JP2009084857A - Acoustic structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸音構造体に関する。 The present invention relates to a sound absorbing structure.
従来より、特許文献1に開示されているように、内部に仕切り壁により複数の吸音室が形成された樹脂成形体であって、各前記吸音室に外部に通じる孔が1つずつ設けられた吸音構造体が知られている。この吸音構造体では、多数の空隙を有する空隙層によって吸音室が構成され、該吸音室は外面層によって覆われている。そして、該外面層には吸音室を外部に通じさせる孔が形成されており、吸音構造体では前記孔を通じて外部の音が吸音室に達し、その際に吸音室内でヘルムホルツ共鳴が生じることで所定周波数の音が吸音されるようになっている。
ところで上述した吸音構造体において、各吸音室の孔の径や数が異なる場合には、各吸音室で吸音される音の周波数が変わってくるため、吸音構造体により複数の周波数の音を吸音することができる。しかしながら、各吸音室の孔の径が異なる場合には、吸音構造体を製造する際に、複数種のドリルを準備しなければならない。また、孔の径や数が異なる場合には、各吸音室の吸音率が変わってくる。 By the way, in the sound absorbing structure described above, when the diameter and number of holes of each sound absorbing chamber are different, the frequency of the sound absorbed in each sound absorbing chamber changes, so that the sound absorbing structure absorbs sound of multiple frequencies. can do. However, when the diameters of the holes of the sound absorbing chambers are different, a plurality of types of drills must be prepared when the sound absorbing structure is manufactured. Further, when the diameter and number of holes are different, the sound absorption rate of each sound absorption chamber changes.
また、特許文献1の図12では、吸音室で孔の位置が異なっている状態が示されているが、特許文献1は、各孔が吸音室のいずれの範囲に配置されたかを明確にするものではなく、また、孔の位置の相違が各吸音室で吸音される周波数に如何なる影響を与えるかを明らかにするものではない。
Further, in FIG. 12 of
そこで本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂成形体の内部に仕切り壁によって複数の吸音室が形成されているとともに、各前記吸音室には外部に通じる孔が1つずつ設けられた吸音構造体であって、各吸音室の孔の径を同一にした場合であっても、少なくとも2つの周波数の音を吸音することのできる吸音構造体を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to form a plurality of sound absorbing chambers by partition walls inside the resin molded body, and to each of the sound absorbing chambers. A sound-absorbing structure provided with one hole that communicates with the sound-absorbing structure, wherein the sound-absorbing structure can absorb sound of at least two frequencies even when the diameter of each sound-absorbing chamber is the same. It is to provide.
本願発明者らは、前記吸音室で吸音される音の周波数と前記孔の位置との関係を確認すべく検討を行った結果、前記孔が前記吸音室の中心と外周との間を2等分する2つの範囲のうち外側の範囲に配置されている場合には、同一径の孔が内側の範囲に配置されている場合に比して、吸音率を低下を抑えた状態で周波数の低い音を吸音できるという知見を得た。 The inventors of the present application have studied to confirm the relationship between the frequency of the sound absorbed in the sound absorbing chamber and the position of the hole. As a result, the hole has a second gap between the center and the outer periphery of the sound absorbing chamber. In the case of being arranged in the outer range of the two ranges to be divided, the frequency is low in a state in which the decrease in the sound absorption rate is suppressed as compared with the case where holes of the same diameter are arranged in the inner range. The knowledge that sound can be absorbed was acquired.
本発明はかかる知見に鑑みなされたもので、請求項1の発明は、樹脂成形体の内部に仕切り壁によって複数の吸音室が形成されているとともに、各前記吸音室に外部に通じる孔が1つずつ設けられた吸音構造体であって、少なくとも2つの周波数の音が吸音されるように、前記孔の一部は、前記吸音室の中心と外周との間を2等分する2つの範囲のうち内側の範囲に配置され、前記孔の残部は、前記2つの範囲のうち外側の範囲に配置されていることを特徴とする。
The present invention has been made in view of such knowledge. In the invention of
請求項2の発明は、請求項1の吸音構造体において、各前記吸音室の容積が同一であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the sound absorbing structure according to the first aspect, the volume of each of the sound absorbing chambers is the same.
請求項3の発明は、請求項1又は2の吸音構造体において、各前記吸音室の断面形状は、同一の多角形を呈していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the sound absorbing structure according to the first or second aspect, the cross-sectional shape of each of the sound absorbing chambers is the same polygon.
