JP2007256749A - 吸音材及び吸音パネル並びに吸音材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが低く、美観性及び吸音特性に優れた吸音材及びその製造方法並びにその吸音材を備えた吸音パネルを提供する。
【解決手段】一方向及び一方向と交差する方向に沿って配置された複数の貫通孔３を有する略格子状の隔壁体２からなり、略格子状の隔壁体２は、一方向に沿って延在する複数の薄帯部材４…と、一方向と交差する方向に沿って延在する複数の別の薄帯部材５…とが、相互に格子状に組み合わされて構成されてなることを特徴とする吸音材を採用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸音材及び吸音パネル並びに吸音材の製造方法に関する。

従来、金属、木材、プラスチック等からなる板状部材に貫通孔を設け、貫通孔の音源と反対側に背後空気層を持たせた吸音パネルが知られている。しかし、これら吸音パネルにおいては、貫通孔の直径が比較的大きく肉眼で視認可能であるため、美観性が損なわれるという問題がある。
また、貫通孔の直径が数百マイクロメートル程度の吸音パネルも知られている（例えば特許文献１）が、これらの貫通孔はドリルで穿孔したりフォトリソグラフィ技術を利用して設けたりするので、製造コストが大きくなる問題がある。特に、１ｍ四方の吸音材を形成するには、数千万〜数億個の微細な貫通孔を設ける必要があり、製造コストが極めて大きくなる。また、板厚が大きくなるに従って貫通孔のアスペクト比が大きくなるため、板厚の大きな吸音パネルの製造が困難になるという問題がある。
特開２００５−１７３３９８号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、製造コストが低く、美観性及び吸音特性に優れた吸音材及びその製造方法並びにその吸音材を備えた吸音パネルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の吸音材は、一方向及び前記一方向と交差する方向に沿って配置された複数の貫通孔を有する略格子状の隔壁体からなり、前記略格子状の隔壁体は、前記一方向に沿って延在する複数の薄帯部材と、前記一方向と交差する方向に沿って延在する複数の別の薄帯部材とが、相互に格子状に組み合わされて構成されてなることを特徴とする。
また、本発明の吸音材においては、前記の各薄帯部材の長辺部には、その長手方向に沿って一定の間隔を空けて複数の切欠部が設けられ、前記薄帯部材と前記別の薄帯部材とが組み合わされる際に、各薄帯部材の切欠部同士が嵌め合わされることが好ましい。
更に、本発明の吸音材においては、前記貫通孔の開口形状が略矩形状とされ、前記開口形状の一辺の長さが１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされていることが好ましい。
更にまた、本発明の吸音材においては、前記隔壁体の厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲とされていることが好ましい。
また、本発明の吸音材においては、前記貫通孔の内壁面に樹脂からなる補強層が形成されていることが好ましい。
更に、本発明の吸音材においては、前記各薄帯部材が着色されていることが好ましい。

次に、本発明の吸音パネルは、先のいずれかに記載の２以上の吸音材が所定の間隔を空けて相対配置され、各吸音材同士の間に空気層が設けられてなることを特徴とする。
また本発明の吸音パネルは、先のいずれかに記載の吸音材と剛体とが所定の間隔を空けて相対配置され、前記吸音材と前記剛体との間に空気層が設けられてなることを特徴とする。
また本発明の吸音パネルにおいては、前記空気層に多孔質吸音材が配置されていることが好ましい。多孔質吸音材としては、例えばグラスウール、ロックウール等の多孔質吸音材を用いることができる。

次に、本発明の吸音材の製造方法は、複数の薄帯部材の間にスペーサを配置して薄帯部材同士を離間させつつ厚み方向に重ねる配列工程と、前記複数の薄帯部材と交差する方向に沿って、複数の別の薄帯部材を相互に離間させつつ前記複数の薄帯部材に組み合わせることにより、格子状の隔壁体を形成する組立工程と、前記スペーサを除去する仕上工程と、を具備してなることを特徴とする。
また、本発明の吸音材の製造方法においては、前記配列工程において前記スペーサを前記複数の薄帯部材の長手方向両端部寄りに配置し、前記仕上工程において前記複数の薄帯部材の両端部を前記スペーサと共に除去することが好ましい。
更に、本発明の吸音材の製造方法においては、前記複数の薄帯部材及び前記複数の別の薄帯部材の各長辺部に、その長手方向に沿って一定の間隔を空けて複数の切欠部を設け、前記組立工程において前記複数の薄帯部材と前記複数の別の薄帯部材とを組み合わせる際に、各薄帯部材の切欠部同士を嵌め合わせることが好ましい。
更にまた、本発明の吸音材の製造方法においては、前記配列工程において前記複数の薄帯部材の厚み方向両面にそれぞれ接着樹脂を塗布し、前記組立工程において前記複数の別の薄帯部材の厚み方向両面にも接着樹脂を塗布し、前記隔壁体を形成した後に前記接着樹脂を硬化して薄帯部材同士を接合させることが好ましい。
また、本発明の吸音材の製造方法においては、前記複数の薄帯部材の一端部寄りにそれぞれ位置決め用の切欠部を設け、前記配列工程において前記複数の薄帯部材を配置する際に、前記位置決め用の切欠部に長尺の位置決め用治具を嵌め合わせて、前記複数の薄帯部材の前記の各切欠部の位置合わせを行うことが好ましい。
また、本発明の吸音材の製造方法においては、前記複数の薄帯部材及び前記複数の別の薄帯部材の厚みがそれぞれ１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされ、前記の各薄帯部材における切欠部のピッチが２０μｍ以上４００μｍ以下の範囲とされ、前記の各薄帯部材の幅が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲とされ、前記配列工程における薄帯部材同士の間隔が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされていることが好ましい。

