JP2008076870A - 吸音体およびこれを用いた吸音構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄厚の吸音体で広帯域の周波数の騒音を効果的に吸収する。
【解決手段】本発明の吸音体1aは、積層体2を備えており、この積層体2は、無機系多孔質材料から成る吸音層21と、吸音層21の背面側に積層された多孔質体層22とを備えている。
吸音層21は厚さが5mm程度のシリカマットで形成されている。
多孔質体層22は厚さが25mm程度のポリエチレンテレフタレート(PET)フェルトで形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の吸音体1aは、積層体2を備えており、この積層体2は、無機系多孔質材料から成る吸音層21と、吸音層21の背面側に積層された多孔質体層22とを備えている。
吸音層21は厚さが5mm程度のシリカマットで形成されている。
多孔質体層22は厚さが25mm程度のポリエチレンテレフタレート(PET)フェルトで形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、吸音体およびこれを用いた吸音構造に係り、特に鉄道車両、自動車および電気機器等から発生する騒音を効果的に吸収する場合に有用な吸音体およびこれを用いた吸音構造に関する。
一般に、車両等の高速で移動する移動体においては、移動体の車室内の静粛性を向上させる観点から、移動体のエンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルの車室内側面に吸音材を取り付けることが行なわれている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、上記の吸音材としては、ゴムシート等の遮音材の背面にフェルト、ポリウレタンフォーム等の多孔質基材を積層したものが使用されている。
しかしながら、このような構成の騒音低減機能を搭載した移動体においては、トンネル内を走行する際の反響音を効率よく吸収することができないという難点があった。すなわち、単にダッシュパネルの車室内側面に吸音材を取り付けた構成では、走行時に発生するトンネルの壁面からの反響音を吸収することができないため、当該反響音が移動体の室内に到達するおそれがあった。また、単に、ゴムシート等の遮音材の背面にフェルト、ポリウレタンフォーム等の多孔質基材を積層した吸音材においては、500[Hz]以下の中〜低周波領域の吸音特性が劣るという難点があった。
このため、車両などの高速で移動する移動体の外側面に吸音材を施工する方法も案出されているが、単に移動体の外側面に上記のような吸音材を施工した構成では、次のように耐環境性能が不十分になるという難点があった。
第1に、高周波領域から低周波領域までの幅広い周波数帯域の騒音を吸収させるためには吸音材を構成するガラスウールの厚さを厚くしなければならないところ、このような厚肉の吸音材は、省スペース化を図る鉄道車両用、自動車用若しくは電気機器用等には利用することができないという難点があった。
第2に、吸音材として、フェルトやポリウレタンフォーム等を使用した場合には、露出したフェルトやポリウレタンフォーム等が水等で濡れると吸音特性、特に低周波領域における吸音特性が低下するという難点があった。
第3に、従来の吸音材では防炎性が劣ることから、吸音材の表面への着火により発煙し、火炎が伝播するおそれがあった。
本発明は、薄厚とされた吸音体であっても、低周波領域から高周波領域に至る広帯域の周波数の騒音を効果的に吸収することができ、また耐水性や防炎性に優れた吸音体およびこれを用いた吸音構造を提供することを目的としている。
本発明の第1の態様である吸音体は、無機系多孔質材料から成る吸音層と、吸音層の背面側に積層される多孔質体層とを備えるものである。
本発明の第2の態様である吸音体は、無機系多孔質材料から成る吸音層および吸音層の背面側に積層される多孔質体層とを有する積層体と、積層体の外表面を覆う防水層とを備えるものである。
本発明の第3の態様である吸音体は、複数個のセル構造の吸音体を平板状に一体化したものであって、セル構造の吸音体は、無機系多孔質材料から成る吸音層および吸音層の背面側に積層される多孔質体層とを有する積層体と、積層体の外表面を覆う防水層とを備えるものである。
本発明の第4の態様は、第1の態様乃至第3の態様の何れかの態様である吸音体において、吸音層は、セラミック繊維によるフェルト材料、ガラスクロス、ガラス繊維不織布、ロックウール、グラスウールの何れかまたはこれらの混合物から成るグラスウールの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
