thereof may be used as it is as the diameter equivalent to the circle.
Further, in the soundproof structure of the present invention, n introduction passages having the same shape (n is a natural number of 2 or more) may be formed in one hollow portion of the sound absorbing material.
In this case, when the sound reaches each introduction passage of the sound absorbing material, the air in each introduction passage is simultaneously pushed toward the hollow portion. Since the air in the hollow part is an elastic body, it tries to push the air in the introduction passage to the outside.
The force that pushes the air out of the introduction passage depends on the volume of air in the hollow portion, in which case the Helmholtz resonance mechanism has a hollow portion with a volume of V / n in one introduction passage. It can be considered that there are n pieces. Further, it can be considered that M also has a resonance mechanism having a mass of M / n.
That is, the force for pushing air out to one introduction passage can be approximately calculated based on the value obtained by dividing the volume of air in the hollow portion by the number of introduction passages. Further, similarly, the opening area SV of the hollow portion can also be calculated as SV / n.
That is, in the above equation (1), the resonance transmission frequency f can be calculated by calculating as a value obtained by dividing V, M, and SV by n. Since SH is the area per introduction passage, the resonance transmission frequency f is calculated as it is without dividing by n.
In the soundproof structure of the present invention, a plurality of layers (n) of the constituent material (that is, the portion whose thickness is represented by t1) between the hollow portion of the sound absorbing material and the surface opposite to the opening surface of the hollow portion are formed. In the case of (1), M in the formula (1) is the density ρmk (k = 1 ... n n is a natural number) of each constituent material and the thickness t1k (k = 1 ... n) of each constituent material. When n is a natural number), it can be calculated as M = ρm1 × t11 × SV + ρm2 × t12 × SV + ... + ρmn × t1n × SV.
In the soundproof structure of the present invention, the air density and the speed of sound are treated as constants with the air density ρ0 = 0.001293 g / cm 3 and the speed of sound C = 34000 cm / sec.
本発明の防音構造体では、上記吸音材が樹脂又は繊維質材料からなることが好ましい。上記樹脂は、発泡樹脂、ゴムなどのエラストマーであることが望ましい。
吸音材が樹脂製であると、軽量化が図りやすいため車両用部品として特に好ましい。
また、樹脂が発泡樹脂であると、その重量をより軽くすることができ、車両用部品とした場合に燃費の向上に寄与することができる。
本発明の防音構造体においては、構成材料は樹脂及び繊維の複合材であってもよい。複合化の方法としては、樹脂と繊維を混合してもよく、樹脂と繊維をブロック状に組み合わせてもよい。In the soundproof structure of the present invention, it is preferable that the sound absorbing material is made of a resin or a fibrous material. The resin is preferably an elastomer such as a foamed resin or rubber.
When the sound absorbing material is made of resin, it is particularly preferable as a vehicle part because it is easy to reduce the weight.
Further, when the resin is a foamed resin, its weight can be made lighter, and it can contribute to the improvement of fuel efficiency when it is used as a vehicle component.
In the soundproof structure of the present invention, the constituent material may be a composite material of resin and fiber. As a method of compounding, the resin and the fiber may be mixed, or the resin and the fiber may be combined in a block shape.
本発明の防音構造体では、上記遮音材が鋼板であることが好ましい。 In the soundproof structure of the present invention, the soundproofing material is preferably a steel plate.
本発明の防音構造体では、式(1)におけるfが50Hzより大きいことが好ましい。 In the soundproof structure of the present invention, it is preferable that f in the formula (1) is larger than 50 Hz.
本発明の車両用部品は、本発明の防音構造体を備えることを特徴とする。
本発明の防音構造体は防音性能に優れるため、車両用部品として優れる。
本発明の防音構造体を備える車両用部品としては、嵩上げ材、仕切り部材、ラゲッジボックス等が挙げられる。The vehicle component of the present invention is characterized by comprising the soundproof structure of the present invention.
Since the soundproof structure of the present invention is excellent in soundproofing performance, it is excellent as a vehicle component.
Examples of vehicle parts provided with the soundproof structure of the present invention include a raising material, a partition member, a luggage box, and the like.
本発明の自動車は、本発明の防音構造体を、上記遮音材を路面方向に向けて配置してなることを特徴とする。
本発明の防音構造体を、遮音材を路面方向に向けて配置することで、路面から伝わるタイヤパターンノイズの騒音が防音構造体を透過して車内に伝わることを防止することができる。The automobile of the present invention is characterized in that the soundproof structure of the present invention is arranged with the soundproofing material facing the road surface direction.
By arranging the sound insulating material of the present invention with the sound insulating material facing the road surface, it is possible to prevent the noise of the tire pattern noise transmitted from the road surface from being transmitted to the inside of the vehicle through the sound insulating structure.
(発明の詳細な説明)
以下、本発明の防音構造体について詳述する。
本発明の防音構造体は、非貫通孔を有する吸音材と、上記吸音材の上記非貫通孔が開口した面に対向して、空気層を隔てて所定距離離間して設けられた遮音材とからなる。(Detailed description of the invention)
Hereinafter, the soundproof structure of the present invention will be described in detail.
The soundproof structure of the present invention includes a sound absorbing material having a non-through hole and a sound insulating material provided so as to face a surface of the sound absorbing material in which the non-through hole is opened and separated by a predetermined distance with an air layer. Consists of.
まず、本発明の防音構造体を構成する吸音材について説明する。
本発明の防音構造体を構成する吸音材は、非貫通孔を有する部材であり、非貫通孔は、表面に開口する導入通路と上記導入通路を介して外部と接続される中空部からなるヘルムホルツ共鳴構造を有している。
非貫通孔の形状の詳細については後で詳細に述べる。First, the sound absorbing material constituting the soundproof structure of the present invention will be described.
The sound absorbing material constituting the soundproof structure of the present invention is a member having a non-through hole, and the non-through hole is a Helmholtz composed of an introduction passage opening on the surface and a hollow portion connected to the outside through the introduction passage. It has a resonance structure.
The details of the shape of the non-through hole will be described in detail later.
本発明の防音構造体を構成する吸音材の非貫通孔部分以外の部分は、樹脂製であることが好ましい。樹脂としては、発泡性樹脂粒子(ビーズ)からなる発泡樹脂、気泡を有する発泡樹脂、繊維、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれかであることが好ましい。
これらのなかでは、発泡樹脂であることがより好ましい。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する樹脂の密度は0.01〜0.5g/cm3である材料であることが好ましく、密度ρmが0.02〜0.1g/cm3であることがさらに望ましい。なお、上記樹脂が発泡樹脂である場合、樹脂の密度は、発泡成形された発泡樹脂の密度を指す。
樹脂の密度が上記範囲内であると、吸音材として必要な強度を得やすい。
一方、樹脂の密度が0.01g/cm3未満であると、吸音材として充分な機械的強度を得られないことがある。また樹脂の密度が0.5g/cm3を超える場合には、吸音材の重量が増加してしまい、車両の軽量化の妨げとなる。
また、本発明の防音構造体における吸音材を構成する樹脂は、発泡性樹脂粒子(ビーズ)からなる発泡樹脂がより望ましい。樹脂が発泡性樹脂粒子(ビーズ)からなる発泡樹脂であると、強度を維持したまま吸音材の重量を軽くすることができ、車両用部品に使用した場合に燃費の向上に寄与することができる。
なお、発泡樹脂は、発泡性樹脂粒子を発泡・成形して得られる。It is preferable that the portion other than the non-through hole portion of the sound absorbing material constituting the soundproof structure of the present invention is made of resin. The resin is preferably any one of a foamed resin composed of foamable resin particles (beads), a foamed resin having bubbles, a fiber, a thermoplastic resin, and a thermosetting resin.
Among these, a foamed resin is more preferable.
The density of the resin constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is preferably 0.01 to 0.5 g / cm 3 , and the density ρm is 0.02 to 0.1 g / cm 3 . Is even more desirable. When the resin is a foamed resin, the density of the resin refers to the density of the foamed resin that has been foam-molded.
When the density of the resin is within the above range, it is easy to obtain the strength required as a sound absorbing material.
On the other hand, if the density of the resin is less than 0.01 g / cm 3 , sufficient mechanical strength as a sound absorbing material may not be obtained. Further, when the density of the resin exceeds 0.5 g / cm 3 , the weight of the sound absorbing material increases, which hinders the weight reduction of the vehicle.
Further, the resin constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is more preferably a foamed resin composed of foamable resin particles (beads). When the resin is a foamed resin composed of foamable resin particles (beads), the weight of the sound absorbing material can be reduced while maintaining the strength, which can contribute to the improvement of fuel efficiency when used for vehicle parts. ..
The foamed resin is obtained by foaming and molding foamable resin particles.
本発明の防音構造体における吸音材を構成する発泡性樹脂粒子(ビーズ)は、樹脂粒子の内部に発泡剤を含有する粒子であり、公知のものを好適に使用することができる。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する発泡性樹脂粒子を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂が挙げられる。スチレン系樹脂としては、スチレン単重合体、スチレン及びスチレンと共重合可能な単量体(又はその誘導体)を共重合して得られる共重合体が挙げられる。スチレン共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素類等が挙げられる。The foamable resin particles (beads) constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention are particles containing a foaming agent inside the resin particles, and known particles can be preferably used.