本発明の吸音材によれば、薄帯部材を格子状に組み合わせることによって複数の貫通孔を有する隔壁体が形成されているので、薄帯部材の長さ及び幅並びに厚みと、各薄帯部材同士の間隔とを調整することで、貫通孔のサイズ及び開口率を容易に調整できるともにサイズ等の精度を高めることができ、吸音特性を向上することができる。
また本発明の吸音材によれば、薄帯部材同士を格子状に組み合わせる際に、各薄帯部材に設けた切欠部同士を嵌め合わせるので、吸音材の機械的強度を向上させることができる。
更に、本発明の吸音材によれば、貫通孔の開口形状の一辺の長さが１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされ、また隔壁体の厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍの範囲とされているので、吸音特性をより高めることができる。
更にまた本発明の吸音材によれば、貫通孔の内壁面に樹脂からなる補強層が形成されているので、吸音材の強度をより高めることができる。
また、本発明の吸音材によれば、各薄帯部材が着色されているので、吸音材自体の色を変更したり、様々なモチーフからなるデザインを表現することが可能となり、吸音材の美観を高めることができる。

また、本発明の吸音パネルによれば、吸音材同士または吸音材と剛体を対向配置し、吸音材同士または吸音材と剛体との間に空気層を設けるので、吸音材の貫通孔と空気層とによって所謂ヘルムホルツ共鳴器を構成することができ、吸音特性を大幅に向上できる。
また、本発明の吸音パネルによれば、吸音材と剛体との間の空気層に多孔質吸音材を配置するので、吸音特性をより高めることができる。

更に、本発明の吸音材の製造方法によれば、配列工程においてスペーサを配置して薄帯部材同士を離間させ、次に組立工程において各薄帯部材に別の薄帯部材を離間させつつ組み合わせて格子状の隔壁体を形成することによって、隔壁体に複数の貫通孔が設けられ、しかもその貫通孔の数が、隔壁体における貫通孔の数＝（薄帯部材の数−１）×（別の薄帯部材の数−１）となるので、比較的少ない工数で多数の貫通孔を形成することができる。これによって吸音材の製造コストを大幅に低減できる。
また、本発明の吸音材の製造方法によれば、スペーサを薄帯部材の両端部とともに除去するので、吸音材の美観性を保つことができる。
更にまた、本発明の吸音材の製造方法によれば、薄帯部材同士を格子状に組み合わせる際に、各薄帯部材に設けた切欠部同士を嵌め合わせるので、吸音材の機械的強度を向上させることができる。
更にまた、本発明の吸音材の製造方法によれば、各薄帯部材に接着樹脂を塗布してから各薄帯部材同士を組み合わせて隔壁体を形成し、その後、接着樹脂を硬化させるので、接着樹脂によって各薄帯部材同士が接合され、隔壁体の強度を大幅に向上できる。なお、硬化後の接着樹脂は、貫通孔の内壁面に形成された樹脂からなる補強層となる。
また、本発明の吸音材の製造方法によれば、薄帯部材に設けられた位置決め用の切欠部に位置決め用治具を嵌め合わせることによって、薄帯部材の各切欠部の位置合わせを行うので、隔壁体の寸法精度を高めることができ、これに伴って貫通孔のサイズ、ピッチ等の精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下の説明において参照する図は、吸音材、吸音パネル及び吸音材の製造方法を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の吸音材等の寸法関係とは異なる場合がある。

「吸音材」
以下、本実施形態の吸音材について図１〜図４を参照して説明する。図１は、本実施形態の吸音材を示す斜視図であり、図２は、図１に示す吸音材の一部を拡大した平面模式図であり、図３は、図１に示す吸音材の一部を拡大した斜視図であり、図４は、図１に示す吸音材の一部を拡大した分解斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の吸音材１は、一見すると板状の部材であるが、図１の拡大図である図２及び図３に示すように、この吸音材１は格子状に形成された隔壁体２によって構成されている。この隔壁体２には、ｘ方向（一方向）及びこのｘ方向に対して直交するｙ方向（一方向と交際する方向）に沿って、複数の貫通孔３…がマトリックス状に並んで設けられている。この貫通孔３…は、吸音材１（隔壁体２）の厚み方向に沿って延在しており、図１における吸音材１の一面１ａ及び他面１ｂの間を貫通している。

次に隔壁体２は、図２、図３及び図４に示すように、ｘ方向に沿って延在する複数の薄帯部材４…と、ｙ方向に沿って延在する複数の別の薄帯部材５…とが、相互に格子状に組み合わされて構成されている。
図２において薄帯部材４…及び５…は、各薄帯部材４…、５…の幅方向一方側の端面が図中手前側に向けられて配置されている。また、薄帯部材４…は、その厚み方向両側の面がｙ方向及びその反対方向に向けられて配置され、一方薄帯部材５…は、その厚み方向両側の面がｘ方向及びその反対方向に向けられて配置されている。
換言すると、薄帯部材４…は、その厚みｔ_１の方向に沿って所定の間隔ｄ_１を空けて並べられている。また、薄帯部材５…は、その厚みｔ_２の方向に沿って所定の間隔ｄ_２を空けて並べられている。

薄帯部材４…、５…の材質は、金属、樹脂、セラミックスのいずれでも良い。金属としては例えば、ステンレス、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等を例示できる。また、樹脂としては、ＰＥＴ等を例示できる。更にセラミックスとしては、アルミナの焼結体等を例示できる。また、各薄帯部材４…、５…には着色が施されていても良い。

