(57)【要約】【課題】防音性能が高い防音装置を得る。【解決手段】本体１２の側壁１６に対向して設けられたスライダ２２は、ソレノイド３０が通電と通電解除によりスライドする。スライダ２２がスライドしてスライダ２２のスリット２４が側壁１６のスリット１８に対向すると、スリット２４とスリット１８とが対向していない状態に比べて空気の流動抵抗が小さくなる。これにより、弾性変形に伴い内部の空気を流動させる中間弾性層２６のばね定数が変化し、ダイナミックダンパを構成する防音装置１０の固有振動数が変化する。このように、防音装置１０の固有振動数を変化させることができるため、入力される振動の振動数に対する防音装置１０の共振を防止できる。【選択図】図１
2007308059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧されることで変形可能な入力部が設けられると共に内外を連通する連通部が設けられた本体と、
加圧と当該加圧の解除に伴い内部の空気が流動しつつ弾性変形すると共に、前記本体の内部に収容され、前記入力部が内方側へ変形することで加圧される弾性部と、
前記連通部を開閉して、前記連通部における空気の流動抵抗を変化させる開閉手段と、
を備える防音装置。
【請求項２】
前記開閉手段を動作させて前記連通部を開閉させる駆動手段と、
少なくとも特定の振動数の振動が前記入力部に入力されたか否かを検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段における検出結果に基づき前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の防音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の振動に起因した音の発生を防止又は軽減するための防音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された吸音材は、高密度側と低密度側とで通気量が５〜１００倍程異なる繊維集合体層を積層している。この構造では、高密度側がマスとして機能する一方、低密度側がばねとして機能するため、結果的にダイナミックダンパを構成することになる。このような構造とすることで、特許文献１に開示された吸音材は、１〜５００Ｈｚの範囲の低周波領域で高い吸音性能を得ている。
【特許文献１】特開平８−１５２８９０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、このような吸音材の構造であっても、特定の周波数の振動が入力されると、これに共振してしまい、この共振周波数の領域では逆に吸音性能が低下して放射音が増大してしまう。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、防音性能が高い防音装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の本発明に係る防音装置は、加圧されることで変形可能な入力部が設けられると共に内外を連通する連通部が設けられた本体と、加圧と当該加圧の解除に伴い内部の空気が流動しつつ弾性変形すると共に、前記本体の内部に収容され、前記入力部が内方側へ変形することで加圧される弾性部と、前記連通部を開閉して、前記連通部における空気の流動抵抗を変化させる開閉手段と、を備えている。
【０００６】
請求項１に記載の本発明に係る防音装置は、振動が入力される入力部の質量と、弾性部のばね定数に基づいた固有振動数を有するダイナミックダンパとなり、このダイナミックダンパの効果により、入力部に入力される振動源の振動が低減され、この振動に起因した音の発生が防止又は効果的に軽減される。
【０００７】
一方、開閉手段により本体に設けられた連通部を開閉すると、連通部における空気の流動抵抗が変化する。空気の流動抵抗が高い状態では、入力部が変形して弾性部が加圧されても、弾性部において空気が流動し難く、弾性部は弾性変形し難くい。これに対して、空気の流動抵抗が低い状態では、入力部が変形して弾性部が加圧された場合に弾性部において空気が流動しやすく、弾性部は弾性変形しやすい。
【０００８】
すなわち、連通部における空気の流動抵抗が変化することで、弾性部のばね定数が変化し、この結果、ダイナミックダンパである本防音装置の固有振動数が変化する。これにより、開閉手段で連通部を適宜に開閉して本防音装置の固有振動数を変化させ、入力部に入力される振動に本防音装置が共振しないようにすることで、防音性能を向上できる。
【０００９】
請求項２に記載の本発明に係る防音装置は、請求項１に記載の本発明において、前記開閉手段を動作させて前記連通部を開閉させる駆動手段と、少なくとも特定の振動数の振動が前記入力部に入力されたか否かを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段における検出結果に基づき前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の本発明に係る防音装置では、振動検出手段によって入力部に少なくとも特定の振動数の振動が入力されたか否かが検出される。この振動検出手段での検出結果、例えば、連通部の開放状態及び閉止状態の何れか一方の状態における本防音装置の固有振動数を含む所定範囲の振動が入力部に入力されたことを振動検出手段が検出すると、制御手段によって駆動手段が駆動されて、開閉手段が作動させられる。
