吸音体
【課題】車両の走行時には音を吸収するとともに、車両に事故が発生したときには乗員を衝撃から保護する。
【解決手段】車両に急激な加速度が発生した場合には、まず、筐体１２において質量部が慣性の法則に基づく慣性力により大きく揺すられることになり、これにより、脆弱部２５が破壊されやすい状態になるか又は一部破壊される。ここで例えば脆弱部２５が破壊されやすい状態になった後、慣性の法則に基づく慣性力により乗員の体も揺すられて吸音体１０に接触し、この接触時に乗員の体から吸音体１０に加わえられる力により、筐体１２は脆弱部２５において容易に破壊されて潰れる。つまり、乗員の体が吸音体１０に当たったときの衝撃は、筐体１２が脆弱部２５で直ちに破壊されて潰れることで吸収され、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。
【解決手段】車両に急激な加速度が発生した場合には、まず、筐体１２において質量部が慣性の法則に基づく慣性力により大きく揺すられることになり、これにより、脆弱部２５が破壊されやすい状態になるか又は一部破壊される。ここで例えば脆弱部２５が破壊されやすい状態になった後、慣性の法則に基づく慣性力により乗員の体も揺すられて吸音体１０に接触し、この接触時に乗員の体から吸音体１０に加わえられる力により、筐体１２は脆弱部２５において容易に破壊されて潰れる。つまり、乗員の体が吸音体１０に当たったときの衝撃は、筐体１２が脆弱部２５で直ちに破壊されて潰れることで吸収され、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音を吸収する吸音体に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸音体としては、開口部を有する筐体と、前記開口部に設けられ、前記筐体内に空気層を形成する板状または膜状の振動体と、を具備した板・膜振動型のもの（以下、「板吸音体」という）がある（特許文献１）。この種の板吸音体においては、振動体の外側から加わる音圧と空気層側の音圧との差（即ち、振動体の前後の音圧差）によって振動体が弾性振動する。これにより、当該吸音体に到達する音波のエネルギーは、この振動体の振動により消費されて音が吸収されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような吸音体を自動車のような車両に搭載した場合には、車両が走行するときの車室室内の騒音を吸音することができる。ただし、乗員が車両に乗っているときに事故が発生した場合を想定すると、事故のときの衝撃で乗員が吸音体にぶつかって怪我をすることが考えられる。
【０００５】
そこで、本発明は、車両の走行時には音を吸収するとともに、車両に事故が発生したときに乗員が吸音体にぶつかって怪我をしないようその乗員を保護する吸音体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、中空で開口部を備えた筐体と、前記開口部を塞ぐ位置に設けられ、前記筐体に入射する音波の音圧により振動する振動体とを具備し、前記筐体の一部の部位が、その他の部位に比べて外力によって塑性変形しやすいことを特徴とする吸音体を提供する。
【０００７】
上記構成において、前記筐体の一部の部位の形状が、前記その他の部位の形状に比べて、その断面二次モーメントが小さい形状であることが好ましい。
【０００８】
上記構成において、前記筐体の一部の部位を構成する材料が、前記その他の部位を構成する材料に比べて、前記外力によって塑性変形しやすい材料であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両の走行時には音を吸収するとともに、車両に事故が発生したときには乗員を衝撃から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る吸音体の斜視図である。
【図２】図１の矢視II−II方向から見た縦断面図である。
【図３】変形例に係る吸音体の横断面図である。
【図４】変形例に係る吸音体の縦断面図である。
【図５】変形例に係る吸音体の斜視図である。
【図６】図５中の矢視VI−VI方向から見た縦断面図である。
【図７】変形例に係る吸音体の斜視図である。
【図８】変形例における吸音特性を示す特性線図である。
【図９】変形例に係るヘルムホルツ型の吸音体を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜吸音体の構成＞
図１は本発明の実施形態に係る吸音体の斜視図、図２は図１中の矢視II−II方向から見た縦断面図である。なお、図においては、各構成要素を明確に描写するために、各構成要素の寸法は実際の寸法とは異なっていることがある。吸音体１０は、基台をなす筐体１２と、この筐体１２の開口部１５を塞ぐように設けられた振動体１６と、筐体１２と振動体１６とによって筐体１２内に形成される空気層１７とを有する。吸音体１０は、自動車などの車両を構成するシャーシの所定の取付部位１００に対し、振動体１６を車室内に向けた状態で接着剤やビスなどの固定手段により取り付けられる。吸音体１０の取付部位１００は、車室内の例えばインパネ、ドア、ピラー、シート、リアトレイ、サンバイザーまたはルーフ等の、乗客の体が触れ得る領域である。この吸音体１０は、振動体１６による吸音作用によって車室内の騒音を吸収する。また、事故等を原因として車両に大きな加速度が生じた場合には、乗客の体が吸音体１０の筐体１２に当たって怪我をするのを防止するために、筐体１２の一部の部位が衝撃により塑性変形して、破壊し潰れやすい構造になっている。
【００１２】
まず、吸音体１０の吸音作用に係る構造について説明する。筐体１２は、合成樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）によって形成されており、矩形の底板１３を有する箱状の部材である。底板１３の４辺にはそれぞれ１枚ずつ、計４枚の側板１４が設けられており、これらの各側板１４が底辺１３から立脚している。各側板１４の自由端に相当する辺によって、上方から見たときに矩形となる開口部１５が形成されている。振動体１６は、弾性を有する高分子化合物（例えば、無機充填材入りオレフィン系共重合体）により矩形の板状に形成されており、その周縁が筐体１２の開口部１５に接着固定される。吸音体１０の内部（振動体１６の背後）には、筐体１２の開口部１５に振動体１６が固定されることにより、密閉された空気層１７が形成される。振動体１６は、該振動体１６以外の筐体１２に対して剛性が相対的に低いか（ヤング率が低い、厚さが薄い、断面二次モーメントが小さい）、或いは機械インピーダンス（８×（曲げ剛性×面密度）1/2）が相対的に低い形状・部材で形成される。これにより、振動体１６は筐体１２よりも相対的に振動しやすくなっている。