また、図４の分解斜視図に示すように、各薄帯部材４…、５…には、その幅方向一方側の長辺部４ａ…、５ａ…にそれぞれ切欠部４ｂ…、５ｂ…が設けられており、切欠部４ｂ…、５ｂ…同士が嵌め合わされることによって各薄帯部材４…、５…が一体化されている。
切欠部４ｂ…、５ｂ…は、薄帯部材４…、５…の長辺部４ａ…、５ａ…が平面視略コ字状に切り欠けられて形成されている。切欠部４ｂ…、５ｂ…の幅を規定する一対の内壁面４ｃ…、５ｃ…は、隔壁体２の組立精度の観点からは、長辺部４ａ…、５ａ…に対して直交していれば良いが、組合せの容易性の観点からは、長辺部４ａ…、５ａ…に対して傾斜したテーパー面であることが好ましい。また、薄帯部材４…の切欠部４ｂ…の幅は、薄帯部材５…の厚みｔ_２に一致させることが隔壁体２の組立精度の観点から好ましく、同様に薄帯部材５…の切欠部５ｂ…の幅は、薄帯部材４…の厚みｔ_１に一致させることが好ましい。

薄帯部材４…及び５…が組み合わされる際には、後述するように各薄帯部材４…、５…の厚さ方向両面に接着樹脂が塗布された状態で組み合わされ、この接着樹脂が硬化されることによって薄帯部材４…、５…同士が接合される。各薄帯部材４…、５…の厚さ方向両面は、隔壁体においては図２または３に示すように各貫通孔３…の内壁面３ａ…を構成するものとなる。硬化された接着樹脂は、樹脂製の補強層となって各貫通孔３…の内壁面３ａ…を被覆した状態になる。この補強層の形成によって、隔壁体２の機械的強度が向上される。なお、図２〜図４においては接着樹脂及び補強層の図示を省略している。

本実施形態に係る隔壁体２おいては、図２に示すように、例えば、隣接する２つの薄帯部材４ｄ、４ｅ（４）と、隣接する２つの別の薄帯部材５ｄ、５ｅ（５）とが交差する部分に、１つの貫通孔３ｂ（３）が形成される関係になる。即ち、貫通孔３ｂは、薄帯部材４ｄ、４ｅ及び薄帯部材５ｄ、５ｅによって区画されることによって形成されている。この関係は、他の貫通孔３においても同様である。
このため、貫通孔３…の平面視形状はそれぞれ略矩形状とされ、また貫通孔３…の平面視したときの大きさは、薄帯部材４…同士の間隔ｄ_１及び薄帯部材５…同士の間隔ｄ_２によって規定される。なお、薄帯部材４…同士の間隔ｄ_１及び薄帯部材５…同士の間隔ｄ_２は、各切欠部４ｂ…、５ｂ…のピッチＰ_１、Ｐ_２から各薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２を差し引いた値になる。
更に、貫通孔３…の長さ、換言すると隔壁体２の厚みは、各薄帯部材４…、５…の幅ｗ_１、ｗ_２によって規定される。
更にまた、貫通孔３…の間隔Ｐ_１、Ｐ_２は、薄帯部材４…の厚みｔ_１及び薄帯部材５…の厚みｔ_２によって規定される。なお、貫通孔３…の間隔Ｐ_１はｘ方向に沿う間隔であり、Ｐ_２はｙ方向に沿う間隔である。

貫通孔３…の平面視したときの大きさ（開口形状の一辺の長さ）は、換言すると薄帯部材４…同士の間隔ｄ_１及び薄帯部材５…同士の間隔ｄ_２は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲がより好ましい。ｄ_１及びｄ_２がそれぞれ１０μｍ未満になると、貫通孔３…の開口面積が小さくなって吸音特性が低下するので好ましくなく、ｄ_１及びｄ_２がそれぞれ２００μｍを超えると、貫通孔３…が肉眼で視認されるようになり、吸音材１の美観性が低下するので好ましくない。
なお、ｄ_１及びｄ_２はそれぞれ、一定であっても良いし、上記の数値範囲の間で可変であっても良い。また、ｄ_１及びｄ_２は同じ値でも異なる値でも良い。
また、ｄ_１及びｄ_２は、上述のように切欠部のピッチＰ_１、Ｐ_２から薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２を差し引いた値である。従って、切欠部のピッチＰ_１、Ｐ_２については、２０μｍ以上４００μｍ以下の範囲が好ましく、１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲がより好ましい。

次に、隔壁体２の厚み（貫通孔３…の長さ）は、換言すると薄帯部材４…の幅ｗ_１及び薄帯部材５…の幅ｗ_２はそれぞれ、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲が好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲がより好ましい。ｗ_１及びｗ_２がそれぞれ０．５ｍｍ未満になると、隔壁体２の厚みが低下して隔壁体２の機械的強度が低下するので好ましくなく、ｗ_１及びｗ_２がそれぞれ５ｍｍを超えると、吸音特性が低下するので好ましくない。
なお、ｗ_１及びｗ_２はそれぞれ、一定であっても良いし、上記の数値範囲の間で可変であっても良い。例えば、隔壁体２の周辺部の厚みに対して中央部の厚みが厚くなるように、換言すると隔壁体の周辺部における貫通孔の長さに対して隔壁体の中央部における貫通孔の長さを長くするように、ｗ_１及びｗ_２を調整しても良い。

次に、貫通孔３…の間隔Ｐ_１、Ｐ_２は、換言すると薄帯部材４…の厚みｔ_１及び薄帯部材５…の厚みｔ_２はそれぞれ、１０〜２００μｍの範囲が好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲がより好ましい。ｔ_１及びｔ_２がそれぞれ１０μｍ未満になると、貫通孔３…の間隔Ｐ_１、Ｐ_２が狭くなり過ぎて隔壁体２の機械的強度が低下するので好ましくなく、ｔ_１及びｔ_２がそれぞれ２００μｍを超えると、貫通孔３…の間隔Ｐ_１、Ｐ_２が広がり過ぎて吸音特性が低下するので好ましくない。

また、貫通孔３…の開口率は１０％以上８０％以下の範囲とされていることが好ましく、２０％以上６０％以下の範囲とされていることがより好ましい。ここで貫通孔３…の開口率とは、吸音材の一面１ａまたは他面１ｂの面積に対する貫通孔３…の開口面積の割合である。開口率が１０％以上であれば、貫通孔３…が不足して吸音特性が低下するおそれがない。また、開口率が８０％以下であれば、吸音材１の強度が十分になる。
開口率は、貫通孔３…を平面視したときの開口形状の一辺の長さ（間隔ｄ_１及び間隔ｄ_２）と、貫通孔３…の間隔Ｐ_１、Ｐ_２とを調整することで、適宜設定できる。

