JP5860924B2 - 振動音減衰特性が向上されたグレージングユニット、そのようなグレージングユニットを製造する方法、および車両の乗客室内の防音方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動音減衰機器を備える、振動音減衰特性が向上されたグレージングユニットと、乗客室内、特に、車両、特に自動車の乗客室などの移動乗客室内の音および振動による不快を軽減する方法とに関する。

自動車、またはトラック、バス、および農業用機械などの他のタイプの車両とは別に、本発明は、閉鎖された乗客室または実質的に閉鎖された乗客室を有した任意のタイプの移動手段、即ち航空機、列車、船舶、潜水艦などに適応される。

車両、特に自動車に関連付けられたグレージングユニットには、車両内部の音響快適性を向上させる目的で、グレージングユニットを伝播する振動波を吸収する働きのある振動音減衰手段が設けられている。

自動車内の不快感の原因、その出所が機械的なもの、熱的なもの、視程に関連したものなどであるにせよ、少しずつ取り組みがなされている。しかしながら、音響快適性の向上は依然として現在の課題である。

空気力学的な源からの騒音、即ち移動車両に対する空気の摩擦によって生じる騒音は、少なくとも部分的にはその源で対処されている。すなわちエネルギーを節約するために、形状が修正されて、空気中の通り抜けを向上させ、騒音の源である乱流を軽減させてきた。外部の空気力学的騒音の源を、乗客によって占められた内部空間から隔離する車両の壁のうちで、当然ながらグレージングユニットが最も扱うことが困難である。

現在では、積層グレージングユニットを設けることが知られているが、その熱可塑性中間層は、振動音減衰特性が向上されるように適切に選択される。

このように、欧州特許第Ｂ１０３８７１４８号明細書は、特に空気力学的な源の、即ち８００Ｈｚから１００００Ｈｚの高周波を有する騒音に対して、充分な遮断を達成する積層グレージングユニットを提供している。

さらに、このような積層グレージングユニットは、臨界周波数での伝播損失の急激な低下を防止する働きがある。伝播損失は遮音を表すものである。臨界周波数は、グレージングユニットの組成（構成要素の密度およびヤング率、厚み）に特有であり、グレージングユニット内の屈曲波と、グレージングユニットを取り囲んだ空気などの流体内の音響波との空間的コインシデンスおよび周波数的コインシデンスに対応する。この臨界周波数は、典型的には、厚み約３ｍｍのグレージングユニットで４０００Ｈｚの帯域にある。

したがって、騒音が増幅されることが可能となるのは、人間の耳に特に可聴である周波数範囲（１０００Ｈｚから６０００Ｈｚの間）内に存在するこの臨界周波数においてである。したがって、この周波数の騒音に対して充分な遮断を実施することが望ましい。

振動音減衰特性が向上された積層グレージングユニットを使用することに対する代替的解決方法（一部のグレージングユニットは積層されていないことから）または補足的解決方法は、グレージングユニットの周囲と、グレージングユニットと本体との間に振動音減衰特性を有したストリップを接合することからなることができる。このストリップは、グレージングユニットと本体との両方に固定され、減衰材料をいくつか並置することからなってもよく、そうでなくともよい。

以下の記述において「減衰材料」という用語は、０．２５よりも大きな損失係数を有する粘弾性材料、このようにエネルギーを消散させることが可能な材料を意味するものと理解されたい。これは、例えばポリマー族に属してもよい。

国際公開第０４／０１２９５２号パンフレットは、このような振動音減衰特性を実現するために、少なくとも２５Ｍｐａの等価実際線形剛性Ｋ’_ｅｑ、ならびに少なくとも０．２５の等価損失係数ｔａｎδ_ｅｑを有さなくてはならないストリップを開示している。等価線形剛性とは、ストリップの１リニアメータについての等価剛性であり、剛性は、ストリップが製作されている材料の硬性（主に引張圧縮作用におけるヤング率）とストリップの形状とによって特徴付けられる。

このタイプのストリップでは、引張圧縮でグレージングユニットに対して垂直方向に作用する、材料が受ける応力および歪みだけが考慮され、せん断作用は無視できる。実際、ストリップと比較して、本体は極めて硬性であって変形せず、振動エネルギーを吸収できない。ストリップだけが、主に引張圧縮で作用することによって著しく変形し、機械的エネルギーを消散させることが可能である。

欧州特許第Ｂ１０３８７１４８号明細書 国際公開第０４／０１２９５２号

このタイプの減衰ストリップは、グレージングユニットが接着される周囲接合部を構成することによっても、グレージングユニットと本体の接続を実現することから、適切である。しかしながら、車両においては、グレージングユニットの全てがそれらの周囲全体にわたって本体に固定されるわけではない。一部のグレージングユニット、即ち開放側のグレージングユニットなどは可動である。したがって、減衰手段として作用するこの周囲接着密閉構成は、これらの開放側グレージングユニットに対して適切であることが可能ではない。

したがって、本発明の目的は、積層グレージングユニットやグレージングユニットを接着する周囲接合部などの既存の手段に対する代替物または補足物となる、振動音減衰手段、より詳しくは高周波減衰手段を備えるグレージングユニットを提供することである。