【００１３】
このように構成される吸音体１０において、筐体１２に対して音波が入射すると、振動体１６の外側から加わる音圧と空気層１７側の音圧との差（即ち、振動体１６の前後の音圧差）によって振動体１６が弾性振動する。これにより、当該吸音体１０に到達する音波のエネルギーは、この振動体１６の振動により消費されて音が吸音されることになる。なお、振動体１６の素材を合成樹脂としているが、振動体１６の素材は合成樹脂に限るものではなく、弾性振動が生じる素材であれば、例えば紙、金属、繊維板など、他の素材であってもよい。また、振動体１６の形状は、板状に限らず膜状であってもよい。要は、振動体１６は、力（音圧）が加えられると変形し、弾性または張力により発生した復元力により元に戻る、という動作を繰り返して振動するような形状や素材の部材であればよい。ここで、板状とは、直方体（立体）に対して相対的に厚さが薄く２次元的な広がりを持つ形状であり、膜状（フィルム状、シート状）とは、板状よりもさらに相対的に厚さが薄く、張力により復元力を発生するものである。
【００１４】
次に、吸音体１０による乗員の怪我防止に係る構造について説明する。筐体１２の４枚の側板１４の内壁面（空気層１７側の面）において、高さ方向のほぼ中央部に、筐体１２の内周全域に亘って連続する切込部が形成されている。この切込部においては、筐体１２の厚さが他の部分の厚さよりも小さくなっていて脆弱であるから、以下、脆弱部２５という。そして、側板１４のうち、この脆弱部２５から上側部分の筐体１２は、その下側部分に比べて厚さが大きく、下側部分よりも質量が集中した質量部として作用する。
【００１５】
ここで、車両に急激な加速度が発生した場合には、まず、筐体１２において質量部が慣性の法則に基づく慣性力により大きく揺すられることになり、これにより、脆弱部２５が破壊されやすい状態になるか又は一部破壊されるという第１の現象が起きる。この第１の現象において例えば脆弱部２５が破壊されやすい状態になった後、慣性の法則に基づく慣性力により乗員の体も揺すられて吸音体１０に接触し、この接触時に乗員の体から吸音体１０に加わえられる力により、筐体１２は脆弱部２５において容易に破壊されて潰れるという第２の現象が起きる。つまり、乗員の体が吸音体１０に当たったときの衝撃は、筐体１２が脆弱部２５で直ちに破壊されて潰れることで吸収され、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。また、第１の現象において、脆弱部２５が一部破壊された状態になったとしても、その後に乗員の体が吸音体１０に接触したとき、一部が破壊状態の筐体１２はさらに破壊が進み、その乗員からの力を吸収するという第３の現象が起こる。これにより、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。このように、事故時の慣性力及び乗員から加えられる力のどちらを外力として考えたとしても、筐体１２はその外力によって破壊し潰れやすい、つまり、塑性変形しやすい部位を有しているから、上記のような第1及び第２の現象または第３の現象が極めて短い期間に起こることで、事故等を原因として車両に大きな加速度が生じた場合であっても、乗客の体が吸音体１０の筐体１２に当たって怪我をすることを防止できる。
【００１６】
最後に、吸音体１０の吸音作用を発揮するための条件について説明する。一般に、板状または膜状の振動体と空気層により音を吸収する吸音構造について、減衰させる周波数は、振動体の質量成分（マス成分）と空気層のバネ成分とによるバネマス系の共振周波数によって設定される。空気の密度をρ0[ｋｇ／ｍ3]、音速をｃ0[ｍ／ｓ]、振動体の密度をρ[ｋｇ／ｍ3]、振動体の厚さをｔ[ｍ]、空気層の厚さをＬ[ｍ]とすると、バネマス系の共振周波数は数１の式で表される。
【数１】
【００１７】
また、板・膜振動型吸音構造において振動体が弾性を有して弾性振動をする場合には、弾性振動による屈曲系の性質が加わる。建築音響の分野においては、振動体の形状が長方形で一辺の長さをａ[ｍ]、もう一辺の長さをｂ[ｍ]、振動体のヤング率をＥ[Ｐａ]、振動体のポアソン比をσ[−]、ｐ，ｑを正の整数とすると、以下の数２の式で板・膜振動型吸音構造の共振周波数を求め、求めた共振周波数を音響設計に利用することも行われている（周辺支持の場合）。
【数２】
そして、実施形態及び各変形例においては、上記数２の式から１６０〜３１５Ｈｚバンド（１/３オクターブ中心周波数）を吸音するよう、以下のようにパラメータが設定される。
空気の密度ρ0 ；１．２２５[ｋｇ／ｍ3]
音速ｃ0 ；３４０[ｍ／ｓ]
振動体の密度ρ ；９４０[ｋｇ／ｍ3]
振動体の厚さｔ ；０．００１７[ｍ]
空気層の厚さＬ ；０．０３[ｍ]
筐体の長さａ ；０．１[ｍ]
筐体の長さｂ ；０．１[ｍ]
振動体のヤング率Ｅ ；１．０[ＧＰａ]
ポアソン比σ ；０．４
モード次数 ；ｐ＝ｑ＝１
【００１８】
一方、上記数２の式において、バネマス系の項（ρ0ｃ02／ρｔＬ）と屈曲系の項（バネマス系の項の後に直列に加えられている項）とが加算される。このため、上記式で得られる共振周波数は、バネマス系の共振周波数より高いものとなり、吸音のピークとなる周波数を低く設定することが難しい場合がある。
【００１９】
このように構成される吸音体においては、バネマス系による共振周波数と、板の弾性による弾性振動による屈曲系の共振周波数との関連性については、前記数式２によって一義的に決められるものの、実際には十分に解明されておらず、低音域で高い吸音力を発揮する吸音体の構造が確立されていないのが実情である。
【００２０】
そこで、発明者達は鋭意実験を行った結果、屈曲系の基本振動周波数の値をｆａ（＝（１／２π）・（（ｐ／ａ）2＋（ｑ／ｂ）2）・（π4Ｅｔ3／（１２ρｔ（１−σ2）））1/2）、バネマス系の共振周波数の値をｆｂ（＝数１の式）とした場合、以下の数３の関係を満足するように、上記パラメータを設定すればよいことがわかった。これにより、屈曲系の基本振動が背後の空気層のバネ成分と連成して、バネマス系の共振周波数と屈曲系の基本周波数との間の帯域に振幅の大きな振動が励振されて（屈曲系共振周波数ｆａ＜吸音ピーク周波数ｆ＜バネマス系基本周波数ｆｂ）、吸音率が高くなる。
【数３】
