车辆驾乘室及车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆驾乘空间中的噪声控制结构，尤其涉及一种车辆驾乘室及车辆。


背景技术：

2.噪声问题对人们的影响与生俱来，特别是低频噪声，对人们的精神影响尤其大。特别地，当人们处于狭促的空间内的情况如车辆驾乘的空间内，由于空间相对小，一旦受到噪声侵扰，驾乘人员无从躲避，严重时对驾乘人员的心理造成极大的影响，严重时会导致驾驶操作异常，导致不必要的交通事故等。目前，针对驾乘室的噪声处理的技术方案较少，也未受到相应的重视。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种车辆驾乘室及车辆，能够提供声噪环境更佳的驾乘室，以至少部分地解决上述技术问题。
4.根据本发明的车辆驾乘室，具有驾乘空间，所述驾乘空间中设置有隔声材料结构；所述隔声材料结构包括多个元胞，多个所述元胞沿x、y方向周期性排列，所述元胞包括：框架，所述框架具有容置空间；以及谐振单元，封装在所述容置空间内；其中，所述谐振单元包括柱状体和板状体，所述板状体套设在所述柱状体上以使整个谐振单元呈撑开的伞状，所述板状体将所述容置空间在z方向上分隔成至少两个第一声腔流道，且所述板状体的外缘与所述框架的内侧之间形成有第二声腔流道，至少两个所述第一声腔流道相互间通过所述第二声腔流道连通；其中，x、y、z为立体坐标系的坐标轴。
5.在一可实施方式中，多个所述元胞具有统一的所述框架，且紧邻的每四个所述元胞的框架形成田字格状，并多个所述元胞具有相同形式或/和相同尺寸的谐振单元、或多个所述元胞具有不同形式或/和不同尺寸的谐振单元。
6.在一可实施方式中，多个所述元胞沿x方向以第一排列规律排列，沿y方向以第二排列规律排列，所述第一排列规律与所述第二排列规律相同或不同。
7.在一可实施方式中，所述框架包括侧板、第一面板和第二面板，所述侧板与所述第一面板相围合形成一端开口的所述容置空间，所述第二面板盖设在所述开口处且与所述第一面板相对。
8.在一可实施方式中，所述第一面板上开设有第一盲孔，所述柱状体的一端插接在所述第一盲孔内，且所述柱状体与所述第一面板满足垂直条件；所述第二面板上开设有第二盲孔，所述柱状体的另一端插接在所述第二盲孔内。
9.在一可实施方式中，所述柱状体上套设有一个板状体或至少两个板状体；所述柱状体上套设有至少两个板状体的情况下，至少两个所述板状体形状相同或不同，且至少两个所述板状体沿所述柱状体的轴向间隔分布。
10.在一可实施方式中，所述框架为高分子硬质材料的柱体结构。
11.在一可实施方式中，所述板状体采用轻质金属材料制成，且所述柱状体连接在所述板状体的几何中心处。
12.在一可实施方式中，所述板状体的厚度为0.2mm~0.8mm。
13.在一可实施方式中，所述柱状体采用弹性模量为e的金属材料制成，其中，e为70gpa~210gpa。
14.一种车辆，包括驾乘室，所述驾乘室采用前述的车辆驾乘室结构。
15.本发明具有的有益效果如下：本发明的驾乘室内设置有隔声材料结构，该隔声材料结构的元胞不需要薄膜张力，因此不存在失效问题；其伞状谐振单元封装在容置空间内，能有效保护功能件的自身安全，耐久性能较好，且具备一定的承载能力，特别适应驾乘室内的空间；再有，基于伞状谐振单元，在容置空间内部形成弯曲声腔流道，能够实现较小厚度控制较低的声波频率。本发明的驾乘室能对各种噪声进行抑制，提供了更佳的驾乘体验。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
17.图1为根据本发明一个示例性实施例车辆驾乘室的隔声材料结构的示意图；图2a为根据本发明一个示例性实施例车辆驾乘室的隔声材料结构的元胞的爆炸图；图2b为图2a中的元胞的剖视图；图3为根据本发明另一个示例性实施例车辆驾乘室的隔声材料结构的元胞的结构图；图4a为根据本发明再一个示例性实施例车辆驾乘室的隔声材料结构的元胞的结构图；图4b为图4a中的元胞的剖视图；图5a为根据本发明再一个示例性实施例车辆驾乘室的隔声材料结构的元胞的结构图；图5b为图5a中的元胞的剖视图；图6为根据本发明再一个示例性实施例车辆驾乘室的隔声材料结构的元胞的隔声量曲线图。
18.图中标号说明：10、元胞；11、框架；111、侧板；112、第一面板；1121、第一盲孔；113、第二面板；1131、第二盲孔；101、容置空间；103、弯曲声腔流道；1031、第一声腔流道；1032、第二声腔流道；12、谐振单元；121、柱状体；122、板状体；1221、第一板状体；1222、第二板状体；1223、第三板状体。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.下面将结合附图详细地说明本发明的实施例。
