(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面間を貫通する複数種類の孔径の孔７ａ１を有する第１吸音板７ａと、表面に凹凸７ｂ１を有する第２吸音板７ｂとを一体的に組み合わせて成り、前記第１吸音板７ａの表面と壁面５Ｈとの間に空隙Ｓを設けて前記壁面５Ｈに固設されることを特徴とする吸音板。
【請求項２】
前記第１吸音板７ａの表面と壁面５Ｈとの間に設けられる空隙Ｓの間隔ｈが不定であることを特徴とする請求項１記載の吸音板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域周波数音を高効率で吸音する吸音板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸音材は多孔質材、孔明き材及び膜材に大別できる。多孔質材はグラスウール、フェルト、発泡樹脂（ウレタンフォーム等）等、孔明き材は孔明き石膏ボード、孔明き石綿セメント等、膜材はビニルフィルム、レザー、カンバス、金属箔等である。その他レゾネータ等がある。そして多孔質材は中高周波数音に、孔明き材は中低周波数音に、膜材は中周波数音に対する吸音率が高いことが知られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近時、市街でも建設機械（例えばパワーショベル）が稼働する。建設機械は常時高出力を要請され、かつ負荷変動が大きい。このためガソリンエンジンとは異なり、低速回転でも高トルクが得られるディーゼルエンジンを搭載する。ここで常時高出力であるからヒートバランス上、ラジエータの熱交換能力を大きくし、かつ冷却ファンの外径や回転数を大きくして冷却風量を増やしている。ところが冷却ファンの外径や回転数が大きいほど、ファン騒音（いわゆる風切り音）が大きくなる。また高トルクであるため、吸排気音は勿論のこと、エンジンブロック等を振動させて大きな騒音源となる。またエンジン出力で回転する油圧ポンプの回転音や油圧リリーフ音も大きな騒音源となる。また負荷変動が大きいということは、エンジンの回転変動が激しいということである。従って建設機械では、単にエンジン音だけでなく、冷却ファンやモータ等の回転音等、周波数が広くかつ変化する騒音を発するようになる。ところが上記したように、広帯域周波数音を高効率で吸音できる吸音板が見当たらないのが実情である。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、広帯域周波数音を高効率で吸音できる吸音板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる吸音板は、表面間を貫通する複数種類の孔径の孔７ａ１を有する第１吸音板７ａと、表面に凹凸７ｂ１を有する第２吸音板７ｂとを一体的に組み合わせて成り、前記第１吸音板７ａの表面と壁面５Ｈとの間に空隙Ｓを設けて前記壁面５Ｈに固設されることを特徴としている。
【０００６】
上記構成によれば、第１吸音板７ａは表面間を貫通する孔７ａ１を有するため、孔明き材である第１吸音板７ａは中低周波数音に対する吸音効果が高い。一方、第２吸音板７ｂは表面に凹凸７ｂ１を有するため、第２吸音板７ｂはその分だけ吸音面積が増加して高周波数音に対する吸音率が高い。従って両者を組み合わせることにより重畳効果が得られ、特に両者を積層すると図３の吸音特性Ｐ３に示す通り、低周波数音に対し極めて高い吸音率が得られ、かつ中高周波数音に対しても中程度の吸音率を得ることができる。即ちエンジンルーム５のように広帯域周波数音に対する吸音板として好適に使用できる。
そして、上述の如き吸音材を構成する第１吸音板７ａに、表面間を貫通する孔７ａ１を設けるとともに、吸音材を第１吸音板７ａの表面と壁面５Ｈとの間に空隙Ｓを設けて前記壁面５Ｈに固設することにより、第１吸音板７ａの孔７ａ１と空隙Ｓとによってへルムホルツ共鳴器を構成し、さらに表面間を貫通する孔７ａ１の孔径を複数種類とすることにより、言い換えれば様々な周波数に対応する何種類ものヘルムホルツ共鳴器を構成することにより、複数の周波数領域において高い吸音効率を発揮することが可能となる。
【０００７】
また、請求項２の発明に関わる吸音板は、請求項１の発明に関わる吸音板において、第１吸音板７ａの表面と壁面５Ｈとの間に設けられる空隙Ｓの間隔ｈを不定としたことを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、第１吸音板７ａの孔７ａ１と空隙Ｓとから構成されるへルムホルツ共鳴器において、その空隙Ｓの間隔ｈを不定としたこと、言い換えれば状況に応じて間隔ｈを自在に設定し得ることで、さらに広い周波数領域において良好な吸音効果を発揮することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態及び実施例】
