(57)【要約】【課題】騒音低減効果と通気性を両立できる吸音材を得る。【解決手段】吸音材１０は、端面１６から端面１８に貫通する直孔２６と斜孔２８を備える。直孔２６は端面１６に対して垂直な方向に延在し、斜孔２８は端面１６に対してＸ方向に角度θだけ傾斜している。したがって、直孔２６と斜孔２８の行路長が異なるため、エンジンで発生する騒音の音波は、直孔２６と斜孔２８を通過することによって位相がずれ、相互干渉によって外部に漏れる騒音レベルを低減することができる。また、騒音を低減させるために直孔２６と斜孔２８の端面１６に対する傾斜角度を異ならせただけなので、通気性を良好に確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが一定の吸音材であって、
厚さ方向の一方の面から他方の面に貫通する第１通路と、
前記一方の面から他方の面に貫通し、前記第１通路と行路長が異なる第２通路と、
が並列していることを特徴とする吸音材。
【請求項２】
前記第１通路と前記第２通路は、それぞれ直線状に形成され、前記一方の面に対する傾斜角度が異なることを特徴とする請求項１記載の吸音材。
【請求項３】
前記第１通路と前記第２通路は交互に並列して配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の吸音材。
【請求項４】
減音対象の音波の波長をλとしたとき、前記第１通路と前記第２通路の行路長差が（１／２＋ｎ）×λ（ｎは自然数）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の吸音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエンジンで発生した騒音が車外に漏れることを抑制するために、様々な吸音構造が提案されている。ところで、エンジンルームには、エンジン等を冷却するために通気口（開口部）が形成されており、当該通気口から外部に漏れるエンジン騒音をいかに低減させるかが問題となる。
【０００３】
下記特許文献１には、吸音管内に凹穴を設けてエンジンから発生する騒音を低減させるエンジン騒音低減装置が開示されている。この構成によれば、エンジンから吸音管に入った音波は、凹穴に入った音波と凹穴に入らない音波で位相がずれ、音波の相互干渉によって吸音管を通過したエンジン騒音を低減させるとされている。
【特許文献１】特開平１０−２１２９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術のエンジン騒音低減装置を通気口に配設した場合、吸音管内部の一部を凹穴として塞いでいるため、通気性が低下し、エンジンの冷却性能が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、通気性を確保しつつ、所定の騒音低減性能を発揮する吸音材を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る吸音材は、厚さが一定の吸音材であって、厚さ方向の一方の面から他方の面に貫通する第１通路と、前記一方の面から他方の面に貫通し、前記第１通路と行路長が異なる第２通路と、が並列していることを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の本発明によれば、吸音材の第１通路と第２通路の行路長が異なるため、この吸音材をエンジンルームの通気口部分に配置すれば、エンジンから発生した音波が第１通路と第２通路を通過することによって位相がずれ、相互干渉する。この結果、外部に漏れるエンジン騒音レベルが低減される。一方、本発明に係る吸音材によれば、第１通路、第２通路とも通路内部に音波を低減させるための特別な構造がないため、エンジン等を冷却するための通気性を良好に確保できる。なお、吸音材の厚さが一定のため、設置の自由度が高く、例えば、ラジエータ前等にも配設できる。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る吸音材は、請求項１記載の吸音材において、前記第１通路と前記第２通路は、それぞれ直線状に形成され、前記一方の面に対する傾斜角度が異なることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の本発明によれば、吸音材の一方の面から他方の面に向かう直線状の第１通路と第２通路は、一方の面に対する傾斜角度が異なるため行路長を違えることができる。したがって、この吸音材をエンジンルームの通気口部分に配置すれば、エンジンから発生した音波は、行路長の異なる第１通路と第２通路を通過することによって位相がずれ、相互干渉する。この結果、外部に漏れるエンジン騒音レベルが低減される。一方、本発明に係る吸音材によれば、第１通路、第２通路とも直線状の通路の一方の面に対する傾斜角度を変えているだけで、各通路内部に音波を低減させるために特別な構造がないため、エンジン等を冷却するための通気性を良好に確保できる。
