JP6944478B2 - 遮音構造 - Google Patents

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Description

本発明は、遮音構造に関する。
自動車等の車両や、建物等において、外部から内部空間への騒音の侵入、あるいは内部空間から外部への騒音の漏出を防ぐため、外部と内部空間とを区画する区画部材に、遮音性能を有した遮音材を設けることが行われている。
例えば、特許文献1には、区画部材(屋根板)と内部空間側の多孔質下地材との間に、複数の凹部を有したスペーサを、遮音材として配置した構成が開示されている。このような構成によれば、スペーサに形成された凹部内に、区画部材側から侵入した騒音(音波)が入り込み、凹部内で反射することで、遮音性能を発揮する。
また、特許文献2には、区画部材(車両床板)に、遮音材としてウレタン層を載せ、このウレタン層によって騒音を減衰して遮音性を発揮する構成が開示されている。また、この構成においては、ウレタン層に板状のマス層を載せることで、マス層を質量とし、ウレタン層をバネとした遮音構造を備えている。
特許文献3には、発泡多孔質材料または繊維材料からなる遮音材を、フィルムにより形成された袋内に配置し、封止気体を袋内に封止した構成が開示されている。
特開2010−265589号公報 特開2003−104135号公報 特開2006−123614号公報
ところで、遮音性をさらに高めることは、常に望まれている。例えば、自動車においては、車体のアウターパネルを形成する材料を、例えば車重の軽量化による燃料消費率向上等のために、鉄系材料からアルミ系材料や樹脂系材料に代替する場合がある。すると、アウターパネル自体における遮音性が低下する場合があり、遮音性をさらに高めることが要求される。
しかし、上記特許文献1〜3に開示されたような従来の技術において、遮音性をさらに高めようとすると、いずれも遮音材の厚さを増大させる必要がある。しかし、遮音材の厚さが増えると、遮音材の使用量増加に伴い、重量の増加及びコストの上昇を招いてしまう。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、重量増加、コストの上昇を抑えつつ、遮音性を高めることのできる遮音構造を提供することを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載の発明(遮音構造)は、構造体(例えば実施形態の車体1)の内部空間(例えば実施形態の内部空間3)と外部(例えば実施形態の外部4)とを区画する区画部材(例えば実施形態のアウターパネル5、インナーパネル6)に対して間隔をあけて配置され、少なくとも一部に平面形状を有するマス部(例えば実施形態のマス部11)と、前記マス部において前記区画部材に対向する側に複数配置されたバネ部(例えば実施形態のバネ部12)と、を備え、前記バネ部は、気密性及び可撓性を有した中空の膜材(例えば実施形態の膜材14、22、32、42)と、前記膜材の内部に封入されたガス(例えば実施形態のガス15)と、を有し、前記膜材は、前記区画部材側と前記マス部側との少なくとも一面(例えば実施形態の第1端部閉塞部14c、第2端部閉塞部14d)に凹部(例えば実施形態の凹部14b、22a、42f、第1凹部32a、第2凹部32b)を有し、前記凹部は、前記膜材の内部に封入された前記ガスの圧力に対応させて前記凹部の側壁を変形させることにより、前記凹部の底部を、前記マス部と前記区画部材とが対向する方向に移動可能に形成されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の遮音構造において、前記凹部は円周状に形成されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の遮音構造において、前記マス部と前記バネ部とを含む遮音部材(例えば実施形態の遮音部材10)を形成し、前記遮音部材は、前記バネ部の前記区画部材に対向する側に設けられ、前記区画部材に接合可能な接合層部材(例えば実施形態の接合層部材13)をさらに備えることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の遮音構造において、前記マス部は、ポリプロピレンからなり、前記膜材は、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなり、前記接合層部材は、ポリエチレンからなることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の遮音構造において、前記マス部は、前記バネ部の前記膜材よりも、比重が大きい材料で形成されていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれか一項に記載の遮音構造において、前記バネ部の前記膜材は、前記マス部よりもヤング率が低い材料で形成されていることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の遮音構造において、複数の前記バネ部は、前記区画部材に対向する対向面に沿った方向において互いに間隔をあけて配置されