CN108457393A - 消声室用吸声结构体以及包含消声室用吸声结构体的消声室 - Google Patents

消声室用吸声结构体以及包含消声室用吸声结构体的消声室 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种消声室用吸声结构体及包含消声室用吸声结构体的消声室，其中，所述消声室用吸声结构体，包括：外框，包括开口部；穿孔板状部件，形成在所述外框内，包括朝向所述外框的开口部的后面和相反侧的前面；以及后面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的后面和所述外框的开口部之间。根据本技术，通过由穿孔板状部件的振动而产生的共振效果，以及提高所述共振效果来提高共振频率和其附近频段的较宽的吸声力的后面吸声材料的作用，从而，能够在低频段发挥出色的吸声效果，同时通过位于前面的前面吸声材料而能够在高频段发挥出色的吸声效果，进一步地，通过综合所述吸声效果，也能提高在中频段的吸声效果。

Description

消声室用吸声结构体以及包含消声室用吸声结构体的消声室
技术领域
本发明涉及一种消声室用吸声结构体以及包含消声室用吸声结构体的消声室，更详细而言，涉及一种通过结合多孔质吸声材料和利用由多孔板的振动而产生的共振的吸声材料，从而能够同时提高在高频段的吸声效果和在低频段的吸声效果，并通过综合所述吸声效果，也能提高在中频段的吸声效果的消声室用吸声结构体以及包含消声室用吸声结构体的消声室。
背景技术
一声音在没有反射物体的户外被扩散的现象称为自由声场，在室内因为墙壁的反射而不能产生自由声场。此时，在构成房间的墙壁、天花板以及/或者地面设置吸声率高的吸声材料或者吸声块来防止在房间内部空间产生的声音通过墙壁、天花板以及/或者地面进行反射，从而设计成具有与自由声场类似的条件，将所述房间称为消声室。
消声室可以使用于飞机部件、汽车部件、电子设备、通信设备、医疗设备等广范围的工业领域，在音响制造商或者音响相关研究所中，还可以作为准确测定扬声器或者麦克风等相关音响的空间来使用。
设置在消声室的吸声材料吸收在消声室内的启动产品时产生的噪音，从而防止噪音频率被反射。如此，为了防止噪音频率被反射，使用在消声室的吸声材料需要吸声率非常高，通常是指垂直入射吸声率为0.99以上的吸声材料，普遍也指垂直入射吸声率为0.9以上的吸声材料。
作为在消声室使用的传统的吸声材料，代表性的有具有朝消声室的内侧突出的三角形形状的吸声尖劈(wedge)。
图1是示出吸声尖劈的一例的概略图，图2是示出设置有吸声尖劈的消声室的一例的概略图。
如图1所示，适用于现有消声室的吸声尖劈1由吸声材料而制成，吸声材料例如可以包括玻璃棉或者泡沫聚氨酯等多孔质吸声材料。吸声尖劈1可以设置在消声室10的墙壁、天花板以及/或者地面而可以发挥吸声效果。如图2所示，消声室10可以包括：方管3，以格子形状形成在墙壁、天花板以及地面上；隔声板5，设置在方管3之间的空间；以及吸声尖劈1，设置在隔声板5上。
吸声尖劈1的长度L由要形成自由声场的截止频率(cut off frequenc y)而定，通常设为波长的1/4长度。计算由截止频率而要求的吸声尖劈1的长度为如下。
【表1】
但是，能够利用吸声尖劈1制造的最大长度为1.5m左右，作为吸声尖劈1使用的吸声材料不仅不能制造成比1.5m长的长度，而且设置在消声室墙壁上后，会因吸声尖劈1本身的重量而发生弯曲的问题，因此，实际上不能使用。因此，最大长度为1.5m的吸声尖劈1其截止频率为63Hz，其是最大极限，在63Hz以下的频率中，用吸声尖劈1不能达到吸声效果。因此，用现有的吸声尖劈1难以形成具有在汽车或者发动机领域所需的50Hz以下的截止频率的消声室。而且，如果吸声尖劈1的长度变长，则墙壁中占领的空间变大，因此产生实际上可使用的空间减小的问题。
