JP2008203542A

JP2008203542A - 吸音体

Info

Publication number: JP2008203542A
Application number: JP2007039663A
Authority: JP
Inventors: Yu Kitamura; 祐北村
Original assignee: SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】低周波領域の騒音を効果的に吸収することができ、一工程で安価に製造することができる吸音体を提供する。
【解決手段】本発明の吸音体１ａは、多孔質材料から成る多孔質体層２ａと、多孔質体層２ａの前面側（音源側）に積層するように載置される吸音層３ａとを備えている。
多孔質体層２ａは、密度が３２ｋｇ／ｍ^３（３２Ｋ）で厚さが５０ｍｍのグラスウールで形成されている。
吸音層３ａは、面密度が０.５ｋｇ／ｍ^２で厚さが４ｍｍのグラスウールで形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸音体に係り、特に低周波領域の騒音を効果的に吸収することができ、また、一工程で安価に製造することができる吸音体に関する。

従来から、この種の吸音材として、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した第１、第２の吸音材が知られている。（例えば、特許文献１、２参照）。

第１の吸音材は、発泡体層と、この発泡体層の背面側に積層される汎用のグラスウールで形成されている多孔質体層とを備えており、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネートの各成分を含有する発泡体で形成されている。また、第２の吸音材は、発泡体層と、発泡体層の前面側に積層される第１の多孔質体層と、発泡体層の背面側に積層される第２の多孔質体層とを備えており、発泡体層は、分子量５００〜５０００の第１のジオール、分子量５００以下の第２のジオール、無機充填材、発泡剤としての水、およびイソシアネートの各成分を原料成分としている。

しかしながら、第１の吸音材によれば、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ることができるものの、多孔質体層を構成するグラスウールは、１００Ｈｚ以下の低周波領域では吸音効果が弱くなり、また、発泡体層と多孔質体層とが一体成型され、この一体成型に際して発泡体層の前面側に表面皮膜が形成されるため、製品の自由度を向上させることができないという難点があった。すなわち、発泡体層と多孔質体層との一体成形の際に表面皮膜が同時に形成されるため、所要の吸音特性を発揮させるためには、発泡体層の前面側や多孔質体層の背面側を変更しなければならないという難点があった。

また、第２の吸音材によれば、１５０Ｈｚ以下の低周波領域のみならず１５０Ｈｚを超える高周波領域の広帯域の騒音を効果的に吸収することができるものの、特に、１００Ｈｚ周辺の低周波領域の騒音を効果的に吸収することができないという難点があった。

このため、本出願人は、先に、多孔質体層（グラスウール）とシリコーンゴムから成る吸音皮膜とを積層した膜状吸音材を開発し、出願している（特願２００５−７７５９３号）。

このような構成の吸音材によれば、吸音特性の波形が山形状を呈しており、特定の周波数（１６０Ｈｚ程度以下）の吸音に優れているものの、多孔質体層（グラスウール）の前面側に、多孔質体層と異なる材質の吸音皮膜（シリコーンゴム）を積層するため、すなわち吸音材の積層材料が異なるため、吸音材を一工程で製造することができないという難点があり、また、これらの複数の積層材料の維持管理が煩雑である上、コスト的にも割高になるという難点があった。

特開２００３−３１６３６４号公報特開２００５−２４９９０２号公報

本発明は、低周波領域の騒音を効果的に吸収することができる吸音体であって、一工程で安価に製造することができる吸音体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、多孔質材料から成る多孔質体層と、多孔質体層の前面側に載置される吸音層とを備え、吸音層は、高密度で柔軟性を有する材料で形成されているものである。

本発明の第２の態様である吸音体は、多孔質材料から成る多孔質体層と、多孔質体層の前面側に所定の空隙を介して多孔質体層に固定される吸音層とを備え、吸音層は、高密度で柔軟性を有する材料で形成されているものである。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である吸音体において、多孔質体層および吸音層は、共にシリカを含有する材料または同一の材料で形成されているものである。

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、多孔質体層および吸音層は、シリカまたはグラスウールから成るものである。

本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様である吸音体において、吸音層の面密度は、多孔質体層の面密度よりも大きくされているものである。

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、吸音層の面密度は、３００〜１２００ｇ／ｍ^２とされているものである。

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、吸音層の厚さは、多孔質体層の厚さよりも薄く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、吸音層の厚さは、１〜１０ｍｍとされているものである。

本発明の第１の態様乃至第８の態様の吸音体によれば、膜振動を起こす基材部分としての多孔質材料から成る多孔質体層の前面（音源側）に、皮膜としての所定の面密度を有する吸音層が載置されていることから、共鳴周波数で皮膜としての吸音層が振動することで、当該周波数の音波のエネルギーを吸収し吸音することができる。また、例えば多孔質体層および吸音層が実質的に同一の材料で形成されているため、一工程で吸音体を製造することができ、ひいては安価な吸音体を提供することができる。