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか一項に記載の遮音構造において、前記ガスは、空気であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1から7のいずれか一項に記載の遮音構造において、前記ガスは、二酸化炭素またはヘリウムであることを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項1から9のいずれか一項に記載の遮音構造において、前記構造体は、自動車の車体(例えば実施形態の車体1)であり、前記区画部材が前記車体のアウターパネル(例えば実施形態のアウターパネル5)または前記車体の内装を形成するインナーパネル(例えば実施形態のインナーパネル6)であることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、マス部を質量とし、バネ部をバネとした遮音構造を構成することができる。したがって、マス部の質量とバネ部のバネのバネ定数を適宜調整することで、マス部が騒音に対して共振する周波数を調整し、目的の周波数域の騒音を効率良く抑えることができる。
さらに、遮音構造は、中空の膜材の内部にガスを封入した構成であるため、膜材を形成する材料の使用量が、ウレタン層に比較すれば大幅に少ない。したがって、マス部と区画部材とが対向する方向における遮音構造の厚さを大きくしても、重量増加、コストの上昇を抑えつつ、遮音性を高めることができる。
ここで、膜材の内部に封入されたガスは、例えば、外部環境に対応して圧力(すなわち、膜材の内圧)が変動する。ガスの圧力が変動することにより、バネ部が膨張して、例えば、バネ部のレイアウト空間、バネ部の耐久性、バネ定数等に影響を与えることが考えられる。
そこで、請求項1において、膜材に凹部を形成して、ガスの圧力に対応させて凹部を変形可能とした。よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部を変形させることによりガスの圧力(すなわち、膜材の内圧)の変動を抑制できる。これにより、バネ部の膨張を抑制することができ、例えば、「バネ部によるレイアウト空間に影響を及ぼすことへの防止」、「バネ部の耐久性の確保」、「バネ定数の上昇を防ぐことによる遮音性の確保」が可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、凹部を円周状に形成した。よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部の全域を円滑に変形させることができる。これにより、ガスの圧力(すなわち、膜材の内圧)の変動を良好に抑制できる。
請求項3に記載した発明によれば、マス部とバネ部とにより遮音部材を構成し、この遮音部材において、バネ部の区画部材に対向する側に接合層部材を設けることにより、区画部材に対し、遮音構造を接合層部材によって接合し、区画部材に遮音構造を容易に設けることができる。
請求項4に記載した発明によれば、マス部をポリプロピレンで形成することで、高い成形性を得ることができる。また、膜材を、エチレン−ビニルアルコール共重合体で形成することで、高い気密性を得て、膜材の内部に封入したガスの漏出を抑えることができる。
さらに、接合層部材をポリエチレンから形成することで、区画部材に対して容易かつ確実に接合することができる。
請求項5に記載した発明によれば、マス部の比重を膜材の比重よりも大きくすることで、マス部の質量としての機能を有効に発揮することができる。
請求項6に記載した発明によれば、膜材のヤング率をマス部のヤング率よりも低くしたことにより、バネ部が弾性変形しやすくなり、騒音を効率良く抑えることができる。
請求項7に記載した発明によれば、複数のバネ部を、対向面に沿う方向で互いに間隔をあけて設けることにより、マス部が区画部材側に向かって接離するように変位するのにともなってバネ部が弾性変形するときに、互いに隣り合うバネ部同士が緩衝することを抑えることができる。これにより、バネ部の変形を他のバネ部が阻害することを抑え、騒音を効率良く抑えることができる。
請求項8に記載した発明によれば、膜材内に封入するガスとして空気を用いることで、低コスト化を図ることができる。
請求項9に記載した発明によれば、膜材内に封入するガスとして二酸化炭素を用いることにより、空気中よりも音速(音波の伝搬速度)が下がり、遮音性能を向上させることができる。また、膜材内に封入するガスとしてヘリウムを用いることにより、空気よりも密度が低くなり、遮音性能を向上させることができる。
請求項10に記載した発明によれば、上記したような遮音構造を、自動車の車体のアウターパネルまたはインナーパネルに設けることで、車体の内部空間における遮音性を高めることができる。