一方面，吸声材料根据吸声的形态和技术内容大致可分为三种形态，即多孔质吸声材料、共鸣吸声材料以及板状吸声材料。
多孔质吸声材料利用了如下原理。即，在表面和内部具有小气泡形状的多个孔，或者具有纤维状的结构，因此，通过空气所具有的声波进行振动，随着此时产生的振动，在材料之间产生摩擦而使声能转换成热能并被吸收。多孔质吸声材料主要吸声频段为250Hz以上的高频段，能够由玻璃棉、岩棉、泡沫树脂材料、织物等而成。
共鸣吸声材料利用亥姆霍兹共鸣器的原理，由较小的气孔和气密的空洞而构成，通过空洞部入口空气的质量和空洞的体积弹性形成单一的共振设备。如果传入共振频率的声波，则因空洞部入口的粘性抵抗而吸收声能。共鸣吸声材料的主要吸声频段为125Hz至250Hz中的中频段，可以利用在后面形成有空气层的穿孔板材等。
板状吸声材料利用由板的振动而产生的共振，声波使板振动而将声能转换为振动能，从而能够获得吸声效果。利用由板的振动而产生的共振的吸声材料其主要吸声频段为125Hz以下的低频段，可由金属板、塑料膜、石膏墙壁等而构成。
使用在消声室的吸声尖劈由多孔质吸声材料而构成，此时，如上所述，为了在100Hz以下的隔声频率中提高吸声率，需要加长吸声尖劈的长度。但是，考虑到消声室的大小有限，增加吸声尖劈的长度会受限制，因此，实际上通过多孔质吸声材料在低频段不可能获得吸声效果。
共鸣吸声材料在理论上需要形成为穿孔板材后面的空气层朝低频段越来越厚，这样才能获得低频段的吸声效果。但是，与多孔质吸声材料相同，考虑到消声室的大小有限，增加空气层的厚度会受限制，因此，实际上通过共鸣吸声材料在低频段不可能获得吸声效果。
一方面，板状吸声材料可以使用在低频段的吸声，板的大小、厚度、材质等成为决定吸声效果的主要变数。当将板的每单位面积的质量设为M(㎏/㎡)，背后空气层的厚度设为L(m)，空气的密度设为ρ(㎏/m3)，空气的声速设为c(m/s)时，可以根据以下公式求得共振频率f0。
根据所述公式，板状吸声材料的共振频率f0根据板的每单位面积的质量M而不同，板的每单位面积的质量M随着板的厚度发生变化。因此，为了调整板状吸声材料的共振频率，需要改变板的厚度和大小，但是由于大部分的板是由金属而成，因此，重量以及大小的增加只能受限制，所以调整共振频率会受限。
专利文献1公开了有关板状吸声体的技术，其利用由如上所述板的振动而产生的共振，专利文献2公开了有关利用板状吸声体的消声室的技术。
但是，专利文献1及2中公开的板状吸声体利用由金属板的振动而产生的共振，因此，如上所述，对金属板的重量或者大小有限制，从而，任意调整共振频率也会受限。
而且，专利文献1及2中公开的板状吸声体包括金属板和聚合后板，需要通过粘接等方式结合金属板和聚合后板。但是，作为聚合后板使用的大部分的多孔质吸声材料粘接在金属板上时，因聚合后板本身的重量而容易掉落，因此能够与金属板结合且作为聚合后板使用的吸声材料的种类非常有限。为此，在专利文献1及2中公开的板状吸声体中作为与金属板结合的聚合后板，只能限制为三聚氰胺树脂泡沫以防止因重量而掉落的现象。
而且，所述板状吸声材料其固定金属板的边缘需要始终保持一定，而且当位于金属板上下部的多孔质吸声材料按压金属板时，会产生吸声率变化的问题。因此，设置在墙壁上的情况和设置在天花板或者地面的情况，会显示不同的吸声率。
因此，仍需要开发新的消声室技术以解决现有利用吸声尖劈或者金属板的板状吸声体的问题点。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：美国授权专利US5,975,238(2009.11.02.)
专利文献2：美国授权专利US6,073,722(2000.06.13.)
