JP2014085421A

JP2014085421A - 吸音構造体

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Publication number: JP2014085421A
Application number: JP2012232533A
Authority: JP
Inventors: Hideyasu Fujimatsu; 英靖藤松
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: JP6041617B2

Abstract

【課題】中空突部が形成されたシートで構成した吸音構造体に関し、広い周波数帯で吸音でき、吸音性が高く、かつ防水性を有し、省スペースを実現できる吸音構造体の提供を目的とする。
【解決手段】非通気性シートに該シートの片面へ突出して他面が開口した大の中空突部１３が複数形成された第１シート１１を、非通気性シートに該シートの片面へ突出して他面が開口した小の中空突部２３が複数形成された第２シート２１に積層し、第１シート１１の大の中空突部１３内に第２シート２１の小の中空突部２３を複数収容して吸音構造体を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートに中空突部が形成された吸音構造体に関する。

従来、建築物の内外装材、あるいは自動車の内外装材として吸音構造体が使用されている。例えば、図７に示すような基板６１と、複数個の中空突部６３を備えた吸音板６５とを積層した吸音構造体６０がある（特許文献１）。
前記吸音構造体６０においては、中空突部６３の容積により吸音する周波数が定まり、中空突部６３の容積が大きくなるほど低周波数帯の吸音性能を持つようになる。また、広い周波数帯を吸音するには、異なる大きさの中空突部６３を並べて吸音板６５に設ける必要がある。また、中空突部６３の数を増やすことで吸音性能を上げることができる。

しかしながら、基板６１と、複数個の中空突部６３を備えた吸音板６５とを積層した吸音構造体６０にあっては、広い周波数帯を吸音できるようにするには異なる大きさの中空突部を並べて吸音板に設ける必要があり、また、吸音性能を高めるには中空突部の数を増やす必要があるため、広い周波数を吸音できるようにしたり、吸音性を高めたりしようとすると、吸音構造体のサイズが大きくなり、スペース的に余裕がない場合、吸音構造体を設置できない問題が発生する。

また、単位設置面積当たりの吸音性能を向上させるため、基板に内側隔壁と外側隔壁を積層し、内側隔壁に形成した内側中空凸部を、外側隔壁に形成した外側中空凸部内に一つ配置し、内側中空凸部の頂部壁面と外側中空凸部の頂部壁面にそれぞれオリフィス孔を形成した三層構造の吸音構造体が提案されている（特許文献２）。

しかしながら、前記三層構造の吸音構造体にあっては、外側中空凸部とその内側に配置されている一つの内側中空凸部とによって吸音する周波数が定まるため、吸音する周波数の幅をそれほど広くできない問題がある。さらに、内側中空凸部の頂部壁面と外側中空凸部の頂部壁面にそれぞれオリフィス孔が貫通形成されているため、吸音性と共に防水性も要求される用途には適さないものであった。吸音性と防水性が要求される用途として、例えば、図８に示す自動車のドアシール材７０が挙げられる。前記ドアシール材７０は、ドアの外側パネル７１と内側ライニング７５等の間に位置して前記外側パネル７１側に接着剤や粘着剤等で取り付けられる。

特開２００９−３１５３０号公報特開２０００−３３８９８１号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、広い周波数帯で吸音でき、吸音性が高く、かつ防水性を有し、省スペースを実現できる吸音構造体の提供を目的とする。

