JPH02289451A - 車両用防音窓ガラス - Google Patents

車両用防音窓ガラス

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JPH02289451A
JPH02289451A JP2056761A JP5676190A JPH02289451A JP H02289451 A JPH02289451 A JP H02289451A JP 2056761 A JP2056761 A JP 2056761A JP 5676190 A JP5676190 A JP 5676190A JP H02289451 A JPH02289451 A JP H02289451A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は改良された、特に空気力学的に発生する騒音に
対して改良された防音性能を有する、車両用、特に自動
車両用の窓ガラスに関する。
〔従来の技術〕
列車、自動車等の現代の輸送手段における快適さに関す
るあらゆる質の中でも静かさは決定的な要素である。実
際、機械的、熱的、視界等の面におけるその他の不愉快
さの源は少しずつではあるが克服されている。しかし、
音響的な快適さの改善には新しい困難があり、モータ、
軸受あるいは懸架装置からの騒音等の騒音そのものには
その発生源またはその伝搬中に、あるいは空中（特に吸
音性被覆で）または固体（例えばエラストマー製の結合
部品で）の中ではすでに対処がなされている。空気力学
、すなわち、進行中の車両に対する空気の摩擦によって
発生する騒音もそれ自体は少くとも部分的にはその源に
おいて対処可能になっている、すなわち、エネルギーを
節約するために、形状が変更され、大気への貫入が改良
され、そしてそのものが騒音源である乱流が減少させら
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、現代の高速列車の車両の概念においても自動
車の概念においても、騒音が完全な層流から来るもので
あれ、現存する乱流を減少させるのに、不釣り合いでし
かもその費用が検討中の企図の収益性と両立し得ないで
あろう方策が必要であれ、空気力学的騒音の源に対処す
るためにできることはこれまでもそうであったが現在も
減少させ得ていない。
乗客が居る内部空間から外部の空気力学的騒音の発生源
を切り離す車両の壁の中でも、明らかに窓ガラスが最も
対処し難い。不透明の壁には使用できるペースト状ある
いは繊維状の吸音材も窓ガラスには使用できず、また実
用的な理由すなわち重量のために、厚みをやたらと増す
訳にはいかない。
したがって本発明は、重量および／または厚みをそれほ
ど増すことなく空気力学的に発生する騒音に対する良好
な絶縁を実現する窓ガラスを提供する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の窓ガラスは、エアスペースあるいは可塑性薄膜
を介在させた２枚の板ガラスを組み合わせたものからな
り、また８００Ｈｚ以上の周波数では、その音響減衰率
が、２０００Ｈｚまでは９ｄＢオクターブだけ、またそ
れ以上の周波数までは３ｄＢオクターブだけ減少する基
準率とは５ｄＢ以上達わない。
基準率に対するその音ｇ減衰率の差の標準偏差σは４ｄ
Ｂ以下であるのが好ましい。
かかる窓ガラスを実現する手段の１つは、エアスペース
によって保隔されかつ厚みが２０％以上異った２枚のモ
ノリシック・ガラスを使用することである。これは、そ
れらのガラスの厚みが例えばそれぞれ２．６　ｍｍおよ
び３．２ｍｍ、また別の例ではそれぞれ３．２ｍおよび
３．９　ｍｍである場合である。
変形例においては、厚みの差は４０％に達し、またこの
