CN1830020A - 隔音、吸音构造体及应用了该构造体的构造物 - Google Patents

Abstract

提供一种可通过刚度控制来隔音或吸音的隔音、吸音构造体、隔音、吸音装置、以及应用了该构造体及装置的构造物及其构成该构造物的部件。由聚合膜或金属箔等膜部件1、以及具有至少1个以上的轮状开口的框体2构成，将膜部件1固定在该框体2上，将由框体2包围的部分的膜部件1形成为具有圆顶状等曲率的形状，将具有该曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带更高的频率，通过膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。作为膜部件1的替代材料，也可以是采用丙烯酸或聚对苯二甲酸乙二酯等塑料板，铝等金属板、胶合板等板部件并成形为具有圆顶状、半圆柱体状或圆锥状等曲率的形状。

Description

隔音、吸音构造体及应用了该构造体的构造物

技术领域

本发明涉及通过反弹力隔音、通过弹性损失吸音的隔音、吸音构造体、隔音、吸音装置、以及应用了该构造体及装置的构造物和构成该构造物的部件。

背景技术

单层壁的隔音性能随着质量增加而提高。因此，在隔音时，多采用水泥墙、石墙、砖瓦墙、铅、铁板等质量大的材料。而作为墙壁隔音性能的指标，采用声音透过损失来表示。在单层壁中，声音在相对壁面垂直入射时的单层壁的声音透过损失TL用下式(1)表示。

$\mathrm{TL}={10\log }_{10}[{(\frac{r}{2{\mathrm{\ρ}}_0{c}_0}+1)}^2+{\left(\frac{\mathrm{\ωm}-Y/\mathrm{\ω}}{2{\mathrm{\ρ}}_0{c}_0}\right)}^2]---\left(1\right)$

其中，ω为角频率、ρ₀为空气密度、c₀为空气的音速、r为壁厚方向的粘性阻抗、m为壁的质量、Y为壁厚方向的弹性率。

图16表示相对于频率对数由式(1)求得的声音透过损失TL。其中，fr为下式(2)表示的壁厚方向的谐振频率。

$\mathrm{fr}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{Y}{m}}---\left(2\right)$

声音透过损失TL在高于谐振频率fr的高频侧以6dB/oct与频率成比例。该区域由于包含式(1)中含质量的项而被称为质量准则。另外，在低于谐振频率fr的低频侧，声音透过损失TL以-6dB/oct与频率成反比。该区域由于包含式(1)的弹性率的项而一般被称为刚度控制。

在现有的手段中，谐振频率fr被设在低频区。这样，由于可听区的隔音壁的隔音性能取决于质量准则，故墙壁的隔音性能将随着声音频率越低而越差。虽然可以通过增加厚度(面密度)而提高隔音性能，但增加到2倍时声音透过损失的增加就高达6dB。另外，对于面密度小的膜或板，基本没有隔音性能。另一方面，原理上，对于比谐振频率fr低的低频声音而言，可以利用墙壁的弹性作用进行隔音。

这样，指出：现有技术采用的隔音方法的问题在于，声音频率越低隔音性能越差，隔音性能取决于面密度，在集中住宅、交通工具等场合采取隔音措施就会存在限制。

利用刚度控制的隔音方法由于不取决于质量，故不但可在以往没有采取足够隔音措施的场所实施隔音措施，而且还可以期待对低频音的隔音。然而，利用了刚度控制的隔音、吸音构造体还未实用化。

因此，作为考虑应用了刚度控制的隔音、吸音构造体，已知有这样的隔音构造体及隔音吸音复合构造体，其由设置在框体两面的表面材料和在这些表面材料的内侧填充的吸音材料形成，为了增大表面材料的刚性，使透过损失频率特性中的刚度区达到比由表面材料的面密度和表面材料的间隔所确定的谐振透过频率高的频率，而将表面材料弯成曲面状。(例如参照特开平5-94195号公报)。

另外，已知有这样的隔音构造体，由安装在框体两侧的表面材料和填充在这些表面材料之间的吸音材料构成，通过对框体和表面材料所包围的空间进行加压或减压而使表面材料弯曲，在提高刚性的同时抑制表面材料的振动，由此来防止由于谐振透过而引起的隔音缺失(例如参照特开平6-161463号公报)。