Examples of the resin component constituting the foamable resin particles constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention include olefin resins such as polyethylene and polypropylene, and styrene resins such as polystyrene. Examples of the styrene resin include a styrene homopolymer and a copolymer obtained by copolymerizing styrene and a monomer (or a derivative thereof) copolymerizable with styrene. The styrene copolymer may be a block copolymer, a random copolymer, or a graft copolymer.
Examples of the foaming agent include hydrocarbons such as propane, butane, and pentane.
本発明の防音構造体における吸音材を構成する発泡性樹脂粒子には、必要に応じて、難燃剤、難燃助剤、加工助剤、充填剤、抗酸化剤、耐光性安定剤、帯電防止剤及び着色剤等の公知の添加剤を添加してもよい。添加剤の使用の一例としては、着色剤に黒系のものを用いれば、汚れが目立たなくなる。 The foamable resin particles constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention may be, if necessary, a flame retardant, a flame retardant aid, a processing aid, a filler, an antioxidant, a light resistance stabilizer, and an antistatic agent. Known additives such as agents and colorants may be added. As an example of the use of additives, if a black colorant is used, stains will not be noticeable.
難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水和金属系難燃剤、赤リン、リン酸アンモニウム等のリン酸系難燃剤、テトラブロモビスフェノールA(TABB)、臭素化ポリスチレン、塩素化パラフィン等のハロゲン系難燃剤、炭酸アンモニウム、メラミンシアヌレート等の窒素系難燃剤等が挙げられる。
難燃助剤としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等が挙げられる。
加工助剤としては、ステアリン酸塩、流動パラフィン、オレフィン系ワックス、ステアリルアミド系化合物、エポキシ化合物等が挙げられる。
充填剤としては、シリカ、タルク、ケイ酸カルシウム等が挙げられる。
抗酸化剤としては、アルキルフェノール、アルキレンビスフェノール、アルキルフェノールチオエーテル、β,β−チオプロピオン酸エステル、有機亜リン酸エステル及びフェノール・ニッケル複合体等が挙げられる。
耐光性安定剤としては、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系の安定剤等が挙げられる。
帯電防止剤としては、脂肪酸エステル化合物、脂肪族エタノールアミン化合物及び脂肪族エタノールアミド化合物等の低分子型帯電防止剤並びに高分子型帯電防止剤等が挙げられる。
着色剤としては、染料及び顔料等が挙げられる。Flame retardants include metal hydrated flame retardants such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, phosphoric acid flame retardants such as red phosphorus and ammonium phosphate, tetrabromobisphenol A (TABB), brominated polystyrene, and chlorinated paraffin. Halogen-based flame retardants such as, ammonium carbonate, nitrogen-based flame retardants such as melamine cyanurate, and the like can be mentioned.
Examples of the flame retardant aid include antimony trioxide and antimony pentoxide.
Examples of the processing aid include stearate, liquid paraffin, olefin wax, stearylamide compound, epoxy compound and the like.
Examples of the filler include silica, talc, calcium silicate and the like.
Examples of the antioxidant include alkylphenols, alkylenebisphenols, alkylphenol thioethers, β, β-thiopropionic acid esters, organic phosphite esters, phenol-nickel complexes and the like.
Examples of the light resistance stabilizer include benzotriazole-based ultraviolet absorbers and hindered amine-based stabilizers.
Examples of the antistatic agent include low molecular weight antistatic agents such as fatty acid ester compounds, aliphatic ethanolamine compounds and aliphatic ethanolamide compounds, and high molecular weight antistatic agents.
Examples of the colorant include dyes and pigments.
本発明の防音構造体における吸音材を構成する発泡性樹脂粒子の平均粒径は、300μm〜2400μmであることが望ましく、800μm〜2000μmであることがより望ましい。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する発泡性樹脂粒子の発泡倍率は、10〜60倍であることが望ましい。
発泡倍率を10〜60倍の範囲にすることにより、樹脂の密度を0.02〜0.1g/cm3の範囲に調整しやすくなる。
一方、発泡倍率が10倍未満の場合、吸音材が硬くなりすぎたり、重くなりすぎる場合がある。また発泡倍率が60倍を超える場合、吸音材として強度が不足することがある。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する気泡を有する発泡樹脂としては、ポリウレタン等を用いることができる。主剤となるポリウレタン、発泡剤等を混合し、発泡、成形させることで、気泡を有する発泡樹脂を得ることができ、それにより吸音材を製作することができる。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する繊維材料としては、有機繊維、無機繊維を用いることができ、有機繊維としてはポリエステル、ポリアミド、アセテート等を使用できる。無機繊維としては、アルミナ、シリカ、ムライトファイバーが望ましい。繊維をバインダで相互に接着してフェルト状にすることが望ましい。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いることができる。熱可塑性樹脂を樹脂ペレットとして成形し、樹脂ペレットを加熱させ、射出成形、押出成形等の成形加工による吸音材を作製することができる。
本発明の防音構造体における吸音材を構成する熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド及びポリアクリルアミドなどを用いることができる。熱硬化性樹脂を予熱し、金型に入れ、加圧し、金型温度を上げて、硬化させることで吸音材を作製することができる。The average particle size of the foamable resin particles constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is preferably 300 μm to 2400 μm, and more preferably 800 μm to 2000 μm.
The foaming ratio of the foamable resin particles constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is preferably 10 to 60 times.
By setting the foaming ratio in the range of 10 to 60 times, it becomes easy to adjust the density of the resin in the range of 0.02 to 0.1 g / cm 3.
On the other hand, when the foaming ratio is less than 10 times, the sound absorbing material may become too hard or too heavy. If the foaming ratio exceeds 60 times, the strength of the sound absorbing material may be insufficient.
As the foamed resin having bubbles constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, polyurethane or the like can be used. By mixing polyurethane, a foaming agent, etc. as a main agent, foaming, and molding, a foamed resin having air bubbles can be obtained, and a sound absorbing material can be produced by this.
Organic fibers and inorganic fibers can be used as the fiber material constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, and polyester, polyamide, acetate and the like can be used as the organic fibers. As the inorganic fiber, alumina, silica, and mullite fiber are desirable. It is desirable to bond the fibers together with a binder to form a felt.
As the thermoplastic resin constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, polypropylene resin, polyethylene resin, polyester resin, polystyrene resin and the like can be used. A sound absorbing material can be produced by molding a thermoplastic resin as a resin pellet, heating the resin pellet, and performing a molding process such as injection molding or extrusion molding.
As the thermosetting resin constituting the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, melamine resin, urea resin, polyurethane, polyurea, polyamide, polyacrylamide and the like can be used. A sound absorbing material can be produced by preheating a thermosetting resin, putting it in a mold, pressurizing it, raising the mold temperature, and curing it.
また、本発明の防音構造体における吸音材の非貫通孔部分以外の部分は、樹脂製の他に、無機材、金属材、等の材料であってもよい。 Further, the portion of the soundproof structure of the present invention other than the non-through hole portion of the sound absorbing material may be made of a material such as an inorganic material or a metal material in addition to the resin material.
本発明の防音構造体における吸音材の厚さTは、特に限定されないが、1.0cm以上であることが望ましい。
また、吸音材の厚さTが12cm以下であることが好ましい。さらに吸音材の厚さTは、2〜10cmであることがさらに望ましい。
吸音材の厚さが1cm未満であると、非貫通孔の長さが短くなりすぎるために、所定の共振透過周波数を有する防音構造体を設計することが難しくなることがある。The thickness T of the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1.0 cm or more.
Further, the thickness T of the sound absorbing material is preferably 12 cm or less. Further, it is more desirable that the thickness T of the sound absorbing material is 2 to 10 cm.
If the thickness of the sound absorbing material is less than 1 cm, the length of the non-through hole becomes too short, and it may be difficult to design a soundproof structure having a predetermined resonance transmission frequency.
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた非貫通孔は、表面に開口する導入通路と上記導入通路を介して外部と接続される中空部からなるヘルムホルツ共鳴構造を有している。
また、吸音材内に複数個設けられた非貫通孔の形状は、全て同じ形状であってもよく、異なる形状であってもよい。The non-through hole provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention has a Helmholtz resonance structure composed of an introduction passage opening on the surface and a hollow portion connected to the outside through the introduction passage.
Further, the shapes of the plurality of non-through holes provided in the sound absorbing material may be the same shape or different shapes.
