JP6478471B2 - 吸音材 - Google Patents

Description

本発明は、気泡ボードを材料とする吸音材に関するものである。

従来、この種の吸音材として、気泡を形成するための複数の突起を有するキャップシートと、このキャップシートの突起の開放側に添接され前記各突起に対応した複数の気泡を形成するバックシートと、前記キャップシートの突起の先端側に添設されたライナーシートとを少なくとも備え、前記バックシートと前記ライナーシートとの間に、前記各突起内に形成された空気室と、前記各突起外に形成された非空気室とを備えた気泡ボードを加工して作られたものが種々知られている（例えば、下記特許文献１または２を参照）。

これらの吸音材は、多数の空気室にバックシート側またはライナーシート側から多数の小孔を開けることで、当該空気室及び小孔をいわゆるヘルムホルツ共鳴器として利用している。すなわち、小孔が開けられた面を音源側に向けて、音源から発せられる音を小孔から空気室内に侵入させ、空気室内でエネルギーを減衰させることで、吸音効果を発現させるようにしている。しかしながら、これらの吸音材は十分な性能を有していない、という不具合があった。

特開平１０−２４５９０７号公報 実開昭５７−１０７６７７号公報

本発明者らは、上述した不具合の原因を究明したところ、以下のような現象が生じていることを知得した。すなわち、小孔より空気室内に侵入した音は、空気室内で反響しエネルギーが減衰する一方、同時に空気室を構成するキャップシートの突起を振動させ、当該突起を境界にして空気室と隣接する非空気室に伝播することとなる。キャップシートとバックシートとの間で有限空間が形成された空気室と異なり、非空気室は、吸音材の端部において吸音材外部と連通する無限空間が形成されている。そのため、小孔から空気室内に侵入した後突起を介して非空気室に伝播された音は、吸音材の端部から漏れ出てしまい、これにより、吸音材としての性能が十分なものとは言えなくなっていた。

しかして、本発明は、吸音性能を向上させた気泡ボードを材料とする吸音材を提供することを目的としている。

本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明に係る吸音材は、気泡を形成するための複数の突起を有するキャップシートと、このキャップシートの突起の開放側に添接され前記各突起に対応した複数の気泡を形成するバックシートと、前記キャップシートの突起の先端側に添設されたライナーシートとを少なくとも備え、前記バックシートと前記ライナーシートとの間に、前記各突起内に形成された空気室と、前記各突起外に形成された非空気室とを備えた気泡ボードを材料とする吸音材であって、前記気泡ボードにより作られた吸音材本体に前記空気室を外部に連通させる小孔を設けるとともに、前記吸音材本体の端面を前記吸音材本体と別体であり前記キャップシートの突起を介して突起の外に伝播した音が外部に漏出することを抑制すべく設けられる封止部材により封止してその端面における前記非空気室と外部との連通を遮断していることを特徴とする。

前記吸音材本体が、複数の小孔及びこれら小孔に対応する空気室を備えたものである場合の好適な一態様としては、前記小孔の大きさを相互に異ならせているものが挙げられる。

また、前記吸音材本体が、複数の小孔及びこれら小孔に対応する空気室を備えたものである場合の好適な他の態様としては、前記空気室の容積を相互に異ならせているものが挙げられる。

前記吸音材本体の具体的な一例としては、バックシート及び／またはライナーシートに前記非空気室を外部に連通させる小孔を設けたものが挙げられる。

前記吸音材本体は、バックシートに前記小孔を設けたものが好ましい。
前記吸音材本体が、バックシートに設けた複数の前記小孔及びこれら小孔に対応する空気室を備えたものであれば、前記空気室を外部に連通させる開口部である前記小孔周辺の前記バックシートの厚み寸法をそれぞれ異ならせて前記開口部の実長を変えたものであるとさらに好ましい。

本発明は、以上のような構成であるから、吸音性能を向上させた気泡ボードを材料とする吸音材を提供できる。

本発明の第１実施形態にかかる吸音材を示す外観斜視図。 同実施形態にかかる吸音材を一部破断して示す分解斜視図。 同実施形態にかかる吸音材を示す平面図。 図３におけるＡ−Ａ線断面図。 本発明の第２実施形態にかかる吸音材を示す平面図。 図５におけるＢ−Ｂ線断面図。 本発明の第３実施形態にかかる吸音材を示す平面図。 図７におけるＣ−Ｃ線断面図。 本発明の第４実施形態にかかる吸音材を示す平面図。 図９におけるＤ−Ｄ線断面図。 本発明の第５実施形態にかかる吸音材の図４に対応する断面図。 本発明に関連する第１の参考例にかかる吸音材を示す外観斜視図。 本発明に関連する第２の参考例にかかる吸音材を示す外観斜視図。 本発明に関連する第３の参考例にかかる吸音材を示す外観斜視図。

