KR20000049116A - 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치는 음파를 향한 측면에 얇은 진동층(1)을 가진 음파 감쇠 시스템을 포함한다. 강력한 열에 노출된 상태로 장기간 사용할 때도 음파 감쇠 특성을 향상시키기 위해, 상기 얇은 진동층(1)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되며 0.004 내지 0.35mm의 두께를 갖는다.
Description
상기 방식의 장치는 이미 공지되어 있다(독일 특허 공개 제 DE-OS 33 13 001호). 이러한 장치는 다공질 베이스층으로 형성되며, 상기 베이스층은 중공 챔버의 형성을 위한 돌출 영역을 포함하며, 상기 중공 챔버는 돌출 영역 위에 놓인, 바람직하게는 30 ㎛ 층두께의 커버링 박막에 의해 커버된다. 다공질 베이스층은 높은 주파수에서는 흡음기로 작용하는 반면, 낮은 주파수에서는 박막 흡수기로 작용한다.
음파 감쇠 시스템을 가진 다른 장치도 공지되어 있다(유럽 특허 공개 제 EP-0 454 949 A2호, 독일 실용 신안 제 DE-GM 92 15 132호). 여기서는 다공질 부직포 또는 특히 폴리프로필렌으로 이루어진 개방 다공질 발포재가 지지체층 또는 엔진 후드와 함께 소위 헬름홀쯔 공진기를 형성하도록 형성된다. 상기 실시예 중의 하나에서 폴리우레탄으로 형성된 챔버 시스템은 챔버를 형성하는 발포재 벽을 따라 뻗은 각각 하나의 폴리우레탄 박막에 의해 커버된다.
또한, 플라스틱 재료, 및 예컨대 현무암 섬유으로 이루어진 높은 내열성의 무기 섬유 재료로 이루어진 패킹을 자동차 엔진실용 소음 커버링으로 형성하고, 상기 패킹을 모터를 향한 측면에서 부분적으로 열선을 반사하는 알루미늄 박막에 적층하는 것이 공지되어 있다(독일 특허 공개 제 DE-OS 36 01 204호).
끝으로, 불꽃에 노출된 부재용 반사 열막이를 제조하기 위해, 파형 금속층의 패킹의 외부면에 알루미늄 시이트를 제공하는 것이 공지되어 있다(유럽 특허 공개 제 EP-0 439 046 A2호, 영국 특허 GB-PS 제 482 747호).
본 발명은 음파를 향한 측면에 얇은 진동층을 가진 음파 감쇠 시스템을 포함하는, 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 횡단면도이고,
도 2는 디프 드로잉된 알루미늄-열가소성 수지-결합 박막을 가진 실시예를 나타내고,
도 3은 2개의 알루미늄 박막을 가진 본 발명에 따른 실시예의 개략적인 횡단면도이며,
도 4는 단면도로 도시된 엔진실을 가진 자동차의 측면도이고,
도 5는 알루미늄-열가소성 수지-결합 박막의 확대 횡단면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 또다른 실시예의 횡단면도이고,
도 7은 채널을 통해 서로 연결된 공진 챔버의 시스템을 가진 본 발명의 실시예이며,
도 8은 또다른 실시예를 나타내고,
도 9는 도 8의 선 C-C을 따른 부분 단면도이며,
도 10은 또다른 바람직한 실시예의 단면도이다.
본 발명의 목적은 전술한 방식의 장치가 간단한 수단에 의해, 간단한 제조 가능성을 가지면서 음향원 및 경우에 따라 열원에 가급적 널리 사용될 수 있고 장기간 양호한 음향 감쇠 특성을 갖도록 하는 것이다. 또한, 상기 장치에 사용된 재료가 환경 공해를 일으키지 않으면서 가급적 바람직하게 재활용 또는 폐기 처리되어야 한다.
본 발명의 특징은 청구항 제 1항에 제시되고, 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 하기 설명 및 도면에도 나타난다.
