JP2008275906A - 吸音材及びそれに用いられるシート基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚さ寸法が大きくなることを抑制し、かつ、振動伝達経路の経路長を確保することの容易な吸音材及びその吸音材に用いられるシート基材の製造方法を提供する。
【解決手段】吸音材２１は、貫通孔１２ａ，１２ｂを有するシート基材１１ａ，１１ｂを積層して構成される。積層されるシート基材１１ａ，１１ｂにおいて貫通孔１２ａ，１２ｂは積層される方向と直交するＸＹ平面に沿って離間して配置される。シート基材１１ａには、一対のシート基材１１ａ，１１ｂの間隙２２を確保するスペーサ１３が設けられている。スペーサ１３は、一対のシート基材１１ａ，１１ｂの各貫通孔１２ａ，１２ｂが間隙２２を介して連通する態様で設けられている。シート基材１１ａは、シート基材１１ａの打ち抜き及び曲げ加工により貫通孔１２ａを形成するとともに、その曲げ加工によりスペーサ１３をシート基材１１ａと一体に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、貫通孔を有するシート基材を積層して構成される吸音材、及びその吸音材に用いられるシート基材の製造方法に関する。

吸音材として、貫通孔を空気の振動伝達経路として、その振動伝達経路により空気の振動エネルギを損失させる構成が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の吸音材は、貫通孔の内壁面における振動エネルギの損失を高めるために、貫通孔を有するシート基材を積層する構成を採用している（特許文献１参照）。
特開２０００−１２０１９３号公報

ところで、吸音材の振動伝達経路内において振動エネルギを効率的に損失させるために、振動伝達経路の経路長を十分に確保することが考えられる。すなわち、貫通孔を有する吸音材の厚さ寸法を大きくすることで、振動伝達経路の経路長は長くなるため、経路内におけるエネルギ損失が高められるようになる。ところが、吸音材の厚さ寸法を大きくすることにより貫通孔を振動伝達経路とした経路長が確保され易くなるものの、吸音材の厚さが増すことで、例えば吸音材の壁材、床材等の適用についての利便性が低下してしまうことになる。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚さ寸法が大きくなることを抑制し、かつ、振動伝達経路の経路長を確保することの容易な吸音材及びその吸音材に用いられるシート基材の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、貫通孔を有するシート基材を積層して構成される吸音材であって、前記積層されるシート基材において前記貫通孔は前記積層される方向と直交する方向に沿って離間して配置されるとともに、前記積層されるシート基材の間隙を確保するスペーサを前記シート基材に設けてなり、前記積層されるシート基材の各貫通孔が前記間隙を介して連通する態様で前記スペーサを設けてなることを要旨とする。

この構成によれば、各貫通孔に加えて、積層されるシート基材の各貫通孔を連通する間隙部位も、振動伝達経路として構成されるようになる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吸音材において、前記スペーサが前記シート基材と一体に設けられることを要旨とする。

この構成によれば、スペーサの位置ずれを防止することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の吸音材において、前記シート基材が金属材料からなることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の吸音材において、前記シート基材がゴム系材料及び樹脂系材料の少なくとも一方の材料を発泡させてなることを要旨とする。

シート基材を構成する材料としては、上記の材料が好適である。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の吸音材を構成するシート基材の製造方法であって、前記シート基材の打ち抜き及び曲げ加工により前記貫通孔を形成するとともに、その曲げ加工により前記スペーサを前記シート基材と一体に形成することを要旨とする。

この方法によれば、貫通孔の形成により不要になった部位を利用して、シート基材に対してスペーサを一体に形成することができる。

本発明によれば、厚さ寸法が大きくなることを抑制し、かつ、振動伝達経路の経路長を確保することが容易である。

以下、本発明の吸音材を具体化した一実施形態について図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）に示すように、吸音材を構成するシート基材１１は、その厚さ方向に貫通する複数の貫通孔１２を有している。本実施形態のシート基材１１は、金属材料から形成されている。金属材料としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、スチール等が挙げられる。各種金属材料から形成されるシート基材１１の中でも、アルミ箔、スチール箔等の金属箔から形成されるシート基材１１が好適である。図１（ｂ）に示すように、シート基材１１には、突起状をなすスペーサ１３が貫通孔１２の内壁から延びるように設けられている。本実施形態のスペーサ１３は、シート基材１１と一体に形成されている。

図２に示すように、吸音材２１は、複数のシート基材１１ａ，１１ｂを積層して構成されている。このように積層される上下一対のシート基材１１ａ，１１ｂの貫通孔１２ａ，１２ｂは、積層される方向と直交する面であるＸＹ平面に沿って離間して配置されている。すなわち、上下一対のシート基材１１ａ，１１ｂの貫通孔１２ａ，１２ｂは、それらシート基材１１ａ，１１ｂの厚さ方向であるＺ軸に沿った方向において連通しないように配置される。また、上下一対のシート基材１１ａ，１１ｂの間隙２２は、スペーサ１３によって確保されるように構成されている。図２に示されるシート基材１１ａ，１１ｂの間隙２２では、シート基材１１ａと一体に形成されたスペーサ１３により確保されている。なお、シート基材１１ｂの上面にスペーサ１３を形成してそのスペーサ１３によりシート基材１１ａ，１１ｂの間隙２２を確保するように構成することもできる。

