KR20110100163A

KR20110100163A - 차음 구조 및 차음 커버

Info

Publication number: KR20110100163A
Application number: KR1020110018591A
Authority: KR
Inventors: 젠조 야마구찌; 이찌로오 야마기와; 야스마사 기무라
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2011-09-09
Also published as: JP2011202651A; JP5590752B2; JP2014040830A; JP5566848B2

Abstract

본 발명의 과제는, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
엔진과 커버 본체(2)의 결합부(3)를 중심으로 하여, 커버 본체(2)에 슬릿을 형성하여, 결합부(3)의 강성을 낮게 함으로써, 커버 본체(2)의 중량과 공기층의 강성과 결합부(3)의 강성에 의해 결정되는 공명 투과 주파수를 낮게 한다.

Description

차음 구조 및 차음 커버 {SOUND INSULATION STRUCTURE AND SOUND INSULATION COVER}

본 발명은 자동차 등의 엔진, 배기관 등의 소음 발생원의 근방에 설치되는 차음 구조 및 차음 커버에 관한 것이다.

자동차 등은, 엔진이 가동되면, 엔진 본체, 오일 팬, 배기관 등이 진동하여 소음을 발생시킨다. 이 소음 대책으로서, 소음 발생원의 근방에서 차음하는 차음 커버가 각종 제안되어 있다.

특허 문헌 1에는, 2층의 표면판 및 이들 사이에 끼워지는 흡음재층을 각각 소정의 평면 형상으로 성형하여 적층하고, 적층판의 주연부의 거의 전체에 걸쳐 되꺾음부를 형성한 적층 성형 평판을 커버의 형상으로 성형한 차열성, 차음성 커버가 개시되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는 오일 팬 커버의 커버 본체의 주위에 오일 팬 주위에 있어서의 장착 플랜지에 대향하는 대향 플랜지를 형성하고, 대향 플랜지의 내면에 형성된 발포체에 오일 팬을 장착하는 수나사의 헤드부를 수용 가능한 오목부를 형성하고, 오목부에 수나사의 헤드부를 수용한 발포체가 장착 플랜지에 밀착되도록 구성함으로써, 장착 플랜지 부분에 있어서의 진동을 억제한 차량용 엔진의 오일 팬 커버가 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 평11-350970호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-278446호 공보

그런데, 소음 발생원의 근방에 차음 커버를 설치한 경우, 어느 특정 주파수에서 차음 커버가 공진하는 공명 투과 현상이 발생한다. 공명 투과 현상이 발생하는 주파수(공명 투과 주파수)는, 차음 커버의 중량과, 소음 발생원과 차음 커버 사이의 공기층의 강성(공기층이 스프링으로서 작용하였을 때의 스프링 상수)과, 소음 발생원과 차음 커버의 결합부의 강성(결합부가 스프링으로서 작용하였을 때의 스프링 상수)에 의해 결정된다. 공명 투과 현상에 의해 차음 커버에 전달된 진동은, 차음 커버로부터 재방사되므로, 차음 성능이 악화된다.

이 문제에 대해서는, 종래 소음 발생원과 차음 커버 사이에 흡음재를 삽입하거나, 차음 커버의 중량을 증가시키는 등의 대책이 채용되어 있지만, 모두 중량의 증가를 수반하므로, 에너지 절약의 관점에서 요청되고 있는 경량화의 흐름에 역행하는 것으로 되어 있다.