发明内容
技术问题
本发明所要解决的课题在于，提供一种通过结合多孔质吸声材料和利用由多孔板的振动而产生的共振的吸声材料，从而能够同时有效提高高频段的吸声效果和低频段的吸声效果，并通过综合所述吸声效果，也能提高中频段的吸声效果的消声室用吸声结构体以及包含吸声结构体的消声室。
解决问题手段
为解决所述课题，根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体可以包括：外框，包括开口部；穿孔板状部件，形成在所述外框内，包括朝向所述外框的开口部的后面和相反侧的前面；以及后面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的后面和所述外框的开口部之间。
而且，根据本发明的其他一实施例的消声室用吸声结构体可以包括：外框，包括开口部；穿孔板状部件，形成在所述外框内，包括朝向所述外框的开口部的后面和相反侧的前面；前面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的前面和所述外框之间；以及后面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的后面和所述外框的开口部之间。
在所述实施例中，所述前面吸声材料可以包括多孔质吸声材料。所述多孔质吸声材料可以包括选自由无机纤维、有机纤维、化学纤维、泡沫树脂材料、喷漆纤维材料而成的组中的一种以上。所述前面吸声材料可以具有大于0mm且小于350mm的厚度。所述消声室用吸声结构体可以进一步包括围绕所述前面吸声材料的保护膜。所述后面吸声材料可以包括多孔质吸声材料。所述多孔质吸声材料可以包括选自由无机纤维、有机纤维、化学纤维、泡沫树脂材料、喷漆纤维材料而成的组中的一种以上。所述后面吸声材料可以具有50至250mm的厚度。所述消声室用吸声结构体可以进一步包括围绕所述后面吸声材料的保护膜。所述穿孔板状部件可以包括选自由金属板、石膏板、石棉水泥板、硬质纤维板、胶合板、木丝板以及合成树脂板而成的组中的一种以上。所述穿孔板状部件相对于板状部件面积的孔面积的比率可以是1至15％。所述穿孔板状部件可以进一步包括孔高保持用盖，所述孔高保持用盖可以为具有孔高以上高度的内部中空形态。所述外框可以包括在板上形成有孔的多孔板。所述外框相对于板面积的孔面积的比率可以是30％以上且50％以下。所述消声室用吸声结构体可以是平板形态。所述穿孔板状部件可以通过由板的振动而产生的共振吸收声音。
而且，根据本发明的其他另一实施例的消声室可以包括：墙壁、天花板以及地面；以及根据所述实施例的消声室用吸声结构体，其至少固定在所述墙壁以及所述天花板上。
在所述实施例中，所述消声室用吸声结构体可以固定在所述墙壁、所述天花板以及所述地面的全部。
发明效果
根据本发明的消声室用吸声结构体可以提供通过结合多孔质吸声材料和利用由多孔板的振动而产生的共振的吸声材料，从而能够同时提高低频段的吸声效果和高频段的吸声效果，并通过综合所述吸声效果，也能提高中频段的吸声效果的消声室。即，通过由穿孔板状部件的振动而产生的共振效果，以及提高所述共振效果来提高共振频率和其附近频段的较宽的吸声力的后面吸声材料的作用，从而，能够在低频段发挥出色的吸声效果，并通过位于前面的前面吸声材料能够在高频段发挥出色的吸声效果，通过综合所述吸声效果，也能同时提高中频段的吸声效果。
尤其，利用由穿孔板状部件的振动而产生的共振，在低频段按照所需的频率控制降噪效果，例如，通过改变穿孔板状部件的孔径以及孔隙率，能够通过简单的方法自如地改变共振频率，从而，能够最大限度地提高目标频率的吸声效果。
而且，根据本发明，不受适用于消声室的多孔质吸声材料的种类限制，与设置位置无关，能够显示预定的吸声率，从而能够保证消声室的性能保持均匀。
而且，根据本发明的吸声结构体形成为平板形态，因此当适用于消声室时，相较于以往使用的尖劈类型，长度变短，从而能够有效使用空间。
进一步，适用于消声室的根据本发明的多个吸声结构体，可以形成为各个前面吸声材料或者后面吸声材料的厚度相互不同，通过改变吸声材料的厚度相互不同的吸声结构体的配置，并具有通过简单的方式就能调整消声室的大小以及房间模式的存在等声音特性，从而能够有效满足自由声场的条件。
附图说明
图1是示出吸声尖劈的一例的概略图。
图2是示出设置有吸声尖劈的消声室的一例的概略图。
图3是根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体的概略图。
图4是根据本发明的其他一实施例的消声室用吸声结构体的概略图。
图5是根据本发明的一实施例的穿孔板状部件的截面图。
图6是适用根据本发明的一实施例的孔高保持用盖的穿孔板状部件的概略图。