21.如图1、图2a和图2b所示，本发明一个实施例车辆驾乘室的隔声材料结构，该隔声材料结构作为整体可以安装于驾乘室的侧壁，驾乘室的地板如邻近发动机处，或安装于驾乘室的顶部等，以实现对噪声的抑制，为驾乘室提供噪声更低的空间。本发明的车辆驾乘室的隔声材料结构包括沿x、y方向周期性排列的多个元胞10，元胞10包括框架11以及谐振单元12，框架11具有容置空间101，谐振单元12封装在容置空间101内。其中，谐振单元12包括柱状体121和板状体122，板状体122套设在柱状体121上使整个谐振单元12呈撑开的伞状，板状体122将容置空间101在z方向上分隔成至少两个第一声腔流道1031，且板状体122的外缘与框架11的内侧之间形成有第二声腔流道1032，至少两个第一声腔流道1031相互间通过第二声腔流道1032连通，从而第一声腔流道1031与第二声腔流道1032形成相互连通的弯曲声腔流道103，由于在容置空间101内部形成弯曲声腔流道，能够实现较小厚度控制较低的声波频率。应当能理解地，由于要形成相互连通的弯曲声腔流道，板状体122的外缘与框架11的内侧之间具有间隙，此处的“内侧”是指框架11的更靠近容置空间101的一侧。
22.在未示出的实施例中，隔声材料结构根据降噪需要，也可以仅包括一个元胞10。
23.框架11可以为高分子硬质材料的柱体结构，具体来说，可以是一个底部或/和顶部开槽的圆柱体、立方体、长方体、正六棱柱，或其他横截面为规则形状的柱体结构，框架11材料可选择高分子硬质材料，如尼龙、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（简称eva）等。对于包括多个元胞10的隔声材料结构，多个元胞10可以是具有统一的框架11，且紧邻的每四个元胞的框架形成田字格状，此处的“统一”，是指形状、尺寸大小皆一样。
24.本发明的实施例中，为了方便形成容置空间101，框架11包括侧板111、第一面板112和第二面板113，侧板111与第一面板112相围合形成一端开口的容置空间101，第二面板113盖设在容置空间101的开口处且与第一面板112相对，由于第一面板112和第二面板113主要作用是封盖容置空间101，第二面板113和第一面板112可以统称为封板。
25.本发明的一个实施例中，侧板111与第一面板112可以是如图2a所示的一体成型结构，元胞10在制作时，谐振单元12放置于侧板111与第一面板112围合形成的容置空间101中，再由第二面板113进行覆盖，胶合后完成整体结构。
26.本发明的一个实施例中，侧板111与第一面板112还可以是如图3所示的分体结构，对于如图3所示的结构，侧板111围合形成底部和顶部皆开口的容置空间101，元胞10在制作时，第一面板112覆盖住底部开口，谐振单元12从顶部开口放置于框架11的容置空间101中，再由第二面板113覆盖顶部开口，然后胶合后完成整体结构。
27.为了方便将谐振单元12设置在容置空间101内，第一面板112上开设有第一盲孔1121，柱状体121的一端插接在第一盲孔1121内，且柱状体121与第一面板112满足垂直条件，应当能理解地，此处的满足垂直条件，是指柱状体121与第一面板112在公差允许范围内垂直。进一步地，第二面板113上开设有第二盲孔1131，柱状体121的另一端插接在第二盲孔
1131内。
28.第一面板112、第二面板113与侧板111的材质可以相同，本公开的一个实施例中，第一面板112、第二面板113与侧板111的材质皆为尼龙。第一面板112的形状、第二面板113的形状与侧板111围合而成的形状相适应，以便通过粘接能形成容置空间101，以图2a所示的结构来说，侧板111围合形成截面形状为方形的容置空间101，第一面板112和第二面板113皆为方形，在未示出的实施例中，侧板111围合形成截面形状为圆形的容置空间101，第一面板112和第二面板113皆为圆形。当然，侧板111围合形成截面形状还可以是别的形状，如：五边形、六边形等等，在此就不一一举例。
29.容置空间101的深度由谐振单元12的整体结构决定，且通常情况下柱状体121的两端采用相同尺寸。
30.本发明的实施例中，板状体122采用轻质金属材料制成，且柱状体121连接在板状体122的几何中心处。板状体122的形状可以为圆形、正方形、长方形、正六边形等几何形状，板状体122可以选择铝或其他轻质金属材料制成。