以下、本発明の吸音体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、多孔質材料から成る多孔質体層２ａと、多孔質体層２ａの前面側（音源側）に積層するように載置される吸音層３ａとを備えている。ここで、吸音層３ａの背面側に多孔質体層２ａを積層するのは、吸音層３ａ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２ａ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。

多孔質体層２ａは、難燃性を有する材料、具体的にはボード状若しくはフェルト状のグラスウール若しくはセラミック繊維によるフェルト材料（シリカ）で形成されている。多孔質体層２ａは、より具体的には密度が３２ｋｇ／ｍ^３（３２Ｋ）のグラスウールで形成されている。多孔質体層２ａは、厚さが１〜５０ｍｍのもので形成することが好ましい。ここで、厚さを１〜５０ｍｍとしたのは、厚さが１ｍｍ未満では多孔質体層２ａの骨格部分の振動による吸音効果が低下し、厚さが５０ｍｍを超えると板材としての振動が減少し、吸音効果が低下するからである。なお、吸音体としての強度とスペースファクターとを考慮すると、厚さが１０〜２５ｍｍのものが好適する。

このような構成の多孔質体層２ａにおいては、低周波数領域から高周波数領域までの広範囲に亘って吸音特性が優れており、また固体伝搬音や振動の低減にも効果的な制振性を発揮する。

吸音層３ａは、高密度で柔軟性を有する材料、具体的にはマット状のグラスウール若しくはセラミック繊維によるフェルト材料（シリカ）で形成されている。吸音層３ａは、より具体的には多孔質体層２ａの形成材料と実質的に同一の材料、例えば多孔質体層２ａがグラスウールで形成されている場合は吸音層３ａもグラスウール若しくはシリカを含有する材料で形成されている。

吸音層３ａの面密度は、多孔質体層２ａの面密度よりも大きくすることが好ましい。具体的には、多孔質体層２ａの密度は、３２ｋｇ／ｍ^３であるのに対して、吸音層３ａの面密度は３００〜１２００ｇ／ｍ^２とされている。ここで、吸音層３ａとして、多孔質体層２ａの面密度よりも大きいものを使用するのは、多孔質体層２ａと吸音層３ａとの界面で音響エネルギーを吸収させるためである。また、吸音層２ａの面密度を３００〜１２００ｇ／ｍ^２としたのは、面密度が３００ｇ／ｍ^２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１２００ｇ／ｍ^２を超えると音の反射量が大きくなりすぎるからである。

次に、吸音層３ａの厚さは、多孔質体層２ａの厚さよりも薄くすることが好ましい。具体的には、多孔質体層２ａの厚さは、１０〜５０ｍｍであるのに対して、吸音層３ａの厚さは１〜１０ｍｍとされている。ここで、吸音層の厚さを多孔質体層の厚さよりも薄くするのは１０ｍｍ以上では膜振動しなくなるからである。また、吸音層の厚さを１〜１０ｍｍとしたのは、厚さが１ｍｍ未満では面密度が十分にとれないからであり、厚さがが１０ｍｍを超えると膜振動しなくなるからである。

図２は、本発明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。同図において、横軸は周波数［Ｈｚ］、縦軸は残響室法吸音率、Ｌ１は、厚さが５０ｍｍで密度が３２ｋｇ／ｍ^３のグラスウールから成る従来の吸音体（以下「比較例という。）、Ｌ２は、厚さが５０ｍｍで密度が３２ｋｇ／ｍ^３のグラスウールから成る多孔質体層２ａの音源側に厚さが４ｍｍで密度が０.５ｋｇ／ｍ^３のグラスウールから成る吸音層３ａを積層して成る本発明の吸音体（以下「実施例」という。）におけるそれぞれの吸音特性を示している。

同図より、実施例においては、Ｌ２で示すように、１００〜２５００Ｈｚの周波数帯域において比較例（Ｌ１）よりも吸音性能が改善しており、特に２５０〜４００Ｈｚの周波数帯域における比較例（Ｌ１）と実施例（Ｌ２）とを対比すると、０．２〜０．２５程度の吸音率が改善していることが判る。