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた導入通路は、その円相当径をd、開口面積をSH、厚さをt3とする。
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた導入通路の形状は円柱状又は角柱状であることが好ましい。すなわち、開口面積SHが厚さ方向においてどの位置でも一定の形状であることが好ましい。
また、本発明の防音構造体における吸音材に設けられた導入通路を厚さ方向に垂直な方向に切断した際の断面形状が、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形、八角形等であってもよく、円形もしくは楕円形であることが望ましい。これら円形及び楕円形には、角部が存在しないので、角を起点にして応力集中することがないからである。
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた導入通路の円相当径dは0.3cm以上3.0cm以下であり、0.5cm以上であることが好ましく、2.0cm以下であることが好ましい。
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた導入通路の開口面積SHは、0.007〜7.5cm2であることが好ましい。
ここでいう開口面積SHは非貫通孔の1つあたりの導入通路の開口面積である。
開口面積SHが上記範囲内であると、吸音材が受けた音を充分に中空部内に送り込むことができるため、防音性能に優れる。
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた導入通路の厚さt3は、0.1cm以上5.0cm以下であり、0.5cm以上であることが好ましく、2.0cm以下であることが好ましい。The introduction passage provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention has a circle-equivalent diameter of d, an opening area of SH, and a thickness of t3.
The shape of the introduction passage provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is preferably cylindrical or prismatic. That is, it is preferable that the opening area SH has a constant shape at any position in the thickness direction.
Further, the cross-sectional shape when the introduction passage provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is cut in the direction perpendicular to the thickness direction is circular, elliptical, triangular, quadrangular, hexagonal, octagonal or the like. It may be, preferably circular or oval. This is because stress is not concentrated from the corners in these circular and elliptical shapes because there are no corners.
The circular equivalent diameter d of the introduction passage provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is 0.3 cm or more and 3.0 cm or less, preferably 0.5 cm or more, and preferably 2.0 cm or less. preferable.
The opening area SH of the introduction passage provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is preferably 0.007 to 7.5 cm 2.
The opening area SH referred to here is the opening area of the introduction passage per non-through hole.
When the opening area SH is within the above range, the sound received by the sound absorbing material can be sufficiently sent into the hollow portion, so that the soundproofing performance is excellent.
The thickness t3 of the introduction passage provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is 0.1 cm or more and 5.0 cm or less, preferably 0.5 cm or more, and preferably 2.0 cm or less. preferable.
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた中空部は、その円相当径をdV、開口面積をSV、体積をV、厚さをt2とする。
本発明の防音構造体における吸音材に設けられた中空部の形状は円柱状又は角柱状であることが好ましい。すなわち、開口面積SVが厚さ方向においてどの位置でも一定の形状であることが好ましい。
また、本発明の防音構造体における吸音材に設けられた中空部を厚さ方向に垂直な方向に切断した際の断面形状が、円形、楕円形、三角形、四角形、六角形、八角形等であってもよく、円形もしくは楕円形であることが望ましい。これら円形及び楕円形には、角部が存在しないので、角を起点にして応力集中することがないからである。
また、本発明の防音構造体における吸音材においては導入通路と中空部で上記形状が異なっていてもよく、同じであってもよい。
また、本発明の防音構造体における吸音材においては導入通路と中空部の位置関係は、中空部が導入通路を介して外部と接続されていればよく、導入通路と中空部の中心(非貫通孔の厚さ方向に垂直な方向に切断した際の断面形状における中心)は、一致していてもよく、一致していなくてもよい。
本発明の防音構造体における吸音材においては中空部の円相当径dVは0.4cm以上17.1cm以下であり、1.0cm以上であることが好ましく、15cm以下であることが好ましい。
本発明の防音構造体における吸音材においては中空部の開口面積SVは、0.125〜229cm2であることが好ましい。
ここでいう開口面積SVは非貫通孔の1つあたりの中空部の開口面積である。
開口面積SVが上記範囲内であると吸音材が受けた音を中空部内で反射させやすくなるため、防音性能に優れる。
本発明の防音構造体における吸音材においては中空部の体積Vは、0.0028〜1145cm3であることが好ましい。
ここでいう中空部の体積Vは非貫通孔の1つあたりの中空部の体積である。
本発明の防音構造体における吸音材においては中空部の厚さt2は、0.1cm以上5.0cm以下であり、0.5cm以上であることが好ましく、2.0cm以下であることが好ましい。The hollow portion provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention has a circle-equivalent diameter of dV, an opening area of SV, a volume of V, and a thickness of t2.
The shape of the hollow portion provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is preferably cylindrical or prismatic. That is, it is preferable that the opening area SV has a constant shape at any position in the thickness direction.
Further, the cross-sectional shape when the hollow portion provided in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention is cut in the direction perpendicular to the thickness direction is circular, elliptical, triangular, quadrangular, hexagonal, octagonal or the like. It may be, preferably circular or oval. This is because stress is not concentrated from the corners in these circular and elliptical shapes because there are no corners.
Further, in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the above-mentioned shapes may be different or the same in the introduction passage and the hollow portion.
Further, in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the positional relationship between the introduction passage and the hollow portion may be such that the hollow portion is connected to the outside via the introduction passage, and the center (non-penetrating) of the introduction passage and the hollow portion. The centers in the cross-sectional shape when cut in the direction perpendicular to the thickness direction of the holes) may or may not match.
In the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the circular equivalent diameter dV of the hollow portion is 0.4 cm or more and 17.1 cm or less, preferably 1.0 cm or more, and preferably 15 cm or less.
In the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the opening area SV of the hollow portion is preferably 0.125 to 229 cm 2.
The opening area SV referred to here is the opening area of the hollow portion per non-through hole.
When the opening area SV is within the above range, the sound received by the sound absorbing material is easily reflected in the hollow portion, so that the soundproofing performance is excellent.
In the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the volume V of the hollow portion is preferably 0.0028 to 1145 cm 3.
The volume V of the hollow portion referred to here is the volume of the hollow portion per non-through hole.
In the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the thickness t2 of the hollow portion is 0.1 cm or more and 5.0 cm or less, preferably 0.5 cm or more, and preferably 2.0 cm or less.
また、本発明の防音構造体における吸音材においては非貫通孔における導入通路と中空部の寸法の好ましい関係は以下の通りである。
導入通路の厚さt3と中空部の厚さt2は同一であることが好ましく、また、導入通路の厚さt3と中空部の厚さt2の比は特に限定されないが、2:1〜1:4であることも好ましい。
さらに、導入通路の厚さt3と中空部の厚さt2の合計が1.0cm以上であることが好ましい。
導入通路の厚さt3と中空部の厚さt2の合計が1.0cm以上であると、500〜2000Hzの周波数領域における防音性能を得やすく、特にタイヤパターンノイズによる騒音を低減させることができる。Further, in the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the preferable relationship between the dimensions of the introduction passage and the hollow portion in the non-through hole is as follows.
It is preferable that the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion are the same, and the ratio of the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion is not particularly limited, but is 2: 1 to 1: 1. It is also preferable that it is 4.
Further, it is preferable that the total of the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion is 1.0 cm or more.
When the total of the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion is 1.0 cm or more, soundproofing performance in the frequency range of 500 to 2000 Hz can be easily obtained, and noise due to tire pattern noise can be particularly reduced.
本発明の防音構造体における吸音材においては吸音材の厚さTから導入通路の厚さt3及び中空部の厚さt2を引いた厚さをt1とする。t1は後述する質量部Mの厚さに相当する。
t1は0.1cm以上5.0cm以下であり、0.5cm以上であることが好ましく、2.0cm以下であることが好ましい。
t1は、吸音材において非貫通孔が開口した面と反対側の面に位置する、非貫通孔部分以外の材料部分の厚さに相当する。In the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention, the thickness obtained by subtracting the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion from the thickness T of the sound absorbing material is defined as t1. t1 corresponds to the thickness of the mass part M described later.
t1 is 0.1 cm or more and 5.0 cm or less, preferably 0.5 cm or more, and preferably 2.0 cm or less.
t1 corresponds to the thickness of the material portion other than the non-through hole portion, which is located on the surface of the sound absorbing material opposite to the surface on which the non-through hole is opened.
本発明の防音構造体における吸音材において表面に開口する非貫通孔の配列パターンは、正方形を縦横に連続して配置した平面において正方形の頂点に非貫通孔を配置する正方配列であってもよく、正三角形を縦横に連続して配置した平面において三角形の頂点に非貫通孔を配置する千鳥配列であってもよい。
これらの中では、千鳥配列であることが望ましい。非貫通孔の配列パターンが千鳥配列であると、隣接する非貫通孔が全て等間隔となりやすいため、音の減衰効率がよい。The arrangement pattern of the non-through holes opened on the surface of the sound absorbing material in the soundproof structure of the present invention may be an equilateral arrangement in which the non-through holes are arranged at the vertices of the squares in a plane in which the squares are continuously arranged vertically and horizontally. , It may be a staggered arrangement in which non-through holes are arranged at the vertices of the triangles in a plane in which equilateral triangles are arranged continuously in the vertical and horizontal directions.
Among these, a staggered arrangement is desirable. When the arrangement pattern of the non-through holes is a staggered arrangement, all the adjacent non-through holes tend to be evenly spaced, so that the sound attenuation efficiency is good.
本発明の防音構造体における遮音材について説明する。
本発明の防音構造体における遮音材は、吸音材の非貫通孔が開口した面に対向して、空気層を隔てて所定距離離間して設けられた部材である。吸音材と遮音材の間に、空気層を設けるための接続部材が別途設けられていてもよく、本発明の防音構造体を設置する場所に吸音材と遮音材をそれぞれ固定することによって、遮音材と吸音材の間に空気層が設けられていてもよい。The sound insulation material in the soundproof structure of the present invention will be described.