본 발명에 따라, 얇은 진동층은 0.004 내지 0.35 mm; 바람직하게 0.0045 내지 0.020 mm의 두께를 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진다. 많은 플라스틱 보다 현저히 높은 강성 재료, 여기서는 알루미늄을 사용함에도 불구하고, 이러한 얇은 알루미늄층이 진동 가능하게 형성되고 배치될 때 전술한 목적이 달성되는 것으로 나타났다. 여기서, "진동성"은 음파가 발생할 때 진동할 수 있는 것을 의미하며, 상기 진동의 진폭은, 알루미늄 박막이 그것이 지지된 부품 사이에서 어느 정도의 진동 자유도를 갖느냐에 달려 있다. "얇은 진동막"은 공기 음파를 전달하는데, 상기 공기 음파는 진동막의 한 측면에 부딪치고 "음압"이 감소될 때 조차도 진동막의 다른 측면상의 공간으로 부딪치며, 이것은 마찬가지로 음향 감쇠에 바람직하다.
바람직하게는 얇은 진동 알루미늄층이 소위 헬름홀쯔 원리에 따른 공진 챔버 시스템을 커버한다. 이 경우, 특별한 음파 주파수 스펙트럼을 위해 알루미늄 박막이 적어도 부분적으로 구멍을 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 얇은 진동 알루미늄층 자체가 디프 드로잉에 의해 챔버 시스템으로 변형된다. 본 발명의 상기 및 다른 실시예에서, 알루미늄 박막의 한 측면을 열가소성 층으로 커버하는 것이 바람직하며, 이것은 예컨대 적층에 의해 이루어질 수 있다. 상기 열가소성 수지 층은 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진다(폴리에스테르, 폴리에틸렌 등도 적합하다). 열가소성 수지 층의 두께는 얇은 알루미늄층의 두께와 동일한 범위인 것이 바람직하다. 이러한 알루미늄-열가소성 수지-결합층은 바람직하게는 디프 드로잉되지만, 음파 발생시 충분한 진동성을 유지한다.
알루미늄 박막은 다공질 알루미늄 바디, 예컨대 알루미늄 부직포를 커버할 수 있다; 얇은 알루미늄 층의 진동성은 그것이 알루미늄 부직포에 의해 약간 감소되더라도 변동되지 않는 것이 중요하다. 상기 "모든 알루미늄 기술"이 폐기 처분을 위해 바람직하다.
열가소성 플라스틱 층은 음파 반대편에 놓인 알루미늄 박막 측면에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 플라스틱 층의 열가소성 수지는 특히 GMT(glass-mat reinforced thermoplastics)로 이루어진 지지체에 대한 결합 수단으로도 사용될 수 있다. 상기 결합 수단에 의해 장치가 용융에 의해 하나의 설비로 결합된다.
본 발명에 따른 진동 알루미늄-열가소성 수지 결합층은 예컨대, 자동차의 엔진실을 향한 엔진 후드의 표면에 접착되는 것도 바람직한 것으로 나타났다. 이러한 엔진 후드는 특히 엔진에서 발생되는 음파에 의해 자주 진동되기 때문에 엔진 후드 자체가 음파 소오스를 형성한다. 특히 금속으로 이루어진 엔진 후드와 열가소성 수지 층 위의 진동성 알루미늄 박막의 결합에 의해, 열가소성 수지 층 위의 진동성 알루미늄 층이 엔진 후드의 진동에 대한 감쇠 부재로 작용한다. 극도로 얇은 알루미늄층의 진동 주파수와 엔진 후드 시이트의 진동 주파수가 매우 상이하기 때문에, 본 발명에 따른 장치가 소음 부재로서의 역할을 수행할 수 있다.