隔壁体２の大きさは、薄帯部材４…及び５…の使用枚数、寸法等によって適宜変更することができる。例えば、薄帯部材４…及び５…をそれぞれ１００００枚ずつ用意し、各薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２を５０μｍとし、薄帯部材同士の間隔ｄ_１、ｄ_２をそれぞれ５０μｍとし、各薄帯部材の幅ｗ_１及びｗ_２をそれぞれ１ｍｍとし、各薄帯部材の長さをそれぞれ１ｍとした場合には、縦１ｍ、横１ｍ、厚み１ｍｍの隔壁体２（吸音材）を構成できる。
また、この隔壁体２に設けられた貫通孔の数は約１億個となり、各貫通孔の開口形状は縦横５０μｍ四方の矩形状となり、各貫通孔の間隔Ｐ_１、Ｐ_２はそれぞれ１００μｍとなり、開口率は２５％になる。

以上説明したように、本実施形態の吸音材１によれば、薄帯部材４…、５…を格子状に組み合わせることによって複数の貫通孔３…を有する隔壁体２が形成されているので、薄帯部材４…、５…の長さ及び幅並びに厚みと、各薄帯部材４…、５…同士の間隔とを調整することで、貫通孔３…のサイズ及び開口率を容易に調整できるともにサイズ等の精度を高めることができ、吸音特性を向上することができる。
また、薄帯部材４…、５…同士を格子状に組み合わせる際に、各切欠部４ｂ…、５ｂ…同士を嵌め合わせるので、吸音材１の機械的強度を向上させることができる。
更に、貫通孔３…の開口形状の一辺の長さが１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされ、また隔壁体２の厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍの範囲とされているので、吸音特性をより高めることができる。
更にまた、貫通孔３…の内壁面３ａ…に樹脂からなる補強層が形成されているので、吸音材１の強度をより高めることができる。
また、各薄帯部材４…、５…に着色を施すことで、吸音材１自体の色を変更したり、様々なモチーフからなるデザインを表現することが可能となり、吸音材１の美観を高めることができる。

「吸音パネル」
次に、上記の吸音材を備えた吸音パネルについて、図５〜図７を参照して説明する。
図５には、吸音パネルの一例を断面模式図で示す。
図５に示す吸音パネル１０は、２枚の上記吸音材１Ａ、１Ｂを所定の間隔を空けて相互に対向配置させて構成されてなるものである。吸音材１Ａ、１Ｂを離間して配置させることによって、吸音材１Ａ、１Ｂの間に空気層１１が形成される。吸音材１Ａ、１Ｂの間に空気層１１が設けられることで吸音材１Ａ、１Ｂの貫通孔３…と空気層１１とが連通され、これにより所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。

吸音材１Ａ、１Ｂの間隔ｍ_１は、換言すると空気層１１の厚みは、５ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲が好ましく、１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層１１の厚みがこの範囲より小さいと、良好な吸音特性が得られず、この範囲より大きいと、実用上厚くなりすぎて吸音材としては不適当である。

また、図５に示す吸音パネル１０においては、同じ構成の吸音材１Ａ、１Ｂを備えているので、どちらの吸音材１Ａ、１Ｂを音源に向けて配置しても良い。これにより、施工の際には吸音パネル１０の向きを音源の位置に関わりなく自由に設置することができ、設置の自由度が高まる。

次に図６には、吸音パネル２０の別の例を断面模式図で示す。
図６に示す吸音パネルは、上記の吸音材１Ａと、板状の剛体２１を、所定の間隔を空けて相互に対向配置させて構成されてなるものである。吸音材１Ａと剛体２１を離間して配置させることによって、図３の場合と同様に、吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が形成される。吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が設けられることにより、吸音材１Ａの貫通孔３…と空気層２２とが連通されて所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。

吸音材１Ａと剛体２１の間隔ｍ_２は、換言すると空気層２２の厚みは、５ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲が好ましく、１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層２２の厚みがこの範囲より小さいと、良好な吸音特性が得られず、この範囲より大きいと、実用上厚くなりすぎて吸音材としては不適当である。

また、図６に示す吸音パネル２０においては、吸音材１Ａを音源側に向けて配置することが好ましい。これにより、音波が吸音材１Ａの貫通孔３に効率良く入射されて良好な吸音特性が得られる。

次に図７には、吸音パネルの他の例を断面模式図で示す。
図７に示す吸音パネル３０は、上記吸音材１Ａと板状の剛体２１とを所定の間隔を空けて相互に対向配置させ、更に吸音材１Ａと剛体２１との間（空気層２２）に多孔質吸音材３１を配置させて構成されてなるものである。吸音材１Ａと剛体２１を離間して配置させることによって、図３及び図４の場合と同様に、吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が形成される。吸音材１Ａと剛体２１の間に空気層２２が設けられることにより、吸音材１Ａの貫通孔３…と空気層２２とが連通されて所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成される。これにより、吸音特性を大幅に向上できる。
また、空気層２２に多孔質吸音材３１を配置することで、吸音パネル３０の吸音特性を更に向上できる。多孔質吸音材３１には、例えばグラスウール、ロックウール等を用いることができる。

この吸音パネル３０における吸音材１Ａと剛体２１の間隔ｍ_３は、換言すると空気層２２の厚みは、５ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲が好ましく、１０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲がより好ましい。空気層２２の厚みがこの範囲より小さいと、良好な吸音特性が得られず、この範囲より大きいと、実用上厚くなりすぎて吸音材としては不適当である。