本発明の第5の態様は、第4の態様である吸音体において、セラミック繊維によるフェルト材料は、シリカマットから成るものである。
本発明の第6の態様は、第1の態様乃至第5の態様の何れかの態様である吸音体において、多孔質体層とは、ポリエチレンテレフタレートフェルト、発泡ポリエチレン、発泡ウレタンの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
本発明の第7の態様は、第1の態様乃至第6の態様の何れかの態様である吸音体において、防水層は、不燃性でかつ耐水性を有するもので形成されているものである。
本発明の第8の態様は、第1の態様乃至第7の態様の何れかの態様である吸音体において、防水層の面密度は、25g/m2以下とされているものである。
本発明の第9の態様は、第1の態様乃至第8の態様の何れかの態様である吸音体において、防水層は、フイルムで形成されているものである。
本発明の第10の態様は、第9の態様である吸音体において、フイルムは、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素樹脂、塩化ビニル、クロロプレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリアミド、アクリル、塩化ビニリデン、シリコーンゴムの何れか一つから成るものである。
本発明の第11の態様である吸音構造は、第1の態様乃至第10の態様の何れかの態様である吸音体を備え、吸音体を構成する防水層の前面側には板状の補強体が防水層と平行に配設されているものである。
本発明の第12の態様である吸音構造は、第1の態様乃至第10の態様の何れかの態様である吸音体を備え、吸音体を構成する防水層の前面側には板状の補強体が防水層と平行に配設され、補強体と防水層間には
防炎性を有するシート状の保護体が防水層と平行に配設されているものである。
防炎性を有するシート状の保護体が防水層と平行に配設されているものである。
本発明の第13の態様は、第11の態様または第12の態様である吸音構造において、補強体は、多数の開口を有する金属板から成るものである。
本発明の第14の態様は、第11の態様または第12の態様である吸音構造において、補強体は、パンチングメタルまたはエキスパンドメタルから成るものである。
本発明の第15の態様は、第14の態様である吸音構造において、板状体の開口率は、40〜70%とされているものである。
本発明の第16の態様は、第12の態様乃至第15の態様の何れかの態様である吸音構造において、保護体は、ガラスクロスで形成されているものである。
本発明の第1の態様乃至第16の態様の吸音体およびこれを用いた吸音構造によれば、次のような効果がある。
第1に、無機系多孔質材料から成る吸音層の背面側に多孔質体層を設けることで、低周波領域から高周波領域に至る広帯域の周波数の騒音を効果的に吸収することができ、また、吸音層の背面側に従来と同等の厚みの多孔質体層を設けることで、吸音体全体の厚さを薄くすることができ、ひいては省スペース化を図る鉄道車両、自動車若しくは電気機器等の騒音対策用として好適な吸音体を提供することができる。
第2に、吸音体としての積層体の外表面に防水層を設けることで、積層体を構成する多孔質体層が水等で濡れるおそれがなくなり、ひいては安定した吸音特性を有する吸音体を提供することができる。
第3に、吸音体としての吸音層や多孔質体層を難燃性を有する材料で形成することで、車両用材料難燃試験に合格し得る吸音体を提供することができる。
第4に、吸音体としての積層体の前面側に防炎性を有する保護体を配設することで、吸音体への着火時の発煙性や火炎伝播性が極めて小さくなり、ひいては難燃性に優れた吸音体を提供することができる。
第5に、吸音体としての積層体の前面側に補強体を設けることで、当該積層体を機械的に保護することができ、ひいては積層体が破損し損傷する等の虞のない吸音体を提供することができる。
以下、本発明の吸音体およびこれを用いた吸音構造の好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。
[実施例1]
図1は本発明の第1の実施例における吸音体の断面図を示している。同図において、本発明の吸音体1aは、積層体2を備えており、この積層体2は、無機系多孔質材料から成る吸音層21と、吸音層21の背面側に積層された多孔質体層22とを備えている。ここで、吸音層11の背面側に多孔質体層22を積層するのは、吸音層11部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、多孔質体層22がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