본 발명의 목적은, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 성능을 향상시키는 것이 가능한 차음 구조 및 차음 커버를 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서의 차음 구조는, 공기층을 통해 소음 발생원의 적어도 일부를 덮는 커버 본체와, 상기 소음 발생원과 상기 커버 본체를 결합하는 결합부와, 상기 결합부를 중심으로 하여, 상기 커버 본체에 형성된 슬릿을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따르면, 커버 본체가 공진하여 차음 성능이 악화되는 공명 투과 현상이 발생하는 경우, 차음 성능은, 커버 본체의 중량과 공기층의 강성과 결합부의 강성에 의해 결정되는 공명 투과 주파수에 의해 정해지는 것이지만, 소음 발생원과 커버 본체의 배치 관계상, 공기층의 강성을 변경할 수는 없으므로, 커버 본체에 슬릿을 형성하여 결합부의 강성을 낮춘다. 이에 의해, 공명 투과 주파수가 낮아지므로, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 커버 본체에 슬릿을 형성함으로써, 부품 개수의 증가가 회피되므로, 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 공기층의 강성이라 함은, 공기층이 스프링으로서 작용하였을 때의 스프링 상수이고, 결합부의 강성이라 함은, 결합부가 스프링으로서 작용하였을 때의 스프링 상수이다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조는, 공기층을 통해 소음 발생원의 적어도 일부를 덮는 커버 본체와, 상기 소음 발생원과 상기 커버 본체를 결합하는 결합부를 갖고, 상기 결합부가, 상기 커버 본체에 천공된 관통 구멍과, 상기 관통 구멍에 장착되어, 상기 소음 발생원에 체결되는 체결 부재가 삽입 관통되는 한 쌍의 고정 부재와, 상기 한 쌍의 고정 부재 사이에 설치되고, 상기 커버 본체를 끼움 지지하는 한 쌍의 탄성체를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따르면, 커버 본체가 공진하여 차음 성능이 악화되는 공명 투과 현상이 발생하는 경우, 차음 성능은, 커버 본체의 중량과 공기층의 강성과 결합부의 강성에 의해 결정되는 공명 투과 주파수에 의해 정해지는 것이지만, 소음 발생원과 커버 본체의 배치 관계상, 공기층의 강성을 변경할 수는 없으므로, 한 쌍의 탄성체로 커버 본체를 끼움 지지함으로써 결합부의 강성을 낮춘다. 이에 의해, 공명 투과 주파수가 낮아지므로, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 커버 본체와 결합부가 별개의 부재이므로, 결합부의 강성을, 탄성체의 스프링 상수에 기초하여 용이하게 설계할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조에 있어서는, 상기 커버 본체의 단부와 상기 소음 발생원의 간극의 적어도 일부를 덮도록, 상기 커버 본체의 단부의 적어도 일부가 상기 소음 발생원에 접촉되어 있어도 좋다. 상기한 구성에 따르면, 커버 본체의 단부의 적어도 일부를 소음 발생원에 접촉시킴으로써 커버 본체의 단부와 소음 발생원의 간극의 적어도 일부가 커버 본체의 단부에 의해 덮이므로, 커버 본체의 단부와 소음 발생원의 간극으로부터 소음이 누설되는 것이 억제된다. 또한, 소음 발생원이 진동하는 데 수반하여 소음 발생원과 커버 본체 사이에 상대 변위가 발생하여, 접촉 부분에서 마찰이 발생하므로, 진동 에너지가 열에너지로 변환되어 진동이 감쇠된다. 이에 의해, 차음 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 소음 발생원에 접촉시키는 커버 본체의 단부의 면적을 넓히거나 좁힘으로써, 마찰 발생량을 컨트롤할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조에 있어서는, 상기 소음 발생원에 일단부가, 상기 커버 본체에 타단부가, 각각 장착되고, 상기 커버 본체의 단부와 상기 소음 발생원의 간극의 적어도 일부를 덮는 차폐 부재를 더 갖고 있어도 좋다. 상기한 구성에 따르면, 차폐 부재에 의해 커버 본체의 단부와 소음 발생원의 간극의 적어도 일부가 덮이므로, 이 간극으로부터 누설된 소음이 외부로 누설되는 것이 억제된다. 이에 의해, 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조에 있어서, 상기 차폐 부재가 제진성을 갖고 있어도 좋다. 상기한 구성에 따르면, 차폐 부재가 갖는 제진성에 의해, 차폐 부재를 통해 소음 발생원으로부터 커버 본체에 전달되는 진동이 감쇠되므로, 커버 본체의 공진이 억제된다. 이에 의해, 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조에 있어서는, 상기 커버 본체가, 복수의 평면을 조합하여 구성되어 있어도 좋다. 상기한 구성에 따르면, 커버 본체를 곡면으로 구성하는 것보다도, 복수의 평면을 조합하여 구성하는 쪽이, 커버 본체의 강성이 낮아지므로, 커버 본체의 방사 효율(진동으로부터 소리로의 변환 효율)이 낮아진다. 이에 의해, 커버 본체로부터의 재방사가 저감되므로, 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 상기한 구성에 따르면, 커버 본체에 복수의 미세 구멍이 형성되어 있으면, 미세 구멍을 통과하는 공기층 내의 공기에 점성 저항에 의한 감쇠 작용과 동압 손실에 의한 감쇠 작용이 발생하므로, 미세 구멍을 통과한 음파는 흡음된다. 이에 의해, 커버 본체의 방사 효율이 저하되어, 커버 본체로부터의 재방사가 저감되므로, 차음 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 미세 구멍의 개구율이 0.1％ 정도일 때에, 고주파에 대한 차음 성능을 유지하면서 공명 투과 주파수의 소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 구조에 있어서는, 상기 커버 본체의 중량과 상기 결합부의 강성에 의해 결정되는 상기 커버 본체의 고유 진동수가, 상기 커버 본체의 중량과 상기 공기층의 강성에 의해 결정되는 상기 커버 본체의 공명 주파수 이하로 설정되어 있어도 좋다. 상기한 구성에 따르면, 공명 투과 주파수는, 커버 본체의 고유 진동수와 공명 주파수에 의해 결정되는 것이지만, 경량화의 관점에서 커버 본체의 중량을 가볍게 한 경우, 결합부의 강성이 그대로이면, 커버 본체의 고유 진동수 및 공명 주파수는 높아지고, 공명 투과 주파수도 높아지므로, 차음 성능은 악화된다. 한편, 커버 본체의 중량을 가볍게 한 경우에, 아울러 결합부의 강성을 낮게 하면, 커버 본체의 고유 진동수, 즉, 공명 투과 주파수를 낮게 유지하는 것이 가능해져, 차음 성능은 유지되거나 또는 향상된다. 그리고 결합부의 강성을 낮게 하여, 커버 본체의 고유 진동수를 공명 주파수 이하로 설정하면, 공명 투과 주파수가 낮아지므로 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 차음 커버는, 상기한 차음 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기한 구성에 따르면, 소음 발생원으로부터의 소음을 충분히 저감시킬 수 있다.