また、図７に示す吸音パネル３０においては、図６に示す吸音パネル２０の場合と同様に、吸音材１Ａを音源側に向けて配置することが好ましい。これにより、音波が吸音材１Ａの貫通孔３に効率良く入射されて良好な吸音特性が得られる。

また、多孔質吸音材３１は、図７に示す吸音パネル３０のみならず、図５及び図６に示す吸音パネル１０、２０に取り付けても良い。

上記の各吸音パネル１０〜３０によれば、吸音材１Ａ、１Ｂ同士または吸音材１Ａと剛体２１を対向配置し、吸音材１Ａ、１Ｂ同士または吸音材１Ａと剛体２１との間に空気層１１、２２を設けるので、吸音材の貫通孔３…と空気層１１、２１とによって所謂ヘルムホルツ共鳴器が構成され、吸音特性を大幅に向上できる。また、吸音材１Ａ、１Ｂ自体が美観性に優れるため、吸音パネル１０〜３０自体の美観性も高めることができる。

「吸音材の製造方法」
次に、本実施形態の吸音材１の製造方法について説明する。
本実施形態の吸音材１の製造方法は、複数の薄帯部材４…の間にスペーサを配置して薄帯部材４…同士を離間させつつ薄帯部材４…同士を厚み方向に重ねる配列工程と、薄帯部材４…と交差する方向に沿って、別の薄帯部材５…を相互に離間させつつ薄帯部材４…に組み合わせることにより、格子状の隔壁体２を形成する組立工程と、スペーサを除去する仕上工程とから概略構成されている。
以下、各工程について詳細に説明する。

（配列工程）
まず、図８に示すような薄帯部材４…、５…を用意する。金属製または樹脂製の薄帯部材４…、５…を製造する場合には、金属製または樹脂製の長尺の薄帯を用意し、この薄帯を適当な長さに切断すると共に、打ち抜き法等の手段を用いて、切断した薄帯に切欠部４ｂ…、５ｂ…を設けることによって製造する。
また、セラミックス製の薄帯部材４…、５…を製造する場合には、例えばセラミックス粉末とバインダとが混合されてなるスラリーを調製し、次にドクターブレード法によってこのスラリーを基板上に塗布して長尺の薄帯状のシートに形成し、このシートを適当な長さに切断し、更に、切断したシートに切欠部４ｂ…、５ｂ…を設け、最後に焼成することによって製造される。

また、薄帯部材４には、位置用の切欠部４ｆを設けておくことが好ましい。位置「決め」用の切欠部４ｆは、他の切欠部４ｂ…のひとつを流用しても良い。
更に、薄帯部材４…、５…の長さは、製造しようとする吸音材の一辺の長さに対して若干長くすることが、後の工程において薄帯部材４…、５…の取扱いが容易になる点で好ましい。例えば、１ｍ四方の吸音材を製造する場合には、薄帯部材４…、５…の長さを１．２〜１．３ｍ程度にすると良い。
調製した薄帯部材４…、５…の厚み方向両面には、未硬化の接着樹脂をスプレー等で薄く塗布する。接着樹脂としては例えば熱硬化性のエポキシ樹脂等を用いることができる。
また、調製した薄帯部材４…、５…には着色を施しておいても良い。

次に、図９に示すように、１本の薄帯部材４を、その切欠部４ｂ…が図９中手前側に向くように配置し、この薄帯部材４の位置決め用の切欠部４ｆに棒状の位置決め用治具７を嵌め込む。
次に、図１０に示すように、薄帯部材４…同士をｙ方向に沿ってその厚み方向に重ねるように配列する。この際、薄帯部材４…の間にスペーサ８…をそれぞれ配置し、このスペーサ８…によって薄帯部材４…同士を離間させつつ配列する。スペーサ８…は、各薄帯部材４…の長手方向両端部寄りに配置する。また、スペーサ８の厚みは、上述した薄帯部材４…の間隔ｄ_１と同じにすればよい。
また、薄帯部材４…を配列する際には、各薄帯部材４…の位置決め用の切欠部４ｆ…にそれぞれ、棒状の位置決め用治具７を嵌め込む。
薄帯部材４…を配列する際には、各薄帯部材４…の両端を軽く引っ張っておくことが、作業効率の点から望ましい。

以上により、薄帯部材４…については、スペーサ８…によって各薄帯部材４…同士の間隔が規定され、また、位置決め用治具７及び位置決め用の切欠部４ｆ…によって各薄帯部材４…の切欠部４ｂ…の位置がｙ方向に沿って相互に合わせられる。

（組立工程）
次に、組立工程では、図１１に示すように、薄帯部材４…と交差する方向、即ちｙ方向に沿って、薄帯部材５…を相互に離間させつつ薄帯部材４…に対して格子状に組み合わせる。その際には、各薄帯部材の切欠部４ｂ…、５ｂ…同士を嵌め合わせる。薄帯部材５…を配列する際には、各薄帯部材５…の両端を軽く引っ張っておくことが、作業効率の点から望ましい。
次に、各薄帯部材４…、５…に予め塗布しておいた接着樹脂を硬化させる。接着樹脂がエポキシ樹脂の場合には加熱することで硬化することができる。

（仕上工程）
次に図１２に示すように、仕上工程では配列工程で用いたスペーサ８…を除去する。スペーサ８…を除去するには、図１２の一点鎖線Ｌに沿って薄帯部材４…、５…の両端部を切り離すことで、スペーサを両端部とともに切り離せば良い。また、この際には位置決め用の治具７も同時に切り離して取り除くと良い。
薄帯部材４…、５…は上述したように、製造しようとする吸音材の一辺の長さに対して若干長くしているので、薄帯部材４…、５…の両端部を切り離しても設計通りの大きさの吸音材が得られる。