[実施例1]
図1は本発明の第1の実施例における吸音体の断面図を示している。同図において、本発明の吸音体1aは、積層体2を備えており、この積層体2は、無機系多孔質材料から成る吸音層21と、吸音層21の背面側に積層された多孔質体層22とを備えている。ここで、吸音層11の背面側に多孔質体層22を積層するのは、吸音層11部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、多孔質体層22がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、膜振動による吸音を行わせるためである。
吸音層21は、柔軟性および耐火性を有する材料、具体的には、厚さが0.5〜20mm程度のセラミック繊維によるフェルト材料で形成されている。より具体的には、1000℃の温度に耐えるシリカ(SIO2)分が95%以上から成るフィラメントを定長カットした後、開繊しニードルパンチ加工によりフェルト状にしたシリカファイバー(シリカマット)で形成されている。なお、吸音層21の面密度は10g/m2〜2000g/m2とすることが好ましい。
このような吸音層21においては、不燃性でかつ柔軟性がある上、所定の面密度を有する吸音体を形成することができる。
なお、吸音層21は、製品形態の自由度を向上させ、現場における施工を簡単にするため、接着剤の塗布等により、後述する多孔質体層22と一体化することが好ましい。
ここで、吸音層21として、柔軟性を有する材料を使用するのは膜状吸音機構を実現するために必要だからである。また、面密度を10g/m2〜2000g/m2としたのは、面密度が10g/m2未満では音の透過が大きく膜状吸音機構が働かず、面密度が2000g/m2を超えると音の反射量が大きくなりすぎるからである。
多孔質体層22は、ポリエチレンテレフタレート(PET)フェルト、発泡ポリエチレン、発泡ポリウレタンの何れかまたはこれらの混合物から成るもので形成されている。なお、多孔質体層22の厚さは、1〜50mm、望ましくは10〜25mm程度とされている。
図2は、第1の実施例における吸音体の吸音特性を比較例と共に示した説明図である。ここで、図中、実線L1は多孔質体として厚さが50mmのグラスウールを使用した従来の吸音体の吸音特性、破線L2は吸音層21として厚さが5mmのシリカマットを使用し、多孔質体層22として厚さが25mmのPETフェルトを使用した実施例の吸音特性を示している。
同図より、1000Hz程度以下の低周波領域においては実施例L2が比較例L1よりも若干吸音特性が劣るものの、1000Hz程度を超える高周波領域においては実施例L2が比較例L1よりも吸音特性が向上していることが分かる。
以上のように、このような構成の吸音体1aによれば、吸音層の背面側に多孔質体層を設けることで、低周波領域から高周波領域に至る広帯域の周波数の騒音を効果的に吸収することができ、また、吸音層の背面側に従来と同等の厚みの多孔質体層を設けることで、吸音体全体の厚さを薄くすることができ、特に、吸音層11の背面側にPETフェルトから成る多孔質体層22を配設した吸音体においては、吸音体の厚さを従来の吸音体よりも1/2程度薄くすることができ、ひいては省スペース化を図る鉄道車両、自動車若しくは電気機器等の騒音対策用として好適な吸音体を提供することができる。さらに吸音体としての吸音層21や多孔質体層22を難燃性を有する材料で形成することで、車両用材料難燃試験に合格し得る吸音構造を提供することができる。
[実施例2]
図3は、本発明の第2の実施例における吸音体1bの断面図を示している。なお、同図において、図1と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[実施例2]
図3は、本発明の第2の実施例における吸音体1bの断面図を示している。なお、同図において、図1と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図3において、この実施例における吸音体1bおいては、図1に示す吸音体1aとしての積層体2の外面に防水層3が設けられている。
防水層3は不燃性でかつ耐水性を有するフイルムから成り、かかるフイルムで吸音体1aとしての積層体2の外表面を折り畳むようにして包被することで防水層3が形成されている。このようなフイルムとしては、厚さが10μm程度で、面密度が25g/m2以下のものが好適する。