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの1つの吸音構造体において、前記吸音室の内部には、前記樹脂成形体の各表面に連結した連結部が形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the sound absorbing structure according to any one of the first to third aspects, a connection portion connected to each surface of the resin molded body is formed inside the sound absorbing chamber. Features.
請求項1の発明によれば、各吸音室の孔の径を同一にした場合であっても、前記孔が外側の範囲に配置された吸音室では、前記孔が内側の範囲に配置された吸音室に比して、低い周波数の音がほぼ同じ吸音率で吸音されるようになる。このため、本発明の吸音構造体によれば、少なくとも2つ周波数の音を吸音率が極端に異ならない状態で吸音することができる。また、吸音構造体に形成する各孔の径を同一にできることで、吸音構造体を製造する際には、1種類のドリルで全ての前記孔を形成することができる。これにより、ドリルを交換する手間が省け、吸音構造体の製造効率が良い。また、孔の位置を変えることで、吸音される音の周波数を変えることができるので、吸音構造体に吸音させる音の周波数を容易に調整できるとともに、吸音構造体の設計の自由度が向上する。 According to the first aspect of the present invention, even when the diameters of the holes of the respective sound absorbing chambers are the same, in the sound absorbing chamber in which the holes are arranged in the outer range, the holes are arranged in the inner range. Compared with the sound absorption chamber, low frequency sound is absorbed with substantially the same sound absorption rate. For this reason, according to the sound absorbing structure of the present invention, it is possible to absorb sound of at least two frequencies in a state where the sound absorption rate is not extremely different. Moreover, since the diameter of each hole formed in a sound absorption structure can be made the same, when manufacturing a sound absorption structure, all the said holes can be formed with one type of drill. Thereby, the trouble of exchanging a drill is saved, and the production efficiency of the sound absorbing structure is good. Moreover, since the frequency of the sound to be absorbed can be changed by changing the position of the hole, the frequency of the sound absorbed by the sound absorbing structure can be easily adjusted, and the degree of freedom in designing the sound absorbing structure is improved. .
請求項2の発明によれば、前記吸音室の容積が同一であることから、吸音構造体の構造が単純になるため、吸音構造体の設計が容易になる。また、前記吸音される音の周波数を制御するにあたって吸音室の容積の違いを考慮する必要がないため、前記孔の位置を変更するだけで、所望の周波数の音を吸音できるようになる。 According to the second aspect of the present invention, since the volume of the sound absorbing chamber is the same, the structure of the sound absorbing structure is simplified, so that the design of the sound absorbing structure is facilitated. Further, since it is not necessary to consider the difference in volume of the sound absorbing chamber when controlling the frequency of the sound to be absorbed, it is possible to absorb sound having a desired frequency simply by changing the position of the hole.
請求項3の発明によれば、吸音室の断面形状が同一の多角形を呈していることから、前記外側の範囲と内側の範囲とを判別することが容易になるため、孔の位置を容易に設定することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、前記吸音室の内部に前記樹脂成形体の各表面に連結した連結部が形成されていることから、より低い周波数の音が吸音されるように吸音室の容積を大きくした場合であっても、吸音室の剛性が高く保たれる。また、中空の吸音室を形成した場合であっても、前記樹脂成形体の各表面が連結部により連結されていることから、前記樹脂成形体の表面に発生する不要な振動を抑えることができるため、効率の良い吸音が達成される。