本発明によると、本体内に収容されることを意図されたグレージングユニットは、少なくとも１つのガラス板と、ガラス板の面の少なくとも一方に固定され、０．４以上の損失係数を有する減衰材料で製作された少なくとも１つの要素を備える少なくとも１つの振動音減衰ストリップとを備えるグレージングユニットであって、ストリップはガラス板の反対側で他の機器に接合されず、特に本体とは独立していること、０．０５ｋｇ／ｍよりも大きな線形質量を有し、減衰材料で製作された要素上に固定された少なくとも１つの加重要素を含み、線形質量は、加重要素の質量の、上記加重要素のその最大範囲で減衰要素に接触した長さに対する割合に対応し、減衰材料で製作された要素はガラス板と加重要素との間に挿入され、５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で２００Ｍｐａ未満のヤング率を有し、加重要素は、ガラス板の面と接触した側とは反対側の減衰材料で製作された要素の面だけに接合されることを特徴とする。

ストリップはグレージングユニットの一方の面、即ち最大範囲にわたって延在するグレージングユニットの表面に接合され、グレージングユニットの縁部には接合されない。

線形質量は、加重要素の質量の、減衰要素と接触した上記加重要素の長さに対する割合に対応することに留意されるべきである。線形質量は、加重要素の断面積が要素の長さ全体にわたって同一であるとき、加重要素を構成する材料とその断面積との積によっても同等に規定されてよく、あるいは要素がいくつかの材料からなる場合には、各材料の密度と各材料の断面積との積の合計であってもよい。

加重要素の断面積がその長さにわたって変化するとき、線形質量は、好ましくは加重要素の質量を、減衰要素と接触した加重要素の長さで除したものから算出される。

このように、グレージングユニットは、それがいかなる方法で車両の本体に接合され、また本体とは独立していようとも、振動音減衰特性を提供する。減衰材料は、振動エネルギー消散器が２つのバルク要素、即ちグレージングユニットのガラスとストリップ加重要素との間に配置されることから、振動エネルギー消散器としてのその役割を完全に果たすことが可能である。

ストリップは、グレージングユニットだけに接合され、グレージングユニットの反対側の他のいかなる素材（ｍａｓｓ）とも独立しているということが必須である。グレージングユニットのガラス板に接合された側とは反対側のストリップの部分には機器は接合されない。詳しくは、特にグレージングユニットを本体に関連付けられたハウジング内に保持するために、グレージングユニットは少なくとも部分的に本体に接合されてもよいが、グレージングユニットに固定されたストリップは、本体とは完全に独立している。即ち本体には接触すらしていない。

さらに、加重要素は、減衰材料で製作された要素の一方の面、即ち、グレージングユニットと接触した側とは反対側の面だけとしか接触してはならない。

加重要素の面積はグレージングユニットのガラス板の面積とは等しくないが、ストリップとガラス板によって形成された組み合わせは、予想外にも、素材−バネ−素材のシステムと実質的に同等のシステムを構成する。

素材−バネ−素材のシステムでは、バネの剛性は、特定の標的周波数（素材−バネ−素材のシステムの共振周波数）で最大量のエネルギーを消散させるように、該周波数に対してバネの作用を最大にするように調節されてもよい。

本発明のシステムは、素材−バネ−素材のシステム内のバネの剛性に対する知られている関係式を厳密に満たすことが可能ではないが、本発明者らは、減衰要素の剛性を特徴付けるように、バネを減衰要素になぞらえることが可能な本発明のシステムに関係式を適合させる方法を承知している。

したがって、ストリップの横断面ｓの一方側だけがグレージングユニットと接触し、最短範囲の１つに対応するが、ストリップの横断面ｓは、有利には遮音の向上を得ることが特に望まれる特定の周波数で減衰要素による振動エネルギーの消散が最大化されるように、適合され、尚かつ減衰材料の有するヤング率を考慮することが可能である。

有利には、最大量のエネルギーを消散するために、グレージングユニットと最短範囲の１つに沿って接触した幅Ｌとグレージングユニットに対して垂直の厚みｅとによって画定された、減衰材料で製作された要素の横断面ｓは、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’_ｅｑが、特定の標的周波数ｆ_ｐで、判定式

を満たすような寸法を有さなくてはならず、ただし

であり、ここで：
Ｅ’は、周波数ｆ_ｐにおける減衰材料の２０℃でのヤング率であり、
Ｌは、グレージングユニットと接触している減衰要素の幅であり、
ｅは、グレージングに垂直の減衰要素の寸法であり、
ρ_ｖは、グレージングユニットが製作されている材料の密度であり、
ｅ_ｖは、グレージングユニットの厚みであり、
ω_ｐは、ω_ｐ＝２πｆ_ｐによって規定される特定周波数ｆ_ｐの標的角周波数であり、
λ_ｐは、特定周波数ｆ_ｐに対応したグレージングユニット内の波長であり、知られている方法によって、以下によって規定され、