ために提案する方法は例えば約２ｍｍ、３ｍｍの厚みを
それぞれもつガラスを使用することである。
上記絶縁窓ガラスは好ましくは、例えば約３［ｌｌｌ１
のエアスペースを介在させていることである。
本発明の窓ガラスを実現する別の方法は０．１５以上の
臨界周波数でのたわみによる緩衝性をもった薄板ガラス
を介在させることである。上記２枚のガラスの厚みは同
一である。変形例によれば、その共通厚みは２．２　ｍ
１ｍである。
望ましい緩衝を実現する方法は介在物として、８０〜９
８．５重量％の塩化ビニール、１〜ＩＯ重量％のグルシ
ダイル・メタクリレートおよび０．５〜１０重量％のエ
チレンを共重合させて得られる熱可塑性樹脂と、１０〜
４０重量％の可望剤とからなる化合物を使用することで
ある。
〔実施例〕
以下、添付図面にしたがって、本発明を更に詳細に説明
する。
高速走行中の路面自動車の下部において知覚されるよう
な騒音は多数の発生源を有するが、各々はその発生源側
に、音響周波数の所定領域に影響を及ぼす、一般的には
、例えば自動車においては、機構部、モータ、動力伝達
装置を発生源とする騒音は低周波数の音を発生させまた
、空気中における車両の摩擦による超低周波音、すなわ
ち、空気力学的に発生する騒音は最も高い周波数に影響
を及ぼす。
走行中の車両の壁の直ぐ近くおよびその外側において発
生するかかる騒音を研究する場合、空気中のマイクロフ
ォンの摩擦による大きな実験上の困難に直面せざるを得
す、したがって、例えばいわゆる「二重計測」という間
接的手法を用いなければならない。この手法は、車両内
部で２種類の測定を連続的に行い、最初の測定は先ず車
両を停止させた状態で行い、この場合は騒音の源が外部
にあり、完全に既知である。この最初の測定では車体全
体の音響減衰特性を評価できる。また第２の測定は車両
を選択した速度で走行させて、実際の条件の下で行われ
る。この測定では、内部騒音に対するその影響がすでに
証明されている外部騒音のスペクトルが正確にはどのよ
うであったかを逆計算によって、決定することができる
。
快適な、すなわち、空気力学的に発生する騒音以外の騒
音がその内部において最大限に低減されている車両に適
用されたかかる方法によれば、１３０１ａｗ／ｈ台の速
度において、かかる空気力学的に発生する外部騒音が高
音領域においては、どちらかといえば、一般的に提案さ
れている基準化された経路の騒音とはほとんど異ってい
ないことが証明される。したがって、詳しくはフランス
国規格ＮＦＳ３１０５１の標準経路の騒音がかかる空気
力学的に発生した騒音に極めて近い。かかる騒音を第１
図（きわめて高い周波数は同図において補外されている
）にｄＢ（Ａ）で示す。空気力学的に発生する騒音は実
質的には壁上における空気の流れによるので、更には、
鉄道の貨車の空気力学的騒音のスペクトルが自動車両の
それとほとんど違わないことが期待できる。検査の結果
はその通りであることを証明している。したがって、次
の展開は鉄道車両にも路面車両にも用いられる窓ガラス
に関する。
音響的快適さの観念は各人の個人的評価に属するもので
ある。高速走行する車両の中での快適さに関して行われ
た研究の結果は、車両は２つの条件、すなわち、音の中
間レベルが低いこと、またスペクトルを示す曲線が正常
であり、いかなる周波数も全体から出ていないという条
件が満たされると静かであるとみなされることを示して
いる。
こうして、例えば、ＢＲＹＡＮのＪＯ［ＩＲＮＡＬ　Ｏ
Ｆ　５ＯＵＮＤＡＮＤ　ＶＩＢＲＡＴＴＯＮという学術
誌１９７７年−４８（４）、５２５ページに収載の論文
”Ａ　ｔｅｎｔａｔｉｖｅ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎｆｏｒ
　ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ　ｎｏｉｓｅ　１ｅｖｅｌｓ　
ｉｎ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒｖｅｈｉｃｌｅｓ”には１１
００ｋ／　ｈで走行する車両の中で測定され、利用者に
よって静かとみなされる騒音のスペクトルが示されてい
る。第２図はｄＢ（Ａ）で示すそのスペクトルを示して
いる。
高速度における音響的快適さの条件を実現するために、
出願人はすでに観察されていることを考慮に入れた件を
もっている。実際には、高速走行する車両の内部におい
て、中速走行する車両内部における静かさの印象を与え
るとみなされる騒音スペクトルと同じ騒音スペクトルを
得ることができれば、音響的快適さが保証されることに
なる。
第３図は達成すべき目標をｄＢ（Ａ）で示している。
これは高速走行する車両内部において得たい騒音スペク
トルであり、このためには、外部騒音は第１図のそれに
匹敵するスペクトルをもつことになる。
出願人は上記条件を尊重した車両の窓ガラスの音響的減
衰率の代表的曲線の、第４図に示す曲線との偏差が最も
小さくなる筈であることを発見した。これは８００〜２
０００Ｈｚでは９ｄＢのオクターブまた２０００〜１０
０００　）ｔｚでは３ｄＢのオクターブの勾配で示され
る。曲線のレベル（第４図では１６００１（ｚで３６Ｈ
ｚ）は乗客の快適さにとって、そのピッチ、すなわち、
その連続した２つの勾配および特に、絶縁した周波数の
発生がないことを保証するその規則性はど重要ではない
。全体的に下方へそれ自体に平行に変位した曲線は満足
度がより低いが本発明にしたがっておりかつ、良好な快
適さの印象を与えることになる。同様に、上部の絶縁部
に向って変位した曲線は本発明の範囲を逸脱することな
く快適さを向上している。
上記基準値を満たし得る窓ガラスとしては、単純な窓ガ
ラス、絶縁窓ガラスあるいは薄板窓ガラスがある。
表　　Ｉ 表！は様々な種類の窓ガラスの音響減衰率を示している
。音響減衰率は下記の順である。
Ｎα０：本発明の音響減衰、９ｄＢその次に３ｄＢオク
ターブ Ｍａｌ：５ｍｓ＋厚の板ガラス（場合によっては強化ガ
ラス） Ｎα２：ポリウレタン樹脂を施した、２．２．１．５゜
２．６の薄ガラス Ｎｏ、３：２５°ＣでＰＶＢを施した、２．２　、０．
７６　。
２．２の薄ガラス Ｎ（Ｌ４：３５°ＣでＰＶＢを施した、２．２　、０．
７６　。
２．２の薄ガラス Ｎα５：特製ｐｖｃ樹脂を施した、２．２．１．１゜２
．２の薄ガラス 顯６　：　２．０．　（３）、　３．２の絶縁ガラス陥
、７　：　２．６．　（３）、　３．２の絶縁ガラス（
上記数字は胴単位の厚みを示し、それらの厚みは例であ
り、本発明の範囲を逸脱することなく変更可能である。
この注はガラスＮα４，５．６゜７に適用するものであ
る。） 音響減衰率の上記測定はＩＳＯ規格１４０にしたがって
、８０Ｘ５０ｃｍの寸法のサンプルに対して、同規格に
したがう装置において行った。
５ｍｍ厚のシリコン・ソーダ・カルシウム製単純ガラス
をサンプルとして従来の熱処理を施した。
サンプル３，４はポリビニール・ブチラル（ＰＶＢ　）
をベースとする薄板窓ガラスであり、薄膜の厚みは０．
７６ｍｍである。音響性能、特に、後述する「臨界周波
数におけるたわみによる緩衝」を変えるために、測定時
にサンプルの温度を変えた。
同様にサンプル２，５は別の音響性質を得るために別の
性質をもった介在物を施した薄板ガラスである。サンプ
ル２の介在物はＭＯＲＴＯＮ　ＴｌｌｌｏｋＯＬ社から
販売されている厚み１．５　ｍの可塑性ポリウレタンＭ
ＯＲＴＨＡＮＥ　ＰＥ　１９２である。サンプル５に関