【００２１】
さらに、以下の数式４に設定する場合、吸音ピークの周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さくなる。この場合、低次の弾性振動のモードにより屈曲系の基本周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さく、３００[Ｈｚ]以下の周波数の音を吸収する吸音構造として適していることも検証した。
【数４】
このように、上記した数式３，４の条件を満足するように各種パラメータを設定することにより、吸音のピークとなる周波数を低くした吸音体が構成できる。
【００２２】
前記各種パラメータとは、数２に示した共振周波数ｆを設定するパラメータであり、気体の密度ρ0、音速ｃ0、振動体の密度ρ、振動体の厚さｔ、気体層の厚さＬ、、筐体の長さａ、筐体の長さｂ、振動体のヤング率Ｅ、ポアソン比σ、モード次数ｐ，ｑ等である。
【００２３】
＜変形例＞
上述した実施形態を次のように変形してもよい。
＜変形例１＞
吸音体１０による乗員の怪我防止に係る構造は、上記実施形態の例に限らない。
図３は、この変形例に係る吸音体１０Ｎの横断面、つまり振動体１６と平行な平面で吸音体１０Ｎを切ったときの断面を示している。吸音体１０Ｎにおいて、４枚の側板１４Ｎの長手方向における中央部、および四つの隅部の位置に、筐体１２Ｎの高さ方向に延びる切込部である脆弱部２７が形成されている。これにより、側板１４Ｎの板面に垂直な方向から外力が筐体１２に加わった場合には、応力が集中する脆弱部２７において筐体１２Ｎが破壊されて潰れることになる。
【００２４】
＜変形例２＞
また、吸音体１０による乗員の怪我防止に係る構造は、次のようなものであってもよい。この変形例に示す吸音体１０Ｂでは、図４に示すように、筐体１２Ｂの各側板１４Ｂの高さ方向の途中が切断され、この切断部分において緩衝部２０Ｂが上下の各側板１４Ｂから挟持されている。この緩衝部２０Ｂは、筐体１２Ｂの４つの側面を連続して一巡するように設けられている。そして、この緩衝部２０Ｂが、筐体１２において衝撃により破壊し潰れやすい一部の部位に相当する。従って、緩衝部２０Ｂは、例えば発泡樹脂や弾性部材などの、衝撃で破壊し易い材料からなり、かつ、振動体１６より振動し難くなっている。つまり、振動体１６は、前述した筐体１２Ｂとの関係と同様に、緩衝部２０Ｂに対して剛性が相対的に低いか（ヤング率が低い、厚さが薄い、断面二次モーメントが小さい）、或いは機械インピーダンス（８×（曲げ剛性×面密度）1/2）が相対的に低い形状・部材で形成されている。
また、図５、６は、別の変形に係る吸音体１０Ｃの斜視図及び縦断面図である。吸音体１０Ｃの筐体１２Ｃの側板１４Ｃには、側板の長手方向に延びる長方形状の孔１４Ｃ１が、側板１４Ｃ毎に段違いとなるように形成されている。この孔１４Ｃ１を塞ぐように、緩衝部２０Ｃが取り付けられている。この緩衝部２０Ｃが、筐体１２において衝撃により破壊し潰れやすい一部の部位に相当する。従って、緩衝部２０Ｃは、緩衝部２０Ｂと同様に、例えば発泡樹脂や弾性部材などの、衝撃で破壊し易い材料からなり、且つ、振動体１６より振動し難くなっている。
また、図７は、別の変形に係る吸音体１０Ｄの斜視図である。吸音体１０Ｄにおいて、筐体１２の四隅は、筐体１２の高さ方向に延びる緩衝部２０Ｄによって構成されている。この緩衝部２０Ｄの下端部が取付部位１００に当接し、その上端部が振動体１６に当接している。この緩衝部２０Ｄが、筐体１２において衝撃により破壊し潰れやすい一部の部位に相当する。緩衝部２０Ｄは、緩衝部２０Ｂ，２０Ｃと同様に、例えば発泡樹脂や弾性部材などの、衝撃で破壊し易い材料からなり、且つ、振動体１６より振動し難くなっている。
上記の各構成に係る吸音体において、車両に急激な加速度が発生した場合に、筐体１２において質量部が慣性の法則に基づく慣性力により大きく揺すられることになり、これにより、緩衝部が破壊されやすい状態になるか又は一部破壊されるという現象が起きる。そして、慣性の法則に基づく慣性力により乗員の体も揺すられて吸音体１０に接触し、この接触時に乗員の体から吸音体１０に加わえられる外力により、筐体１２は脆弱部２５において破壊されて潰れるという現象が起きる。つまり、乗員の体が吸音体１０に当たったときの衝撃は、筐体１２が緩衝部で破壊されて潰れることで吸収され、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。これにより、事故等を原因として車両に大きな加速度が生じた場合であっても、乗客の体が吸音体１０の筐体１２に当たって怪我をすることを防止できる。
【００２５】
以上の実施形態及び変形例１，２で述べたように、本発明は、筐体１２の一部の部位がその他の部位に比べて外力によって塑性変形しやすいという条件を満たす吸音体であればよい。ここでいう、塑性変形しやすいという条件とは、例えば実施形態や変形例１の構成においては、筐体１２全体が同じ材料で構成されているときに、その筐体１２の一部の部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも小さい、ということである。ここでいう厚さという意味には、実効的な厚さも含まれる。例えば筐体１２の一部の部位の厚さとその他の部位の厚さとが、外寸としては同じであっても、上記一部の部位には、内部に空隙が設けられたり、外面に切り欠きや穴が設けられていたり或いは貫通孔が設けられている一方、その他の部位にはそのような構造ではない、というような場合には、実効的な厚さは上記一部の部位のほうが小さい。要するに、筐体１２の形状について、応力に対する屈しにくさを表す断面二次モーメントを考えると、一部の部位の断面二次モーメントがその他の部位の断面二次モーメントよりも小さいという条件を満たせばよい。
また、変形例２の構成において塑性変形しやすいという条件とは、筐体１２の一部の部位を構成する材料そのものが、その他の部位を構成する材料に比べて、外力によって塑性変形しやすい材料である、ということである。
【００２６】
＜変形例３＞
上記実施形態においては、振動体を一様な構成として記載したが、振動体の一部が他の部分と異なる密度となるように形成したり、その一部が他の部分よりも異なる厚さに形成したり、その一部に錘を付与して形成したりして、振動体の一部が他の部分と異なる質量を有するように形成してもよい。このように振動体を形成することによって、振動体における振動条件を変更することが可能となる。
【００２７】
