JP2006153926A

JP2006153926A - 複合吸音構造体

Info

Publication number: JP2006153926A
Application number: JP2004340170A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tamata; 青滋霊田; Kiyoshi Shimizu; 潔清水; Koji Ikeda; 浩二池田; Kazuyoshi Iida; 一嘉飯田
Original assignee: Bridgestone KBG Co Ltd
Current assignee: Bridgestone KBG Co Ltd
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】多孔質材料の厚さや空気層を増やさないで、５００〜１ＫＨｚの音域の吸音率を改善する方法を提供するもので、実用的な複合吸音構造体を提供しようとするものである。
【解決手段】音波を透過する網目構造体Ａと網目構造体Ｂの間に、膜状或いは薄板状材料Ｃを挟み、これらを部分的に相互に固定Ｄして複層構造体を得、更に、当該複合構造体の網目構造体Ｂと多孔質吸音材Ｅとを密着複合化した複合吸音構造体。Ａ、Ｂ‥アルミ網目構造体、Ｃ‥アルミ箔、Ｄ‥リベット固定部、Ｅ‥ポリエステル繊維吸音体。
【選択図】図１

Description

本発明は、騒音低減や音場調整に用いられる吸音技術に関するものである。

多孔質材料にはグラスウールやロックウール等の無機繊維系のもの、ポリエステル等の高分子繊維系のもの、発泡軟質ウレタン等の樹脂発泡系のもの等がある。これら多孔質材料は中・高音域用吸音材として優れた吸音材料であるが、中・高音域に加え、低音域の吸音率を大きくするためには、多孔質材料を厚くするか或いは空気層を取る等しなければならない。しかしながら、施工する個所のスペースの関係で複合吸音構造体の厚さがとれない場合には中音域では吸音率が不足する場合が良くある問題である。即ち、諸事情により吸音特性面、構造設計面、重量面、費用面等で適用が難しいケースがよく見られた。

騒音でよく問題になる周波数帯域は５００〜２ＫＨｚであるが、例えば、ポリエステル繊維系（密度３５ｋｇ／ｍ３）の吸音特性（垂直入射法）は厚さ３５ｍｍでは、５００Ｈｚで２０％、１ＫＨｚで４０％程度の吸音率しかない。これを改善するために、表面保護を兼ねて大抵の場合不織布を表面に貼り付けるが、これによっても、１ＫＨｚでは７０％位までに改善されるものの、５００Ｈｚでは４０％位にしか改善されないということが判明している。

更に、吸音性能を改善するためには、前記したように多孔質材料であるポリエステル繊維を厚くするか空気層を吸音材料の後ろに設けることが従来行われていることであるが、例えばトータルの吸音構造体の厚さが５０ｍｍ以上になり、スペースに制限がある場合には適用できないという事態も生じる。こうしたことは、他の多孔質材料であるグラスウールや軟質ウレタンフォーム等も同様な事態を生じる。

多孔質材料の厚さや空気層を増やさないで、５００〜１ＫＨｚの音域の吸音率を改善する方法を提供するもので、具体的な複合吸音構造体を提供しようとするものである。

本発明の要旨は、音波を透過する網目構造体Ａと網目構造体Ｂの間に、膜状或いは薄板状材料Ｃを挟み、これらを部分的に相互に固定Ｄして複層構造体を得、更に、当該複合構造体の網目構造体Ｂと多孔質吸音材Ｅとを密着複合化した複合吸音構造体に係るものである。

本発明は、上記のような構成を有しており、従来の中・高音域は勿論ではあるが、吸音構造体の厚みを増すことなく、低音域の吸音率を大きくすることができた複合吸音構造体が提供可能となったものである。

複合吸音構造体として特許文献１が公知である。しかるに、かかる技術は透光性吸音材と透光性遮音材とを空間を隔てて、枠材に組み込み配置したもので、透光性吸音材は音源側に配置され、空間を隔てた透光性遮音材とともにその周囲を枠材で固定し、かつ、透光性防音板の内部には内部吸音材を配置している。従って、透光性を前提としているため、網目はできるだけ大きく（３〜５０ｍｍ）し、膜が網目構造間でできるだけ自由に動けるような構造である。つまり音圧で励振した場合、膜が振動し、その一部が網目構造体の一部と接触し、その部分で熱エネルギ−に変換し、吸音性を出すものである。

特開２００２−３１７４０８号公報

本発明は、網目構造体Ａ、膜或いは薄板状材料Ｃ、網目構造体Ｂを積層し、これらを部分的に相互に固定Ｄして複合構造体を得、これに多孔質吸音材Ｅを密着複合化した複合吸音構造体で、多孔質材料とを一体複合化することによって構造的ロスを増大させたものである。

即ち、音響入射エネルギーによって構造全体が励振されることにより、屈曲振動することで、各層間でのフリクションによる熱エネルギー変換、膜或いは薄板の部分的な共振、多孔質材料の繊維（グラスウール、ポリエステル繊維等）或いは膜（軟質ウレタンフォーム等）の振動による熱エネルギー変換により、多孔質材料の厚さを増したり空気層を設けずに、即ち、複合構造体の厚さを殆ど変えることなく、中低音域の吸音性能を大幅に向上させることができたものである。

上記特許文献１との違いについて特に言えば、膜或いは薄板を網目構造体でサンドイッチし、できるだけ相互を密着させて、一体に振動させ、層間でのフリクションを高めると同時に、膜だけでなく複合体として多質点系の動きをさせ、熱エネルギ−の変換効率を高め、広帯域で高い吸音特性を得ようとするものであり、基本的な技術思想が異なるものである。