しては、その介在物は米国特許第４３８２９９６号に記
載されているような変成ポリ塩化ビニール（ｐｖｃ）を
ベースとする薄膜である。これは、８０〜９８．５重量
％の塩化ビニール、１〜１０重量％のグルシダイル・メ
タクリレートおよび０．５〜１０重量％のエチレンを共
重合させて得られる熱可塑性樹脂と、１０〜４０重量％
の可塑剤とからなる化合物である。この介在物の厚みは
１．１５ｍｍである。
サンプル６．７そのものは従来の絶縁窓ガラスであり、
そのエアスペースだけが、かさばりを理由として３Ｉｆ
ｉＩ１１に減少されており、サンプルの厚みは音響的な
理由で選択されている。
介在物として用いた樹脂はそれらの緩衝度を違えて選択
した。以下、第５図にしたがって、本発明の範囲内で使
用できる樹脂を選択できる方法について述べる。
衝撃を受けた物体が得るエネルギーは振動現象を生じさ
せまたその衝撃のすぐ後で、再び解放された物体はその
適宜モードで振動すると言われている。各モードには振
動周波数が関連している。
振動の振幅は初期の励振、すなわち、衝撃のスペクトル
成分（検査して周波数での衝撃の振幅）および衝撃のイ
ンパクト帯域に左右され、通常の変形が振動の腹で生じ
るかあるいは節のいずれで生じるかにしたがって大きく
なったり小さくなったりする。
適宜モードを誘起するには、下記が要求される。
（１）インパクト点において惹起した変形そのモードの
振動節に位置しないこと。
（２）衝撃のエネルギー・スペクトルがそのモードの共
振周波数の成分を有すること。
上記（２）の条件も満たされ、また例えばそれらの端部
における自由な格子のためには、その端部の１つを叩い
てすべてのモードを誘起すればよい。
実際には、最大限最初の１０個のモードを測定すること
になる。衝撃によって得られた振動エネルギーは時間の
経過とともに散逸し、また物質がさらに緩衝されるとそ
れだけ急速に散逸する。
与えられた物質では、モードは関連の共振周波数が高く
なるとそれだけ速く解消されて、特定時間の始りにおい
てまた特定の時間の間、最初のモードだけが存続する。
したがって、測定の原則は衝撃を受ける格子の振動周波
数の分析を行うことであり、また共振周波数（振動振幅
がスペクトルの他の部分におけるよりも明かに大きくな
る周波数）の位置を反復することにある。
測定を行うには（第５図参照）、長さ９ｃｍ、幅３ｃ１
ｍの格子を、先ず厚み４Ｍの仮ガラスにおいて、次に４
．Ｘ、４の板ガラスにおいて連続的に使用する。それら
の板ガラスにおいては、４ＩＩＩｆｆｉ厚の板ガラスが
検査樹脂の厚みＸの層によって組み合わされる。
格子２０は、格子の動的たわみの第１モードの振動節に
実質的に置かれた発泡材からなる２つの支持体２１に係
止する。この第１モードは定規等の小さな物体２２によ
って自由端の１つを叩くことによって加えられた衝撃に
よって誘起される。
その誘起に対する格子の過渡的応答は、格子２０の表面
の後く近くに、また格子の中央に（圧力の腹）に位置す
る支持体２４の上に置かれたマイクロホン２３によって
ピックアップされる。そのマイクロホン２３によってピ
ックアップされた仮の信号は増幅器２５によって増幅さ
れ、次にフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）分析器２６によっ
て周波数分析される。
一般には、外部騒音の影響を点源するために、同一格子
２０について１０回の試験が行われる。
第６図、第７図に示すように、振動の振幅Ａをその振動
の周波数の関数として、モノリシック・ガラスの格子お
よび本発明の範囲内で検査すべき樹脂を含む薄板ガラス
の格子のそれぞれについて示す。こうして得られた曲線
によって、たわみの振動の基本モードの共振周波数（臨
界周波数）を精密に知ることができる。ここに示す例に
