JP4344051B2

JP4344051B2 - Panel structure for transport aircraft with excellent soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less

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Publication number: JP4344051B2
Application number: JP30388799A
Authority: JP
Inventors: 宏樹上田; 明男杉本; 俊光田中; 幸司福本; 昭文藤原; 和久藤沢
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001122050A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に1kHz以下の周波数帯域の防音性に優れた、輸送機用アルミニウム合金製パネル構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、航空機、車両、船舶などの輸送機の車体用のパネルには、外装パネル (アウターパネル、あるいは外板、外づかい) と内装パネル (インナーパネル、あるいは内板、内づかい) とが結合されたパネル構造体が汎用される。例えば、自動車のフード、ドア、ルーフなどには、外観用の比較的薄板の外装パネルと、この外装パネルを補強するための内装パネルとが結合されたパネル構造体が用いられる。
【０００３】
この外装パネルと内装パネルは、パネル構造体自体の軽量化のために比較的薄板とされている。そして、内装パネルは、薄板であっても、外装パネルの補強用として、外装パネルよりも高い剛性を持つために、全体としては平板状であるものの、比較的大きなコーンやビームと称される凸部 (突起) を規則的な間隔で配置した凹凸部を有している。
【０００４】
例えば、コーン状の凸部 (突起) を規則的な間隔で配置した内装パネルおよびパネル構造体をより具体的説明する。図8(a)はパネル構造体の縦断面図を、図6(b)は内装パネルの平面図を示している。図8(a)において、パネル構造体1 は、Al合金製外装パネル2 と、外装パネルよりも高い剛性を有するAl合金製内装パネル3 とが一体化されたパネル構造体である。そして、図8(a)(b) に示す通り、内装パネル3 は、コーン状の凸部 (突起)4を多数規則的な間隔で配置しており、この凸部を除いた平板部を凹部6 として有している。また、図8(a)に示す通り、内装パネル3 の凸部4 の平坦な頂部4a上には樹脂層5 が配置され、この樹脂層を接着剤として介して、内装パネル3 の凸部4 と外装パネル2 の裏面2aとが互いに接合されている。
【０００５】
これらパネル構造体の一体化のため、外装パネルと内装パネルの接合には、パネル周縁部のヘム（曲げ）加工による嵌合、ボルト、ナット等による機械的な接合、あるいは樹脂等による接着等の周知の手段が用いられる。この内、前記コーンやビームを配置した内装パネルを用いたパネル構造体においては、前記嵌合や機械的な接合とともに、或いはこれらの手段で接合することなく、コーンやビームの頂部と外装パネルの裏面とを樹脂で接着することが用いられ、パネル構造体 (以下、このタイプのパネル構造体を、単にパネル構造体と言う) として一体化され、パネルとしての剛性を確保している。
【０００６】
そして、近年、これらパネル構造体の外装パネルと内装パネルには、軽量化のために、従来から使用されていた鋼材に代わって、AA乃至JIS 3000系、5000系、6000系、7000系等の高強度で高成形性のアルミニウム合金板（以下、アルミニウムを単にAlと言う）が使用され始めている。
【０００７】
一方、これらAl合金製パネル構造体には、輸送機などの構造体として本来有すべき強度や剛性の他に、防音性や制振性なども求められる。例えば、自動車などのフードであれば、車体の風切り音や車体内部のエンジン音を低減して、車両走行を快適化する防音効果が求められる。例えば、自動車などの輸送機のエンジン音は、共通して、1kHz以下の低周波数帯域の (特にこもり音) 騒音が主体となる。このため、輸送機などのパネル構造体には、前記低周波数帯域の騒音を低減することが求められる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らが知見したところによれば、従来から用いられている、内装パネルと外装パネルとが嵌合や機械的な接合のみによって一体化されているパネル構造体は勿論のこと、内装パネルの凸部と前記外装パネルの裏面とが樹脂層を介して互いに接合されているような前記タイプのパネル構造体でも、前記低周波数帯域の騒音の防音効果はあまり期待できない。
【０００９】
図7 に、前記図8 に示した本発明タイプのパネル構造体と、外装パネルの裏面を、パネルではなく、複数のビーム (補強桁) により補強したタイプのパネル構造体との、外装パネルの振動周波数帯域毎の音響透過損失 (防音効果) の大きさについて示す。図7 において、A(黒丸によるプロット) は本発明タイプのパネル構造体の、B(白丸によるプロット) はビーム補強タイプのパネル構造体の、各々音響透過損失の大きさである。同図から分かる通り、高い振動周波数帯域では、本発明タイプのパネル構造体は、ビーム補強タイプのパネル構造体よりも高い音響透過損失 (防音効果) を示している。しかし、1kHz以下の外装パネルの振動周波数帯域では、逆に、ビーム補強タイプのパネル構造体よりも低い音響透過損失 (防音効果) を示している部分が多い。
【００１０】
例えば、前記図8 に示した本発明タイプのパネル構造体による、自動車のフードの防音の場合、フードの防音を行うためには、自動車走行時に振動する外装パネルの振動を減衰させる必要がある。前記パネル構造体の場合、この役割を果たすのが、内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを接合している前記樹脂層である。
【００１１】
しかし、前記パネル構造体において、コーンやビームを配置した内装パネルでは、コーンやビームの頂部の部分にしか、言い換えると、パネルの面積に対して極く一部の面積にしか、樹脂層が配置されていない。これは、この種パネル構造体において、樹脂を、コーンやビームの頂部の部分以外の部分( 凹凸部の凹部の部分) にも介在させて、樹脂層の面積乃至体積 (樹脂量) を増すことも考えられる。しかし、これでは、使用する樹脂の重量が増す分重量増となり、輸送機にとって、軽量化のために、パネル構造体を用いることの意味が失われてしまう。また、前記パネル構造体においては、従来から、内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを接合する樹脂に対して、接着効果 (接合強度) しか期待していなかったことにもよる。
【００１２】
この結果、前記パネル構造体においては、樹脂の量が極端に少なすぎるために、後述する制振板の樹脂などに期待されるような、防音や制振の効果は発揮できない。
【００１３】
これに対し、従来から、防音や制振のために、制振鋼板や制振Al板などを用いることが周知である。これらの制振板は、基本的に、2 枚のパネル間に樹脂層を設けた構造をしており、この樹脂層の効果によって、防音性や制振性を発揮させている。これら制振板は、パネルの全面で、しかも必要に応じた厚さだけ、樹脂層を設けることが可能であり、前記低周波域の騒音の防音や制振のために必要な樹脂量を適宜確保することができる。
【００１４】
しかして、輸送機用のパネルの防音や制振の効果を高めるために、前記パネル構造体に代えて、制振板を、輸送機用のパネルとすることが考えられる。しかし、周知の通り、自動車などの輸送機用のパネルには、素材板を複雑な製品形状にするための、深絞り、張出し、曲げ、伸びフランジなど、成形条件の厳しいプレス成形加工が施される。このため、鋼板やAl合金板などの素材板には、単一の板としても、高い深絞り性 (限界絞り比, LDR)や高い形状凍結性などの特性を有することが必要である。これに対し、前記積層された制振板では、単一の素材板のような高い成形性を有しておらず、この種輸送機用のパネル用途に使うことができない。
【００１５】
また、制振板は、2 枚のパネル間に樹脂層を全面的に充填するものであり、前記パネル構造体に比して、全面的に充填されて増加する樹脂量の分だけ、重量が重くなってしまう。このため、輸送機にとって、軽量化のために、パネル構造体を用いることの意味が失われてしまう。
【００１６】
したがって、前記コーンやビーム状の凹凸を配置した内装パネルを用いたパネル構造体において、1kHz以下の低周波域の騒音の防音性に優れたパネル構造体は、これまでに存在しなかったのが実情である。
【００１７】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、コーンやビーム状の凹凸を配置した内装パネルを用いたパネル構造体において、1kHz以下の低周波域の騒音の防音性に優れたパネル構造体を提供しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明輸送機用パネル構造体の要旨は、外装パネルと内装パネルとが一体化されたAl合金製パネル構造体であって、前記内装パネルが、補強用の凹凸部を有して前記外装パネルよりも高い剛性を有するとともに、前記内装パネルの凸部と前記外装パネルの裏面とが、前記凸部上に存在する樹脂層を介して互いに接合されていることを含み、前記凸部同士の間隔を、外装パネルの変形半波長 (λ、但しλは下記式1 で表される) の2/3 以下としたことである。
【数１】