According to invention of
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は吸音構造体1を示す概略図であり、(a)は吸音構造体1の平面図、(b)は(a)のA−A線で切断した吸音構造体1の断面図を示している。図2は、後述する吸音室3の内部を拡大して示す断面図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a
吸音構造体1は、仕切り壁5によって内部に複数の吸音室3が形成された樹脂成形体であって、吸音構造体1の外郭を形成する外面層7と、該外面層7の内部に形成され、前記吸音室3を構成する空隙層とを有している。
The
外面層7は、金型のキャビティに充填された熱可塑性樹脂が成形面との接触により冷却されて固化したものであって、その内部に空隙が実質的になく、緻密で、比較的剛性強度が高いソリッド層となっている。このため、外面層7は入射音波を反射する。
The
空隙層(吸音室3)は、外面層7が形成された時点でキャビティ容積を拡大させた結果、外面層7内側の熱可塑性樹脂が膨張した状態で固化したものであって、その内部に多数の空隙を備えている。このため、空隙層(吸音室3)は、入射音波(音圧)を吸収(減少)する。また、吸音構造体1では、各吸音室3の容積は同一に形成されており、各吸音室3の断面形状は同一の四角形を呈している。
The void layer (sound absorbing chamber 3) is a solidified state in which the thermoplastic resin inside the
そして吸音構造体1の表面には、各吸音室3を外部に通じさせる孔9が1つずつ設けられている。この孔9は、外面層7と空隙層が形成された後に金型から脱型された樹脂成形体の外面層7をドリルで貫通することで形成されたものであって、これらのうち孔9aは、前記吸音室3の中心4と外周6との間を2等分する2つの範囲I,IIのうち内側の範囲Iに配置され、残りの孔9bは、外側の範囲IIに配置されている。また、孔9(9a,9b)は全て同一の径に形成されている。なお、外周6とは、吸音室3の壁面周りを示すものであって、該壁面には仕切り壁5の壁面も含まれている。
The surface of the
また図2に示すように、各吸音室3の内部には樹脂成形体の各表面に連結した連結部11が形成されている。
Moreover, as shown in FIG. 2, the
上記構成を有する吸気構造体1では、各孔9を通じて外部の音が吸音室3に入射されると、吸音室3内でヘルムホルツ共鳴が生じて前記入射した音は吸音される。この際、孔9aが内側の範囲Iに配置され、孔9bが外側の範囲IIに配置されていることから、上述のように各孔9(9a,9b)の径が同一である状態であっても、孔9bが形成された吸音室3では、孔9aが形成された吸音室3に比して、低い周波数の音が吸音率の低下を抑えた状態で吸音されるようになる。このため、異なる周波数の音を極端に異ならない吸音率で吸音することができる。また、吸音構造体1に形成した孔9の径が全て同一であることから、吸音構造体1を製造する際には、1種類のドリルで全ての孔9を形成することができる。これにより、ドリルを交換する手間が省けるため、吸音構造体1の製造効率が良い。また、孔9の位置を変えることで、吸音される音の周波数を変えることができるので、吸音構造体に吸音させる音の周波数を容易に調整できるとともに、吸音構造体の設計の自由度が向上する。
In the
また、各吸音室3の容積が同一であることから、吸音構造体の構造が単純になるため、吸音構造体の設計が容易になる。また、前記吸音される音の周波数を制御するにあたって吸音室3の容積の違いを考慮する必要がないため、孔9の位置を変更するだけで、所望の周波数の音を吸音できるようになる。
Further, since the volume of each
また、各吸音室3の断面形状は、同一の四角形を呈していることから、前記内側の範囲Iと外側の範囲IIとを判別することが容易になるため、孔9の位置を設定することが容易になる。
In addition, since the cross-sectional shape of each
また、吸音室3の内部に樹脂成形体の各表面に連結した連結部11が形成されていることから、より低い周波数の音を吸音すべく各吸音室3の容積を大きくした場合であっても、吸音室3の剛性は高く保たれる。
Moreover, since the
なお、本実施形態では、吸音室3の断面形状を四角形状としたが、例えば三角や五角形や六角形など四角形以外の多角形であり得る。
In the present embodiment, the
また、吸音成形体1の吸音室3を上述した空隙層とせずに、空洞にしてもよい。このようにしても吸音成形体1は、該空洞内に入射音が共鳴することによって吸音機能を発揮する。この場合、ブロー成型用金型のキャビティ間に樹脂材からなるパリソン内にエアを吹き込みながら、型閉じをして、樹脂成形体を成形した後、ブロー成形用金型から脱型した樹脂成形体の外面層7をドリルで貫通して孔9を形成することで、吸音成形体1が得られる。なお、このように中空の吸音室を形成した場合であっても、連結部11によって樹脂成形体の各表面が連結されていることから、前記樹脂成形体の表面に発生する不要な振動を抑えることができるため、効率の良い吸音が達成される。
Further, the
次に、上述した樹脂製の吸音構造体1を製作して、各吸音室3で吸音される音の周波数を確認した。
Next, the above-described resin-made
図3は、本発明の第1実施例で製作した吸音構造体の孔9の位置を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing the positions of the