图7是在本发明的一实施例使用的孔高保持用盖的概略图。
图8是用于说明由根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体而产生的吸声效果的图表。
图9是根据本发明的一实施例的消声室的概略图。
图10是示出根据比较例以及实施例的消声室用吸声结构体的吸声率的图表。
图中：
100：消声室用吸声结构体，110：前面吸声材料，120：后面吸声材料，130：穿孔板状部件，140：外框，200：消声室
具体实施方式
下面，详细说明本发明以供本发明所属领域的技术人员能够容易实施本发明的技术思想，参照附图说明本发明的优选实施例。在以下说明中，示出了具体构成要素等多个特定事项，但是，这些特定事项是为了方便理解本发明而提供的，本发明所属领域的技术人员即便没有这些特定事项也能实施本发明。而且，在说明本发明之际，若认为对于相关公知功能或结构的具体说明会使本发明的要旨不明确，则省略对其的详细说明。
图3是根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体的概略图。
如图3所示，根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100可以包括：外框140，包括开口部；穿孔板状部件130，形成在外框140内，包括朝向所述外框140的开口部的后面和相反侧的前面；前面吸声材料110，插入在所述穿孔板状部件130的前面和所述外框140之间；以及后面吸声材料120，插入在所述穿孔板状部件130的后面和所述外框140的开口部之间。
前面吸声材料110可以设置在穿孔板状部件130的前面，后面吸声材料120可以设置在穿孔板状部件130的后面。穿孔板状部件130的后面可以表示朝向外框140的开口部的一面，前面可以表示朝向相反侧的一面。当消声室用吸声结构体100被固定在墙壁、天花板以及/或者地面上时，外框140的开口部朝向墙壁、天花板以及/或者地面的表面。因此，在固定有消声室用吸声结构体100的墙壁、天花板以及/或者地面的表面和穿孔板状部件130之间可以配置后面吸声材料120，在穿孔板状部件130和开口部相反侧的外框140之间可以配置前面吸声材料110。
前面吸声材料110主要可以起到吸收高频段例如250Hz以上的声音的作用。
前面吸声材料110可以是多孔质吸声材料。
多孔质吸声材料在表面和内部具有小气泡或者细管形状的多个孔，该孔内的空气随着声波而振动，此时产生的摩擦导致声能转换为热能并被吸收。吸声性能可以根据多孔质的程度或者材料的厚度而不同。
可作为前面吸声材料110使用的多孔质吸声材料例如可以包括玻璃棉、岩棉、陶瓷棉等无机纤维；毛毡等有机纤维；聚酯羊毛等化学纤维；聚氨酯或者三聚氰胺等泡沫树脂材料；喷漆纤维材料等，但并不局限于此。
前面吸声材料110的厚度可以具有大于1mm且350mm以下的范围，优选可以具有150mm至350mm的范围。当前面吸声材料110的厚度超过350mm时，其本身就能在250Hz以上的频段显示0.95以上的吸声率，因此没有必要结合如本发明所示利用由板的振动而产生的共振的吸声材料。
一方面，在250Hz以上的频段没有必要吸声时，本发明的消声室用吸声结构体100中可以省略前面吸声材料110。消声室用吸声结构体100可以使用在大规模礼堂或者剧场等大空间的声场控制中。此时，250Hz以上的声音性能没有变化而仅在250Hz以内的频段进行吸声时，可以不设置前面吸声材料110。图4示出不包括前面吸声材料110的根据本发明的其他一实施例的消声室用吸声结构体100。
如图4所示，根据本发明的其他一实施例的消声室用吸声结构体100可以包括：外框140，包括开口部；穿孔板状部件130，形成在外框内，包括朝向所述外框的开口部的后面和相反侧的前面；以及后面吸声材料120，插入在所述穿孔板状部件130的后面和所述外框的开口部之间。图4所示的消声室用吸声结构体100除了不包括前面吸声材料110之外，其他与图3所示的消声室用吸声结构体100相同。
前面吸声材料110可以形成为板状形态，例如可以形成为截面为长方体或者正六面体的平板形态。
虽未图示，在前面吸声材料110的表面可以进一步包括围绕前面吸声材料110的保护膜以防多孔质吸声材料的飞散。保护膜可以由玻璃纤维布、聚酯膜等而形成，但并不局限于此。
穿孔板状部件130可以插入于前面吸声材料110和后面吸声材料120之间。即，穿孔板状部件130可以包括朝向外框140的开口部的后面以及相反侧的前面，在穿孔板状部件130的前面可以配置前面吸声材料110，在后面可以配置后面吸声材料120。