(但し、E は外装パネルのヤング率、h は外装パネルの板厚、νはポアソン比、ρは外装パネルの比重、f は周波数で250 〜600Hz)
【００１９】
通常、外装パネルと内装パネルや補強ビームとが機械的な接合により一体化された輸送機用パネル構造体では、パネル構造体からの音 (騒音) は、輸送機の走行振動やエンジンの振動などの機械加振がパネルに伝達されて、剛性の高い内装パネルや補強ビームよりも振動しやすい、外装パネルが大きく振動することにより生じる。そして、この現象は、前記内装パネルの凸部と前記外装パネルの裏面とが、前記凸部上に存在する樹脂層を介して互いに接合されている本発明タイプのAl合金製パネル構造体においても同様に生じる。
【００２０】
したがって、このようなパネル構造体においては、内装パネルよりも振動しやすい、外装パネルの振動を抑制乃至減衰してやれば、防音効果が発揮できることになる。
【００２１】
この点、外装パネルの振動を減衰しやすい樹脂層を介して、外装パネルと内装パネルや補強ビームとを接合した本発明タイプのAl合金製パネル構造体が、外装パネルと内装パネルや補強ビームとを機械的な接合により一体化した (接合に樹脂を用いない) パネル構造体に比して、高い防音効果を有することは、当然予想しうる。
【００２２】
しかし、発明者らが知見したところによれば、本発明タイプのAl合金製パネル構造体では、前記図7 で説明した通り、外装パネルの振動の周波数帯域によって (エンジンなどの振動源の周波数帯域によって) 、同じ樹脂層の条件であっても、接合用の樹脂層の外装パネルの振動を減衰させる性能は大きく異なってくる。言い換えると、同じ樹脂層の条件であっても、外装パネルの振動の周波数帯域によって、樹脂層による外装パネルの振動減衰効果が無い周波数帯域がある。そして、これが1kHz以下の周波数帯域であるが、この理由を以下に説明する。
【００２３】
まず、前提として、前記図8 のように樹脂層を介在させる本発明タイプのAl合金製パネル構造体においては、樹脂層は、外装パネルの剛性 (ばね) を高める補強要素と、外装パネルの振動を抑制する減衰 (ダンパ) の要素として作用する。
【００２４】
今、外装パネルの振動による変形半波長を前記λとすると、1kHz以下の周波数帯域における、低周波数帯域の場合の外装パネルの変形半波長λ1 は、前記式1 より、周波数f が小さくなるので、図5(a)に示す通り、内装パネル3 の通常用いられている凸部4(凹凸) のピッチでもある樹脂層5 の間隔 (ピッチ)Lよりも大きく (長く) なる。この結果、外装パネル2 の変形により、樹脂層5 も変形するので、外装パネル2 の変形による歪みエネルギーの樹脂層の分担率が高くなり、樹脂層5 が前記ダンパとして外装パネル2 の減衰性を高めるために有効に作用する。言い換えると、低周波数帯域の場合には、内装パネル3 の通常設けられる凸部4 の間隔 (λに対し1/1 以上) で、樹脂層5 がダンパとして外装パネル2 の振動の減衰性を高めるために有効に作用する。
【００２５】
これに対し、1kHz以下の周波数帯域における、高い周波数帯域の場合には、外装パネルの変形半波長λ2 は、前記式1 より、周波数f が大きくなるので、図5(b)に示す通り、内装パネル3 の通常用いられている凸部4 のピッチでもある樹脂層5 の間隔 (ピッチ)Lよりも小さくなる。このため、外装パネル2 の変形によっても、樹脂層5 は変形せず、外装パネル1 の変形による歪みエネルギーの樹脂層の分担率が低くなり、樹脂層5 がダンパとして外装パネルの減衰性を高めるために有効に作用しなくなる。このため、内装パネル3 の通常設けられる凸部4 の間隔( λに対し1/1 以上) では、樹脂層5 はより変形しにくくなり、外装パネル2 ( パネル構造体) の振動の減衰性を高めるために有効に作用しなくなる。
【００２６】
これを図6 により更に説明する。図6 は、前記図8 のように樹脂層を介在させる本発明タイプのAl合金製パネル構造体の、外装パネルの振動周波数毎の、外装パネルの変形半波長λと外装パネルの変形による歪みエネルギーの樹脂層の分担率 (樹脂の歪み分担率)Cを示している。図6 において、600Hz から250Hz へと、周波数f が小さくなるにつれて、外装パネルの振動による変形半波長が大きくなり、樹脂の歪み分担率C も増加している。言い換えると、1kHz以下の周波数帯域における、450Hz 以上の外装パネルの振動周波数の場合には、樹脂の歪み分担率A が著しく低下し、樹脂層が外装パネル (パネル構造体) の振動の減衰性を高めるために有効に作用しなくなることが分かる。
【００２７】
なお、この図6 は、後述する実施例と同じ条件のAl合金製パネル構造体 (樹脂のヤング率が0.3MPa) を模擬して、Al板と樹脂とが直列に連接する簡易振動モデルを作成し、樹脂の歪み分担率を、このモデルの有限要素法による固有値解析(FEM解析) により求めたものである。
【００２８】
また、1kHz以下の周波数帯域で、外装パネルの変形半波長λ2 が小さくなった( 短くなった) 場合、樹脂層の位置は支持点 (固定点) に近くなる。この際、樹脂層のヤング率が高い (樹脂層の剛性が高い) 場合には、樹脂層の位置が外装パネルを単純支持することとなり、樹脂層の外装パネル (パネル構造体) の振動の減衰性を高めるために有効に作用しなくなる。
【００２９】
このような状況に対し、本発明者らは、外装パネルの振動が1kHz以下の周波数帯域の場合に、内装パネルの補強用の凹凸部における、凸部同士 (言い換えると樹脂同士) の間隔を、外装パネルの変形半波長の2/3 以下とすることによって、防音性が増すことを知見した。なお、従来のこの種パネル構造体の場合の、内装パネルの補強用の凹凸部における、凸部同士の間隔は、外装パネルの変形半波長の1/1 以上となっている。
【００３０】
内装パネルの補強用の凹凸部における、凸部同士 (言い換えると樹脂同士) の間隔を、外装パネルの変形半波長の2/3 以下とすることによって、特に1kHz以下の周波数帯域の場合に、1kHz以上の周波数帯域の場合の外装パネルの変形半波長λが、図5(a)に示したように、内装パネルの通常用いられている凹凸のピッチでもある樹脂層の間隔 (ピッチ)Lよりも大きく (長く) なる。この結果、外装パネルの変形により、樹脂層も変形するので、外装パネルの変形による歪みエネルギーの樹脂層の分担率が高くなり、樹脂層が前記ダンパとして外装パネルの減衰性を高めるために有効に作用する。
【００３１】
また、1kHz以下の周波数帯域で、外装パネルの変形半波長λに対し、樹脂層の位置が支持点 (固定点) に近くなることがなくなり、樹脂層の位置が外装パネルを単純支持することとならないために、樹脂層の外装パネル (パネル構造体) の振動の減衰性を高めるために有効に作用する。
【００３２】
そして、本発明パネル構造体においては、内装パネルの補強用の凹凸部における、凸部同士 (言い換えると樹脂同士) の間隔の調整により、外装パネルの振動の減衰性を高めるとともに、更に、樹脂層による内装パネルの凸部と外装パネルの裏面との接合性 (接着強度) を確保し、パネル構造体としての剛性を確保する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
(内装パネルの凸部同士の間隔)
前記した通り、本発明においては、1kHz以下の周波数帯域での、外装パネルの振動の減衰性を高めるために、内装パネルの補強用の凹凸部における、凸部同士 (言い換えると樹脂層同士) の間隔を、外装パネルの変形半波長の2/3 以下とする。
【００３４】
凸部同士の間隔が、外装パネルの変形半波長の2/3 を越えた場合、1kHz以下の周波数帯域における、高い周波数帯域の場合に、外装パネルの変形半波長が樹脂層同士の間隔 (ピッチ) よりも小さくなる。このため、前記した通り、外装パネルの変形によっても、樹脂層は変形せず、外装パネルの変形による歪みエネルギーの樹脂層の分担率が低くなり、樹脂層がダンパとして外装パネルの減衰性を高めるために有効に作用しなくなる。また、樹脂層の位置は支持点 (固定点) に近くなり、前記した通り、樹脂層のヤング率が高い (樹脂層の剛性が高い) 場合には、樹脂層の位置が外装パネルを単純支持することとなり、樹脂層の外装パネル (パネル構造体) の振動の減衰性を高めるために有効に作用しなくなる。
【００３５】
(使用樹脂の特性)
本発明における樹脂層の、外装パネルの振動の減衰効果をより高めるために、樹脂層の特性を調整することが好ましい。この点、本発明が対象とする、特に1kHz以下の周波数帯域におけるパネル構造体の減衰性を高めるための樹脂層の特性としては、ヤング率(E) と損失係数がある。
【００３６】
本発明では、内装パネルの補強用の凹凸部における、凸部同士の間隔により、樹脂層の外装パネルの振動の減衰性を高めている。したがって、樹脂層に用いる樹脂も、従来からこの種パネル構造体の接合用として主要に用いられていた、ヤング率が0.7 〜2.0 MPa 程度の塩化ビニル等の樹脂や、前記制振板に主要に用いられていた、ヤング率が1 〜10MPa 程度のポリエステル、ポリオレフィン等の樹脂などを用いても良い。
【００３７】
ただ、樹脂層の選択によって、外装パネルの振動の減衰効果をより高めるためには、内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを接合する樹脂のヤング率を、0.05〜0.5MPaの範囲と、前記従来の樹脂と比較して低くすることが好ましい( 請求項2 に対応) 。但し、樹脂のヤング率が0.05MPa 未満であれば、1kHz以下、特に100 〜400Hz と低い振動周波数帯域での外装パネルの振動の減衰効果= 防音効果が劣り、また、樹脂による内装パネルの凸部と外装パネルの裏面との接合性( 接着強度) を確保することができない可能性があるので前記範囲とすることが好ましい。
【００３８】
また、外装パネルの振動の減衰効果をより高めるためには、前記樹脂のヤング率の他に、樹脂の損失係数を好ましくは0.3 以上、より好ましくは0.5 以上とする (請求項3 、4 に対応) 。この樹脂の損失係数が0.3 よりも小さくなりすぎると、特に、本発明パネル構造体のようなパネルの面積に対して極く一部の面積にしか、樹脂が配置されていない (樹脂の面積が限られている) 場合に、条件によっては、樹脂層による外装パネルの振動の減衰性を高めることができない可能性がある。
【００３９】
(使用樹脂の種類)
使用樹脂の種類も、従来からこの種パネル構造体の接合用として用いられていた、前記樹脂が適宜用いられる。但し、樹脂層を、上記した好ましいヤング率および好ましい損失係数とするためには、まず、樹脂の種類をポリエステル系、あるいはポリエーテル系樹脂から選択するとともに、これらを熱処理乃至加熱して発泡させて、軟質の発泡ウレタン化し、、低ヤング率化および高損失係数化、更には軽量化させることが好ましい (請求項4 に対応) 。そして、これらの樹脂を、このまま或いはシリコン等で変性させて、また、単一の樹脂系で、あるいは、複数の樹脂系を適宜混合して用いても良い。