The sound insulation material in the soundproof structure of the present invention is a member provided so as to face the surface through which the non-penetrating holes of the sound absorbing material are opened and separated by a predetermined distance with an air layer. A connecting member for providing an air layer may be separately provided between the sound absorbing material and the sound insulating material, and sound insulation is provided by fixing the sound absorbing material and the sound insulating material at the place where the soundproof structure of the present invention is installed. An air layer may be provided between the material and the sound absorbing material.
本発明の防音構造体における遮音材は、板状部材であることが好ましく、鋼板であることが好ましい。
本発明の防音構造体を設置する場所が車内である場合、車体を構成する鋼板の一部を遮音材とみなすこともできる。
本発明の防音構造体における遮音材はその厚さが0.1〜20cmであることが好ましい。また、吸音材の非貫通孔が開口した面の面積よりも大きな面積を有することが好ましく、吸音材の非貫通孔が開口した面に対向して遮音材を配置した際に、非貫通孔の開口に対して遮音材が存在するようにすることが好ましい。The sound insulation material in the soundproof structure of the present invention is preferably a plate-shaped member, and preferably a steel plate.
When the place where the soundproof structure of the present invention is installed is inside the vehicle, a part of the steel plate constituting the vehicle body can be regarded as the soundproof material.
The sound insulation material in the soundproof structure of the present invention preferably has a thickness of 0.1 to 20 cm. Further, it is preferable to have an area larger than the area of the surface on which the non-through hole of the sound absorbing material is opened, and when the sound insulating material is arranged facing the surface on which the non-through hole of the sound absorbing material is opened, the non-through hole is formed. It is preferable that a sound insulating material is present for the opening.
本発明の防音構造体における空気層の厚さLは吸音材と遮音材の間の所定距離であり、空気層の厚さLは0cm以上であり、0.1〜20cmであることが好ましい。
本発明の防音構造体においては、吸音材と遮音材はその面が平行になるように配置することが好ましいので、この場合は空気層の厚さは一定である。吸音材又は遮音材の表面に段差がある場合や、吸音材と遮音材の面が平行にならないように配置されている場合は空気層の厚さは吸音材と遮音材の間の距離の平均値(9点での平均値)として定めることが好ましい。
また空気の密度ρ0を0.001293g/cm3とし、音速Cを34000cm/secとする。The thickness L of the air layer in the soundproof structure of the present invention is a predetermined distance between the sound absorbing material and the sound insulating material, and the thickness L of the air layer is 0 cm or more, preferably 0.1 to 20 cm.
In the soundproof structure of the present invention, it is preferable that the sound absorbing material and the sound insulating material are arranged so that their surfaces are parallel to each other. In this case, the thickness of the air layer is constant. If there is a step on the surface of the sound absorbing material or sound insulating material, or if the surfaces of the sound absorbing material and the sound insulating material are arranged so as not to be parallel, the thickness of the air layer is the average of the distance between the sound absorbing material and the sound insulating material. It is preferable to set it as a value (average value at 9 points).
Further, the air density ρ0 is 0.001293 g / cm 3 , and the sound velocity C is 34000 cm / sec.
ここまで説明した本発明の防音構造体は、
t1、t2及びt3がいずれも0.1cm以上5.0cm以下、
dが0.3cm以上3.0cm以下、
dVが0.4cm以上17.1cm以下、
Lが0cmより大きい範囲において、
共振透過周波数f(Hz)について、以下の式(1)が成り立つ。
t1, t2 and t3 are all 0.1 cm or more and 5.0 cm or less,
d is 0.3 cm or more and 3.0 cm or less,
dV is 0.4 cm or more and 17.1 cm or less,
In the range where L is larger than 0 cm
The following equation (1) holds for the resonance transmission frequency f (Hz).
式(1)は共振透過周波数fを求める基本の式であり、音響透過損失が質量則から予測される値よりも低くなる周波数を求めるための式である。 Equation (1) is a basic equation for obtaining the resonance transmission frequency f, and is an equation for obtaining a frequency at which the acoustic transmission loss becomes lower than the value predicted from the mass law.
以下、図面を参照しながら、本発明の防音構造体における式(1)の技術的意義を説明する。
図1は、式(1)の説明のための本発明の防音構造体の構造を模式的に示す断面図である。
図1に示す防音構造体1は、非貫通孔30を有する吸音材10と、遮音材20からなる。
非貫通孔30は、導入通路31と中空部32を有している。
導入通路31の円相当径を両矢印dで、中空部32の円相当径を両矢印dVで示している。
図1に示す吸音材の導入通路31及び中空部32の形状はいずれも円柱状であるので、導入通路31の円相当径d及び中空部32の円相当径dVはいずれも円柱の直径である。
また、吸音材10の厚さをT、導入通路31の厚さをt3、中空部32の厚さをt2で示しており、吸音材の10厚さTから導入通路31の厚さt3及び中空部32の厚さt2を引いた厚さをt1として示している。
吸音材10と遮音材20の間の空気層の厚さをLとして示している。Hereinafter, the technical significance of the equation (1) in the soundproof structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the soundproof structure of the present invention for explaining the formula (1).
The
The
The circle-equivalent diameter of the
Since the shapes of the sound absorbing
Further, the thickness of the
The thickness of the air layer between the
図2は、図1に示す防音構造体の断面図におけるバネ及び質量部を模式的に示す断面図であり、図3は、図2に示す防音構造体のバネと質量部のみを模式的に示す断面図である。
図2には、中空部32の上に位置する、吸音材の非貫通孔部分以外の材料からなる部分を、質量部Mとして、ハッチングを変更して示している。
また、遮音材20から吸音材10の非貫通孔30を通って質量部Mに伝わる音の振動をモデル化するために、質量部Mと遮音材20の間を2本のバネであるバネKHとバネKHAで繋いだモデルを示している。
また、バネKHAのバネ定数KHAを求めるために、吸音材10と遮音材20の間を繋ぐバネKAを考慮する必要があるので、図2に合わせて示している。
図3は、質量部MとバネKH及びバネKHAのみを示した図である。
以下、図2及び図3を参照しながら式(1)の技術的意義を説明する。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a spring and a mass part in the cross-sectional view of the soundproof structure shown in FIG. 1, and FIG. 3 schematically shows only the spring and the mass part of the soundproof structure shown in FIG. It is sectional drawing which shows.
In FIG. 2, a portion made of a material other than the non-through hole portion of the sound absorbing material, which is located above the
Further, in order to model the vibration of the sound transmitted from the
Further, in order to obtain the spring constant KHA of the spring KHA, it is necessary to consider the spring KA connecting between the
FIG. 3 is a diagram showing only the mass portion M, the spring KH, and the spring KHA.
Hereinafter, the technical significance of the equation (1) will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
式(1)におけるMは下記式(2)で示される。
式(1)におけるKは下記式(3)で示される。
式(3)はバネKHとバネKHAを直列接続したときの合成バネ定数Kを示している。K in the formula (1) is represented by the following formula (3).
Equation (3) shows the synthetic spring constant K when the spring KH and the spring KHA are connected in series.
式(4)はバネKHのバネ定数KHを示している。
式(3)におけるバネKHAのバネ定数KHAは、式(6)及び式(7)から求められる。
式(6)で規定するバネ定数KHAは、式(7)により定めたバネ定数KAに対して、音が導入通路を通る影響を踏まえて補正することにより定められるバネ定数であり、この補正には導入通路の開口面積SVと中空部の開口面積SHを使用する。
式(6)のバネ定数KAとして式(7)を代入してバネ定数KHAを表すと式(5)となる。
The spring constant KHA specified by the equation (6) is a spring constant determined by correcting the spring constant KA determined by the equation (7) in consideration of the influence of sound passing through the introduction passage, and this correction is used. Uses the opening area SV of the introduction passage and the opening area SH of the hollow portion.
Substituting the equation (7) as the spring constant KA of the equation (6) to express the spring constant KHA, the equation (5) is obtained.
このように、防音構造体の各部位の寸法等を表す各変数を定めることにより、KH及びKHAが定まる。これを式(3)に代入することでKが定まるので、式(2)により定めたMと合わせて式(1)に代入することで共振透過周波数fを求めることができる。
式(1)により求められる共振透過周波数fが500Hz未満となるように防音構造体の設計を行うことにより、人が不快に感じる周波数領域の騒音が感じられなくなり、車両に使用するために適した防音構造体とすることができる。
なお、fが50Hzより大きくなるようにすることがより好ましい。In this way, KH and KHA are determined by defining each variable representing the dimensions and the like of each part of the soundproof structure. Since K is determined by substituting this into the equation (3), the resonance transmission frequency f can be obtained by substituting it into the equation (1) together with the M determined by the equation (2).
By designing the soundproof structure so that the resonance transmission frequency f obtained by the equation (1) is less than 500 Hz, noise in the frequency range that makes people uncomfortable is not felt, and it is suitable for use in a vehicle. It can be a soundproof structure.
It is more preferable that f is larger than 50 Hz.