穿孔板状部件130通过由板的振动而产生的共振可以起到吸收低频段例如125Hz以下的声音的作用。当声波通过穿孔板状部件130的孔进入时，声波所具有的能量引起孔内的空气发生振动，由此产生共振，此时，声波所具有的能量能够被转换成空气分子的动能而被吸收。
穿孔板状部件130可以使用现有的多孔板，或者还可以在金属板穿孔后利用。在穿孔板状部件130使用的板状部件例如可以包括铝板或者铁板等金属板、石膏板、石棉水泥板、硬质纤维板、胶合板、木丝板、合成树脂板等，但并不局限于此。
在穿孔板状部件130中，为了有效地吸收低频段的声音而将共振频率设定为125Hz以下时，对孔的尺寸、孔隙率及厚度的设计非常重要。对此，参照图5至图7进行详细说明。
图5是根据本发明的一实施例的穿孔板状部件的截面图。
如图5所示，穿孔板状部件130可以包括多个孔132。可以根据以下公式求得穿孔板状部件130的基本共振频率fp0。
在所述公式中，
D：板的抗弯刚度(flexural rigidity)
h：板的厚度
ρ：板的体积密度
σ：板的泊松比(Poisson's ratio)
μ：孔隙率(板的整体截面积与孔的总截面积之比)
r：孔径
通过所述公式可以确认，通过调整穿孔板状部件130的厚度、孔隙率以及孔径，就能将穿孔板状部件130的基本共振频率fp0通过简单的方式有效设定为125Hz以下的频段。
穿孔板状部件130的孔隙率，即相对于板状部件130面积的孔132面积的比率优选为1至15％。当穿孔板状部件130的孔隙率小于1％时，难以对应板状部件130的面积设计共振器，当超过15％时，共振器的效果会显著降低。
孔径以及孔之间的间距可以根据穿孔板状部件130的孔隙率而定，因此，可以适当进行选择以满足孔隙率。
孔的形状可以形成为多样，例如可以形成为圆形、四边形等，但并不局限于此。
穿孔板状部件130可以形成为板状形态，例如可以形成为截面为长方体或者正六面体的平板形态。
在穿孔板状部件130中，板的厚度可以根据板的材质而不同。例如，当穿孔板状部件130由金属板而成时，板的厚度可以是0.5至3mm的范围，当由合成塑料而成时，板的厚度可以是1至6mm的范围，但并不局限于此。
尤其，在共振频率的设计中，将穿孔板状部件130的孔132的高度保持均匀是非常重要的，而且，需要防止孔132的空气层被位于孔132的上下位置的前面吸声材料110和后面吸声材料120堵住。当穿孔板状部件130由石膏板、木丝板等而成，例如由具有至少6mm厚度的非金属板而成时，不会产生孔132的高度发生受损的问题。但是，当穿孔板状部件130由金属板而成时，金属板的厚度例如为1mm左右而非常薄，因此，位于孔132的上下位置的前面吸声材料110和后面吸声材料120有可能会堵住孔的空气层。参照图6及图7进一步详细说明能够解决所述问题点的方案。
图6是适用根据本发明的一实施例的孔高保持用盖的穿孔板状部件的概略图，图7是在本发明的一实施例使用的孔高保持用盖的概略图。
如图6所示，在穿孔板状部件130中，为了防止孔132的空气层被位于孔132的上下位置的前面吸声材料110和后面吸声材料120堵住，可以适用孔高保持用盖134来使孔132的高度保持均匀。
如图7所示，孔高保持用盖134可以是内部中空的形态。插入于孔132的部分的内径d对应孔132的直径，对高度h可以适当进行设定以防孔132被堵住并能够保持孔132的高度。若在穿孔板状部件130的孔132适用孔高保持用盖134，能够使孔132的高度保持一定而能防止空气层被堵住。
再次如图3所示，后面吸声材料120可以配置在外框140内的穿孔板状部件130的后面，即外框140的开口部和穿孔板状部件130之间。当在消声室使用消声室用吸声结构体100时，外框140的开口部朝向墙壁、天花板以及/或者地面进行固定，因此，后面吸声材料120可以朝向固定有消声室用吸声结构体100的墙壁、天花板以及/或者地面的表面而配置。
后面吸声材料120可以提高在穿孔板状部件130的共振频率的吸声效果，从而不仅是共振频率，还能提高在共振频率附近的较宽的频段的吸声力。
在穿孔板状部件130的后面不存在多孔质吸声材料时，只能在特定频率，即穿孔板状部件130的共振频率发挥吸声效果。此时，因为仅在窄范围的频率具有吸声性能，因此不能广泛使用。但是，根据本发明的实施例，通过在穿孔板状部件130的后面形成后面吸声材料120，从而提高穿孔板状部件130的吸声效果，能够提高共振频率和其附近频段的吸声力。
后面吸声材料120可以是多孔质吸声材料，可以由与前面吸声材料110相同或者不同的材料而制成。
可作为后面吸声材料120使用的多孔质吸声材料，例如可以包括玻璃棉、岩棉、陶瓷棉等无机纤维；毛毡等有机纤维；聚酯棉等化学纤维；聚氨酯或者三聚氰胺等泡沫树脂材料；喷漆纤维材料等，但并不局限于此。