ここで、Ｅ’_ｖおよびν_ｖはそれぞれ、グレージングユニットが製作されている材料のヤング率およびポアソン比である。

好ましくは特定周波数ｆ_ｐはグレージングユニットの臨界周波数に、この臨界周波数の±３０％の範囲内に対応する。

１つの特徴によると、加重要素は減衰材料で製作された要素の一方の面とだけ、減衰要素の最大範囲に沿って接触する。

他の特徴によると、ストリップはグレージングユニットの縁辺部内、特にグレージングユニットの縁部付近または縁部に配置され、最大でグレージングユニットの一方側の長さにわたって延在する。

ストリップのいくつかの代替的実施形態は以下のように想定されることができる：
ストリップは、減衰材料で製作された単一の要素と単一の加重要素とを備える、
ストリップは、並置されてもされなくてもよい、最大範囲に沿って並んで延在する、減衰材料で製作された複数の要素と、減衰材料で製作された各要素の面の１つを覆う単一の加重要素とを備える、
ストリップは、減衰材料で製作された単一の要素に固定されかつ減衰材料の最大範囲に沿って延在する複数の加重要素を備え、それらの加重要素は互いに当接していてもしていなくてもよい。

加重要素は特定の線形質量を有さなくてはならないが、加重要素が製造される材料（複数を含む）に応じて選択される。加重要素の形状は、特に材料の性質と、グレージングユニットをその最終的な位置内に取り付けるために設けられることになる利用可能な空間とに応じて適合されてもよい。加重要素は少なくとも、減衰材料で製作された要素の面の１つに固定されたウェブからなり、有利には、補強材をウェブに接合させて含んでよい。

加重要素は、１つ以上の材料からなることができ、材料の組み合わせは、要素が少なくとも０．０５Ｋｇ／ｍの線形質量を有することを保証しなければならない。

他の特徴によると、減衰材料で製作された要素は、充分なエネルギーの消散を保証するように、０．４以上の損失係数をそれぞれが有する１つ以上の減衰材料から構成される。

当然ながら、グレージングユニットは本発明のストリップをいくつか有してもよい。

例示的な実施形態によると、減衰材料はエラストマであり、加重要素は金属板である。

有利には、本発明のグレージングユニットは車両、特に自動車の本体内に収容され、ストリップは視界から隠されている。

本発明の他の主題は、グレージングユニットを備える車両、特に自動車の乗客室内の音および振動による不快を軽減する目的で、そのようなグレージングユニットを製造する方法にして、少なくとも１つの振動音減衰ストリップをグレージングユニットに接合することからなる方法であって：
５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で０．４以上の損失係数と２００Ｍｐａ未満のヤング率とを有する減衰材料で製作された少なくとも１つの要素と、少なくとも０．０５ｋｇ／ｍの線形質量を有する、減衰要素の１つの面だけに最大範囲に沿って固定された少なくとも１つの加重要素とを備えるストリップを設けることと、
減衰材料で製作された要素（２０）の横断面ｓは、その最短範囲に沿ってグレージングユニットと接触した長さＬとグレージングユニットに対して垂直の厚みｅとによって画定されるが、減衰材料のヤング率に応じて、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’_ｅｑが、標的とされる特定の周波数ｆ_ｐで、判定式

を満たすように適合され、ただし

であり、ここで：
Ｅ’は、周波数ｆ_ｐにおける減衰材料の２０℃でのヤング率であり、
Ｌは、グレージングユニットと接触している減衰要素の幅であり、
ｅは、グレージングに垂直の減衰要素の寸法であり、
ρ_ｖは、グレージングユニットが製作されている材料の密度であり、
ｅ_ｖは、グレージングユニットの厚みであり、
ω_ｐは、ω_ｐ＝２πｆ_ｐによって規定される特定周波数ｆ_ｐの標的角周波数であり、
λ_ｐは、特定周波数ｆ_ｐに対応したグレージングユニット内の波長であり、知られている方法によって、以下によって規定され、

ここで、Ｅ’_ｖおよびν_ｖはそれぞれ、グレージングユニットが製作されている材料のヤング率およびポアソン比であり、
ストリップは、加重要素に固定された面の反対側上の減衰材料で製作された要素の面を介してグレージングユニット上に固定され、他の機器はストリップに接合されないこととを特徴とする方法である。

最後に、本発明は、車両、特に自動車の乗客室内の防音方法にして、少なくとも１つの振動音減衰ストリップを備える、振動音減衰が向上したグレージングユニットを備える防音方法であって、５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で０．４以上の損失係数と２００Ｍｐａ未満のヤング率とを有した減衰材料で製作された少なくとも１つの要素と、減衰要素の単一の面にその最大範囲に沿って固定された少なくとも１つの加重要素とを備えるストリップを使用することからなり、ストリップは、減衰材料で製作された要素を介して加重要素とは反対側のグレージングユニットの面の一方に固定され、ストリップにはグレージングユニット以外の機器は、詳しくは加重要素を介してはなにも接合されないことを特徴とする防音方法。

製造方法および防音方法については、上述のとおりの本発明によるグレージングユニットを使用することが有利となる。特に、減衰材料の横断面は、減衰材料が有するヤング率に応じて、減衰要素による最大の消散を得るための周波数が、特定の周波数に、特にグレージングユニットの臨界周波数が標的にされるように適合される。