吸音体１０においては、バネマス系と屈曲系で吸音メカニズムが構成されるが、発明者達は、振動体１６の面密度を変えた際の共振周波数における吸音率の実験を行った。図８は、空気層１７の縦と横の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍで厚さが１０ｍｍの筐体１２に振動体１６（大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ）を固着し、中央部（大きさが２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ）の面密度を変化させた際の吸音体１０の垂直入射吸音率のシミュレート結果を示した図である。なお、このシミュレートにおいては、ＪＩＳ Ａ １４０５−２（音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法）に従って、上記吸音体１０を配置した音響室の音場を有限要素法により求め、その伝達関数より吸音特性を算出した。
【００２８】
具体的には、中央部の面密度を、（１）３９９．５[ｇ／ｍ2]、（２）７９９[ｇ／ｍ2]、（３）１１９９[ｇ／ｍ2]、（４）１５９８[ｇ／ｍ2]、（５）２２９７[ｇ／ｍ2]とし、周縁部材の面密度を７９９[ｇ／ｍ2]とし、振動体１６の平均密度を、（１）７８３[ｇ／ｍ2]、（２）７９９[ｇ／ｍ2]、（３）８１５[ｇ／ｍ2]、（４）８３１[ｇ／ｍ2]、（５）８６３[ｇ／ｍ2]とした場合のシミュレーション結果である。シミュレートの結果を見ると、３００〜５００[Ｈｚ]の間と、７００[Ｈｚ]付近において吸音率が高くなっている。
【００２９】
７００[Ｈｚ]付近で吸音率が高くなっているのは、振動体１６のマスと空気層１７のバネ成分によって形成されるバネマス系の共振によるものである。吸音体１０においては上記バネマス系の共振周波数での吸音率をピークとして音が吸音されており、中央部の面密度大きくしても、振動体１６全体のマスは大きく変わらないので、バネマス系の共振周波数も大きく変わらないことが分かる。
【００３０】
また、３００〜５００[Ｈｚ]の間で吸音率が高くなっているのは、振動体１６の屈曲振動によって形成される屈曲系の共振によるものである。吸音体１０においては、屈曲系の共振周波数での吸音率が低音域側のピークとして表れており、振動体１６が屈曲振動をする際に腹となる領域に相当する中央部の面密度を大きくしてゆくと屈曲系の共振周波数だけが低くなっていることが分かる。
【００３１】
一般に、屈曲系の共振周波数は、振動体１６の弾性振動を支配する運動方程式で決定され、振動体１６の密度（面密度）に反比例する。また、前記共振周波数は、固有振動の腹（振幅が極大値となる場合）の密度により大きく影響される。このため、上記シミュレーションでは、１×１の固有モードの腹となる領域を中央部で異なる面密度に形成したので、屈曲系の共振周波数が変化したものである。
【００３２】
このように、シミュレーション結果は、中央部の面密度を周縁部の面密度より大きくすると、吸音のピークとなる周波数のうち、低音域側の吸音率のピークがさらに低音域側へ移動することを表している。従って、中央部の面密度を変更することにより吸音のピークとなる周波数の一部をさらに低音域側または高音域側に移動（シフト）させることができる。
【００３３】
上述した吸音体１０においては、中央部の面密度を変えるだけで、吸音される音のピークの周波数を変える（シフトさせる）ことができるため、振動体１６を吸音体１０全体と同じ素材で板状に形成し、吸音体１０全体の質量を重くして吸音する音を変更する場合と比較して、吸音体１０全体の質量を大きく変えることなく吸音させる音の周波数を低くすることができる。
【００３４】
＜変形例４＞
吸音体１０の筐体の形状は矩形状に限らず円形状、多角形状であってもよい。さらに、吸音体１０の空気層１７内には、多孔質吸音材（例えば、発泡樹脂、フェルト，ポリエステルウール等の綿状繊維）を充填することにより、吸音率ピーク値を増加させてもよい。
【００３５】
＜変形例５＞
吸音体は板・膜振動型に限らず、以下に説明するヘルムホルツ型の吸音体であってもよい。
ヘルムホルツ型の吸音体４０は、図９に示すように、内部に空間が形成された直方体状の筐体４１と、この筐体４１の上部側に穿設された挿入孔４２に挿入された管状部材４３と、を有している。筐体４１の内側には密閉空間４４が形成され、管状部材４３の内側には密閉空間４４と外部とを連通する開口４５が形成されている。この管状部材４３は、本発明による吸音手段となる。
【００３６】
筐体４１は、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）によって直方体状に形成されている。管状部材４３は、例えば塩化ビニール製のパイプを使用でき、空気との摩擦が生じやすいように、内面を粗くしておく。このヘルムホルツ型の吸音体４０は、寸法の小さい空洞である密閉空間４４の中の空気がバネとして働くことにより、発生した音を減衰するように作用する。
【００３７】
この吸音体４０では、密閉空間４４に設けられた小さな開口４５が外部に通じているため、開口４５内の空気の塊をマスとして１質点系バネ・マスモデルが形成される。そして、この系の共振周波数においては、開口４５内の空気の塊が外部からの音圧によって振動し、開口４５の周壁と空気の塊との摩擦によって、音のエネルギーが熱エネルギーに変換される。つまり、音が減衰される。
【００３８】
いま、開口４５の長さをＬ１、開口４５の横断面積をＳ、空気層４４の容積をＶ、音速をＣ、開口４５の有効長さをＬｅ（Ｌｅ≒Ｌ１＋０．８・Ｓ1/2）とすると、吸音体４０の共鳴周波数ｆ０は、ｆ０＝１／２π（Ｃ2 Ｓ／Ｌｅ・Ｖ）1/2となる。
この式から、開口４５の横断面積Ｓ又は有効長さＬｅ、即ち、管状部材４３の内径ｄ又は長さＬ１を変えることによって、共鳴周波数ｆ０を調整でき、これにより、周波数の異なる音を減音できることが分かる。