后面吸声材料120的厚度可以根据穿孔板状部件130的共振频率而不同。在优选实施例中，后面吸声材料120的厚度可以是50至250mm的范围。当后面吸声材料120的厚度低于50mm时，在125Hz以下的频段中吸声率显著降低而难以使用，当厚度为250mm左右时，吸声效果能够发挥到作为人类的可听频段的20Hz，因此超过250mm的情况是没有意义的。
后面吸声材料120可以形成为板状形态，例如可以形成为截面为长方体或者正六面体的平板形态。
虽未图示，在后面吸声材料120的表面可以进一步包括围绕后面吸声材料120的保护膜以阻止多孔质吸声材料飞散。保护膜可以由玻璃纤维布、聚酯膜等而成，但并不局限于此。
外框140可以起到保护形成在内部的前面吸声材料110、穿孔板状部件130以及后面吸声材料120并形成框架的作用。
外框140可以使用适合执行上述作用的材料，优选由金属而制成。
外框140可以具有开口部，当消声室用吸声结构体110被固定在墙壁、天花板以及/或者地面时，外框140的开口部朝向墙壁、天花板以及/或者地面的表面。
外框140可以由在厚度薄的板上形成有多个孔的多孔板而形成。构成外框140的多孔板其孔隙率即相对于整体面积的孔面积的比率可以是30％以上50％以下。这是为了不阻碍声音在多孔板的面发生反射而声波被吸声材料吸收。对于构成外框140的多孔板的孔隙率范围的下限值30％，从声音上考虑时，其是在吸声的过程中将表面不作为抵抗材料的最小范围，制造时，用于制造多孔板的最大孔隙率很难超过50％。
外框140可以形成为板状形态，例如可以形成为截面为长方体或者正六面体的平板形态。
如图3所示，根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100可以形成为平板形态。如上所述，形成为平板形态的消声室用吸声结构体100可以固定在构成消音室的墙壁、天花板以及/或者地面上，并使位于开口部附近的后面吸声材料120朝向构成消声室的墙壁、天花板以及/或者地面的表面，从开口部设置为较远的前面吸声材料110朝向消声室的内部。
根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100形成为平板形态，从而能够有效使用消声室的内部空间。而且，可以使设置在消声室的多个消声室用吸声结构体100的各个前面吸声材料110以及后面吸声材料120的厚度形成为不同，如上所述，通过适当设置前面吸声材料110以及后面吸声材料120的厚度相不同的吸声结构体100，从而，可根据消声室的大小以及声音特性有效发挥所需吸声效果。
根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100，通过由穿孔板状部130的振动而产生的共振效果，以及提高所述共振效果来提高共振频率和其附近频段的较宽的吸声力的后面吸声材料的作用，从而，能够在低频段发挥出色的吸声效果，同时能够通过位于前面的前面吸声材料110，在高频段发挥出色的吸声效果。而且，综合所述吸声效果，也能同时提高低频段和高频段之间的中频段的吸声效果。参照图8更加详细说明由根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100产生的吸声效果。
图8是用于说明由根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体产生的吸声效果的图表。
如图8所示，概念性地示出频率和吸声率的相关性。①是由穿孔板状部件和后面吸声材料的结合而得到的吸声率的图表，②是前面吸声材料的吸声率的图表，③是表示消声室用吸声结构体的整体吸声率的图表。
首先，在②表示的前面吸声材料的吸声率图表中，吸声率呈水平线的位置代表垂直入射吸声率达到99％以上的状态，当前面吸声材料的厚度为200至250mm时，大致成为250Hz左右。然后，根据①表示的图表，可以发现通过结合穿孔板状部件和后面吸声材料，以特定频率的共振位置为中心具有高的吸声率。如上所述，在本发明的一实施例中，将该特定频率设定为125Hz以下。一方面，在大致为125至250Hz的频段中，②表示的前面吸声材料的吸声率和①表示的由穿孔板状部件和后面吸声材料的结合而得到的吸声率加起来具有提高弯曲度的效果。因此，整体吸声率在由穿孔板状部件设计的特定频率以上的频段中具有99％以上的垂直入射吸声率。
最终，根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体，通过结合后面吸声材料的作用，由穿孔板状部的振动产生共振效果，并提高所述共振效果，可在低频段发挥出色的吸声效果，并通过前面吸声材料能够在高频段发挥出色的吸声效果，同时综合所述吸声效果，也能提高低频段和高频段之间的频段的吸声效果。