図4は、共振透過周波数fを調整する例を示すグラフである。
図4には、防音構造体Aと防音構造体Bの2つについて、周波数と透過損失の関係を示している。防音構造体Aは共振透過周波数fが500〜2000Hzの範囲に入っている防音構造体の一例であり、防音構造体Bは本発明の防音構造体の一例である。
防音構造体A、防音構造体Bのいずれも、質量則によって、周波数が大きくなるほど透過損失が大きくなる、基本的には右上がりのグラフとなっている。いずれも、透過損失が小さくなる領域を有しており、その谷の極小値に当たる周波数が共振透過周波数となる。
防音構造体Aでは、共振透過周波数fAが500〜2000Hzの範囲に入っており、人が不快に感じる周波数領域の騒音が通過しやすくなっている。一方、防音構造体Bでは、共振透過周波数fBが500Hz未満の範囲に入っており、人が不快に感じる周波数領域である500〜2000Hzの領域の騒音が感じられなくなる。
また、防音構造体Bでは、共振透過周波数fBが50Hzより大きくなっている。FIG. 4 is a graph showing an example of adjusting the resonance transmission frequency f.
FIG. 4 shows the relationship between the frequency and the transmission loss for the soundproof structure A and the soundproof structure B. The soundproof structure A is an example of a soundproof structure in which the resonance transmission frequency f is in the range of 500 to 2000 Hz, and the soundproof structure B is an example of the soundproof structure of the present invention.
Both the soundproof structure A and the soundproof structure B are basically upward-sloping graphs in which the transmission loss increases as the frequency increases according to the mass law. Each has a region where the transmission loss becomes small, and the frequency corresponding to the minimum value of the valley is the resonance transmission frequency.
In soundproof structure A, the resonance transmission frequency f A are within the range of 500~2000Hz, people are more likely to pass through noise feel uncomfortable frequency domain. On the other hand, in the soundproof structure B, the resonance transmission frequency f B is in the range of less than 500 Hz, and noise in the frequency range of 500 to 2000 Hz, which is a frequency range that makes people uncomfortable, cannot be felt.
Further, in the soundproof structure B, the resonance transmission frequency f B is larger than 50 Hz.
続いて、本発明の防音構造体の具体的な構造の一例について、図面を用いて説明する。
図5(a)は、本発明の防音構造体を構成する吸音材の一例を模式的に示す斜視図であり、図5(b)は図5(a)におけるA−A線断面図である。
図5(a)に示すように、吸音材10は、非貫通孔30を有している。図5(b)に示すように、非貫通孔30は、表面に開口する導入通路31と、導入通路31を介して外部と接続される中空部32とからなる。
図5(a)に示す吸音材10の非貫通孔30の配列パターンは、千鳥配列である。
吸音材10において、導入通路31は円柱状であり、その直径dが導入通路31の円相当径d(図5(b)の両矢印d)である。導入通路31の開口面積SHは円相当径d及び円周率πを用いて、d/2×d/2×πで表される。導入通路31の厚さはt3(図5(b)の両矢印t3)で表される。
中空部32は円柱状であり、その直径dVが中空部32の円相当径dV(図5(b)の両矢印dV)である。中空部32の開口面積SVは円相当径dV及び円周率πを用いて、dV/2×dV/2×πで表される。中空部32の厚さはt2(図5(b)の両矢印t2)で表される。中空部32の体積Vは開口面積SVと厚さt2を用いてSV×t2で表される。
吸音材10の厚さはT(図5(b)の両矢印T)で表され、吸音材の厚さTから導入通路の厚さt3及び中空部の厚さt2を引いた厚さがt1(図5(b)の両矢印t1)で表される。Subsequently, an example of a specific structure of the soundproof structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
5 (a) is a perspective view schematically showing an example of a sound absorbing material constituting the soundproof structure of the present invention, and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5 (a). ..
As shown in FIG. 5A, the
The arrangement pattern of the
In the
The
The thickness of the
図6は、本発明の防音構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
図6には、図5(a)に示す吸音材10の非貫通孔30が開口した面に対向して、空気層を隔てて所定距離離間して遮音材20を設けた防音構造体1を示している。
図6に示す遮音材20は、板状部材であり、吸音材10の非貫通孔30が開口した面の面積よりも大きな面積を有している。そのため、非貫通孔の開口に対向して遮音材が存在するようになっている。
吸音材10と遮音材20の間には空気層が設けられており、空気層の厚さがL(図6の両矢印L)で表される。FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of the soundproof structure of the present invention.
FIG. 6 shows a
The
An air layer is provided between the
続いて、本発明の防音構造体を製造する方法について説明する。
本発明の防音構造体を構成する吸音材は、例えば、樹脂層に、表面に開口する導入通路と導入通路を介して外部と接続される中空部からなるヘルムホルツ共鳴構造を有する非貫通孔を形成することで製造することができる。
樹脂層に非貫通孔を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂層にカッター等の工具を用いて手作業で貫通孔を形成してもよい。
また、工業的に大量生産する場合には、導入通路及び中空部となる形状の突起を金型内に配置し、金型内で樹脂層を成形した後、突起を抜き取る方法等が挙げられる。このような方法の一例について以下に説明する。Subsequently, a method for manufacturing the soundproof structure of the present invention will be described.
The sound absorbing material constituting the soundproof structure of the present invention forms, for example, a non-through hole having a Helmholtz resonance structure composed of an introduction passage opening on the surface and a hollow portion connected to the outside via the introduction passage in the resin layer. It can be manufactured by doing so.
The method for forming the non-through hole in the resin layer is not particularly limited, but for example, the through hole may be manually formed in the resin layer using a tool such as a cutter.
Further, in the case of industrial mass production, a method of arranging a protrusion having a shape of an introduction passage and a hollow portion in a mold, forming a resin layer in the mold, and then removing the protrusion can be mentioned. An example of such a method will be described below.
まず、内部に突出する複数の突起を配置してなる金型内に発泡性樹脂粒子を充填して加熱発泡させるビーズ法により発泡樹脂を作製する。
次に、発泡樹脂から突起を抜き取ることによって発泡樹脂に非貫通孔を形成することができる。First, a foamed resin is produced by a bead method in which foamable resin particles are filled in a mold formed by arranging a plurality of protrusions protruding inside and heated and foamed.
Next, non-through holes can be formed in the foamed resin by extracting the protrusions from the foamed resin.
上記方法では、発泡樹脂粒子を金型に充填して水蒸気加熱等の方法により発泡させるビーズ法により発泡樹脂を作製する。
金型内には、内部に突出する複数の突起が配置されているので、該突起の部分には発泡樹脂粒子が充填されない。そのため、発泡樹脂から該突起を抜き取ることで、該突起の形状に対応した非貫通孔を、発泡樹脂に形成することができる。In the above method, a foamed resin is produced by a bead method in which foamed resin particles are filled in a mold and foamed by a method such as steam heating.
Since a plurality of protrusions protruding inward are arranged in the mold, the foamed resin particles are not filled in the protrusions. Therefore, by extracting the protrusion from the foamed resin, a non-through hole corresponding to the shape of the protrusion can be formed in the foamed resin.
上記突起の材料は特に限定されないが、少なくとも一部が樹脂弾性体で構成されていることが望ましい。
突起の少なくとも一部が樹脂弾性体で構成されていると、発泡樹脂から突起を抜き取る際に突起が変形し、抜き取りが容易となる。The material of the protrusion is not particularly limited, but it is desirable that at least a part thereof is made of a resin elastic body.
When at least a part of the protrusion is made of a resin elastic body, the protrusion is deformed when the protrusion is pulled out from the foamed resin, and the protrusion becomes easy to pull out.
また、上記突起は、軸部と傘部からなる略キノコ形状であり、上記軸部が上記金型に固定されてなることが望ましい。
突起が軸部と傘部からなる略キノコ形状であり、軸部が金型に固定されていると、発泡樹脂には、軸部の形状に対応し導入通路が形成され、傘部の形状に対応し中空部が形成されることになる。Further, it is desirable that the protrusion has a substantially mushroom shape including a shaft portion and an umbrella portion, and the shaft portion is fixed to the mold.
When the protrusion has a substantially mushroom shape consisting of a shaft portion and an umbrella portion and the shaft portion is fixed to the mold, the foamed resin is formed with an introduction passage corresponding to the shape of the shaft portion to form the shape of the umbrella portion. Correspondingly, a hollow portion will be formed.
上記突起において、上記軸部は金属で構成され、上記傘部は上記樹脂弾性体で構成されていることが望ましい。
突起の軸部が金属で構成されていると、機械的強度が高いため、繰り返しの使用により突起の破損が起こりにくく、突起の寿命を長く保つことができ、耐久性の高い金型が得られる。
さらに、突起の傘部が樹脂弾性体で構成されていると、傘部のみを変形させられるため、発泡樹脂から突起を容易に抜き取ることができる。In the protrusion, it is desirable that the shaft portion is made of metal and the umbrella portion is made of the resin elastic body.
When the shaft of the protrusion is made of metal, the mechanical strength is high, so that the protrusion is less likely to be damaged by repeated use, the life of the protrusion can be maintained for a long time, and a highly durable mold can be obtained. ..