図１〜図６を参照し実施例なる吸音板を説明する。実施例は例えば油圧式パワーショベル（以下、単に「例機」とする）に搭載される。
【００１２】
例機は、図１に示すように、基台１上にラジエータ２、吸込み式フアン３及びエンジン４をこの順に配置し、これらを側壁５Ｓ、後壁５Ｒ及びエンジンフード５Ｈで囲ってある。即ち基台１、側壁５Ｓ、後壁５Ｒ及びエンジンフード５Ｈによってエンジンルーム５を構成している。尚、ラジエータ２の前面（図示左側）は外気に開放され、側壁５Ｓは外気と連通する通気孔６を有する。
【００１３】
即ちエンジン４によってフアン３が回転すると、外気なる冷却風はラジエータ２の前面からラジエータ１１を通過してエンジン発熱を吸熱し、その後、フアン１２とエンジン１３の周囲とを経て通気孔６から外気へ放出される。
【００１４】
このようなエンジンルーム５内ではファン音とエンジン音とが広帯域周波数で生じ、これら広帯域周波数音が通気孔６から外気へ放出され騒音となる。そこでエンジンルーム５の内壁面に次に例示する吸音板を装着したものである。
【００１５】
すなわち、図２(ａ)に示すように、エンジンルーム５の内壁、具体的にはエンジンフード５Ｈの内壁(壁面５Ｈ)に吸音板７１を装着してある。吸音板７１は第１吸音板７ａ上に第２吸音板７ｂを積層して構成される。第１吸音板７ａは両表面間に貫通する複数の孔７ａ１を有し、第２吸音板７ｂはエンジンルーム５の内部に向けて多数の凹凸７ｂ１(錐体７ａ１)を有する。そして第１吸音板７ａをエンジンルーム５の内壁(壁面５Ｈ)に装着したものである。なお、図２(ｂ)のように、第１吸音板７ａ上に第２吸音板７ｂをその凹凸７ｂ１を第１吸音板７ａに向けて積層し、これを吸音板７２としても構わない。
【００１６】
尚、エンジンルーム５の内壁への装着要領としては、上記図２（ａ）、（ｂ）の外、図２（ｃ）に示すように、吸音板７１を図２（ａ）の逆に装着しても構わない。さらにまた、図２（ｄ）に示すように、吸音板７２を図２（ｂ）の逆に装着しても構わない。
【００１７】
上述した如き構成の吸音板７１あるいは吸音板７２を設けることにより、エンジンルーム５内の広帯域周波数音が大幅に吸音されて騒音が低減する。具体的な事象について図３〜図５に示す試験成績を参照しつつ以下に説明する。
【００１８】
図３は残響室法に基づく吸音率の試験成績である。吸音特性Ｐ１（破線）は第１吸音板７ａ（図４（ａ）参照）の単独特性、吸音特性Ｐ２（点線）は第２吸音板７ｂ（図４（ｂ）参照）の単独特性、そして吸音特性Ｐ３（実線）は第１実施例なる吸音板７１（図２（ａ）参照）の複合特性を示す。第１、第２吸音板７ａ、７ｂの板厚ｔは共に３０ｍｍである。一方、図５は従来の普通の平板吸音板７０（図４（ｃ）の吸音板７０参照）の吸音特性Ｐ４１、Ｐ４２を示す。吸音特性Ｐ４１（実線）は板厚ｔが３０ｍｍ、吸音特性Ｐ４２（点線＋実線）は板厚ｔが５０ｍｍである。尚、材質は総てウレタンフォームである。
【００１９】
即ち第１吸音板７ａは単独ならば、吸音特性Ｐ１に示す通り、孔明き材のように中低周波数音での吸音率が高い。一方、第２吸音板７ｂは単独ならば、吸音特性Ｐ２に示す通り、多孔質材のように中高周波数音での吸音率が高い。尚、第２吸音板７ｂは凹凸７ｂ１を有するため、従来の平板吸音板７０よりも吸音表面が広く、このため高周波数音の吸音率が高い。
【００２０】
ところで、第１吸音板７ａは吸音特性Ｐ１に示す通り、第２吸音板７ｂと比較し低周波数音に対する吸音率は高いとは言え、第２吸音板７ｂと同様、低周波数音に対する吸音率の変化の割合が小さい。ここで、吸音板は総じて(即ち、従来の平板吸音板７０に限らず)、板厚ｔを増すと(従来の平板吸音板７０ではｔ＝３０mmからｔ＝５０mmへと板厚向上)、低周波数音に対する吸音率が向上する(従来の平板吸音板７０では吸音特性Ｐ４１から吸音特性Ｐ４２に向上した)。ところが、この吸音率の向上は、図５の吸音特性Ｐ４１から吸音特性Ｐ４２への変化に示す通り、吸音率の変化の割合が変化したものではなく、単に平行移動しただけである。しかも中高周波数音に対する吸音率は悪いままである。これに対して上述した吸音板７１は、吸音特性Ｐ３に示す通り、第１吸音板７ａと第２吸音板７ｂとを積層しただけで、低周波数域における吸音率が極めて高くなり、かつ中高周波数域でほぼ均一な吸音率を得ている。従ってエンジンルーム５内の広域周波数音が大幅に吸音されたものである。なお、上述した他の吸音板７２は、平面側を音源側として設置しているため、広帯域周波数音に対する吸音率は若干低下する。