【００４０】
(樹脂層の設け方)
本発明において、樹脂層の設け方は、基本的な態様としては、内装パネルの凸部上 (凸部の周囲にまで設けることを含む) のみに設けるだけで、十分防音効果および接合強度が達成できる。しかし、これら効果の更なる向上のための他の実施態様の適用を許容する。
【００４１】
例えば、前記基本的な態様に加えて、内装パネルの凹部に対応する外装パネルの裏面に、更に樹脂層を点在させ、この点在させた樹脂層により、外装パネルの振動の減衰性を高めることも可能である。
【００４２】
また、前記基本的な態様に加えて、内装パネルの周辺部の凸部上の樹脂層のヤング率を、前記樹脂層のヤング率0.5MPaよりも大きくし、この周辺部の凸部上の樹脂層によって、パネル同士の接合強度を高めることも可能である。
【００４３】
(パネル適用Al合金の種類)
次に、本発明で用いるAl合金について説明する。本発明で用いるAl合金自体は、前記自動車などの輸送機パネル用としての強度、伸びなどの機械的特性や、耐蝕性、あるいは、好ましくは合金量が少ないなどのリサイクル性を満足するものが適宜選択される。より具体的には、通常、この種輸送機パネル用途に汎用されている、AA乃至JIS で規定される、3000系、5000系、6000系等の、耐力やパネル形状へのプレス成形性などの比較的高いAl合金の適用が好適に用いられる。勿論、内装パネルと外装パネルとを同じAl合金とする必要はなく、必要耐力や要求プレス成形性から、適宜選択される。
【００４４】
(本発明パネル構造体の製造)
パネル適用Al合金板自体は、Al合金成分規格範囲内に溶解調整されたAl合金溶湯を、例えば、連続鋳造圧延法、半連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）等の通常の溶解鋳造法を適宜選択して鋳造する。次いで、このAl合金鋳塊に均質化熱処理を施し、熱間圧延後、必要に応じて中間焼鈍や冷間圧延を行い、焼鈍や容体化処理および焼入れ等の調質処理を行い、所望の板厚のAl合金板とする。
【００４５】
そして、このAl合金板を、所定の外装パネルおよび内装パネル形状に各々プレス成形等の成形加工を行う。この際、内装パネルには、外装パネルの補強用として、外装パネルよりも高い剛性を有するための凹凸部が設けられる。この凹凸の形状は自由であるが、代表的には、前記図8(a)(b) に示したコーン状の凸部が選択される。
【００４６】
この成形加工後、内装パネルの凸部上に本発明で規定する所定の特性を有する樹脂層を設け、内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを、該樹脂層を介して、互いに接合してパネル構造として一体化する。この際、この樹脂層による接合に加えて、外装パネルおよび内装パネルの周縁をヘム (曲げ) 加工して接合しても良く、また、通常のボルト等による機械的な接合を合わせて行っても良い。
【００４７】
更に、前記した樹脂において、予め発泡した樹脂を用いるのではなく、樹脂により内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを接合した後に発泡させるためには、このパネルを適当な樹脂の発泡温度に加熱することが好ましい。この加熱は、例えば、パネル構造体（特に外装パネル）を塗装後、塗料の焼付け硬化のための熱処理工程を通るようであれば、この工程によって（工程を借りて）行ってもよい。
【００４８】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。前記図8(a)(b) に示した本発明タイプのパネル構造体 (四角形、1400mm×1400mm) を準備した。なお、外装パネルのAl合金にはJIS 6111Al合金板を、内装パネルのAl合金にもJIS 6111Al合金板を用いた。外装パネルは1mmtの平板状とし、内装パネルは、平板状(0.8mmt)の板に、下部の径が140mm φで頂部が平坦な高さ25mmのコーン状の凸部を170mm 間隔で配置するようにプレス成形したものとし、外装パネルよりも高剛性とした。
【００４９】
内装パネルの凸部間隔は、外装パネルの変形半波長λに対して、発明例1 は2/3 (図1)、発明例2 は1/2(図2)、発明例3 は1/2 (図3)の3 例を準備し、比較例4 (図4)は1/1 とした間隔で配置したものを準備した。
【００５０】
なお、発明例1 、2 、比較例4 の樹脂層は、発泡後のヤング率が0.3MPaの軟質ポリエステル系発泡ウレタン樹脂とした。また、発明例3 の樹脂層は、ヤング率が3.0MPaの硬質ウレタン樹脂とした。そして、各例とも樹脂層の損失係数ηを0.3 および0.6 の2 通りにしたものを準備した。そして、内装パネルのコーン状の凸部の平坦な頂部 (径20mmφ) 上に、これら樹脂層を配置し、この樹脂層を接着剤として、内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを互いに接合した。なお、発明例1 、2 、比較例4 の樹脂層は、接合後に樹脂の発泡温度に加熱した。この他、外装パネルおよび内装パネルの周縁をヘム (曲げ) 加工して接合してパネル構造体として一体化させた。
【００５１】
このような構成のパネル構造体を宙づりにした状態で加振器により内装パネルの方を加振して、外装パネルを振動させて、外装パネルの振動周波数帯域毎の振動の損失係数を測定し、これを樹脂層による外装パネルの振動の減衰効果= 防音効果の大きさとして評価した。これらの結果を図1 、2 、3 、4 に示す。
【００５２】
更に、パネル構造体において、樹脂層を接着剤として、内装パネルの凸部と外装パネルの裏面とを互いに接合した際の (外装パネルおよび内装パネルの周縁をヘム加工して接合する前の) 接着強度を剪断強度により評価した。評価は、これまで使用されてきたヤング率が高く接着強度を重視した塩化ビニル樹脂の平均的な剪断強度約5.0MPaに対して、遜色のない結果であった。
【００５３】
これらの結果から、内装パネルの凸部間隔を外装パネルの変形半波長λに対して2/3 以下とした図1 〜3 に示す発明例1 〜3 は、内装パネルの凸部間隔を外装パネルの変形半波長λに対して1/1 とした図4 に示す比較例4 に比して、1kHz以下(250〜600Hz)での外装パネルの振動周波数帯域での振動の減衰効果 (損失係数)=防音効果に優れており、かつ樹脂の接着強度にも優れていることが分かる。
【００５４】
また、各図における、樹脂の損失係数ηが0.3 と0.6 との比較において、樹脂の損失係数ηが0.6 と高い方が1kHz以下(250〜600Hz)での外装パネルの振動周波数帯域での振動の減衰効果 (損失係数)=防音効果に優れている。
【００５５】
更に、同じヤング率の樹脂層同士の比較において、外装パネルの変形半波長λに対する内装パネルの凸部間隔が1/2 とより小さい発明例2(図2)の方が、2/3 と比較的大きい発明例3(図3)に比して、1kHz以下(250〜600Hz)での外装パネルの振動周波数帯域での防音効果に優れている。
【００５６】
そして、内装パネルの凸部間隔が同じ同士の比較において、樹脂層のヤング率が0.3MPaと低い発明例2(図2) の方が、3.0MPaと比較的大きい発明例3(図3)に比して、1kHz以下(250〜600Hz)での外装パネルの振動周波数帯域での防音効果に優れている。
【００５７】
したがって、以上の結果から、本発明の規定の臨界的な意義や、好ましい規定の意義が明らかである。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、コーンやビーム状の凹凸を配置した内装パネルを用いたパネル構造体において、1kHz以下の低周波域の騒音の防音性に優れたパネル構造体を提供することができる。このため、輸送機用に、Al合金材の用途を大きく拡大するものであり、工業的な価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例（発明例）を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例（発明例）を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例（発明例）を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例（比較例）を示す説明図である。
【図５】外装パネルの変形半波長と凸部間隔との関係を示す説明図である。
【図６】外装パネルの変形半波長と樹脂歪み分担率との関係を示す説明図である。
【図７】本発明タイプのパネル構造体の音響透過損失の大きさを示す説明図である。
【図８】本発明タイプのコーン状の凸部を配置した内装パネルおよびパネル構造体を示す説明図である。
【符号の説明】
1:パネル構造体、2:外装パネル、3:内装パネル、4:凸部、5:樹脂層、6 凹部:[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aluminum alloy panel structure for transport aircraft that is particularly excellent in soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less.
[0002]
[Prior art]
There are exterior panels (outer panels or outer panels, outer panels) and interior panels (inner panels, inner panels, inner panels) on the body panels of automobiles, aircraft, vehicles, ships, and other transport aircraft. A combined panel structure is widely used. For example, a panel structure in which a relatively thin exterior panel for appearance and an interior panel for reinforcing the exterior panel are combined is used for automobile hoods, doors, roofs, and the like.
[0003]
