JP2009299332A - 吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】
厚さが薄く、軽量であり、低周波数領域を含む幅広い周波数帯の音に対して優れた吸音効果を発揮する吸音材を提供する。
【解決手段】
多孔質体からなる第１層１と、前記第１層１に積層される立体編物からなる第２層２とを備えていることを特徴とする吸音材３。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音を低減させる吸音材に関するものである。

吸音材は様々な分野で使用されている。例えば、音響関係ではコンサートホールや家庭のＡＶルーム等の吸音壁や吸音装置として、また自動車や列車等の輸送機器の分野にあってはボディ全体の内側やダッシュパネルまたはドアスピーカー周り等の騒音対策として、さらには産業機械や家電等の騒音対策としても使用されている。

従来、吸音材としては、グラスウール（例えば特許文献１）やロックウールが広く用いられてきた。これら吸音材の吸音メカニズムは、繊維内に音が入射すると、内部の空気が振動して粘性により熱が発生すること、空気と繊維との摩擦によって熱が発生すること、また繊維間の摩擦によって熱が発生すること等により、音のエネルギーの一部が熱エネルギーに変換されるので、音のエネルギーが減少して音が小さくなるという仕組みである。そして、吸音材の吸音特性は吸音材の材質、空隙および音の周波数等に大きく依存する。
特開２００１−３３７６８１号公報

上記吸音材を含めた従来の吸音材は、中・高周波数領域の吸音特性には優れているものの、低周波数領域の吸音が困難であった。吸音材の厚さを厚くすると吸音効果は向上することが知られているが、低周波数領域を効果的に吸音するには相当の量が必要であり、設置スペースや重量および経済性といった問題が生じてくる。なお、グラスウール等の素材は皮膚に突き刺さる上、繊維が飛散してしまうという問題があり、しかも飛散した繊維を人が吸い込んでしまう恐れもあった。

ところで、近年、一般家庭においても音響空間に関する関心が高まってきている。しかし、一般の部屋で音楽を聞く場合、部屋の縦長、横長および高さが特定の周波数の波長の偶数分の１と一致すると定在波と呼ばれるものが発生して、いつまでも共鳴して音が消えなくなるため、低音の音質が著しく悪化するという現象が生じる。

そこで音質を悪化させないために、従来は、吸音装置や吸音パネル（吸音材）を部屋の壁や隅等に設置するといった対策が採られてきた。しかしながら、従来の吸音装置は非常に高価なものであり、吸音パネルにあっても低周波数領域の吸音特性はあまり良くないなど、上記吸音材と同様の問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、厚さが薄く、軽量であり、低周波数領域を含む幅広い周波数帯の音に対して優れた吸音効果を発揮する吸音材を提供することを目的とする。併せて、この吸音材を用いた吸音装置および吸音パネルを提供する。

以下、上記目的を解決するための手段及びその作用について記載する。本発明のうち請求項１記載の吸音材は、多孔質体からなる第１層と前記第１層に積層される立体編物からなる第２層とを備えることを特徴としている。

この構成によると、厚さが薄く、しかも軽量でありながら、低周波数から高周波数にわたる幅広い周波数帯の音に対してすぐれた吸音効果を発揮する。ここで、積層の方法は特に限定されるものではないが、例えば熱による融着、または接着もしくは縫合等が挙げられる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記多孔質体は活性炭を含有していることを特徴としている。活性炭は多孔質体に含浸してもよいし、接着してもよい。ここで、多孔質体の素材は特に限定されるものではないが、例えば通気性や形状安定性に優れているウレタンフォームを用いると、吸音特性や設置時の利便性および形態の保持等といった面で効果的である。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記立体編物は上層と下層およびこれらを連結させる連結部とからなり、間隔を保って相対する上層と下層とを弾力性を有する無数の糸により連結していることを特徴としている。ここで上層および下層には通気性のある素材を用いている。また上層と下層の連結方法については、上層と下層の間で糸を鉛直方向に通してつなぐ柱構造のものや鉛直方向に加えて斜め方向にも糸を通してつなぐ筋違構造等とすることが挙げられる。この構成により、立体編物は優れた通気性と形態安定性を有し、定性的に上記ウレタンフォームと同様の効果が得られる。

なお、前記上層および下層の形状は特に限定されるものではないが、請求項４記載の発明のように、上層および下層をハニカム形状の編物とすると、より一層、通気性に優れることとなる。