本発明の実施形態に係る遮音構造を備えた車体を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造を備えた車体のルーフ部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造を備えた車体のルーフ部を車外側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造を示す図3のIV−IV線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造におけるバネ部の配置を示す図4のV矢視方向から見た底面図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造をモデル化した図である。 比較例の遮音構造を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る遮音構造と比較例の遮音構造との透過損失を示すグラフである。 本発明の実施形態の第一変形例に係る遮音構造の断面図である。 本発明の実施形態の第二変形例に係る遮音構造の断面図である。 (a)は本発明の実施形態の第三変形例に係る遮音構造の断面図、(b)は本発明の実施形態の第三変形例に係るバネ部の平面図である。 本発明の実施形態の第四変形例に係る遮音構造におけるバネ部の配置を示す底面図である。 本発明の実施形態の第四変形例に係る遮音構造において図13のXIV−XIV線に沿う断面図である。 本発明の実施形態の第五変形例に係る遮音構造におけるバネ部の配置を示す底面図である。 本発明の実施形態の第六変形例に係る遮音構造を備えた車体のルーフ部を示す断面図である。 本発明の実施形態の第六変形例に係る遮音構造の要部を拡大した断面図である。 本発明の実施形態の第七変形例に係る遮音構造を備えた車体のルーフ部を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図面において、矢印FRは車両の前方、矢印UPは車両の上方、矢印LHは左側方を指すものとする。実施形態においては、一例として、構造体を自動車の車体1として説明するが、構造体は自動車の車体1に限定するものではない。
図1に示すように、自動車の車体1は、車体本体1Aと、左右のフロントサイドドア1Bと、左右のリヤサイドドア1Cと、ボンネット1Dと、テールゲート1Eと、左右のクオータパネル1F(右クオータパネル1Fは図示せず)と、ルーフ部1Gとを備えている。
以下、実施形態においては、一例として、ルーフ部1Gに遮音構造を備えた例について説明するが、これに限定するものではない。その他の例として、例えば、遮音構造を左右のフロントサイドドア1B、左右のリヤサイドドア1C、ボンネット1D、テールゲート1E、左右のクオータパネル1F、ルーフ部1G等に備えることも可能である。
図2、図3に示すように、本実施形態に係る遮音構造は、遮音部材10を備えている。遮音部材10は、ルーフ部1Gのアウターパネル(区画部材)5と、車体1内の内部空間3に臨み、内装を形成するインナーパネル(ルーフガーニッシュ、区画部材)6と、の間に設けられている。この遮音部材10は、アウターパネル5の下面に固定されている。
図4、図5に示すように、遮音部材10は、マス部11と、バネ部12と、接合層部材13と、を備えている。遮音部材10は、アウターパネル5とインナーパネル6(図2参照)との間の空間に配置されている。
マス部11は、例えば板状で、車体1の内部空間3と外部4(図2参照)とを区画するアウターパネル5に対して間隔をあけて配置される。マス部11は、後述するバネ部12の膜材14よりも比重が大きく、高い成形性を有している材料で形成するのが好ましい。このようなマス部11を形成する材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)を用いるのが好ましい。なお、マス部11は板状に限らず、少なくとも一部に平面形状を有する部材であればよい。
バネ部12は、マス部11においてアウターパネル5に対向する側の対向面に沿って互いに間隔をあけて複数配置されている。この実施形態において、バネ部12は、マス部11に沿って千鳥状に配置されている。
各バネ部12は、中空の膜材14と、膜材14の内部に封入されたガス15(図6も参照)と、を有している。
図6に示すように、膜材14は、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向を軸線として延びる筒状をなしている。膜材14は、筒状部14aと、凹部14bと、第1端部閉塞部(一面)14cと、第2端部閉塞部(一面)14dとを一体に備えた密閉容器状をなしている。この膜材14は、気密性及び可撓性を有した材料から形成されている。
また、膜材14は、マス部11よりも積極的に弾性変形するよう、マス部11を形成する材料よりもヤング率が低い材料で形成するのが好ましい。このような膜材14を形成する材料としては、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体(例えば、クラレ製「エバール」(登録商標))を用いるのが好ましい。なお、膜材14が有する「気密性」については、完全に空気の出入りのない閉空間を形成するものに限らず、膜材14がバネ部として機能できるくらいに多少の空気の出入りを許容することもできる。
筒状部14aは、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向から見た断面形状が例えば円形の筒状に形成されている。筒状部14aのうち、アウターパネル5側の第1端部14eが第1端部閉塞部14c及び凹部14bで閉塞されている。第1端部閉塞部14cは、アウターパネル5に沿って平坦な環状に形成されている。第1端部閉塞部14cは、例えば、アウターパネル5に接合層部材13により一体に接合されている。接合層部材13については後で詳しく説明する。