以上の各工程を経ることで、図１〜図４に示す吸音材１が得られる。
上記の吸音材１の製造方法においては、配列工程においてスペーサ８…を配置して薄帯部材４…同士を離間させ、次に組立工程において各薄帯部材４…に別の薄帯部材５…を離間させつつ組み合わせて格子状の隔壁体２を形成する。これにより、隔壁体２に複数の貫通孔３…が設けられ、しかもその貫通孔３…の数が、隔壁体２における貫通孔の数＝（薄帯部材の数−１）×（別の薄帯部材の数−１）となる。これにより、比較的少ない工数で多数の貫通孔３…を形成することができ、吸音材１の製造コストを大幅に低減できる。

また、薄帯部材４…に設けられた位置決め用の切欠部４ｆ…に位置決め用治具７を嵌め合わせることによって、薄帯部材４…の各切欠部４ｂ…の位置合わせを行うので、隔壁体２の寸法精度を高めることができ、これに伴って貫通孔３…のサイズ、間隔Ｐ_１、Ｐ_２等の精度を高めることができる。
また、薄帯部材４…、５…同士を格子状に組み合わせる際に、各薄帯部材に設けた切欠部４ｂ…、５ｂ…同士を嵌め合わせるので、吸音材１の機械的強度を向上させることができる。また、薄帯部材５…の間隔を、薄帯部材４…の切欠部４ｂ…によって規定することができる。

更に、各薄帯部材４…、５…に接着樹脂を塗布してから各薄帯部材４…、５…同士を組み合わせて隔壁体２を形成し、その後、接着樹脂を硬化させるので、接着樹脂によって各薄帯部材４…、５…同士が接合され、隔壁体２の強度を大幅に向上できる。なお、硬化後の接着樹脂は、貫通孔３の内壁面３ａに形成された樹脂からなる補強層となる。
更に、スペーサ８…を薄帯部材４…の両端部とともに除去するので、吸音材の美観性が損なわれる虞がない。

（実施例１）
長さ１．２ｍのアルミニウム製の薄帯部材を１００００本用意し、各薄帯部材にエポキシ樹脂をスプレー塗布し、これら薄帯部材同士の間に厚さ５０μｍのスペーサを配置して薄帯部材同士を離間させつつ薄帯部材同士を厚み方向に沿って重ねて配列した。尚、各薄帯部材には予め、１００μｍのピッチで幅５０μｍの切欠部を設けておいた。
次に、長さ１．２ｍのアルミニウム製の別の薄帯部材を１００００本用意し、この別の薄帯部材を相互に離間させつつ先の薄帯部材に対して格子状に組み合わせた。そして、エポキシ樹脂を加熱硬化することにより、格子状の隔壁体を形成した。この別の薄帯部材にも、１００μｍのピッチで幅５０μｍの切欠部を予め設けておいた。そして、薄帯部材同士を格子状に組み合わせる際に、これら切欠部同士を相互に嵌め合わせた。
次に、得られた隔壁体の周辺部をスペーサと共に除去することにより、縦横１ｍ角の吸音材を製造した。
尚、各薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２はそれぞれ５０μｍであり、各薄帯部材の幅ｗ_１及びｗ_２はそれぞれ１ｍｍであった。

以上により、製造された吸音材は、縦１ｍ、横１ｍ、厚み１ｍｍの板状であり、この吸音材に設けられた貫通孔の数は約１億個であり、各貫通孔の開口形状は縦横５０μｍ四方の矩形状となり、各貫通孔の間隔Ｐ_１、Ｐ_２はそれぞれ１００μｍとなり、開口率は２５％になった。

次に、得られた吸音材を直径１００ｍｍの円板状に切り出した。そしてこの吸音材の垂直入射吸音率を測定した。結果を図１３に示す。

図１３に示すように、最大吸音率が０．９を超えており、また、最大吸音率を示す周波数が４００Ｈｚ前後であり、低音の吸音率に優れていることが判明した。

（実施例２）
薄帯部材の材質をＰＥＴ樹脂とし、各薄帯部材に着色を施したこと以外は上記実施例１と同様にして実施例２の吸音パネルを製造した。
得られた吸音パネルの吸音特性は実施例１の場合と同様であった。また薄帯部材に着色が施されたことによって、吸音材の外観がカラフルとなり、美観性が向上した。

（実施例３）
薄帯部材の材質をアルミナの焼結体としたこと以外は上記実施例１と同様にして実施例３の吸音パネルを製造した。
得られた吸音パネルの吸音特性は実施例１の場合と同様であった。また薄帯部材がアルミナ焼結体で形成されたことによって、吸音材の外観がセラミックス様となり、美観性が向上した。

（実施例４）
薄帯部材を５０００本ずつ、合計１００００本用意し、各薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２をそれぞれ１００μｍとし、各薄帯部材に設けた切欠部のピッチをそれぞれ２００μｍとし、切欠部の幅を１００μｍとし、薄帯部材の表面にアルマイト処理を施したこと以外は上記実施例１と同様にして、実施例４の吸音パネルを製造した。尚、本実施例における吸音材は、縦１ｍ、横１ｍ、厚み１ｍｍの板状であり、この吸音材に設けられた貫通孔の数は約２千５百万個であり、各貫通孔の開口形状は縦横１００μｍ四方の矩形状となり、各貫通孔の間隔Ｐ_１、Ｐ_２はそれぞれ２００μｍとなり、開口率は２５％となった。

得られた吸音パネルの吸音特性は実施例１の場合とほぼ同様であった。また薄帯部材にアルマイト処理が施されているので着色を施すことができ、吸音材の外観をカラフルにして美観性を向上させることも可能であった。

（実施例５）
着色を施したＰＥＴ製の薄帯部材を５００００本ずつ、合計１０００００本用意し、各薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２をそれぞれ１０μｍとし、各薄帯部材に設けた切欠部のピッチをそれぞれ２０μｍとし、切欠部の幅を１０μｍとし、各薄帯部材の幅を０．５ｍｍとしたこと以外は上記実施例１と同様にして、実施例５の吸音パネルを製造した。尚、本実施例における吸音材は、縦１ｍ、横１ｍ、厚み０．５ｍｍの板状であり、この吸音材に設けられた貫通孔の数は約２千５百万個であり、各貫通孔の開口形状は縦横１０μｍ四方の矩形状となり、各貫通孔の間隔Ｐ_１、Ｐ_２はそれぞれ２０μｍとなり、開口率は２５％となった。