【００１１】
これにより、連通部は開放状態及び閉止状態の何れか他方の状態に変化させられて、本防音装置の固有振動数が変えられる。これにより、入力部に入力された振動に本防音装置が共振することを効果的に防止でき、防音性能をより確実に向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、請求項１に記載の本発明に係る防音装置は、開閉手段で連通部を開閉して固有振動数を変化させることで、入力部に入力される振動に共振しないようにできるため、振動に起因した音の発生を防止又は効果的に軽減できる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明に係る防音装置では、入力部に入力される振動の振動数に基づいて連通部が開閉されるため、入力部に入力された振動に本防音装置が共振することを効果的に防止でき、防音性能をより確実に向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜第１の実施の形態の構成＞
図１には本発明の第１の実施の形態に係る防音装置１０の構成が分解斜視図により示されている。
【００１５】
この図に示されるように、防音装置１０は、例えば、車両に設けられたダッシュパネルやフロアカーペット等のエンジンの駆動状態で振動する振動源に取り付けられた本体１２を備えている。本体１２は平面視略矩形で平板状の底板１４を備えている。底板１４の外周部からは側壁１６が立設されており、本体１２は底板１４とは反対側が開口した箱形状に形成されている。また、側壁１６には底板１４の外周部に沿って連通部としての複数のスリット１８が所定間隔毎に形成されており、これらのスリット１８により本体１２は内外が連通している。さらに、側壁１６の長手方向一端側にはスリット状の挿入孔２０が形成されている。
【００１６】
各挿入孔２０に対応して本体１２には開閉部材としてのスライダ２２が設けられている。スライダ２２は長手方向、幅方向、及び厚さ方向の各方向が対応する側壁１６の各方向に対応した細幅板状に形成されている。また、スライダ２２の厚さ寸法は挿入孔２０の開口幅寸法よりも極僅かに小さく、スライダ２２は挿入孔２０から本体１２の内側に挿入可能とされている。さらに、スライダ２２には複数のスリット２４が形成されている。これらのスリット２４は、開口幅寸法や各々の間隔がスリット１８に略等しい。このため、図２の（Ａ）に示されるように、隣り合うスリット１８の間にスリット２４が位置した状態では、スライダ２２のうち、隣り合うスリット２４の間の部分がスリット１８に対向してスライダ２２がスリット１８を閉止する。
【００１７】
この状態からスライダ２２がスライドして各スリット２４が各スリット１８に対向するとスリット１８がスリット２４を介して本体１２の内部に連通する（図２の（Ｂ）参照）。この状態では、スリット１８、２４を介して本体１２の内外が連通する。また、図１に示されるように、本体１２の内部には弾性部としての中間弾性層２６が収容されている。中間弾性層２６はフェルト等の繊維質又はスポンジ等の多孔質等の弾性体によって本体１２の内周形状に対応したブロック状又は平板状に形成されている。さらに、底板１４と対向する側の本体１２の開口端には入力部としての表皮層２８が設けられており、この表皮層２８により本体１２の底板１４と対向する側の開口端が閉止されている。
【００１８】
一方、図１に示されるように、上記の各スライダ２２は、本体１２の外側で駆動手段としてのソレノイド３０のプランジャに連結されている。ソレノイド３０は圧縮コイルスプリングの付勢力でプランジャをソレノイド本体の外側へ押し出し、これにより、通常は、プランジャに連結されたスライダ２２が図２の（Ａ）に示されるように隣り合うスリット１８の間にスリット２４が位置している。しかしながら、ソレノイドが通電されてソレノイド本体の内部に収容された鉄心が磁化されると、鉄心にプランジャが引き寄せられ、これにより、プランジャが移動すると、図２の（Ｂ）に示されるように、各スリット１８と各スリット２４とが対向する位置にスライダ２２がスライドする。
【００１９】
また、図３に示されるように、ソレノイド３０はドライバ３２を介して制御手段としてのＥＣＵ３４と電源としてのバッテリー３６に接続されており、ＥＣＵ３４から出力される制御信号がＬｏｗレベルの場合には、ドライバ３２がソレノイド３０に対する通電を遮断する。これに対して、ＥＣＵ３４から出力される制御信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替わると、ドライバ３２がソレノイド３０を通電状態にし、ソレノイド３０のソレノイド本体に収容された鉄心を磁化させる。また、ＥＣＵ３４は振動検出手段としての回転検出部３８に電気的に接続されている。回転検出部３８は所謂ロータリエンコーダ等により構成されており、車両のエンジンの回転数を検出すると共に、検出したエンジンの回転数に対応したレベルの検出信号Ｔを出力する。ＥＣＵ３４は信号Ｔが入力されると、信号Ｔのレベルに基づく演算を行ない、振動源にて生じる振動の振動数ｆｘを推定する。
【００２０】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、ＥＣＵ３４での制御の概略を示す図４のフローチャートに基づいて本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