Further, when the umbrella portion of the protrusion is made of a resin elastic body, only the umbrella portion can be deformed, so that the protrusion can be easily pulled out from the foamed resin.
上記突起において、上記樹脂弾性体の耐熱温度は、上記発泡性樹脂粒子の加熱発泡の温度よりも高いことが望ましい。
ビーズ法における発泡性樹脂粒子の加熱発泡の温度よりも樹脂弾性体の耐熱温度が高いと、発泡性樹脂粒子を発泡させる際の熱で突起の形状が変形しにくくなり、繰り返しの使用に対する耐久性が得られる。
ビーズ法における発泡性樹脂粒子の加熱温度は、80〜150℃であるため、樹脂弾性体の耐熱温度は上記温度よりも高くすることが望ましく、具体的には100〜180℃であることが望ましく、155〜180℃であることがより望ましい。In the protrusions, it is desirable that the heat resistant temperature of the resin elastic body is higher than the temperature of heat foaming of the foamable resin particles.
If the heat-resistant temperature of the resin elastic body is higher than the heat-foaming temperature of the foamable resin particles in the bead method, the shape of the protrusions is less likely to be deformed by the heat when the foamable resin particles are foamed, and the durability against repeated use. Is obtained.
Since the heating temperature of the foamable resin particles in the bead method is 80 to 150 ° C., it is desirable that the heat resistant temperature of the resin elastic body is higher than the above temperature, specifically 100 to 180 ° C. , 155 to 180 ° C. is more desirable.
上記突起において、上記樹脂弾性体のA硬度は50°以下であることが望ましい。
樹脂弾性体のA硬度が50°以下であると、加熱発泡による発泡樹脂の成形時には非貫通孔の形状を充分に保持することができ、成形後に発泡樹脂から突起を抜き取る際には、突起が変形して抜き取りやすくなる。
なお、A硬度とは、JIS K 6253−3(2012)に準拠して測定されるタイプAデュロメータを用いた硬度を意味する。In the protrusions, it is desirable that the A hardness of the resin elastic body is 50 ° or less.
When the A hardness of the resin elastic body is 50 ° or less, the shape of the non-through hole can be sufficiently maintained during molding of the foamed resin by heat foaming, and when the protrusions are removed from the foamed resin after molding, the protrusions are formed. It deforms and becomes easy to pull out.
The A hardness means the hardness using a type A durometer measured in accordance with JIS K 6253-3 (2012).
上記突起において、上記樹脂弾性体は、シリコーン樹脂又はシリコーンゲルであることが望ましい。
樹脂弾性体がシリコーン樹脂又はシリコーンゲルであると、樹脂弾性体の耐熱温度が高いので、加熱発泡時に突起の形状が変形しにくく、繰り返しの使用において高い耐久性を有する。さらに、発泡樹脂から突起を抜き取る際に変形させやすく、発泡樹脂からの突起の抜き取りが容易となる。さらに、ヘルムホルツ共鳴構造を形成するような形状の突起を用いた場合であっても、中空部を形成する突起(傘部)が変形して導入通路を通過できるようになるため、発泡樹脂に形成されたヘルムホルツ共鳴構造を破損させることなく突起を発泡樹脂から抜き取ることができる。In the protrusions, the resin elastic body is preferably a silicone resin or a silicone gel.
When the resin elastic body is a silicone resin or a silicone gel, the heat-resistant temperature of the resin elastic body is high, so that the shape of the protrusions is not easily deformed during heating and foaming, and the resin elastic body has high durability in repeated use. Further, it is easily deformed when the protrusions are pulled out from the foamed resin, and the protrusions can be easily pulled out from the foamed resin. Further, even when a protrusion having a shape that forms a Helmholtz resonance structure is used, the protrusion (capsule portion) forming the hollow portion is deformed so that it can pass through the introduction passage, so that the protrusion is formed of foamed resin. The protrusions can be removed from the foamed resin without damaging the Helmholtz resonance structure.
このような本発明の防音構造体における吸音材の製造方法の一例について図面を用いて説明する。 An example of a method for manufacturing a sound absorbing material in such a soundproof structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
図7(a)は、吸音材の製造方法において用いる金型の一例を模式的に示す斜視図であり、図7(b)は、図7(a)のB−B線断面図である。
吸音材の製造方法では、まず、図7(a)に示すような金型50を準備する。
金型50は、その内部に複数の突起60を有している。図7(b)に示すように、突起60は、軸部61と傘部62からなる略キノコ形状であり、軸部61が金型50に固定されている。FIG. 7A is a perspective view schematically showing an example of a mold used in a method for manufacturing a sound absorbing material, and FIG. 7B is a sectional view taken along line BB of FIG. 7A.
In the method for manufacturing the sound absorbing material, first, a
The
図8は、吸音材の製造方法において、発泡樹脂を作製する工程の一例を模式的に示す説明図である。
次に、図8に示すように、金型50内に発泡性樹脂粒子を充填して加熱発泡させるビーズ法により発泡樹脂70を作製する。FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an example of a step of producing a foamed resin in a method for producing a sound absorbing material.
Next, as shown in FIG. 8, the foamed
図9(a)、図9(b)及び図9(c)は、吸音材の製造方法において、発泡樹脂から突起を抜き取る工程の一例を模式的に示す説明図である。
図9(a)に示すように、発泡成形後の発泡樹脂70には、軸部61と傘部62からなる突起60が埋没しており、傘部62は樹脂弾性体で構成されている。
突起60を発泡樹脂70から抜き取ろうとすると、図9(b)に示すように、傘部62が変形する。傘部62は樹脂弾性体で構成されていて変形しやすく、発泡樹脂70は変形しないためである。傘部62が変形しながら通過することにより、突起60を発泡樹脂70から抜き取ることができる。
突起60を発泡樹脂70から抜き取ると、図9(c)に示すように、傘部62の形状は元に戻り、突起60が埋没していた空間が非貫通孔30となる。非貫通孔30のうち、表面に開口する導入通路31の形状は軸部61の形状に対応し、導入通路31を介して外部と接続される中空部32の形状は傘部62の形状に対応する。
このような工程を経て吸音材を製造することができる。9 (a), 9 (b), and 9 (c) are explanatory views schematically showing an example of a step of extracting protrusions from the foamed resin in a method for producing a sound absorbing material.
As shown in FIG. 9A, a
When the
When the
A sound absorbing material can be manufactured through such a process.
このようにして得られた吸音材の非貫通孔が開口した面に対向して、空気層を隔てて所定距離離間するようにして遮音材を設けることにより、本発明の防音構造体が得られる。
吸音材と遮音材の間に空気層を設けるための接続部材を別途設けることにより遮音材を設けてもよく、本発明の防音構造体を設置する場所に吸音材と遮音材をそれぞれ固定することによって、遮音材と吸音材の間に空気層が設けられるようにしてもよい。
また、防音構造体を設置する場所が車内である場合、車体を構成する鋼板の一部を遮音材とみなし、鋼板に対して所定距離離間するように吸音材を配置することによって、車内において防音構造体を得るようにしてもよい。
これらの例において、式(1)で求められる共振透過周波数fが500Hzより小さくなるように、遮音材と吸音材の間の空気層の厚さLを調整して、吸音材及び遮音材を配置して防音構造体を得る。The soundproof structure of the present invention can be obtained by providing the sound insulating material so as to face the surface through which the non-penetrating holes of the sound absorbing material thus obtained are opened and to be separated by a predetermined distance with an air layer. ..
The sound insulating material may be provided by separately providing a connecting member for providing an air layer between the sound absorbing material and the sound insulating material, and the sound absorbing material and the sound insulating material are fixed at the place where the soundproof structure of the present invention is installed. Therefore, an air layer may be provided between the sound insulating material and the sound absorbing material.
In addition, when the place where the soundproof structure is installed is inside the vehicle, a part of the steel plate constituting the vehicle body is regarded as a soundproof material, and the soundproofing material is arranged so as to be separated from the steel plate by a predetermined distance to provide soundproofing inside the vehicle. You may try to get a structure.
In these examples, the sound absorbing material and the sound insulating material are arranged by adjusting the thickness L of the air layer between the sound insulating material and the sound absorbing material so that the resonance transmission frequency f obtained by the equation (1) is smaller than 500 Hz. To obtain a soundproof structure.
続いて、本発明の防音構造体を備える車両用部品及び自動車の例について説明する。
本発明の車両用部品は、本発明の防音構造体を備えることを特徴とする。
本発明の車両用部品は防音性能に優れるため、車両用部品として優れる。
本発明の防音構造体を備える車両用部品としては、嵩上げ材、ラゲッジボックス等が挙げられる。Subsequently, examples of vehicle parts and automobiles provided with the soundproof structure of the present invention will be described.
The vehicle component of the present invention is characterized by comprising the soundproof structure of the present invention.
Since the vehicle component of the present invention is excellent in soundproofing performance, it is excellent as a vehicle component.
Examples of vehicle parts provided with the soundproof structure of the present invention include a raising material and a luggage box.