본 발명의 차음 구조 및 차음 커버에 따르면, 결합부의 강성을 낮춤으로써, 공명 투과 주파수가 낮아지므로, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 차량을 도시하는 개략 측면도.
도 2는 엔진 커버의 개략도.
도 3은 결합부 주변의 개략 상면도.
도 4는 등가 모델을 나타내는 도면.
도 5는 주파수와 차음 성능의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은 주파수와 차음 성능의 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 주파수와 차음 성능의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 결합부의 개략 측면도.
도 9는 엔진 커버의 개략도.
도 10은 결합부의 개략 측면도.
도 11은 결합부의 개략 사시도.
도 12는 결합부의 개략 측면도.
도 13은 주파수와 차음 성능의 관계를 나타내는 그래프.
도 14는 주파수와 차음 성능의 관계를 나타내는 그래프.
도 15는 커버 본체의 단부의 개략 사시도.
도 16은 커버 본체의 단부의 개략 측면도.

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시 형태]

(차량의 구성)

본 실시 형태에 의한 차음 커버로서의 엔진 커버(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 자동차 등의 차량(11)에 설치되어 있다. 차량(11)에는, 엔진(12), 엔진 오일을 저류하는 오일 팬(13) 및 엔진(12)으로부터 배출된 배기 가스가 통과하는 배기관(14)이 설치되어 있고, 이들은 엔진(12)이 가동되면 진동하여 소음을 발생시킨다. 본 실시 형태의 엔진 커버(10)는 공기층(21)을 통해 소음 발생원인 엔진(12)의 상면을 덮어, 엔진(12)으로부터의 소음을 차음하고 있다. 또한, 엔진 커버(10)가 엔진(12)의 전부를 덮고 있어도 좋다.

(엔진 커버의 구성)

엔진 커버(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 커버 본체(2)와, 커버 본체(2)와 엔진(12)을 결합하는 결합부(3)를 구비한 차음 구조(1)를 갖고 있다. 결합부(3)는 커버 본체(2)의 4코너에 설치되어 있다.

커버 본체(2)는 21개의 평면(2a 내지 2u)이 조합됨으로써 구성되어 있다. 커버 본체(2)의 4코너에 위치하는 평면(2r, 2s, 2t, 2u)에는 결합부(3)가 각각 설치되어 있다. 각 평면(2a 내지 2u)은 엔진(12)으로부터 발생하는 소음의 주파수에 기초하여 결정되는 굽힘파(bending wave)의 파장의 1/2 이상의 길이의 평탄부를 갖고 있다. 이와 같이, 커버 본체(2)를 곡면으로 구성하는 것보다도 복수의 평면을 조합하여 구성하는 쪽이, 커버 본체(2)의 강성이 낮아져, 커버 본체(2) 내를 전파하는 굽힘파의 파장이 짧아지므로, 커버 본체(2)의 방사 효율(진동으로부터 소리로의 변환 효율)이 낮아진다.

또한, 커버 본체(2)에는 복수의 미세 구멍(4)이 0.1％의 개구율로 형성되어 있다. 미세 구멍(4)을 통과하는 공기층(21) 내의 공기에는, 미세 구멍(4)에 기인한 점성 저항에 의한 감쇠 작용이 발생한다. 이 점성 저항에 의해, 공기층(21) 내의 공기가 갖는 공기 진동의 진동 에너지가 열에너지로 변환되어, 공기 진동이 감쇠되므로, 미세 구멍(4)을 통과한 음파는 흡음된다. 또한, 미세 구멍(4)을 통과하는 공기층(21) 내의 공기에는, 미세 구멍(4)에 기인한 동압의 압력 손실 저항(동압 손실)에 의한 감쇠 작용이 발생한다. 이 동압 손실은, 일반적으로 베르누이의 법칙에 의한 동압 손실로서 알려져 있다. 이 동압 손실에 의해, 공기층(21) 내의 공기가 갖는 공기 진동의 진동 에너지가 열에너지로 변환되어, 공기 진동이 감쇠되므로, 미세 구멍(4)을 통과한 음파는 흡음된다.

도 2의 A부를 확대한 도 3에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)는 커버 본체(2)에 천공된 장착 구멍(5)과, 이 장착 구멍(5)에 삽입 관통되어, 엔진(12)에 체결되는 볼트나 핀 등의 체결 부재(도시하지 않음)를 갖고 있다. 또한, 차음 구조(1)는 결합부(3)를 중심으로 하여, 커버 본체(2)에 형성된 슬릿(6)을 갖고 있다. 또한, 엔진(12)과 커버 본체(2)는 볼트 등의 체결 부재를 사용하지 않고 결합되어 있어도 좋다. 이 경우, 장착 구멍(5)은 불필요하다.