第1端部閉塞部14cの内周部に凹部14bが凹状に形成されている。凹部14bは、例えば、筒状部14aに対して同軸上に形成されている。凹部14bは、底部14fと、側壁14gとを有する。底部14fは、アウターパネル5に沿って平坦な円板に形成されている。底部14fは、第1端部閉塞部14cに対してマス部11側に間隔をおいて配置されている。
底部14fの外周から第1端部閉塞部14cの内周部まで側壁14gがアウターパネル5側に向けて筒状に延びている。側壁14gは、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向から見た断面形状が例えば円周状に形成されている。すなわち、凹部14bは円周状の凹形に形成されている。
筒状部14aのうち、マス部11側の第2端部14hが第2端部閉塞部14dで閉塞されている。第2端部閉塞部14dは、マス部11に沿って平坦に形成されている。第2端部閉塞部14dは、例えば、マス部11に接着剤、溶着等により一体に接合されている。
すなわち、バネ部12の膜材14は、アウターパネル5側の第1端部閉塞部14cに凹部14bを有している。よって、膜材14は、凹部14bを備える部位14iの断面積が他の部位14jに比べて小さく設定(調整)されている。これにより、バネ部12のバネ定数k(図7参照)を好適に下げて、遮音部材10による共振周波数を下げることができる。
さらに、凹部14bは、膜材14の内部に封入されたガス15の圧力に対応させて変形可能に形成されている。すなわち、例えば、凹部14bは、ガス15の圧力に対応させて側壁14gを変形させることにより、底部14fを矢印A方向(すなわち、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向)に移動可能に形成されている。
これにより、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部14bを変形させることによりガス15の圧力(すなわち、膜材14の内圧)の変動を抑制できる。
したがって、バネ部12の膨張を抑制することができ、例えば、「バネ部12によるレイアウト空間に影響を及ぼすことへの防止」、「バネ部12の耐久性の確保」、「バネ定数kの上昇を防ぐことによる遮音性の確保」を可能にできる。
ここで、側壁14gは円周状に形成されている。よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部14bの全域を円滑に変形させることができる。これにより、ガス15の圧力(すなわち、膜材14の内圧)の変動を良好に抑制できる。
膜材14の第1端部閉塞部14cに凹部14bを備えた詳しい理由については後で詳しく説明する。
実施形態においては、アウターパネル5側の第1端部閉塞部14cに凹部14bを形成した例について説明したが、これに限らない。その他の例として、マス部11側の第2端部閉塞部14dに凹部14bを形成することも可能である。
ガス15は、中空の膜材14の内部に、少なくとも膜材14の弛みが無くなるよう、予め設定した圧力以上に充填されている。
このようなガス15としては、例えば、空気を用いることができる。また、ガス15としては、二酸化炭素、ヘリウムを用いることもできる。
接合層部材13は、バネ部12において、アウターパネル5に対向する側に設けられている。この実施形態において、接合層部材13は、膜状をなし、複数のバネ部12を覆うように形成されている(図4参照)。
このような接合層部材13は、アウターパネル5に接合可能な材料により形成されている。この実施形態では、接合層部材13は、アウターパネル5に超音波や熱等を用いた溶着により接合される。このため、接合層部材13は、アウターパネル5に対する溶着性に優れる材料で形成するのが好ましい。このような接合層部材13を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)を用いることができる。なお、接合層部材13が粘着層や接着剤でアウターパネル5に接合されてもよい。
なお、接合層部材13は、各バネ部12のアウターパネル5側の第1端部閉塞部14cのみに設けられているが、これに限らない。その他の例として、接合層部材13を各バネ部12のマス部11側の第2端部閉塞部14dに設けてマス部11を接合してもよい。
遮音部材10を構成する上記のマス部11と、バネ部12と、接合層部材13とは、接着剤、溶着等により、互いに接合されて一体化している。
図2、図3に示すように、遮音部材10は、車体1のアウターパネル5に対し、アウターパネル5に設けられた補強フレーム(ルーフクロスメンバ)8を避けた位置に設けられている。この実施形態では、遮音部材10は、互いに隣り合う補強フレーム8の間において、補強フレーム8が延びる方向を長手方向とする帯状に形成されている。このように、遮音部材10は、アウターパネル5の形状や、アウターパネル5に設けられる補強フレーム8やその他の部材の配置に応じて形成され、四角形に限らず、三角形や台形、その他の各種形状に形成することができる。
