JP2009031530A - 吸音構造体と吸音構造体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸音構造体の容積を大きくすることなく所望の吸音効率を得ることができるように工夫した吸音構造体とそのような吸音構造体を製造する吸音構造体製造方法を提供すること。
【解決手段】 基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えたチャンバー構造をなす吸音板と、を具備し、少なくとも上記チャンバー構造をなす吸音板は真空成形法又はブロー成形法によって成形され、主に上記中空状吸音突起の天井壁の振動によって吸音性能を発揮するようにしたもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、建築物の内外装材或いは自動車の内外装材として使用され各種騒音を吸収する吸音構造体と該吸音構造体製造方法に係り、特に、吸音構造体の容積を大きくすることなく吸音周波数を低くすることができるように工夫したものに関する。

従来の吸音構造体１０１は、例えば、図６に示すような構成をなしている。まず、基板１０３があり、この基板１０３上には吸音板１０５が設置されている。この吸音板１０５は、器を逆向きにしたような中空状吸音突起１０７を複数個備えた構成をなしている。そして、上記複数個の中空状吸音突起１０７が適宜振動することにより周囲で発生している騒音を吸収するものである。上記吸音板１０５は上記基板１０３に対して、例えば、接着・固定されている。

ところで、各種建築物や自動車において発生する騒音は比較的周波数が低い騒音が多く、よって、図６に示したような吸音構造体１０１においては、そのような低い周波数の騒音に対応することが要求されている。ところが、図６に示した吸音構造体１０１において、吸音周波数を下げようとすると、中空状吸音突器１０７の容積を大きくする必要がある。しかしながら、それでは吸音構造体１０１が大型化してしまうことになる。

そこで、これらの問題点を解決するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されているような吸音構造体が提案されている。
特開２００１−２８２２４９号公報 特開２００２−２９３３０号公報 特開２０００−３３０５７１号公報

まず、特許文献１に開示されている吸音構造体の場合には、中空状吸音突起の天井壁の一部を環状であって上方に飛び出たような状態で屈曲させて、そこを低剛性部とし、その低剛性部の内側の天井壁を効果的に振動させるように構成したものであり、それによって、吸音効率を高めようとしたものである。

又、特許文献２に開示されている吸音構造体の場合には、中空状吸音突起の外周の吸音板の一部を環状であって上方に飛び出たような状態で屈曲させて、そこを低剛性部とし、その低剛性部の内側の上記中空状吸音突起を効果的に振動させるように構成したものであり、それによって、吸音効率を高めようとしたものである。

さらに、特許文献３に開示されている吸音構造体の場合には、副隆起部の形成、錘体装着部の形成、補強部の形成、易変形部の形成によって振動マス領域の質量を増大させ、それによって、吸音周波数を低くして吸音効率を高めることが行われている。