而且，已知有这样的可变吸音装置，其外周部被固定且具有压电性的压电性物质、一对设在该压电性物质的两个相对的面上的电极、连接该电极之间的负电容电路，压电性物质呈弯曲的平板状，且负电容电路的电特性可变，从而使压电性物质的弹性率及损失率发生变化(例如参照特开平11-161284号公报)。

然而，特开平5-94195号公报或特开平6-161463号公报记载的发明是提高磨平面的变形即刚性，并抑制由隔音壁的弯曲谐振产生的声音透过的、所谓的符合效应(コインデンス)的方法，该弯曲的谐振频率与前述厚度方向的谐振频率fr不同，是由质量控制区中所见到的磨平面变形而产生的频率。因此，为了由刚度控制实现隔音，有必要对谐振频率fr即就面密度和面内伸缩弹性进行讨论，但是，这些发明并未对谐振频率fr进行处理，不能解决所提出的问题。

另外，特开平11-161284号公报中记载的发明从原理上阐述了可以使膜弯曲而增大声音的衰减量。然而，没有对在谐振频率fr以下，通过膜的反弹力(刚度控制)实现隔音、和隔音性能取决于膜的质量、四周的长度、弹性率及张力的内容、以及考虑了这些内容的隔音、吸音构造体进行阐述，也不能解决所提出的问题。

发明内容

基于现有技术中存在的所述问题而提出本发明，其目的在于提供一种利用刚度控制来隔断声音或吸收声音的隔音、吸音构造体、隔音、吸音装置及应用了这些构造体及装置的构造物和构成该构造物的部件。

为了解决上述课题，本发明第1方面的发明将聚合膜或金属箔等膜部件形成为具有圆顶状、半圆柱体状及圆锥状等曲率的形状，将具有该曲率的形状的四周固定在其他构造体上，将具有上述曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带高的频率，通过膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。

这样，通过将膜部件直接固定于构造体上，从而可以通过刚度控制实现声音的隔断或吸收。

本发明第2方面的发明由聚合膜或者金属箔等膜部件，以及具有至少1个以上的方格状、蜂窝状或者轮状等开口的框体形成，将上述膜部件固定在该框体上，将上述框体所包围的部分的上述膜部件形成为具有圆顶状、半圆柱体状或者圆锥状等曲率的形状，将具有该曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带更高的频率，通过膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。

由此，由轻型膜部件、以及具有至少1个方格状、蜂窝状或轮状等开口的框体形成，将膜部件的四周固定在框体上，将膜部件框体包围的部分形成为具有圆顶状、半圆柱体状等曲率的形状，通过将该部分的面内伸缩振动的谐振频率设定为可听频带或比其高的频带，从而可以通过刚度控制对声音进行隔断或吸收。

本发明第3方面的发明是，如第1方面或第2方面记载的隔音、吸音构造体，包括用于将上述膜部件保持为具有曲率的形状的保持具。

这样，可以通过保持具对膜部件施加张力并且保持具有圆顶状等曲率的形状，可以通过刚度控制进行声音的隔断或吸收。

本发明第4方面的的发明是，如第1方面或第2方面记载的隔音、吸音构造体，对上述膜部件施加张力。

于是，通过对膜部件施加张力，可以利用刚度控制更有效地进行声音的隔断或吸收。

第5方面的的发明是，如第1方面或第2方面记载的隔音、吸音构造体，采用塑料板、金属板、胶合板等板部件替代上述膜部件，并将板部件成形为具有圆顶状、半圆柱体状、圆锥状等曲率的形状。

这样，由轻型板部件、以及具有至少1个方格状、蜂窝状或轮状等开口的框体形成，用框体固定板部件的四周，将板部件的由框体包围的部分形成为具有圆顶状、或半圆柱体状等曲率的形状，将该部分的面内伸缩振动的谐振频率设定为可听频带或比其高的频带，从而可以利用刚度控制对声音进行隔断或吸收。

第6方面的的发明是，将弹性体和膜部件层叠于支撑板上，从其上压装框体，通过这种方式，框体和支撑板夹着弹性体及膜部件，对膜部件施加张力的同时，将膜部件成形为具有圆顶状曲率的形状，将具有该曲率形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带高的频率，利用膜的弹性力对声音进行隔断或吸收。

于是，通过将弹性体和膜部件层叠于支撑板上，并从其上压装框体，框体和支撑板夹着弹性体及膜部件，对膜部件施加张力的同时，将膜部件成形为具有圆顶状曲率的形状，将具有该曲率形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带更高的频率，从而可以通过刚度控制对声音进行隔断或吸收。