根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100通过外框140的开口部而在内部依次配置前面吸声材料110、穿孔板状部件130以及后面吸声材料120，从而能够用简单的方法进行制造。即，根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100无需粘接各个结构要素，而是通过将各个结构要素分别插入到篮子形态的外框140内来形成，从而制造工序简单，不会发生因粘接剂而引起的有害性问题。
而且，不使用粘接方式，通过在外框140内分别插入前面吸声材料110、穿孔板状部件130以及后面吸声材料120来形成吸声结构体100，因此不受能够作为前面吸声材料110以及后面吸声材料120使用的多孔质吸声材料的种类限制，而且与设置位置无关，能够显示规定的吸声率，从而能够保证消声室的性能保持均匀。
根据本发明的一实施例的消声室用吸声结构体100被固定在墙壁、天花板以及/或者地面上，从而能够形成消声室。
图9是根据本发明的一实施例的消声室的概略图。
如图9所示，根据本发明的一实施例的消声室200可以包括：格子状的框架210，形成在墙壁、天花板以及地面上；隔声板220，配置在框架210之间的空间内；以及多个消声室用吸声结构体100，固定在墙壁以及天花板上。
根据ISO3745，在墙壁、天花板以及地面的全部设置吸声结构体时，被定义为全消声室，除了地面之外，在墙壁以及天花板整体设置吸声结构体时，被定义为半消声室。图9所示的本发明的一实施例是除了地面之外，在墙壁以及天花板设置有吸声结构体100的半消声室。但是，虽未图示，根据本发明的一实施例的消声室200可以包括在墙壁、天花板以及地面全部设置有吸声结构体100的完全消声室。
消声室用吸声结构体100是固定在墙壁、天花板以及/或者地面上而不是进行粘接，在本领域的公知方法中可选择适当的方法进行固定。例如，可在消声室用吸声结构体100的外框140结合支架并固定在墙壁等上，或者将与墙壁、天花板以及/或者地面接触的外框140的底端部分制造成形态的角度进行固定。作为其他方式，还有在外框140设置环后挂在墙壁等上的方式。而且，固定消声室用吸声结构体100时可以直接固定在墙壁等上，还可以如图9所示，利用格子状的框架210完成固定。
图9所示消声室200包括格子状的框架210以及配置在框架210之间的空间内的隔声板220，在隔声板220上配置有消声室用吸声结构体100。
但是，根据其他一实施例，消声室200可以不包括格子状的框架210以及配置在框架210之间的空间内的隔声板220，消声室用吸声结构体100可以通过如上所述的固定方法直接固定在墙壁、天花板以及/或者地面上。
消声室200是在墙壁、天花板以及/或者地面整体设置有消声室用吸声结构体100，因此，在消声室200的内部空间产生的声音会被吸声结构体100吸收而不产生因声音的反射导致的噪音。
设置在根据本发明的一实施例的消声室200的消声室用吸声结构体100具有平板形态，因此，与现有尖劈类型的吸声结构体相比，朝向消声室200内部的长度变短，从而能够有效使用消声室200的内部空间。
而且，在根据本发明的一实施例的消声室200中，吸声结构体可以使前面吸声材料110或者后面吸声材料120分别形成为不同的厚度，并通过改变吸声材料的厚度相互不同的吸声结构体的配置，从而能够通过简单的方式调整消声室200的大小以及房间模式的存在等声音特性，能够有效满足自由声场的条件。
以下，通过实施例更加详细说明本发明。但是，以下实施例是举例说明本发明而已，本发明的范围并不限定于以下实施例。
【实施例】
(1)制作试验材料
根据现有技术，将三聚氰胺吸声材料(100mm)、铁板(1mm)以及聚酯吸声材料(250mm)用粘合剂进行粘合制作了根据比较例的吸声结构体。与此相反的，制作了由多孔质吸声材料(100mm)、在孔内设置有直径10mm、厚度5mm的塑料盖的穿孔铁板(1mm)以及聚酯吸声材料(250mm)而构成的根据实施例的吸声结构体。
(2)试验方法
将如上制作的比较例以及实施例的吸声结构体分别准备成1800㎜(W)×1200㎜(H)×350㎜(L)大小的样品，然后根据KS F 2814-2(基于阻抗管的吸声系数和阻抗决定方法)进行了试验。然后设计为在孔内在80Hz的频率产生共振，进行了吸声率试验。
(3)试验结果
图10示出了如上所述测定的吸声率试验结果。如图10所示，实施例在高频段显示出与比较例相同的吸声率，同时，在60至150Hz的低频段能够发现吸声率相较于比较例高出0.1至0.15。