さらに、このヘルムホルツ型の吸音体４０を取付部位１００に取り付ける構造においては、前述した変形例を適宜適応することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０・・・吸音体、１２，４１・・・筐体、１５・・・開口部、１６・・・振動体、１７・・・空気層、２０，２１・・・緩衝部、２５，２７・・・脆弱部、４３・・・管状部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音を吸収する吸音体に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸音体としては、開口部を有する筐体と、前記開口部に設けられ、前記筐体内に空気層を形成する板状または膜状の振動体と、を具備した板・膜振動型のもの（以下、「板吸音体」という）がある（特許文献１）。この種の板吸音体においては、振動体の外側から加わる音圧と空気層側の音圧との差（即ち、振動体の前後の音圧差）によって振動体が弾性振動する。これにより、当該吸音体に到達する音波のエネルギーは、この振動体の振動により消費されて音が吸収されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような吸音体を自動車のような車両に搭載した場合には、車両が走行するときの車室室内の騒音を吸音することができる。ただし、乗員が車両に乗っているときに事故が発生した場合を想定すると、事故のときの衝撃で乗員が吸音体にぶつかって怪我をすることが考えられる。
【０００５】
そこで、本発明は、車両の走行時には音を吸収するとともに、車両に事故が発生したときに乗員が吸音体にぶつかって怪我をしないようその乗員を保護する吸音体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、中空で開口部を備えた筐体と、前記開口部を塞ぐ位置に設けられ、前記筐体に入射する音波の音圧により振動する振動体とを具備し、前記筐体の一部の部位が、その他の部位に比べて外力によって塑性変形しやすいことを特徴とする吸音体を提供する。
【０００７】
上記構成において、前記筐体の一部の部位の形状が、前記その他の部位の形状に比べて、その断面二次モーメントが小さい形状であることが好ましい。
【０００８】
上記構成において、前記筐体の一部の部位を構成する材料が、前記その他の部位を構成する材料に比べて、前記外力によって塑性変形しやすい材料であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両の走行時には音を吸収するとともに、車両に事故が発生したときには乗員を衝撃から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る吸音体の斜視図である。
【図２】図１の矢視II−II方向から見た縦断面図である。
【図３】変形例に係る吸音体の横断面図である。
【図４】変形例に係る吸音体の縦断面図である。
【図５】変形例に係る吸音体の斜視図である。
【図６】図５中の矢視VI−VI方向から見た縦断面図である。
【図７】変形例に係る吸音体の斜視図である。
【図８】変形例における吸音特性を示す特性線図である。
【図９】変形例に係るヘルムホルツ型の吸音体を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜吸音体の構成＞
図１は本発明の実施形態に係る吸音体の斜視図、図２は図１中の矢視II−II方向から見た縦断面図である。なお、図においては、各構成要素を明確に描写するために、各構成要素の寸法は実際の寸法とは異なっていることがある。吸音体１０は、基台をなす筐体１２と、この筐体１２の開口部１５を塞ぐように設けられた振動体１６と、筐体１２と振動体１６とによって筐体１２内に形成される空気層１７とを有する。吸音体１０は、自動車などの車両を構成するシャーシの所定の取付部位１００に対し、振動体１６を車室内に向けた状態で接着剤やビスなどの固定手段により取り付けられる。吸音体１０の取付部位１００は、車室内の例えばインパネ、ドア、ピラー、シート、リアトレイ、サンバイザーまたはルーフ等の、乗客の体が触れ得る領域である。この吸音体１０は、振動体１６による吸音作用によって車室内の騒音を吸収する。また、事故等を原因として車両に大きな加速度が生じた場合には、乗客の体が吸音体１０の筐体１２に当たって怪我をするのを防止するために、筐体１２の一部の部位が衝撃により塑性変形して、破壊し潰れやすい構造になっている。
【００１２】
まず、吸音体１０の吸音作用に係る構造について説明する。筐体１２は、合成樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）によって形成されており、矩形の底板１３を有する箱状の部材である。底板１３の４辺にはそれぞれ１枚ずつ、計４枚の側板１４が設けられており、これらの各側板１４が底辺１３から立脚している。各側板１４の自由端に相当する辺によって、上方から見たときに矩形となる開口部１５が形成されている。振動体１６は、弾性を有する高分子化合物（例えば、無機充填材入りオレフィン系共重合体）により矩形の板状に形成されており、その周縁が筐体１２の開口部１５に接着固定される。吸音体１０の内部（振動体１６の背後）には、筐体１２の開口部１５に振動体１６が固定されることにより、密閉された空気層１７が形成される。振動体１６は、該振動体１６以外の筐体１２に対して剛性が相対的に低いか（ヤング率が低い、厚さが薄い、断面二次モーメントが小さい）、或いは機械インピーダンス（８×（曲げ剛性×面密度）1/2）が相対的に低い形状・部材で形成される。これにより、振動体１６は筐体１２よりも相対的に振動しやすくなっている。
【００１３】
このように構成される吸音体１０において、筐体１２に対して音波が入射すると、振動体１６の外側から加わる音圧と空気層１７側の音圧との差（即ち、振動体１６の前後の音圧差）によって振動体１６が弾性振動する。これにより、当該吸音体１０に到達する音波のエネルギーは、この振動体１６の振動により消費されて音が吸音されることになる。なお、振動体１６の素材を合成樹脂としているが、振動体１６の素材は合成樹脂に限るものではなく、弾性振動が生じる素材であれば、例えば紙、金属、繊維板など、他の素材であってもよい。また、振動体１６の形状は、板状に限らず膜状であってもよい。要は、振動体１６は、力（音圧）が加えられると変形し、弾性または張力により発生した復元力により元に戻る、という動作を繰り返して振動するような形状や素材の部材であればよい。ここで、板状とは、直方体（立体）に対して相対的に厚さが薄く２次元的な広がりを持つ形状であり、膜状（フィルム状、シート状）とは、板状よりもさらに相対的に厚さが薄く、張力により復元力を発生するものである。
【００１４】
次に、吸音体１０による乗員の怪我防止に係る構造について説明する。筐体１２の４枚の側板１４の内壁面（空気層１７側の面）において、高さ方向のほぼ中央部に、筐体１２の内周全域に亘って連続する切込部が形成されている。この切込部においては、筐体１２の厚さが他の部分の厚さよりも小さくなっていて脆弱であるから、以下、脆弱部２５という。そして、側板１４のうち、この脆弱部２５から上側部分の筐体１２は、その下側部分に比べて厚さが大きく、下側部分よりも質量が集中した質量部として作用する。
