(57)【要約】【課題】  吸音装置の吸音性能を向上させること。【解決手段】  基板と、基板に対向して配設される吸音材又は薄膜と、基板と吸音材又は薄膜との間に設けられ、少なくとも１つのセルを画成する隔壁と、を備える吸音装置であって、セル内部に封入され、セル内部を遊動可能なダンパ部材を備える。また、ダンパ部材には、吸音材及び薄膜に引寄せられる力が作用するのが好ましい。【選択図】  図２
2006195006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板に対向して配設される吸音材又は薄膜と、
前記基板と前記吸音材又は前記薄膜との間に設けられ、少なくとも１つのセルを画成する隔壁と、を備える吸音装置であって、
前記セル内部に封入され、該セル内部を遊動可能なダンパ部材を備えることを特徴とする吸音装置。
【請求項２】
請求項１記載の吸音装置であって、
前記ダンパ部材には、前記吸音材及び前記薄膜に引寄せられる力が作用することを特徴とする吸音装置。
【請求項３】
請求項２記載の吸音装置であって、
前記吸音材又は前記薄膜が前記基板に対して、下方側に位置するように設置されることを特徴とする吸音装置。
【請求項４】
請求項２記載の吸音装置であって、
前記ダンパ部材は静電気を帯びていることを特徴とする吸音装置。
【請求項５】
請求項２記載の吸音装置であって、
前記吸音材又は前記薄膜は静電気を帯びていることを特徴とする吸音装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の吸音装置であって、
前記ダンパ部材と前記吸音材又は前記薄膜とは、異なる符号の電荷を有していることを特徴とする吸音装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の吸音装置であって、
前記ダンパ部材は球状体であることを特徴とする吸音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音性能を向上させた吸音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セル構造の吸音セルを備えた吸音構造体として、略平らな基板と、当該基板と対向するように設けられた吸音材とを備え、基板と、吸音材との間の空気層を複数の格子状の吸音セルに分割する仕切り板を更に備えた吸音構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１６１２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の吸音構造体において、吸音構造体の吸音性能は吸音材自体の吸音性能に頼るところが大きい。また、吸音材の吸音性能を向上させる方法として、吸音材の通風抵抗を調整すること等が考えられるが、吸音性能が大幅に向上するとは考え難く、吸音性能向上にもある程度限界がある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、吸音装置の吸音性能を向上させることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、基板と、上記基板に対向して配設される吸音材又は薄膜と、上記基板と上記吸音材又は上記薄膜との間に設けられ、少なくとも１つのセルを画成する隔壁と、を備える吸音装置であって、上記セル内部に封入され、上記セル内部を遊動可能なダンパ部材を備えることを特徴とする吸音装置である。
【０００６】
なお、この一態様において、上記下方側とは重力が作用する方向（車両上下方向において下方側）を指す。また、上記基板と上記隔壁とは連続一体で形成されていてもよい。
【０００７】
この一態様によれば、上記セル内部に封入され、上記セル内部を遊動可能なダンパ部材を備える。これにより、音源からの音波により吸音材又は薄膜が振動すると、当該振動は吸音材又は薄膜上のダンパ部材の拡散運動に変換されることで吸収され、減衰する。また、吸音材又は薄膜の振動を吸収し拡散運動を開始した各ダンパ部材は、他のダンパ部材、隔壁、基板、吸音材又は薄膜と衝突を繰り返し、夫々の弾性力、摩擦力等に変換されつつ、吸音装置全体で運動エネルギーを低下させる。このように、構造減衰効果を増加させて、セルの吸音効率を向上させることにより、吸音装置の吸音性能を向上させることができる。
【０００８】
また、この一態様において、上記ダンパ部材には、上記吸音材及び上記薄膜に引寄せられる力が作用するのが好ましい。これにより、ダンパ部材を吸音材又は薄膜上に引寄せることができる。したがって、吸音材又は薄膜の振動をダンパ部材により吸収できることから、セルの吸音効率を向上させることができる。
【０００９】
さらに、この一態様において、例えば吸音装置は上記吸音材又は上記薄膜が上記基板に対して、下方側に位置するように設置されてもよい。これにより、ダンパ部材を重力の作用よって、吸音材又は薄膜上に引寄せることができる。したがって、吸音材又は薄膜上に引寄せられたダンパ部材によって、吸音材又は薄膜の振動は効率よく吸収される。
【００１０】