【００１０】
請求項３記載の本発明に係る吸音材は、請求項１または２記載の吸音材において、前記第１通路と前記第２通路は交互に並列して配設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の本発明によれば、第１通路と第２通路が交互に並列して配設されているため、エンジンから発生する音波が第１通路と第２通路を通過して位相がずれたときに、相互干渉が一層効果的に行われる。
【００１２】
請求項４記載の本発明に係る吸音材は、請求項１〜３のいずれか１項記載の吸音材において、減音対象の音波の波長をλとしたとき、前記第１通路と前記第２通路の行路長差が（１／２＋ｎ）×λ（ｎは自然数）であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の本発明によれば、低減させたいエンジン騒音の波長λに対応させて第１通路と第２通路の行路長差を（１／２＋ｎ）×λ（ｎは自然数）とすれば、波長λの音波が第１通路と第２通路を通過することによって位相が半波長ずれて逆位相となり、騒音レベルを最も効果的に低減させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る吸音材は、厚さ一定の吸音材で行路長の異なる第１通路と第２通路を備えるため、第１通路と第２通路を通過した音波の相互干渉によって騒音レベルを低下させることができる。しかも、この騒音レベルを低下させるために、第１通路、第２通路内部に特別な構造は一切ないため、通気性も良好に確保される。すなわち、騒音低減性能と通気性の両方を良好に確保することができる。しかも、吸音材は厚さ一定のため、設置の自由度が高く、例えば、エンジンルームのラジエータ前にも設置可能である。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る吸音材は、直線状の第１通路と第２通路の一方の面に対する傾斜角度を異ならせるだけで行路長に差をつけている。したがって、第１通路と第２通路を通過した音波の相互干渉によって騒音レベルを低下させることができる。しかも、この騒音レベルを低下させるために、第１通路、第２通路内部に特別な構造は一切ないため、通気性も良好に確保される。すなわち、騒音低減性能と通気性の両方を良好に確保することができる。また、傾斜角度を変更するだけで通路の行路長を容易に変えることができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明に係る吸音材は、第１通路と第２通路が交互に配設されているため、位相のずれた音波が効果的に相互干渉し、騒音低減性能を一層高めることができる。
【００１７】
請求項４記載の本発明に係る吸音材は、第１通路と第２通路の行路長差を低減させたい騒音の波長λの（１／２＋ｎ）×λ（ｎは自然数）としているため、波長λの音波が第１通路と第２通路を通過することによって、位相が半波長異なることになり、減音対象の騒音レベルを最も効果的に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図７を用いて、本発明に係る吸音材の実施形態について説明する。
【００１９】
吸音材１０は、図２（Ａ）に示すように、エンジンルームのエンジン１２の前方に配設されたラジエータ１４の前方の開口部に配置されるものである。
【００２０】
吸音材１０は、図１に示すように、矩形体形状であり、端面１６から端面１８に貫通した開口部２０を、隔壁２２と隔壁２４Ａ、２４Ｂで区切ることによって、後述する直孔２６と斜孔２８を形成しているものである。
【００２１】
隔壁２２は開口部２０を横方向（図１矢印Ｙ方向、以下、Ｙ方向という）に区切るものであり、開口部２０を構成する横方向の端面３０，３２の間に一定間隔で設けられているものである。これによって、開口部２０は、小開口部２０Ａ〜２０Ｊに区切られる。
【００２２】