【００１５】
ここで、車両に急激な加速度が発生した場合には、まず、筐体１２において質量部が慣性の法則に基づく慣性力により大きく揺すられることになり、これにより、脆弱部２５が破壊されやすい状態になるか又は一部破壊されるという第１の現象が起きる。この第１の現象において例えば脆弱部２５が破壊されやすい状態になった後、慣性の法則に基づく慣性力により乗員の体も揺すられて吸音体１０に接触し、この接触時に乗員の体から吸音体１０に加わえられる力により、筐体１２は脆弱部２５において容易に破壊されて潰れるという第２の現象が起きる。つまり、乗員の体が吸音体１０に当たったときの衝撃は、筐体１２が脆弱部２５で直ちに破壊されて潰れることで吸収され、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。また、第１の現象において、脆弱部２５が一部破壊された状態になったとしても、その後に乗員の体が吸音体１０に接触したとき、一部が破壊状態の筐体１２はさらに破壊が進み、その乗員からの力を吸収するという第３の現象が起こる。これにより、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。このように、事故時の慣性力及び乗員から加えられる力のどちらを外力として考えたとしても、筐体１２はその外力によって破壊し潰れやすい、つまり、塑性変形しやすい部位を有しているから、上記のような第1及び第２の現象または第３の現象が極めて短い期間に起こることで、事故等を原因として車両に大きな加速度が生じた場合であっても、乗客の体が吸音体１０の筐体１２に当たって怪我をすることを防止できる。
【００１６】
最後に、吸音体１０の吸音作用を発揮するための条件について説明する。一般に、板状または膜状の振動体と空気層により音を吸収する吸音構造について、減衰させる周波数は、振動体の質量成分（マス成分）と空気層のバネ成分とによるバネマス系の共振周波数によって設定される。空気の密度をρ0[ｋｇ／ｍ3]、音速をｃ0[ｍ／ｓ]、振動体の密度をρ[ｋｇ／ｍ3]、振動体の厚さをｔ[ｍ]、空気層の厚さをＬ[ｍ]とすると、バネマス系の共振周波数は数１の式で表される。
【数１】
【００１７】
また、板・膜振動型吸音構造において振動体が弾性を有して弾性振動をする場合には、弾性振動による屈曲系の性質が加わる。建築音響の分野においては、振動体の形状が長方形で一辺の長さをａ[ｍ]、もう一辺の長さをｂ[ｍ]、振動体のヤング率をＥ[Ｐａ]、振動体のポアソン比をσ[−]、ｐ，ｑを正の整数とすると、以下の数２の式で板・膜振動型吸音構造の共振周波数を求め、求めた共振周波数を音響設計に利用することも行われている（周辺支持の場合）。
【数２】
そして、実施形態及び各変形例においては、上記数２の式から１６０〜３１５Ｈｚバンド（１/３オクターブ中心周波数）を吸音するよう、以下のようにパラメータが設定される。
空気の密度ρ0 ；１．２２５[ｋｇ／ｍ3]
音速ｃ0 ；３４０[ｍ／ｓ]
振動体の密度ρ ；９４０[ｋｇ／ｍ3]
振動体の厚さｔ ；０．００１７[ｍ]
空気層の厚さＬ ；０．０３[ｍ]
筐体の長さａ ；０．１[ｍ]
筐体の長さｂ ；０．１[ｍ]
振動体のヤング率Ｅ ；１．０[ＧＰａ]
ポアソン比σ ；０．４
モード次数 ；ｐ＝ｑ＝１
【００１８】
一方、上記数２の式において、バネマス系の項（ρ0ｃ02／ρｔＬ）と屈曲系の項（バネマス系の項の後に直列に加えられている項）とが加算される。このため、上記式で得られる共振周波数は、バネマス系の共振周波数より高いものとなり、吸音のピークとなる周波数を低く設定することが難しい場合がある。
【００１９】
このように構成される吸音体においては、バネマス系による共振周波数と、板の弾性による弾性振動による屈曲系の共振周波数との関連性については、前記数式２によって一義的に決められるものの、実際には十分に解明されておらず、低音域で高い吸音力を発揮する吸音体の構造が確立されていないのが実情である。
【００２０】
そこで、発明者達は鋭意実験を行った結果、屈曲系の基本振動周波数の値をｆａ（＝（１／２π）・（（ｐ／ａ）2＋（ｑ／ｂ）2）・（π4Ｅｔ3／（１２ρｔ（１−σ2）））1/2）、バネマス系の共振周波数の値をｆｂ（＝数１の式）とした場合、以下の数３の関係を満足するように、上記パラメータを設定すればよいことがわかった。これにより、屈曲系の基本振動が背後の空気層のバネ成分と連成して、バネマス系の共振周波数と屈曲系の基本周波数との間の帯域に振幅の大きな振動が励振されて（屈曲系共振周波数ｆａ＜吸音ピーク周波数ｆ＜バネマス系基本周波数ｆｂ）、吸音率が高くなる。
【数３】
【００２１】
さらに、以下の数式４に設定する場合、吸音ピークの周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さくなる。この場合、低次の弾性振動のモードにより屈曲系の基本周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さく、３００[Ｈｚ]以下の周波数の音を吸収する吸音構造として適していることも検証した。
【数４】
このように、上記した数式３，４の条件を満足するように各種パラメータを設定することにより、吸音のピークとなる周波数を低くした吸音体が構成できる。
【００２２】
前記各種パラメータとは、数２に示した共振周波数ｆを設定するパラメータであり、気体の密度ρ0、音速ｃ0、振動体の密度ρ、振動体の厚さｔ、気体層の厚さＬ、、筐体の長さａ、筐体の長さｂ、振動体のヤング率Ｅ、ポアソン比σ、モード次数ｐ，ｑ等である。
【００２３】
＜変形例＞
上述した実施形態を次のように変形してもよい。
＜変形例１＞
吸音体１０による乗員の怪我防止に係る構造は、上記実施形態の例に限らない。
図３は、この変形例に係る吸音体１０Ｎの横断面、つまり振動体１６と平行な平面で吸音体１０Ｎを切ったときの断面を示している。吸音体１０Ｎにおいて、４枚の側板１４Ｎの長手方向における中央部、および四つの隅部の位置に、筐体１２Ｎの高さ方向に延びる切込部である脆弱部２７が形成されている。これにより、側板１４Ｎの板面に垂直な方向から外力が筐体１２に加わった場合には、応力が集中する脆弱部２７において筐体１２Ｎが破壊されて潰れることになる。
【００２４】
＜変形例２＞