図6、図7に示すように、上記遮音部材10は、マス部11とバネ部12とを備えることで、マス部11を質量mとし、バネ部12をバネ定数kのバネとした遮音構造を構成する。このような遮音構造の遮音部材10においては、マス部11の重さと、バネ部12を構成する膜材14に封入するガス15の圧力と、を調整することで、質量mとバネ定数kとを調整する。
上述したように、遮音部材10は、マス部11とバネ部12とを備え、バネ部12は、中空の膜材14の内部にガス15を封入することで形成されている。
このようにして、遮音部材10は、マス部11を質量mとし、バネ部12をバネ定数kのバネとした遮音構造を構成することができる。また、膜材14内に封入するガス15の圧力を調整することで、バネ部12のバネ定数kの調整を行うことができる。さらに、バネ部12は中空の膜材14の内部にガス15を封入した構成であるため、膜材14を形成する材料の使用量が、ウレタン層に比較すれば大幅に少ない。これにより、遮音性を高めるために、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向におけるバネ部12の厚さ(すなわち、遮音部材10の厚さt1)を大きくしても、バネ部12の重量増加、コストの上昇を抑えることができる。
したがって、重量増加、コストの上昇を抑えつつ、遮音性を高めることができる。
また、バネ部12においてアウターパネル5に対向する側に接合層部材13を設けるようにした。
これにより、アウターパネル5に対し、遮音部材10を接合層部材13によって接合して取り付けることができる。
また、マス部11をポリプロピレンで形成することで、高い成形性を得ることができる。また、膜材14を、エチレン−ビニルアルコール共重合体で形成することで、高い気密性を得て、膜材14の内部に封入したガス15の漏出を抑えることができる。さらに、接合層部材13をポリエチレンから形成することで、アウターパネル5に対して容易かつ確実に溶着することができる。
また、マス部11の比重を膜材14の比重よりも大きくするようにした。
これにより、マス部11の質量としての機能を有効に発揮することができる。
また、膜材14のヤング率をマス部11のヤング率よりも低くした。
これにより、バネ部12が弾性変形しやすくなり、騒音を効率良く抑えることができる。
また、複数のバネ部12を、対向面に沿う方向で互いに間隔をあけて設けるようにした。
これにより、マス部11がアウターパネル5側に向かって接離するように変位するのにともなってバネ部12が弾性変形するときに、互いに隣り合うバネ部12同士が緩衝することを抑えることができる。これにより、バネ部12の変形を他のバネ部12が阻害することを抑え、騒音を効率良く抑えることができる。
また、膜材14内に封入するガス15として空気を用いるようにした。
これにより、遮音部材10の低コスト化を図ることができる。
また、膜材14内に封入するガス15として二酸化炭素を用いれば、空気中よりも音速(音波の伝搬速度)が下がる。これにより、遮音性能を向上させることができる。
また、膜材14内に封入するガス15としてヘリウムを用いれば、空気よりも密度が低くなる。これにより、遮音性能を向上させることができる。
つぎに、膜材14に第1段付き部14b及び第2段付き部14cを備えた理由を図6、図8、図9に基づいて説明する。図6は実施形態の遮音部材10を示し、図8は比較例の遮音部材100を示す。図9は遮音部材10と遮音部材100との透過損失を示すグラフである。図9のグラフにおいて、縦軸は透過損失(dB)を示し、横軸は周波数(Hz)を示す。
図8に示すように、比較例の遮音部材100は、実施形態のバネ部12をバネ部101に代えたもので、その他の構成は遮音部材10と同様である。バネ部101は、中空の膜材102と、膜材102の内部に封入されたガス15と、を有している。
膜材102は、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向を軸線として延びる筒状をなしている。膜材102は、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向から見た断面形状が例えば円形の筒状部102aと、筒状部102aの接合層部材13側の端部を閉塞する第1端部閉塞部102bと、筒状部14aのマス部11側の端部を閉塞する第2端部閉塞部102cとを一体に備えた密閉容器状をなしている。
すなわち、比較例の膜材102は、図6に示す実施形態の膜材14から凹部14bを除去した点で膜材14と異なるのみで、その他の構成は実施形態の膜材14と同様である。
図8に戻って、比較例のバネ部101は、膜材102に実施形態の凹部14bを備えていない。このため、膜材102の内部に封入されたガス15が、例えば、外部環境に対応して圧力(すなわち、膜材102の内圧)が変動することが考えられる。ガス15の圧力が変動することにより、バネ部101が膨張して、例えば、バネ部101のレイアウト空間、バネ部101の耐久性、バネ定数等に影響を与えることが考えられる。
以下、比較例の遮音部材100と実施形態の遮音部材10との透過損失を図9に基づいて説明する。図9において、実施形態の遮音部材10を常圧環境で使用する際の透過損失をグラフG1で示す。また、実施形態の遮音部材10を高地の低圧環境で使用する際の透過損失をグラフG2で示す。さらに、比較例の遮音部材100を高地の低圧環境で使用する際の透過損失をグラフG3で示す。