The exterior panel and the interior panel are relatively thin in order to reduce the weight of the panel structure itself. Even if the interior panel is a thin plate, it has a higher rigidity than the exterior panel as a reinforcement for the exterior panel. It has a concavo-convex part in which parts (protrusions) are arranged at regular intervals.
[0004]
For example, an interior panel and a panel structure in which cone-shaped projections (projections) are arranged at regular intervals will be described more specifically. FIG. 8 (a) is a longitudinal sectional view of the panel structure, and FIG. 6 (b) is a plan view of the interior panel. In FIG. 8 (a), a panel structure 1 is a panel structure in which an Al alloy exterior panel 2 and an Al alloy interior panel 3 having higher rigidity than the exterior panel are integrated. As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the interior panel 3 has a large number of cone-shaped projections (projections) 4 arranged at regular intervals, and the flat plate portion excluding these projections is recessed. 6 has. Further, as shown in FIG. 8 (a), a resin layer 5 is disposed on the flat top 4a of the convex portion 4 of the interior panel 3, and the convex portion 4 of the interior panel 3 is interposed via this resin layer as an adhesive. And the back surface 2a of the exterior panel 2 are joined to each other.
[0005]
In order to integrate these panel structures, the exterior panel and interior panel can be joined by hem (bending) processing of the peripheral edge of the panel, mechanical joining with bolts, nuts, etc., or adhesion with resin, etc. Well-known means are used. Among these, in the panel structure using the interior panel in which the cone and the beam are arranged, the top of the cone and the beam and the exterior panel are connected together with the fitting or mechanical joining or without joining by these means. Bonding the back surface with a resin is used, and it is integrated as a panel structure (hereinafter, this type of panel structure is simply referred to as a panel structure) to ensure the rigidity of the panel.
[0006]
And in recent years, the exterior panels and interior panels of these panel structures are made of AA to JIS 3000 series, 5000 series, 6000 series, 7000 series, etc., instead of steel materials that have been used for weight reduction. High-strength, high-formability aluminum alloy plates (hereinafter, aluminum is simply referred to as Al) are beginning to be used.
[0007]
On the other hand, these Al alloy panel structures are also required to have soundproofing and vibration damping properties in addition to the strength and rigidity that should be inherent in structures such as transportation equipment. For example, in the case of a hood such as an automobile, there is a demand for a soundproof effect that reduces the wind noise of the vehicle body and the engine sound inside the vehicle body to make the vehicle travel comfortable. For example, the engine sound of transport aircraft such as automobiles is mainly noise in the low frequency band of 1 kHz or less (especially a booming noise). For this reason, it is calculated | required for panel structures, such as a transport aircraft, to reduce the noise of the said low frequency band.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the findings of the present inventors, of course, a panel structure that has been used conventionally, in which the interior panel and the exterior panel are integrated only by fitting or mechanical joining, Even with the panel structure of the type in which the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel are joined to each other via a resin layer, the soundproofing effect of the noise in the low frequency band cannot be expected so much.
[0009]
FIG. 7 shows a panel structure of the present invention type shown in FIG. 8 and a panel structure of the type in which the back surface of the exterior panel is reinforced with a plurality of beams (reinforcement girders) instead of the panel. It shows the magnitude of sound transmission loss (soundproof effect) for each vibration frequency band. In FIG. 7, A (plot by a black circle) is the magnitude of sound transmission loss of the panel structure of the present invention type, and B (plot by white circle) is the magnitude of the sound transmission loss of the panel structure of the beam reinforcement type. As can be seen from the figure, in the high vibration frequency band, the panel structure of the present invention type shows higher sound transmission loss (soundproof effect) than the panel structure of the beam reinforcement type. However, in the vibration frequency band of the exterior panel of 1 kHz or less, on the contrary, there are many parts that exhibit lower sound transmission loss (soundproof effect) than the beam-reinforced panel structure.