本実施例の吸音構造体では、各吸音室3は、縦横の寸法が120mm×120mmである正方形を呈している。図3は、吸音構造体の表面に形成された孔91〜98を一つの吸音室上にプロットして示すものであって、吸音構造体における各吸音室3は、孔91〜98のいずれかによって外部と通じたものとなっており、孔91〜98の径は全て9mmに形成されている。
In the sound absorbing structure of this embodiment, each
孔91は、吸音室3の中心4に配置されており、孔92〜94は、孔91から横方向に所定距離ほど順次ずれた位置に形成されている。この結果、孔91〜94は、その全てが吸音室3の中心4と外周6との間を横方向に2等分する2つの範囲B,Cのうち内側の範囲Bに配置されたものとなっている。しかしながら、吸音室3の中心4と外周6との間を縦方向に2等分する2つの範囲D,Eについて孔91〜94の配置をみた場合には、孔91〜93は内側の範囲Dに配置されている一方、孔94は外側の範囲Eに配置されており、孔94と外周6との離隔距離は15mmとなっている。
The
また、孔95は、吸音室3の中心4と外周6との間を横方向に2等分する範囲B,Cの境界線H上の中央に配置されており、孔96〜98は、前記境界線H上において孔95から横方向に所定距離ほど順次ずれた位置に配置されている。そして、吸音室の中心4と外周6との間を縦方向に2等分する2つの範囲D,Eについて孔95〜98の配置をみたときには、孔95〜97は内側の範囲Dに配置されている一方で、孔98は外側の範囲Eに配置されており、孔98と外周6との離隔距離は15mmとなっている。
The
なお、本実施例で述べた範囲B〜Eと、図1に示す範囲I,IIとの関係については、範囲B,Dが重複する範囲が図1に示す範囲Iに対応し、外側の範囲C,Eを合わせた範囲が図1に示す範囲IIに対応しており、孔91〜93,95〜97が図1における内側の範囲Iに配置され、孔94,98が図1における外側の範囲IIに配置されたものとなっている。
As for the relationship between the ranges B to E described in this embodiment and the ranges I and II shown in FIG. 1, the range where the ranges B and D overlap corresponds to the range I shown in FIG. The combined range of C and E corresponds to the range II shown in FIG. 1, the
そして、上記構成を有する吸音構造体を温度が25℃、湿度が55%の実験室内に配置して、各吸音室で吸音される音の周波数を確認した。図4〜6は、その結果を示している。また、表1は、孔91〜98の仕切り壁5までの距離と、各吸音室3で吸音された音の周波数と、各吸音室3の吸音率とを示している。なお、表1に示す外周6までの距離とは、孔91〜98と隅部P(吸音室4の4つの隅部のうち各孔91〜98から最も近い隅部)との離隔距離を示している。この離隔距離は各孔が外周6と離隔する最短距離に一致するものではないが、孔91〜94と孔95〜98との各々ごとに前記離隔距離を比較した場合には、この離隔距離が大きい孔ほど、前記最短距離が大きく外周6から離れた孔となっている。
And the sound absorption structure which has the said structure was arrange | positioned in the laboratory whose temperature is 25 degreeC, and humidity is 55%, and the frequency of the sound absorbed in each sound absorption chamber was confirmed. 4 to 6 show the results. Table 1 shows the distance from the
図4〜6及び表1に示すように、孔9の位置が外周6に近い吸音室3ほど低周波数の音を吸音することが確認され、また、孔9の位置が外周6に近い吸音室3ほど吸音率も徐々に低下することが確認された。さらに、孔91〜94に関してみると、孔の位置を孔93から孔94に変更した場合の吸音率の低下量は、孔91から孔92へ、また孔92から孔93へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きく、さらに、孔95〜98に関してみても、孔の位置を孔97から孔98に変更した場合の吸音率の低下量は、孔95から孔96へ、また孔96から孔97へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きくなっている。これにより、孔を外側の範囲C,Eに形成した場合は、孔が内側の範囲B,Dに形成された吸音室3より吸音率が若干低くなることが確認された。
As shown in FIGS. 4 to 6 and Table 1, it is confirmed that the
また、第2の実施例として吸音室3が中空である吸音構造体を製作して、上記と同様の実験を行った。
Further, as the second embodiment, a sound absorbing structure having a hollow
図7は、本発明の第1実施例で製作した吸音構造体の孔19の位置を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the positions of the
本実施例において、吸音構造体は、真鍮製であって、中空の吸音室3が仕切り壁5により複数形成されている。各吸音室3は、第1実施例と同様に縦横の寸法が120mm×120mmの正方形を呈し、孔191〜198のいずれかによって外部と通じている。また、孔191〜198の配置は、第1実施例と同様である。なお、本実施例では孔191〜198の径は7mmに形成されている。
In this embodiment, the sound absorbing structure is made of brass, and a plurality of hollow