グラフG1及びグラフG2は共振周波数H1であり、グラフG3は共振周波数H2である。
実施形態の遮音部材10のバネ部12は、膜材14に凹部14bが備えられている。よって、高地における低圧環境に応じて、凹部14bを変形させることにより、ガス15の圧力(すなわち、膜材14の内圧)の変動を抑制できる。すなわち、低温環境において、バネ部12の膨張を抑制して、グラフG2の共振周波数をグラフG1(すなわち、常温環境)の共振周波数H1と同一に確保できる。
これにより、グラフG1及びグラフG2に示すように、実施形態の遮音部材10によれば、低圧環境において常圧環境と同様に透過損失を確保でき、遮音性を確保できる。
一方、比較例のバネ部101は、膜材102に実施形態の凹部14bを備えていない。よって、膜材102の内部に封入されたガス15が、高地の低圧環境に対応して圧力(すなわち、膜材102の内圧)が変動することが考えられる。ガス15の圧力が変動することにより、バネ部101が膨張して、バネ部101の耐久性、バネ定数等に影響を与え、グラフG3の共振周波数がH2まで上がる。
このように、グラフG3に示すように、比較例の遮音部材100によれば、高地の低圧環境において共振周波数がH2まで上がることにより透過損失が低下する。このため、低圧環境において常圧環境と同様に遮音性を確保することが難しい。
以下、実施形態の第一変形例〜第七変形例を図10〜図18に基づいて説明する。なお、第一変形例〜第七変形例において実施形態と同一類似構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
(実施形態の第一変形例)
実施形態の第一変形例を図10に基づいて説明する。
図10に示すように、遮音部材20は、膜材22と、ガス15とでバネ部21が構成されている。膜材22は、実施形態の凹部14bを凹部22aに代えたもので、その他の構成は実施形態の膜材14と同様である。
凹部22aは、膜材22の第1端部閉塞部14cに膜材22に対して同軸となるように環状に形成されている。凹部22aは、底部22bと、側壁22cとを有する。側壁22cは円周状に形成されている。すなわち、凹部22aは、円周状の凹形に形成されている。
膜材22の第1端部閉塞部14cに凹部22aが形成されることにより、凹部22aを備える部位14iの断面積が他の部位14jに比べて小さく設定(調整)されている。これにより、バネ部21のバネ定数を好適に下げて、遮音部材20による共振周波数を下げることができる。
さらに、凹部22aは、膜材22の内部に封入されたガス15の圧力に対応させて変形可能に形成されている。例えば、凹部22aは、ガス15の圧力に対応させて側壁22cを変形させることにより、底部22bを矢印A方向(すなわち、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向)に移動可能に形成されている。
よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部22aを変形させることによりガス15の圧力(すなわち、膜材22の内圧)の変動を抑制できる。
これにより、バネ部21の膨張を抑制することができ、「バネ部21によるレイアウト空間に影響を及ぼすことへの防止」、「バネ部21の耐久性の確保」、「バネ定数の上昇を防ぐことによる遮音性の確保」を可能にできる。
ここで、側壁22cは円周状に形成されている。よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部22aの全域を円滑に変形させることができる。これにより、ガス15の圧力(すなわち、膜材22の内圧)の変動を良好に抑制できる。
第一変形例においては、アウターパネル5側の第1端部閉塞部14cに凹部22aを形成した例について説明したが、これに限らない。その他の例として、マス部11側の第2端部閉塞部14dに凹部22aを形成することも可能である。
(実施形態の第二変形例)
実施形態の第二変形例を図11に基づいて説明する。
図11に示すように、遮音部材30は、膜材32と、ガス15とでバネ部31が構成されている。膜材32は、実施形態の凹部14bを第1凹部(凹部)32a及び第2凹部(凹部)32bに代えたもので、その他の構成は実施形態の膜材14と同様である。
第1凹部32aは、実施形態の凹部14bと同様に、膜材32に対して同軸上に円周状の凹形に形成されている。第2凹部32bは、第一変形例の凹部22aと同様に、膜材22に対して同軸となるように環状の凹形(円周状の凹形)に形成されている。
膜材32の第1端部閉塞部14cに第1凹部32aと第2凹部32bとが形成されることにより、第1凹部32aと第2凹部32bとを備える部位14iの断面積が他の部位14jに比べて小さく設定(調整)されている。これにより、バネ部31のバネ定数を好適に下げて、遮音部材30による共振周波数を下げることができる。