[0010]
For example, in the case of soundproofing the hood of an automobile using the panel structure of the present invention type shown in FIG. 8, it is necessary to attenuate the vibration of the exterior panel that vibrates when the automobile is running in order to make the hood soundproof. In the case of the panel structure, the resin layer that joins the convex part of the interior panel and the back surface of the exterior panel plays this role.
[0011]
However, in the panel structure, in the interior panel in which the cone and the beam are arranged, the resin layer is arranged only in the top portion of the cone and the beam, in other words, only in a part of the area of the panel. It has not been. This is because, in this type of panel structure, the resin is also interposed in a portion other than the top portion of the cone or beam (the concave portion of the uneven portion) to increase the area or volume (resin amount) of the resin layer. Is also possible. However, this increases the weight of the resin used, and the meaning of using the panel structure is lost for the transporter to reduce the weight. Further, in the panel structure, conventionally, only an adhesive effect (bonding strength) is expected for a resin for bonding the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel.
[0012]
As a result, in the panel structure, since the amount of resin is extremely small, the effect of soundproofing and damping as expected for the resin of the damping plate described later cannot be exhibited.
[0013]
On the other hand, conventionally, it is well known to use a damping steel plate, a damping Al plate, or the like for soundproofing or damping. These damping plates basically have a structure in which a resin layer is provided between two panels, and the effect of this resin layer provides soundproofing and damping properties. These vibration control plates can be provided with a resin layer on the entire surface of the panel and in a thickness as required, and the amount of resin necessary for sound insulation and vibration suppression of the low frequency range is appropriately set. Can be secured.
[0014]
Therefore, in order to enhance the soundproofing and damping effect of the panel for the transport aircraft, it is conceivable to replace the panel structure with a damping plate as a panel for the transport aircraft. However, as is well known, panels for transport equipment such as automobiles are subjected to press molding processing with severe molding conditions such as deep drawing, overhanging, bending, stretch flange, etc. to make the material plate into a complicated product shape. The For this reason, a material plate such as a steel plate or an Al alloy plate needs to have characteristics such as high deep drawability (limit drawing ratio (LDR)) and high shape freezing property even as a single plate. On the other hand, the laminated damping plate does not have a high formability like a single material plate and cannot be used for a panel application for this kind of transport aircraft.
[0015]
Further, the damping plate is a resin layer that is entirely filled between two panels, and has a weight that is increased by the amount of resin that is filled and increased as compared with the panel structure. It will be heavy. For this reason, the meaning of using a panel structure will be lost for a transport aircraft for weight reduction.
[0016]
Therefore, in the panel structure using the interior panel in which the cones and beam-shaped irregularities are arranged, there has never been a panel structure excellent in soundproofing of noise in a low frequency region of 1 kHz or less. It is a fact.
[0017]
The present invention has been made paying attention to such circumstances, and its purpose is to reduce noise in the low frequency range of 1 kHz or less in a panel structure using an interior panel in which cones and beam-like irregularities are arranged. An object of the present invention is to provide a panel structure excellent in soundproofing.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the gist of the panel structure for a transport aircraft of the present invention is an Al alloy panel structure in which an exterior panel and an interior panel are integrated, and the interior panel is provided with unevenness for reinforcement. And having a higher rigidity than the exterior panel, and the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel are bonded to each other via a resin layer present on the convex portion. In addition, the interval between the convex portions is set to 2/3 or less of the deformation half wavelength (λ, where λ is expressed by the following formula 1) of the exterior panel.
[Expression 1]