損失係数特徴およびヤング率特徴は、好ましくは粘性分析器を使用して測定される。

次に本発明の他の詳細および利点が、添付図面を参照して記述される。

本発明による振動音減衰ストリップが設けられたグレージングユニットの斜視図である。 グレージングユニットが車両本体の中に組み込まれた、図１の部分概略断面図である。 グレージングユニットに接合された、本発明による振動音減衰プロフィルの実施形態の部分概略断面図である。 グレージングユニットに接合された、本発明による振動音減衰プロフィルの実施形態の部分概略断面図である。 グレージングユニットに接合された、本発明による振動音減衰プロフィルの実施形態の部分概略断面図である。 グレージングユニットに接合された、本発明による振動音減衰プロフィルの実施形態の部分概略断面図である。 グレージングユニットに接合された、本発明による振動音減衰プロフィルの実施形態の部分概略断面図である。 本発明によるストリップがグレージングユニットに接合された、他の実施形態の断面図である。 本発明によるストリップがグレージングユニットに接合された、他の実施形態の断面図である。 本発明によるストリップがグレージングユニットに接合された、他の実施形態の断面図である。 何も付いていないグレージングユニットを本発明によるストリップが設けられたグレージングユニットの２つの実施例と比較するための高周波遮音曲線を示す図である。 低周波から高周波に延在する、図１１のグレージングユニットに対する曲線を示す図である。

図１から図１０は、図を理解し易くするために一定の縮尺では描かれていない。

図１は、少なくとも１つのストリップ２によって形成された本発明の振動音減衰手段が設けられたグレージングユニット１を示している。

グレージングユニット１は、側部グレージングユニットを形成するように、自動車の車両本体などの車両本体４内、例えばドアのウェルなどに収容されることを目的としており（図２）、通常の密閉部４０によって密閉がもたらされる。ここではこのグレージングユニットは一体型であり、したがって１つのガラス板１０を備えるが、例えば積層され、２つのガラス板の間に挟まれたプラスチック製の中間層を含むことも可能である。

グレージングユニット１は、両側に２つの面１１と１２を有し、一方は車両の内部に面することを意図され、他方は外部環境に向けられる。

さらに、グレージングユニット１は、一方側１４上に位置付けられた、図１内の点線によって境界を画された辺縁部分１３を有する。この部分は、開放側のグレージングユニットの場合には、底部バンドと呼ばれる。この辺縁部分は、グレージングユニットを固定するために本体内に収容されなければならないことから、見えないように意図されている。

ストリップ２はこの辺縁部分１３内に収容されるが、必ず本体からは独立したままとなる。ストリップは、図２で示されているように、グレージングユニットのガラス板の一方面に取り付けられるだけであり、グレージングユニットの反対側の他のどの機器とも接触していない。

したがって、ストリップは、グレージングユニットに取り付けられかつグレージングユニットが関連付けられてもよい他のどのシステムからも独立した機器を構成する。

ストリップ２は、減衰材料で製作された第１要素２０と、加重要素と呼ばれる、少なくとも０．０５ｋｇ／ｍの線形質量を有した第２要素３とを備える。

減衰材料で製作された要素２０は、一方でその面の１つを介してグレージングユニットに、他方で、その反対の面を介して加重要素３に固定される。加重要素３は、その面の１つだけを介して、その最長範囲にわたって減衰材料で製作された要素に接合される。この面は、減衰材料で製作された要素をグレージングユニットに固定するための面の反対側の面である。加重要素３は減衰材料で製作された要素２０への実効的接合の他には接合を有さない。

減衰材料で製作された要素２０は、５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で０．４の以上損失係数および２００ＭＰａ未満のヤング率を有する。

さらに、減衰要素２０は、グレージングユニットと最短範囲に沿って接触した少なくとも１つの寸法Ｌと、グレージングユニットに垂直な寸法ｅとから構成される横断面ｓを有し、これらの寸法は、材料のヤング率に応じて、上記要素による最大の消散を得るための周波数が、遮音に関して事前規定された周波数の範囲内になるように適合される。上記周波数の範囲に対して遮音を得ることが望まれる。

長さは最大消散の周波数に対して影響を有さないが、プロフィルが長いほど消散は大きくなる。ストリップは、最大範囲に対応する長さ、即ち、寸法Ｌよりも大きい、好ましくはこの量Ｌの少なくとも２倍よりも大きい長さを有するように設計されることになる。

直方体の減衰要素では、横断面ｓは、グレージングユニットと接触した側面に対応した幅Ｌと、幅に対して直角の側面に対応した厚みｅとから構成される（図１）。

これらの寸法を適合するために、減衰要素が、最大量のエネルギーを消散することが望まれる周波数において有さなくてはならない等価線形剛性Ｋ’_ｅｑの概念が使用される。

最大の減衰をもたらすことが望まれるこの特定の標的周波数がｆ_ｐによって表される場合、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’_ｅｑは、単一材料の場合には、以下によって規定されることになる：

ここで：
Ｅ’は、周波数ｆ_ｐにおける減衰材料の２０℃でのヤング率であり、
Ｌは、グレージングユニットと接触している減衰要素の幅であり、
ｅは、グレージングに垂直な減衰要素の寸法である。

本発明者らは、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’_ｅｑは、システムが標的周波数で効果的となるように、以下の条件を必ず満たさなければならないことを実証している：