第7方面的的发明是，采用2块膜部件夹着弹性体，而且采用框体夹持弹性体和2块膜部件，对2块膜部件施加张力的同时，将2块膜部件成形为具有圆顶状曲率的形状，将具有该曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带高的频率，利用膜的弹性力对声音进行隔断或吸收。

由此，通过采用2块膜部件夹着弹性体，进而采用框体夹持弹性体和2块膜部件，对2块膜部件施加张力的同时，将2块膜部件成形为具有圆顶状曲率的形状，将具有该曲率形状的面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带高的频率，从而可以通过刚度控制对声音进行隔断或吸收。

第8方面的的发明是，如第1方面至第7方面任一项记载的隔音、吸音构造体，形成为具有曲率的形状的上述膜部件或成形为具有曲率的形状的上述板部件呈一维或二维排列。

这样，通过1维或2维地排列形成为具有曲率的形状的膜部件或成形为具有曲率的形状的板部件，从而可以形成在更广范围内通过刚度控制对声音进行隔断或吸收的隔音、吸音构造体。

第9方面的的发明是，如第1方面至第8方面任一项记载的隔音、吸音构造体，设定具有上述膜部件或上述板部件的曲率的部位的面密度、弹性率、外围尺寸、曲率半径，以使面内伸缩振动的谐振频率在可听频带内或其以上。

第10方面的的发明是，如第1方面至第9方面任一项记载的隔音、吸音构造体，上述膜部件或上述板部件与将其固定的框体一体地形成。

第11方面的的发明是，将压电材料安装在构成如第1方面至第10方面中任一项记载的隔音、吸音构造体的膜部件或板部件上，将呈负电容的电路与该压电材料连接。

这样，通过将安装在膜部件或板部件上的压电材料与呈负电容的电路连接，从而可以构成能够对隔音、吸音性能进行电气控制的隔音、吸音装置。

第12方面的的发明是，构成第1方面至第10方面中任一项记载的隔音、吸音构造体的膜部件或板部件采用具有压电性的材料，将呈负电容的电路与该材料连接。

因此，通过将呈负电容的电路与具有压电性的膜部件或板部件连接，从而可以构成能够对隔音、吸音性能进行电气控制的隔音、吸音装置。

第13方面的的发明是，将第1方面至第10方面任一项记载的隔音、吸音构造体应用于汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物，对声音进行隔断、吸收。

第14方面的的发明是，将第1方面至第10方面任一项记载的隔音、吸音构造体应用于构成汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物的部件，对声音进行隔断、吸收。

第15方面的的发明是，将第11方面或第12方面记载的隔音、吸音装置应用于汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物，对声音进行隔断、吸收。

第16方面的的发明是，将第11方面或第12方面记载的隔音、吸音装置应用于构成汽车、电车等车辆、航空机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物的部件，对声音进行隔断、吸收。

附图说明

图1表示本发明隔音、吸音构造体的第1实施形态，(a)为正面图，(b)为剖面图。

图2表示本发明所述隔音、吸音构造体的第2实施形态，(a)为正面图，(b)为剖面图。

图3表示本发明隔音、吸音构造体的第3实施形态。

图4表示本发明隔音、吸音构造体的第4实施形态。

图5表示本发明隔音、吸音构造体的第5实施形态。

图6表示本发明隔音、吸音构造体的第6实施形态。

图7表示本发明隔音、吸音构造体的第7实施形态。

图8表示呈负电容的电路结构图，(a)为压电体和负电容并联的场合，(b)及(c)为压电体和负电容串联的场合。

图9为与负电容电路连接的压电体和元件的构成图。

图10表示将聚合膜曲率半径作为参数的声音透过损失的频率特性。

图11表示将聚合膜厚度作为参数的声音透过损失的频率特性。

图12表示隔音、吸音构造体的插入损失的频率特性。

图13表示采用了成形为圆顶状的硬塑料面板的声音透过损失的频率特性。

图14表示由负电容电路控制PVDF膜时的声音透过损失的频率特性。

图15表示二维排列圆顶状的硬塑料的大型面板的声音透过损失的频率特性。

图16是相对于频率对数表示声音透过损失的图表。

具体实施方式

下面参照附图(图1～图15)对本发明的实施形态进行说明。

本发明的隔音、吸音构造体，由形成为具有圆顶状或者半圆柱体状等曲率的形状的基本上无原有隔音性能的轻型膜部件或板部件、以及将其周边固定的框体构成。膜部件或板部件在平板状时由音压引起的倾斜小、并且基本上不存在由弹性引起的隔音性能及由弹性损失引起的吸音性能。