(Where E is the Young's modulus of the exterior panel, h is the thickness of the exterior panel, ν is the Poisson's ratio, ρ is the specific gravity of the exterior panel, f is 250 to 600 Hz in frequency)
[0019]
In general, in a panel structure for a transport aircraft in which the exterior panel, the interior panel, and the reinforcing beam are integrated by mechanical joining, the noise (noise) from the panel structure is caused by the traveling vibration of the transport aircraft, the vibration of the engine, etc. This mechanical vibration is transmitted to the panel, and the exterior panel vibrates greatly, which is easier to vibrate than a highly rigid interior panel or reinforcing beam. And this phenomenon also occurs in the Al alloy panel structure of the present invention in which the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel are joined to each other via the resin layer present on the convex portion. It happens in the same way.
[0020]
Therefore, in such a panel structure, if the vibration of the exterior panel, which is more likely to vibrate than the interior panel, is suppressed or attenuated, a soundproof effect can be exhibited.
[0021]
In this regard, the Al alloy panel structure of the present invention in which the exterior panel and the interior panel and the reinforcing beam are joined via a resin layer that easily attenuates the vibration of the exterior panel, the exterior panel and the interior panel and the reinforcing beam Naturally, it can be expected to have a high soundproofing effect as compared to a panel structure in which the resin is integrated by mechanical bonding (no resin is used for bonding).
[0022]
However, according to the inventors' knowledge, in the Al alloy panel structure of the present invention type, as described with reference to FIG. 7, the frequency band of the vibration of the exterior panel depends on the frequency band of the vibration source such as the engine. However, even under the same resin layer conditions, the performance of attenuating the vibration of the exterior panel of the resin layer for bonding greatly varies. In other words, even under the same resin layer conditions, there is a frequency band in which there is no vibration damping effect of the exterior panel due to the resin layer, depending on the frequency band of the exterior panel vibration. This is a frequency band of 1 kHz or less. The reason for this will be described below.
[0023]
First, as a premise, in the panel structure made of an Al alloy of the present invention type in which the resin layer is interposed as shown in FIG. 8, the resin layer includes a reinforcing element that increases the rigidity (spring) of the exterior panel, and the vibration of the exterior panel. Acts as a damping element that suppresses vibration.
[0024]
Now, assuming that the deformation half-wavelength due to vibration of the exterior panel is λ, the deformation half-wavelength λ1 of the exterior panel in the case of a low frequency band in the frequency band of 1 kHz or less is because the frequency f is smaller than Equation 1, As shown in FIG. 5 (a), the interval (pitch) L is larger (longer) than the interval (pitch) L between the resin layers 5 which is also the pitch of the commonly used convex portions 4 (concave / convex) of the interior panel 3. As a result, since the resin layer 5 is also deformed by the deformation of the exterior panel 2, the share of the resin layer of the strain energy due to the deformation of the exterior panel 2 is increased, and the resin layer 5 serves as a damper to reduce the attenuation of the exterior panel 2. It works effectively to enhance. In other words, in the case of a low frequency band, the resin layer 5 acts as a damper to increase the vibration attenuation of the exterior panel 2 at the interval between the protrusions 4 that are normally provided on the interior panel 3 (at least 1/1 relative to λ). To work effectively.
[0025]
On the other hand, in the case of a high frequency band in the frequency band of 1 kHz or less, the deformation half wavelength λ2 of the exterior panel is larger in frequency f than the above-described formula 1, so as shown in FIG. It becomes smaller than the interval (pitch) L between the resin layers 5 which is also the pitch of the projections 4 normally used in the panel 3. Therefore, even when the exterior panel 2 is deformed, the resin layer 5 is not deformed, the share of the strain energy due to the deformation of the exterior panel 1 is reduced, and the resin layer 5 serves as a damper to increase the attenuation of the exterior panel. Therefore, it does not work effectively. For this reason, the resin layer 5 is less likely to be deformed at the interval between the protrusions 4 that are normally provided on the interior panel 3 (1/1 or more with respect to λ), and the vibration attenuation of the exterior panel 2 (panel structure) is reduced. It will not work effectively to increase.
[0026]
This will be further described with reference to FIG. FIG. 6 shows the deformation half-wavelength λ of the exterior panel and the distortion energy due to the deformation of the exterior panel, for each vibration frequency of the exterior panel, of the present invention type Al alloy panel structure with the resin layer interposed as shown in FIG. The resin layer share rate (resin strain share rate) C is shown. In FIG. 6, as the frequency f decreases from 600 Hz to 250 Hz, the deformation half wavelength due to the vibration of the exterior panel increases, and the strain sharing ratio C of the resin also increases. In other words, when the vibration frequency of the exterior panel is 450 Hz or higher in a frequency band of 1 kHz or lower, the strain sharing ratio A of the resin is remarkably reduced, and the resin layer reduces the vibration attenuation of the exterior panel (panel structure). It turns out that it does not work effectively to increase.
[0027]
In addition, this Fig. 6 creates a simple vibration model in which an Al plate and resin are connected in series by simulating an Al alloy panel structure (resin's Young's modulus is 0.3 MPa) under the same conditions as the examples described later. The strain share of the resin was obtained by eigenvalue analysis (FEM analysis) of this model using the finite element method.
[0028]
In addition, when the deformation half-wavelength λ2 of the exterior panel becomes smaller (shorter) in the frequency band of 1 kHz or less, the position of the resin layer becomes closer to the support point (fixed point). At this time, if the Young's modulus of the resin layer is high (the rigidity of the resin layer is high), the position of the resin layer simply supports the exterior panel, and vibration damping of the exterior panel (panel structure) of the resin layer is performed. It will no longer work effectively to increase sex.
[0029]
For such a situation, the present inventors, when the vibration of the exterior panel is in a frequency band of 1 kHz or less, in the uneven portion for reinforcing the interior panel, the interval between the projections (in other words, the resin), It has been found that the soundproofing property is increased by setting it to 2/3 or less of the deformation half wavelength of the exterior panel. In the case of this conventional panel structure, the interval between the convex portions in the concave and convex portions for reinforcing the interior panel is 1/1 or more of the deformation half wavelength of the exterior panel.
[0030]
By setting the interval between the protrusions (in other words, resin) in the concavo-convex part for reinforcement of the interior panel to 2/3 or less of the deformation half-wavelength of the exterior panel, especially in the frequency band of 1 kHz or less, 1 kHz The deformation half-wavelength λ of the exterior panel in the above frequency band is larger than the interval (pitch) L between the resin layers, which is also the pitch of the unevenness usually used for the interior panel, as shown in FIG. Become bigger (longer). As a result, since the resin layer is also deformed by the deformation of the exterior panel, the share of the strain energy resin layer due to the deformation of the exterior panel is increased, and the resin layer is effective as a damper to increase the attenuation of the exterior panel. Works.
[0031]
In addition, in the frequency band of 1 kHz or less, the position of the resin layer is no longer close to the support point (fixed point) with respect to the deformation half-wavelength λ of the exterior panel, and the position of the resin layer simply supports the exterior panel. Therefore, it works effectively to increase the vibration damping of the resin layer exterior panel (panel structure).
[0032]
In the panel structure of the present invention, by adjusting the spacing between the convex portions (in other words, the resins) in the concavo-convex portion for reinforcement of the interior panel, the vibration attenuation of the exterior panel is enhanced, and further, the resin layer This ensures the bondability (adhesive strength) between the convex part of the interior panel and the back surface of the exterior panel, and the rigidity of the panel structure.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Distance between convex parts of interior panel)
As described above, in the present invention, in order to increase the attenuation of the vibration of the exterior panel in the frequency band of 1 kHz or less, the projections (in other words, the resin layers) of the projections and depressions for reinforcement of the interior panel The interval is 2/3 or less of the deformation half-wavelength of the exterior panel.
[0034]
When the distance between the convex parts exceeds 2/3 of the deformation half-wavelength of the exterior panel, the deformation half-wavelength of the exterior panel is the distance between the resin layers (pitch) in the high frequency band in the frequency band of 1 kHz or less. ) Smaller than For this reason, as described above, even if the exterior panel is deformed, the resin layer is not deformed, the share of the strain energy resin layer due to the deformation of the exterior panel is lowered, and the resin layer serves as a damper to increase the attenuation of the exterior panel. Therefore, it does not work effectively. Also, the position of the resin layer is close to the support point (fixed point), and as described above, when the Young's modulus of the resin layer is high (the rigidity of the resin layer is high), the position of the resin layer simply supports the exterior panel. As a result, the resin layer exterior panel (panel structure) does not function effectively in order to increase the vibration attenuation.
[0035]
(Characteristics of resin used)
In order to further enhance the vibration damping effect of the exterior panel of the resin layer in the present invention, it is preferable to adjust the characteristics of the resin layer. In this respect, the characteristics of the resin layer for enhancing the attenuation of the panel structure in the frequency band of 1 kHz or less, which is the object of the present invention, include Young's modulus (E) and loss factor.
[0036]
In the present invention, the damping property of the exterior panel of the resin layer is enhanced by the spacing between the convex portions in the concave and convex portions for reinforcement of the interior panel. Therefore, the resin used for the resin layer is also mainly used for resins such as vinyl chloride having a Young's modulus of about 0.7 to 2.0 MPa, which has been used mainly for joining this type of panel structure, and the damping plate. Resins such as polyester and polyolefin having a Young's modulus of about 1 to 10 MPa may be used.
[0037]
However, in order to further enhance the damping effect of the vibration of the exterior panel by selecting the resin layer, the Young's modulus of the resin that joins the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel is in the range of 0.05 to 0.5 MPa, It is preferable to make it lower than that of the conventional resin (corresponding to claim 2). However, if the Young's modulus of the resin is less than 0.05 MPa, the damping effect of the vibration of the exterior panel in a low vibration frequency band of 1 kHz or less, particularly 100 to 400 Hz, is poor in the soundproofing effect, and the convex portion of the interior panel by the resin Since it may be impossible to ensure the bondability (adhesive strength) between the outer panel and the back surface of the exterior panel, the above range is preferable.
[0038]
Further, in order to further enhance the vibration damping effect of the exterior panel, in addition to the Young's modulus of the resin, the loss factor of the resin is preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more (corresponding to