＜第１実施形態（図１〜図４）＞
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４を参照して説明する。

本実施形態にかかる吸音材１は、車両や建築、組み立て資材等における内装用吸音材として用いられるものであり、気泡ボード４により作られている。具体的には、この吸音材１は、３層構造をなす合成樹脂製の気泡ボード４を材料とするもので、この気泡ボード４を所望の形状に切断して形成された吸音材本体２と、この吸音材本体２の端面２１を封止する封止部材３とを備えたものである。

前記気泡ボード４は、気泡４４を形成するための複数の突起４７を有するキャップシート４１と、このキャップシート４１の突起４７の開放側に添接され前記各突起４７に対応した複数の気泡４４を形成するバックシート４２と、前記キャップシート４１の突起４７の先端側に添設されたライナーシート４３とを少なくとも備えている。

前記キャップシート４１は、平面視円形状をなす多数の突起４７を備えた立体構造をなすものであり、各突起４７は幅方向に沿って一列に並んでいるとともに、流れ方向に沿って千鳥配置されている。本実施形態のキャップシート４１は、突起４７が成形されてない箇所の厚み寸法が約９５０μｍであり、突起４７の高さ寸法が約９ｍｍ、直径が約１６ｍｍである。なお、キャップシート４１の突起４７が成形されてない箇所の好ましい厚み寸法は、３５０μｍ〜１７００μｍであり、突起４７の好ましい高さ寸法は、４ｍｍ〜２０ｍｍであり、突起４７の好ましい直径は５ｍｍ〜２５ｍｍ程度である。

前記バックシート４２は、前記キャップシート４１の一面に添接される平坦なもので、キャップシート４１の突起４７と協働して密閉空間である多数の気泡４４を形成する。本実施形態のバックシート４２は、キャップシート４１と同じ厚み寸法、具体的には５００μｍの厚み寸法を有する。なお、バックシート４２の好ましい厚み寸法は、２８０μｍ〜１５００μｍである。

前記ライナーシート４３は、前記キャップシート４１の他面に添接される平坦なものである。本実施形態のライナーシート４３は、キャップシート４１及びバックシート４２と同じ厚み寸法、具体的には８００μｍの厚み寸法を有する。なお、ライナーシート４３の好ましい厚み寸法は、１８０μｍ〜１５００μｍである。

なお、キャップシート４１、バックシート４２、ライナーシート４３の各部の寸法は、上述したものに限られないのはもちろんである。

以上のような気泡ボード４（中空板材）の材料樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂等を挙げることができる。

そして、前記バックシート４２と前記ライナーシート４３との間には、前記各突起４７内に形成された空気室４５と、前記各突起４７外に形成された非空気室４６とを備えてなる。前記各空気室４５は、前記各突起４７内に形成されたもので、具体的には、前記キャップシート４１の突起４７内面側と、このキャップシート４１の突起４７開放側に密着された前記バックシート４２との間に形成される密閉された有限空間である。前記気泡ボード４は、複数の空気室４５を備えており、各空気室４５は互いに独立している。一方、前記非空気室４６は、前記各突起４７外に形成されたもので、具体的には、前記キャップシート４１の突起４７外面側と、このキャップシート４１の突起４７先端側に密着された前記ライナーシート４３との間に形成される無限空間である。この非空気室４６は、気泡ボード４の端部を介して外部に連通している。しかして、前記気泡ボード４は、前記複数の空気室４５以外の部分に単一の非空気室４６を備えている。なお、前記空気室４５には空気が充満しているとともに、前記非空気室４６にも空気が充満している。

以上のような気泡ボード４を所定の大きさ及び形状に切断して、前記吸音材本体２を形成する。しかして、本実施形態にかかる吸音材１は、前記気泡ボード４を利用して製造されたものであり、前記気泡ボード４の全部または一部と同一の構造を有する吸音材本体２に前記空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記封止部材３により前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における前記非空気室４６と外部との連通を遮断している。

前記小孔２２は、前記バックシート４２側に穿設され前記空気室４５と外部とを連通する貫通孔で、前記空気室４５内の空気と協働して後述するヘルムホルツ共鳴器を形成し得る大きさを有したものである。前記小孔２２は、前記各空気室４５に対して１つずつ設けられており、前記バックシート４２側に適宜のピッチで配設されている。具体的には、前記各小孔２２は、前記バックシート４２における各空気室４５に対応する中央部分、換言すれば前記有限空間の中庸な位置に開口するべく穿設されたもので、直径が約１．５ｍｍ〜５．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。なお、各小孔２２の直径は、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍが好ましい。０．３ｍｍより小さいと加工が困難であり、１２．０ｍｍを超えると加工が困難である上に、吸音材１の厚み方向の剛性が低下する。なお、小孔２２の直径は、突起４７の直径に対応させて種々変更可能であるのはもちろんである。また、前記小孔２２の形成方法としては、ドリル、針、パンチング等種々適用可能である。