도 1에 따르면, GMT로 이루어진 지지체(4)상에 알루미늄 섬유로 이루어진 다공질 알루미늄 바디(3)가 제공된다. 알루미늄 바디(3)의 함지형 챔버(2)는 상이한 횡단면 및 상이한 깊이를 갖는다. 다공질 알루미늄 바디(3)의 융기부를 따라 0.01mm 두께의 알루미늄 박막(1)이 연장되므로, 챔버(2)가 커버된다. 관련 음파용 알루미늄 박막(1)이 진동할 수 있기 때문에, 상기 박막(1)에 의해 커버된 챔버(2)가 상기 챔버(2)를 커버하는 박막 부분의 진동시 공진 챔버로 작용한다. 공진 챔버의 크기 및 알루미늄 박막(1)의 진동 부분의 크기의 선택에 의해, 흡음이 넓은 주파수 스펙트럼에 걸쳐 연장될 수 있다.
도 2에 따르면, 파이프 시스템(11)이 진동성 알루미늄 박막(1)과 이것의 하부면에 적층된 PP로 이루어진 열가소성 수지 박막(8)으로 형성된 결합 박막의 디프 디로잉에 의해 형성된다. 가장 낮은 챔버(2)의 하단부(20)에서는 예컨대 지지체(4)의 GMT 재료와의 용접에 의해 기계적 결합이 이루어진다. 이 실시예에서는 챔버(2)가 외부로 커버되지 않는다. 여기서도 챔버(2)의 상이한 깊이 및 크기에 의해 광대역 흡음이 이루어진다.
도 3의 실시예에서, 지지체(4)는 예컨대 자동차 분리벽 또는 계기반을 형성하는 셸로 형성된다. 알루미늄-열가소성 수지-결합 박막(1a)이 개략적으로 도시된 바와 같이 디프 드로잉되고 부가로 알루미늄 박막(1)에 의해 커버되며 상기 알루미늄 박막에 재차 열가소성 수지 박막이 적층될 수 있는 방식으로, 엔진실에서 생긴 음파를 흡수하기 위한 챔버 시스템이 지지체(4)의 한 측면에 배치된다. 이로 인해, 챔버(2) 내에서 공진이 형성되도록 시스템이 형성된다. 알루미늄-열가소성 수지-결합 박막(1a)이 진동성을 갖기 때문에, 광대역성이 더욱 향상된다.
도 4에 따르면, 챔버 시스템(11)이 엔진실(12)을 향한 분리벽(7)의 측면에서 엔진실(12)과 자동차(5)의 탑승 공간(13) 사이에 배치된다. 또한, 엔진 후드(6)의 하부면에는 도 5에 따라 알루미늄 박막(1)과 적층된 PP 박막(8)으로 이루어진 결합 시스템(10)이 접착된다. 알루미늄 박막(1)은 자유 측면(A)에서 엔진실(12)을 향하는 반면, 열가소성 수지 박막(8)은 측면(B)에서 엔진 후드(6)의 시이트에 대한 결합층을 형성함으로써, 알루미늄 박막(1)의 진동 시스템과 엔진 후드(6)의 시이트의 진동 시스템이 완전히 상이한 진동 주파수로 형성되며, 이것은 결과적으로 "흡음"의 의미로 엔진 후드(6)의 진동을 감쇠시킨다. 이러한 본 발명에 따른 감쇠 장치(10) 및 (11)의 장점은 특히 장치가 동시에 열원으로 사용되는 엔진 장치에 매우 널리 사용될 수 있기 때문에, 많은 열 발생시에도 본 발명에 따른 소음장치의 기능이 저하되지 않으면서 현저한 공간 이득이 얻어질 수 있다는 것이다.
도 6에 따르면 특히, 알루미늄 부직포 또는 다른 양호하게 재활용 가능한 또는 폐기처분 가능한 재료로 이루어진 다공질 바디(3)가 파이프형 챔버(2)를 포함한다. 상기 챔버는 지지체(4) 및 커버하는 진동성 알루미늄 박막(1)에 대해 상이한 각으로 배치된다.