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特許文献１に開示されている吸音構造体の場合には、中空状吸音突起の天井壁の一部を環状であって上方に飛び出たような状態で屈曲させて、そこを低剛性部としているので、中空状吸音突起の高さ寸法が大きくなってしまうという問題があった。特に、建築物の内外装材或いは自動車の内外装材の一部として使用される場合には、中空状吸音突起の高さ寸法が大きくなってしまうと、建築物或いは自動車内の空間を狭めてしまうことなり問題となっていた。
又、特許文献１に開示されている吸音構造体の場合には、低剛性部が天井壁の最外周位置ではなく所定量だけ内側に寄った位置に設けられている。そのため、振動に寄与する有効面積が小さくなってしまい、吸音率が低いという問題があった。
又、特許文献２に開示されている吸音構造体の場合には、中空状吸音突起の外周に低剛性部を設けてその低剛性部の内側の上記中空状吸音突起を振動させるように構成しているので、特許文献１に開示されている吸音構造体の場合のように天井壁のみを振動させる場合に比べて振動し難いという問題があり、結局、吸音周波数を効果的に下げることができないという問題があった。
又、特許文献１〜特許文献３の何れの場合も、所定の形状の吸音構造体を成形するのが面倒であり、その結果、吸音周波数を低くして吸音効率を高める効果を十分に得られないという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、吸音構造体の容積を大きくすることなく所望の吸音効率を得ることができるように工夫した吸音構造体とそのような吸音構造体を製造する吸音構造体製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による吸音構造体は、基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えたチャンバー構造をなす吸音板と、を具備し、少なくとも上記チャンバー構造をなす吸音板は真空成形法又はブロー成形法によって成形され、主に上記中空状吸音突起の天井壁の振動によって吸音性能を発揮するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２による吸音構造体は、 請求項１記載の吸音構造体において、 上記中空状吸音突起は略角柱状に形成されていることを特徴とするものである。
又、請求項３による吸音構造体は、請求項２記載の吸音構造体において、上記中空状吸音突起はその横断面形状が略四角形をなしていることを特徴とするものである。
又、請求項４による吸音構造体は、請求項１記載の吸音構造体において、上記チャンバー構造をなす吸音板は真空成形法又はブロー成形法によって成形する際、上記チャンバー構造をなす吸音板の凸側に所定の形状の金型が設置される条件で成形されたことを特徴とするものである。
又、請求項５による吸音構造体は、請求項１記載の吸音構造体において、上記中空状吸音突起の天井壁の外周部に低剛性部として機能する屈曲凹部を設けたことを特徴とするものである。
又、請求項６による吸音構造体は、請求項５記載の吸音構造体において、上記屈曲凹部はその横断面形状が略三角形又は略四角形又は略半円形になっていることを特徴とするものである。
又、請求項７による吸音構造体は、請求項５記載の吸音構造体において、上記屈曲凹部は上記中空状吸音突起の側壁部との境界部が最も肉厚が薄くなって低剛性になるように構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項８による吸音構造体は、請求項５記載の吸音構造体において、上記屈曲凹部は上記天井壁の角部においてなくなるように間欠的に設けられている又は角部おいて屈曲凹部の深さが浅くなるように設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項９による吸音構造体製造方法は、基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えた吸音板と、を具備し、上記中空状吸音突起の天井壁の外周部に低剛性部として機能する屈曲凹部を設けた吸音構造体を製造する吸音構造体製造方法において、所定の形状の金型を設置し、上記金型の内側に板材を設置し、上記金型の外側から真空引きする真空成形法又は上記金型の内側から空気を吹き込むブロー成形法により所望形状の吸音板を得るようにしたことを特徴とするものである。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による吸音構造体によると、基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えたチャンバー構造をなす吸音板と、を具備し、少なくとも上記チャンバー構造をなす吸音板は真空成形法又はブロー成形法によって成形され、主に上記中空状吸音突起の天井壁の振動によって吸音性能を発揮するようにしたので、吸音周波数を下げることが可能な所望のチャンバー形状の吸音構造体を容易に得ることができる。
又、請求項２による吸音構造体は、請求項１記載の吸音構造体において、上記中空状吸音突起は略角柱状に形成されているので、吸音周波数を下げることができる所望のチャンバー形状の吸音構造体を容易に得ることができる。
又、請求項３による吸音構造体は、請求項２記載の吸音構造体において、上記中空状吸音突起はその横断面形状が略四角形をなしているので、吸音周波数を下げることができる所望のチャンバー形状の吸音構造体を容易に得ることができる。
又、請求項４による吸音構造体は、請求項１記載の吸音構造体において、上記チャンバー構造をなす吸音板は真空成形法又はブロー成形法によって成形する際、上記チャンバー構造をなす吸音板の凸側に所定の形状の金型が設置される条件で成形されているので、吸音周波数を下げることができる所望のチャンバー形状の吸音構造体を容易に得ることができる。
又、請求項５による吸音構造体は、請求項１記載の吸音構造体において、上記中空状吸音突起の天井壁の外周部に低剛性部として機能する屈曲凹部を設けているので、屈曲凹部の内側の天井壁を効果的に振動させて吸音周波数を効果的に下げることが可能になる。
又、請求項６による吸音構造体は、請求項５記載の吸音構造体において、上記屈曲凹部はその横断面形状が略三角形又は略四角形又は略半円形になっているので、上記効果をより確実に得ることができる。
又、請求項７による吸音構造体は、請求項５記載の吸音構造体において、上記屈曲凹部は上記中空状吸音突起の側壁部との境界部が最も肉厚が薄くなって低剛性になるように構成されているので、上記効果をより確実に得ることができる。
又、請求項８による吸音構造体は、請求項５記載の吸音構造体において、上記屈曲凹部は上記天井壁の角部においてなくなるように間欠的に設けられている又は角部おいて屈曲凹部の深さが浅くなるように設けられているので、上記効果をより確実に得ることができる。
又、請求項９による吸音構造体製造方法は、基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えた吸音板と、を具備し、上記中空状吸音突起の天井壁の外周部に低剛性部として機能する屈曲凹部を設けた吸音構造体を製造する吸音構造体製造方法において、所定の形状の金型を設置し、上記金型の内側に板材を設置し、上記金型の外側から真空引きする真空成形法又は上記金型の内側から空気を吹き込むブロー成形法により所望形状の吸音板を得るようにしたので、所望のチャンバー形状の吸音構造体を容易に得ることができる。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態による吸音構造体１の吸音板３に形成されている中空状吸音突起５を示す斜視図である。上記中空状吸音突起５は、器を逆向きにしたような形状になっていて、その横断面形状は略四角形となっており、４面の側壁７とこれら側壁７の上に設けられた天井壁９とから構成されている。上記吸音板３は上記中空状吸音突起５が複数形成されたチャンバー形状をなしているものである。