前記封止部材３は、前記吸音材本体２の端面２１（側面）を覆う板状のものであって、例えば、平面視矩形状をなす吸音材本体２の四方全ての小口端面２１を塞ぐように配されている。この封止部材３は、例えば前記気泡ボード４で列挙したような素材からなる合成樹脂製のもので、前記吸音材本体２の端面２１に熱融着により接合されている。なお、封止部材３の吸音材本体２への接合方法は、接着剤等を用いた接着によるものであってもよいのはもちろんである。

次に、本実施形態の吸音材１の吸音作用について説明する。

本実施形態の吸音材１は、前記小孔２２を介して前記空気室４５と外部との連通を許容することにより、小孔２２による径の小さい開口部と、その背後に位置する空洞部たる前記空気室４５とを備えた構造を有している。そして、この開口部に存在する空気が塊となり、この塊に対して前記空気室４５がバネのような働きをする。このように、前記小孔２２が設けられるバックシート４２側に作用した音を前記キャップシート４１及びバックシート４２により形成される前記空気室４５内に直接導いて、前記空気室４５の内壁に反射させ、キャップシート４１の突起４７を振動させる。本実施形態の吸音材１は、以上のようにして音のエネルギーを減衰させて吸音効果を得る、いわゆるヘルムホルツ共鳴器の原理を用いている。

このヘルムホルツ共鳴器とは、開口部の断面積（すなわち小孔２２の開口面積）や、開口部の実長（すなわち小孔２２が形成されるバックシート４２の厚み寸法）、空気部の容積（すなわち、突起４７の大きさ）等、ヘルムホルツ共鳴器を構成する各要素に応じて、特定の周波数で共振運動が生じることが知られている。しかして、本実施形態の吸音材１は、前記開口部の断面積、開口部の実長、空気部の容積に依存する特性を備えたヘルムホルツ共鳴器となり、これらの値を適宜設定することにより吸音率を大幅に向上させることができる。

なお、本実施形態においては、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における前記非空気室４６と外部との連通を遮断しているため、前記突起４７を介して前記空気室４５から非空気室４６に伝播された音が前記非空気室４６の端部から外部に漏れ出るのを抑制できる。すなわち、前記封止部材３の働きにより、吸音材１の内部の非空気室４６に空気室４５と比較して巨大な密閉空間を形成することができるため、従来のような非空気室４６の端部を開放して無限空間としていたものに比べて吸音性能を向上させることができる。

以上に述べたように、本実施形態によれば、気泡４４を形成するための複数の突起４７を有するキャップシート４１と、このキャップシート４１の突起４７の開放側に添接され前記各突起４７に対応した複数の気泡４４を形成するバックシート４２と、前記キャップシート４１の突起４７の先端側に添設されたライナーシート４３とを備え、前記バックシート４２と前記ライナーシート４３との間に、前記各突起４７内に形成された空気室４５と、前記各突起４７外に形成された非空気室４６とを備えた気泡ボード４を材料とするものであって、前記気泡ボード４により作られた吸音材本体２に前記空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における前記非空気室４６と外部との連通を遮断していることを特徴とする吸音材１を構成した。

そのため、前記空気室４５で吸収した音の振動が突起４７を介して非空気室４６に伝播しても、吸音材１の端部から音が漏れなくなる。そのため、従来のものに比べて吸音性能を向上させることができる。

また、本実施形態の吸音材本体２は、複数の小孔２２及びこれら小孔２２に対応する空気室４５を備えたものであり、前記各小孔２２の大きさを同一としているため、比較的製造が容易なだけでなく、騒音対策が必要な周波数の音を効率的に吸音することができる。

さらに、本実施形態の吸音材本体２は、前記空気室４５の容積を同一としているため、比較的製造が容易であり、吸音材１の剛性も均一にすることができる。

特に、この吸音材本体２は、片面側、すなわちバックシート４２のみに前記小孔２２を設けたものであるので、吸音性能に対する方向性を持たせることができる。

また、本実施形態の外層を形成するバックシート４２及びライナーシート４３が、それぞれ均一な厚さをもつ平らな板状のものであるので、吸音性能を保ちつつ製造時の加工性を容易にすることができる。また、吸音材１の表面が平面なので、内装材等としての汎用性を有する。

さらに、本実施形態の吸音材１は、コア層となるキャップシート４１と、表層となるバックシート４２と、裏層となるライナーシート４３とからなる３層構造を有するものであるため、板厚方向への曲がり変形を生じにくくし、剛性をもたせることが可能となる。したがって、本実施形態の吸音材１によれば、吸音効果を有するとともに、その平板形状が強固に保持される構造的な強度をも持ち合わせた特徴を有し、剛性を必要とする産業分野に好適な吸音材１を提供することが可能となる。すなわち、従来の吸音材料として知られるスポンジやグラスウール等、構造部材の保持が必要な吸音材料とは異なり、室内や車室内、騒音発生源のカバー等にそのまま吸音材１として利用することができる。