claims

3 and 4). ) If the loss factor of the resin is too small, the resin is disposed only in a part of the area of the panel such as the panel structure of the present invention. In some cases, depending on the conditions, it may not be possible to increase the vibration attenuation of the exterior panel by the resin layer.
[0039]
(Type of resin used)
As the type of resin used, the above-mentioned resin that has been conventionally used for joining this type of panel structure is appropriately used. However, in order to make the resin layer have the above-mentioned preferable Young's modulus and preferable loss factor, first, the resin type is selected from polyester-based or polyether-based resins, and these are foamed by heat treatment or heating. It is preferable to convert the foamed urethane into a soft, low Young's modulus and high loss factor, and further reduce the weight (corresponding to claim 4). These resins may be modified as they are or with silicon or the like, or may be used in a single resin system or in a mixture of a plurality of resin systems as appropriate.
[0040]
(How to install the resin layer)
In the present invention, the basic method of providing the resin layer is to provide a sufficient soundproofing effect and bonding strength only by providing the resin layer only on the convex part of the interior panel (including the provision to the periphery of the convex part). it can. However, application of other embodiments for further improvement of these effects is allowed.
[0041]
For example, in addition to the basic mode, a resin layer is further scattered on the back surface of the exterior panel corresponding to the recess of the interior panel, and the scattered resin layer enhances the vibration attenuation of the exterior panel. It is also possible.
[0042]
Further, in addition to the basic aspect, the Young's modulus of the resin layer on the convex portion at the peripheral portion of the interior panel is made larger than the Young's modulus 0.5 MPa of the resin layer, and the resin on the convex portion at the peripheral portion The layer can also increase the bonding strength between the panels.
[0043]
(Types of Al alloy for panel application)
Next, the Al alloy used in the present invention will be described. As the Al alloy itself used in the present invention, a material that satisfies mechanical properties such as strength, elongation, corrosion resistance, and preferably recyclability such as a small amount of the alloy is appropriately used for the transport panel of the automobile. Selected. More specifically, the 3000 series, 5000 series, 6000 series, etc., which are generally used for this kind of transport aircraft panel application, such as 3000 series, 5000 series, 6000 series, etc. The application of a relatively high Al alloy is preferably used. Of course, the interior panel and the exterior panel do not need to be made of the same Al alloy, and are appropriately selected from the required yield strength and required press formability.
[0044]
(Manufacture of the panel structure of the present invention)
For the panel-applied Al alloy plate itself, select a normal melting casting method such as a continuous casting rolling method or a semi-continuous casting method (DC casting method), for example, from an Al alloy molten metal that has been adjusted to be within the Al alloy component specification range. And cast. Next, this Al alloy ingot is subjected to homogenization heat treatment, and after hot rolling, intermediate annealing and cold rolling are performed as necessary, and tempering treatment such as annealing, solidification treatment and quenching is performed to obtain a desired plate. A thick Al alloy plate is used.
[0045]
Then, the Al alloy plate is formed into a predetermined exterior panel and interior panel shape by press forming or the like. At this time, the interior panel is provided with an uneven portion for reinforcing the exterior panel so as to have higher rigidity than the exterior panel. The shape of the projections and depressions is arbitrary, but typically, the cone-shaped projections shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b) are selected.
[0046]
After the molding process, a resin layer having predetermined characteristics defined in the present invention is provided on the convex portion of the interior panel, and the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel are joined to each other through the resin layer. Integrated as a panel structure. At this time, in addition to the bonding by the resin layer, the outer panel and the peripheral edge of the inner panel may be joined by hemming (bending), or the mechanical bonding by a normal bolt or the like may be performed. good.
[0047]
Furthermore, in the above-described resin, in order to foam after joining the convex part of the interior panel and the back surface of the exterior panel by using the resin instead of using the foamed resin in advance, the panel is brought to an appropriate resin foaming temperature. It is preferable to heat. This heating may be performed by this process (by borrowing the process) as long as it passes through a heat treatment process for baking and curing the paint after painting the panel structure (especially the exterior panel).
[0048]
【Example】
Examples of the present invention will be described. A panel structure (square, 1400 mm × 1400 mm) of the present invention type shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b) was prepared. A JIS 6111Al alloy plate was used for the Al alloy of the exterior panel, and a JIS 6111Al alloy plate was also used for the Al alloy of the interior panel. The exterior panel is a flat plate of 1mmt, and the interior panel is arranged on a flat plate (0.8mmt) with cone-shaped convex parts with a bottom diameter of 140mmφ and a flat top part with a height of 25mm at 170mm intervals. It was press-molded and made more rigid than the exterior panel.
[0049]
The distance between the convex portions of the inner panel is 2/3 (Fig. 1) in Invention Example 1, 1/2 (Figure 2) in Invention Example 2, and 1/2 in Invention Example 3 with respect to the deformed half-wavelength λ of the outer panel. Three examples (FIG. 3) were prepared, and Comparative Example 4 (FIG. 4) was prepared with an interval of 1/1.
[0050]
The resin layers of Invention Examples 1 and 2 and Comparative Example 4 were soft polyester foamed urethane resins having a Young's modulus after foaming of 0.3 MPa. The resin layer of Invention Example 3 was a hard urethane resin having a Young's modulus of 3.0 MPa. In each example, a resin layer having a loss coefficient η of 0.3 and 0.6 was prepared. Then, these resin layers are arranged on the flat top (diameter 20 mmφ) of the cone-shaped convex portion of the interior panel, and the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel are bonded to each other using this resin layer as an adhesive. did. The resin layers of Invention Examples 1 and 2 and Comparative Example 4 were heated to the resin foaming temperature after bonding. In addition, the exterior panel and the periphery of the interior panel were hemmed (bended) and joined to form a panel structure.