上下一対のシート基材１１ａ，１１ｂにおいて、各貫通孔１２ａ，１２ｂは間隙２２を介して連通する態様で設けられている。具体的には、スペーサ１３は一つの貫通孔１２ａに対して対向するように一対設けられているため、対向するスペーサ１３の間の空間と、貫通孔１２ｂとはＸＹ平面に沿った間隙２２を介して連通している。このように、上下に配置される貫通孔１２ａ，１２ｂは、ＸＹ平面に沿った間隙２２を介して連通している。

こうした吸音材２１の上方から振動が伝達するときには、図２に矢印で示すように、貫通孔１２ａ内においてＺ軸に沿って伝達した後に、間隙２２においてＸＹ平面に沿って伝達する。その後、振動は、貫通孔１２ｂ内においてＺ軸方向に沿って伝達する。こうした振動伝達経路を通じて振動エネルギは効率的に損失される。つまり、間隙２２を介した振動伝達経路によれば、間隙２２を介さずに貫通孔１２ａから貫通孔１２ｂへ直接振動が伝達する振動伝達経路よりも経路長が長くなるため、その経路長の伸長に応じた上記エネルギの損失を生じさせることができる。

図３（ａ）に示すように、吸音材２１は例えばパネル状の吸音材２１として構成することができる。また例えば、図３（ｂ）に示すように、ロール状の吸音材２１として構成することができる。ロール状の吸音材２１では、前述した上下一対のシート基材１１ａ，１１ｂが連続して構成されている態様であり、長尺状のシート基材１１を巻回することにより、上述した積層構造を形成している。なお、ロール状の吸音材２１における間隙は、ロールの周面に沿って形成される。こうした吸音材２１は、壁材、床材等の各種用途に使用することができる。なお、吸音材２１はシート基材１１の貫通孔１２が開口している面を音の発生源に向けるようにして設置される。

次に、シート基材１１の製造方法を具体化した一実施形態について説明する。
図４（ａ）に示すように、シート基材１１の上方からシート基材１１の上面にニードル３１の先端を押圧することにより、シート基材１１の所定の位置に打ち抜き加工を施す。こうした打ち抜き加工では、シート基材１１は、緩衝シート等に載置する等して、ニードル３１の先端がシート基材１１の下面から突出するように実施する。このように打ち抜き加工を施すことで、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１２が穿設されるとともに打ち抜いた部分が基材シートの下面に突出する。すなわち、打ち抜いた部分によって、基材シートと一体となったスペーサ１３が曲成される。このように形成されたスペーサ１３の先端は、凹凸形状に形成されたり、貫通孔１２の周方向に沿ってスペーサ１３が不連続に形成されたりする。すなわち、そうしたスペーサ１３の態様により、上述した振動伝達経路が確保されるようになる。このようにして複数のシート基材１１ａ，１１ｂを製造するとともに、それらシート基材１１ａ，１１ｂを積層することで、上述した吸音材２１を製造することができる。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）積層される一対のシート基材１１ａ，１１ｂにおいて貫通孔１２ａ，１２ｂは積層される方向と直交するＸＹ平面に沿って離間して配置されている。更に、一対のシート基材１１ａ，１１ｂの少なくとも一方には、それらシート基材１１ａ，１１ｂの間隙２２を確保するスペーサ１３が設けられている。そのスペーサ１３は、それらシート基材１１ａ，１１ｂの各貫通孔１２ａ，１２ｂが間隙２２を介して連通する態様で設けられている。この構成によれば、各貫通孔１２ａ，１２ｂに加えて、一方のシート基材１１ａの貫通孔１２ａから他方のシート基材１１ｂの貫通孔１２ｂを連通する間隙２２の部位も、振動伝達経路として構成されるようになる。ここで、貫通孔１２ａから貫通孔１２ｂへ直接振動が伝達するように構成して、シート基材の厚み寸法を大きくする場合には、その厚み寸法に応じて、振動伝達経路の経路長が長くなる。本実施形態の吸音材２１では、ＸＹ平面に沿った間隙２２により経路長を長くすることができる。従って、厚さ寸法が大きくなることを抑制し、かつ、振動伝達経路の経路長を確保することが容易である。

（２）スペーサ１３がシート基材１１と一体に設けられることで、スペーサ１３の位置ずれを好適に抑制することができる。例えば、スペーサ１３を接着剤等で接合しなくても、位置ずれを抑制することができるため、吸音材２１の構成を簡素化することができる。