具体的には、本実施形態にかかる吸音材１をモーターケースやエンジンカバー等の部品として使用した場合、騒音対策が必要な周波数と吸音周波数とを一致させることで、より消音効果を高める効果が期待できる。また、吸音材１の片面のみに小孔２２を配置することで、気密性を高め遮音効果をも期待できる。この他、自動車関連としては、内装用の床材やトランクボード、シェルフ、間仕切り材等に利用することができる。また、今後普及が予想される電気自動車においては、部材として軽量かつ静粛性がより求められるので、本実施形態にかかる吸音材１を内装材や消音材として好適に利用することができる。さらに、建築・土木関連としては、住宅内装用壁材や天井材等に利用可能性が高く、建設工事現場や工場、事務所の防音対策として、本実施形態にかかる吸音材１を利用することも考えられる。

また、本実施形態の吸音材１は、吸音材本体２の端面２１が封止部材３で封止されているため、水やほこり等の異物が吸音材本体２の内部に侵入してしまうことを好適に抑制できる。

＜第２実施形態（図５及び図６）＞
次に、本発明の第２実施形態にかかる吸音材１について、図５及び図６を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本実施形態の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５を外部に連通させる小孔２２ａ、２２ｂを設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２が、複数の小孔２２ａ、２２ｂ及びこれら小孔２２ａ、２２ｂに対応する空気室４５を備えたものであり、前記小孔２２ａ、２２ｂの大きさを相互に異ならせている点が第１実施形態と異なる。以下、詳述する。

前記気泡ボード４を構成するキャップシート４１は、平面視円形状をなす多数の突起４７を備えた立体構造をなすものであり、各突起４７は幅方向に沿って一列に並んでいるとともに、流れ方向に沿って千鳥配置されている。各突起４７の大きさ及び形状は、全て同じに設定してある。そして、各突起４７内に形成された各空気室４５は、同じ大きさ及び形状を備えており、それらの各容積も同一である。

前記吸音材本体２は、第１の列の空気室４５に対応させて形成された第１の小孔２２ａと、前記第１の列に隣接する第２の列の空気室４５に対応させて形成された第２の小孔２２ｂとを備えたものであり、前記第１の小孔２２ａの大きさと第２の小孔２２ｂの大きさとを相互に異ならせている。具体的には、前記各第１の小孔２２ａは、前記バックシート４２における第１の列の各空気室４５に対応する中央部分、換言すれば前記有限空間の中庸な位置に開口するべく穿設されたもので、直径が約１．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。一方、前記各第２の小孔２２ｂは、前記バックシート４２における第２の列の各空気室４５に対応する中央部分、換言すれば前記有限空間の中庸な位置に開口するべく穿設されたもので、直径が約５．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。

すなわち、本実施形態にかかる吸音材１では、ヘルムホルツ共鳴器を構成する要素のうち、開口部の実長（すなわち小孔２２ａ、２２ｂが形成されるバックシート４２の厚み寸法）と空気部の容積（すなわち、突起４７の大きさ）とを同一とするとともに、開口部の断面積（すなわち小孔２２ａ、２２ｂの開口面積）を異ならせた複数のヘルムホルツ共鳴器を備えている。

このようなものであれば、第１の実施形態に準じた効果が得られる。その上、第１の小孔２２ａとその背後の空気室４５とを主体として構成される第１のヘルムホルツ共鳴器で吸音される周波数と、第２の小孔２２ｂとその背後の空気室４５とを主体として構成される第２のヘルムホルツ共鳴器で吸音される周波数とを異ならせることができるため、吸音材１全体として、吸音性能を向上させることが可能となる。換言すれば、複数のピーク周波数が含まれている音に対して、複数種類の周波数、具体的には、第１の小孔２２ａから空気室４５に侵入し当該空気室４５内で共鳴する周波数と、第２の小孔２２ｂから空気室４５に侵入し当該空気室４５内で共鳴する周波数とを吸音できるので、吸音効果が現れる周波数帯域幅を広げるとともに、ピーク周波数音源に対して吸音効果を向上させることができる。

なお、小孔の大きさを相互に異ならせる方法は、上述したような（１）径を変えるものに限られず、例えば、（２）小孔の形状を変えたり（小孔の形状は、上述した平面視円形状には限られず種々変更可能である。小孔の形状は、ヘルムホルツ共鳴器を構成する要素のうち開口部の断面積に関係する）、（３）小孔周辺のバックシートの厚み寸法を異ならせて開口部の実長を変えたり、これら（１）〜（３）を組み合わせてもよいのはもちろんである。