슬릿(6)은, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)를 중심으로 하는 동일 원주상에 4개 형성되어 있어도 좋고, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)를 중심으로 하는 2개의 다른 원주상에 4개씩 형성되어 있어도 좋고, 도 3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)를 중심으로 하여 소용돌이 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 슬릿(6)은 도 3의 (d)에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)를 사이에 두도록 직선 형상으로 2개 형성되어 있어도 좋고, 도 3의 (e)에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)를 중심으로 하는 원호와 직선이 조합된 형상으로 2개 형성되어 있어도 좋다. 슬릿(6)의 개수, 형상 및 사이즈는, 결합부(3)가 원하는 강성으로 되도록 적절하게 선택된다. 이와 같이, 커버 본체(2)에 슬릿(6)을 형성함으로써 결합부(3)의 강성이 낮게 되어 있다.

여기서, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 엔진(12)과 커버 본체(2) 사이에 위치하는 결합부(3) 및 공기층(21)을 각각 스프링으로 보면, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 커버 본체(2)의 등가 질량(32)과, 결합부(3) 및 공기층(21)의 병렬 스프링(31)을 사용한 등가 모델로 나타낼 수 있다.

도 4의 (a)에 있어서, 엔진(12)으로부터 소음이 발생하면, 결합부(3) 및 공기층(21)을 스프링으로 하여 커버 본체(2)가 공진하여 차음 성능이 악화되는 공명 투과 현상이 발생한다. 공명 투과 현상이 발생하는 주파수(공명 투과 주파수)는, 커버 본체(2)의 중량을 M, 공기층(21)의 강성[공기층(21)이 스프링으로서 작용하였을 때의 스프링 상수]을 Ka, 결합부(3)의 강성[결합부(3)가 스프링으로서 작용하였을 때의 스프링 상수]를 K로 하면, (Ka＋K)/M의 제곱근에 비례한다. 공명 투과 현상에 의해 커버 본체(2)에 전달된 진동은, 커버 본체(2)로부터 재방사되므로, 차음 구조(1)의 차음 성능은 악화된다.

또한, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 결합부(3)를 통해, 엔진(12)으로부터 커버 본체(2)에 진동이 전달된다. 커버 본체(2)에 전달된 진동은, 커버 본체(2)로부터 재방사되므로, 차음 구조(1)의 차음 성능은 악화된다.

커버 본체(2)가 공진하여 차음 성능이 악화되는 공명 투과 현상이 발생하는 경우, 차음 구조(1)의 차음 성능은, 커버 본체(2)의 중량(M)과 공기층(21)의 강성(Ka)과 결합부(3)의 강성(K)에 의해 결정되는 공명 투과 주파수에 의해 정해진다. 엔진(12)과 커버 본체(2)의 배치 관계상, 공기층(21)의 강성(Ka)을 변경할 수는 없으므로, 도 3에 도시하는 바와 같이, 커버 본체(2)에 슬릿(6)을 형성함으로써, 결합부(3)의 강성(K)을 낮추고 있다. 이에 의해, 공명 투과 주파수가 낮아지므로, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 구조(1)의 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 커버 본체(2)에 슬릿(6)을 형성함으로써, 부품 개수의 증가가 회피되므로 비용의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 공명 투과 주파수는, 커버 본체(2)의 고유 진동수와 공명 주파수에 의해 결정된다. 커버 본체(2)의 공명 주파수는, 커버 본체(2)의 중량을 M, 공기층(21)의 강성을 Ka로 하면, Ka/M의 제곱근에 비례한다. 커버 본체(2)의 고유 진동수는, 커버 본체(2)의 중량을 M, 결합부(3)의 강성을 K로 하면, K/M의 제곱근에 비례한다. 경량화의 관점에서 커버 본체(2)의 중량을 가볍게 한 경우, 결합부(3)의 강성이 그대로이면, 커버 본체(2)의 고유 진동수 및 공명 주파수는 높아지고, 공명 투과 주파수도 높아지므로, 차음 성능은 악화된다. 한편, 커버 본체(2)의 중량을 가볍게 한 경우에, 아울러 결합부(3)의 강성을 낮게 하면, 커버 본체(2)의 고유 진동수, 즉, 공명 투과 주파수를 낮게 유지하는 것이 가능해져, 차음 구조(1)의 차음 성능은 유지되거나 또는 향상된다. 그리고 결합부(3)의 강성을 낮추어, 커버 본체(2)의 고유 진동수를 공명 주파수 이하로 설정하면, 공명 투과 주파수가 낮아지므로, 차음 구조(1)의 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 복수의 평면을 조합하여 커버 본체(2)를 구성하면, 커버 본체(2)의 강성이 낮아지므로, 커버 본체(2)의 방사 효율(진동으로부터 소리로의 변환 효율)이 낮아진다. 이에 의해, 커버 본체(2)로부터의 재방사가 저감되므로, 차음 구조(1)의 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 커버 본체(2)에 복수의 미세 구멍(4)을 0.1％의 개구율로 형성함으로써, 엔진(12)측으로부터 미세 구멍(4)을 통과한 음파는 흡음되므로, 커버 본체(2)의 방사 효율이 저하되어, 커버 본체(2)로부터의 재방사가 저감된다. 이에 의해, 차음 구조(1)의 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 커버 본체(2)에 있어서의 미세 구멍(4)의 개구율은 3％ 이하이면 좋다. 직경 3㎜ 이하의 미세 구멍(4)이 3％ 이하의 개구율로 커버 본체(2)에 복수 형성되어 있는 경우, 진동에 의해 커버 본체(2)가 공기를 밀어내는 힘이 약해지므로, 차음 성능이 향상된다. 또한, 직경 1㎜ 이하의 미세 구멍(4)이 1％ 이하의 개구율로 커버 본체(2)에 복수 형성되어 있는 경우, 점성 저항 및 동압 손실에 의한 감쇠 작용의 효과가 현저해지므로, 차음 성능이 더욱 향상된다. 또한, 미세 구멍(4)이 0.1％ 정도의 개구율로 복수 형성되어 있는 경우, 고주파에 대한 차음 성능을 유지하면서, 공명 투과 주파수의 소음을 저감시킬 수 있다.