ここで：
ρ_ｖは、グレージングユニットが製作されている材料の密度であり、
ｅ_ｖは、グレージングユニットの厚みであり、
ω_ｐは、ω_ｐ＝２πｆ_ｐによって規定される特定周波数ｆ_ｐの標的角周波数であり、
λ_ｐは、特定周波数ｆ_ｐに対応したグレージングユニット内の波長であり、知られている方法によって、以下によって規定される：

ここで、Ｅ’_ｖおよびν_ｖはそれぞれ、グレージングユニットが製作されている材料のヤング率およびポアソン比である。

車両、特に自動車については、遮音向上を得ることが望まれる周波数範囲は、グレージングユニットの臨界周波数の周辺に存在する周波数範囲に対応することが判明している。したがって、グレージングユニットの臨界周波数と同等の、またはその±３０％の範囲内の特定の周波数（ｆ_ｐ＝ｆ_ｃまたはｆ_ｃ±３０％）を選択することが有利となる。事実、車両の外部からグレージングユニットを通る騒音の伝達が最も著しいのは、この臨界周波数の周辺であり、これは、測定の観点から、遮音の顕著な低下によって明らかにされる。したがって本発明は、グレージングユニットの振動音減衰を向上させるように、特にこの周波数に狙いを定めている。このように特定の周波数ｆ_ｐは、特にグレージングユニットの臨界周波数に対応してもよい。

グレージングユニットの臨界周波数ｆ_ｃは、構成材料の特性とグレージングユニットの厚みとにだけ依存する。その値は知られている方法で、以下の数式で算出される：

ここで、Ｃ_Ｏは流体、一般的には空気中の音速である。

減衰要素２０は、グレージングユニットの面の一方１２に接合された面２１と加重要素３に接合された反対側の面２２とを有する。減衰要素の反対側では、加重要素は他のどの機器とも接触していない。

各面は各材料と適合した接着手段によって接合される。接合手段は知られているタイプ、例えば自己接着性の手段であり、あるいは熱活性型接着剤からなる。

接合は、減衰要素と加重要素が適切な技法を可能にする材料からなる場合は、そのような技法によって実施されてもよい。例えば、材料は熱を加えることによって一緒に溶接される。

減衰要素２０は、単一の減衰材料から、または複数の減衰材料を並置することからなってもよい。

各材料は０．４以上の損失係数を有さなくてはならず、各材料に与えられる形状は、関係式（１）を満たすように適合されることになる。次いで関係式（１）は、粘性分析器を使用して減衰要素の等価線形剛性を測定することによって確認されることになる。

２つのバルク要素、即ちグレージングユニットのガラスと加重要素３との間に挟まれた減衰要素がバネの方法で完全に引張圧縮されるように作用して最大量のエネルギーを消散するように、加重要素３は必ず、グレージングユニットとの接触面２１とは反対側の面２２に対応する、減衰要素の少なくとも一方の面に、その最大範囲に沿って接触していなければならない。

この目的のために、加重要素３は少なくとも０．０５ｋｇ／ｍの線形質量を有する。

加重要素のバルクの特質は、材料の特質によってだけではなく、要素の形状を変化させることによっても得られる（減衰材料に固定されたウェブの厚みおよび／または補強材の追加）。

当然ながら、加重要素は、塊（ｍａｓｓ）として作用する複数の材料から形成され、例えば積層として組み立てられてもよく、あるいは特定の形状構造を形成するように組み合わされてもよい。

図１に示された要素３は、少なくとも１ｍｍの厚みを有した単一のウェブ３０、例えば２ｍｍの厚みの鋼板などから形成される。

図３から図６は、それぞれにウェブ３０が減衰要素２０に固定された硬性要素の実施形態を示している。

図３は、ウェブ３０に対して垂直の端フランジ３１を備えるＬ字形要素を示している。

図４は、ウェブ３０に対して垂直の端フランジ３１と、ウェブ３０に対して平行で反対方向の返り部３２とを備えるＬ字形要素を示している。返り部３２は、減衰要素２０を支承するグレージングユニットの同じ面１２に面したままである。

図５は、ウェブ３０に対して垂直の端フランジ３１と、ウェブ３０に対して平行でそれに面した返り部３３とを備えるＵ字形要素を示している。フランジ３１は、減衰要素２０を支承する面の反対側のグレージングユニットの面１１に返し部３３が面して位置するように充分に長い。

図６は、ウェブ３０に対して垂直である、減衰要素に接合するための面の反対側にある中央部分３４を備えるＴ字形状要素を示している。

図３、図４、および図５で示した実施形態では、加重要素のウェブ３０は、減衰要素の短い範囲の１つに沿って延在する部分、ここではフランジ３１の形態で有する。最適な振動減衰機能を提供するために、このフランジは、図面で示されているように減衰要素とは接触していない。

ストリップの加重要素３は、図１で示されているように一体的な要素であり、減衰要素２の長さに沿って延在する。しかしながら、加重要素の材料の性質、詳しくは市販されている加重要素の形状、例えば特定の寸法を有した形状に応じて、減衰要素２の長さに沿って延在した、全てが一緒に当接されている複数の加重要素３を想定することが可能である（図７）。