フイルムとしては、、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素樹脂、塩化ビニル、クロロプレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリアミド、アクリル、塩化ビニリデン、シリコーンゴムの何れか一つを使用することができる。ここで、防水層22の面密度を25g/m2以下としたのは、面密度が25g/m2を超えると高周波性能を阻害するためである。
このような構成の吸音体1bによれば、吸音体としての積層体2の外表面に防水層3を設けることで、積層体2を構成する多孔質体層22が水等で濡れるおそれがなくなり、ひいては安定した吸音特性を有する吸音体を提供することができる。
[実施例3]
図4は、本発明の第3の実施例における吸音体1cの断面図を示している。なお、同図において、図3と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[実施例3]
図4は、本発明の第3の実施例における吸音体1cの断面図を示している。なお、同図において、図3と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図4において、この実施例における吸音体1cおいては、例えば図3に示す3個の吸音体1bを備えている。
これらの3個の吸音体1bは平行に配置され、隣接する吸音体1bの側面に両面接着テープ4を貼付し、若しくは接着剤(不図示)を塗布することで一体化され、これにより平板状の吸音体1cが得られる。
このような構成の吸音体1cによれば、一つの平板状の吸音体の内部に、それぞれ独立して防水処理が施された複数個のセル構造の吸音体が存在することから、吸音体の一部(例えば図中左側のセル構造の吸音体1bに係る防水層3)が破損し、当該破損箇所から雨水等の水分が浸入しても、他の健全なセル構造の吸音体(例えば図中、中央部および右側のセル構造の吸音体)1bには雨水等の水分が浸入せず、ひいては健全なセル構造の吸音体が所定の吸音特性を維持することで、吸音体全体の急激な吸音特性の低下を防止することができる。
[実施例4]
図5は本発明の吸音体を用いた第4の実施例における吸音構造の断面図を示している。なお、同図において、図3と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[実施例4]
図5は本発明の吸音体を用いた第4の実施例における吸音構造の断面図を示している。なお、同図において、図3と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図5において、本発明の吸音構造10は、図3に示す吸音体1bを備えており、吸音体1bを構成する防水層3の前面側(音源側)には板状の補強体5が防水層3と平行になるように配設されている。また、必要に応じて、補強体5と防水層3間には防炎性を有するシート状の保護体6が防水層3と平行に配設されている。
補強体5は、吸音体としての積層体2を機械的に保護し、かつ音を透過させる性質を有する板状体で構成されている。具体的には多数の開口を有する金属製の板状体、例えば開口率が40〜70%程度で厚さが2mm程度のステンレス製のパンチングメタル若しくはエキスパンドメタルで構成されている。ここで、板状体の開口率を40〜70%としたのは、開口率が40%未満では音が十分に透過せず、また、開口率が70%を超えると板状体の全体的な機械的強度が弱くなり、積層体2の保護が不十分となるからである。
保護体6は、吸音体としての積層体2への着火時における発煙性や火炎伝播性を小さくし、吸音体としての積層体2が燃焼しないようにするためのもので、このような保護体6としては車両用材料難燃試験に合格し得る撥水ガラスクロスが好適する。
このような構成の吸音構造は、例えば高速で移動する車両等の移動体を構成するボディーの外側面に多孔質体層をボディーの外側面側に向けて(吸音層を外側に向けて)配設することで、移動体の周囲の騒音を効果的に吸収することができると共に耐水性および防炎性等の一連の耐環境性能を満たす移動体を提供することができる。
ここで、補強体5としては、例えば移動体を構成するボディーを利用してもよく、また、補強体5および/または保護体6は予め図3に示す吸音体1bと一体化してもよい。
前述の実施例においては、図面に示した特定の実施の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、次のように構成してもよい。
第1に、前述の実施例においては、吸音層21をシリカマットで形成した場合について述べているが、グラスウール、ガラスクロス、ガラス繊維不織布、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物で形成してもよい。
