室内部品への吸音綿の適用

近年、車の遮音は非常にホットな話題です。周りの人が次々と車の全面的な遮音を行った後、多くの車主が遮音改造を検討するようになりました。理由は非常にシンプルです。体験した後は、自然と自分のニーズが分かります。運転が楽しいです。騒音の車内でどのようにして静かな環境を提供できるでしょうか？それでも必要です。「自動車の登場とともに、人々の生活リズムは加速しています。現代の交通手段として最も一般的なツールである自動車は、人々の生活に大きな影響を与えています。人々の自動車に対する機能的要求も徐々に高まっており、安全と速度の要求を基に、より快適な空間が求められています。自動車が走行中は騒音が大きく、乗員の健康に影響を与えます。そのため、自動車の騒音も自動車の機械性能と快適性の重要な指標の一つとなっています。」
自動車の騒音発生は極めて重要な制御方法です

自動車の騒音には様々な種類の騒音が総合的に含まれており、主に車外騒音と車内騒音に分けられます。

車外騒音は主に自動車の様々な部品が車外空間へ放射する騒音であり、主にエンジン騒音、排気騒音、タイヤ騒音、ブレーキシステムとトランスミッションの騒音などです。

車内騒音とは、主に車外騒音が複数の経路を経て車内に伝わる騒音と、車体の各部位の構造が振動時に経路の励起を伝達する騒音のことを指します。これらの騒音の音波は車内に入り込み、車内空間の音響特性の影響を受け、複雑な残響音場を形成します。最終的に車内騒音が形成されます。

自動車の騒音源は、エンジン騒音、車体共振騒音、タイヤ騒音、シャーシ騒音、風切り音、車内共振騒音に分類できます。

現在、自動車技術における騒音制御には、能動制御と受動制御の2つの主要な方法があります。

能動制御とは、騒音制御のプロセスにおいて追加のエネルギーを加えて騒音を制御することを指します。この制御方法を能動制御とも呼びます。
受動的騒音制御技術は主に3つの側面に分けられます。第一に、騒音源の除去と弱体化、第二に、騒音の伝達経路を制御して固体伝達を低減、最後に、車内の乗客の騒音受容を保護することです。自動車内装材の吸音・遮音方法は、騒音を受動的に制御する方法です。

車内吸音綿の吸音効果に影響を与える要因

(1) 材料の流動抵抗

吸音綿は多孔質吸音材です。音波が空気の振動を引き起こすと、吸音綿の空気透過率という物理パラメータにより、多孔質材料の細孔から少量の空気が通過します。この時、材料の両側の静圧差と空気流の線速度の比が材料の流動抵抗です。材料内部の微細孔の数と大きさ、相互接続度などの要因が流動抵抗の大きさに影響し、流動抵抗の大きさは材料の吸音に大きな影響を与えます。ある厚さの多孔質材料には、適切な流動抵抗値が対応する必要があります。高すぎても低すぎても、材料の吸音性能に影響します。そのため、材料の流動抵抗を調整し、流動抵抗値を科学的な範囲内に制御し、その最大の役割を果たす必要があります。

(2) 空孔率

多孔質材料の空隙体積と材料総体積の比を空孔率といい、一般的にパーセントで表します。通常、多孔質吸音材の空孔率は約70％で、中には約90％に達するものもあります。多孔質材料の細孔は小さく均一に分布している必要があり、材料内のリブ面積を増やし、騒音の吸収を促進します。

(3) 材料厚さの影響

同じ多孔質吸音材の厚さが決まると、低周波数領域では吸音係数が比較的低く、周波数が増加するにつれて吸音係数は急速に増加します。高周波数領域に達すると、吸音係数の変化は目立ちません。しかし、材料の厚さをさらに増すと、高周波数の吸音効果は大幅に向上せず、厚さの増加は低周波数の吸音係数に大きな影響を与えます。実験によると、同じ種類の多孔質材料の場合、積層密度が同じであれば、厚さと周波数の積が吸音係数に決定的な役割を果たします。材料の厚さが以前の2倍になると、スペクトル曲線は低周波数方向に1オクターブ移動します。

(4) 多孔質材料後方の空気層の影響

多孔質材料後方の空気層の厚さは、その吸音性能に大きな影響を与えます。多孔質材料が剛壁と一定の間隔を空けている場合、材料の後方に一定の空洞が現れ、材料の実効厚さを増し、低周波数の吸音性能に一定の影響を与えます。多孔質材料の厚さと積層密度がある程度決まっている場合、後方の空気層の変化の影響は大きくなります。空気層の厚さが波長の1/4の奇数倍になると、吸音係数は最大値に達します。

(5) 外部使用条件の変化の影響

まず、温度の影響と変化により、音速と波長が変化し、空気の詰まりにより流動抵抗が変化し、材料の吸音性能に影響を与えます。一般的に、温度が上がると、高周波吸音曲線は高周波数側に移動します。第二に、湿度の影響、多孔質材料は湿気を吸収し、材料の性質が変化し、材料の空孔率が低下し、吸音性能に影響を与えます。

車内吸音綿の用途

(1) 吸音材の使用

自動車の需要が増加するにつれて、自動車の騒音制御は自動車製品開発における重要な内容の1つとなっています。現在、自動車に使用されている吸音材のほとんどは、アスベスト、グラスウール、スラグウール、竹繊維複合材、フェルトなどの多孔質材料です。多孔質吸音材は主に中高周波の騒音を吸収します。測定調査と関連試験から、材料の厚さと性能を適切に増加させ、吸音構造を合理的に設計することで、吸音材は低周波騒音も一定程度吸収できることがわかります。