最後に、図８、図９、および図１０は減衰手段の追加の実施形態を示している。

図８は、互いに並んで配置されかつ離隔された、減衰材料で製作された２つの要素２０、ならびに２つの要素の接合面２２と隙間とを覆う単一のＬ字形状加重要素３を有したストリップ２を示している。

グレージングユニットは、図９および図１０のそれぞれで見られるように、いくつかの減衰ストリップ２を、それらが同じ構成であるなしに関わらず、有することもできる。

図９は、図１のストリップに対応したいくつかのストリップ２の組み合わせを示している。

図１０は、図１のストリップと図３のストリップとにそれぞれ対応した２つのストリップ２の組み合わせを示している。

上述の実施形態は、１つ以上のストリップをグレージングユニットの一方側にだけ配置させているが、この実施形態が、グレージングユニットを受け取るよう意図された設備装置の利用可能空間と適合する場合は、さらに、１つ以上のストリップをグレージングユニットの反対側の面に設けることも考えられる。

本発明の減衰手段の有効性を実証するために、何も付いていないグレージングユニットと比較した、減衰手段が設けられたグレージングユニットの振動レベルの減衰が、グレージングユニットの臨界周波数を含んだ２５００Ｈｚから１００００Ｈｚの周波数範囲にわたって実証された。

空気伝搬手段によって励起された何も付いていないグレージングユニットの振動レベルは、本発明の減衰手段が設けられたグレージングユニットの振動レベルよりも高いが、これは、グレージングユニットの振動エネルギーが、減衰材料で製作された要素２０を通って消散することによる。したがって、乗客室内の圧力レベルは低くなり、その結果、騒音は減衰化される。

このように、図１１は一方で、グレージングユニットの１つに本発明の減衰手段を設けた車両の、他方では同等のグレージングユニットが本発明の手段を有さない類似車両の、内部の遮音に対する比較曲線を示している。

したがって、車両、特に自動車の乗客室内の音および振動による不快を軽減する方法は、本発明によるストリップが備えつけられたグレージングユニットを提供することからなる。

実証のために使用された車両は、自動車メーカーＲｅｎａｕｌｔ社のＭｅｇａｎｅＩＩタイプの乗用車であった。

試験に使用されたグレージングユニットは、３．８５ｍｍの厚みを有したフロントドア脇開き窓ガラスに対応した。このようにその臨界周波数ｆ_ｃは約３１００Ｈｚであった。

引張圧縮されるように作用する本発明の減衰手段を有したグレージングユニットの２つの実施例は、それらを減衰手段が設けられていないグレージングユニットと比較するように選択された。

減衰手段としてのストリップの各実施例は０．５ｍの長さを有し、加重要素として、線形質量０．３２ｋｇ／ｍを有した厚み２ｍｍの鋼板と、減衰要素として、実施例１のＨｅｎｋｅｌ社によって販売されているブチルゴムのＴｅｒｏｓｔａｔ９６９や、実施例２のＥＮＡＣ社によって販売されているＶｉｓｃｏＤａｍｐ Ｔなどのエラストマを含んでいた。減衰要素は、熱を加えることによって鋼板とグレージングユニットとに固定された。以下の表はストリップの各実施例の減衰材料に関する特徴をまとめたものである。

減衰要素の横断面Ｌ×ｅは、上記の関係式（１）がグレージングユニットの臨界周波数に対応する特定の周波数ｆ_ｐに対して満たされるように選択される。

このようにして得られた式

は、ほぼ０．１と等しく、したがって上述の判定基準、即ち０．５未満に合致した。

車両は知られている方法で、遮音測定用に設計された残響室に配置された。グレージングユニットは拡散場に曝され、車両の他のグレージングユニットは、振動波を吸収してこれらのグレージングユニットによる乗客室内の音響放射への影響を最小限にして試験用グレージングユニットだけを適格とするように、適切なコーティング（隔壁）によって被覆れた。

遮音測定は周囲温度１８℃で行われた。

図１０で示された曲線は、伝動損失で通常見受けられる大きな「穴」が、ここでは特に４０００Ｈｚ前後である臨界周波数以上で減少されて、この周波数で遮音が引き続き比較的有効となることを実証している。

本発明の第１の目的に従って、グレージングユニットの臨界周波数域内で（臨界周波数の３０％分低いところから臨界周波数の３０％分高いところまでの範囲にわたって）最大量の振動エネルギーを消散することが可能であるが、本発明は、低周波を含む、より広い周波数範囲にわたって充分な振動音減衰を提供することも可能である。このように、図１１は、本発明のグレージングユニットに関する遮音曲線が、何も付いていないグレージングユニットに対応した曲線よりも上に位置することを示している。

Claims (18)