第2に、前述の実施例においては、多孔質体層22をPETフェルト材料で形成した場合について述べているが、PEフェルト材料、PPフェルト材料、グラスウールの何れかまたはこれらの混合物で形成してもよい。
第3に、前述の実施例においては、ボディーの外側面に吸音体を配設する場合について述べているが、移動体を構成するボディーの外側面の下方部位に吸音体を配設するに十分な凹陥部を設け、当該凹陥部にケースで包被したパネル状の吸音体をボディーの外側面と平行に配設してもよい。
第4に、前述の実施例においては、バス等の移動体を構成するボディーの外側面に吸音体を配設した場合について述べているが、トラックや新幹線等の移動体を構成するボディーの外側面に吸音体を配設してもよい。
1a、1b、1c・・・吸音体
2・・・積層体
21・・・吸音層
22・・・多孔質体層
3・・・防水層
5・・・補強体
6・・・保護体
10・・・吸音構造
2・・・積層体
21・・・吸音層
22・・・多孔質体層
3・・・防水層
5・・・補強体
6・・・保護体
10・・・吸音構造
Claims (16)
- 無機系多孔質材料から成る吸音層と、前記吸音層の背面側に積層される多孔質体層とを備えることを特徴とする吸音体。
- 無機系多孔質材料から成る吸音層および前記吸音層の背面側に積層される多孔質体層を有する積層体と、前記積層体の外表面を覆う防水層とを備えることを特徴とする吸音体。
- 複数個のセル構造の吸音体を平板状に一体化したものであって、
前記セル構造の吸音体は、無機系多孔質材料から成る吸音層および前記吸音層の背面側に積層される多孔質体層を有する積層体と、前記積層体の外表面を覆う防水層とを備えることを特徴とする吸音体。 - 前記吸音層は、セラミック繊維によるフェルト材料、ガラスクロス、ガラス繊維不織布、ロックウール、グラスウールの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項3何れか1項記載の吸音体。
- 前記セラミック繊維によるフェルト材料は、シリカマットから成ることを特徴とする請求項4記載の吸音体。
- 前記多孔質体層は、ポリエチレンテレフタレートフェルト、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン、グラスウールの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項5何れか1項記載の吸音体。
- 前記防水層は、不燃性でかつ耐水性を有するもので形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6れか1項記載の吸音体。
- 前記防水層の面密度は、25g/m2以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項7何れか1項記載の吸音体。
- 前記防水層は、フイルムで形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項8何れか1項記載の吸音体。
- 前記フイルムは、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素樹脂、塩化ビニル、クロロプレン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリアミド、アクリル、塩化ビニリデン、シリコーンゴムの何れか一つから成ることを特徴とする請求項9記載の吸音体。
- 請求項1乃至請求項10何れか1項記載の吸音体を備え、
前記吸音体を構成する防水層の前面側には板状の補強体が前記防水層と平行に配設されていることを特徴とする吸音構造。 - 請求項1乃至請求項10何れか1項記載の吸音体を備え、
前記吸音体を構成する防水層の前面側には板状の補強体が前記防水層と平行に配設され、
前記補強体と前記防水層間には防炎性を有するシート状の保護体が前記防水層と平行に配設されていることを特徴とする吸音構造。 - 前記補強体は、多数の開口を有する金属板から成ることを特徴とする請求項11または請求項12記載の吸音構造。
- 前記補強体は、パンチングメタルまたはエキスパンドメタルから成ることを特徴とする請求項11または請求項12記載の吸音構造。
- 前記板状体の開口率は、40〜70%であることを特徴とする請求項13記載の吸音構造。
- 前記保護体は、ガラスクロスで形成されていることを特徴とする請求項11乃至請求項15何れか1項記載の吸音構造。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091201 |