【００２１】
本防音装置１０では、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＮ状態になって、車両のエンジンが起動されると、ステップ１００にてＥＣＵ３４における制御が開始される。ＥＣＵ３４における制御が開始されると、先ず、ステップ１０２にて初期設定がなされ、フラグＦ１、Ｆ２がリセットされる。次に、ステップ１０４で回転検出部３８から出力された信号Ｔが入力され、ステップ１０６で入力された信号Ｔのレベル（値）に基づいて振動源にて生じる振動の振動数ｆｘが演算される。
【００２２】
次いで、ステップ１０８では、ステップ１０６での演算結果である振動数ｆｘと、予め設定されたスリット１８の閉止状態における表皮層２８の質量と中間弾性層２６のばね定数に基づいた防音装置１０の固有振動数ｆｏの差の絶対値が、予め設定された値ｄｆより以下であるか否かが判定される。振動数ｆｘと固有振動数ｆｏの差の絶対値が値ｄｆよりも大きければ、ステップ１１０でフラグＦ２に１が代入されているか否かが判定され、フラグＦ２がリセットされた状態（Ｆ２＝０）であれば、ステップ１１２にてフラグＦ２に１が代入されると共に、Ｆ１に０が代入される。次いで、ステップ１１４ではＥＣＵ３４からＬｏｗレベルの制御信号Ｄｓを出力し、ステップ１１６に進む。
【００２３】
ステップ１１６ではイグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＦＦ状態にされてエンジンが停止されたか否かが判定され、エンジンが停止されていれば、ステップ１１８で制御を終了するが、エンジンが停止されていなければステップ１０４に戻る。Ｌｏｗレベルの制御信号Ｄｓが入力されたドライバ３２はソレノイド３０に対する通電を遮断する。したがって、この状態では、図２の（Ａ）に示されるように、スリット１８とスリット２４とが対向せず、このため、スリット１８における空気の流動抵抗が高い。この状態では、エンジンの回転に伴い振動源が振動し、この振動が表皮層２８に入力されると、表皮層２８が本体１２の内方及び外方へ交互に弾性変形する。
【００２４】
さらに、このように、表皮層２８が弾性変形することで中間弾性層２６が加圧されると、中間弾性層２６が弾性変形しつつ中間弾性層２６の内部の空気が押し出される。このように弾性変形する中間弾性層２６と表皮層２８の質量とに基づいた固有振動数を有する防音装置１０に、防音装置１０が取り付けられた振動源の振動が入力されることで、この振動が軽減される。
【００２５】
一方、エンジンの回転数が変動して、表皮層２８に入力される振動源の振動の振動数ｆｘが、防音装置１０の固有振動数ｆｏを含む所定の範囲内に入ると、振動数ｆｘと固有振動数ｆｏとの差の絶対値が値ｄｆ以下となる。この状態になった場合には、ステップ１０８からステップ１２０に進む。ステップ１２０ではフラグＦ１に１が代入されているか否かが判定され、フラグＦ１がリセットされた状態（Ｆ１＝０）であれば、ステップ１２２にてフラグＦ１に１が代入されると共に、Ｆ２に０が代入される。次いで、ステップ１２４ではＥＣＵ３４から出力される制御信号ＤｓがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り替えられる。
【００２６】
Ｈｉｇｈレベルの制御信号Ｄｓが入力されたドライバ３２はソレノイド３０を通電する。通電されたソレノイド３０はソレノイド本体内の鉄心が磁化され、これにより、圧縮コイルスプリングの付勢力に抗してプランジャが引き込まれる。このプランジャの引き込みに伴い、プランジャに連結されたスライダ２２が本体１２の外側へスライドする。このスライダ２２のスライドにより、図２の（Ｂ）に示されるように、スリット１８とスリット２４とが対向する。このように、スリット１８とスリット２４とが対向することでスリット１８及びスリット２４を通過する際の空気の流動抵抗が小さくなる。
【００２７】
上記のように、中間弾性層２６は内部の空気を中間弾性層２６の内外に流動させつつ弾性変形するため、中間弾性層２６から押し出された空気がスリット２４及びスリット１８から放出されやすくなること、及び、スリット２４及びスリット１８を介して本体１２に流れ込みスリット２４に吸収されやすくなることにより、スリット１８及びスリット２４での空気の流動抵抗が大きかった場合に比べて中間弾性層２６のばね定数が変化する。中間弾性層２６のばね定数が変化することで、防音装置１０の固有振動数が変化する。
【００２８】
したがって、表皮層２８に入力される振動の振動数ｆｘがそれ以前の防音装置１０の固有振動数ｆｏに近づいたとしても、現状の防音装置１０の固有振動数は表皮層２８に入力される振動の振動数ｆｘから離間しているため、振動数ｆｘの振動に防音装置１０が共振することを防止又は極めて効果的に軽減でき、スリット１８とスリット２４とが連通する前の防音装置１０の固有振動数ｆｏに近い振動源の振動に起因した音の発生も防止又は効果的に軽減できる。
【００２９】
＜第２の実施の形態の構成＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本第２の実施の形態を説明するにあたり、前記第１の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