また、小孔の直径の種類を複数にしたり、直径が異なる小孔の比率を任意に設定する等してもよい。すなわち、上述した第２実施形態では、第１の小孔及び第２の小孔の２種類の小孔を形成していたが、３種類以上の小孔を形成してもよい。さらに、各小孔の吸音材全体に対する比率も、上述したような第１の小孔を５０％、第２の小孔を５０％と各小孔を同割合で配置したものに限られず、例えば、第１の小孔を２０％、第２の小孔を８０％等のように、異なる割合で配置したものであってもよい。

＜第３実施形態（図７及び図８）＞
次に、本発明の第３実施形態にかかる吸音材１について、図７及び図８を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本実施形態の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５ａ、４５ｂを外部に連通させる小孔２２ａ、２２ｂを設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２が、複数の小孔２２ａ、２２ｂ及びこれら小孔２２ａ、２２ｂに対応する空気室４５ａ、４５ｂを備えたものであり、前記空気室４５ａ、４５ｂの容積を相互に異ならせている点が第１実施形態と異なる。以下、詳述する。

前記気泡ボード４を構成するキャップシート４１は、平面視円形状をなす多数の突起４７ａ、４７ｂを備えた立体構造をなすものであり、各突起４７ａ、４７ｂは幅方向に沿って一列に並んでいるとともに、流れ方向に沿って千鳥配置されている。本実施形態の各突起４７ａ、４７ｂの大きさは、第１の列と、この第１の列に隣接する第２の列とで異ならせてある。具体的には、第１の列に配された第１の突起４７ａは、突起４７ａの高さ寸法が約５ｍｍ、直径が約６ｍｍである。一方、第２の列に配された第２の突起４７ｂは、突起４７ｂの高さ寸法が約５ｍｍ、直径が約１２ｍｍである。そして、各突起４７ａ、４７ｂ内に形成された各空気室４５ａ、４５ｂの大きさは、前記第１の列と第２の列とで異なっており、第２の列の空気室４５ｂの容積が第１の列の空気室４５ａの容積に比べて大きくなるように設定してある。

前記吸音材本体２は、第１の列の空気室４５ａに対応させて形成された第１の小孔２２ａと、前記第１の列に隣接する第２の列の空気室４５ｂに対応させて形成された第２の小孔２２ｂとを備えたものであり、前記第１の小孔２２ａの大きさと第２の小孔２２ｂの大きさとは同じ大きさに設定してある。具体的には、前記各第１の小孔２２ａは、前記バックシート４２における第１の列の各空気室４５ａに対応する中央部分、換言すれば前記有限空間の中庸な位置に開口するべく穿設されたもので、直径が約１．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。一方、前記各第２の小孔２２ｂは、前記バックシート４２における第２の列の各空気室４５ｂに対応する中央部分、換言すれば前記有限空間の中庸な位置に開口するべく穿設されたもので、直径が約１．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。

すなわち、本実施形態にかかる吸音材１では、ヘルムホルツ共鳴器を構成する要素のうち、開口部の断面積（すなわち小孔２２ａ、２２ｂの開口面積）と開口部の実長（すなわち小孔２２ａ、２２ｂが形成されるバックシート４２の厚み寸法）とを同一とするとともに、空気部の容積（すなわち、突起４７ａ、４７ｂの大きさ）を異ならせた複数のヘルムホルツ共鳴器を備えている。

このようなものであれば、第１実施形態に準じた効果が得られるだけでなく、第２実施形態に準じた効果も得られる。すなわち、第１の小孔２２ａとその背後の空気室４５ａとを主体として構成される第１のヘルムホルツ共鳴器で吸音される周波数と、第２の小孔２２ｂとその背後の空気室４５ｂとを主体として構成される第２のヘルムホルツ共鳴器で吸音される周波数とを異ならせることができるため、吸音材１全体として、吸音効果の現れる周波数帯域幅を広げることが可能となる。

なお、空気室の容積を相互に異ならせる方法は、上述したような（１）突起の径を変えるものに限られず、例えば、（２）突起の形状を変えたり（突起の形状は、上述した円柱状には限られず種々変更可能である。突起の形状は、ヘルムホルツ共鳴器を構成する要素のうち空気部の容積に関係する）、（３）突起の高さ寸法を変えたり（突起の高さ寸法は、ヘルムホルツ共鳴器を構成する要素のうち空気部の容積に関係する）、これら（１）〜（３）を組み合わせてもよいのはもちろんである。

また、突起の直径の種類を複数にしたり、直径が異なる突起の比率を任意に設定する等してもよい。すなわち、上述した第３実施形態では、第１の列の空気室及び第２の列の空気室の２種類の空気室を形成していたが、３種類以上の空気室を形成してもよい。さらに、各空気室の吸音材全体に対する比率も、上述したような第１の列の空気室を５０％、第２の列の空気室を５０％と各空気室を同割合で配置したものに限られず、例えば、第１の列の空気室を２０％、第２の列の空気室を８０％等のように、異なる割合で配置したものであってもよい。