但是，如果形成为具有圆顶状或者半圆柱体状等曲率的形状，膜部件或板部件根据音压一边使曲率增减，一边产生面内的伸缩振动。根据音压产生膜部件或板部件的面内的伸缩振动，由此可以利用由膜部件或板部件的弹性引起的隔音和弹性损失来吸音。

在比面内的伸缩振动的谐振频率fr低的低频带域实现利用被成形为圆顶状等的膜部件的隔音。根据式(2)，如果采用轻型且弹性率大的膜部件，可以容易地将谐振频率fr设定在可听频带以上。另外，因为谐振频率fr取决于膜的曲率半径、膜部件的厚度、对膜部件施加的张力、由框体固定的部分的长度，故为了将谐振频率fr设定为目标频率，有必要适当地确定这些参数。

四周固定、并给出了曲率的膜部件的声音透过损失TL以及吸音率α由下面示出的式(3)～式(5)给出。

$\mathrm{TL}={10\log }_{10}[1+\frac{Y^{\′\′}}{\mathrm{\ω\ξ}}+\frac{{\left(Y^{\′\′}\right)}^2+{(Y^{\′}-{\mathrm{\ρ\ω}}^2{R}^2)}^2}{{\left(2\mathrm{\ω\ξ}\right)}^2}]---\left(3\right)$

$\mathrm{\α}=\frac{4\mathrm{\ξ\ω}{Y}^{\′\′}}{{(Y^{\′}-{\mathrm{\ρ\ω}}^2{R}^2)}^2+{(Y^{\′\′}+\mathrm{\ω\ξ})}^2}---\left(4\right)$

ξ＝ρ₀C₀R²/h                                             (5)

其中，Y＇为膜部件的面内弹性率、Y＇为膜部件的面内弹性损失、ω为角频率、ρ为膜部件的密度、h为膜部件的厚度、R为膜部件的曲率半径、ρ₀为空气密度、c₀为空气的音速。

根据式(3)～式(5)，由于声音透过损失TL以及吸音率α与R成反比，故膜部件为平板状时(R＝∞)最小，随着R的变小而增加。

另外，为了使上述原理具体化以作为经常要求大面积的隔音构造体，本发明的隔音、吸音构造体提供最适合的结构、材料、手段，并由对声音有刚度的框体和给定曲率的膜部件或板部件组装而成。在框体为平板状时，框体自身由于声音而发生挠曲，隔音性能变差。如果使框体弯曲，则可以使由声音引起的框体挠曲减少，并能够防止隔音性能变差。

如图1所示，本发明第1实施形态的隔音、吸音构造体，由被形成为具有圆顶状曲率的形状的膜部件1、以及将膜部件1的边缘部从两面夹持而固定的轮状框体2构成。作为膜部件1，采用铝箔等金属箔或聚乙烯膜等聚合膜等。作为被框体2固定了边缘部的膜部件1的形状，除了圆顶状，具有半圆柱体状或者圆锥状等曲率的形状均可。另外，作为框体2的形状，除了轮状，四角形(方格状)及六角形(蜂窝状)等也可以，作为框体2的材质，也可以是塑料或金属等。

作为膜部件的替代材料，可以是采用将丙烯酸或聚对苯二甲酸乙二酯等塑料板，铝等金属板、胶合板等板部件成形为具有圆顶状、半圆柱体状或者圆锥状等曲率的形状。

另外，如图2所示，第2实施形态的隔音、吸音构造体也可以由在4个部位形成具有圆顶状等曲率的形状的膜部件3、以及将具有各自曲率的形状的周边从两面夹持而固定的四角形(方格状)的框体4构成。另外，膜部件3上所形成的具有圆顶状等曲率形状的个数还可以是多个而不限于4个。而且，还可以形成框体4，使其与膜部件3上所形成的具有圆顶状等曲率形状的个数相匹配。

进一步，如图3所示，第3实施形态的隔音、吸音构造体也可以构成为，在作为形成为圆顶状或半圆柱体状等形状的保持具的金属网5上，提供有由轮状框体2从两面夹持的膜部件1，对膜部件1施加张力而构成具有圆顶状等曲率的形状。