おいては、薄板ガラスの格子の臨界周波数は２４７２Ｈ
ｚである。
以上に述べた、実施が極めて容易な試験によれば、格子
２０のたわみνによる緩衝を決めることができ、この緩
衝は比率Δｆ／ｆｃ（Δｒはｆ丁で除算した臨界周波数
【Ｃの振幅に等しい振幅に対応する周波数の差を示す）
として定義される。
表１に示す音響減衰率の測定結果によれば、基準率（欄
０）と与えられた製品の率（Ｎα１〜７）との正または
負の差を各周波数について計算することができる。
各窓ガラスについては、次に各周波数で計算したそれら
の周波数の極値の差を計算する。
こうして、例えば窓ガラスＮα１について見れば、正の
最大値は１００ＯＨ２として表わされ、これは＋５であ
る。　２５００〜３１５　Ｈｚにおける負の最小値は−
８であり、したがって極値の差は５−　（−８）　＝１
３であり、基準率に対する対応の偏差はこれ故この場合
には６．５ｄＢとなる。実際、正および負の偏差が同一
絶対値、ここでは６．５ｄＢ、をとるように基準曲線を
変位させることができる。したがって、与えられた窓ガ
ラスについて値Ｅをとる「極値の差」について言う場合
、それは該当の窓ガラスの音響減衰率がどの周波数につ
いても基準率とは８７２６８以上の差をもたないことを
意味する。
各窓ガラスについては、該当の差の平均値も計算した。
更には、各々の場合において、それらのすべての差の標
準偏差σを計算した。この値は、走行中の車両において
知覚されるような騒音スペクトルにおける特定周波数の
発出が計算に入れられるので極めて有利である。スペク
トルが正常であれば、標準偏差は小さく、逆にそのスペ
クトルが極めて乱れている場合には、標準偏差σは増大
する。
上の表は７例についての結果を示している。また、薄板
窓ガラス２，３．４または５において実施した樹脂につ
いて測定した緩衝度を数字で示す。
上記結果は絶縁窓ガラスの極めて良好なビヘビアを示し
、それらは目標の曲線（差の平均値はそれぞれ−１，０
および−０，６である）とはほとんど偏差がないが、更
にそれらの差の標準偏差は著しく小さい（それぞれ１．
　ｔ　、　ｔ、’ｎｔｚ）引用した２つの例（窓ガラス
６．７）はこれに限るという限定的なものではなく、ま
た例えば３．２．３．９ｍｌ１１として別の組み合せの
良好なビヘビアも認められた。
５ｆｆＩＩ１１のモノリシック・窓ガラスは中段に示す
。
薄板窓ガラスでは、更には、差の標準偏差、すなわち、
実際にはそれらの差の分散、したがって、結果としての
騒音スペクトルにおける干渉周波数の発出に対する緩衝
の決定的な影響が認められる。
１２％の緩衝度νをもった、窓ガラスの熱可塑性ポリウ
レタン樹脂は極値の差がＥで、標準偏差σが高い〔それ
ぞれ、１３ｄＢ　、　４．２　ｄＢ）である。その代り
、同一の樹脂、ポリビニール・ブチラールヲ伴なう場合
、温度だけを２５°Ｃ（窓ガラス４）〜３５°Ｃ（窓ガ
ラス４）の範囲で変化させることによって、標準偏差は
２８％だけ改善される。この改善はＰＶＢの温度が高い
場合、合致周波数における緩衝度を１６〜１９％の範囲
で変化させるだけで得られる。
しかるに実際には、大きな温度範囲においてその性質を
保持する製品を配置する必要がある。
変成ＰＶＣシートＮα５は極めて広い温度範囲において
高い緩衝性（２０％）を示し、したがって車両を空気力
学的に発生する騒音から保護する課題に対し極めて満足
すべき反応を有する。
更には、車両に薄板窓ガラスを一般的に使用することに
なれば、明白な利点が更に得られる。鉄道車両において
は、強化ガラスを使用した場合のように激しい破損が生
じた場合に破片の飛散する危険が小さく、また自動車の
場合には、停止している自動車に泥棒を目的に侵入しよ