以上のように、本発明の吸音体１ａによれば、不燃性でかつ柔軟性がある上、特に２５０〜４００Ｈｚ程度の低周波領域の騒音を効果に吸収することができ、また、多孔質材料から成る多孔質体層の前面側に多孔質体層の形成材料と実質的に同一の材料から成る吸音層を積層するものであることから、一工程で安価に製造することができる。さらに、多孔質体層および吸音層を同一の材料で形成した場合には、これらの形成材料の維持管理が簡単になる。
［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、多孔質体層２ａの前面側（音源側）に吸音層３ａが所定の空隙４を介して積層するようにして固定されている。このような構成の吸音体１ｂは、多孔質体層２ａの前面側（音源側）に例えば直径が１ｍｍ程度の線条のアクリル樹脂から成る接着部材５が１５〜３０ｍｍの間隔で長手方向に沿って平行に接着され、この上に吸音層３ａを積層するように載置することで多孔質体層２ａと吸音層３ａとが一体化されるとともに、多孔質体層２ａと吸音層３ａとの界面に所定の空隙４が形成されることになる。ここで、多孔質体層２ａと吸音層３ａとの間に空隙４を設けたのは、多孔質体層２ａと吸音層３ａとの界面で音響エネルギーを吸収させるためである。また、線条の接着部材５の接着間隔を１５〜３０ｍｍとしたのは、１５ｍｍ未満では吸音率が低下し、３０ｍｍを超えると密着性が悪くなるからである。

このような構成の吸音体１ｂにおいても、実施例１の吸音体と同様の作用効果を奏する上、多孔質体層２ａと吸音層３ａとが一体化されることで、製品形態の自由度が向上し、現場における施工を簡単に行なうことができる。
［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４において、この実施例における吸音体１ｃおいては、図１に示す吸音体１ａの音源側に、すなわち吸音層３ａの音源側に多孔質体層２ａと同一の形成材料（グラスウール）から成る他の多孔質体層２ｂが積層されている。

この実施例においても、実施例１の吸音体と同様の作用効果を奏する上、吸音体１ａの音源側にグラスウールから成る他の多孔質体層２ｂが更に積層されることで、実施例１の吸音体よりも吸音特性をより一層向上させることができる。
［実施例４］
図５は、本発明の第４の実施例における吸音体１ｄの断面図を示している。なお、同図において、図４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、この実施例における吸音体１ｄおいては、図４に示す吸音体１ｃの音源側に、すなわち他の多孔質体層２ｂの音源側に多孔質体層２ａ、２ｂと同一の形成材料（グラスウール）から成る他の吸音層３ｂが積層されている。

この実施例においても、実施例３の吸音体と同様の作用効果を奏する上、吸音体１ｃの音源側にグラスウールから成る他の吸音層３ｂが更に積層されることで、実施例３の吸音体よりも吸音特性をより一層向上させることができる。

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、吸音層をグラスウールで形成した場合について述べているが、シリカを含有する材料、具体的にはセラミック繊維によるフェルト材料（シリカ）で形成してもよい。

第２に、前述の実施例においては、グラスウールから成る多孔質体層の音源側にグラスウールから成る吸音層を配置したものについて述べているが、シリカを含有する材料から成る多孔質体層の音源側にシリカを含有する材料から成る吸音層を配置したもの、グラスウールから成る多孔質体層の音源側にシリカを含有する材料から成る吸音層を配置したもの、またはシリカを含有する材料から成る多孔質体層の音源側にグラスウールから成る吸音層を配置したものを用いてもよい。

本発明の第１の実施例における吸音体の断面図。本発明の第１の実施例における吸音体の吸音特性を示す説明図。本発明の第２の実施例における吸音体の断面図。本発明の第３の実施例における吸音体の断面図。本発明の第４の実施例における吸音体の断面図。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ・・・吸音体
２ａ・・・多孔質体層
２ｂ・・・他の多孔質体層
３ａ・・・吸音層
３ｂ・・・他の吸音層

Claims

多孔質材料から成る多孔質体層と、前記多孔質体層の前面側に載置される吸音層とを備え、
前記吸音層は、高密度で柔軟性を有する材料で形成されていることを特徴とする吸音体。
多孔質材料から成る多孔質体層と、前記多孔質体層の前面側に所定の空隙を介して前記多孔質体層に固定される吸音層とを備え、
前記吸音層は、高密度で柔軟性を有する材料で形成されていることを特徴とする吸音体。
前記多孔質体層および前記吸音層は、共にシリカを含有する材料または同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の吸音体。
前記多孔質体層および前記吸音層は、シリカまたはグラスウール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。
前記吸音層の面密度は、前記多孔質体層の面密度よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４何れか１項記載の吸音体。
前記吸音層の面密度は、３００〜１２００ｇ／ｍ^２であ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。
前記吸音層の厚さは、前記多孔質体層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１乃至請求項６何れか１項記載の吸音体。
前記吸音層の厚さは、１〜１０ｍｍ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。