1. 振動音減衰特性が向上されたグレージングユニット（１）にして、少なくとも１つのガラス板（１０）と、ガラス板の面（１２）の少なくとも一方に固定され、０．４以上の損失係数を有する減衰材料で製作された少なくとも１つの減衰要素（２０）を備える少なくとも１つの振動音減衰ストリップ（２）とを備えるグレージングユニットであって、
   振動音減衰ストリップがガラス板の反対側で他の機器に接合されず、振動音減衰ストリップ（２）が、０．０５ｋｇ／ｍよりも大きな線形質量を有した、減衰材料で製作された減衰要素（２０）上に固定された少なくとも１つの加重要素（３）も含み、線形質量が、加重要素の質量の、前記加重要素の減衰要素（２０）にその最大範囲で接触した長さに対する割合に対応し、減衰材料で製作された減衰要素（２０）がガラス板（１０）と加重要素（３）との間に挿入され、５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で２００Ｍｐａ未満のヤング率を有し、加重要素（３）が、ガラス板の面と接触した側とは反対側の減衰材料で製作された減衰要素の面だけに接合され、
   加重要素が、減衰材料で製作された減衰要素の一方の面だけと接触し、振動音減衰ストリップが、グレージングユニットとだけ結合され、グレージングユニットは、本体内に収容され、振動音減衰ストリップは、本体とは独立し、
   振動音減衰ストリップが、グレージングユニットの辺縁部分に配置され、前記辺縁部分が、常に本体内に収容されて本体の外部からは見えず、
   減衰材料で製作された減衰要素（２０）が横断面ｓを有し、この横断面の一方側だけがグレージングユニットと接触し、減衰要素の最短範囲の１つに対応し、横断面ｓが、減衰要素が特定周波数に対して最大量のエネルギーを消散させるように、減衰材料のヤング率に応じて適切な寸法を有し、
   グレージングユニットと接触した長さＬとグレージングユニットに垂直の厚みｅとによって画定される、減衰材料で製作された減衰要素の横断面ｓが、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’ _ｅｑ が、まさに標的にされた特定の周波数ｆ _ｐ で、以下の判定式、
   

   

   を満たすような寸法を有し、ただし
   

   

   ここで、
   Ｅ’は、周波数ｆ _ｐ における減衰材料の２０℃でのヤング率であり、
   Ｌは、グレージングユニットと接触している減衰要素の幅であり、
   ｅは、グレージングに垂直な減衰要素の寸法であり、
   さらに、
   ρ _ｖ は、グレージングユニットが製作されている材料の密度であり、
   ｅ _ｖ は、グレージングユニットの厚みであり、
   ω _ｐ は、ω _ｐ ＝２πｆ _ｐ によって規定される特定周波数ｆ _ｐ の標的角周波数であり、
   λ _ｐ は、特定周波数ｆ _ｐ に対応したグレージングユニット内の波長であり、知られている方法によって、以下によって規定され、
   

   

   ここで、Ｅ’ _ｖ およびν _ｖ はそれぞれ、グレージングユニットが製作されている材料のヤング率およびポアソン比であることを特徴とする、グレージングユニット。
2. 特定の周波数が、グレージングユニットの臨界周波数ｆ_ｃに、あるいは（ｆ_ｃ−０．３ｆ_ｃ、ｆ_ｃ＋０．３ｆ_ｃ）の範囲内の周波数に対応することを特徴とする、請求項１に記載のグレージングユニット。
3. 加重要素（３）が、減衰材料で製作された減衰要素（２０）の単一の面（２２）だけと、減衰要素の最大範囲に沿って接触したことを特徴とする、請求項１または２に記載のグレージングユニット。
4. 振動音減衰ストリップ（２）が、グレージングユニットの縁部付近または縁部に配置され、多くともグレージングユニットの一方側の長さにわたって延在することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
5. 振動音減衰ストリップ（２）が、減衰材料で製作された単一の減衰要素（２０）と単一の加重要素（３）とを備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
6. 振動音減衰ストリップ（２）が、並置されてもされなくてもよい、最大範囲に沿って並んで延在する、減衰材料で製作された複数の減衰要素（２０）と、減衰材料で製作された各減衰要素の面（２２）の１つを覆う単一の加重要素（３）とを備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
7. 振動音減衰ストリップ（２）が、減衰材料で製作された単一の減衰要素（２０）上に固定された、減衰要素の最大範囲に沿って延在する複数の加重要素（３）を備え、加重要素が互いに当接してもしなくてもよいことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
8. 加重要素（３）が、減衰要素で製作された減衰要素（２０）の面（２２）の１つに固定されたウェブ（３０）から構成され、補強材（３４）をウェブ（３０）に接合させて含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
9. 減衰材料で製作された減衰要素（２０）が、０．４以上の損失係数をそれぞれが有する１つ以上の減衰材料から構成されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
10. 加重要素（３）が、少なくとも０．０５ｋｇ／ｍの線形質量を加重要素に与える１つ以上の材料から構成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
11. いくつかの振動音減衰ストリップ（２）を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
12. 振動音減衰ストリップ（２）が、少なくとも、減衰要素としてのエラストマと加重要素としての金属板とを備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
13. 車両の本体内に収容され、振動音減衰ストリップが視界から隠され、本体とは独立していることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のグレージングユニット。
14. グレージングユニットを備える車両の乗客室内の音および振動による不快を軽減する目的で、そのようなグレージングユニット（１）を製造する方法にして、少なくとも１つの振動音減衰ストリップ（２）をグレージングユニットに接合することからなる方法であって、
    ５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で０．４以上の損失係数と２００Ｍｐａ未満のヤング率とを有する減衰材料で製作された少なくとも１つの減衰要素と、少なくとも０．０５ｋｇ／ｍの線形質量を有する、減衰要素の１つの面（２２）だけに最大範囲に沿って固定された少なくとも１つの加重要素とを備える振動音減衰ストリップが設けられることと、
    減衰材料で製作された減衰要素（２０）の横断面ｓが、その最短範囲の１つに沿ってグレージングユニットと接触した長さＬとグレージングユニットに対して垂直の厚みｅとによって画定され、減衰材料のヤング率に応じて、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’_ｅｑが、標的とされる特定の周波数ｆ_ｐで、判定式
    