그리고 이러한 차음 구조(1)를 갖는 엔진 커버(10)로 함으로써, 엔진(12)으로부터의 소음을 충분히 저감시킬 수 있다.

또한, 결합부(3)로 이루어지는 스프링을 공기층(21)으로 이루어지는 스프링보다 대폭 유연하게 하면, 결합부(3)의 강성은 차음 구조(1)의 차음 성능에 아무런 영향을 미치지 않게 된다. 이 경우, 차음 구조(1)의 차음 성능은 공기층(21)의 강성에 의해서만 정해진다.

(실험 결과)

본 실시 형태인 차음 구조(1)를 실시예로 하고, 실시예의 커버 본체(2)의 중량의 2배의 중량의 커버 본체를 사용한 차음 구조를 비교예로 하여, 실시예와 비교예에서 결합부의 강성을 동일하게 하여 차음 성능을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 5의 (a)에 나타낸다. 실시예의 커버 본체(2)의 중량이, 비교예의 커버 본체의 중량의 1/2이고, 결합부의 강성이 동일하면, 실시예의 커버 본체(2)의 고유 진동수 및 공명 주파수는 비교예의 커버 본체의 고유 진동수 및 공명 주파수보다도 높아지고, 실시예의 공명 투과 주파수는, 비교예의 공명 투과 주파수보다도 높아진다. 그로 인해, 약 315㎐보다도 높은 주파수 영역에 있어서, 실시예의 차음 구조(1)의 차음 성능은, 중량이 무거운 비교예의 차음 구조의 차음 성능보다도 악화되는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 실시 형태인 차음 구조(1)를 실시예로 하고, 실시예의 커버 본체(2)의 중량의 2배의 중량의 커버 본체를 사용한 차음 구조를 비교예로 하여, 실시예의 차음 구조(1)의 결합부(3)의 강성을 비교예의 차음 구조의 결합부의 강성보다도 낮게 하여, 실시예의 커버 본체(2)의 고유 진동수를 공명 주파수 이하로 설정하여, 차음 성능을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 5의 (b)에 나타낸다. 실시예의 커버 본체(2)의 중량이, 비교예의 커버 본체의 중량의 1/2이고, 또한 실시예의 결합부(3)의 강성을 낮게 하여, 실시예의 커버 본체(2)의 고유 진동수를 공명 주파수 이하로 설정하면, 실시예의 공명 투과 주파수는, 비교예의 공명 투과 주파수보다도 낮아진다. 그로 인해, 약 400㎐보다도 높은 주파수 영역에 있어서, 실시예의 차음 구조(1)의 차음 성능은, 중량이 무거운 비교예의 차음 구조의 차음 성능보다도 향상되는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 차음 구조(1)의 차음 성능은, 커버 본체(2)의 고유 진동수와 공명 주파수에 의해 결정되는 공명 투과 주파수에 의해 정해지고, 이 공명 투과 주파수는, 결합부의 강성을 낮게 하면 낮아져, 공명 투과 주파수가 낮을수록 차음 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 실시 형태인 차음 구조(1)를 실시예로 하고, 곡면으로 구성된 커버 본체를 사용한 차음 구조를 비교예로 하여, 차음 성능을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다. 커버 본체(2)가 복수의 평면을 조합하여 구성된 실시예의 차음 구조(1)의 쪽이, 커버 본체가 곡면으로 구성된 비교예의 차음 구조보다도 차음 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 실시 형태인, 0.1％의 개구율로 복수의 미세 구멍(4)이 형성된 커버 본체(2)를 사용한 차음 구조(1)를 실시예로 하고, 미세 구멍이 형성되어 있지 않은 커버 본체를 사용한 차음 구조를 비교예로 하여, 차음 성능을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 7에 나타낸다. 커버 본체(2)에 복수의 미세 구멍(4)이 형성된 실시예의 차음 구조(1)는, 커버 본체에 미세 구멍이 형성되어 있지 않은 비교예의 차음 구조에 대해, 차음 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도 8을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태의 차음 구조(51)는, 커버 본체(2)의 4코너에 결합부(53)가 설치되어 있는 점에서, 제1 실시 형태의 차음 구조(1)와 다르다.

결합부(53)는, 커버 본체(2)에 천공된 관통 구멍(56)과, 관통 구멍(56)에 설치된 한 쌍의 고정 부재(54a, 54b)와, 한 쌍의 고정 부재(54a, 54b) 사이에 설치된 한 쌍의 탄성체(55a, 55b)를 갖고 있다.