うとしても、窓ガラスがすべて薄板ガラスである場合よ
りも長い時間がかかるので侵入を遅らせることができる
。
〔発明の効果〕
以上のように本発明は高速走行する路面車両の空気力学
的に発生する騒音に対する防音の問題に一般的な解決を
もたらすものである。この解決方法は、使用する２種類
の窓ガラス、すなわち、改善された断熱性をもった窓ガ
ラスの系統に属するものと、侵入を遅らせる窓ガラス、
すなわち、可塑性介在物を有する薄板窓ガラス、におい
て具体化される。
【図面の簡単な説明】
第１図は中音および高音部における標準経路の騒音のス
ペクトルを示し、 第２図は中速走行中の自動車の下部で測定した騒音のス
ペクトルを示し、 第３図は高速走行中の自動車の下部で望まれるスペクト
ルを示し、 第４図は本発明によって得ることのできる音響減衰率を
示し、 第５図は本発明による薄板窓ガラスを実現できる樹脂の
臨界周波数における減衰を決定できる方法を示し、 第６図および第７図も上記方法を示す。 ２０・・・格子、　　　　２１・・・支持体、２２・・
・物体、　　　　２５・・・増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、エアスペースあるいは可塑性薄膜を介在させた２枚
    の板ガラスを組み合わせたものからなり、また８００Ｈ
    ｚ以上の周波数では、その音響減衰率が、２０００Ｈｚ
    までは９ｄＢオクターブだけ、またそれ以上の周波数ま
    では３ｄＢオクターブだけ減少する基準率とは、どの周
    波数に対しても５ｄＢ以上違わない車両用防音窓ガラス
    。 ２、基準率に対する音響減衰率の差の標準偏差σが４ｄ
    Ｂ以下である、上記特許請求の範囲第１項に記載の車両
    用防音窓ガラス。 ３、厚みが２０％以上違う２枚のモノリシック・ガラス
    からなり、それら２枚のガラスがエアスペースによって
    保隔されている、上記特許請求の範囲第１項または第２
    項に記載の車両用防音窓ガラス。 ４、３．２ｍｍの単純なガラスと組み合わさった２．６
    ｍｍの単純なガラスからなる絶縁ガラスからなる、上記
    特許請求の範囲第３項に記載の車両用防音窓ガラス。 ５、３．９ｍｍの単純なガラスと組み合わさった３．２
    ｍｍの単純なガラスからなる絶縁ガラスからなる、上記
    特許請求の範囲第３項に記載の車両用防音窓ガラス。 ６、厚みが少くとも４０％違う２枚のモノリシック・ガ
    ラスからなる、上記特許請求の範囲第１項または第２項
    に記載の車両用防音窓ガラス。 ７、３ｍｍのガラスと組み合わさった２ｍｍのガラスか
    らなる、上記特許請求の範囲第６項に記載の車両用防音
    窓ガラス。 ８、上記エアスペースの厚みが３ｍｍである、上記特許
    請求の範囲第３項〜第７項の１つに記載の車両用防音窓
    ガラス。 ９、０．１５以上のたわみによる緩衝性をもった可塑性
    介在シートを有する薄板ガラスからなる、上記特許請求
    の範囲第１項または第２項に記載の車両用防音窓ガラス
    。 １０、上記２枚のガラスの厚みが同一であり、２．２ｍ
    ｍに等しい、上記特許請求の範囲第９項に記載の車両用
    防音窓ガラス。 １１、上記可塑性介在シートが、８０〜９８．５重量％
    の塩化ビニール、１〜１０重量％のグルシダイル・メタ
    クリレートおよび０．５〜１０重量％のエチレンを共重
    合させて得られる熱可塑性樹脂と、１０〜４０重量％の
    可塑剤とからなる化合物をベースとしている、上記特許
    請求の範囲第９項に記載の車両用防音窓ガラス。
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