JP2003122370A - 吸音材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】音源の周囲の建物の壁面や天井あるいは高速道
路の防音壁等に取り付けられ、交通車両、船舶、工場等
の各種機械類のような外部から発生する空気伝搬音、固
体伝搬音、振動の低減をはかる。 【解決手段】 本発明の吸音材１は、連続気泡発泡体２
の表面に薄膜層３または４を一体成型して配置してい
る。この連続気泡発泡体に粘弾性体を用いてもよく、厚
さ方向に発泡密度を傾斜的に異ならせるようにしもよ
い。 【効果】 本発明によれば、従来の技術に比べて約５０
０Ｈｚ以下の低周波の吸音効果が高く、特に１００Ｈｚ
以下の低周波でも優れた効果を奏する。また従来技術に
比べて固体伝搬音や振動を低減する効果も優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音源の周囲に取り
付けられ、この音源から発生する空気伝搬音、固体伝搬
音、振動等を低減する吸音材に関する。

【０００２】

【従来の技術】我々の周囲には例えば恒常的に交通車両
や船舶等の乗物から発生する音や振動あるいは工場の機
械類から発生する音や振動等様々な音や振動が発生して
おり、時にはこれらの音や振動が日常生活に支障を来す
場合も少なくない。

【０００３】従来から恒常的に発生する音や振動を低減
するような方法が種々なされている。例えば、周波数帯
域が５００Ｈｚを超えるような騒音に対してはグラスウ
ールやロックウール等の多孔質吸音材を使用すると効果
的な吸音が得られることが知られている。また、５００
Ｈｚ以下の騒音に対しては多孔質吸音材の厚さを厚くし
たり、さらに低周波数帯域に対しては吸音材の背後に空
気層を設けるなどの試みがなされている。

【０００４】あるいは、特開平８−１５２８９０号に開
示されているように、通気度が５〜１００倍異なる高密
度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層した
吸音構造体も提案されている。この発明は、空気の粘性
抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換
して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる
繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、
低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構
成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させたもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、次のような解決すべき課題があっ
た。即ち、周波数帯域でも例えば５００Ｈｚ以下の周波
数帯域に対してはグラスウールやロックウール等の多孔
質吸音材の厚さを厚くしたり、吸音材の背後に空気層を
設けるなどの試みがなされているが、十分な吸音効果を
得ようとすると重量が重くなることやスペースを広くと
らなければならない等の問題が生じていた。

【０００６】また、特開平８−１５２８９０号に開示さ
れているような技術では、特に１００Ｈｚ以下のいわゆ
る低周波帯域においては十分な吸音効果が得られていな
いのが現状である。さらに、低周波帯域の音や振動は空
気伝搬音だけではなく、建物や窓のがたつきなども発生
させるため、固体伝搬音及び振動を防止する対策を同時
に行う必要があり、従来の吸音材ではその対策が困難で
あった。

【０００７】本発明は音源の周囲の建物の壁面や天井あ
るいは高速道路の防音壁等に取り付けられ、交通車両、
船舶、工場等の各種機械類のような外部から発生する空
気伝搬音、固体伝搬音、振動の低減に効果的な吸音材を
提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉内部に連続気泡を有する発泡体であって、音
源側の表面に薄膜層を上記発泡体と一体成型して配置さ
れていることを特徴とする吸音材。

【０００９】〈構成２〉上記薄膜層は音源側及び剛壁側
双方の発泡体と一体成型して配置されていることを特徴
とする構成１に記載の吸音材。

【００１０】〈構成３〉上記薄膜層は１ｍｍ以下の厚さ
を有することを特徴とする構成１または構成２に記載の
吸音材。

【００１１】〈構成４〉上記連続気泡発泡体は厚さ方向
に発泡密度が傾斜的に異なっていることを特徴とする構
成１から構成３までのいずれかの構成に記載の吸音材。

【００１２】〈構成５〉上記連続気泡発泡体は、発泡密
度が異なる複数の連続気泡発泡体を上記発泡密度が傾斜
的に配置されるように積層されたものであることを特徴
とする構成４に記載の吸音材。

【００１３】〈構成６〉上記連続気泡発泡体の発泡密度
は音源側で高密度としたことを特徴とする構成５に記載
の吸音材。

【００１４】〈構成７〉上記連続気泡発泡体は粘弾性体
からなることを特徴とする構成１から構成６までのいず
れかの構成に記載の吸音材。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。

【００１６】図１は本発明における吸音材の一実施の形
態を表した断面図である。図１において、吸音材１は内
部に連続気泡を有する複数の発泡体２が積層されてお
り、これら複数の連続気泡発泡体はそれぞれ発泡密度が
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで異なっている。そして、この
発泡密度は厚さ方向に傾斜的に異なるように配置されて
いる。また、音源側及び建物の壁面等のいわゆる剛壁５
側には粘弾性体からなる薄膜層３及び４を配置してい
る。この粘弾性体からなる薄膜層３、４はそれぞれ連続
気泡発泡体２ａ及び２ｄと一体成型されている。