請求項１の発明は、シートの片面へ突出して他面が開口した中空突部が複数形成された第１シートと第２シートを積層した吸音構造体であって、前記第１シートと第２シートのうち少なくとも一方は非通気性シートであり、前記第１シートの中空突部は前記第２シートの中空突部よりも大に形成され、前記第２シートにおける前記中空突部の突出側の面に前記第１シートが積層され、前記第１シートの中空突部内に前記第２シートの中空突部が複数収容されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記第１シートおよび第２シートが非通気性シートであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２において、前記第１シートは透視可能な材質で構成されて外周が前記第２シートの外周より大にされ、前記第２シートの外周から突出した前記第１シートの外周部が前記吸音構造体の取付部とされることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１または請求項２において、前記第２シートは透視可能な材質で構成されて外周が前記第１シートの外周より大にされ、前記第１シートの外周から突出した前記第２シートの外周部が前記吸音構造体の取付部とされることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、吸音構造体は、第１シートに形成されている大の中空突部と第２シートに形成されている小の中空突部の膜振動によって広い周波数帯で吸音することができ、しかも第１シートの大の中空突部内に第２シートの小の中空突部が複数収容された構成からなるため、吸音構造体の面積を増大させることなく、かつ厚みをほとんど増すことなく、吸音する周波数帯の幅を広くすることができると共に中空突部の数を増やして吸音性を向上させることができる。また、少なくとも一方のシートを非通気性としたのでシール性を付与することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明によって得られる効果に加え、両方のシートが非通気性シートであるため、両シート間に形成された閉空間の空気ばねによる吸音効果が得られる。
請求項３および４の発明によれば、請求項１または２の発明によって得られる効果に加え、第１シートおよび第２シートのうち、一方のシートが透視可能な材質からなって他方のシートの外周よりも大であるため、他方のシートの外周から突出した一方のシートの外周部を相手物に接着剤や粘着剤で取り付けた後に、一方のシートの外周部と相手物との間に接着剤や粘着剤が存在するか否かを外部から確認することができ、接着剤や粘着剤の付着状態を容易に確認できる。

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。本発明の第１実施形態に係る吸音構造体の部分断面図である。本発明の第１実施形態に係る吸音構造体の分解斜視図である。本発明の第２実施形態に係る吸音構造体の斜視図である。本発明の第２実施形態に係る吸音構造体の分解斜視図である。実施例及び比較例に対する残響室吸音率の測定結果を示すグラフである。従来の吸音構造体の斜視図である。ドアシール材の斜視図である。

図１から図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る吸音構造体１０は、第１シート１１と第２シートの積層体からなる。
前記第１シート１１と第２シート２１は、少なくとも一方が非通気性のシートからなる。非通気性シートとしては、発泡あるいは非発泡の何れでも良く、例えば発泡ポリエチレン等の発泡ポリオレフィン樹脂シート、ポリプロピレン等の非発泡ポリオレフィン樹脂シート等を挙げることができる。非通気性シートの厚みは、発泡体の場合０．５〜３．０ｍｍ程度、非発泡体の場合０．１〜０．５ｍｍ程度が好ましい。また、前記第１シート１１及び第２シート２１の平面サイズは、用途に応じて適宜設定される。また、他方のシートは上記のシートに穴が貫通しているシートや、ポリオレフィン樹脂の不織布などを使用してもよい。

前記第１シート１１と第２シート２１には、該シートの片面へ突出して他面が開口した中空突部１３、２３がそれぞれ複数形成されている。前記中空突部１３、２３の形状は適宜決定されるが、本実施例では略四角錐台形状からなる。前記第１シート１１に形成されている中空突部１３は、前記第２シート２１に形成されている中空突部２３よりも大きくされている。本説明において、前記第１シート１１の中空突部１３は大の中空突部（相対的に大の中空突部の意味）１３、一方、前記第２のシート２１の中空突部２３は小の中空突部（相対的に小の中空突部の意味）２３とも記す。前記第１シート１１の大の中空突部１３と前記第２シートの小の中空突部２１の寸法、及び前記第１シート１１の大の中空突部１３と前記第２シートの小の中空突部２１との大きさの差は、吸音対象とする周波数帯等に応じて決定される。少なくとも前記第１シート１１の大の中空突部１３は、高さが前記第２シート２１の小の中空突部２３の高さよりも大とされ、かつ前記第１シート１１の大の中空突部１３内に前記第２シート２１の小の中空突部２３が複数収容可能な大きさとされる。

前記第１シート１１における大の中空突部１３は全て同一の大きさに限られず、異なる大きさのものを混在させてもよい。同様に前記第２シート２１における小の中空突部２３も全て同一の大きさに限られず、異なる大きさのものを混在させてもよい。

