(57)【要約】【課題】本発明は、特定の周波数帯域の騒音のみならず、幅広い周波数帯域の騒音に対しても効率的な吸音を実現できる、吸遮音構造の提供を目的とする。【解決手段】本発明の吸遮音構造１０は、複数の吸音セル７１と、複数の吸音セル７１の開口を覆う略シート状の吸音材６０とを含む。複数の吸音セル７１は、互いに隣接して配設され、一方向（Ｚ方向）のみに開口を有し、開口面から底面までの深さＨがそれぞれ異なる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接して配設され、一方向のみに開口を有し、開口面から底面までの深さがそれぞれ異なる複数の吸音セルと、
前記複数の吸音セルの開口を覆う吸音材とを含むことを特徴とする、吸遮音構造。
【請求項２】
前記吸音セルの底面に立設されたリブを更に含む、請求項１記載の吸遮音構造。
【請求項３】
前記吸音セルの複数の異なる深さは、吸収すべき周波数帯域の音の波長の１／４倍の値が取りうる範囲内に属する、請求項１又は２記載の吸遮音構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耳障りな騒音を吸収及び遮断するための吸遮音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吸音装置として、吸音装置本体内部に箱部を形成し、箱部とエンジンルームとを連通させる連通管を設けた吸音装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この従来の吸音装置は、共鳴型吸音装置を構成し、エンジンルーム側に箱部の内部空間を連通管を介して開口させることによって、エンジンルーム内の低周波の騒音に対する吸音性能を高めること可能とする。
【０００３】
また、その他の従来の吸音装置として、略平らな基板と、当該基板と対向する吸音材とを備え、基板と吸音材との間の空気層を複数の格子状のセルに分割する仕切り板を更に備えた吸音装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この従来の吸音装置は、吸音材背後の空気層の厚さ（即ち、各セルの深さ）を、吸収すべき音波の波長の１／４倍に設定することにより、音波のエネルギの効率的な減衰を図っている。この従来の吸音装置によれば、特定の周波数成分の吸音率が向上し、吸音性能の向上と共に軽量化が実現される。
【０００４】
【特許文献１】
実開平３−６４８５５号
【特許文献２】
特開平１１−１６１２８２号（第６貢、第１６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両のエンジンルームや車室内にはエンジンの燃焼音（約１ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）を主とする広範な周波数域の騒音が存在する。このため、車両のエンジンルーム等においては、ある程度広い周波数域の騒音に対して効果的な吸音がなされる必要がある。しかしながら、上述の従来の吸音装置では、吸音効果が特定の周波数帯域に集中するため、人が感じる官能的な吸音効果を高めることができるものの、ある程度広い周波数域の騒音が存在する空間においては良好な吸音効果が得られないという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、特定の周波数帯域の騒音のみならず、当該特定の周波数帯域周辺の騒音に対しても効率的な吸音を実現できる、吸遮音構造の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、互いに隣接して配設され、一方向のみに開口を有し、開口面から底面までの深さがそれぞれ異なる複数の吸音セルと、
前記複数の吸音セルの開口を覆う吸音材とを含むことを特徴とする、吸遮音構造によって達成される。
【０００８】
本発明において、吸遮音構造は、互いに隣接して配設される複数の吸音セルと、吸音材とを含む。複数の吸音セルは、吸音材が設けられる側にのみ開口を有しており、それぞれの開口から異なる距離隔たった位置にそれぞれの底面を有する。この複数の吸音セルに音波が入力されると、各吸音セル内には、入射波と底面で反射した反射波との合成により定在波が形成される。本発明によれば、複数の吸音セルがそれぞれの開口から異なる距離隔たった位置にそれぞれの底面を有するので、開口位置での定在波の位相が各吸音セル相互間で互いに異なる。この結果、吸音セルの開口面内に広がる波面が生まれ、当該開口面内に設けた吸音材による効率的な吸音が実現される。
【０００９】
また、本発明によれば、複数の吸音セルがそれぞれの開口から異なる距離隔たった位置にそれぞれの底面を有するので、ある周波数の音波が入力されるとある吸音セル内に吸音材の位置で腹となる定在波が形成され、上記周波数とは異なる周波数の音波が入力されると上記吸音セルとは異なる吸音セル内に吸音材の位置で腹となる定在波が形成されるといったように、幅広い周波数域の音波を効率的に吸収することが可能である。
【００１０】
また、本発明による吸遮音構造は、好ましくは、前記吸音セルの底面に立設されたリブを更に含む。これにより、吸音セルの底面の剛性が高まり透過音の低減を図ることができる。
【００１１】