图4所示的第4实施形态的隔音、吸音构造体是构成为，在多个形成为圆顶状的金属网5中，提供有被方格状框体4从两面夹持的膜部件3，对膜部件3施加张力而构成具有圆顶状等曲率的形状。

另外，图5所示的第5实施形态的隔音、吸音构造体是在第3实施形态中，在膜部件1和金属网3之间设有作为保护材料的海绵等弹性体6。

如图6所示，第6实施形态的隔音、吸音构造体构成为，将弹性体6和膜部件3层叠于支撑板7上，从其上压装方格状框体4，从而用支撑板7和框体4夹持弹性体6和膜部件3，对膜部件3施加张力的同时，将膜部件3形成具有圆顶状曲率的形状。

另外，如图7所示，第7实施形态的隔音、吸音构造体被构成为，用2块膜部件1夹住弹性体6，并用框体2夹住弹性体6和2块膜部件1，在对2块膜部件1施加张力的同时，将2块膜部件1形成为具有圆顶状曲率的形状。

作为弹性体6，通过采用玻璃棉或石棉等具有吸音性的材料(吸音材料)，可以增强吸音效果。另外，作为膜部件1的替代物，可以将塑料盘、金属板或胶合板等板部件成形为具有圆顶状或半圆柱体圆柱体状等曲率形状。

图1～图7所示任一隔音、吸音构造体的隔音性能及吸音性能也取决于框体2、4所包围的部分中的膜部件1、3的面内伸缩振动的谐振频率fr。为了将该谐振频率fr形成在可听频带或其以上，设定膜部件1、3的面密度和弹性率、框体2、4所围住部分的长度和曲率半径和张力是很重要的。

另外，作为构成隔音、吸音构造体的膜部件1、3，如果使用具有压电性的材料(压电体)，在其两面上设有电极，将呈负电容的电路(负电容电路)连接成等价于具有负电容的电容器并联或串联连接的话，则通过以电气方式改变膜部件1、3的弹性率，可以构成能够人为地改变隔音特性及吸音特性的隔音、吸音装置。

作为压电体，例如可以是，聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯共聚物、聚乳酸、聚乙酸乙烯酯、纤维素等压电性聚合体、PZT等压电性陶瓷或压电材料和聚合材料的复合材料等。

图8示出负电容电路8a，8b，8c。在图(8a)所示的负电容电路8a中可以提高压电体9的弹性率，在图(8b)和图(8c)所示的负电容电路8b，8c中可以降低弹性率。在连接任一个负电容电路8a，8b，8c时，压电体9的弹性率将以压电体9和负电容电路8a，8b，8c的电损耗大致一致的频率变化。

图8所示的元件Z0是由电阻和电容构成的元件。作为电容，如果采用与压电材料相同的材料制作的电容器，则不利用频率一样可以使压电体9的弹性率发生变化。图8(a)～图8(c)所示的的元件Z1和元件Z2由电阻、电容及电感中的至少一个构成。图8(a)和图8(b)中所示的负电容电路8a，8b的电容采用元件Z0的电容和元件Z2与元件Z1的阻抗比(Z2/Z1)的积来表示。

另外，图8(c)所示的负电容电路8c中，-Z3×Z5/Z4所表示的元件与元件Z0并联。负电容电路8c的电容采用-Z3×Z5/Z4所表示的元件与元件Z0并联后的电容、和阻抗比(Z2/Z1)的积来表示。如果用一个可变电阻构成元件Z1和Z2，则能够使负电容电路8a，8b，8c的电容可变。

如图9所示，在连接于负电容电路8a，8b，8c的压电体9上，连接元件11、12、13。元件11～元件13由电阻、电容、电感中的1种以上构成，也可以使元件11开路、元件12和元件13短路。

关于本发明的隔音、吸音构造体的隔音特性的评价结果在图10中示出。对于具有平坦形状的聚合膜和背后具有金属网的给出了10cm或5cm曲率半径的聚合膜，采用声管测定垂直入射透过损失。

在平坦聚合膜的场合，声音透过损失只有几个dB而显示不出隔音性能，与此相对，在给定10cm的曲率半径的聚合膜的场合，声音透过损失增加到10～20dB以上，随着刚度控制所特有的低频，显示出增加的趋势。