고정 부재(54a)에는 탄성체(55a)가 접촉하는 플랜지부(58a)가 설치되어 있다. 고정 부재(54b)에는 탄성체(55b)가 접촉하는 플랜지부(58b)가 설치되어 있다. 또한, 고정 부재(54a)에 설치된 볼록부(59a)는, 고정 부재(54b)에 형성된 오목부(59b)에 끼워 맞추어져 있다. 한 쌍의 고정 부재(54a, 54b)에는, 엔진(12)에 형성된 볼트 구멍(57)에 나사 결합되는 볼트(체결 부재)(22)가 삽입 관통되어 있다. 이 볼트(22)에 의해, 한 쌍의 고정 부재(54a, 54b)는 엔진(12)에 고정되어 있다. 또한, 엔진(12)에 체결되는 체결 부재는 볼트(22)에 한정되지 않고, 핀이나 나사 등이라도 좋다.

한 쌍의 탄성체(55a, 55b)는 커버 본체(2)를 끼움 지지하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 한 쌍의 탄성체(55a, 55b)는 코일 스프링이지만, 이것에 한정되지 않는다.

커버 본체(2)는 엔진(12)에 대해 고정되어 있지 않고, 한 쌍의 탄성체(55a, 55b)에 의해 끼움 지지되어 있다. 이와 같이, 한 쌍의 탄성체(55a, 55b)에 의해 커버 본체(2)를 끼움 지지함으로써, 결합부(53)의 강성을 낮춘다. 이에 의해, 커버 본체(2)의 중량과 공기층(21)의 강성과 결합부(53)의 강성에 의해 결정되는 공명 투과 주파수가 낮아지므로, 중량을 증가시키는 일 없이 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에 있어서는, 결합부(3)의 장착 구멍(5)이 커버 본체(2)에 형성되어 있으므로, 결합부(3)의 강성을, 커버 본체(2)의 전체의 형상이나 커버 본체(2)와의 위치 관계를 고려하여 설계할 필요가 있다. 이에 대해, 본 실시 형태에 있어서는, 결합부(53)와 커버 본체(2)가 별개의 부재이므로, 결합부(53)의 강성을 설계할 때에, 커버 본체(2)의 전체의 형상이나 커버 본체(2)와의 위치 관계를 고려할 필요가 없다. 따라서, 결합부(53)의 강성을, 탄성체(55a, 55b)의 스프링 상수에 기초하여 용이하게 설계할 수 있다.

그 밖의 구성은, 제1 실시 형태와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

[제3 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 차음 구조(101)를 갖는 엔진 커버(차음 커버)(110)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 엔진(112)의 일부를 덮고 있다. 또한, 엔진 커버(110)가 엔진(112)의 전부를 덮고 있어도 좋다. 엔진(112)과 엔진 커버(110) 사이에는 공기층(21)이 있어, 차음 구조(101)가 갖는 커버 본체(2)와 엔진(112)은, 제2 실시 형태와 동일한 결합부(53)에 의해 결합되어 있다. 그리고 커버 본체(2)의 단부와 엔진(112) 사이에는 간극이 존재하고 있다.

커버 본체(2)는, 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 결합부(53)에 의해 엔진(112)이 갖는 볼록부(112a)와 결합되어 있다. 그리고 커버 본체(2)는 그 단부(2x)의 일부가 엔진(112)의 쪽을 향해 절곡되어 있고, 절곡된 단부(2x)는 볼록부(112a)의 측면(112b)에 면 접촉하고 있다. 또한, 커버 본체(2)의 단부(2x)의 전부가 절곡되어, 볼록부(112a)의 측면(112b)에 면 접촉하고 있어도 좋다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 커버 본체(2)는 복수의 평면이 조합되어 구성되어 있고, 커버 본체(2)에는 0.1％의 개구율로 복수의 미세 구멍(4)이 형성되어 있다. 또한, 커버 본체(2)의 고유 진동수는, 커버 본체(2)의 공명 주파수 이하로 설정되어 있다.

커버 본체(2)의 단부(2x)의 일부를 엔진(112)[볼록부(112a)]에 면 접촉시킴으로써 커버 본체(2)의 단부(2x)와 볼록부(112a)의 간극의 일부가 커버 본체(2)의 단부(2x)에 의해 덮인다. 이에 의해, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극으로부터 소음이 누설되는 것이 억제되므로, 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 엔진(112)이 진동하는 데 수반하여 엔진(112)[볼록부(112a)]과 커버 본체(2) 사이에 상대 변위가 발생하여, 면 접촉 부분에서 마찰이 발생한다. 이에 의해, 진동 에너지가 열에너지로 변환되어 진동이 감쇠되므로, 차음 성능을 향상시킬 수 있다. 그리고 볼록부(112a)의 측면(112b)에 접촉시키는 커버 본체(2)의 단부(2x)의 면적을 넓히거나 좁힘으로써, 마찰 발생량을 컨트롤할 수 있다.