以上に示した請求項１から４記載の吸音材について補足をすると、吸音材の向きに関しては、第１層あるいは第２層のどちらを前面として使用してもかまわないが、第２層を前面として使用するほうが、吸音効果が高い。吸音材の厚さについては、必要に応じで第１層または第２層の厚さを設定してもよいし、吸音材自体を積層して使用してもよい。

一方、請求項５記載の発明は、中空の収容体に窓孔を形成し、前記窓孔には通気性の部材を設けて、前記収容体内に請求項１、２、３または４記載の吸音材を詰め込んでいることを特徴とする吸音装置である。

これによると、音は窓孔から収容体内に入射し、入射した音は前記吸音材により効果的に吸音される。また、窓孔に通気性の部材を設けることによって、収容体内への音の入射を妨げず、かつ吸音材の窓孔からの漏出を抑えられる。ここで、収容体の形状や素材は特に限定されるものではなく、例えば、形状に関しては略直方体、略円柱または略円錐等が挙げられ、素材に関しては合成樹脂、木材等が挙げられる。また、通気性の部材としてはメッシュ状のシートや棒材を格子状に組み合わせたもの等を使用する。

また、請求項６記載の発明のように、前記吸音装置をシートで覆うと、外観上の体裁が整うと共に、製品価値が向上する。シート素材は特に限定されるものではないが、天然または合成繊維等が挙げられる。

請求項５または６記載の吸音装置の使用に関しては、音響用として室内等で使用する場合にあっては、室内の隅または壁付近に設置して使用すると、室内に残存する低周波数領域の音を効果的に吸音することができる。

なお、請求項７記載の発明のように、請求項１、２、３または４記載の吸音材を板体に積層することにより、吸音パネルとして壁面等に設置して使用することができる。板体の素材としては木材、合成樹脂または金属等が挙げられるが、特に限定されるものではない。また、積層方法については接着等が挙げられるが、これも特に限定されるものではない。

本発明の効果のうち、まず吸音材については、従来の吸音材では困難とされてきた幅広い周波数帯の音に対する吸音特性、および吸音材の厚さや質量といった課題を解決することができた。すなわち、本発明の吸音材は、厚さが薄く、しかも軽量であるにもかかわらず、幅広い周波数帯の音に対して優れた吸音効果を発揮する。また、微粉や繊維がほとんど逸散しないので周囲を汚すことはなく、人体に影響を及ぼすこともない。加えて、デザイン的にも優れているので家庭の室内でも問題なく使用できる。しかも、比較的にコストがかからないので、経済的にも有効である。

吸音装置については、音響用として室内に設置すると、高周波数の音に加え室内に残存する低周波数領域の音も効果的に吸音することができると共に、理想的な音響空間を提供できる。さらに、吸音装置をシート状の繊維で覆うと、外観上の体裁が整って製品価値が向上する。また、従来の製品に比べて安価で提供することができる。なお、吸音装置の吸音材として、別用途で加工した際にできる廃材（余剰片）を利用すると、資源を有効利用できると共に、より一層製造コストを抑えることができる。

また、吸音パネルについては、上記吸音材と同様の効果が得られる。

以下に本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。まず、本発明のうち吸音材３の実施形態として、図１に吸音材３の斜視図を、図２に吸音材３の第２層２の斜視図を示す。この吸音材３は多孔質体からなる第１層１と、これに積層される立体編物からなる第２層２とによって構成されている。

第１層１については、多孔質のウレタンフォームに活性炭が含浸してあるクラシート（商標名：製造元及び販売元：クラレケミカル株式会社）を使用する。なお、状況に応じて活性炭の含有量や層の幅等を好適に選択することができる。

第２層２については上層４および下層５がハニカム状の編物で、両層間を弾力性が有る無数の糸で連結してからなる立体編物「ＦＵＳＩＯＮ」（商標名：製造元及び販売元：旭化成せんい株式会社）を用いる。ここで連結部６については、筋違構造（図示略）を使用している。なお、上層４と下層５および連結糸の素材、連結構造または層の幅等を状況に応じて好適に選択することができる。