【００２１】
以下では、本発明に関わる具体的な実施例を詳細に説明する。すなわち、上記吸音板７１あるいは吸音板７２の吸音特性Ｐ３は、上述した如く低周波数音の吸音率は極めて高いものの、中高周波数音の吸音率に改善の余地があるため、以下に示す如き幾つかの実施例を講じたものである。
【００２２】
本発明の第１実施例は、図６に示す如く先に説明した吸音板７１を、第１吸音板７ａの表面から空隙Ｓを設けてエンジンルーム５の壁面５Ｈに固設する。この場合、孔７ａ１毎における壁面５Ｈとの間隔ｈは、壁面５Ｈの形状によって変化する。そして第１吸音板７ａにおける各孔７ａ１毎の面積と、孔７ａ１の深さ(即ち、第１吸音板７ａの板厚ｔ)と、互いに隣接する孔７ａ１間の離間距離ｒおよび空隙Ｓの間隔ｈによって得られる容積Ｖ(＝πｒ２ｈ)とによって吸音周波数をほぼ特定できる(即ち、孔７ａ１の数だけヘルムホルツ共鳴器が構成され、吸音周波数音が共鳴周波数音となる)。そしてこの吸音周波数音が吸音特性Ｐ１での中周波数音となるように、孔７ａ１の数、位置および内径を調整する。これにより吸音特性Ｐ１での中周波数音に対する吸音率を高めることができる。なお、この場合、吸音板７１の両端は密封部材７２２で空隙Ｓの領域を外部と遮断するのが望ましい。また、先に説明した吸音板７２に対しても同様である。
【００２３】
第２実施例(図示せず)は、以下の通りである。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器は一般的に、低中周波数音に対する吸音調整は容易とされるが、低周波数音に対しては容積Ｖを大きくしつつ、孔７ａ１の径を小さく設定する必要がある。ところが、狭いエンジンルーム５内ではそのような余空間が無く、従って低周波数音に対するヘルムホルツ共鳴器は実際上の作成が容易ではない。またヘルムホルツ共鳴器は一般的に、高周波数音に対してそもそも期待効果が得難い。そこで第２実施例は、低周波数音に対しては上述した構成の吸音板７１、７２によって高吸音率を得、高周波数音に対しては、従来の平板吸音板７０から第２吸音板７ｂに変更してその吸音面積を広げて対処したように、上述した吸音板７１、７２における錐体７ｂ１を、さらに表面積の広い凹凸７ｂ１に変更することとした。なお、このような大面積の凹凸７ｂ１としては、例えば錐体７ｂ１を増やしたり、半球凸部や半球凹部とすること等を揚げることができる。
【００２４】
第３実施例(図示せず)は、低周波数音に対しては上述した吸音板７１、７２の構成により、中周波数音に対しては第１実施例のヘルムホルツ共鳴器により、そして高周波数音に対しては第２実施例の凹凸７ｂ１による吸音面積の増大により高吸音率を得る構成とした。
【００２５】
上述した各実施例においては、エンジンルーム５の壁面５Ｈに装着したが、エンジン４の壁面に設けても良い。この場合、エンジン４の壁面には凹凸があるため、その分、第１〜第３実施例における広帯域周波数域のヘルムホルツ共鳴器を構成し易くなる。
【００２６】
なお、各実施例においては、ファン３を吸込み式としているが、吐出し式であっても良い。ただし、吐出し式ではファン音が外部に多く放出されてしまう欠点がある。
【００２７】
また、各実施例における例機は、基台１上にラジエータ２、ファン３およびエンジン４を、この順に配置しているが、ファン３、ラジエータ２およびエンジン４の順に配置しても上記作用効果を奏する。
【００２８】
さらに、各実施例における例機はパワーショベルとしたが、他の車輌であっても良く、また車輌以外であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンルームの部分断面図である。
【図２】(ａ)は吸音板７１の第１装着例、(ｂ)は吸音板７２の第１装着例、(ｃ)は吸音板７１の第２装着例、(ｄ)は吸音板７２の第２装着例である。
【図３】吸音板７１の吸音率の比較グラフである。
【図４】吸音板の単体側面断面図であり、(ａ)は第１吸音板、(ｂ)は第２吸音板、(ｃ)は従来の平面吸音板である。
【図５】従来の平面吸音板の吸音率の比較グラフである。
【図６】第１実施例の装着側面断面図である。
【符号の説明】
１…基台、２…ラジエータ、３…ファン、４…エンジン、５…エンジンルーム、５Ｈ…エンジンフード(壁面)、５Ｓ…側壁、５Ｒ…後壁、６…通気孔、７０、７１、７２…吸音板、７ａ…第１吸音板、７ａ１…孔、７ｂ…第２吸音板、７ｂ１…凹凸、錐体、Ｓ…空隙、ｈ…間隔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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