또한, 도 12에 도시하는 차음 구조(102)와 같이, 커버 본체(2)의 단부(2y)의 일부 또는 전부가 단면 C자 형상으로 절곡됨으로써, 커버 본체(2)의 단부(2y)의 일부 또는 전부가 볼록부(112a)의 측면(112b)에 선 접촉하고 있어도 좋다. 이 경우에 있어서도, 커버 본체(2)의 단부(2y)와 볼록부(112a)의 간극의 적어도 일부가 커버 본체(2)의 단부(2y)에 의해 덮이므로, 커버 본체(2)의 단부(2y)와 엔진(112)의 간극으로부터 소음이 누설되는 것이 억제된다. 또한, 엔진(112)[볼록부(112a)]과 커버 본체(2)의 상대 변위에 의해 선 접촉 부분에서 마찰이 발생하므로, 진동 에너지가 열에너지로 변환되어 진동이 감쇠된다. 이에 의해, 커버 본체(2)로부터의 재방사가 저감된다.

그 밖의 구성은, 제2 실시 형태와 동일하므로 그 설명을 생략한다. 또한, 결합부(53) 대신에 제1 실시 형태의 결합부(3) 및 슬릿(6)을 구비한 구성이라도 좋다.

(실험 결과)

본 실시 형태인 차음 구조(101)를 실시예로 하고, 커버 본체(2)의 단부와 엔진(112) 사이에 간극이 있는 차음 구조를 비교예로 하여, 차음 성능을 각각 측정하였다. 그 결과를 도 13에 나타낸다. 400㎐보다도 높은 주파수 영역에 있어서, 실시예의 차음 구조(101)의 차음 성능은, 비교예의 차음 구조의 차음 성능보다도 향상되는 것을 알 수 있다. 이것은, 커버 본체(2)의 단부(2x)의 적어도 일부를 엔진(112)에 접촉시킴으로써, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 적어도 일부가 커버 본체(2)의 단부(2x)에 의해 덮여, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극으로부터 소음이 누설되는 것이 억제되기 때문이다.

(계산 결과)

다음에, 본 실시 형태인 차음 구조(101)를 실시예로 하고, 실시예의 차음 구조(101)에 대해, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112) 사이에 발생하는 마찰에 의한 감쇠가 10분의 1인 차음 구조를 비교예로 하여, 차음 성능을 각각 계산하였다. 그 결과를 도 14에 나타낸다. 엔진 커버(110)를 설치함으로써 소음이 커지는 주파수인 1000㎐에 있어서, 실시예의 차음 구조(101)의 차음 성능은, 비교예의 차음 구조의 차음 성능보다도 향상되는 것을 알 수 있다. 이것은, 엔진(112)과 커버 본체(2)의 단부(2x) 사이에 상대 변위가 발생함으로써 접촉 부분에 발생하는 마찰력에 의해 커버 본체(2)에 있어서의 진동 감쇠가 커져, 비교예보다도 진동이 크게 감쇠되기 때문이다.

[제4 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 차음 구조(201)는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 일부를 덮는 금속제의 차폐 부재(61)를 갖고 있는 점에서, 제3 실시 형태의 차음 구조(101)와 다르다. 또한, 차폐 부재(61)가, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 전부를 덮고 있어도 좋다. 여기서, 도시하지 않았지만, 제1 실시 형태의 결합부(3) 또는 제2 실시 형태의 결합부(53)에 의해 엔진(112)과 커버 본체(2)가 결합되어 있다.

차폐 부재(61)는 일단부측으로부터 타단부측에 걸쳐 단면 C자 형상으로 절곡되어 있고, 차폐 부재(61)의 일단부는, 볼트(62)에 의해 엔진(112)에 강연결(rigid connection)되어 있는 동시에, 차폐 부재(61)의 타단부는, 커버 본체(2)와 함께, 볼트(63)에 의해 엔진(112)의 볼록부(112a)에 장착되어 있다. 이와 같이, 차폐 부재(61)가 일단부측으로부터 타단부측에 걸쳐 단면 C자 형상으로 절곡됨으로써, 차폐 부재(61)에는 탄성이 부여되어 있다.

또한, 볼트(63)의 헤드부와 차폐 부재(61) 사이나, 차폐 부재(61)와 커버 본체(2) 사이에, 볼트(63)가 삽입 관통되는 코일 스프링을 설치해도 좋다. 이 경우, 차폐 부재(61)의 탄성을 크게 할 수 있다. 또한, 볼트(63) 대신에, 제1 실시 형태의 결합부(3) 또는 제2 실시 형태의 결합부(53)에 의해, 엔진(112)이 갖는 볼록부(112a)와 커버 본체(2)와 차폐 부재(61)의 타단부가 결합되어 있어도 좋다.

커버 본체(2)의 단부(2x)의 적어도 일부는, 엔진(112)의 볼록부(112a)에 면 접촉하고 있다. 이에 의해, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 적어도 일부가 커버 본체(2)의 단부(2x)에 의해 덮이므로, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극으로부터 소음이 누설되는 것이 억제된다. 또한, 면 접촉 부분에서 마찰이 발생함으로써, 진동 에너지가 열에너지로 변환되어 진동이 감쇠된다.