도 8에 따르면, 진동성 알루미늄 박막(1)이 다공질 바디(3)를 상부로 커버함으로써, 얇은 알루미늄 박막(1)이 일정한 의미로 여전히 진동성을 가지므로 챔버(2) 내의 공간이 진동된다. 거기서 부터 공기 진동이 상이한 길이로 횡으로 뻗은 채널(2a) 및 (2b)을 통해 계속되며, 이것은 상기 챔버 시스템에 의해 음파의 매우 넓은 주파수 스펙트럼이 흡수 될 수 있다는 장점을 갖는다.
도 10에 따르면, 지지체(4)가 지지체 셸로서 통형태로 형성된다; 지지체 셸은 예컨대 GMT로 이루어지며 디프 드로잉 방법으로 미리 제조된다. 지지체 셸의 내부면(4a)으로부터 플레이트형 스페이서(14)가 지지체 셸의 평면에 대해 수직으로, 그것이 그 위에 고정된 0.1mm 두께의 진동성 얇은 알루미늄 층(1)을 지지하기 위해 사용되는 장소에 까지 뻗는다. 이것은 내부에서 지지체(4)를 향하며, 폴리프로필렌으로 이루어진 열가소성 수지 층으로 코팅되고, 셸형 지지체(4)의 에지(4b) 및 플레이트형 스페이서(14)의 자유 단부(14a)에 용접(열에 의해) 또는 접착된다. 박막형 층(1)은 팽팽하게 고정된다. 지지체 셸과 층(1) 사이에 공진 챔버(4)가 형성된다. 스페이서(14)는 지지체 셸과 동일한 재료로 이루어지고, 바람직하게는 이것과 일체형으로 예컨대 사출 방법으로 제조된다.
Claims (14)
- 음파를 향한 측면에 얇은 진동층을 가진 음파 감쇠 시스템을 포함하는, 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치에 있어서, 얇은 진동 층(1)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고 0.004 내지 0.35mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 제 1항에 있어서, 얇은 진동 층(1)이 0.0045 내지 0.020mm 두께의 알루미늄 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 제 1항 또는 2항에 있어서, 얇은 알루미늄 층(1)이 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 음파(A) 반대편에 놓인 알루미늄 층(1)의 측면(B)이 얇은 열가소성 플라스틱 층(8)으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 제 4항에 있어서, 폴리프로필렌이 얇은 열가소성 플라스틱 층(8)에 사용되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 얇은 알루미늄 층(1)이 디프 디로잉된 챔버 시스템(11)으로 변형되고 및/또는 상기 챔버 시스템을 커버하는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 제 6항에 있어서, 챔버 시스템의 챔버(2)가 음파의 공진 챔버를 형성하는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 얇은 알루미늄 층(1)이 다공질 알루미늄 바디(3)를 커버하는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 제 8항에 있어서, 알루미늄 부직포가 다공질 알루미늄 바디(3)로 사용되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 플라스틱 층(8)이 지지체(4)와 함께 용융되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 제 10항에 있어서, 지지체(8)가 GMT로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 얇은 알루미늄 층(1)이 자동차(5)의 엔진 후드(6)의 내부면에 접착되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 얇은 알루미늄 층(1)이 엔진실(12)을 향한 분리벽(7)의 측면(8)에서 자동차(5)의 엔진실(12)과 탑승 공간(13) 사이에 고정되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
- 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 얇은 알루미늄 층(1)과 적층된 열가소성 수지 층(8)의 결합체가 박막 형태로 유닛 위에 고정되고 유닛의 에지(4b)에 접속되며, 상기 유닛이 셸형 지지체(4), 및 상기 지지체와 일체로 동일한 재료, 특히 GMT로 이루어진, 플레이트형으로 지지체(4)로부터 뻗은 스페이서(14)로 형성됨으로써, 알루미늄 층(1)과 스페이서(14)를 가진 지지체(4) 사이에 공기로 채워진 챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 음파를 흡수 및/또는 감쇠하기 위한 장치.
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