    

    を満たすように適合され、ただし
    

    

    ここで、
    Ｅ’は、周波数ｆ_ｐにおける減衰材料の２０℃でのヤング率であり、
    Ｌは、グレージングユニットと接触している減衰要素の幅であり、
    ｅは、グレージングに垂直の減衰要素の寸法であり、
    ρ_ｖは、グレージングユニットが製作されている材料の密度であり、
    ｅ_ｖは、グレージングユニットの厚みであり、
    ω_ｐは、ω_ｐ＝２πｆ_ｐによって規定される特定周波数ｆ_ｐの標的角周波数であり、
    λ_ｐは、特定周波数ｆ_ｐに対応したグレージングユニット内の波長であり、知られている方法によって、以下によって規定され、
    

    

    ここで、Ｅ’_ｖおよびν_ｖはそれぞれ、グレージングユニットが製作されている材料のヤング率およびポアソン比であり、
    振動音減衰ストリップが、加重要素に固定された面（２２）の反対側上の減衰材料で製作された要素の面（２１）を介してグレージングユニット上に固定され、他の機器がストリップに接合されないことと、
    振動音減衰ストリップが、グレージングユニットの辺縁部分に配置され、前記辺縁部分が、常に車両の本体内に収容されて本体の外部からは見えないこととを特徴とする、方法。
15. 特定の周波数ｆ_ｐが、グレージングユニットの臨界周波数に対応することを特徴とする、請求項１４に記載のグレージングユニットを製造する方法。
16. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のグレージングユニットを使用することを特徴とする、グレージングユニットを製造する方法。
17. 車両の乗客室内の防音方法にして、少なくとも１つの振動音減衰ストリップ（２）を備える、振動音減衰が向上したグレージングユニット（１）を備える防音方法であって、
    ５０００Ｈｚ未満の周波数に対して２０℃で０．４以上の損失係数と２００Ｍｐａ未満のヤング率とを有した減衰材料で製作された少なくとも１つの減衰要素（２０）と、減衰要素の単一の面（２２）にその最大範囲に沿って固定された少なくとも１つの加重要素（３）とを備える振動音減衰ストリップを使用することからなり、振動音減衰ストリップが、減衰材料で製作された減衰要素（２０）を介して加重要素（３）とは反対側のグレージングユニットの面の一方（１３）に固定され、振動音減衰ストリップにはグレージングユニット以外の機器が、なにも接合されず、
    加重要素が、減衰材料で製作された減衰要素の一方の面だけと接触し、振動音減衰ストリップが、グレージングユニットとだけ結合され、グレージングユニットは、本体内に収容され、振動音減衰ストリップは、本体とは独立し、
    振動音減衰ストリップが、グレージングユニットの辺縁部分に配置され、前記辺縁部分が、常に本体内に収容されて本体の外部からは見えず、
    減衰材料で製作された減衰要素（２０）が横断面ｓを有し、この横断面の一方側だけがグレージングユニットと接触し、減衰要素の最短範囲の１つに対応し、横断面ｓが、減衰要素が特定周波数に対して最大量のエネルギーを消散させるように、減衰材料のヤング率に応じて適切な寸法を有し、
    グレージングユニットと接触した長さＬとグレージングユニットに垂直の厚みｅとによって画定される、減衰材料で製作された減衰要素の横断面ｓが、減衰要素の等価線形剛性Ｋ’ _ｅｑ が、まさに標的にされた特定の周波数ｆ _ｐ で、以下の判定式、
    

    

    を満たすような寸法を有し、ただし
    

    

    ここで、
    Ｅ’は、周波数ｆ _ｐ における減衰材料の２０℃でのヤング率であり、
    Ｌは、グレージングユニットと接触している減衰要素の幅であり、
    ｅは、グレージングに垂直な減衰要素の寸法であり、
    さらに、
    ρ _ｖ は、グレージングユニットが製作されている材料の密度であり、
    ｅ _ｖ は、グレージングユニットの厚みであり、
    ω _ｐ は、ω _ｐ ＝２πｆ _ｐ によって規定される特定周波数ｆ _ｐ の標的角周波数であり、
    λ _ｐ は、特定周波数ｆ _ｐ に対応したグレージングユニット内の波長であり、知られている方法によって、以下によって規定され、
    

    

    ここで、Ｅ’ _ｖ およびν _ｖ はそれぞれ、グレージングユニットが製作されている材料のヤング率およびポアソン比であることを特徴とする、防音方法。
18. 請求項１から１３のいずれか一項に記載のグレージングユニットを使用することを特徴とする、請求項１７に記載の車両の乗客室内の防音方法。

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