또한, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 일부로부터 누설된 소음은, 이 간극을 덮는 차폐 부재(61)에 의해 외부로 누설되는 것이 억제된다. 이에 의해, 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 차폐 부재(61)가 갖는 탄성에 의해, 차폐 부재(61)는 제진성을 발휘한다. 그로 인해, 차폐 부재(61)를 통해 엔진(112)으로부터 커버 본체(2)에 전달되는 진동의 진동 에너지가 열에너지로 변환되어, 엔진(112)으로부터 커버 본체(2)에 전달되는 진동이 감쇠되므로, 커버 본체(2)의 공진이 억제된다. 이에 의해, 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 16에 도시하는 차음 구조(202)와 같이, 제진성을 갖는 2중 코루게이트판이나 제진 강판 등으로 구성된 차폐 부재(71)를, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 적어도 일부를 덮도록, 커버 본체(2) 및 엔진(112)의 면을 따라 장착해도 좋다. 여기서, 커버 본체(2)의 단부(2x)의 적어도 일부는 엔진(112)에 선 접촉하고 있고, 차폐 부재(71)와 커버 본체(2)는 볼트(63)와 이것에 나사 결합되는 너트(64)로 결합되어 있다.

이 경우에 있어서도, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 적어도 일부가 커버 본체(2)의 단부(2x)에 의해 덮이므로, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극으로부터 소음이 누설되는 것이 억제된다. 또한, 선 접촉 부분에서 마찰이 발생함으로써, 진동 에너지가 열에너지로 변환되어 진동이 감쇠된다. 또한, 차폐 부재(71)에 의해, 커버 본체(2)의 단부(2x)와 엔진(112)의 간극의 적어도 일부가 덮이므로, 이 간극으로부터 누설된 소음이 외부로 누설되는 것이 억제된다. 또한, 차폐 부재(71)가 갖는 제진성에 의해, 차폐 부재(71)를 통해 엔진(112)으로부터 커버 본체(2)에 전달되는 진동이 감쇠되므로, 커버 본체(2)의 공진이 억제된다.

그 밖의 구성은, 제3 실시 형태와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

(본 실시 형태의 변형예)

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만 구체예를 예시한 것에 불과하고, 특히 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 구체적 구성 등은 적절하게 설계 변경 가능하다. 또한, 발명의 실시 형태에 기재된 작용 및 효과는, 본 발명으로부터 발생되는 가장 적합한 작용 및 효과를 열거한 것에 불과하고, 본 발명에 의한 작용 및 효과는 본 발명의 실시 형태에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 엔진 커버(10)를 차음 커버로서 설명하였지만, 차음 커버는 오일 팬 커버나 배기관 커버라도 좋다.

또한, 하나의 차음 커버에 있어서, 제1 실시 형태의 차음 구조(1)와, 제2 실시 형태의 차음 구조(51)를 병용해도 좋다. 제3 실시 형태의 차음 구조(101) 및 제4 실시 형태의 차음 구조(201)에 대해서도 마찬가지이다.

1, 51, 101, 102, 201, 202 : 차음 구조
2 : 커버 본체
2a 내지 2u : 평면
2x, 2y : 단부
3, 53 : 결합부
4 : 미세 구멍
5 : 장착 구멍
6 : 슬릿
10, 110 : 엔진 커버(차음 커버)
11 : 차량
12, 112 : 엔진
13 : 오일 팬
14 : 배기관
21 : 공기층
54a, 54b : 고정 부재
55a, 55b : 탄성체
56 : 관통 구멍
57 : 볼트 구멍
61, 71 : 차폐 부재
112a : 볼록부
112b : 측면

Claims

공기층을 통해 소음 발생원의 적어도 일부를 덮는 커버 본체와,
상기 소음 발생원과 상기 커버 본체를 결합하는 결합부와,
상기 결합부를 중심으로 하여, 상기 커버 본체에 형성된 슬릿을 갖는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
공기층을 통해 소음 발생원의 적어도 일부를 덮는 커버 본체와,
상기 소음 발생원과 상기 커버 본체를 결합하는 결합부를 갖고,
상기 결합부가,
상기 커버 본체에 천공된 관통 구멍과,
상기 관통 구멍에 장착되어, 상기 소음 발생원에 체결되는 체결 부재가 삽입 관통되는 한 쌍의 고정 부재와,
상기 한 쌍의 고정 부재 사이에 설치되고, 상기 커버 본체를 끼움 지지하는 한 쌍의 탄성체를 갖는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버 본체의 단부와 상기 소음 발생원의 간극의 적어도 일부를 덮도록, 상기 커버 본체의 단부의 적어도 일부가 상기 소음 발생원에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소음 발생원에 일단부가, 상기 커버 본체에 타단부가, 각각 장착되고, 상기 커버 본체의 단부와 상기 소음 발생원의 간극의 적어도 일부를 덮는 차폐 부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제3항에 있어서, 상기 소음 발생원에 일단부가, 상기 커버 본체에 타단부가, 각각 장착되고, 상기 커버 본체의 단부와 상기 소음 발생원의 간극의 적어도 일부를 덮는 차폐 부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버 본체가, 복수의 평면을 조합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제3항에 있어서, 상기 커버 본체가, 복수의 평면을 조합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제4항에 있어서, 상기 커버 본체가, 복수의 평면을 조합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제5항에 있어서, 상기 커버 본체가, 복수의 평면을 조합하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제3항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제4항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제5항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제6항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제7항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제8항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.
제9항에 있어서, 상기 커버 본체에는, 복수의 미세 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차음 구조.