JP2011118338A - 吸音構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】５００Ｈｚ前後以下の低周波数領域において吸音率を高くでき、かつ厚みを薄くすることができ、さらに軽量かつ安価で、取付面に曲面部が存在する場合にも良好な取付が可能な吸音構造体の提供を目的とする。
【解決手段】屈曲により形成された凹部からなるセル１３を片面側に複数有する非通気性のシート成形体１１と、複数のセル１３の開口部を覆うようにシート成形体１１におけるセルの開口部側表面に積層した非通気性の表面シート２１とで構成し、表面シート２１を、シート成形体１１における外周部１６で固定し、隣り合うセル間の部分１９ではシート成形体１１に対して非固定とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、凹部からなるセルを片面側に複数有するシート成形体と、セルの開口部を覆うようにしてシート成形体に積層された非通気性の表面シートとよりなる吸音構造体に関する。

従来、隔壁で囲まれたセル（室）の平面形状が三角、四角、六角（ハニカム）、八角、あるいは円形からなるハニカムコアは、軽量で剛性を有することからパネルの構造体として使用されているが、吸音特性（整流効果）を有することも知られている。このハニカムコアの前面に直接多孔質吸音材を配置して吸音構造体とすることで、ハニカムコアの整流効果と背後空気層効果により、多孔質吸音材の高周波数対応吸音性を中周波数域の範囲まで向上させることが提案されている（特許文献１，２）。しかし、この構造によっては、５００Ｈｚ以下の低周波数領域になると、ハニカムコアの厚みを５０ｍｍ以上の厚いものにしなければ吸音性の向上効果が得られなくなり、吸音構造体が重くなったり、狭い場所には使用できなくなったりする問題がある。

また、板状体とハニカムコアの接着一体化により吸音パネルを構成したものも提案されている（特許文献３，４）。しかし、この構造のものは、吸音パネルとしての性能に劣ることから、主に遮音材として用いられている。

また、板状体の周辺に振動減衰部材（制振材）を介して取付け部を枠状に取付け、その枠を剛性の板部材に固定したものも提案されている（特許文献５）。しかし、この構造のものは、５００Ｈｚ以下の低周波数領域で良好な吸音性が得られなかったり、厚みが大になったりする問題がある。

また、ハニカムコアを用いないで有機ハイブリッドシートを被せて７５〜１５０ｍｍ角の気密空間を持たせて膜振動させる方法も提案されている（特許文献６）。しかし、その気密空間内にハニカムコアを用いていないため、薄くて吸音率の高い吸音材を効率よく得られていない。

これらの構造において、ハニカムコアを用いたものは、枠体を介して吸音材や板状体と接着一体化しており、製造工程が複雑となり、大きな吸音パネルとしては向いているものの、小型の吸音材とするには、高価でかつ重い問題がある。また、射出成型によってハニカムコアを形成する場合は、金型の費用が高価で、生産費用が嵩む問題がある。また、従来の吸音構造体は、ハニカムコアの剛性が高いため、取付面に僅かな曲面部が存在する場合、取付面に沿わせることが難しく、取付面との間に隙間を生じる問題がある。

このように、従来の吸音構造体は、５００Ｈｚ以下の低周波数領域の吸音性に劣り、かつ、サイズが大きく、価格及び軽量性の点で劣り、さらに取付面に曲面部が存在する場合に良好な取付が難しいものである。

特開２００５−２４７２３５号公報 特開２００５−１７６３６号公報 特開平８−１５１７０４号公報 特開２００５−２５４４７８号公報 特開２００５−１３４６５３号公報 特開２００８−１２２９３３号公報

本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、５００Ｈｚ前後以下の低周波数領域において吸音率を高くでき、かつ厚みを薄くすることができ、さらに軽量かつ安価で、取付面に曲面部が存在する場合にも良好な取付が可能な吸音構造体の提供を目的とする。

請求項１の発明は、屈曲により形成された凹部からなるセルを片面側に複数有する非通気性のシート成形体と、前記複数のセルの開口部を覆うように前記シート成形体に積層された非通気性の表面シートとよりなり、前記表面シートは、前記シート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分では前記シート成形体に固定されていないことを特徴とする吸音構造体に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、前記シート成形体は、セルの開口部側表面におけるシート成形体の外周部の縁から前記セルの開口部側表面とは反対側へ屈曲して形成された外周側面を有し、前記外周側面の端部から外方へ屈曲したフランジ部を有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２において、前記表面シートの縁部に前記シート成形体の側へ屈曲させた外周屈曲面を設け、前記表面シートの外周屈曲面が前記シート成形体の外周側面に密着して前記表面シートと前記シート成形体間が閉鎖空間とされていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１または２において、前記シート成形体は、セルの開口部側表面におけるシート成形体の外周部が、前記表面シートの縁部が載置される外周部内側部と、前記外周部内側部の外周に立設された外周部外枠部とよりなることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記シート成形体は、真空成型により形成されたものであることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項において、前記吸音構造体の前記表面シートの上面に、さらに他の前記吸音構造体の前記シート成形体の裏面を固定して前記吸音構造体を複数積層したことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の吸音構造体。