进一步，如果选择聚合膜的曲率半径从10cm到5cm，则声音透过损失进一步增加了约5dB。这样，可知，如果使聚合膜具有曲率，则将显示出刚度控制的隔音特性，并且随着曲率半径的减小，隔音效果增大。

下面，在图11中示出了被成形为圆顶状，并且被施加了张力的厚度为12微米、40微米及80微米的聚合膜中的声音透过损失的频率特性。声音透过损失随着聚合膜的厚度增加而增加。

接下来，将聚合膜固定于2.5cm×2.5cm正方形方格配设成的纵横10×10的框体上，将成形为圆顶状的金属网压入到各方格所围住的聚合膜上，将聚合膜成形为圆顶状，并制作出二维地配置了成形为圆顶状的聚合膜的隔音、吸音构造体，采用小型混响箱测定该隔音、吸音构造体的插入损失。同样，也对板厚1cm的平板胶合板、将板厚1cm的平板胶合板贴合在上述隔音、吸音构造体中作为2层壁的隔音、吸音构造体进行了评价。

图12表示评价结果。本发明的隔音、吸音构造体的插入损失随着刚度控制所特有的频率降低而显示出变大的趋势。另一方面，胶合板的插入损失则随着质量准则中特有的频率增加而显示出变大的趋势。在它们组合而成的2层壁中，从100Hz到20kHz，可得到20dB以上的插入损失。

图13是相对于频率表示采用了成形为圆顶状的硬塑料的面板之隔音性能的图表。在20cm×30cm大小的长方形铝板(厚1cm)中央设有14cm×24cm的长方形开口部，插入高度为3cm的成形为圆顶状的厚度为1.5cm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)板。用2块铝制框体从两个方向将板的四周夹持固定。

1kHz以上时，可以看到频率越高则隔音性能越好的、所谓根据板的质量而隔音的走势。另一方面，1kHz以下时，可以得到隔音性能没有频率依赖性，约恒定为30dB。这是由于成形为圆顶状的塑料板的弹性起了隔音作用。

图14为通过将上述面板的塑料板作为PVDF膜，并且采用负电容电路进行控制的方式而得到的隔音性能控制的结果。与上述硬塑料相比，膜的弹性力小些，而面内伸缩振动的谐振频率向低频侧移动。膜本来的隔音性能在300Hz以上由质量引起的效果，在300Hz以下弹性效果所特有的低频，隔音性能表现出上升的趋势。通过电路控制，面板的隔音性能从100Hz到1kHz最大增加了20dB。

图15表示将圆顶状硬塑料呈二维配设的大型面板的隔音性能的频率特性。面板的外周尺寸约1.2cm×1.6cm。其中将成形为4cm×4cm的正方形、曲率半径为4cm的圆顶状的厚度1.5cm的PET板呈二维配置。将圆顶状在20cm×30cm尺寸的PET板上形成5行×3列共15个单元，用铝制框体将每个圆顶状固定。将其作为1个单位，进一步配设成6行×5列共30个单元。图中显示，对于100Hz到1k Hz，大型面板隔音性能维持在20dB以上的隔音性能。

这些结果表明，本发明提供了从小型构造体到大型隔音壁等利用圆顶状膜或板的弹性力实现了隔音的隔音构造体。

根据本发明，由轻型膜部件、及具有方格状、蜂窝状或者轮状等至少一个开口的框体形成，将膜部件四周固定在框体上，将膜部件框体所围部分形成为具有圆顶状、圆柱体状等曲率的形状，通过将该部分的面内伸缩振动的谐振频率设定为可听频带或比其高的频带，从而可以通过刚度控制对声音进行隔断或吸收。

另外，通过将弹性体和膜部件层叠于支撑板上，并从其上压装框体，框体和支撑板夹着弹性体及膜部件，对膜部件施加张力的同时，将膜部件成形为具有圆顶状曲率的形状，将具有该曲率的形状之面内伸缩的谐振频率设定为可听频带或比可听频带更高的频率，从而可以通过刚度控制对声音进行隔断或吸收。

另外，将压电性材料安装在构成隔音、吸音构造体的膜部件或板部件上，将呈负电容的电路与该压电材料连接，通过将构成隔音、吸音构造体的膜部件或板部件作为具有压电性的材料，将呈负电容的电路与该材料连接，从而可以构成能够对隔音、吸音性能进行电气控制的隔音、吸音装置。