また、この一態様において、上記ダンパ部材は静電気を帯びていてもよく、さらに上記吸音材又は上記薄膜は静電気を帯びていてもよい。このとき、ダンパ部材と吸音材又は薄膜とが異なる符号の電荷を有することにより、ダンパ部材には吸音材又は薄膜に引寄せるような引力が作用する。したがって、ダンパ部材をこの引力によって、吸音材又は薄膜上に引寄せることができる。なお、吸音装置の配置の方向に関係無く、常にダンパ部材には吸音材又は薄膜上に引寄せる方向に力が作用することから、吸音装置の適用範囲が拡大し、有用性が向上する。
【００１１】
この一態様において、上記ダンパ部材は例えば所定の質量を有する球状体である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸音装置の吸音性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、吸音装置の基本概念、主要なハードウェア構成等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る吸音装置を示す斜視図である。また、図２は図１に示す吸音装置を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図であり、吸音材が振動する前の状態を示す図である。
【００１５】
図１および図２に示す如く、本実施例に係る吸音装置１において、板状の吸音材３は基板５と対向して配設されている。吸音材３と基板５との間には、複数の仕切り板等の隔壁７が設けられ、この仕切り板７は複数の格子状の空間（以下、「吸音セル」と称す）９を画成している。なお、４つの吸音セル９が画成されているが、画成される吸音セル９の数は任意でよい。複数の仕切り板７は、所定高さＨを有する略平らな板材であり、相互に所定の間隔Ｗ（例えば５ｃｍ）を置いて、略平らな基板５に立設されている。仕切り板７および基板５は、アルミニウム板、鋼板等により形成されてよく、或いは、ポリプロピレン系樹脂のような硬質樹脂により一体成形されていてもよい。
【００１６】
吸音材３は仕切り板７の下端面に接着剤等により固定されている。吸音材３は吸音性を有する略平らなシート状の材料から形成され、例えばグラスウール、ロックウール等のような無機質繊維、アルミニウム繊維等のような金属繊維材料、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発砲体、ウレタン、ゴム系のような軟質材料、多孔質材料等から形成されている。
【００１７】
各吸音セル９内には複数の球状からなるダンパ部材１１が封入されている。各ダンパ部材１１は例えば、球径が約１ｍｍ、重量が０．１ｇとなっている。なお、ダンパ部材１１の形状（多面体、円柱、角錐等）、大きさ、重量は、ダンパ部材１１が吸音セル９内を遊動し易ければ任意でよいが、重量については軽い方がより好ましい。また、ダンパ部材１１はゴムのような軟質材料、発砲スチロールのような合成樹脂発砲体等からなる弾性部材により形成されているが、硬質部材により形成されていてもよい。さらに、各吸音セル９内の吸音材３上には、ダンパ部材１１が略均一に敷き詰められているが、吸音材３からダンパ部材１１へ振動が伝達される状態にあり、吸音材３が振動したときに吸音材３上のダンパ部材１１が遊動し易い状態にあればいずれの状態でもよい。
【００１８】
ところで、各吸音セル９内のダンパ部材１１の数は、仕切り板７により均一な状態に保持される。したがって、吸音装置１においてダンパ部材１１が偏在し、ダンパ部材１１の遊動が阻害されるのを防止できる。各吸音セル９内には同一の形状、大きさ、重量、密度等のダンパ部材１１が封入されているが、後述する各吸音セル９内に形成される定在波の特性に応じて、各吸音セル９内に封入されるダンパ部材１１の形状、大きさ、重量、密度等を変更してもよい。
【００１９】
なお、吸音装置１は後述する理由から、吸音材３が基板５に対して音源側、かつ車両上下方向で下方側に位置するように設置される。
【００２０】
例えば、吸音装置１はエンジンルーム内のエンジンカバーに設置されてもよい。エンジンカバーは、エンジン音を直接吸収すると共に、エンジンの意匠性を高める役割を担うカバー部材であり、エンジンとフードパネルとの間に配設され、エンジンのシリンダーヘッドカバーを上方から覆うように装着されている。このとき、吸音材３がエンジン側に位置し、基板５がフード側に位置する。
【００２１】
次に、本発明による吸音装置１の吸音原理について説明する。図３は、図１に示す吸音装置１を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図であり、吸音セル９に定在波が生じ吸音材３が振動した状態を示す図である。
【００２２】
図３に示す如く、音源から音波が吸音材３に対して略垂直に入射した場合、吸音セル９内には入射波と反射波との重畳合成により定在波が形成される。一方、音源から音波が吸音材３に対して斜め方向から入射した場合であっても、各仕切り板７の整流効果により、各吸音セル９内に定在波が形成される。
【００２３】