請求項７の発明は、請求項１から５の何れか一項において、前記表面シートの上面に多孔質吸音材を固定して積層したことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項６において、前記複数積層された前記吸音構造体の最上位置の前記表面シートの上面に多孔質吸音材を固定して積層したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、表面シートがシート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分ではシート成形体に固定されていないため、５００Ｈｚ前後以下の低周波数領域において吸音率を高くでき、かつ吸音構造体の厚みを薄くすることができる。また、厚みを薄くできることにより、吸音構造体を軽量かつ安価なものにできる。さらに、請求項１の発明によれば、セルが屈曲により形成された凹部で構成され、かつ、隣り合うセル間の部分で表面シートがシート成形体に固定されていないため、セル間の部分で吸音構造体を曲げ易くなり、取付面に曲面部が存在する場合にも吸音構造体を良好に取り付ることが可能である。

請求項２の発明によれば、吸音構造体の取付に際し、フランジ部をタッカー等により取付部に固定することによって吸音構造体の取付を行うことができるため、取付作業が容易になる。

請求項３の発明によれば、接着・粘着、融着などの工程なく、表面シートとシート成形体を嵌め込むだけで吸音構造体となるので生産費用を安価にすることができる。

請求項４の発明によれば、外周部外枠部の存在により、表面シートの固定に際して位置決めが容易となり、また、表面シートの縁部を部分的に固定しても表面シートとシート成形体間を閉鎖空間とすることが可能であり、また、外周部外枠部で包囲される部分に表面シートを嵌め込むだけで表面シートを固定することが可能になるなど、表面シートの固定作業が容易となり吸音構造体の生産費用を安価にすることができる。

請求項５の発明によれば、シート成形体が、射出成型よりも金型費の安価な真空成型により形成されたものであるため、吸音構造体の生産費用を安価にすることができる。

請求項６〜８の発明によれば、メインピークばかりでなく、広い周波数に渡って高吸音率となり、ブロードな中心周波数の騒音、あるいは中心周波数が変化する騒音などに対し効率的に対策を講ずることができる。特に、請求項６においては一方の吸音構造体における表面シートの上面に他方の吸音構造体におけるシート成形体の裏面を固定し積層しているため、固定することなく単に積層した場合に得られる効果と比べて、表面シートの面密度が高くなってより高い吸音率が得られる。また、請求項７及び８においては、表面シートの上面に多孔質吸音材を固定して積層しているため、固定することなく単に積層した場合に得られる効果と比べて、表面シートの面密度が高くなってより高い吸音率が得られる。

本発明の第１実施形態に係る吸音構造体の斜視図である。 図１の２−２断面図である。 第１実施形態における吸音構造体の分解斜視図である。 図３の４−４断面図である。 第２実施形態に係る各吸音構造体の断面図である。 第３実施形態に係る吸音構造体の斜視図である。 図６の６−６断面図である。 第３実施形態における吸音構造体の分解斜視図である。 図８の８−８断面図である。 第４実施形態に係る吸音構造体の断面図である。 第５実施形態に係る吸音構造体の断面図である。 残響室吸音率評価結果１のグラフである。 残響室吸音率評価結果２のグラフである。 残響室吸音率評価結果３のグラフである。 残響室吸音率評価結果４のグラフである。 残響室吸音率評価結果５のグラフである。 残響室におけるピンクノイズ常時発生時の各吸音材有無による騒音レベル差異のグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る吸音構造体について、図面を用いて説明する。図１及び図２に示す第１実施形態の吸音構造体１０は、非通気性のシート成形体１１と非通気性の表面シート２１とよりなる。前記吸音構造体１０の形状は平面視形状が長方形からなるが、他の形状であってもよい。

前記シート成形体１１は、図３及び図４からも理解されるように、一枚の非通気性のシートを複数箇所で屈曲させて形成した凹部からなるセル（室）１３を、片面側に複数有するものである。非通気性のシートとしては、樹脂、紙(ペーパー)、セラミックなどの不燃紙、アルミなどの金属等が挙げられるが、特に安価で成形性の優れた樹脂が好ましい。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、スチレンゴム、シリコンゴム、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂などである。また、前記シート成形体１１用のシートとしては、厚みが２ｍｍ程度までのシート（フイルムと称されるものを含む）を使用できるが、薄すぎると前記シート成形体１１の強度低下を生じるばかりでなく、シート成形体１１の膜振動が表面シート２１の膜振動よりも優先（有効に効力を発揮）されるようになるので、１ｍｍ程度の厚みにしてシート成形体１１の膜振動を抑え、前記表面シート２１の膜振動を優先（有効に効力を発揮）させて低周波数領域での吸音率を向上させるのが好ましい。

前記セル１３の開口部１４の形状は、図示の例では、平面形状が四角からなるが、これに限られるものではなく、三角、六角、八角などの多角形からなるものや、円形などからなるものなどが挙げられる。特に、前記セル１３は、強度や成形のし易さの点から、平面形状が四角形、六角形のものが好ましい。前記セル１３の平面サイズは、小さすぎても大きすぎても吸音率が低下するため、一辺あるいは径が５〜７５ｍｍの大きさが好ましい。また、前記セル１３の高さは、低すぎると吸音率が低下し、高すぎると前記シート成形体１１の強度低下を生じることから、５〜５０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましい範囲は１０〜３０ｍｍである。さらに、前記セル１３の配置は、図示の例は、複数のセル１３が列と行を構成するように縦横に配置されているが、これに限るものではない。