前記第２シート２１における前記小の中空突部２３の突出側の面２４に前記第１シート１１が積層され、前記第１シート１１の中空突部１３内に前記第２シート２１の中空突部２３が複数収容されている。前記第１シート１１と前記第２シート２１は、接着剤（接着テープを含む）や粘着剤（粘着テープを含む）等によって接合一体化されている。また、前記第１シート１１と前記第２シート２１とを、各々、端部または端部付近で互い嵌合しうる形状に形成して、嵌合させてもよい。また、前記吸音構造体１０は、接着剤や粘着剤等によって相手物に取り付けられる。

図４及び図５に、第２実施形態の吸音構造体４０を示す。第２実施形態の吸音構造体４０は、第１シート４１が透視可能な材質で構成されて外周４５が第２シート５１の外周５５より大にされ、前記第２シート５１の外周５５から突出した前記第１シート４１の外周部４６が前記吸音構造体２１の取付部とされる点で第１実施形態の吸音構造体１０と相違し、他の構成は第１実施形態の吸音構造体１０と同様である。以下の第２実施形態の吸音構造体４０に関する説明において、前記第１実施形態の吸音構造体１０と同様の構成については、省略あるいは簡略に記す。

前記第１シート４１を構成する透視可能な材質としては、透明又は半透明の非通気性プラスチックシート、例えばポリプロピレン等の非発泡ポリオレフィン樹脂シート等を挙げることができる。一方、前記第２シート５１は、透視可能あるいは透視不可能の何れの材質でもよく、例えば発泡ポリエチレン等の発泡ポリオレフィン樹脂シート、ポリプロピレン等の非発泡ポリオレフィン樹脂シート等を挙げることができる。

前記第１シート４１と前記第２シート５１には、該シートの片面へ突出して他面が開口した中空突部４３、５３がそれぞれ複数形成されている。前記第１シート４１に形成されている中空突部４３は、前記第２シート５１に形成されている中空突部５３よりも大きく形成された大の中空突部である。なお、前記第２シート５１に形成されている中空突部５３は小の中空突部である。前記第２シート５１における大の中空突部５３の突出側の面５４に前記第１シート４１が積層され、前記第１シート４１の大の中空突部４３内に前記第２シート５１の小の中空突部５３が複数収容されている。前記第１シート４１と前記第２シート５１は、接着剤（接着テープを含む）や粘着剤（粘着テープを含む）等によって接合一体化されている。また、前記第１シート４１と前記第２シート５１とを、各々、端部または端部付近で互い嵌合しうる形状に形成して、嵌合させてもよい。

第２実施形態の吸音構造体４０は、前記第２シート５１の外周５５から突出した前記第１シートの外周部４６が取付部とされ、前記外周部４６の相手物を向く面、あるいは相手物の何れかに設けた接着剤あるいは粘着剤によって、相手物に取り付けられる。相手物に取り付けられた吸音構造体４０は、前記第１シート４１が透視可能なため、前記第１シート４１の外周部４６と相手物との間に接着剤や粘着剤が存在するか否かを外部から確認することができ、当初計画どおりに付着または密閉（シール）できているか否かを確認できる。

前記第１実施形態の吸音構造体１０及び第２実施形態の吸音構造体４０は、前記第１シート１１、４１に形成されている大の中空突部１３、４３と前記第２シート２１、５１に形成されている小の中空突部２３、５３の膜振動によって広い周波数帯で吸音することができ、しかも前記第１シート１１、４１の大の中空突部１３、４３内に前記第２シート２１、５１の小の中空突部２３、５３が複数収容された構成からなるため、吸音構造体の面積を増大させることなく、かつ厚みをほとんど増すことなく、吸音する周波数帯の幅を広くすることができ、また中空突部の数を増やして吸音性を向上させることができる。

さらに、前記第１実施形態の吸音構造体１０及び第２実施形態の吸音構造体４０は、少なくとも一方のシートにオリフィス孔のような貫通孔がなく、不織布のような透水性の材質ではないため、防水性を要求される用途にも適し、図８に示したドアシール材７０としても好適である。なお、前記第１実施形態の吸音構造体１０及び第２実施形態の吸音構造体４０は、第２シート２１、５１側を、非通気性のシートからなる基体（図示せず）に積層して三層構造とし、前記第２シート２１、５１の小中空突部２３、５３の開口側を基体で塞いでもよい。また、本発明の吸音構造体は、前記第２シートの中空突部よりもさらに小さい中空突部を形成した第３シートを前記第２シートにおける前記第１シートとは反対側に積層して三層構造とし、前記第１シートの中空突部内に第２シート中空突部を収容し、第２シートの中空突部内に第３シートの中空突部を収容した構成としたり、さらに他の中空突部が形成された他のシートを積層したりしてもよい。