さらに、本実施形態の空気室の容積を相互に異ならせる方法と、前述した第２実施形態の小孔の大きさを相互に異ならせる方法とを組み合わせることにより、単一の吸音材の中に異なる共鳴周波数を複数存在させて、吸音効果のある周波数帯域幅を広げるようにしてもよいのはもちろんである。

＜第４実施形態（図９及び図１０）＞
次に、本発明の第４実施形態にかかる吸音材１について、図９及び図１０を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本実施形態の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２が、バックシート４２に前記非空気室４６を外部に連通させる小孔２３を設けたものである点が第１実施形態と異なる。以下、詳述する。

前記吸音材本体２は、各空気室４５に対応させて形成された第１の小孔２２と、非空気室４６に対応させて形成された第２の小孔２３とを備えたものであり、前記第１の小孔２２の大きさと第２の小孔２３の大きさとは同じ大きさに設定してある。具体的には、前記各第１の小孔２２は、前記バックシート４２における各空気室４５に対応する中央部分、換言すれば前記有限空間の中庸な位置に開口するべく穿設されたもので、直径が約１．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。一方、前記各第２の小孔２２は、前記バックシート４２における気泡４４を形成しない部分、換言すればキャップシート４１の突起４７が成形されてない箇所とバックシート４２とが密着している部分に形成されたものである。具体的には、各第２の小孔２３は、隣接する第１の小孔２２間に開口するべく穿設されたもので、直径が約１．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定された平面視円形状をなしている。

このようなものであれば、第１実施形態に準じた効果が得られる。その上、第１の小孔２２とその背後の空気室４５とを主体として構成される第１のヘルムホルツ共鳴器によって所定の周波数の音を吸音できるだけでなく、第２の小孔２３とその背後の非空気室４６とを主体として構成される第２のヘルムホルツ共鳴器によって前記所定の周波数とは異なる音を吸音できるため、吸音性能が向上する。詳述すれば、本実施形態では、吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断しているので、非空気室４６が空気室４５に比べて大きな容積を有する有限空間となっている。そのため、この非空気室４６と第２の小孔２３とによって巨大なヘルムホルツ共鳴器を形成することができる。

すなわち、本実施形態にかかる吸音材１では、ヘルムホルツ共鳴器を構成する要素のうち、開口部の断面積と開口部の実長と空気部の容積とを異ならせた複数のヘルムホルツ共鳴器を備えている。具体的には、第１のヘルムホルツ共鳴器では各空気室４５に対して単一の小孔２２を形成している一方、第２のヘルムホルツ共鳴器では非空気室４６に対して多数の小孔２３を形成しており、第１のヘルムホルツ共鳴器の前記開口部の断面積が第２のヘルムホルツ共鳴器の前記開口部の断面積よりも小さく設定されている。また、第１のヘルムホルツ共鳴器ではバックシート４２のみの厚み寸法内に小孔２２が形成されている一方、第２のヘルムホルツ共鳴器はバックシート４２及びキャップシート４１の合計厚み寸法内に小孔２３が形成されており、第１のヘルムホルツ共鳴器の前記開口部の実長が第２のヘルムホルツ共鳴器の前記開口部の実長よりも小さく設定されている。さらに、第１のヘルムホルツ共鳴器では前記空気部の容積が各空気室４５の大きさに依存する一方、第２のヘルムホルツ共鳴器では前記空気部の容積が非空気室４６全体の大きさに依存しており、第１のヘルムホルツ共鳴器の前記空気部の容積が第２のヘルムホルツ共鳴器の前記空気部の容積よりも小さく設定されている。

なお、前記非空気室を外部に連通させる小孔は、ライナーシート側に設けてもよく、また、小孔の個数、各小孔の大きさ、形状、その配置等は、図示したものに限られず種々変更可能である。

＜第５実施形態（図１１）＞
次に、本発明の第５実施形態にかかる吸音材１について、図１１を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本実施形態の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２が、バックシート４２の表面に外層シート５を備えたものである点が第１実施形態と異なる。

前記外層シート５は、例えば吸音効果を有する不織布であり、バックシート４２に形成された小孔２２を閉鎖しない状態で当該バックシート４２の外面側に熱溶着することにより積層されている。なお、バックシート４２に形成された小孔２２は、外層シート５を熱溶着させた場合に、熱溶着の熱にて閉鎖されない程度の寸法に設定されている。

このようなものであれば、上述した第１実施形態の吸音材１に準じた効果が得られる。その上、本実施形態の吸音材１によれば、前記外層シート５によって、前記小孔２２に直接塵や汚れが付着するのを保護することができる。また、前記小孔２２が見えないように不織布で覆うことにより、室内側の装飾が可能となる。

なお、吸音材本体の外面に積層される外層シートは、不織布に限られず種々変更可能であるが、外層シートが、本実施形態のように吸音効果を有する不織布やその他の多孔質材料等であれば、外層シートにより所定の周波数帯域の騒音を吸音することができるとともに、それ以外の周波数帯域の騒音を小孔を通じて開口する空気室を利用して吸音することができる。そのため、吸音材本体と外層シートとが互いの効果を打ち消すことなく可聴域全般にわたり高い吸音性能を有する吸音材を得ることができる。