また、本発明による吸遮音構造において、前記吸音セルの複数の異なる深さは、好ましくは、吸収すべき周波数帯域の音の波長の１／４倍の値が取りうる範囲内で設定される。これにより、前記所定の周波数帯域の音波は、何れかの吸音セル内において、最も高い粒子速度を持つ位置（即ち、定在波の腹の位置）で吸音材を通過することになるため、幅広い周波数帯域に亘って良好な吸音効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による吸遮音構造を部分的に示す斜視図であり、図２は、本発明による吸遮音構造の断面図である。本発明による吸遮音構造を備えた吸音装置１０は、以下で詳説するように、吸音材６０と、セル構造体５０とから構成される。
【００１３】
セル構造体５０は、吸音材６０側（図１のＺ方向側）に開口を有する複数の吸音セル７１を有している。各吸音セル７１は、吸音材６０側の開口以外は閉塞されており、略同一平面内に開口面を有している。各吸音セル７１は、図１及び図２に示すように、隣接する各吸音セル７１に対して異なる深さＨ（図１のＺ方向の深さ）を有している。尚、セル構造体５０は、アルミニウム板や鋼板等により形成されてもよく、又は、ポリプロピレン系樹脂のような硬質樹脂で一体成形されてもよい。
【００１４】
吸音材６０は、略平らなシート状であり、セル構造体５０吸音セル７１の開口面内に設けられ、各吸音セル７１の開口を覆っている。尚、吸音材６０は、吸音性能を有する材料、例えばグラスウールやロックウール等の無機質繊維、アルミニウム繊維等の金属繊維材料、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のような合成樹脂発泡体、ウレタンやゴム系の軟質な材料、多孔質材料等から形成されてよい。
【００１５】
次に、図３を参照して、本発明による吸音装置１０の吸音原理について説明する。
【００１６】
図３を参照するに、波長λの音波が吸音装置１０に入射した場合、上述の吸音セル７１内には入射波と反射波との合成により定在波が形成される。この定在波は、波長λの１／４の奇数倍だけ吸音セル７１の底面７２から離れた位置で腹を有しており、当該腹で音波の粒子速度が最大となる。従って、粒子速度が最大となる位置に吸音材６０を設け、最も高い粒子速度を持つ位置で音波を吸音材６０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。
【００１７】
この目的のため、本発明による吸音セル７１の深さＨは、吸収すべき音波の波長λの１／４倍（若しくはその奇数倍）に設定される。また、吸音セル７１の開口幅Ａは、吸音セル７１への音波の効率的な入力を実現するため、吸収すべき周波数帯域の音波の波長λよりも小さく設定される。
【００１８】
ところで、本発明による吸音装置１０においては、上述の如く、各吸音セル７１は、隣接する各吸音セル７１に対して異なる深さＨを有している。従って、深さＨがλ／４に設定された吸音セル７１ａ内に波長λの音波が入射した場合、上述の如く吸音セル７１ａ内には、吸音材６０の位置に腹を有する定常波が形成される一方で、吸音セル７１ａに隣接する深さＨの異なる吸音セル７１ｂ（本例では深さＨ＞λ／４）内には、吸音材６０の位置より下方に腹を有する定常波が形成されることになる。かかる場合、上述した吸音原理を考慮すると、吸音セル７１ａに入射した音波は効率的に減衰されるのに対して、吸音セル７１ｂに入射した音波は効率的に減衰されないように思われる。
【００１９】
しかしながら、本発明による吸音装置１０は、上述の如く、各吸音セル７１の開口面が略同一平面内に広がっているため、開口面付近で空気粒子の相互作用が引き起こされやすくなり、結果的に音波を効率的に減衰させることができる。より具体的には、上述の如く隣接する吸音セル７１ａ，７１ｂで形成される各定在波の粒子速度が吸音材６０の位置で異なるため、吸音材６０の位置で圧力バランス（空気の粗密）が崩れ、空気粒子が横方向に押し出されたり、引き戻されたりするような現象が起こる。この結果、吸音材６０の内面（吸音セル７１の開口面内）の粒子速度の増大が助長され、吸音材６０で効果的な吸音を実現することが可能となる。
【００２０】
以上の通り、本発明の吸音装置１０によれば、略同一平面内に開口面を持つ複数の吸音セル７１の深さＨを異なる値に設定することによって、吸音材６０付近での空気粒子の相互作用を利用した効果的な吸音を実現することが可能となる。
【００２１】
更に、本発明による吸音装置１０は、上述の如く、異なる深さＨの吸音セル７１を有している故に、各吸音セル７１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。即ち、各吸音セル７１の深さＨは、所定の周波数域（例えば、１ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）に亘り効率的な吸音を実現すべく、当該所定の周波数域の音波の１／４波長の値が取りうる範囲（例えば、約２８ｍｍ〜８５ｍｍ）内で設定される。従って、本発明の吸音装置１０によれば、エンジンの燃焼音（約１ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）を主とする広範な周波数域の騒音が存在するエンジンルームや車室内においても、良好な吸音効果を得ることが可能である。