さらに、本実施形態のシート成形体１１は、セルの開口部側表面１５におけるシート成形体の外周部１６の縁から前記セルの開口部側表面１５とは反対側へ屈曲して形成された外周側面１７を有し、前記外周側面１７の端部（開口部側表面１５とは反対側端部）から外方へ屈曲したフランジ部１８を有している。前記外周側面１７は、前記シート成形体１１の側部外周を包囲するスカート状となっている。前記外周側面１７の存在により前記シート成形体１１の膜振動を抑えることができ、前記表面シート２１の膜振動による吸音率の向上を図ることができる。また、前記フランジ部１８は前記吸音構造体１０の取付部として用いることができ、接着剤、両面テープ、面ファスナーばかりでなく、タッカー、ねじ、釘、ピン、ビス等でフランジ部１８を取付部に固定することにより、吸音構造体１０を容易に取り付けることができる。

前記シート成形体１１の成形は、例えば、樹脂製の一枚のシートから真空成型、型込め成形、圧着成形などにより容易に行うことができる。特に、成形作業性及び成形品質の点から真空成型が最も好ましい。

前記表面シート２１は、非通気性のシートからなり、前記複数のセル１３の開口部１４を覆うように前記シート成形体１１におけるセルの開口部側表面１５に積層されている。前記表面シート２１は、前記シート成形体１１おけるセルの開口部側表面１５におけるシート成形体の外周部１６でシート成形体１１に固定され、複数のセル１３における隣り合うセル間の部分１９では前記シート成形体１１に固定されていない。前記シート成形体の外周部１６では前記シート成形体１１が前記シート成形体の外周部１６に密着しており、これによって前記シート成形体の外周部１６で包囲される部分は、前記シート成形体１１と表面シート２１の間が閉鎖空間とされている。

前記セルの開口部側表面１５におけるシート成形体の外周部１６で前記表面シート２１とシート成形体１１を閉じて、前記シート成形体１１と表面シート２１の間を閉鎖空間とすることが重要であり、前記セルの開口部側表面１５におけるシート成形体の外周部１６で、前記表面シート２１の固定が全く行われていなかったり、部分的にしか行われていなかったりする（すなわち部分的に開放されている）場合には、前記表面シート２１の膜振動による低周波数領域における吸音が十分できず、吸音領域が高周波域へシフトするようになる。但し、表面シート２１がシート成形体の外周部１６でシート成形体１１に完全に固定されていなくても、図５に示す第２実施形態の吸音構造体１０１，１０２，１０３のような構成により、前記表面シート２１とシート成形体の外周部１６が密着するようにしてシート成形体１１と表面シート２１の間をピーク周波数が高周波側にシフトしない程度に実質的に閉鎖空間とすることができれば本発明の目的を達成可能である。なお、前記シート成形体の外周部１６への表面シート２１の固定は、前記シート成形体の外周部１６に表面シート２１が密着した状態にあり、それによって前記外周部１６で表面シート２１の移動が阻止される状態をいい、接着等によって前記表面シート２１が前記外周部１６に固着された状態に限られない。即ち、前記表面シート２１のシート成形体１１への固定方法は、接着・粘着、溶着、融着、圧着など公知の接合方法の中から、何れか一つあるいは複数の方法で行えばよい。前記接着・粘着には、接着剤や粘着剤を用いる方法、両面接着テープやビニルテープなどを用いる方法などがある。また、溶着や融着には、高周波または超音波融着などがある。また、圧着はシート同士の凹凸、嵌め込み、寸法・傾斜差などによる係合でもよいし、係合治具を用いてもよい。以下図５に示す第２実施形態の吸音構造体を説明する。

図５の（５−１）に示す吸音構造体１０１は、セルの開口部側表面におけるシート成形体１１の外周部１６を、表面シート２１の縁部２１１が載置される外周部内側部１６１と、前記外周部内側部１６１の外周に立設された外周部外枠部１６５とで構成し、前記表面シート２１の縁部２１１が前記外周部外枠部１６５の内側に嵌って前記外周部外枠部１６５の内壁面１６６及び外周部内側部１６１に密着するようにしたものである。このように構成すれば、前記表面シート２１が前記外周部１６に対して部分的な固定であっても、前記表面シート２１とシート成形体１１間を閉鎖空間とすることができ、低周波数領域における吸音率を向上させることができる。前記外周部内側部１６１からの前記外周部外枠部１６５の高さは表面シート２１の厚み以上、即ち２ｍｍ程度以上あればよい。

図５の（５−２）に示す吸音構造体１０２は、セルの開口部側表面におけるシート成形体１１の外周部１６を、表面シート２１の縁部２１１が載置される外周部内側部１６１Ａと、前記外周部内側部１６１Ａの外周に立設された外周部外枠部１６５Ａとで構成し、さらに前記外周部外枠部１６５Ａの内壁面１６６Ａを内側へ傾斜させて外周部外枠部１６５Ａが包囲する空間を前記外周部外枠部１６５Ａの先端へ向けて小さくなるようにしたものである。この構成としたことにより、前記表面シートの縁部２１１が外周部内側部１６１Ａと外周部外枠部１６５Ａ間に嵌ると同時に動かなくなって外周部内側部１６１Ａの内壁面１６６Ａと外周部外枠部１６５Ａに密着した形となり、接着・粘着、融着などの加工をすることなく固定化することができ、前記表面シート２１と前記シート成形体１１間を閉鎖空間とすることが可能である。