本発明の自動車は、本発明の防音構造体を、上記遮音材を路面方向に向けて配置してなることを特徴とする。
本発明の防音構造体を、遮音材を路面方向に向けて配置することで、路面から伝わるタイヤパターンノイズの騒音が防音構造体を透過して車内に伝わることを防止することができる。The automobile of the present invention is characterized in that the soundproof structure of the present invention is arranged with the soundproofing material facing the road surface direction.
By arranging the sound insulating material of the present invention with the sound insulating material facing the road surface, it is possible to prevent the noise of the tire pattern noise transmitted from the road surface from being transmitted to the inside of the vehicle through the sound insulating structure.
本発明の防音構造体を車両用部品として用いた例、及び、本発明の防音構造体を配置してなる自動車の例について、図10(a)及び図10(b)を用いて説明する。
図10(a)は、本発明の防音構造体が配置される部位の一例を模式的に示す説明図であり、図10(b)は、図10(a)における破線部で示す領域の部分拡大図である。
図10(a)に示すように、自動車100は、後部座席101の後方にラゲッジルーム103を備える。図10(b)に示すように、ラゲッジルーム103の下部には、板状のフロア部材105が敷設されており、フロア部材105の下には床下空間109が存在する。
床下空間の109の下に、自動車100のボディの一部である鋼板20が存在しており、この鋼板20が防音構造体1の遮音材20となる。この遮音材20の上に、非貫通孔の開口した面が対向するように吸音材10が設けられて、遮音材20と吸音材10からなる防音構造体1が自動車内に配置される。遮音材20と吸音材10の間の空気層の厚さLは、式(1)で求められる共振透過周波数fが500Hzより小さくなるように調整される。An example in which the soundproof structure of the present invention is used as a vehicle component and an example of an automobile in which the soundproof structure of the present invention is arranged will be described with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b).
FIG. 10A is an explanatory view schematically showing an example of a portion where the soundproof structure of the present invention is arranged, and FIG. 10B is a portion of a region shown by a broken line portion in FIG. 10A. It is an enlarged view.
As shown in FIG. 10A, the
A
本発明の防音構造体はヘルムホルツ共鳴構造型の非貫通孔を有しているため、500〜2000Hzの周波数領域における防音性能に優れる。そして、本発明の防音構造体は、ヘルムホルツ共鳴構造の非貫通孔の形状、及び、吸音材と遮音材の間の空気層の厚さ等を調整し、共振透過周波数fが500Hz未満になるようにしているため、防音構造体から抜けてくる音の周波数が、人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域から外れる。そのため、人が不快に感じる500〜2000Hzの周波数領域の騒音が車室内に侵入することが防止され、車室内にいる人が不快と感じることが低減される。 Since the soundproof structure of the present invention has a Helmholtz resonance structure type non-through hole, it is excellent in soundproof performance in the frequency range of 500 to 2000 Hz. The soundproof structure of the present invention adjusts the shape of the non-through hole of the Helmholtz resonance structure, the thickness of the air layer between the sound absorbing material and the sound insulating material, and the like so that the resonance transmission frequency f becomes less than 500 Hz. Therefore, the frequency of the sound coming out of the soundproof structure deviates from the frequency range of 500 to 2000 Hz, which is unpleasant for humans. Therefore, it is possible to prevent noise in the frequency range of 500 to 2000 Hz, which makes people feel uncomfortable, from entering the vehicle interior, and it is possible to reduce that people in the vehicle interior feel uncomfortable.
(実施例)
以下に、本発明をより具体的に説明する具体例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。(Example)
Specific examples for explaining the present invention in more detail will be shown below, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
(突起ユニットの作製)
厚さ0.1cmのアルミ板の表面に隣り合う中空部の隣接する側面間距離が1.0cmの千鳥配列となるように10個の穴(直径0.3cm、深さ0.5cm)をドリルで開けたアルミ基板を準備した。
続いて、アルミ基板に取り付ける突起を作製するためのアクリル製の型を準備した。
アクリル製の型は2つに分割可能(一方を雄型、他方を雌型とする)であり、内部に[軸部となる直径0.3cm、長さ1.5cmの円柱、及び、傘部となる直径1.0cm、長さ1.0cmの円柱の形状が各円柱の中心軸を揃えて連結された略キノコ形状]の空洞を有している。該形状の空洞を得るため、分割した各型の表面を切削加工した。雄型及び雌型の表面には、それぞれ、上記略キノコ形状を長さ方向に沿って2分割した形状に対応した凹み(空洞)が形成されている。
シリコーン樹脂の主剤[信越化学工業(株)製、KE−17]100部に対して硬化剤[信越化学工業(株)製、CAT−RM]を0.5部混合し、真空脱泡(脱泡時間:20分)を行った後、雌型及び雌型の空洞内に流し込み、雌型及び雌型を合わせて輪ゴムで固定し、70℃で20分硬化させた。硬化後、雌型及び雌型を分離して硬化物を取り出し、バリを除去することにより、直径1.0cm、長さ1.0cmの円柱と直径0.3cm、長さ1.5cmの円柱が各円柱の中心軸を揃えて連結された略キノコ形状の成形体を得た。成形体を構成する樹脂弾性体のA硬度は50°であった。
続いて、成形体の直径0.3cmの端部を深さ0.5cmまで、アルミ基板の穴に差し込むことにより、アルミ基板上に10個の突起が固定された突起ユニットを準備した。該突起は、直径0.3cm、長さ1.0cmの円柱状の軸部と、直径1.0cm、長さ1.0cmの円柱状の傘部から構成されていた。(Example 1)
(Making a protrusion unit)
Subsequently, an acrylic mold was prepared for producing a protrusion to be attached to the aluminum substrate.
The acrylic mold can be divided into two (one is a male mold and the other is a female mold), and inside [a cylinder with a diameter of 0.3 cm and a length of 1.5 cm as a shaft, and an umbrella part. The shape of a cylinder having a diameter of 1.0 cm and a length of 1.0 cm is a substantially mushroom shape in which the central axes of the cylinders are aligned and connected]. In order to obtain a cavity of this shape, the surface of each divided mold was machined. On the surfaces of the male and female molds, dents (cavities) corresponding to the shapes obtained by dividing the above-mentioned substantially mushroom shape into two along the length direction are formed, respectively.
0.5 part of the curing agent [Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., CAT-RM] is mixed with 100 parts of the main agent of the silicone resin [Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KE-17], and vacuum defoaming (defoaming) is performed. After performing foaming time (20 minutes), it was poured into the cavities of the female mold and the female mold, and the female mold and the female mold were combined and fixed with a rubber band, and cured at 70 ° C. for 20 minutes. After curing, the female mold and the female mold are separated, the cured product is taken out, and burrs are removed to form a cylinder with a diameter of 1.0 cm and a length of 1.0 cm and a cylinder with a diameter of 0.3 cm and a length of 1.5 cm. A substantially mushroom-shaped molded body was obtained in which the central axes of each cylinder were aligned and connected. The A hardness of the resin elastic body constituting the molded body was 50 °.
Subsequently, a protrusion unit in which 10 protrusions were fixed on the aluminum substrate was prepared by inserting an end portion having a diameter of 0.3 cm of the molded body into a hole in the aluminum substrate to a depth of 0.5 cm. The protrusion was composed of a cylindrical shaft portion having a diameter of 0.3 cm and a length of 1.0 cm and a cylindrical umbrella portion having a diameter of 1.0 cm and a length of 1.0 cm.
(発泡樹脂の発泡)
突起ユニットをダイホルダに取り付けて金型を準備し、予備発泡させた一次発泡粒子(ポリプロピレン製、平均粒子径3.5mm、発泡剤:二酸化炭素)を金型内に充填するとともに、加熱蒸気で発泡成形(143℃、10秒)し、金型から取り外した後、80℃で12時間乾燥させることにより板状の有孔発泡樹脂を作製した。このとき、発泡樹脂の発泡倍率は30倍であった。(Effervescent resin foam)
The protrusion unit is attached to the die holder to prepare the mold, and the pre-foamed primary foam particles (made of polypropylene, average particle diameter 3.5 mm, foaming agent: carbon dioxide) are filled in the mold and foamed with heated steam. A plate-shaped perforated foamed resin was prepared by molding (143 ° C., 10 seconds), removing it from the mold, and drying it at 80 ° C. for 12 hours. At this time, the foaming ratio of the foamed resin was 30 times.
(突起ユニットの分離)
発泡成形後に、発泡樹脂と突起ユニットとを一体化した状態で取り出し、発泡樹脂と突起ユニットを分離した。
これにより、導入通路及び中空部からなる非貫通孔が形成された吸音材を作製した。(Separation of protrusion unit)
After foam molding, the foamed resin and the protrusion unit were taken out in an integrated state, and the foamed resin and the protrusion unit were separated.
As a result, a sound absorbing material having a non-through hole formed of an introduction passage and a hollow portion was produced.
(遮音材の配置)
吸音材の非貫通孔の開口した面に対向して、鋼板を0.5cm離間するように配置して、防音構造体を得た。
この防音構造体における各寸法等は、ρm=0.03g/cm3、d=0.3cm、SH=0.07cm2、t3=1.0cm、dV=1.0cm、SV=0.79cm2、V=0.79cm3、t2=1.0cm、T=3.0cm、t1=1.0cm、L=0.5cmである。(Arrangement of sound insulation material)
A soundproof structure was obtained by arranging the steel plates at a distance of 0.5 cm so as to face the open surface of the non-through hole of the sound absorbing material.