上記天井壁９の最外周位置には低剛性部として機能する屈曲凹部１３が設けられている。この屈曲凹部１３と側壁７との境界部１５が最も薄肉状になっていて最低剛性部位となっている。このような屈曲凹部１３を設けることにより、その内側の天井壁９を効果的に振動させ、それによって、吸音周波数を下げようとするものである。
又、図中符号１７は基板である。上記構成をなす吸音板３はこの基板１７に対して、例えば、接着・固定されている。
尚、図１及び図２では中空状吸音突起５を1個のみを示しているが、実際の吸音構造体１の吸音板３においては複数個の中空状吸音突起５が設けられているものである（これは従来例の説明で使用した図６に示す通りである）。

次に、本実施の形態による吸音構造体１の製造方法について図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、所定の形状の金型２１を用意する。この金型２１は基本的には器状に形成されていると共に、その所定位置には既に説明した中空状吸音突起５の屈曲凹部１３を形成するための低剛性部形成用凹凸部２３が形成されている。そして、上記金型２１に対して樹脂製（例えば、ポリプロピレン製、ポリエチレン製）の板材２５を設置する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、金型２１の外側から真空引きする。それによって、上記板材２５は金型２１内に引っ張られていく。
尚、真空引き成形法以外にもブロー成形法を採用してもよい。この場合には、金型２１の内側から空気を吹き込むことになる。

次いで、図３（ｃ）に示すように、板材２５は金型２１内に引っ張られながら、金型２１の内面形状に沿って徐々に変形していくことになる。そして、最後に、低剛性部形成用凹凸部２３の部分（図中符号Ａで示す部分）が引っ張られて変形することになる。

そして、最終的には、図３（ｄ）に示すような状態となる。この場合、屈曲凹部１３と側壁部７との境界部１５が最も薄肉状になっていて最低剛性部位となっている。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、低剛性部として機能する屈曲凹部１３を設けることにより、その内側の天井壁９を効果的に振動させることができ、それによって、吸音周波数を下げることが可能になる。である。これを図４を参照して説明する。
図４はＩＳＯ１０５３４−２の規格に基づいて測定した結果を示す図であり、横軸に周波数（Ｈｚ）をとり縦軸に吸音率をとって両者の関係を示している。又、図中線図ａが本実施の形態の場合（凹有りの線図）、線図ｂが従来品（図６に示した従来の吸音構造体１０１の場合）の場合を示している（凹無しの線図）。図４に示されているように、従来品の場合には吸音周波数が８９１（Ｈｚ）で有るのに対して、本実施の形態の場合には６３８（Ｈｚ）となっていて、低周波化が効果的に図られていることがわかる。
又、本実施の形態における低剛性部は屈曲凹部１３を形成することにより構成されているので、天井壁９の上方に突出するようなものはなく、中空状吸音突起５の高さを高くすることなく所望の効果を得ることができるものである。よって、各種建築物や自動車等の内外装材の一部として使用された場合も、それら各種建築物や自動車等の空間を狭めることなくその機能を発揮することができる。
又、屈曲凹部１３は天井壁９の最外周位置に設けられているので、その内側の有効振動面積を最大限確保することができ、より高い吸音率を得ることができる。
又、屈曲凹部１３と側壁部７との境界部１５が最も薄肉状となっていて最低剛性部位となっているので、それによっても、その内側の有効振動面積を最大限確保することができ、より高い吸音率を得ることができる。
又、本実施の形態においては、所定の形状の金型２１を使用した真空引き成形法或いはブロー成形法を採用しているので、極めて簡単な方法によって所望の形状の中空状吸音突起５を備えた吸音板３を得ることができる。特に、真空引き成形法或いはブロー成形法を採用するに際して、所定の形状の金型２１を使用すれば、必然的に所定の位置が低剛性部として機能する屈曲凹部１３となり、且つ、所定の部位１５が最も薄肉状となってそこが最低剛性部位となるので、所望の吸音板３を容易に得ることができる。