図５の（５−３）に示す吸音構造体１０３は、前記表面シート２１の縁部２１１の外周に前記シート成形体１１の側へ屈曲させた外周屈曲面２１２を設け、更に必要に応じ、外周屈曲面２１２の端部から外方へ屈曲したフランジ部２１３を設け、前記外周屈曲面２１２が前記シート成形体１１の外周側面１７に接するように、前記表面シート２１の外周屈曲面２１２の屈曲角度及び前記シート成形体１１の外周側面１７の傾斜角度を調整し、前記シート成形体の外周部１６に前記表面シート２１を密着（圧着）させた状態で、前記表面シート２１の外周屈曲面２１２を前記シート成形体１１の外周側面１７に接着・粘着により接着する、前記表面シート２１のフランジ部２１３とシート成形体１１のフランジ部１８を接着・粘着、融着する、あるいは前記シート成形体の外周部１６に前記表面シート２１及び前記表面シート２１の外周屈曲面２１２ともに係合すべき凹凸部を設けるか、係合部品等（図示せず）により圧着したものであり、これにより前記表面シート２１と前記シート成形体１１間を閉鎖空間とすることが可能である。

前記第１実施形態から第３実施形態に共通することとして、複数のセル１３における隣り合うセル間の部分１９、すなわちセル間の山部についても前記表面シート２１をシート成形体１１に固定すると、前記表面シート２１の膜振動による低周波数領域における吸音が十分できず、吸音領域が高周波域へ大きくシフトするようになる。なお、前記表面シート２１がセル間の山部に固定せずに圧力がかかるだけでも、固定したのと同様に膜振動による吸音が抑制されるので、セル間の山部の高さは、外周よりも幾分低くして（表面シート２１とセル間の山部との間に隙間を設けて）も良い。

また、前記表面シート２１と前記シート成形体１１との非固定部分は、１００ｍｍ角以上確保するのが好ましく、更に好ましくは１５０ｍｍ角以上である。前記非固定部分が１００ｍｍ角以上になると、前記表面シート２１の膜振動が十分に行われるようになって低周波数領域での吸音性が向上するようになる。従って、前記吸音構造体１０のサイズは、前記表面シート２１が固定される外周部１６を除いて、少なくとも１００ｍｍ角以上であることが好ましい。

前記表面シート２１を構成する非通気性のシートは、多孔質でない一般樹脂、ゴム・エラストマー、金属、無機材料などによる面状板材（シート）、フイルムなどからなる。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、スチレンゴム、シリコンゴム、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂などからなる面状板材（シート）、フイルムなどで構成される。

前記表面シート２１は、面密度（面重量）が低すぎると、吸音率がピークとなるピーク周波数が高周波数側にずれ、しかも吸音率が低くなる。逆に面密度が高すぎると、ピーク周波数が低周波数側にずれるものの、膜振動がし難くなって吸音率が低くなる。そのため、好ましい面密度は、０．０５〜２．０ｋｇ／ｍ^２である。なお、前記表面シート２１の膜振動を、前記シート成形体１１の膜振動より優先（有効に効力を発揮）させるためには、前記シート成形体１１を構成するシートの厚みと同等あるいは薄めのシートで前記表面シート２１を構成するのが好ましい。

本吸音構造体１０は、その軽量性、屈曲性を生かし、騒音発生機器などの内面に配置することが可能であり、本吸音構造体１０の裏面を接着剤、両面テープ、面ファスナーなどにて部分的にも固定することが可能であり、またフランジ部を利用すればタッカー、ねじ、釘、ピン、ビス等でも固定が可能である。前記吸音構造体の配置方法としては、同種のものを複数並べても良く、更に広周波数対応のためには、多層に積層して使用したり、高さやフイルム厚の異なるものを併用したり、ウレタン発泡体や不織布などの多孔質吸音材を前面や並列にして用いても良い。

多層に積層したり、多孔質吸音材を前面（表面シートの上面）に用いる場合には、固定するのが好ましく、両面テープや接着・粘着剤などにより、部分的もしくは全面に貼り付けることができる。また、多孔質吸音材を並列に用いる場合は、本吸音構造体のフランジ部や吸音構造体同士の隙間に配置すれば効率的であり、更に高周波領域の対応が必要な場合は、交互に千鳥形状などに配置すれば、均一的な吸音対策が可能となる。

図６及び図７に示す第３実施形態に係る吸音構造体１０Ａは、前記第１実施形態の吸音構造体１０におけるシート成形体１１の外周側面１７及びフランジ部１８を有しないものであり、他の構成については前記第１実施形態の吸音構造体１０と同様である。図８は前記第３実施形態の吸音構造体１０Ａの分解斜視図であり、また図９は図８の８−８断面図である。図６から図９において、符号１１Ａはシート成形体、１３Ａはセル、１４Ａはセルの開口部、１５Ａはシート成形体におけるセルの開口部側表面、１６Ａはセルの開口部側表面１５Ａにおけるシート成形体の外周部、１９Ａは隣り合うセル間の部分（セルの山部）、２１Ａは表面シートである。なお、前記吸音構造体１０Ａにおいても、前記第２実施形態の吸音構造体１０１，１０２におけるシート成形体のように、外周部を外周部内側部と外周部外枠部とで構成してもよい。