另外，隔音、吸音构造体及隔音、吸音装置可以适用于汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等所有具有对声音进行隔断、吸收要求的构造物及其构成部件。

Claims (16)

1.一种隔音、吸音构造体，其特征在于，将聚合膜或金属箔等膜部件形成为具有圆顶状、半圆柱体状或圆锥状等曲率的形状，将具有该曲率的形状的四周固定在其他构造体上，将具有所述曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定在可听频带或比可听频带更高的频率，通过膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。

2.一种隔音、吸音构造体，其特征在于，由聚合膜或金属箔等膜部件、和具有至少1个以上的方格状、蜂窝状或轮状等开口的框体构成，将所述膜部件固定在该框体上，将所述框体所包围的部分的所述膜部件形成为具有圆顶状、半圆柱体状或圆锥状等曲率的形状，将具有该曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定在可听频带或比可听频带更高的频率，通过膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。

3.如权利要求1或权利要求2记载的隔音、吸音构造体，其特征在于，包括用于将所述膜部件保持为具有曲率的形状的保持具。

4.如权利要求1或权利要求2记载的隔音、吸音构造体，其特征在于，对所述膜部件施加张力。

5.如权利要求1或权利要求2记载的隔音、吸音构造体，其特征在于，采用塑料板、金属板、胶合板等板部件替代所述膜部件，并将这些板部件成形为具有圆顶状、半圆柱体状、圆锥状等曲率的形状。

6.一种隔音、吸音构造体，其特征在于，将弹性体和膜部件层叠于支撑板上，从其上压装框体，从而用框体和支撑板夹着弹性体及膜部件，对膜部件施加张力的同时，将膜部件成形为具有圆顶状的曲率的形状，将具有该曲率的形状的面内伸缩的谐振频率设定在可听频带或比可听频带更高的频率，利用膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。

7.一种隔音、吸音构造体，其特征在于，用2块膜部件夹着弹性体，进而用框体夹持弹性体和2块膜部件，对2块膜部件施加张力的同时，将2块膜部件成形为具有圆顶状曲率的形状，将具有该曲率的形状之面内伸缩的谐振频率设定在可听频带或比可听频带更高的频率，利用膜的弹性力对声音进行隔断、吸收。

8.如权利要求1至权利要求7任一项记载的隔音、吸音构造体，其特征在于，呈1维或2维地对形成为具有曲率的形状的所述膜部件或成形为具有曲率的形状的所述板部件进行排列。

9.如权利要求1至权利要求8中任一项记载的隔音、吸音构造体，其特征在于，设定所述膜部件或所述板部件的具有曲率的部位的面密度、弹性率、外围尺寸、曲率半径，以使面内伸缩振动的谐振频率在可听频带内或其以上。

10.如权利要求2至权利要求9中任一项记载的隔音、吸音构造体，其特征在于，所述膜部件或所述板部件与将其固定的框体一体地形成。

11.一种隔音、吸音装置，其特征在于，将压电性部件安装在构成如权利要求1至权利要求10中任一项记载的隔音、吸音构造体的膜部件或板部件上，将呈负电容的电路与该压电性部件连接。

12.一种隔音、吸音装置，其特征在于，将构成如权利要求1至权利要求10中任一项记载的隔音、吸音构造体的膜部件或板部件作为具有压电性的部件，并将呈负电容的电路连接在该部件上。

13.一种应用了隔音、吸音构造体的构造物，其特征在于，将如权利要求1至权利要求10中任一项记载的隔音、吸音构造体应用于汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物，对声音进行隔断、吸收。

14.一种构成应用了隔音、吸音构造体的构造物的部件，其特征在于，将如权利要求1至权利要求10中任一项记载的隔音、吸音构造体应用于构成汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物的部件，对声音进行隔断、吸收。

15.一种应用了隔音、吸音装置的构造物，其特征在于，将如权利要求11或权利要求12记载的隔音、吸音装置应用于汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物，对声音进行隔断、吸收。

16.一种构成应用了隔音、吸音装置的构造物的部件，其特征在于，将如权利要求11或权利要求12记载的隔音、吸音装置应用于构成汽车、电车等车辆、飞机、船舶及其他运输工具(交通工具)、面板、隔墙及其他建筑材料、隔音壁、防音壁、建筑物、居室、电气设备、机械、声音设备等构造物的部件，对声音进行隔断、吸收。

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