次に、図５を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には、低剛性部として機能する屈曲凹部１３を全周にわたって環状に設けたが、この第２の実施の形態の場合にはこれを環状方向に間欠的に設けたものである。すなわち、この実施の形態の場合には、中空状突起５の天井壁９の四隅３１についてはこれを特に屈曲凹部とすることなくそのままの外形とし、それら四隅３１の間に低剛性部としての屈曲凹部１３を設けたものである。
尚、その他の構成については前記第１の実施の形態の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

このような構成の第２の実施の形態の場合でも、前記第１の実施の形態の場合と略同等の効果を得ることができる。これは、次のような理由による。、通常、真空引き成形法やブロー成形法によって中空状吸音突起５を備えた吸音板３を成形しようとするとその四隅が最も薄肉状になる。つまり、四隅については特に屈曲凹部１３を設けることなく元々低剛性部となっているものである。その結果、上記したように前記第１の実施の形態の場合と略同等の効果を得ることができるものである。

尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
まず、低剛性部を環状に設けるか間欠的に設けるかは任意であり、又、間欠的に設ける場合にどのような領域に設けるかについても任意である。
又、前記第１、第２の実施の形態の場合には、中空状吸音突起の横断面形状を四角形としたがそれに限定されるものではない。例えば、円形、半円形、三角形、その他の多角形であってもよい。
又、低剛性部を構成する屈曲凹部の断面形状としては図示したものに限定されるものではなく、円形、半円形、四角形、その他の多角形であってもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、吸音板に形成された中空状吸音突起の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、吸音板の製造方法を工程順に示す図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、吸音周波数の改善（低周波数化）を示す図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、吸音板に形成された中空状吸音突起の構成を示す斜視図である。 従来例を示す図で、吸音構造体の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 吸音構造体
３ 吸音板
５ 中空状吸音突起
７ 側壁部
９ 天井壁
１３ 屈曲凹部
１５ 境界部
１７ 基板
２１ 金型
２３ 低剛性部形成用凹凸部

Claims (9)

1. 基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えたチャンバー構造をなす吸音板と、を具備し、
   少なくとも上記チャンバー構造をなす吸音板は真空成形法又はブロー成形法によって成形され、
   主に上記中空状吸音突起の天井壁の振動によって吸音性能を発揮するようにしたことを特徴とする吸音構造体。
2. 請求項１記載の吸音構造体において、
   上記中空状吸音突起は略角柱状に形成されていることを特徴とする吸音構造体。
3. 請求項２記載の吸音構造体において、
   上記中空状吸音突起はその横断面形状が略四角形をなしていることを特徴とする吸音構造体。
4. 請求項１記載の吸音構造体において、
   上記チャンバー構造をなす吸音板を真空成形法又はブロー成形法によって成形する際、上記チャンバー構造をなす吸音板の凸側に所定形状の金型が設置された条件で成形されたことを特徴とする吸音構造体。
5. 請求項１記載の吸音構造体において、
   上記中空状吸音突起の天井壁の外周部に低剛性部として機能する屈曲凹部を設けたことを特徴とする吸音構造体。
6. 請求項５記載の吸音構造体において、
   上記屈曲凹部はその横断面形状が略三角形又は略四角形又は略半円形になっていることを特徴とする吸音構造体。
7. 請求項５記載の吸音構造体において、
   上記屈曲凹部は上記中空状吸音突起の側壁部との境界部が最も肉厚が薄くなって低剛性になるように構成されていることを特徴とする吸音構造体。
8. 請求項５記載の吸音構造体において、
   上記屈曲凹部は上記天井壁の角部においてなくなるように間欠的に設けられている又は角部おいて屈曲凹部の深さが浅くなるように設けられていることを特徴とする吸音構造体。
9. 基板と、上記基板に沿って設置され複数個の中空状吸音突起を備えた吸音板と、を具備し、上記中空状吸音突起の天井壁の外周部に低剛性部として機能する屈曲凹部を設けた吸音構造体を製造する吸音構造体製造方法において、
   所定の形状の金型を設置し、上記金型の内側に板材を設置し、上記金型の外側から真空引きする真空成形法又は上記金型の内側から空気を吹き込むブロー成形法により所望形状の吸音板を得るようにしたことを特徴とする吸音構造体製造方法。

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