JP2003150170A - 吸音制振材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明の吸音制振材１は、各繊維の表面
に粘弾性体を塗布した繊維状集合体２を厚さ方向に繊維
密度を傾斜的に異ならせるようにしている。また、音源
側に粘弾性体からなる制振シート３や剛壁側に粘弾性体
からなる制振シート４を積層するとより効果が高くな
る。音源側の粘弾性体からなる制振シート３は粘弾性体
からなる独立気泡発泡体あるいは金属薄膜層としてもよ
い。 【効果】 本発明によれば、従来の技術に比べて特に３
００〜４００Ｈｚ以下の低周波の吸音効果が高く、また
すべての周波数に対して従来技術に比べて固体伝搬音や
振動を低減することができる。

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制振材に関する。

【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制振
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〉構成する各繊維の表面に粘弾性体を塗布して
粘弾性体塗布繊維とし、各粘弾性体塗布繊維を集合して
吸音制振効果を有する繊維状集合体としたことを特徴と
する吸音制振材。

【０００９】〈構成２〉上記繊維状集合体は音源側に近
づくほど繊維密度が増加しもしくは減少するように繊維
密度分布が調整されていることを特徴とする構成１記載
の吸音制振材。

【００１０】〈構成３〉上記繊維状集合体は、それぞれ
繊維密度が異なる複数の繊維状集合体を、音源側に近づ
くほど繊維密度が大きいものもしくは小さいものが配置
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２記載の吸音制振材。

【００１１】〈構成４〉上記繊維状集合体の繊維密度は
音源側で高密度としたことを特徴とする構成３記載の吸
音制振材。

【００１２】〈構成５〉上記繊維状集合体の繊維密度は
音源側で低密度としたことを特徴とする構成３記載の吸
音制振材。

【００１３】〈構成６〉上記繊維状集合体の音源側に粘
弾性体からなる制振シートを積層したことを特徴とする
構成１から構成５までのいずれかの構成に記載の吸音制
振材。

【００１４】〈構成７〉上記繊維状集合体の音源側に粘
弾性体からなる独立気泡発泡体を積層したことを特徴と
する構成１から構成５までのいずれかの構成に記載の吸
音制振材。

【００１５】〈構成８〉上記繊維状集合体の音源側に金
属薄膜層を積層したことを特徴とする構成１から構成５
までのいずれかの構成に記載の吸音制振材。

【００１６】〈構成９〉上記繊維状集合体の剛壁側に粘
弾性体からなる制振シートを積層したことを特徴とする
構成１から構成８までのいずれかの構成に記載の吸音制
振材。

【００１７】

【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。

【００１８】図１は本発明における吸音制振材の一実施
の形態を表した断面図である。図１において、吸音制振
材１は複数の繊維状集合体２が積層されている。この各
々の繊維状集合体２は構成する各繊維の表面に粘弾性体
が塗布された粘弾性体塗布繊維を集合して通気性のある
集合体としたものである。これら複数の繊維状集合体は
それぞれ繊維密度が２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで異なって
いる。そして、積層された状態で、一方の面から他方の
面に向かって、繊維密度が次第に増加もしくは減少する
ように、繊維密度を厚さ方向に傾斜的に異ならせてい
る。即ち、繊維状集合体は音源側に近づくほど繊維密度
が増加しもしくは減少するように繊維密度分布が調整さ
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制振シート３及び４を積層
している。

【００１９】本実施の形態において、粘弾性体塗布繊維
からなる繊維状集合体を用いる理由は、音波が繊維状集
合体に入射した場合、集合体内部の空気が振動し、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とともに、各繊維の表面
に塗布した粘弾性体も振動し、やはり粘弾性体の粘性抵
抗により音波のエネルギーが熱エネルギーに変換される
ためにより効果的に吸音が行われるからである。

【００２０】なお、本発明の粘弾性体塗布繊維からなる
繊維状集合体は複数の集合体を積層したものではなく、
内部の繊維密度を傾斜的に異ならせた１枚の繊維状集合
体から構成しても差し支えない。

【００２１】また、本発明の吸音制振材は粘弾性体塗布
繊維からなる繊維状集合体だけで構成してもよいが、本
実施の形態のように音源側に粘弾性体からなる充実体の
制振シートを積層すると、低周波の吸音に効果があるば
かりではなく、建物等を伝搬してくる固体伝搬音及び振
動も低減でき、加えて剛壁側にやはり粘弾性体からなる
充実体の制振シートを積層すると固体伝搬音及び振動の
低減をさらに効果的に行うことができる。

【００２２】ところで、図１の実施の形態では音源側に
粘弾性体からなる制振シートを積層して吸音制振材を構
成したが、粘弾性体からなる独立気泡発泡体を積層して
もよく、また薄膜層、例えばアルミニウム等の金属薄膜
層を積層しても同様の効果を得ることができる。

【００２３】これは、粘弾性体からなる制振シート、独
立気泡発泡体、薄膜層等の部分は付加質量、即ち錘の役
割、粘弾性体塗布繊維からなる繊維状集合体部分はバ
ネ、いわゆる空気バネの役割として作用し、粘弾性体か
らなる制振シート、独立気泡発泡体、薄膜層等の部分は
膜振動によって吸音が行われる。特に粘弾性体を用いた
場合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る。

【００２４】なお、音源側に積層する粘弾性体からなる
制振シート、独立気泡発泡体、薄膜層等は目的とする吸
音の程度により最も効果の高いものを選択すればよい。

【００２５】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、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１００Ｈ
ｚ以下のような低周波吸音に対してより効果的である。