前記吸音構造体を複数多層に積層した実施形態を示す。図１０に示す第４実施形態に係る吸音構造体１０Ｂは、前記第３実施形態の吸音構造体１０Ａを２層に積層したものであり、下側の吸音構造体の１０Ａにおける表面シート２１Ａの上面に、上側の吸音構造体１０Ａ’におけるシート成形体１１Ａの裏面を接着等により固定して積層した構成からなる。なお、前記吸音構造体１０Ａの積層数は２層に限られず、３層以上であってもよい。また積層する吸音構造体は、前記第３実施形態の吸音構造体１０Ａに限られず、前記第１、第２実施形態の吸音構造体１０、１０１、１０２、１０３の何れであってもよい。

前記吸音構造体の表面シートの上面に多孔質吸音材を固定・積層した実施形態を示す。図１１に示す第５実施形態に係る吸音構造体１０Ｃは、前記第１実施形態の吸音構造体１０における表面シート２１の上面に多孔質吸音材３１を接着等により固定し積層した構成からなる。前記多孔質吸音材３１としては、ウレタン発泡体や不織布などを挙げることができる。なお、前記多孔質吸音材３１が積層される吸音構造体は、前記第１実施形態の吸音構造体１０に限られず、前記第２〜第４実施形態の吸音構造体１０１、１０２、１０３、１０Ａ、１０Ｂの何れであってもよい。また、吸音構造体が複数積層された第４実施形態の表面シート上に多孔質吸音材を積層する場合、最上位置の吸音構造体における表面シートの上面に多孔質吸音材が固定・積層される。

以下、実施例及び比較例について説明する。
・実施例１
厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートを真空成型し、図８及び図９のシート成形体１１Ａと同様のシート成形体Ａを形成した。シート成形体Ａの寸法は、１９０×１９０×２７ｍｍである。シート成形体Ａにおけるセルは、開口部の形状が一辺４０ｍｍの正方形、高さ２７ｍｍであり、個数が４×４の１６個である。また、隣り合うセル間の部分（セルの山部であり、図８及び図９の１９Ａの部分）の幅は６ｍｍ、シート成形体Ａのセルの開口部側表面における外周部（図７及び図８の１６Ａの部分）の幅は６ｍｍである。次に、１９０×１９０×１ｍｍのポリプロピレンシートからなる表面シートを、シート成形体Ａにおけるセルの開口部側表面に積層し、表面シートの全周囲をビニルテープによりシート成形体Ａの外周部に接着固定して実施例１の吸音構造体を得た。実施例１の吸音構造体１６個を、裏面全面に両面接着テープを貼り、それぞれの間を約１０ｍｍ程度離しながら残響室の床面上に配置して、ＪＩＳ Ａ １４０９に基づき残響室法吸音率を測定した。残響室容積は３６ｍ^３である。その結果は、図１２に示すように、４００〜６３０Ｈｚに吸音率のメインピークを有していた。

・比較例１
実施例１と同様にして得たシート成形体に対し、隣り合うセル間の部分（セルの山部）に接着剤（コニシ社製「ＧＰクリヤー」）を塗布して、実施例１と同様の表面シートをシート成形体に接着し、さらに、表面シートの全周囲をビニルテープでシート成形体の外周部に接着固定して比較例１の吸音構造体を得た。比較例１に対して、実施例１と同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１２に示すように、吸音率のメインピークが８００Ｈｚと大きく高周波数側にずれた。

・実施例２
実施例１で得たシート成形体の外周に、厚み０．６ｍｍのポリプロピレンシートで、高さ２７ｍｍの外周側面（図３及び図４の外周側面１７に相当）と、外周側面の端部から外方へ突出した幅５ｍｍのフランジ部（図３及び図４のフランジ部１８に相当）を、ビニールテープで接合した以外は実施例１と同様にして実施例２の吸音構造体を得た。この実施例２の吸音構造体に対して、実施例１と同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１２に示すように、５００Ｈｚ以上の吸音率に寄与するシート成形体の膜振動を抑制することができ、表面シートの膜振動によって４００Ｈｚ付近の吸音率を向上することができた。

・実施例３
厚み０．７ｍｍのポリプロピレンシートを用いて真空成型により、図３及び図４のシート成形体１１と同様の外周側面１７及びフランジ部１８を有するシート成形体Ｂを形成した。シート成形体Ｂの寸法は、２７５×２１０×２５ｍｍである。シート成形体Ｂにおけるセルは、開口部の形状が４９×４６ｍｍの長方形、高さが２３ｍｍ（外周高さ２５ｍｍより若干低い）、個数が５×４の２０個である。隣り合うセル間の部分（セルの山部であり、図３及び図４の符号１９の部分）の幅は４ｍｍ、セルの開口部側表面におけるシート成形体Ｂの外周部（図３及び図４の１６の部分）の幅は７ｍｍである。また、外周側面（図３及び４の符号１７の部分）の高さは２５ｍｍ、フランジ部（図３及び図４の符号１８の部分）の幅は７ｍｍである。次に、２７５×２１０×１ｍｍのポリプロピレンシートからなる表面シートをシート成形体Ｂにおけるセルの開口部側表面に積層し、表面シートの全周囲をビニルテープによりシート成形体の外周部に接着固定して実施例３の吸音構造体を得た。実施例３の吸音構造体の１２個を、裏面に両面接着テープを貼り、それぞれの間を約１０ｍｍ程度離して残響室の床面上に配置し、吸音率を測定した。その結果は、図１３に示すように、４００Ｈｚに鋭い吸音率のメインピークが存在している。