なお、音波の腹の位置は基板５から波長λの１／４の奇数倍の距離の位置となり、当該位置において音波の粒子速度は最大となる。したがって、音波の粒子速度が最大となる位置に吸音材３を設け、当該位置で音波を吸音材３に通過させれば、最も効率的に音波を減衰させることができる。この為、本発明に係る吸音セル９の仕切り板７の所定高さＨ（吸音セル９内の空気層の最大厚さ）は、吸音セル９内に生じる定在波の波長λの１／４倍（若しくはその奇数倍）に設定されるのが好ましい。
【００２４】
また、音源からの音波が吸音材３を通過する際に、音の粒子と吸音材３との摩擦によってこの音波は減衰する。さらに、音源からの音波の音圧によって吸音材３表面は振動する。
【００２５】
ところで、吸音材３が振動する前において、ダンパ部材１１に作用する重力により、ダンパ部材１１は基板５の下側に配設される吸音材３上に静止している（図２）。一方、吸音材３表面が振動すると、当該振動は吸音材３上のダンパ部材１１の拡散運動に変換されることで吸収され、減衰する。また、図３に示す如く、吸音材３の振動を吸収し拡散運動を開始した各ダンパ部材１１は、他のダンパ部材１１、仕切り板７、基板５、吸音材３と衝突を繰り返し、夫々の弾性力、摩擦力等に変換されつつ、吸音装置１全体で運動エネルギーを低下させる。このように、構造減衰効果を増加させて、吸音セル９の吸音効率を向上させることにより、吸音装置１の吸音性能を向上させることができる。
【００２６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２７】
例えば、上記一実施例において、音源側に位置する吸音材３が基板５と対向して配置されているが、音源側に位置するビニールウール等の薄膜１３が基板５に対向して配置されていてもよい。この場合、音源からの音波により薄膜１３が振動し、薄膜１３の振動により薄膜１３上のダンパ部材１１が拡散運動を開始する。以降の作用は上述した吸音材３の場合と同一である。なお、薄膜１３は水、油等の液体が吸音セル９内へ侵入するのを阻止する。したがって、油等の液体が吸音装置１内に浸透するおそれがある、例えばエンジンのアンダーカバー等に配置されるのが好適である。この場合、吸音セル９内への油等の侵入を阻止し、吸音装置１の吸音性能の低下および劣化を抑制することができる。
【００２８】
なお、上記一実施例において、ダンパ部材１１又は吸音材３が静電気を帯びていてもよい。このとき、吸音材３とダンパ部材１１とが異なる符号の電荷を有していれば、吸音材３はダンパ部材１１を引寄せる（図４）。さらに、各ダンパ部材１１に重力、各部材間の摩擦力等が作用していたとしても、ダンパ部材１１はこれらの力の打ち勝つように吸音材３に引寄せられ、吸音材３の表面に付着する。したがって、吸音材３が音波により振動すると、当該振動はより多くのダンパ部材１１に効率よく伝達され、吸収される。また、吸音材３は基板５に対して、任意の方向に配置されていたとしても、ダンパ部材１１には吸音材３へ引寄せられる引力が常に作用する。したがって、吸音装置１を任意の方向に向けて配置することが可能となる。例えば、上述したエンジンのアンダーカバーは言うまでもなく、トランスミッションの周囲、ドライブシャフトの周囲等に配置されてもよく、適用範囲が大幅に拡大し、吸音装置１の有用性が向上する。
【００２９】
また、上記一実施例において、各吸音セル９は略同一の高さＨとなっているが、高さＨは各吸音セル９によって異なっていてもよい。この場合、各吸音セル９の協働により広い周波数域の騒音を効果的に吸収することができる。
【００３０】
さらに、上記一実施例において、吸音セル９内は空気層が形成されているが、吸音セル９が薄膜１３により密閉されている場合、空気以外の他の気体を封入してもよい。
【００３１】
上記一実施例において、吸音装置は車両に適用されているが、吸音が要求される、例えば建物等の任意の対象に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両用の吸音装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例に係る吸音装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す吸音装置を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図であり、吸音材が振動する前の状態を示す図である。
【図３】図１に示す吸音装置を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図であり、吸音セルに定在波が生じ吸音材が振動した状態を示す図である。
【図４】吸音材がダンパ部材を引寄せる状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    吸音装置
３    吸音材
５    基板
７    仕切り板（隔壁）
９    吸音セル
１１    ダンパ部材
１３    薄膜
【図１】
2006195006.tif 000003
【図２】
2006195006.tif 000004
【図３】
2006195006.tif 000005
【図４】
2006195006.tif 000006