そして、上記構成を有する吸音構造体を温度が26℃、湿度が51%の実験室内に配置して、各吸音室3で吸音される音の周波数を確認した。図8〜10は、その結果を示している。また、表2は、孔91〜98の外周6までの距離と、各吸音室3で吸音された音の周波数と、各吸音室3の吸音率とを示している。なお、表2においても表1と同様に、孔191〜198と隅部Pとの離隔距離を、外周6までの距離として示している。
And the sound absorption structure which has the said structure was arrange | positioned in the laboratory whose temperature is 26 degreeC, and humidity is 51%, and the frequency of the sound absorbed in each
図8〜10及び表2に示すように、第1実施例と同様に、孔19の位置が外周6に近い吸音室3ほど低周波数の音を吸音することが確認され、また、孔19の位置が外周6に近い吸音室3ほど吸音率も徐々に低下することが確認された。さらに、孔191〜194に関してみると、孔の位置を孔193から孔194に変更した場合の吸音率の低下量は、孔191から孔192へ、また孔192から孔193へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きく、さらに、孔195〜198に関してみても、孔の位置を孔197から孔198に変更した場合の吸音率の低下量は、孔195から孔196へ、また孔196から孔197へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きくなっている。これにより、孔を外側の範囲C,Eに形成した場合は、孔が内側の範囲B,Dに形成された吸音室3より吸音率が若干低くなることが確認された。
As shown in FIGS. 8 to 10 and Table 2, as in the first embodiment, it is confirmed that the
また、孔191の位置で3.5mmや4.0mmの径の孔が形成された吸音室3を備えた真鍮製の吸音構造体を製作し、これらの吸音室3で吸音される音の周波数を確認した。この結果、図8に示すように、3.5mmや4mmの径の孔が形成された吸音室3と孔198(径7mm)が形成された吸音室3とでは、吸音率がピークとなる周波数はほぼ同程度になるが、吸音率は、孔198が形成された吸音室3の方が大きくなることが確認された。これにより、孔を外周6近傍に形成することが、吸音率を低減させないで前記音の周波数を低くさせることに効果的であることが確認された。すなわち、本実施例や第1実施例で述べたように、同径の孔を中心4から外周6へ位置をずらした場合には吸音率は低下するものの、その低下の量は、孔を中心4から移さずに孔の径を小さくした場合に比して小さいため、孔の位置を外周6近くにずらすことの方が、孔の位置を変えずに孔の径を小さくすることよりも、吸音率の低下を抑えた状態で低周波数の音を吸音することに有利であることが確認された。
In addition, a sound absorbing structure made of brass having a
なお、本実施例では、吸音構造体を真鍮で製作しているが、この真鍮製の吸音構造体においても、樹脂製の吸音構造体と同様、吸音室内でヘルムホルツ共鳴が生じる現象により音が吸音されることから、本実施例で述べた吸音の傾向は、樹脂製の吸音構造体においても、同様に現れると考えられる。 In this embodiment, the sound absorbing structure is made of brass. However, in this brass sound absorbing structure as well as the resin sound absorbing structure, the sound is absorbed by the phenomenon that Helmholtz resonance occurs in the sound absorbing chamber. Therefore, it is considered that the sound absorption tendency described in the present embodiment also appears in the same manner in the resin sound absorption structure.
1 吸音構造体、
3 吸音室、
9 孔、
4 中心、
6 外周、
11 連結部。
1 sound absorbing structure,
3 Sound absorption chamber,
9 holes,
4 center,
6 outer circumference,
11 connection part.
Claims (4)
少なくとも2つの周波数の音が吸音されるように、前記孔の一部は、前記吸音室の中心と外周との間を2等分する2つの範囲のうち内側の範囲に配置され、前記孔の残部は、前記2つの範囲のうち外側の範囲に配置されていることを特徴とする吸音構造体。 A plurality of sound absorbing chambers are formed by partition walls inside the resin molded body, and each sound absorbing chamber is a sound absorbing structure provided with one hole leading to the outside,
A part of the hole is disposed in an inner range of two ranges that bisect the center and the outer periphery of the sound absorbing chamber so that sound of at least two frequencies is absorbed. The remaining part is disposed in an outer range of the two ranges, and the sound absorbing structure.
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