・実施例４
実施例３において表面シートの厚みを１．５ｍｍとした以外は、実施例３と同様にして実施例４の吸音構造体を得て、同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１３に示すように、表面シートを厚くしたため、実施例３より１／３オクターブ程度低周波側の３１５Ｈｚに鋭い吸音率のメインピークが存在している。

・実施例５
実施例３において表面シートの固定をビニールテープに代えて、シート成形体Ｂのセルの開口部側表面における外周部（図３及び図４の１６の部分）全体に塗布した接着剤（コニシ社製「ＧＰクリヤー」）により行い、その他は実施例３と同様にして実施例５の吸音構造体を形成した。実施例５の吸音構造体を、裏面に両面接着テープを貼ることなく、そのまま残響室の床面上に１２個並べて置き、吸音率を測定した。その際の吸音構造体間の間隔は１０ｍｍ程度である。測定結果は、図１３に示すように、実施例３の場合と同様に４００Ｈｚに鋭い吸音率のメインピークが存在している。

・比較例２
実施例５において、表面シートの固定を、シート成形体Ｂのセルの開口部側表面における外周部（図３及び図４の１６の部分）に、両面接着テープで４隅とその中心４点の計８点に約１５ｍｍ幅接着固定し、その他は実施例５と同様にして比較例２の吸音構造体を形成した。比較例２の吸音構造体に対して、実施例５と同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１３に示すように、吸音率のメインピークが６３０Ｈｚにずれた。

・実施例６
厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートを用いて真空成型により、図３及び図４のシート成形体１１と同様の外周側面１７及びフランジ部１８を有するシート成形体Ｃを形成した。シート成形体Ｃの寸法は２８５×１７５ｍｍ×２５ｍｍである。シート成形体Ｃにおけるセルは、開口部の形状が５０×５０ｍｍの正方形、高さが縁で２５ｍｍ、中央部で２０ｍｍ、個数が５×３の１５個である。隣り合うセル間の部分（セルの山部であり、図３及び図４の符号１９の部分）の幅は５ｍｍ、シート成形体Ｃのセルの開口部側表面における外周部（図３及び図４の１６の部分）の幅は７．５ｍｍである。また、外周側面（図３及び４の符号１７の部分）の高さは２５ｍｍ、フランジ部（図３及び図４の符号１８の部分）の幅は５ｍｍである。次に、シート成形体Ｃのセルの開口部側表面における外周部（図３及び図４の１６の部分）全体に接着剤（コニシ社製「ＧＰクリヤー」）を塗布し、２８５×１７５×０．５ｍｍのポリプロピレンシートからなる表面シートをシート成形体Ｃのセルの開口部側表面に積層して、シート成形体Ｃの外周部（図３及び図４の１６の部分）に接着剤で固定し、実施例６の吸音構造体を得た。実施例６の吸音構造体の１２個を、裏面に両面接着テープを貼り、それぞれの間を約１０ｍｍ程度離して残響室の床面上に配置し、吸音率を測定した。測定結果は、図１４に示すように、表面シートの厚みが薄くなった分、吸音率のメインピークが１／３オクターブ程度高周波側の５００Ｈｚにずれた。

・実施例７
表面シートの厚みを０．５ｍｍから１．０ｍｍに変更した以外は、実施例６と同様にして実施例７の吸音構造体を形成し、実施例６と同様にして吸音率を測定した。その結果は、実施例３ではセルの高さが２５ｍｍであるのに対し、実施例７ではセルの底面中央部が盛り上がっており、縁で２５ｍｍ、中央部で２０ｍｍの高さであるため、図１４に示すように、吸音率は４００Ｈｚのメインピークが幾分低く、５００Ｈｚ以上のピークも幾分高かった。

・実施例８
実施例７において、表面シートの固定を、シート成形体Ｃのセルの開口部側表面における外周部（図３及び図４の１６の部分）の裏側から、超音波融着機（１９．５ｋＨｚ）を用いて４×７０ｍｍのホーンにて外周部全周のみについて融着し、その他は実施例７と同様にして実施例８の吸音構造体を形成して吸音率を測定した。その結果は、図１４に示すように、実施例７に比して、４００Ｈｚのメインピークが幾分高く、５００Ｈｚ以上のピークが幾分低くなった。

・実施例９
厚み０．６ｍｍのポリプロピレンシートを用いて真空成型により、図３及び図４のシート成形体１１と同様の外周側面１７及びフランジ部１８を有するシート成形体Ｄを形成した。シート成形体Ｄの寸法は、２００×２００×１５ｍｍである。シート成形体Ｄにおけるセルは、開口部の形状が４４×４４ｍｍの正方形、高さが１５ｍｍ、個数が４×４の１６個である。隣り合うセル間の部分（セルの山部であり、図３及び図４の符号１９の部分）の幅は４ｍｍ、セルの開口部側表面におけるシート成形体Ｂの外周部（図３及び図４の１６の部分）の幅は６ｍｍである。また、外周側面（図３及び４の符号１７の部分）の高さは１５ｍｍ、フランジ部（図３及び図４の符号１８の部分）の幅は１０ｍｍである。次に、２００×２００×１ｍｍのポリプロピレンシートからなる表面シートをシート成形体Ｄにおけるセルの開口部側表面に積層し、表面シートの全周囲を実施例８と同様に融着によりシート成形体の外周部に固定して実施例９の吸音構造体を得た。実施例９の吸音構造体１６個を、フランジ部の４隅とその中心４点の計８点について両面テープ約２０ｍｍ角にて床面に接着した以外は、実施例１と同様にして残響室の床面上に配置して吸音率を測定した。その結果は、図１５に示すように、５００Ｈｚに鋭い吸音率のメインピークが存在した。