また、吸音体１０による乗員の怪我防止に係る構造は、次のようなものであってもよい。この変形例に示す吸音体１０Ｂでは、図４に示すように、筐体１２Ｂの各側板１４Ｂの高さ方向の途中が切断され、この切断部分において緩衝部２０Ｂが上下の各側板１４Ｂから挟持されている。この緩衝部２０Ｂは、筐体１２Ｂの４つの側面を連続して一巡するように設けられている。そして、この緩衝部２０Ｂが、筐体１２において衝撃により破壊し潰れやすい一部の部位に相当する。従って、緩衝部２０Ｂは、例えば発泡樹脂や弾性部材などの、衝撃で破壊し易い材料からなり、かつ、振動体１６より振動し難くなっている。つまり、振動体１６は、前述した筐体１２Ｂとの関係と同様に、緩衝部２０Ｂに対して剛性が相対的に低いか（ヤング率が低い、厚さが薄い、断面二次モーメントが小さい）、或いは機械インピーダンス（８×（曲げ剛性×面密度）1/2）が相対的に低い形状・部材で形成されている。
また、図５、６は、別の変形に係る吸音体１０Ｃの斜視図及び縦断面図である。吸音体１０Ｃの筐体１２Ｃの側板１４Ｃには、側板の長手方向に延びる長方形状の孔１４Ｃ１が、側板１４Ｃ毎に段違いとなるように形成されている。この孔１４Ｃ１を塞ぐように、緩衝部２０Ｃが取り付けられている。この緩衝部２０Ｃが、筐体１２において衝撃により破壊し潰れやすい一部の部位に相当する。従って、緩衝部２０Ｃは、緩衝部２０Ｂと同様に、例えば発泡樹脂や弾性部材などの、衝撃で破壊し易い材料からなり、且つ、振動体１６より振動し難くなっている。
また、図７は、別の変形に係る吸音体１０Ｄの斜視図である。吸音体１０Ｄにおいて、筐体１２の四隅は、筐体１２の高さ方向に延びる緩衝部２０Ｄによって構成されている。この緩衝部２０Ｄの下端部が取付部位１００に当接し、その上端部が振動体１６に当接している。この緩衝部２０Ｄが、筐体１２において衝撃により破壊し潰れやすい一部の部位に相当する。緩衝部２０Ｄは、緩衝部２０Ｂ，２０Ｃと同様に、例えば発泡樹脂や弾性部材などの、衝撃で破壊し易い材料からなり、且つ、振動体１６より振動し難くなっている。
上記の各構成に係る吸音体において、車両に急激な加速度が発生した場合に、筐体１２において質量部が慣性の法則に基づく慣性力により大きく揺すられることになり、これにより、緩衝部が破壊されやすい状態になるか又は一部破壊されるという現象が起きる。そして、慣性の法則に基づく慣性力により乗員の体も揺すられて吸音体１０に接触し、この接触時に乗員の体から吸音体１０に加わえられる外力により、筐体１２は脆弱部２５において破壊されて潰れるという現象が起きる。つまり、乗員の体が吸音体１０に当たったときの衝撃は、筐体１２が緩衝部で破壊されて潰れることで吸収され、乗員の体に与えられる衝撃の大きさは小さくなる。これにより、事故等を原因として車両に大きな加速度が生じた場合であっても、乗客の体が吸音体１０の筐体１２に当たって怪我をすることを防止できる。
【００２５】
以上の実施形態及び変形例１，２で述べたように、本発明は、筐体１２の一部の部位がその他の部位に比べて外力によって塑性変形しやすいという条件を満たす吸音体であればよい。ここでいう、塑性変形しやすいという条件とは、例えば実施形態や変形例１の構成においては、筐体１２全体が同じ材料で構成されているときに、その筐体１２の一部の部位の厚さが、その他の部位の厚さよりも小さい、ということである。ここでいう厚さという意味には、実効的な厚さも含まれる。例えば筐体１２の一部の部位の厚さとその他の部位の厚さとが、外寸としては同じであっても、上記一部の部位には、内部に空隙が設けられたり、外面に切り欠きや穴が設けられていたり或いは貫通孔が設けられている一方、その他の部位にはそのような構造ではない、というような場合には、実効的な厚さは上記一部の部位のほうが小さい。要するに、筐体１２の形状について、応力に対する屈しにくさを表す断面二次モーメントを考えると、一部の部位の断面二次モーメントがその他の部位の断面二次モーメントよりも小さいという条件を満たせばよい。
また、変形例２の構成において塑性変形しやすいという条件とは、筐体１２の一部の部位を構成する材料そのものが、その他の部位を構成する材料に比べて、外力によって塑性変形しやすい材料である、ということである。
【００２６】
＜変形例３＞
上記実施形態においては、振動体を一様な構成として記載したが、振動体の一部が他の部分と異なる密度となるように形成したり、その一部が他の部分よりも異なる厚さに形成したり、その一部に錘を付与して形成したりして、振動体の一部が他の部分と異なる質量を有するように形成してもよい。このように振動体を形成することによって、振動体における振動条件を変更することが可能となる。
【００２７】
吸音体１０においては、バネマス系と屈曲系で吸音メカニズムが構成されるが、発明者達は、振動体１６の面密度を変えた際の共振周波数における吸音率の実験を行った。図８は、空気層１７の縦と横の大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍで厚さが１０ｍｍの筐体１２に振動体１６（大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ）を固着し、中央部（大きさが２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ）の面密度を変化させた際の吸音体１０の垂直入射吸音率のシミュレート結果を示した図である。なお、このシミュレートにおいては、ＪＩＳ Ａ １４０５−２（音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第２部：伝達関数法）に従って、上記吸音体１０を配置した音響室の音場を有限要素法により求め、その伝達関数より吸音特性を算出した。
【００２８】
具体的には、中央部の面密度を、（１）３９９．５[ｇ／ｍ2]、（２）７９９[ｇ／ｍ2]、（３）１１９９[ｇ／ｍ2]、（４）１５９８[ｇ／ｍ2]、（５）２２９７[ｇ／ｍ2]とし、周縁部材の面密度を７９９[ｇ／ｍ2]とし、振動体１６の平均密度を、（１）７８３[ｇ／ｍ2]、（２）７９９[ｇ／ｍ2]、（３）８１５[ｇ／ｍ2]、（４）８３１[ｇ／ｍ2]、（５）８６３[ｇ／ｍ2]とした場合のシミュレーション結果である。シミュレートの結果を見ると、３００〜５００[Ｈｚ]の間と、７００[Ｈｚ]付近において吸音率が高くなっている。
【００２９】
７００[Ｈｚ]付近で吸音率が高くなっているのは、振動体１６のマスと空気層１７のバネ成分によって形成されるバネマス系の共振によるものである。吸音体１０においては上記バネマス系の共振周波数での吸音率をピークとして音が吸音されており、中央部の面密度大きくしても、振動体１６全体のマスは大きく変わらないので、バネマス系の共振周波数も大きく変わらないことが分かる。