【００１７】本実施の形態において、連続気泡発泡体を
用いる理由は、音波が発泡体に入射した場合、間隙部分
の空気が振動し、この空気の粘性抵抗によって音波のエ
ネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音が行われる。

【００１８】なお、本発明の連続気泡発泡体は発泡密度
が均一な１枚の発泡体でも目的を達成することができる
し、発泡密度を傾斜させた場合には複数の発泡体を積層
したものではなく、内部の発泡密度を傾斜的に異ならせ
た１枚の連続気泡発泡体から構成しても差し支えない。

【００１９】ところで、薄膜層３、４の厚さは特に限定
されるものではないが、膜振動による吸音効果をより発
揮させるためには１ｍｍ以下であることが好ましい。こ
れは、薄膜層の部分は付加質量、即ち錘の役割、連続気
泡発泡体部分はバネ、いわゆる空気バネの役割として作
用し、薄膜層の部分は膜振動によって吸音が行われるか
らである。

【００２０】ここで、連続気泡発泡体の材質として粘弾
性体を用いた場合にはより本発明の効果を奏することが
できる。これは音波が粘弾性体からなる連続気泡発泡体
に入射すると、気泡中の空気の粘性抵抗による吸音に加
えて粘弾性体の振動により粘弾性体の粘性抵抗によって
も音波のエネルギーが熱エネルギーに変換され吸音が行
われるからである。また、連続気泡発泡体に粘弾性体を
用いた場合には薄膜層も粘弾性体から形成されることに
なるため、さらに効果的に音波のエネルギーが熱エネル
ギーに変換され吸音が行われる。そして、粘弾性体は制
振性を有しているために、音波のエネルギーが熱エネル
ギーに変換されて吸音が行われるとともにさらに振動を
低減する目的のために効果的であり、吸音制振材として
の役割を果たすことになる。

【００２１】次に、本発明による吸音機構の原理を説明
する。図２は前述した本発明の吸音機構を模式的に説明
した図である。即ち図２において示すように、連続気泡
発泡体に粘弾性体を用いた場合には、本発明の吸音機構
は空気の粘性抵抗による吸音機構（ａ）と弾性効果と粘
性抵抗を組み合わせた粘弾性体の吸音機構（ｂ）、それ
に錘と弾性効果を組み合わせた動吸振機による吸音機構
（ｃ）とが加わった作用により実現されるものである。
このような吸音機構は特に例えば１００Ｈｚ以下のよう
な低周波吸音に対してより効果的である。

【００２２】ここで、粘弾性体からなる連続気泡発泡体
の発泡密度を音源側で高く、剛壁側で低くするように傾
斜的に異ならせた場合、高密度部分は前記した付加質量
の役割を果たし、低密度部分はバネの役割を果たすこと
で吸音が行われることになる。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。

【００２４】〈実施例１〉厚さ２００ｍｍの側面が開放
された金型にポリエーテル系ウレタンフォーム原料を吐
出して連続気泡発泡体を形成させ、これを１／２に切断
して片側のみ薄膜層を有する連続気泡発泡体による吸音
材を得た。薄膜層の厚さは５００μｍである。また薄膜
層は音源側に配置するようにした。

【００２５】〈実施例２〉厚さ１００ｍｍの側面が開放
された金型にウレタンーアスファルト系フォーム原料を
吐出して両面に薄膜層を有する粘弾性体からなる連続気
泡発泡体による吸音材を得た。薄膜層の厚さは５００μ
ｍである。

【００２６】〈実施例３〉厚さ２００ｍｍの側面が開放
された金型にウレタンーアスファルト系フォーム原料を
吐出して粘弾性体からなる連続気泡発泡体を形成させ、
これを１／２に切断して片側のみ薄膜層を有する連続気
泡発泡体による吸音材を得た。薄膜層の厚さは６００μ
ｍである。また薄膜層は音源側に配置するようにした。

【００２７】〈実施例４〉実施例３と同様に作成した片
側のみ薄膜層を有する粘弾性体からなる連続気泡発泡体
に発泡密度の異なる薄膜層を有しない３枚の粘弾性体か
らなる連続気泡発泡体を積層した吸音材を得た。それぞ
れの連続気泡発泡体の厚さは２５ｍｍであり、発泡密度
は音源側より４２０、１４９、７３．５、２５．２ｋｇ
／ｍｍ３である。薄膜層の厚さは８００μｍであり、ま
た薄膜層は音源側に配置するようにした。