[0051]
With the panel structure having such a structure suspended, the interior panel is vibrated by a vibrator to vibrate the exterior panel, and the vibration loss coefficient for each vibration frequency band of the exterior panel is measured. This was evaluated as the vibration damping effect of the exterior panel by the resin layer = the magnitude of the soundproofing effect. These results are shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4.
[0052]
Further, in the panel structure, adhesion when the convex portion of the interior panel and the back surface of the exterior panel are joined to each other using the resin layer as an adhesive (before the peripheral edge of the exterior panel and the interior panel is joined by hem processing) Strength was evaluated by shear strength. The evaluation was inferior to the average shear strength of about 5.0 MPa of the vinyl chloride resin that has been used so far and has a high Young's modulus and emphasizes the adhesive strength.
[0053]
From these results, the invention examples 1 to 3 shown in FIGS. 1 to 3 in which the interval between the convex portions of the interior panel is 2/3 or less of the deformation half-wavelength λ of the exterior panel are as follows. Attenuation effect of vibration in the vibration frequency band of the exterior panel at 1 kHz or less (250 to 600 Hz) compared to Comparative Example 4 shown in FIG. = Excellent soundproofing effect and excellent resin adhesive strength.
[0054]
In each figure, when the resin loss coefficient η is 0.3 and 0.6, the higher the resin loss coefficient η is 0.6, the higher the vibration frequency band of the exterior panel at 1 kHz or less (250 to 600 Hz). Attenuation effect (loss factor) = Excellent soundproofing effect.
[0055]
Furthermore, in comparison between resin layers having the same Young's modulus, Invention Example 2 (Fig. 2), in which the interval between the convex portions of the interior panel with respect to the deformation half-wavelength λ of the exterior panel is smaller than 1/2, is compared with 2/3. Compared to a large invention example 3 (FIG. 3), the soundproofing effect in the vibration frequency band of the exterior panel at 1 kHz or less (250 to 600 Hz) is excellent.
[0056]
Then, in comparison between the same convexity intervals of the interior panel, Invention Example 2 (FIG. 2) where the Young's modulus of the resin layer is as low as 0.3 MPa is in comparison with Invention Example 3 (FIG. 3) which is relatively large at 3.0 MPa. In comparison, the soundproofing effect in the vibration frequency band of the exterior panel at 1 kHz or less (250 to 600 Hz) is excellent.
[0057]
Therefore, from the above results, the critical significance of the definition of the present invention and the significance of the preferred definition are clear.
[0058]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the panel structure using the interior panel which has arrange | positioned cone | corn or beam-like unevenness | corrugation, the panel structure excellent in the soundproofing property of the noise of a low frequency range below 1 kHz can be provided. For this reason, the use of Al alloy material is greatly expanded for transport aircraft, and industrial value is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment (invention example) of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an example (invention example) of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing an example (invention example) of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example (comparative example) of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the deformation half-wavelength of the exterior panel and the convex spacing.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a deformation half-wavelength of an exterior panel and a resin strain sharing rate.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the magnitude of sound transmission loss of a panel structure of the present invention type.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an interior panel and a panel structure in which cone-shaped convex portions of the present invention type are arranged.
[Explanation of symbols]
1: Panel structure, 2: Exterior panel, 3: Interior panel, 4: Projection, 5: Resin layer, 6 Recess:

Claims

An aluminum alloy panel structure in which an exterior panel and an interior panel are integrated, wherein the interior panel has a concavo-convex portion for reinforcement and has higher rigidity than the exterior panel. A convex portion and a back surface of the exterior panel are bonded to each other via a resin layer present on the convex portion, and the spacing between the convex portions is a deformation half wavelength (λ, A panel structure for a transport aircraft excellent in soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less, wherein λ is 2/3 or less of the following formula (1).

(Where E is the Young's modulus of the exterior panel, h is the thickness of the exterior panel, ν is the Poisson's ratio, ρ is the specific gravity of the exterior panel, f is 250 to 600 Hz in frequency)

The panel structure for a transport aircraft excellent in soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less according to claim 1, wherein the resin layer has a Young's modulus of 0.05 to 0.5 MPa.

The transport panel structure according to claim 1 or 2, wherein the resin layer has a loss coefficient of 0.3 or more and excellent soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less.

The panel structure for a transport aircraft excellent in soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less according to any one of claims 1 to 3, wherein the loss coefficient of the resin layer is 0.5 or more.

The panel structure for a transport aircraft excellent in soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin layer is foamed.

The frequency band of 1 kHz or less according to any one of claims 1 to 5, wherein the interior panels are regularly arranged at regular intervals and have a convex portion having a flat truncated cone shape at the top. Panel structure for transport aircraft with excellent soundproofing performance.

The panel structure for a transport aircraft excellent in soundproofing in a frequency band of 1 kHz or less according to any one of claims 1 to 6, wherein the transport aircraft is an automobile.