【００２２】
また、本発明による吸音装置１０は、上述の如く、深さＨの異なる吸音セル７１を有しているので、セル構造体５０の底部５０ｂが全体として高い剛性を有することとなり、セル構造体５０の底部５０ｂを透過する際に音のエネルギを効果的に損失させることが可能である。従って、本発明による吸音装置１０は、セル構造体５０が背後（底部５０ｂ側）からの音に対して高い遮音性能を併せ持つため、吸音セル７１が開口する側の空間の静粛性を一層高めることができる。
【００２３】
尚、この遮音性能を更に高めるべく、図４に示すように、セル構造体５０の底部５０ｂを構成する個々の吸音セル７１の底面７２にリブ７３を立設することも可能である。即ち、吸音セル７１の底面７２にリブ７３を立設することによって、セル構造体５０の底部５０ｂの剛性が更に高くなり、背後からの音に対する吸音装置１０の遮音性能を更に高めることができる。
【００２４】
次に、本発明による吸音装置１０の設置方法と共にそれに関連する遮音性能について図５及び図６を参照して説明する。
【００２５】
吸音装置１０は、図５に示すように、ボデーパネル（例えば、フロアパネルやルーフパネル等）やエンジンサポートメンバに固定されたブラケット１２により所定位置に固定されてよい。この場合、吸音装置１０は、セル構造体５０の底部５０ｂがボデーパネル等から離間するように、セル構造体５０の側部５０ａでブラケット１２により支持される。これにより、セル構造体５０の底部５０ｂへのボデーパネル等の振動の直接的な伝達を防止することができる。
【００２６】
或いは、吸音装置１０は、図６に示すように、最も深さＨの大きい吸音セル７１の底面７２をボデーパネル等にスクリュウ等により締結することや接着剤等により固着することによって、所定位置に設置されてもよい。この場合、セル構造体５０の外周を画成する吸音セル７１を最も大きい深さＨに設定することで、吸音装置１０の安定性のある設置状態を実現すると共に、セル構造体５０の背後に新たな吸音セル７４を画成して当該吸音セル７４を利用した吸遮音を実現することも可能である。例えば、図６に示すように、セル構造体５０の底部５０ｂとボデーパネルとの間に吸音性のある低ばね材７５を介在させることにより、低ばね材７５及び吸音材６０による吸音装置１０の両側（図１のＺ方向の両側）での吸音を実現すると共に、セル構造体５０の底部５０ｂでの遮音性を高めることも可能である。
【００２７】
尚、吸音装置１０は、図５に示すように、音源１４（例えば、エンジン）からの音波が各吸音セル７１の開口に垂直に入射するように、所定位置に設置されてもよい。かかる場合、各吸音セル７１に上述の定在波が形成され易くなり、上述した吸音原理により効率的な吸音が実現される。或いは、吸音装置１０は、図６に示すように、音源１４からの音波が各吸音セル７１の開口に斜めに入射するように、所定位置に設置されてもよい。かかる場合、音源１４からの音波が各吸音セル７１の表面を通過する際に、隣接する吸音セル７１への作用が位相差をもって行われるため、吸音材６０を通過する粒子速度が増大する。更に各吸音セル７１の端７６を通過する際に、吸音材６０の面内を進行する音波が生まれ、吸音材６０で効果的な吸音が実現される。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２９】
例えば、一の吸音セル７１は、当該一の吸音セル７１に隣接する最大６つの吸音セル７１のすべてに対して必ずしも異なる深さを有する必要はなく、隣接する吸音セル７１の一部と同一の深さを有してもよい。また、同一の深さを有する同種の吸音セル７１の分布は、必ずしも規則的である必要はなく、周辺の音響特性等に応じた不規則性を有してよい。また、吸音セル７１の開口幅Ａ（図３参照）は、各吸音セル７１で必ずしも同一である必要はなく、上述の如く、吸収すべき音波の波長の相違に応じて異なる値を有してよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本発明によれば、深さの異なる複数の吸音セルを配設することによって、幅広い周波数域の音波を効率的に吸収することができる。また、吸音セルの底面にリブを設けることによって、透過音の低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吸遮音構造を部分的に示す斜視図である。
【図２】本発明による吸遮音構造の断面図である。
【図３】本発明による吸遮音構造の吸音原理の説明図である。
【図４】吸音セルの底面に立設したリブを示す斜視図である。
【図５】本発明による吸音装置の設置方法の説明図である。
【図６】本発明による吸音装置の設置方法の説明図である。
【符号の説明】
１０    吸音装置１０
１２    ブラケット
５０    セル構造体
５０ａ    側部
５０ｂ    底部
６０    吸音材
７１    吸音セル
７２    底面
７３    リブ
７４    吸音セル
７５    低ばね材
Ａ    吸音セルの開口幅
Ｈ    吸音セルの深さ
【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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