如此，根据本发明，通过由穿孔板状部的振动产生的共振效果，以及提高所述共振效果来提高共振频率和其附近频段的较宽的吸声力的后面吸声材料的作用，从而，能够在低频段发挥出色的吸声效果，并通过位于前面的前面吸声材料而能够在高频段发挥出色的吸声效果，同时通过综合所述吸声效果，也能提高在低频段和高频段之间的中频段的吸声效果。结果，能够显著提高整体的吸声率，从而能够有效保证消声室的性能。

Claims (19)

1.一种消声室用吸声结构体，其特征在于，包括：
外框，包括开口部；
穿孔板状部件，形成在所述外框内，包括朝向所述外框的开口部的后面和相反侧的前面；以及
后面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的后面和所述外框的开口部之间。
2.一种消声室用吸声结构体，其特征在于，包括：
外框，包括开口部；
穿孔板状部件，形成在所述外框内，包括朝向所述外框的开口部的后面和相反侧的前面；
前面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的前面和所述外框之间；
以及
后面吸声材料，插入在所述穿孔板状部件的后面和所述外框的开口部之间。
3.根据权利要求2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述前面吸声材料包括多孔质吸声材料。
4.根据权利要求3所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述多孔质吸声材料包括选自由无机纤维、有机纤维、化学纤维、泡沫树脂材料、喷漆纤维材料而组成的组中的一种以上。
5.根据权利要求2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述前面吸声材料具有大于0mm且350mm以下的厚度。
6.根据权利要求2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述消声室用吸声结构体进一步包括围绕所述前面吸声材料的保护膜。
7.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述后面吸声材料包括多孔质吸声材料。
8.根据权利要求7所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述多孔质吸声材料包括选自由无机纤维、有机纤维、化学纤维、泡沫树脂材料、喷漆纤维材料而成的组中的一种以上。
9.根据权利要求1所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述后面吸声材料具有50至250mm的厚度。
10.根据权利要求1所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述消声室用吸声结构体进一步包括围绕所述后面吸声材料的保护膜。
11.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述穿孔板状部件包括选自由金属板、石膏板、石棉水泥板、硬质纤维板、胶合板、木丝板以及合成树脂板而组成的组中的一种以上。
12.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述穿孔板状部件相对于板状部件面积的孔面积的比率为1至15％。
13.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述穿孔板状部件进一步包括孔高保持用盖，所述孔高保持用盖呈具有孔高以上高度的内部中空形态。
14.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述外框包括在板上形成有孔的多孔板。
15.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述外框相对于板面积的孔面积的比率为30％以上50％以下。
16.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述消声室用吸声结构体为平板形态。
17.根据权利要求1或2所述的消声室用吸声结构体，其特征在于，所述穿孔板状部件通过由板的振动而产生的共振吸收声音。
18.一种消声室，其特征在于，包括：
墙壁、天花板以及地面；以及
根据权利要求1或2所述的多个消声室用吸声结构体，其至少固定在所述墙壁以及所述天花板上。
19.根据权利要求18所述的消声室，其特征在于，所述消声室用吸声结构体固定在所述墙壁、所述天花板以及所述地面上的全部。
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