また、外層シートは、バックシート側に添設されるものの他、ライナーシート側に添設されるものや、バックシート側及びライナーシート側の両方に添設されるものであってもよい。さらに、外層シートは、吸音材本体の全体を覆うもののみならず、吸音材の一部のみを覆うものや、複数種類の外層シートが吸音材本体の外面に積層されるものであってもよい。

＜第１の参考例（図１２）＞
次に、本発明と類似の効果を奏する第１の参考例にかかる吸音材１について、図１２を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本参考例の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２の端面２１を封止する方法が第１実施形態と異なる。以下、詳述する。

本参考例の封止部材３は、前記吸音材本体２の端面２１（側面）を覆うものであって、吸音材本体２の全ての小口端面２１を塞ぐように配されている。この封止部材３は、バックシート４２と一体に形成されたものであり、その封止部材３の端部と前記ライナーシート４３の端部とが略直交状態で接合されている。この封止部材３とライナーシート４３との接合、及び前記封止部材３とキャップシート４１の小口端縁との接合は、熱溶着により行われている。なお、これらの接合は、接着剤等を用いた接着によるものであってもよいのはもちろんである。

このようなものであれば、上述した第１実施形態の吸音材１に準じた効果が得られる。その上、本参考例の吸音材１によれば、バックシート４２の端を延出させて封止部材３として利用することができるため、格別な封止部材３を用いるものに比べて部品の点数を少なくすることができる。したがって、部品管理や製造に要する工数を無理なく削減することができる。なお、封止部材の長さ寸法をキャップシートの厚み寸法よりも大きく設定して、封止部材の端部がライナーシートの外面の一部まで達するようにしたものであってもよい。

＜第２の参考例（図１３）＞
次に、本発明と類似の効果を奏する第２の参考例にかかる吸音材１について、図１３を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本参考例の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２の端面２１を封止する方法が第１実施形態と異なる。以下、詳述する。

本参考例の封止部材３は、前記吸音材本体２の端面２１（側面）を覆うものであって、吸音材本体２の全ての小口端面２１を塞ぐように配されている。この封止部材３は、ライナーシート４３と一体に形成されたものであり、その封止部材３の端部と前記バックシート４２の端部とが略直交状態で接合されている。この封止部材３とバックシート４２との接合、及び前記封止部材３とキャップシート４１の小口端縁との接合は、熱溶着により行われている。なお、これらの接合は、接着剤等を用いた接着によるものであってもよいのはもちろんである。

このようなものであれば、上述した第１実施形態の吸音材１に準じた効果が得られる。その上、本参考例の吸音材１によれば、ライナーシート４３の端を延出させて封止部材３として利用することができるため、格別な封止部材３を用いるものに比べて部品の点数を少なくすることができる。したがって、部品管理や製造に要する工数を無理なく削減することができる。さらに、第１の参考例のものに比べて、封止部材３が滑らかな曲面をなしてバックシート４２に接合されるので角部が除去されることになり、安全上の要請や外観上の要請に対して適切に対応することができる。なお、第１の参考例のものと同様に、封止部材の長さ寸法をキャップシートの厚み寸法よりも大きく設定して、封止部材の端部がバックシートの外面の一部まで達するようにしたものであってもよい。

＜第３の参考例（図１４）＞
次に、本発明と類似の効果を奏する第３の参考例にかかる吸音材１について、図１４を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一またはこれに対応する部分には、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本参考例の吸音材１は、気泡ボード４により作られた吸音材本体２に空気室４５を外部に連通させる小孔２２を設けるとともに、前記吸音材本体２の端面２１を封止してその端面２１における非空気室４６と外部との連通を遮断している。そして、前記吸音材本体２の端面２１を封止する方法が第１実施形態と異なる。以下、詳述する。

本参考例の封止部材３は、前記吸音材本体２の端面２１（側面）を覆うものであって、吸音材本体２の全ての小口端面２１を塞ぐように配されている。この封止部材３は、バックシート４２及びライナーシート４３と一体に形成されたものであり、その封止部材３の中間部分において、バックシート４２側から延びる封止部材３の端部とライナーシート４３側から延びる封止部材３の端部とが接合されている。バックシート４２側から延びる封止部材３の端部とライナーシート４３側から延びる封止部材３の端部との接合、及び前記封止部材３とキャップシート４１の小口端縁との接合は、熱溶着により行われている。具体的には、図示しない対をなす熱シールバーを、その角部が仮想封止端面に沿うようにして相寄る方向に移動させバックシート４２及びライナーシート４３が重合密着する方向に加熱しつつプレスする。その後、熱シールバーによってバックシート４２及びライナーシート４３をカットして端面２１を封止して、バックシート４２及びライナーシート４３のプレスにより湾曲させられた部分を封止部材３としている。