・実施例１０
実施例９において、シート成形体Ｄを厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートから真空成型で形成した以外は実施例９と同様にして実施例１０の吸音構造体を形成した。この実施例１０の吸音構造体を、裏面の外周部となるフランジ部全周を両面テープにて床面に接着した以外は実施例９と同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１５に示すように、実施例９に比してやや高周波数にシフトしているが５００Ｈｚに鋭い吸音率のメインピークが存在した。

・実施例１１
実施例１０において、シート成形体Ｄの外周部を、図５の（５−１）のように外周部内側部１６１と外周部内側部１６１の外周に立設した外周部外枠部１６５とで構成したシート成形体Ｄ’を形成した。外周部内側部は幅６ｍｍ、外周部外枠部は（外周部内側部１６１より）更に高さ３ｍｍ高く、幅４ｍｍである。表面シートを比較例２と同様にして両面接着テープでシート成形体Ｄ’の外周部内側部の４隅とその中心４点の計８点に約１５ｍｍ幅に接着し、その他を実施例１０と同様にして実施例１１の吸音構造体を形成した。実施例１１の吸音構造体を、実施例１０と同様にして床面に接着して吸音率を測定した。その結果は、実施例５に対して比較例２が高周波側にずれたのに対し、実施例１１は、図１５に示すように実施例１０とほぼ同等の吸音率であってメインピーク周波数のずれはなく、表面シートとシート成形体間に実質的に閉鎖空間が保持できたことを確認できた。

・実施例１２
実施例１０において、シート成形体Ｄのセル高さを１４ｍｍとし、四隅及び各辺の格子交点部各３ヶ所には係合用の窪みを設けてシート成形体Ｄ”とした。また表面シートは、図５の（５−３）のように、外周屈曲面２１２が前記シート成形体１１の外周側面１７に接するように、表面シート２１の縁部２１１の外周にシート成形体１１の側へ屈曲させた外周屈曲面２１２、外周屈曲面２１２の端部から外方へ屈曲したフランジ部２１３、更に、四隅及び各辺の均等に各３ヶ所にも係合用の窪みを設けた。本実施例の表面シートとシート成形体Ｄ”を嵌め込み圧着した吸音構造体を、実施例１０と同様にして床面に接着して吸音率を測定した。その結果は、図１６に示すように図１５の実施例１０とほぼ同等の吸音率であってメインピーク周波数のずれはなく、表面シートとシート成形体間に閉鎖空間が保持できたことを確認できた。

・実施例１３
実施例１２のように１６個配備した吸音構造体の各表面シートの上面に、更に実施例１２の吸音構造体の裏面と全面両面テープにて各々接着固定して積層し、同様にして吸音率を測定した。その結果は、１層で３０ｍｍ厚の場合は３１５〜４００Ｈｚのみのメインピークが予想されるのに対し、２層積層することで、図１６に示すようにメインピーク周波数が３１５〜４００Ｈｚばかりでなく更に５００〜２ｋＨｚについても高吸音率を保持し、ブロードな中心周波数の騒音、あるいは中心周波数が変化する騒音などに対し効率的に対策を講ずることができることが確認できた。

・実施例１４
実施例１２のように１６個配備した吸音構造体の各表面シートの上面に、更にウレタンフォーム（イノアックコーポレーション社製「カームフレックスＦ２」）１０ｍｍを全面両面テープにて接着固定して積層し、同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１６に示すようにメインピーク周波数が４００Ｈｚにややシフトするとともに、更にウレタンフォームに由来したそれ以上の高周波数領域においても高吸音率を保持し、ブロードな中心周波数の騒音、あるいは中心周波数が変化する騒音などに対し効率的に対策を講ずることができることが確認できた。

・比較例３
実施例１〜１２に相当する厚み１５ｍｍのウレタンフォームの吸音率を測定した。その結果は、図１６に示すように、高周波領域では高吸音率を示すが、５００Ｈｚ付近では吸音率が低かった。

・比較例４
実施例１４に相当する厚み２５ｍｍのウレタンフォームの吸音率を測定した。その結果は、図１６に示すように、この厚みにおいても１ｋＨｚ付近以上の高周波領域では高吸音率を示すが、５００Ｈｚ付近では吸音率が低かった。

・実施例１５
実施例１２において、使用する材料をポリ塩化ビニルとし、厚みを０．７ｍｍとした以外は実施例１２同様にして吸音率を測定した。その結果は、図１６に示すように、実施例１２とほぼ同等の吸音特性であって、比重が１．３のため面密度が０．９１ｋｇ／ｍ^２であり、厚み１．０ｍｍ、比重０．９１のポリプロピレンシートの面密度０．９１ｋｇ／ｍ^２とほぼ同等であったため、同等な吸音特性となることが確認できた。

なお、前記実施例及び比較例におけるシート成形体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｄ’、Ｄ”の構成について、表１にまとめて示す。また、各実施例及び比較例におけるシート成形体と表面シートの固定方法及び吸音率測定時の固定方法等について、表２にまとめて示す。