尚、比較的剛性感のある骨格のみのウレタンフォームや高分子系不織布、金属系の繊維を固めたもの等を組み合わせて本発明の複合吸音構造体を構成する場合には、それ自体の膜に接触する面と膜面とが十分に摩擦するために、複層構造体の後者に接触する網目構造は外すことも可能である。

前記網目構造体Ａ、Ｂにおける金属系材料の例は、アルミ、鉄、ステンレス、高分子材料の例は各種樹脂、木質系材料の例は紙等が挙げられる。この構造体Ａ、Ｂの開口の大きさは０．５〜５ｍｍ以下が好ましい。

前記膜状或いは薄板状材料Ｃは、上記の網目構造体Ａ、Ｂにおける金属系材料、高分子系材料、木質系材料が適用可能である。その厚さも１０〜１００μ程度が好ましい。

網目構造体Ａ、膜或いは薄板状材料Ｃ、網目構造体Ｂを積層し、これらを部分的に相互に固定Ｄする具体例としては、ホッチキス、リベット、溶着、縫製等が挙げられる。固定数は、通常は１０ｃｍ×１０ｃｍに１〜１０個程度である。

多孔質材料Ｅは、グラスウール、ロックウール、ポリエステル繊維等や軟質ウレタンフォーム等が例示され、比較的柔軟性のある材料或いは不撒布、金属製繊維等を固めたもの等、ある程度弾性があり剛性感のあるものからなるものである。これらの多孔質材料は、音の入射エネルギーが材料内に入り、振動させること或いは材料の中を空気が出入りすることで入射する音響エネルギーを熱エネルギ−に変換することで、吸音性能を発揮するものである。その密度は２０〜１００ｋｇ／ｍ３が好ましい。

以下、実施例をもって本発明を更に詳細に説明する。尚、吸音率の測定には、音響管による２マイクロフォン法垂直入射吸音率測定装置を用いた。

（比較例１）
ポリエステル繊維（密度３５ｋｇ／ｍ３、厚さ３５ｍｍ）を単体とした多孔質材料のみの吸音構造体の例である。この例では、音の入射エネルギーが材料内に入り、繊維を振動させ、材料の中を空気が出入りすることで入射する音響エネルギーを熱エネルギ−に変換させ、吸音性能を発揮させるものである。

（実施例１）
本発明の複合吸音構造体は、図１に示すようにアルミ網目構造体（メッシュ１６）Ａ十アルミ箔（厚さ：３μ）Ｃ＋アルミ網目構造体（メッシュ１６）ＢをリベットＤで固定（５点／１００ｍｍφ）Ｄしたものを、ポリエステル繊維吸音体（密度：３５ｋｇ／ｍ３、厚さ：３５ｍｍ）Ｅに密着させて複合吸音構造体としたものである。

この例では、網目構造体、膜材料、網目構造体、多孔質材料とを一体複合化することによって構造的ロスを増大させ、音響入射エネルギーによって構造全体が励振されることにより、屈曲振動することで、各層間でのフリクションによる熱エネルギー変換、膜の部分的な共振、多孔質材料の繊維或いは膜の振動による熱エネルギー変換によって、中低音域の吸音性能を改良せんとしたものである。

図２は上記各例を上記の垂直入射法吸音率測定装置で、各試験サンプルの吸音率の測定した結果を示す。この結果、本発明によれば、多孔質材料のみの場合では実現できない中低音域で優れた吸音性能を発揮できたものであり、吸音特性が大幅に改善されており、その有効性が証明されたものである。

以上のように、本発明で構成される複合吸音構造体は、これを構成する各材料を要求される吸音率、許容スペース等使用面での制約条件に対して適切な材料種別、網目等のメッシュの大きさ（凡そ１０メッシュ以下）、膜状或いは薄板状材料の厚さ（凡そ０．１ｍｍ以下）、多孔質材料の密度、厚さ等を選ぶことにより、要求された周波数帯域の吸音特性に適合した複合吸音構造を実現できるものである。

本発明の複合吸音構造体は、鉄道・道路分野の遮音壁或いはトンネル内に使われる吸音構造部分、建築分野の騒音低減に用いられる吸音構造部分、自動車、建機、農機等のエンジン周りや車室、キャビン内の騒音低減のための吸音構造部分、家電製品やＡＶ機器の騒音低減のための吸音構造部分、音楽室、ホール、オーディオルーム等の音場特性調整のための吸音構造部分等幅広く適用できるものである。

図１は複合吸音構造体を示す図である。図２は垂直入射吸音率を示す図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ‥アルミ網目構造体、
Ｃ‥アルミ箔、
Ｄ‥リベット固定部、
Ｅ‥ポリエステル繊維吸音体。

Claims

音波を透過する網目構造体Ａと網目構造体Ｂの間に、膜状或いは薄板状材料Ｃを挟み、これらを部分的に相互に固定Ｄして複層構造体を得、更に、当該複合構造体の網目構造体Ｂと多孔質吸音材Ｅとを密着複合化したことを特徴とする複合吸音構造体。
前記複合構造体の裏面に、孔明板或いはルーバーを設けた請求項１記載の複合吸音構造体。
前記網目構造体Ａ及びＢは、金属系材料或いは高分子系材料である請求項１記載の複合吸音構造体。
前記膜状或いは薄板状材料は、金属系材料、高分子系材料、木質系材料である請求項１記載の複合吸音構造体。
前記網目構造体Ａ、膜状或いは薄板状材料、網目構造体Ｂは、ホッチキス、リベット、溶着、縫製等によって、部分的に相互に固定Ｄされた請求項１記載の複合吸音構造体。