このようなものであれば、上述した第１実施形態の吸音材１に準じた効果が得られる。その上、本参考例の吸音材１によれば、バックシート４２及びライナーシート４３の端を延出させて封止部材３として利用することができるため、格別な封止部材３を用いるものに比べて部品の点数を少なくすることができる。したがって、部品管理や製造に要する工数を無理なく削減することができる。さらに、第１の参考例のものに比べて、封止部材３が滑らかな曲面をなしており、安全上の要請や外観上の要請に対して適切に対応することができる。

封止部材の素材や形状等については、図示したものに限られず種々変更可能である。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、小孔は、全ての空気室に配設される必要はない。また、各小孔の配設方法は、規則的であってもよいし、不規則であってもよい。さらに、小孔が形成される数や小孔が形成される総面積、各小孔の大きさ及び／または形状は、吸音材の強度を低下させない限り種々変更可能である。すなわち、小孔の大きさ、開孔率等を種々変更することにより、固有振動数を変えることができ、設計の自由度を大きくすることができる。

空気室の形状は、図示した円筒形状の他、半円球形状や直方体形状、いわゆるハニカム形状やコーン形状（円錐形状）等であってもよい。

さらに、気泡ボードの素材は、合成樹脂製のものに限られず、プレス成形が容易な繊維製のもの（例えば、木材や紙等）や金属製のもの等であってもよい。

また、吸音材の形状は、平面視矩形状をなすものには限られず、種々変更可能である。

さらに、吸音材本体が、空気室を外部に連通させる小孔をライナーシートに設けたものであってもよい。なお、ライナーシートに小孔を設ける場合には、ライナーシート及びキャップシートの突起頂面との両方を貫通する孔を形成する必要があるが、この部分はライナーシートとキャップシートとが溶融して密着されているため、開口部の実長（すなわち小孔が形成されるバックシート及びキャップシートの合計厚み寸法）を正確に把握するのが難しい。しかしながら、上述した実施形態のように、バックシート側に小孔を設ける場合には、一定の厚み寸法に設定されたバックシートを用いるため、開口部の実長が予め把握できる。したがって、所望の周波数に対応可能な吸音材を容易に形成することができる。

また、上述したヘルムホルツ共鳴器の吸音効果に加え、音源を吸音材の反対側へ導くことを目的に、バックシート側及びライナーシート側の両方に小孔を設けるようにしてもよい。この場合、吸音材を保持するための部材や、吸音材の背後に配置される構造躯体や壁等で吸音材を囲い込んで有限空間を構成して吸音することができる。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

１…吸音材
２…吸音材本体
２１…端面
２２、２２ａ、２２ｂ、２３…小孔
４…気泡ボード
４１…キャップシート
４２…バックシート
４３…ライナーシート
４４、４４ａ、４４ｂ…気泡
４５、４５ａ、４５ｂ…空気室
４６、４６ａ、４６ｂ…非空気室
４７、４７ａ、４７ｂ…突起

Claims (6)

1. 気泡を形成するための複数の突起を有するキャップシートと、このキャップシートの突起の開放側に添接され前記各突起に対応した複数の気泡を形成するバックシートと、前記キャップシートの突起の先端側に添設されたライナーシートとを少なくとも備え、前記バックシートと前記ライナーシートとの間に、前記各突起内に形成された空気室と、前記各突起外に形成された非空気室とを備えた気泡ボードを材料とする吸音材であって、
   前記気泡ボードにより作られた吸音材本体に前記空気室を外部に連通させる小孔を設けるとともに、前記吸音材本体の端面を前記吸音材本体と別体であり前記キャップシートの突起を介して突起の外に伝播した音が外部に漏出することを抑制すべく設けられる封止部材により封止してその端面における前記非空気室と外部との連通を遮断していることを特徴とする吸音材。
2. 前記吸音材本体が、複数の小孔及びこれら小孔に対応する空気室を備えたものであり、前記小孔の大きさを相互に異ならせている請求項１記載の吸音材。
3. 前記吸音材本体が、複数の小孔及びこれら小孔に対応する空気室を備えたものであり、前記空気室の容積を相互に異ならせている請求項１または２記載の吸音材。
4. 前記吸音材本体が、バックシート及び／またはライナーシートに前記非空気室を外部に連通させる小孔を設けたものである請求項１、２または３記載の吸音材。
5. 前記吸音材本体が、バックシートに前記小孔を設けたものである請求項１、２、３または４記載の吸音材。
6. 前記吸音材本体が、バックシートに設けた複数の前記小孔及びこれら小孔に対応する空気室を備えたものであり、前記空気室を外部に連通させる開口部である前記小孔周辺の前記バックシートの厚み寸法をそれぞれ異ならせて前記開口部の実長を変えたものである請求項１、２、３、４または５記載の吸音材。

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