得られた吸音パネルの吸音特性は実施例１の場合とほぼ同様であった。また薄帯部材に着色が施されたことによって、吸音材の外観がカラフルとなり、美観性が向上した。

（実施例６）
アルミナ焼結体からなる薄帯部材を２５００本ずつ、合計５０００本用意し、各薄帯部材の厚みｔ_１、ｔ_２をそれぞれ２００μｍとし、各薄帯部材に設けた切欠部のピッチをそれぞれ４００μｍとし、切欠部の幅を２００μｍとし、各薄帯部材の幅を５ｍｍとしたこと以外は上記実施例１と同様にして、実施例６の吸音パネルを製造した。尚、本実施例における吸音材は、縦１ｍ、横１ｍ、厚み５ｍｍの板状であり、この吸音材に設けられた貫通孔の数は約６２５万個であり、各貫通孔の開口形状は縦横２００μｍ四方の矩形状となり、各貫通孔の間隔Ｐ_１、Ｐ_２はそれぞれ４００μｍとなり、開口率は２５％となった。

得られた吸音パネルの吸音特性は実施例１の場合とほぼ同様であった。また薄帯部材がアルミナ焼結体で形成されたことによって、吸音材の外観がセラミックス様となり、美観性が向上した。

（比較例１）
厚さ１ｍｍの感光性ガラス基板に対して、フォトリソグラフィ技術により、１００μｍのピッチで、直径６０μｍの複数の貫通孔を穿孔することによって、各貫通孔が格子状に配置され、かつ開口率が２５％の吸音材を製造したと仮定した。
そして、この吸音材を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例１の吸音パネルを製造したと仮定した。この比較例１の吸音パネルの垂直入射吸音率は、実施例１の場合とほぼ同等であると予想された。

しかし、実際に比較例１の吸音材を製造するには、露光装置等の高価な機器を導入する必要があり、露光装置等の制約上、また吸音材の大きさが最大で６インチ四方程度のものしか製造できず、１ｍ四方の大型のパネルを製造するにはコストが極めて大きくなり、事実上実現が不可能である。

（比較例２）
厚さ１ｍｍのアクリル基板に対して、Ｘ線リソグラフィ技術により、１００μｍのピッチで、直径６０μｍの複数の貫通孔を穿孔することによって、各貫通孔が格子状に配置され、かつ開口率が２５％の吸音材を製造したと仮定した。
そして、この吸音材を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２の吸音パネルを製造したと仮定した。この比較例２の吸音パネルの垂直入射吸音率は、実施例１の場合とほぼ同等であると予想された。

しかし、実際に比較例２の吸音材を製造するには、比較例１と同様に、高価な機器を導入する必要があり、また機器の制約上、また吸音材の大きさが最大で１５ｃｍ四方程度のものしか製造できず、１ｍ四方の大型のパネルを製造するにはコストが極めて大きくなり、事実上実現が不可能である。

（比較例３）
厚さ１ｍｍのアルミニウム板に、２００μｍのピッチで、直径１３０μｍの複数の貫通孔をドリルで穿孔することによって、各貫通孔が格子状に配置され、かつ開口率が２５％の吸音材を製造したと仮定した。
そして、この吸音材を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例３の吸音パネルを製造したと仮定した。この比較例３の吸音パネルの垂直入射吸音率は、実施例１の場合とほぼ同等であると予想された。

しかし、実際に比較例３の吸音材を製造するには、２千５百万個もの貫通孔をドリルで穿孔して形成する必要があり、１分あたり１０個の穿孔能力を有する工作機械を２４時間連続で使用したとしても、吸音材の完成までに約８年を要すると予想され、事実上実現が不可能である。

（比較例４）
厚さ０．５ｍｍのＰＥＴ樹脂板に、２０μｍのピッチで、直径１０μｍの複数の貫通孔をレーザー加工で穿孔することによって、各貫通孔が格子状に配置され、かつ開口率が２５％の吸音材を製造したと仮定した。
そして、この吸音材を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例４の吸音パネルを製造したと仮定した。この比較例４の吸音パネルの垂直入射吸音率は、実施例１の場合とほぼ同等であると予想された。

しかし、実際に比較例４の吸音材を製造するには、２５億個もの貫通孔をレーザー加工で形成する必要があり、１分あたり１００個の穿孔能力を有するレーザー加工装置を２４時間連続で使用したとしても、吸音材の完成までに約８０年を要すると予想され、事実上実現が不可能である。また、仮に実現できたとしても、ＰＥＴ樹脂に対するレーザー加工によって、ＰＥＴ樹脂板が加工熱で歪んだり、貫通孔の形状が不均一になったりする可能性があり、美観性が低下するものと予想される。

（比較例５）
厚さ５ｍｍのアルミナグリーンシート板に、４００μｍのピッチで、直径２００μｍの複数の貫通孔をニードル加工により穿孔し、その後焼成することによって、各貫通孔が格子状に配置され、かつ開口率が２５％の吸音材を製造したと仮定した。
そして、この吸音材を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例５の吸音パネルを製造したと仮定した。この比較例５の吸音パネルの垂直入射吸音率は、実施例１の場合とほぼ同等であると予想された。

しかし、実際に比較例５の吸音材を製造した場合には、焼成工程によって貫通孔等の寸法形状が設計値に対して変動してしまい、必ずしも良好な吸音特性が得られない可能性が高い。また、アルミナ板は耐衝撃性に劣り、また自重によっても割れ易いので、事実上実現が不可能である。