さらに、第1凹部32a及び第2凹部32bは、膜材22の内部に封入されたガス15の圧力に対応させて変形可能に形成されている。例えば、第1凹部32a及び第2凹部32bは、ガス15の圧力に対応させて側壁を変形させることにより、底部を矢印A方向(すなわち、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向)に移動可能に形成されている。
よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、第1凹部32a及び第2凹部32bを変形させることによりガス15の圧力(すなわち、膜材32の内圧)の変動を抑制できる。
これにより、バネ部31の膨張を抑制することができ、「バネ部31によるレイアウト空間に影響を及ぼすことへの防止」、「バネ部31の耐久性の確保」、「バネ定数の上昇を防ぐことによる遮音性の確保」を可能にできる。
ここで、第1凹部32a及び第2凹部32bの側壁は円周状に形成されている。よって、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、第1凹部32a及び第2凹部32bの全域を円滑に変形させることができる。これにより、ガス15の圧力(すなわち、膜材32の内圧)の変動を良好に抑制できる。
第二変形例においては、アウターパネル5側の第1端部閉塞部14cに第1凹部32a及び第2凹部32bを形成した例について説明したが、これに限らない。その他の例として、マス部11側の第2端部閉塞部14dに第1凹部32a及び第2凹部32bを形成することも可能である。
(実施形態の第三変形例)
実施形態の第三変形例を図12(a)、図12(b)に基づいて説明する。
図12(a)、図12(b)に示すように、遮音部材40は、膜材42と、ガス15とでバネ部41が構成されている。膜材42は、筒状部42aと、複数の突出部42bと、第1端部閉塞部42cと、第2端部閉塞部42dとを一体に備えた密閉容器状をなしている。この膜材42は、実施形態の膜材14と同様に、気密性及び可撓性を有した材料から形成されている。
筒状部42aは、マス部11とアウターパネル5とが対向する方向から見た断面形状が例えば円形の筒状に形成され、内部が複数の突出部42bの内部に連通されている。複数の突出部42bは、筒状部42aの外周壁42eから周方向に間隔をおいて放射状に突出されている。よって、隣接する突出部42bと、隣接する突出部42b間の外周壁42eとにより、外周壁42eに沿って複数の凹部42fが形成されている。
凹部42fは、アウターパネル5とマス部11との両側に開口された状態に設けられている。複数の突出部42b(すなわち、複数の凹部42f)の個数は任意に選択できる。
筒状部42a及び複数の突出部42bにおいて、アウターパネル5側の第1端部が第1端部閉塞部42cで閉塞されている。第1端部閉塞部42cは、実施形態の第1端部閉塞部14cと同様に、例えば、アウターパネル5に接合層部材13により一体に接合されている。
また、筒状部42a及び複数の突出部42bにおいて、マス部11側の第2端部が第2端部閉塞部14dで閉塞されている。第2端部閉塞部42dは、実施形態の第2端部閉塞部14dと同様に、例えば、マス部11に接着剤、溶着等により一体に接合されている。
ここで、凹部42fは、隣接する突出部42bと、隣接する突出部42b間の外周壁42eとにより形成されている。よって、凹部42fは、膜材22の内部に封入されたガス15の圧力に対応して突出部42b及び外周壁42eが変形することにより、図12(b)の想像線で示す形状に変形可能に形成されている。
これにより、例えば、高地における低圧環境や、高温環境に応じて、凹部42fを変形させることによりガス15の圧力(すなわち、膜材42の内圧)の変動を抑制できる。
したがって、バネ部41の膨張を抑制することができ、「バネ部41によるレイアウト空間に影響を及ぼすことへの防止」、「バネ部41の耐久性の確保」、「バネ定数の上昇を防ぐことによる遮音性の確保」を可能にできる。
(実施形態の第四変形例)
実施形態の第四変形例を図13、図14に基づいて説明する。
上記実施形態では、各バネ部12(図6参照)を、断面円形としたが、これに限らない。例えば、図13、図14に示すように、バネ部12Bを、上記実施形態のバネ部12よりも断面積が大きな略矩形状に形成してもよい。これにより、バネ部12Bのガス15の封入面積を実施形態のバネ部12に比べて大きくできる。
この場合、互いに隣り合うバネ部12B同士の間隔を、上記実施形態におけるバネ部12同士の間隔よりも狭めるようにしてもよい。
(実施形態の第五変形例)
実施形態の第五変形例を図15に基づいて説明する。
図15に示すように、バネ部12Cを、断面六角形状とし、互いに隣り合うバネ部12Cを隙間無く配置し、いわゆるハニカム状に構成することもできる。バネ部12Cをハニカム状に構成することにより、バネ部12Cのガス15の封入面積を実施形態のバネ部12に比べて大きくできる。
(実施形態の第六変形例)
実施形態の第六変形例を図16、図17に基づいて説明する。
上記したような遮音部材10において、図16、図17に示すように、接合層部材13側に、硬質のボード材16を追加することもできる。この場合、ボード材16は、膜材14よりも硬質な樹脂材料等から形成することができる。このようなボード材16は、バネ部12と接合層部材13との間に挟み込むように設けることができる。
(実施形態の第七変形例)