（３）シート基材１１の製造方法では、シート基材１１の打ち抜き及び曲げ加工により貫通孔１２を形成するとともに、その曲げ加工によりスペーサ１３をシート基材１１と一体に形成している。この製造方法によれば、貫通孔１２の形成により不要になった部位を利用して、シート基材１１に対してスペーサ１３を一体に形成することができる。このため、例えばニードル３１を用いて、貫通孔１２の形成とスペーサ１３の形成とを同時に行うことができる。また、シート基材１１にスペーサ１３を設けるに際して、スペーサ１３となる部材を別途準備することを省略することができる。よって、上述したシート基材１１を容易に製造することができる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・前記スペーサ１３は、シート基材１１と一体に設けられているが、別途準備したスペーサ部材をシート基材１１に接合することにより、シート基材１１にスペーサ１３を設けてもよい。

・前記スペーサ１３は、一つの貫通孔１２に対して対向するように一対設けられている。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、一つの貫通孔１２に対して一つのスペーサ１３を設けてもよい。

・前記スペーサ１３は、貫通孔１２の内壁から延びるように設けられている。例えば図６に示すようにスペーサ１３を貫通孔１２と離間して配置することもできる。
・積層されたシート基材１１において、音の発生源とは反対の面には貫通孔１２を有しないシート基材を積層させてもよい。

・前記シート基材１１は、金属材料から構成されている。例えば、図６に示すように、シート基材１１をゴム系材料及び樹脂系材料の少なくとも一方の材料を発泡させて構成することもできる。この場合、上記（１）欄に記載の作用効果に加えて、吸音材２１の軽量化を図ることも可能である。こうしたシート基材１１を構成するゴム系材料としては、天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン／ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル／ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ウレタンゴム等が挙げられる。また、樹脂系材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、エチレン／プロピレン／ジエン三元共重合体、エチレンビニルアセテート、エチレンメチルアクリレート等のオレフィン系樹脂材料、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体等のスチレン系樹脂材料、エポキシ系樹脂材料、各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。こうしたゴム系材料及び樹脂系材料の少なくとも一方の材料に周知の発泡剤、硬化剤等を配合して加熱成形することにより、図６に示すシート基材１１を形成することができる。なお、このシート基材１１に設けられているスペーサ１３は、金型を用いることでシート基材１１と一体成形されている。

・前記シート基材１１を、例えば樹脂シートから構成してもよい。また例えば、樹脂シートと金属箔との積層シートから構成してもよい。
・前記実施形態の貫通孔１２は円形状に形成されているが、図５（ｂ）示すように長孔状に変更してもよいし、多角形状等に変更してもよい。

・吸音材２１において、上述した貫通孔１２以外の貫通孔を設けてもよい。すなわち、図２に示されるシート基材１１ａ，１１ｂにおいて、Ｚ軸方向から見たときに、シート基材１１ｂに形成された貫通孔の少なくとも一部に重なる貫通孔がシート基材１１ａに形成されていてもよい。

・シート基材１１の全体形状、及び吸音材２１の全体形状は、四角形状に限らず、円形状等に変更してもよい。
・積層するシート基材１１の枚数は、複数であれば特に限定されず、所望する吸音性能等に応じて適宜変更することができる。

上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・金属箔に貫通孔を穿設してその穿設により曲成された突起部を層間のスペーサとして前記金属箔を積層した積層構造を有し、前記貫通孔は前記積層される方向と直交する方向に沿って離間して配置されるとともに、前記積層される金属箔の各貫通孔が前記間隙を介して連通する態様で前記スペーサを設けてなる吸音材。

・上記吸音材であって、複数の金属箔を積層してなる吸音材。
・上記吸音材であって、前記金属箔を巻回することにより積層構造を形成してなる吸音材。

（ａ）は、本実施形態のシート基材を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図。 本実施形態の吸音材における要部を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、吸音材の全体形状を示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、シート基材における製造方法を説明する概略断面図。 （ａ）は、シート基材の変形例における製造方法を説明する概略断面図、（ｂ）は、そのシート基材を示す斜視図。 吸音材の変形例における要部を示す断面図。

符号の説明

１１，１１ａ，１１ｂ…シート基材、１２，１２ａ，１２ｂ…貫通孔、１３…スペーサ、２１…吸音材、２２…間隙、３１…ニードル。

Claims (5)

1. 貫通孔を有するシート基材を積層して構成される吸音材であって、
   前記積層されるシート基材において前記貫通孔は前記積層される方向と直交する方向に沿って離間して配置されるとともに、前記積層されるシート基材の間隙を確保するスペーサを前記シート基材に設けてなり、
   前記積層されるシート基材の各貫通孔が前記間隙を介して連通する態様で前記スペーサを設けてなることを特徴とする吸音材。
2. 前記スペーサが前記シート基材と一体に設けられることを特徴とする請求項１に記載の吸音材。
3. 前記シート基材が金属材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸音材。
4. 前記シート基材がゴム系材料及び樹脂系材料の少なくとも一方の材料を発泡させてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸音材。
5. 請求項１に記載の吸音材を構成するシート基材の製造方法であって、前記シート基材の打ち抜き及び曲げ加工により前記貫通孔を形成するとともに、その曲げ加工により前記スペーサを前記シート基材と一体に形成することを特徴とするシート基材の製造方法。

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