【００２８】〈比較例１〉厚さが１００ｍｍのポリエー
テル系ウレタンフォームによる薄膜層を有しない連続気
泡発泡体を得た。

【００２９】〈比較例２〉厚さが１００ｍｍのウレタン
ーアスファルト系フォームによる粘弾性体からなる薄膜
層を有しない連続気泡発泡体を得た。

【００３０】上記の１〜４までの実施例及び比較例１、
２につき、それぞれ吸音特性の指標となる吸音率と制振
性の指標となる損失係数を測定した。

【００３１】ここで、吸音率の測定は、JIS A 1405「音
響−インピーダンス管による吸音率及びインピーダンス
の測定−定在波比法」に従い、垂直入射吸音率を測定し
た。また、損失係数の測定は、JIS G 0602「制振鋼板の
振動減衰特性試験方法」に準拠し、試験片の保持は中央
支持方式、試験片の加振は電磁加振器、損失係数算出方
法は半値幅法により行った。なお、吸音率はオンテック
Ｒ＆Ｄ社製音響管式吸音特性測定システム、損失係数は
リオン製の測定器を用いて行った。

【００３２】図３は本発明の実施例における各周波数毎
の吸音率、図４は各周波数毎の損失係数の値をそれぞれ
比較例ととも示したものである。

【００３３】図３に示すように、本発明の実施例では吸
音率においては約１０００Ｈｚ以下の周波数に対して比
較例に比べて効果が顕著であり、１００Ｈｚの低周波数
においても比較例に比べて充分高い吸音効果を有してい
ることがわかる。

【００３４】また、実施例１から実施例４を比較する
と、粘弾性体からなる連続気泡発泡体を用いたものが約
５００Ｈｚ以下の周波数に対してはより効果が高く、特
に発泡密度を傾斜させて異ならせた実施例４がさらに効
果が優れていることが明らかである。

【００３５】一方図４に示すように、固体伝搬音や振動
の低減の指標となる損失係数においては、実施例１と比
較例１を比べると、薄膜層を有している実施例１の方が
全周波数領域に亘って優れていることがわかる。また、
粘弾性体からなる連続気泡発泡体を用いた実施例２から
実施例４においては、粘弾性体ではない実施例１に比べ
ていずれも損失係数が高く、固体伝搬音や振動の低減に
優れていることがわかる。

【００３６】この実施例２から実施例４と比較例２を比
べると、同じ粘弾性体からなる連続気泡発泡体であって
もやはり薄膜層を有している方が比較例に比べてすべて
の周波数において勝っており、特に１００Ｈｚ以下の低
い周波数においてはより優れた効果を奏していることが
わかる。そして、発泡密度を傾斜させて異ならせた実施
例４が最も固体伝搬音や振動の低減に有効であることも
明らかである。

【００３７】

【発明の効果】上記したように本発明の吸音材によれ
ば、連続気泡発泡体の表面に薄膜層を一体成型して配置
したので、従来技術に比べて優れた効果を有する吸音材
を提供することができる。特に連続気泡発泡体に粘弾性
体を用いた場合、さらに連続気泡発泡体の発泡密度を傾
斜的に異ならせた場合にはその効果がより顕著になり、
吸音のみならず固体伝搬音や振動の低減に効果的な制振
性を有した吸音材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における吸音材の一実施の形態を表した
断面図である。

【図２】本発明の吸音機構を模式的に説明した図であ
る。

【図３】本発明の実施例における各周波数毎の吸音率の
値を示した図である。

【図４】本発明の実施例における各周波数毎の損失係数
の値を示した図である。

【符号の説明】

１ 吸音材 ２ 連続気泡発泡体 ３ 薄膜層 ４ 薄膜層 ５ 剛壁

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に連続気泡を有する発泡体であっ
   て、音源側の表面に薄膜層を前記発泡体と一体成型して
   配置されていることを特徴とする吸音材。
2. 【請求項２】 前記薄膜層は音源側及び剛壁側双方の発
   泡体と一体成型して配置されていることを特徴とする請
   求項１に記載の吸音材。
3. 【請求項３】 前記薄膜層は１ｍｍ以下の厚さを有する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音
   材。
4. 【請求項４】 前記連続気泡発泡体は厚さ方向に発泡密
   度が傾斜的に異なっていることを特徴とする請求項１か
   ら請求項３までのいずれかの請求項に記載の吸音材。
5. 【請求項５】 前記連続気泡発泡体は、発泡密度が異な
   る複数の連続気泡発泡体を前記発泡密度が傾斜的に配置
   されるように積層されたものであることを特徴とする請
   求項４に記載の吸音材。
6. 【請求項６】 前記連続気泡発泡体の発泡密度は音源側
   で高密度としたことを特徴とする請求項５に記載の吸音
   材。
7. 【請求項７】 前記連続気泡発泡体は粘弾性体からなる
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか
   の請求項に記載の吸音材。