The dimensions of this soundproof structure are ρm = 0.03 g / cm 3 , d = 0.3 cm, SH = 0.07 cm 2 , t3 = 1.0 cm, dV = 1.0 cm, SV = 0.79 cm 2 , V = 0.79 cm 3 , t2 = 1.0 cm, T = 3.0 cm, t1 = 1.0 cm, L = 0.5 cm.
(実施例2、3、比較例1、2)
実施例1において、使用する突起ユニットの寸法を変更し、軸部の直径をそれぞれ0.7cm、0.8cm、0.9cm、1.0cmとして吸音材を作製した他は実施例1と同様にして防音構造体を得た。これらの防音構造体は、導入通路の円相当径dが異なる他は同じ構造である。
各実施例及び比較例の防音構造体の構造をまとめて下記表1に示した。
比較例2では導入通路と中空部の開口が同じ形状であるので、ヘルムホルツ共鳴構造の非貫通孔ではない非貫通孔が形成されていることになる。(Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 and 2)
In Example 1, the dimensions of the protrusion unit to be used were changed, and the diameters of the shafts were set to 0.7 cm, 0.8 cm, 0.9 cm, and 1.0 cm, respectively, and the sound absorbing material was produced in the same manner as in Example 1. Obtained a soundproof structure. These soundproof structures have the same structure except that the equivalent circle diameter d of the introduction passage is different.
The structures of the soundproof structures of each Example and Comparative Example are summarized in Table 1 below.
In Comparative Example 2, since the introduction passage and the opening of the hollow portion have the same shape, a non-through hole other than the non-through hole of the Helmholtz resonance structure is formed.
[式(1)のfの値の算出]
各実施例及び各比較例の防音構造体について、式(1)に基づきfの値を算出した。
各実施例及び各比較例の防音構造体について算出した式(1)のfの値をまとめて下記表1に示した。[Calculation of the value of f in equation (1)]
For the soundproof structure of each Example and each Comparative Example, the value of f was calculated based on the equation (1).
The values of f in the formula (1) calculated for the soundproof structures of each example and each comparative example are summarized in Table 1 below.
[共振透過周波数の実測]
各実施例及び各比較例の防音構造体について、周波数を変化させながら透過損失を測定することにより、共振透過周波数を実測した。
透過損失測定は、音響透過損失試験により行った。測定はJIS A 1416「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」に準じて行った。
図11は、防音構造体に対する音響透過損失試験の概要を模式的に示す説明図である。
図11には、音響透過損失測定装置80を示している。音響透過損失測定装置80は、スピーカー83から音を発生させる音源室81と、試験体である防音構造体1を通して音を受音する受音室82が設けられている。音源室81には音源室側マイクロホン84が、受音室82には受音室側マイクロホン85がそれぞれ設けられていて、音源室側マイクロホン84で測定した音圧レベルL1と受音室側マイクロホン85で測定した音圧レベルL2を測定装置86に取り込めるようになっている。
吸音率を測定する際には、各実施例及び各比較例に係る吸音材及び遮音材(すなわち防音構造体)を図11に示す音源室−受音室の間にセットし、音源室においてスピーカーから音(100dB)を発生させ、音源室における音圧レベルL1および受音室の音圧レベルL2をそれぞれ測定した。周波数100〜2000Hzの範囲で測定を行った。
(透過損失の算出)
透過率:r=L2/L1
透過損失(dB)=10Log10(1/r)より求めた。
得られた透過損失チャートにおける、透過損失が小さくなる領域の谷の極小値を共振透過周波数とした。
各実施例及び各比較例の防音構造体について実測した共振透過周波数をまとめて下記表1に示した。[Actual measurement of resonance transmission frequency]
For the soundproof structures of each example and each comparative example, the resonance transmission frequency was actually measured by measuring the transmission loss while changing the frequency.
The transmission loss measurement was performed by an acoustic transmission loss test. The measurement was performed in accordance with JIS A 1416 "Measurement method of air noise blocking performance of building members in the laboratory".
FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing an outline of an acoustic transmission loss test for a soundproof structure.
FIG. 11 shows an acoustic transmission
When measuring the sound absorption coefficient, the sound absorbing material and the sound insulating material (that is, the sound insulating structure) according to each Example and each Comparative Example are set between the sound source room and the sound receiving room shown in FIG. A sound (100 dB) was generated from the sound source, and the sound pressure level L1 in the sound source room and the sound pressure level L2 in the sound receiving room were measured. The measurement was performed in the frequency range of 100 to 2000 Hz.
(Calculation of transmission loss)
Transmittance: r = L2 / L1
It was determined from transmission loss (dB) = 10 Log 10 (1 / r).
In the obtained transmission loss chart, the minimum value of the valley in the region where the transmission loss becomes small was defined as the resonance transmission frequency.
The resonance transmission frequencies actually measured for the soundproof structures of each example and each comparative example are summarized in Table 1 below.
図12(a)、図12(b)及び図12(c)は、それぞれ実施例1、2、3における周波数と透過損失の関係を示すグラフであり、図13(a)及び図13(b)は、それぞれ比較例1、2における周波数と透過損失の関係を示すグラフである。
これらのグラフを比較すると、式(1)を満たす条件である実施例1〜3では、人が不快に感じる周波数領域である500Hz〜2000Hzの範囲で、極小値が生じない。つまり、共振透過周波数成分の音の透過損失が500Hz〜2000Hzで低下しないことが理解される。12 (a), 12 (b) and 12 (c) are graphs showing the relationship between the frequency and the transmission loss in Examples 1, 2 and 3, respectively, and FIGS. 13 (a) and 13 (b). ) Are graphs showing the relationship between the frequency and the transmission loss in Comparative Examples 1 and 2, respectively.
Comparing these graphs, in Examples 1 to 3 under the condition satisfying the equation (1), the minimum value does not occur in the frequency range of 500 Hz to 2000 Hz, which is a frequency range that makes people uncomfortable. That is, it is understood that the sound transmission loss of the resonance transmission frequency component does not decrease in the range of 500 Hz to 2000 Hz.
1、2 防音構造体
10 吸音材
20 遮音材(鋼板)
30 非貫通孔
31 導入通路
32 中空部
50 金型
60 突起
61 軸部
62 傘部
70 発泡樹脂
80 音響透過損失測定装置
81 音源室
82 受音室
83 スピーカー
84 音源室側マイクロホン
85 受音室側マイクロホン
86 測定装置
100 自動車
101 後部座席
103 ラゲッジルーム
105 フロア部材
109 床下空間1, 2
30
Claims (7)
前記吸音材の前記非貫通孔が開口した面に対向して、空気層を隔てて所定距離離間して設けられた遮音材と、からなる防音構造体であって、
前記吸音材の前記非貫通孔は、表面に開口する導入通路と前記導入通路を介して外部と接続される中空部からなるヘルムホルツ共鳴構造を有しており、
前記空気層の厚さをLとし、
前記導入通路の円相当径をd、開口面積をSH、厚さをt3とし、
前記中空部の円相当径をdV、開口面積をSV、体積をV、厚さをt2とし、
前記吸音材の非貫通孔部分以外の材料部分の密度をρm、前記吸音材の厚さTから前記導入通路の厚さt3及び前記中空部の厚さt2を引いた厚さをt1とし、
前記空気層の厚さをL、空気の密度ρ0=0.001293g/cm3、音速C=34000cm/secとし、
t1、t2及びt3がいずれも0.1cm以上5.0cm以下、
dが0.3cm以上3.0cm以下、
dVが0.4cm以上17.1cm以下、
Lが0cmより大きい範囲において、
共振透過周波数f(Hz)について、以下の式(1)が成り立つことを特徴とする防音構造体。
A soundproof structure comprising a soundproofing material provided with a predetermined distance separated by an air layer so as to face the surface of the sound absorbing material through which the non-through hole is opened.
The non-through hole of the sound absorbing material has a Helmholtz resonance structure including an introduction passage opening on the surface and a hollow portion connected to the outside through the introduction passage.
Let L be the thickness of the air layer.
The circle-equivalent diameter of the introduction passage is d, the opening area is SH, and the thickness is t3.
The circle-equivalent diameter of the hollow portion is dV, the opening area is SV, the volume is V, and the thickness is t2.
The density of the material portion other than the non-through hole portion of the sound absorbing material is ρm, and the thickness obtained by subtracting the thickness t3 of the introduction passage and the thickness t2 of the hollow portion from the thickness T of the sound absorbing material is t1.
The thickness of the air layer is L, the density of air is ρ0 = 0.001293 g / cm 3 , and the speed of sound is C = 34000 cm / sec.
t1, t2 and t3 are all 0.1 cm or more and 5.0 cm or less,
d is 0.3 cm or more and 3.0 cm or less,
dV is 0.4 cm or more and 17.1 cm or less,
In the range where L is larger than 0 cm
A soundproof structure characterized in that the following equation (1) holds for the resonance transmission frequency f (Hz).
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