これら第１層１と第２層２とを接着剤で接合することにより、本発明における吸音材３の実施形態が完成する。

吸音材３を設置（使用）する際の向きについては特に限定されるものではないが、音の入射方向に対して第２層２を前面とするほうが第１層１を前面とする場合に比べ吸音効率がよいので、第２層２を前面として設置することが望ましい。なお、吸音材３は幾層にも積層して使用することも可能である。

図３は吸音材３の効果を示す実験結果である。実験はコンクリートで覆われた地下の廊下でスピーカーを鳴らして行われたものであり、図３の実験結果は吸音材がない場合の周波数特性（細線）と、吸音材３の小片を壁に置いた場合（太線）の周波数特性を表す。これによると吸音材３は、低周波数から高周波数まで一様に吸音効果が認められ、本発明における吸音材３の優れた吸音特性が証明された。

次に本発明による吸音装置１１の実施形態について、以下に説明する。図４は吸音装置１１の代表的な実施形態を示す斜視図であり、図５は図４におけるＡ−Ａラインの断面図を表す。

収容体１２は中空であって合成樹脂により形成されており、底面とその周縁より立設する側面と側面の一端に備えられる上面とからなり、収容体１２の形状は２つの略円錐の下部どうしを合わせた形状となっている。

収容体１２の側面には少なくとも１つ以上の窓孔１３を形成する。窓孔１３の数や大きさ（面積）は吸音特性に応じて好適に設定できる。窓孔１３にはメッシュシート素材または棒材を格子状に組み合わせた部材１４が備え付けられている。

収容体１２内には上記実施例で示した吸音材３が詰め込まれており、ここでは、別用途で加工した際にできた廃材（余剰片）を収容体１２内に乱積みしている。なお、矩形や円形等、幾何学的に形成された吸音材３を整った形で上下方向に積層してもよいし、側面の内面に沿って内側に積層してもよい。

以上に加えて、収縮性のある天然または合成繊維で収容体１２全体を覆う（図示略）ことによって、吸音装置の実施形態が構成される。

本発明の吸音装置１１は、音響用として家庭等の室内で使用することを想定している。使用方法としては、室内の壁付近、特に隅に設置すると、室内に残存する低周波数領域の音を効果的に吸音することができる。

図５は本発明による吸音パネル２１の代表的な実施形態を示す。吸音パネル２１は木製の板体２２に前記吸音材３の第１層１側の面を接着して積層することにより構成され、吸音材３側を前面とし、壁等に設置して使用する。なお、積層方法は接着に限定されるものではない。

本発明における吸音材は音響分野によらず、輸送機器、産業機械または家電製品等の、吸音に関する様々な分野に適用することができる。

本発明における吸音材の代表的な実施形態を示す斜視図である。 吸音材の第２層を示す斜視図である。 本発明における吸音材の効果を示すグラフである。 本発明における吸音装置の代表的な実施形態を示す斜視図である。 図４におけるＡ−Ａラインの断面図である。 本発明における吸音パネルの代表的な実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 第１層（多孔質体）
２ 第２層（立体編物）
３ 吸音材
４ 上層
５ 下層
６ 連結部
１１ 吸音装置
１２ 収容体
１３ 窓孔
１４ 部材
２１ 吸音パネル
２２ 板体

Claims (7)

1. 多孔質体からなる第１層（１）と、前記第１層（１）に積層される立体編物からなる第２層（２）とを備えていることを特徴とする吸音材。
2. 前記多孔質体（１）は活性炭を含有していることを特徴とする請求項１記載の吸音材。
3. 前記立体編物（２）は上層（４）と下層（５）およびこれらを連結させる連結部（６）とからなり、間隔を保って相対する上層（４）と下層（５）とを弾力性を有する無数の糸により連結していることを特徴とする請求項１または２記載の吸音材。
4. 前記立体編物（２）の上層（４）および下層（５）は、ハニカム形状の編物であることを特徴とする請求項１、２または３記載の吸音材。
5. 中空の収容体（１２）に窓孔（１３）を形成し、前記窓孔（１３）には通気性の部材（１４）を設け、前記収容体（１２）内に請求項１、２、３または４記載の吸音材（３）を詰め込んでいることを特徴とする吸音装置。
6. 前記収容体（１２）は、シートで覆われていることを特徴とする請求項５記載の吸音装置。
7. 請求項１、２、３または４記載の吸音材（３）を板体（２２）に積層したことを特徴とする吸音パネル。

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