31.板状体122的厚度为0.2mm~0.8mm，如为0.2mm，0.4mm，0.6mm，0.8mm等等，从而板状体122为薄板。
32.本发明的实施例中，柱状体121采用弹性模量为e的金属材料制成，其中，e为70gpa~210gpa，如为70gpa、150gpa、210gpa等等，从而有利于谐振频率与目标声波频率一致，实现结构的等效负质量密度，从而达到隔声降噪的目标。具体来说，柱状体121可以采用铁或钢等其他弹性模量较大的金属制成，柱状体121可以为圆柱、四棱柱、正六棱柱等截面规则的柱体。
33.图2a和图3所示的元胞10中，套设在柱状体121上的板状体122为一个。在实际应用中，套设在柱状体121上的板状体122并不局限于一个。
34.在本发明的一个实施例中，如图4a和图4b所示，元胞10包括框架11以及谐振单元12，框架11具有容置空间101，谐振单元12封装在容置空间101内，谐振单元12包括柱状体121和板状体122，板状体122套设在柱状体121上，板状体122为两个，为了以示区别，两个板状体122分别称为第一板状体1221和第二板状体1222，第一板状体1221和第二板状体1222沿柱状体121的轴向间隔分布，从而谐振单元12整体呈撑开的伞状，第一板状体1221和第二板状体1222将容置空间101在z方向上分隔成三个第一声腔流道1031，第一板状体1221的外缘与框架11的内侧之间、第二板状体1222的外缘与框架11的内侧之间皆形成有第二声腔流道1032，三个第一声腔流道1031相互间通过第二声腔流道1032连通，从而第一声腔流道1031与第二声腔流道1032形成相互连通的弯曲声腔流道103。
35.第一板状体1221和第二板状体1222的形状可以相同，也可以不同。例如，第一板状体1221和第二板状体1222可以皆为圆形，但第一板状体1221的大小与第二板状体1222的大小不同。或者，第一板状体1221可以为圆形，第二板状体1222可以为正方形等等。当然，第一板状体1221和第二板状体1222的组合还可以是别的组合方式，在此就不一一举例说明。
36.在本发明的一个实施例中，如图5a和图5b所示，元胞10包括框架11以及谐振单元12，框架11具有容置空间101，谐振单元12封装在容置空间101内，谐振单元12包括柱状体121和套设在柱状体121上的板状体122，板状体122为三个，为了以示区别，三个板状体122分别称为第一板状体1221、第二板状体1222和第三板状体1223，第一板状体1221、第二板状
体1222和第三板状体1223沿柱状体121的轴向间隔分布，从而谐振单元12整体呈撑开的伞状，第一板状体1221、第二板状体1222和第三板状体1223将容置空间101在z向上分隔成四个第一声腔流道1031，第一板状体1221的外缘与框架11的内侧之间、第二板状体1222的外缘与框架11的内侧、第三板状体1223与框架11的内侧之间皆形成有第二声腔流道1032，四个第一声腔流道1031相互间通过第二声腔流道1032连通，从而第一声腔流道1031与第二声腔流道1032形成相互连通的弯曲声腔流道103，基于如此结构的谐振单元12，同样能够实现较小厚度控制较低的声波频率。
37.第一板状体1221、第二板状体1222和第三板状体1223的形状可以相同，也可以不同。例如，第一板状体1221、第二板状体1222和第三板状体1223可以皆为圆形，但第一板状体1221的大小、第二板状体1222的大小和第三板状体1223的大小不同。或者，第一板状体1221可以为圆形，第二板状体1222可以为正方形，第三板状体1223可以为长方形等等。当然，第一板状体1221、第二板状体1222和第三板状体1223的组合还可以是别的组合方式，在此就不一一举例说明。
38.在未示出的实施例中，套设在柱状体121上的板状体122并不局限于一个、两个或三个，还可以是四个、五个等等。
39.为了方便理解本发明的有益效果，对本发明一个实施例的元胞10进行了测试，测试结果如图6所示，从图6可以看出，本发明的元胞隔声量较好，且针对200hz以下的噪声也有较高的隔声量。
40.本发明车辆驾乘室的隔声材料结构，尤其是对于包括周期性排列的多个元胞来说，多个元胞可以保持统一的侧板和封板结构（即统一的框架），仅调整伞状谐振单元尺寸或形式即可实现不同的结构形式，从而可对不同的噪声频率提供不同的解决方案。
41.本发明车辆驾乘室的隔声材料结构，尤其是对于包括周期性排列的多个元胞来说，多个元胞可以保持统一的侧板和封板结构，通过阵列不同的伞状谐振单元（不同的尺寸或形式）即可实现不同的结构形式，从而可对不同的噪声频率提供不同的解决方案。