図５には本実施の形態に係る防音装置１６０の構成が分解斜視図によって示されている。この図に示されるように、防音装置１６０は本体１６２を備えている。本体１６２は側壁１６を備えておらず、代わりに、本体１６２の内外を連通する連通部としての側壁１６４を備えている。側壁１６４には複数のスリット１６６が形成されている。スリット１６６は側壁１６４の長手方向及び幅方向の各方向に行列状に並ぶように形成されている。また、側壁１６４には複数の軸受孔１６８が形成されている。軸受孔１６８は側壁１６４の長手方向に沿って軸方向とされた断面円形で、各軸受孔１６８は側壁１６４の幅方向に並んだ各スリット１６６に対応して側壁１６４の幅方向に並ぶように形成されている。
【００３１】
これらの軸受孔１６８には開閉部材としての円柱弁１７０が嵌挿されている。各円柱弁１７０は外径寸法が軸受孔１６８の内径寸法よりも極僅かに小さな円柱形状に形成されており、各円柱弁１７０は軸受孔１６８に嵌挿された状態で軸受孔１６８の中心軸線周りに回転自在に軸受孔１６８に軸支されている。また、各円柱弁１７０には複数のスリット１７２が形成されている。これらのスリット１７２は側壁１６４の長手方向に並んだスリット１６６に対応して形成されており、円柱弁１７０の半径方向に沿って円柱弁１７０を貫通している。図６の（Ａ）に示されるように、側壁１６４の厚さ方向に沿って円柱弁１７０の外周部とスリット１６６とが対向した状態では、側壁１６４の厚さ方向中間部でスリット１６６が閉止される。
【００３２】
しかしながら、図６の（Ｂ）に示されるように、円柱弁１７０が回転してスリット１７２とスリット１６６とが対向すると、スリット１６６及びスリット１７２を介して本体１６２の内外が連通する。また、軸受孔１６８の外側に突出した円柱弁１７０の一端にはギヤ１７４が同軸的且つ一体的に連結されている。同一の側壁１６４に設けられる円柱弁１７０のギヤ１７４は、側壁１６４に回転自在に軸支されたギヤ１７６により機械的に連結されている。また、同一の側壁１６４に設けられる複数の円柱弁１７０のギヤ１７４の１つには駆動手段としてのモータ１７８が連結されており、モータ１７８の駆動力で同一の側壁１６４に設けられた円柱弁１７０が連動して回転する。
【００３３】
＜第２の実施の形態の作用、効果＞
以上の構成の本実施の形態では、開閉部材や駆動手段の構成が異なるものの、前記第１の実施の形態と基本的に同様の制御で同様に動作する。その結果、図６の（Ａ）に示されるように、側壁１６４の厚さ方向中間部でスリット１６６が閉止された状態と、図６の（Ｂ）に示されるように、円柱弁１７０が回転してスリット１７２とスリット１６６とが対向すると、スリット１６６及びスリット１７２を介して本体１６２の内外が連通した状態とで、スリット１６６及びスリット１７２を通過する空気の流動抵抗を変えることができる。
【００３４】
これにより、前記第１の実施の形態と同様に、中間弾性層２６のばね定数を変化させることができ、防音装置１０の固有振動数を変化させることができる。このように、防音装置１０の固有振動数を変化させることができることで、表皮層２８に入力される振動の振動数ｆｘがそれ以前の防音装置１０の固有振動数ｆｏに近づいたか否かに関わらず、振動源の振動に起因した音の発生を防止又は効果的に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る防音装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る防音装置の要部の構成を示す断面図で、（Ａ）は本体の内外の連通が遮断された状態で（Ｂ）は本体の内外が連通した状態を示す。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る防音装置の駆動手段の制御システムの概要を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る防音装置の制御手段での制御内容の概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る防音装置の構成を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る防音装置の要部の構成を示す断面図で、（Ａ）は本体の内外の連通が遮断された状態で（Ｂ）は本体の内外が連通した状態を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１０    防音装置
１２    本体
１８    スリット（連通部）
２２    スライダ（開閉手段）
２６    中間弾性層（弾性部）
２８    表皮層（入力部）
３０    ソレノイド（駆動手段）
３４    ＥＣＵ（制御手段）
３８    回転検出部（振動検出手段）
１６０    防音装置
１６２    本体
１６６    スリット（連通部）
１７０    円柱弁（開閉手段）
１７８    モータ（駆動手段）
【図１】
2007308059.tif 000003
【図２】
2007308059.tif 000004
【図３】
2007308059.tif 000005
【図４】
2007308059.tif 000006
【図５】
2007308059.tif 000007
【図６】
2007308059.tif 000008