・参考例
実際の騒音対策に本発明の吸音構造体を用いることを想定して、実施例の１２、１３、１４及び比較例３につき、残響室にて、ピンクノイズ（ＡＰ約８２ｄＢＡ）常時発生中の吸音構造体の有無による騒音レベルを差異を評価した。なお、配備した数量は１２ケとし、ポリプロピレン（ＰＰ）シートに貼り付けた以外は実施例１の残響室法吸音率と同じ設置条件とし、吸音構造体１２ケの中心上方１ｍ地点で４方向から測定したＬＡｅｑ値（１０秒間の等価騒音レベル）の平均値とした。その結果を表３、及び図１７に示す。

図１６にて示した残響室吸音率の結果に相当して、この参考例では各々吸音率の高い周波数にて騒音低減効果が大きいことがわかる。
具体的には、以下の効果が得られる。
ａ．実施例１２（１層）：５００Ｈｚ中心に効果が大きい。
ｂ．実施例１３（２層）：より低周波の３１５、４００Ｈｚ中心に効果が大きい。
ｃ．実施例１４（１層＋ウレタンフォーム）：４００Ｈｚ中心に効果が大きく、高周波域も効果がある。
ｄ．比較例３（ウレタンフォーム）：１ｋＨｚ以上の高周波域の効果が大きい。
更に騒音レベルを下げるためには（低減効率を高くするためには）、使用する吸音構造体の数量（面積）を増やせばよい。
なお、本来ピンクノイズは１／３オクターブ周波数に依存しない均一の騒音であるが、本参考例で用いたピンクノイズは高周波域の騒音レベルが高く５００Ｈｚ前後の騒音レベルが低い騒音であったため、騒音レベルＡＰ値の低減効果が低かった。逆に言えば、本吸音構造体は５００Ｈｚ付近に特徴的な吸音ピークを持つため、５００Ｈｚ前後が中心周波数である騒音でなければ、騒音レベルＡＰ値の低減に有効ではないこともわかる。

このように、本発明では、５００Ｈｚ前後以下の低周波数領域においても吸音率を高くでき（５００Ｈｚ前後以上も可能）、その周波数前後を中心とする騒音対策に有効に活用できる。更に、吸音構造体を多層に積層したり、多孔質吸音材を表面シート上に固定・積層することなどにより、広い周波数領域において吸音率が高く、ブロードな中心周波数の騒音、あるいは中心周波数が変化する騒音などに対し効率的に対策を講ずることが可能である。

また、本発明では、吸音構造体の厚みを薄くできることにより、吸音構造体を軽量かつ安価なものにできる。さらに、屈曲により形成された凹部でセルが構成され、隣り合うセル間の部分で表面シートがシート成形体に固定されていないため、セル間の部分で吸音構造体を曲げ易くなり、取付面に曲面部が存在する場合にも吸音構造体を良好に取り付ることが可能である。

本発明の吸音構造体は、以上の利点を生かし、例えば、建設機械のファンなどの騒音対策、工場における集塵機、空調機など各種モーター機械騒音対策、電気機器類の騒音対策、鉄道・新幹線などのデッキ、パンタグラフでの騒音対策などとして好適に活用できる。

１０，１０１，１０２，１０３，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 吸音構造体
１１，１１Ａ シート成形体
１３，１３Ａ セル
１４，１４Ａ セルの開口部
１５，１５Ａ シート成形体のセルの開口部側表面
１６，１６Ａ セルの開口部側表面におけるシート成形体の外周部
１７ 外周側面
１８ フランジ部
１９，１９ａ セル間の部分
２１，２１Ａ 表面シート
３１ 多孔質吸音材
１６１，１６１Ａ シート成形体の外周部における外周部内側部
１６５，１６５Ａ シート成形体の外周部における外周部外枠部
２１１ 表面シートの縁部
２１２ 表面シートの外周屈曲面
２１３ 表面シートのフランジ部

Claims (8)

1. 屈曲により形成された凹部からなるセルを片面側に複数有する非通気性のシート成形体と、
   前記複数のセルの開口部を覆うように前記シート成形体に積層された非通気性の表面シートとよりなり、
   前記表面シートは、前記シート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分では前記シート成形体に固定されていないことを特徴とする吸音構造体。
2. 前記シート成形体は、セルの開口部側表面におけるシート成形体の外周部の縁から前記セルの開口部側表面とは反対側へ屈曲して形成された外周側面を有し、前記外周側面の端部から外方へ屈曲したフランジ部を有することを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
3. 前記表面シートの縁部に前記シート成形体の側へ屈曲させた外周屈曲面を設け、前記表面シートの外周屈曲面が前記シート成形体の外周側面に密着して前記表面シートと前記シート成形体間が閉鎖空間とされていることを特徴とする請求項２に記載の吸音構造体。
4. 前記シート成形体は、セルの開口部側表面におけるシート成形体の外周部が、前記表面シートの縁部が載置される外周部内側部と、前記外周部内側部の外周に立設された外周部外枠部とよりなることを特徴とする請求項１または２に記載の吸音構造体。
5. 前記シート成形体は、真空成型により形成されたものであることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の吸音構造体。
6. 前記吸音構造体の前記表面シートの上面に、さらに他の前記吸音構造体の前記シート成形体の裏面を固定して前記吸音構造体を複数積層したことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の吸音構造体。
7. 前記表面シートの上面に多孔質吸音材を固定して積層したことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の吸音構造体。
8. 前記複数積層された前記吸音構造体の最上位置の前記表面シートの上面に多孔質吸音材を固定して積層したことを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体。

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