42.本发明车辆驾乘室的隔声材料结构，还可以保持统一的侧板和封板结构，仅伞状谐振单元的板状体可以为两层或多层结构，且尺寸或形式也可替换，继而实现不同的结构形式，从而可对不同的噪声频率提供不同的解决方案。
43.也就是说，借助本发明车辆驾乘室的隔声材料结构，通过不同伞状谐振单元尺寸或结构的组合阵列，可以衍生其他多种形式的复合降噪结构，形成多个频率点的高隔声峰设计，不仅能提高隔声高度，同时拉宽隔声广度，而且能为实现超宽中低频段隔声设计提出更多结构，能进一步拓展隔声超材料的应用情景，降低狭促空间内的噪声水平。
44.对于组合阵列方式，多个元胞10沿x方向可以是以第一排列规律排列，沿y方向可以是以第二排列规律排列，第一排列规律与第二排列规律可以相同，也可以不同。
45.在本发明的一个实施例中，行上的m个元胞，从、
……
至，每个元胞具有一个板状体，且m个元胞除板状体截面尺寸不同外，其余完全相同，例如，板状体的截面直径先增大后减小；行上的n个元胞，每个元胞具有一个板状体，且n个元胞，除板状体截面尺寸不同外，其余完全相同，例如，从、
……
至，板状体的截面直径也先增大后减小，即第一排列规律与第二排列规律相同。
46.在本发明的一个实施例中， 行上的m个元胞，从、
……
至，每
个元胞具有一个板状体，且m个元胞除板状体截面尺寸不同外，其余完全相同，例如，板状体的截面直径先增大后减小；行上的n个元胞，每个元胞具有一个板状体，且n个元胞除板状体截面尺寸不同外，其余完全相同，例如，从、
……
至，板状体的截面直径先减小后增大，即第一排列规律与第二排列规律不同。
47.在本发明的一个实施例中，车辆驾乘室的隔声材料结构是以一个元胞阵列扩展而成，也就是说，本发明车辆驾乘室的隔声材料结构的多个元胞具有完全相同的形状和尺寸。 综合上述可以看出，本发明车辆驾乘室的隔声材料结构，由于不需要薄膜张力，因此不存在失效问题；另外，谐振单元封装在容置空间内，能有效保护功能件的自身安全，耐久性能较好，且具备一定的承载能力，能适应不同应用场景需要，再有，基于伞状谐振单元，在容置空间内部形成弯曲声腔流道，能够实现较小厚度控制较低的声波频率。
48.再有，对于包括周期性排列的多个元胞的隔声材料结构来说，在保持统一的侧板和封板结构的情况下，成品结构外表面平整，不影响其他设施布置。
49.本发明实施例还记载了一种车辆，包括驾乘室，所述驾乘室采用前述的车辆驾乘室结构。该驾乘室具有驾乘空间，驾乘空间内设置有前述实施例的隔声材料结构。
50.本发明的驾乘室内设置有隔声材料结构，该隔声材料结构的元胞不需要薄膜张力，因此不存在失效问题；其伞状谐振单元封装在容置空间内，能有效保护功能件的自身安全，耐久性能较好，且具备一定的承载能力，特别适应驾乘室内的空间；再有，基于伞状谐振单元，在容置空间内部形成弯曲声腔流道，能够实现较小厚度控制较低的声波频率。本发明的驾乘室能对各种噪声进行抑制，提供了更佳的驾乘体验。
51.本发明的描述中，需要理解的是，方位词所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内”、“外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
52.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述图中所示的一个或多个部件或特征与其他部件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语不但包含部件在图中所描述的方位，还包括使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件被整体倒置，则部件“在其他部件或特征上方”或“在其他部件或特征之上”的将包括部件“在其他部件或构造下方”或“在其他部件或构造之下”的情况。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。此外，这些部件或特征也可以其他不同角度来定0位（例如旋转90度或其他角度），本文意在包含所有这些情况。
53.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组合。
54.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式能够以除了在这里图示
或描述的那些以外的顺序实施。
55.本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。