一方、隔壁２４Ａは、小開口部２０Ａ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｇ、２０Ｉを縦方向（図１矢印Ｘ方向、以下、Ｘ方向という）に区切るものであり、端面１６に垂直な方向（図１矢印Ｚ方向、以下、Ｚ方向という）に配設され、小開口部２０Ａ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｇ、２０Ｉを構成するＸ方向端面３４Ａ、３６Ａ間に一定間隔をおいて平行に配設されるものである。
【００２３】
また、隔壁２４Ｂは小開口部２０Ｂ、２０Ｄ、２０Ｆ、２０Ｈ、２０ＪをＸ方向に区切るものであり、小開口部２０Ｂ、２０Ｄ、２０Ｆ、２０Ｈ、２０Ｊに、端面１６に対してＸ方向に角度θ（θ≠９０°）だけ傾斜（図３（Ｂ）参照）してＸ方向端面３４Ｂ、３６Ｂ間に一定間隔をおいて平行に配設されるものである。
【００２４】
なお、隔壁２４Ａと対向する部分の端面３４Ａ、３６Ａは、隔壁２４Ａと平行（Ｚ方向）に形成されており、隔壁２４Ｂと対向する部分の端面３４Ｂ、３６Ｂは隔壁２４Ｂと平行（端面１６に対してＸ方向に角度θだけ傾斜）に形成されている。
【００２５】
したがって、小開口部２０Ａ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｇ、２０Ｉにおいて隔壁２２（端面３０）および隔壁２４Ａ（端面３４Ａ、３６Ａ）で囲まれた部分が直孔２６となる（図３（Ａ）参照）。
【００２６】
直孔２６は、図３（Ａ）に示すように、端面１６に形成された開口部２６Ａから端面１８に形成された開口部２６Ｂに向かってＺ方向に延在する孔部である。直孔２６の行路長Ｌ１は、端面１６から端面１８までのＺ方向距離（吸音材１０の厚さｔ）と同一である（Ｌ１＝ｔ）。
【００２７】
一方、小開口部２０Ｂ、２０Ｄ、２０Ｆ、２０Ｈ、２０Ｊにおいて、隔壁２２（端面３２）および隔壁２４Ｂ（端面３４Ｂ、３６Ｂ）で囲まれた部分が斜孔２８となる（図３（Ｂ）参照）。
【００２８】
斜孔２８は、図３（Ｂ）に示すように、端面１６に形成された開口部２８Ａから端面１８に形成された開口部２８Ｂに向かって、端面１６に対してＸ方向に角度θだけ傾斜する直線状の孔部である。したがって、斜孔２８の行路長Ｌ２は、ｔ／sinθということなる（Ｌ２＝ｔ／sinθ）。なお、開口部２８Ａ、２８Ｂの形状は、開口部２６Ａ、２６Ｂと同一である。
【００２９】
このように、直孔２６および斜孔２８は、小開口部２０Ａ〜２０Ｊにおいて、それぞれ縦方向（図１、Ｘ方向）に連続して形成されており、直孔２６が配置された列と斜孔２８が配置された列がＹ方向において交互になるように形成されている。
【００３０】
このように構成される吸音材１０が車両のエンジンルームにおいてラジエータ１４の前方に配置される場合には、図２（Ａ）に示すように、Ｘ方向が上部方向、Ｙ方向が車幅方向、Ｚ方向がフロント方向になるように配置される。すなわち、吸音体１０の端面１６がエンジン１２側となるように配置される。
【００３１】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３２】
エンジン１２から発生した騒音の音波は、ラジエータ１４を通過して吸音材１０の端面１６に到達する。当該音波は、端面１６に形成された開口部２６Ａ、２８Ａから直孔２６および斜孔２８に進入し、端面１８に形成された開口部２６Ｂ、２８Ｂから抜け出す。ここで、直孔２６の行路長Ｌ１と斜孔２８の行路長Ｌ２の行路長差ｄＬは、ｄＬ＝Ｌ２−Ｌ１＝ｔ／sinθ−ｔである（図４参照）ため、直孔２６と斜孔２８から抜け出した音波の位相が行路長差ｄＬの分だけずれる。したがって、直孔２６と斜孔２８を通過した音波が相互に干渉して、外部に漏れるエンジン騒音レベルを低減させることができる。特に、直孔２６と斜孔２８は、Ｙ方向に交互に配設されているため、隣接する直孔２６と斜孔２８を通過した音波が効果的に干渉して音圧を低減させることができる。
【００３３】
なお、直孔２６と斜孔２８を透過した音波は、逆位相になっていることが騒音低下の効果の点で最も望ましい。したがって、低減させたい騒音の波長をλとすると、直孔２６と斜孔の行路長差ｄＬがｄＬ＝（１／２＋ｎ）×λ（ｎは自然数）の関係式を満たすことが必要である。ここで、ｄＬ＝Ｌ２−Ｌ１＝ｔ／sinθ−ｔであるから、吸音材１０の厚さｔおよび斜孔２８（隔壁２４Ｂ）の傾斜角度θを上記関係式を満たすように変化させることによって、狙った波長（周波数）の騒音を効果的に低減することができる。
【００３４】
また、ここで、吸音材１０の厚さｔと傾斜角度θが騒音低減性能に及ぼす影響について計算してみた。先ず、エンジン騒音において最も低下させたい周波数をｆ、音速をＶとすると、波長λは、