【００３０】
また、３００〜５００[Ｈｚ]の間で吸音率が高くなっているのは、振動体１６の屈曲振動によって形成される屈曲系の共振によるものである。吸音体１０においては、屈曲系の共振周波数での吸音率が低音域側のピークとして表れており、振動体１６が屈曲振動をする際に腹となる領域に相当する中央部の面密度を大きくしてゆくと屈曲系の共振周波数だけが低くなっていることが分かる。
【００３１】
一般に、屈曲系の共振周波数は、振動体１６の弾性振動を支配する運動方程式で決定され、振動体１６の密度（面密度）に反比例する。また、前記共振周波数は、固有振動の腹（振幅が極大値となる場合）の密度により大きく影響される。このため、上記シミュレーションでは、１×１の固有モードの腹となる領域を中央部で異なる面密度に形成したので、屈曲系の共振周波数が変化したものである。
【００３２】
このように、シミュレーション結果は、中央部の面密度を周縁部の面密度より大きくすると、吸音のピークとなる周波数のうち、低音域側の吸音率のピークがさらに低音域側へ移動することを表している。従って、中央部の面密度を変更することにより吸音のピークとなる周波数の一部をさらに低音域側または高音域側に移動（シフト）させることができる。
【００３３】
上述した吸音体１０においては、中央部の面密度を変えるだけで、吸音される音のピークの周波数を変える（シフトさせる）ことができるため、振動体１６を吸音体１０全体と同じ素材で板状に形成し、吸音体１０全体の質量を重くして吸音する音を変更する場合と比較して、吸音体１０全体の質量を大きく変えることなく吸音させる音の周波数を低くすることができる。
【００３４】
＜変形例４＞
吸音体１０の筐体の形状は矩形状に限らず円形状、多角形状であってもよい。さらに、吸音体１０の空気層１７内には、多孔質吸音材（例えば、発泡樹脂、フェルト，ポリエステルウール等の綿状繊維）を充填することにより、吸音率ピーク値を増加させてもよい。
【００３５】
＜変形例５＞
吸音体は板・膜振動型に限らず、以下に説明するヘルムホルツ型の吸音体であってもよい。
ヘルムホルツ型の吸音体４０は、図９に示すように、内部に空間が形成された直方体状の筐体４１と、この筐体４１の上部側に穿設された挿入孔４２に挿入された管状部材４３と、を有している。筐体４１の内側には密閉空間４４が形成され、管状部材４３の内側には密閉空間４４と外部とを連通する開口４５が形成されている。この管状部材４３は、本発明による吸音手段となる。
【００３６】
筐体４１は、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）によって直方体状に形成されている。管状部材４３は、例えば塩化ビニール製のパイプを使用でき、空気との摩擦が生じやすいように、内面を粗くしておく。このヘルムホルツ型の吸音体４０は、寸法の小さい空洞である密閉空間４４の中の空気がバネとして働くことにより、発生した音を減衰するように作用する。
【００３７】
この吸音体４０では、密閉空間４４に設けられた小さな開口４５が外部に通じているため、開口４５内の空気の塊をマスとして１質点系バネ・マスモデルが形成される。そして、この系の共振周波数においては、開口４５内の空気の塊が外部からの音圧によって振動し、開口４５の周壁と空気の塊との摩擦によって、音のエネルギーが熱エネルギーに変換される。つまり、音が減衰される。
【００３８】
いま、開口４５の長さをＬ１、開口４５の横断面積をＳ、空気層４４の容積をＶ、音速をＣ、開口４５の有効長さをＬｅ（Ｌｅ≒Ｌ１＋０．８・Ｓ1/2）とすると、吸音体４０の共鳴周波数ｆ０は、ｆ０＝１／２π（Ｃ2 Ｓ／Ｌｅ・Ｖ）1/2となる。
この式から、開口４５の横断面積Ｓ又は有効長さＬｅ、即ち、管状部材４３の内径ｄ又は長さＬ１を変えることによって、共鳴周波数ｆ０を調整でき、これにより、周波数の異なる音を減音できることが分かる。
さらに、このヘルムホルツ型の吸音体４０を取付部位１００に取り付ける構造においては、前述した変形例を適宜適応することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０・・・吸音体、１２，４１・・・筐体、１５・・・開口部、１６・・・振動体、１７・・・空気層、２０，２１・・・緩衝部、２５，２７・・・脆弱部、４３・・・管状部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される吸音体であって、
中空で開口部を備えた筐体と、
前記開口部に設けられ、前記筐体に入射する音波の音圧により振動する振動体とを具備し、
前記筐体の一部の部位が、その他の部位に比べて外力によって塑性変形しやすい
ことを特徴とする吸音体。
【請求項２】
請求項１記載の吸音体において、
前記筐体の一部の部位の形状が、前記その他の部位の形状に比べて、その断面二次モーメントが小さい形状である
ことを特徴とする吸音体。
【請求項３】
請求項１記載の吸音体において、
前記筐体の一部の部位を構成する材料が、前記その他の部位を構成する材料に比べて、前記外力によって塑性変形しやすい材料である
ことを特徴とする吸音体。
【請求項１】
車両に搭載される吸音体であって、
中空で開口部を備えた筐体と、
前記開口部に設けられ、前記筐体に入射する音波の音圧により振動する振動体とを具備し、
前記筐体の一部の部位が、その他の部位に比べて外力によって塑性変形しやすい
ことを特徴とする吸音体。
【請求項２】
請求項１記載の吸音体において、
前記筐体の一部の部位の形状が、前記その他の部位の形状に比べて、その断面二次モーメントが小さい形状である
ことを特徴とする吸音体。
【請求項３】
請求項１記載の吸音体において、
前記筐体の一部の部位を構成する材料が、前記その他の部位を構成する材料に比べて、前記外力によって塑性変形しやすい材料である
ことを特徴とする吸音体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７９９３０（Ｐ２０１２−１７９９３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２１３０（Ｐ２０１１−４２１３０）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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