実施形態の第七変形例を図18に基づいて説明する。
図18に示すように、例えば、遮音部材10は、アウターパネル5側ではなく、インナーパネル6側に装着することもできる。この場合、遮音部材10は、接合層部材13をインナーパネル6に接合し、マス部11は、アウターパネル5側に位置するように設けることができる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、マス部11と膜材14、22、32、42とを一体に成形するようにしてもよい。これにより、マス部11と膜材14、22、32、42とを別途接合する必要がなく、遮音部材10の製造を効率良く行うことができる。
例えば、上記実施形態及びその変形例では、遮音部材10を車体1のルーフ部1Gに設けるようにしたが、これに限らない。遮音部材10は、左右のフロントサイドドア1B、左右のリヤサイドドア1C、ボンネット1D、テールゲート1E、左右のクオータパネル1F、ルーフ部1G等、他の部位に設けるようにしてもよい。また、遮音部材10は、自動車に限らず、建物の天井、壁、床、各種装置のカバー等、他の構造体に設けるようにしてもよい。
遮音構造を車体1から独立した遮音部材10で構成することで製造や取り扱いが容易になるが、マス部11とバネ部12、12B、12C、21、31、41とを備える遮音構造を区画部材に直接設ける構成としてもよい。
例えば、凹部14b、22a、第1凹部32a、第2凹部32bを円周状の凹形に形成した例について説明したが、その他の形状の凹形に形成することも可能である。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
1 車体(構造体)
3 内部空間
4 外部
5 アウターパネル(区画部材)
6 インナーパネル(区画部材)
10、20、30、40 遮音部材
11 マス部
12、12B、12C、21、31、41 バネ部
13 接合層部材
14、22、32、42 膜材
14a 筒状部
14b、22a、42f 凹部
14c 第1端部閉塞部(一面)
14d 第2端部閉塞部(一面)
15 ガス
32a 第1凹部(凹部)
32b 第2凹部(凹部)

Claims (10)

  1. 構造体の内部空間と外部とを区画する区画部材に対して間隔をあけて配置され、少なくとも一部に平面形状を有するマス部と、
    前記マス部において前記区画部材に対向する側に複数配置されたバネ部と、を備え、
    前記バネ部は、
    気密性及び可撓性を有した中空の膜材と、
    前記膜材の内部に封入されたガスと、を有し、
    前記膜材は、前記区画部材側と前記マス部側との少なくとも一面に凹部を有し、
    前記凹部は、前記膜材の内部に封入された前記ガスの圧力に対応させて前記凹部の側壁を変形させることにより、前記凹部の底部を、前記マス部と前記区画部材とが対向する方向に移動可能に形成されていることを特徴とする遮音構造。
  2. 前記凹部は円周状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の遮音構造。
  3. 前記マス部と前記バネ部とを含む遮音部材を構成し、
    前記遮音部材は、
    前記バネ部の前記区画部材に対向する側に設けられ、前記区画部材に接合可能な接合層部材をさらに備える
    ことを特徴とする請求項2に記載の遮音構造。
  4. 前記マス部は、ポリプロピレンからなり、
    前記膜材は、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなり、
    前記接合層部材は、ポリエチレンからなる
    ことを特徴とする請求項3に記載の遮音構造。
  5. 前記マス部は、前記バネ部の前記膜材よりも、比重が大きい材料で形成されている、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の遮音構造。
  6. 前記バネ部の前記膜材は、前記マス部よりもヤング率が低い材料で形成されている、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の遮音構造。
  7. 複数の前記バネ部は、前記区画部材に対向する対向面に沿った方向において互いに間隔をあけて配置されている、
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の遮音構造。
  8. 前記ガスは、空気である
    ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の遮音構造。
  9. 前記ガスは、二酸化炭素またはヘリウムである
    ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の遮音構造。
  10. 前記構造体は、自動車の車体であり、前記区画部材が前記車体のアウターパネルまたは前記車体の内装を形成するインナーパネルである
    ことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の遮音構造。
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