λ＝Ｖ／ｆ
であるから、位相差ｄθは、
ｄθ＝ｄＬ／（Ｖ／ｆ）×２π＝２π（ｔ／sinθ−ｔ）（Ｖ／ｆ）
となる。
【００３５】
ここで、三角関数の公式  １／２×（sin（α＋β）＋sin（α−β））＝sinα・cosβより、位相差が２βであれば、元のサイン波のレベルのcosβ倍となる。
【００３６】
したがって、透過音レベルは、
cos（ｄθ／２）＝cosπ（ｔ／sinθ−ｔ）／（Ｖ／ｆ）
となり、これをデシベル表示すると、
低減量＝２０×log(cosπ（ｔ／sinθ−ｔ）／（Ｖ／ｆ）)
となる。
【００３７】
この関係式に基づいてパラメータである吸音材１０の厚さtと隔壁２４Ｂ（斜孔２８）の角度θを変化させて、騒音低減レベルの効果について計算した結果を、図５〜図７に示す。このように、吸音材１０の厚さｔや斜孔２８の傾斜角度θを変化させることで、音圧の低減効果の最も大きい周波数を変化させることができる。定性的にいうと、吸音材１０の厚さｔを厚くすることによって最も低減効果の高い周波数が小さくなり、斜孔２８の傾斜角度θを大きくすると最も低減効果の高い周波数が大きくなる。したがって、吸音材１０の厚さｔおよび隔壁２４Ｂ（斜孔２８）の傾斜角度θを変化させることによって、低減を狙う所望の周波数の音圧を効果的に低減させることができる。
【００３８】
なお、吸音材１０は直孔２６と斜孔２８が端面１６に対する傾斜角度を異ならせることによって行路長を異ならせているため、すなわち、直孔２６、斜孔２８の内部に通気性を阻害するものを配置していないため、直孔２６と斜孔２８の通気性が良好である。したがって、エンジン騒音の外部への漏洩を良好に確保すると共に、エンジン冷却などに使用される空気の通気性も良好に確保できる。
【００３９】
また、吸音材１０は厚さｔが一定の矩形体であるため、配置の自由度が高く、エンジンルームのラジエータ１４の前方等、限られたスペースにも配置できる。
【００４０】
〔実施形態の補足説明〕
上述した第１実施形態では、吸音材１０は、エンジンルームのラジエター１４の前方に配置したが、これに限定されるものではなく、例えば、図２（Ｂ）に示すように、放熱性の問題でエンジン１２の下方にアンダーカバーが無く、エンジン下方に開口部を有する車体の場合、上記開口部に吸音材１０を配置することによって車外に漏洩するエンジン音を効果的に低減できると共に、通気性を良好に確保できる。
【００４１】
また、本実施形態では、直孔２６と斜孔２８の組み合わせであったが、行路長が異なればこれに限定されるものではない。両方とも斜孔で端面１６に対する傾斜角度が異なるものであっても良い。また、行路長の異なれば良いので、孔部が直線状に限定されるものではない。
【００４２】
さらにまた、直孔２６、斜孔２８の配列方向も本実施形態でＸ方向としたが、Ｙ方向であっても良い。また、一列に同タイプの孔部を配列することも必須ではない。すなわち、Ｘ方向にもＹ方向にも交互に直孔２６と斜孔２８を配置する構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る吸音材の一部切欠斜視図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態に係る吸音材の配置状態説明図であり、（Ｂ）はその他の実施形態に係る吸音材の配置状態説明図である。
【図３】（Ａ）は、本実施形態に係る吸音材の直孔の縦断面説明図であり、（Ｂ）は本実施形態に係る吸音材の斜孔の縦断面説明図である。
【図４】本実施形態に係る吸音材の行路長と角度θの関係説明図である。
【図５】本実施形態に係る吸音材の音圧低減効果予想図である。
【図６】本実施形態に係る吸音材の音圧低減効果予想図である。
【図７】本実施形態に係る吸音材の音圧低減効果予想図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      吸音材
１６      端面（一方の面）
１８      端面（他方の面）
２０      直孔（第１通路）
２２      斜孔（第２通路）
Ｌ１      直孔の行路長
Ｌ２      斜孔の行路長
【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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【図７】
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