【００２６】ここで、粘弾性体塗布繊維からなる繊維状
集合体の繊維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。このような構成の
吸音制振材は特に５００Ｈｚ付近以下の周波数の吸音に
効果的である。

【００２７】一方、繊維密度を音源側で低く、剛壁側で
高くするように傾斜的に異ならせた場合は繊維状集合体
表面での音波の反射を低減し、より吸音率を向上させる
ことができ、特に５００Ｈｚ付近以上の周波数の吸音効
果に優れている。

【００２８】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。以下に説明
する本発明の実施例において、繊維状集合体はグラスウ
ールを使用し、粘弾性体は特開平１１−３１０６６３号
に記載されている本発明の出願人が開発した粘弾性体を
用いた。

【００２９】〈実施例１〉グラスウールを構成する各繊
維の表面に粘弾性体を塗布し、繊維密度が２０ｋｇ／ｍ
３で厚さが１００ｍｍの繊維状集合体からなる吸音制振
材。

【００３０】〈実施例２〉実施例１と同様の構成で厚さ
が２５ｍｍで音源側からの繊維密度がそれぞれ４０、３
２、２４、２０ｋｇ／ｍ３の４枚の繊維状集合体を積層
した吸音制振材。

【００３１】〈実施例３〉実施例２において、音源側に
厚さ０．０５ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを
積層した吸音制振材。

【００３２】〈実施例４〉実施例２において、音源側に
厚さ３ｍｍの粘弾性体からなる独立気泡発泡体を積層し
た吸音制振材。

【００３３】〈実施例５〉実施例２において、音源側に
厚さ０．０２ｍｍのアルミニウムの薄膜を積層した吸音
制振材。

【００３４】〈実施例６〉実施例３において、剛壁側に
厚さ２ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層し
た吸音制振材。

【００３５】〈実施例７〉実施例４において、剛壁側に
厚さ２ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層し
た吸音制振材。

【００３６】〈実施例８〉実施例５において、剛壁側に
厚さ２ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層し
た吸音制振材。

【００３７】〈比較例１〉厚さが１００ｍｍで繊維密度
が２０ｋｇ／ｍ３のグラスウールからなる吸音材。

【００３８】〈比較例２〉厚さが２５ｍｍで音源側から
の繊維密度がそれぞれ４０、３２、２４、２０ｋｇ／ｍ
３の４枚のグラスウールを積層した吸音材。

【００３９】上記の１〜８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。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。

【００４０】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。

【００４１】図３及び図４から、本発明の実施例では吸
音率においては特に３００〜４００Ｈｚ以下の低周波数
に対し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吸音効果が高いことがわか
る。

【００４２】また、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比較例に比べてすべての周波数に
おいて勝っており、１００Ｈｚ以下の低い周波数におい
ても優れた効果を奏していることが明らかである。

【００４３】

【発明の効果】上記したように本発明の吸音制振材によ
れば、粘弾性体を各繊維の表面に塗布した繊維状集合体
を厚さ方向に繊維密度を傾斜的に異ならせ、さらに音源
側に粘弾性体からなる制振シートや粘弾性体からなる独
立気泡発泡体あるいは金属薄膜層を積層したり、剛壁側
に粘弾性体からなる制振シートを積層したので、特に３
００〜４００Ｈｚ以下の低周波の吸音に効果があり、ま
た粘弾性体を各繊維の表面に塗布しているため制振性も
併せ持っている。従ってすべての周波数において固体伝
搬音や振動の低減に効果的な吸音制振材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における吸音制振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 吸音制振材 ２ 繊維状集合体 ３ 制振シート ４ 制振シート ５ 剛壁

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構成する各繊維の表面に粘弾性体を塗布
   して粘弾性体塗布繊維とし、各粘弾性体塗布繊維を集合
   して吸音制振効果を有する繊維状集合体としたことを特
   徴とする吸音制振材。
2. 【請求項２】 前記繊維状集合体は音源側に近づくほど
   繊維密度が増加しもしくは減少するように繊維密度分布
   が調整されていることを特徴とする請求項１記載の吸音
   制振材。
3. 【請求項３】 前記繊維状集合体は、それぞれ繊維密度
   が異なる複数の繊維状集合体を、音源側に近づくほど繊
   維密度が大きいものもしくは小さいものが配置されるよ
   うに積層されたものであることを特徴とする請求項２記
   載の吸音制振材。
4. 【請求項４】 前記繊維状集合体の繊維密度は音源側で
   高密度としたことを特徴とする請求項３記載の吸音制振
   材。
5. 【請求項５】 前記繊維状集合体の繊維密度は音源側で
   低密度としたことを特徴とする請求項３記載の吸音制振
   材。
6. 【請求項６】 前記繊維状集合体の音源側に粘弾性体か
   らなる制振シートを積層したことを特徴とする請求項１
   から請求項５までのいずれかの請求項に記載の吸音制振
   材。
7. 【請求項７】 前記繊維状集合体の音源側に粘弾性体か
   らなる独立気泡発泡体を積層したことを特徴とする請求
   項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の吸音
   制振材。
8. 【請求項８】 前記繊維状集合体の音源側に金属薄膜層
   を積層したことを特徴とする請求項１から請求項５まで
   のいずれかの請求項に記載の吸音制振材。
9. 【請求項９】 前記繊維状集合体の剛壁側に粘弾性体か
   らなる制振シートを積層したことを特徴とする請求項１
   から請求項８までのいずれかの請求項に記載の吸音制振
   材。