図１は、本発明の実施形態である吸音材を示す斜視図である。 図２は、図１に示す吸音材の一部を拡大した平面模式図である。 図３は、図１に示す吸音材の一部を拡大した斜視図である。 図４は、図１に示す吸音材の一部を拡大した分解斜視図である。 図５は本発明の実施形態である吸音パネルの一例を示す断面模式図である。 図６は本発明の実施形態である吸音パネルの別の例を示す断面模式図である。 図７は本発明の実施形態である吸音パネルの他の例を示す断面模式図である。 図８は、本発明の実施形態である吸音材の製造方法を説明するための図であって、（Ａ）は薄帯部材を示す側面模式図であり、（Ｂ）は薄帯部材の平面模式図である。 図９は、本発明の実施形態である吸音材の製造方法を説明するための図であって、配列工程を示す工程図である。 図１０は、本発明の実施形態である吸音材の製造方法を説明するための図であって、配列工程を示す工程図である。 図１１は、本発明の実施形態である吸音材の製造方法を説明するための図であって、組立工程を示す工程図である。 図１２は、本発明の実施形態である吸音材の製造方法を説明するための図であって、仕上工程を示す工程図である。 図１３は、実施例１の吸音パネルの吸音特性を示す図であって、吸音率の周波数依存性を示すグラフである。

符号の説明

１、１Ａ、１…Ｂ吸音材、２…隔壁体、３…貫通孔、３ａ…貫通孔の内壁面、４…薄帯部材、４ｆ…位置決め用の切欠部、５…別の薄帯部材、４ａ、５ａ…薄帯部材の長辺部、４ｂ、５ｂ…切欠部、７…位置決め用治具、８…スペーサ、１０，２０、３０…吸音パネル、１１、２２…空気層、２１…剛体、３１…多孔質吸音材、ｄ_１…薄帯部材同士の間隔（貫通孔の開口形状の一辺の長さ）、ｄ_２…別の薄帯部材同士の間隔（貫通孔の開口形状の一辺の長さ）、Ｐ_１…薄帯部材の切欠部のピッチ、Ｐ_２…別の薄帯部材の切欠部のピッチ、ｔ_１…薄帯部材の厚み、ｔ_２…別の薄帯部材の厚み、ｘ…一方向、ｙ…一方向と交差する方向、ｗ_１…薄帯部材の幅（隔壁体の厚み）、ｗ_２…別の薄帯部材の幅（隔壁体の厚み）

Claims (15)

1. 一方向及び前記一方向と交差する方向に沿って配置された複数の貫通孔を有する略格子状の隔壁体からなり、
   前記略格子状の隔壁体は、前記一方向に沿って延在する複数の薄帯部材と、前記一方向と交差する方向に沿って延在する複数の別の薄帯部材とが、相互に格子状に組み合わされて構成されてなることを特徴とする吸音材。
2. 前記の各薄帯部材の長辺部には、その長手方向に沿って一定の間隔を空けて複数の切欠部が設けられ、
   前記薄帯部材と前記別の薄帯部材とが組み合わされる際に、各薄帯部材の切欠部同士が嵌め合わされることを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
3. 前記貫通孔の開口形状が略矩形状とされ、前記開口形状の一辺の長さが１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされてい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. 前記隔壁体の厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の吸音材。
5. 前記貫通孔の内壁面に樹脂からなる補強層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音材。
6. 前記各薄帯部材が着色されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吸音材。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の２以上の吸音材が所定の間隔を空けて相対配置され、各吸音材同士の間に空気層が設けられてなることを特徴とする吸音パネル。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の吸音材と剛体とが所定の間隔を空けて相対配置され、前記吸音材と前記剛体との間に空気層が設けられてなることを特徴とする吸音パネル。
9. 前記空気層に多孔質吸音材が配置されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の吸音パネル。
10. 複数の薄帯部材の間にスペーサを配置して薄帯部材同士を離間させつつ厚み方向に重ねる配列工程と、
    前記複数の薄帯部材と交差する方向に沿って、複数の別の薄帯部材を相互に離間させつつ前記複数の薄帯部材に組み合わせることにより、格子状の隔壁体を形成する組立工程と、
    前記スペーサを除去する仕上工程と、を具備してなることを特徴とする吸音材の製造方法。
11. 前記配列工程において前記スペーサを前記複数の薄帯部材の長手方向両端部寄りに配置し、前記仕上工程において前記複数の薄帯部材の両端部を前記スペーサと共に除去することを特徴とする請求項１０に記載の吸音材の製造方法。
12. 前記複数の薄帯部材及び前記複数の別の薄帯部材の各長辺部に、その長手方向に沿って一定の間隔を空けて複数の切欠部を設け、前記組立工程において前記複数の薄帯部材と前記複数の別の薄帯部材とを組み合わせる際に、各薄帯部材の切欠部同士を嵌め合わせることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の吸音材の製造方法。
13. 前記配列工程において前記複数の薄帯部材の厚み方向両面にそれぞれ接着樹脂を塗布し、前記組立工程において前記複数の別の薄帯部材の厚み方向両面にも接着樹脂を塗布し、前記隔壁体を形成した後に前記接着樹脂を硬化して薄帯部材同士を接合させることを特徴とする請求項１２に記載の吸音材の製造方法。
14. 前記複数の薄帯部材の一端部寄りにそれぞれ位置決め用の切欠部を設け、前記配列工程において前記複数の薄帯部材を配置する際に、前記位置決め用の切欠部に長尺の位置決め用治具を嵌め合わせて、前記複数の薄帯部材の前記の各切欠部の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１２に記載の吸音材の製造方法。
15. 前記複数の薄帯部材及び前記複数の別の薄帯部材の厚みがそれぞれ１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされ、前記の各薄帯部材における切欠部のピッチが２０μｍ以上４００μｍ以下の範囲とされ、前記の各薄帯部材の幅が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲とされ、前記配列工程における薄帯部材同士の間隔が１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲とされていることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれかに記載の吸音材の製造方法。
    
    

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