なお、吸音構造体として、第２実施形態の逆の構成としてもよく、すなわち第２シートが透視可能な材質で構成されてその外周が第１シートの外周より大にされ、前記第１シートの外周から突出した前記第２シートの外周部が前記吸音構造体の取付部としてもよい。上記の点で第２実施形態の吸音構造体４０と相違し、他の構成は第２実施形態の吸音構造体４０と同様である。

厚み３．０ｍｍの発泡ポリエチレンフォームのシートを真空成形し、４３×４３×２０ｍｍの大中空突部を各々７ｍｍの隙間をあけて格子状にシートの片面に形成して、平面寸法８３０×４１０ｍｍの第１シートを形成した。第１シートに形成した大中空突部の数は１２８個である。また、第１シートと同一の厚み及び材質からなるシートを真空成形し、１２×１２×７ｍｍの小中空突部を前記第１シートの大中空突部内に４個ずつ収容可能なように各々６ｍｍの隙間をあけて格子状にシートの片面に形成して、平面寸法８３０×４１０ｍｍの第２シートを形成した。なお、上記４個ずつの少中空突部間は２０ｍｍの隙間をあけている。第２シートに形成した小中空突部の数は５１２である。

大中空突部が形成された第１シートと小中空突部が形成された第２シートから次のようにして比較例１〜３の吸音構造体と実施例の吸音構造体を作成した。
比較例１の吸音構造体は、大中空突部が形成された第１シート単独とした。
比較例２の吸音構造体は、小中空突部が形成された第２シート単独とした。
比較例３の吸音構造体は、大中空突部が形成された第１シートと小中空突部が形成された第２シートをそれぞれ長手方向で半分に切断して平面寸法４１５×４１０ｍｍにし、このようにして得られた第１シートの半分と第２シートの半分を隣接させて平面寸法８３０×４１０ｍｍとした。
一方、実施例の吸音構造体は、大中空突部が形成された第１シートを、小中空突部が形成された第２シートの上に積層して接着剤で接着し、第１シートにおけるそれぞれの大中空突部内に前記第２シートの小中空突部の４個を収容した。なお、前記第１シートと第２シートの接着は、前記第１シートの大中空突部間で行った。

比較例１〜３及び実施例の吸音構造体に対して、残響室吸音率を測定した。残響室吸音率の測定方法は、ＪＩＳＡ１４０９である。
残響室吸音率の測定結果は図７のとおりであり、大中空突部内に小中空突部が４個収容された実施例の吸音構造体は、大中空突部のみの比較例１、小中空突部のみの比較例２、及び大中空突部と小中空突部が平面的に配列された比較例３の吸音構造体よりも、１２５Ｈｚ〜８ｋＨｚのほぼ全範囲で吸音率が高かった。このように、実施例の吸音構造体は、比較例の吸音構造体と比べて面積を増大させることなく、かつ厚みをほとんど増すことなく、吸音する周波数帯の幅を広くすることができると共に中空突部の数を増やして吸音性を向上させることができる。

一方、大中空突部のみの比較例１の吸音構造体は、１２５〜１５００Ｈｚの間では実施例の吸音構造体とほぼ等しい吸音率であったが、１５００Ｈｚ以上では実施例の吸音構造体よりも吸音率が低くなった。
また、小中空突部のみの比較例２の吸音構造体は、比較例１〜３の中で最も吸音率が低く、１２５Ｈｚ〜８ｋＨｚの全範囲で、実施例の吸音構造体よりも吸音率が低かった。
大中空突部と小中空突部が平面的に配列された比較例３の吸音構造体は、比較例１〜３の中で２番目に吸音率が低く、１２５Ｈｚ〜８ｋＨｚの全範囲で、実施例の吸音構造体よりも吸音率が低かった。比較例３では、第１シート及び第２シートを半分に切断して使用しているため、各シートの中空突部の数が半減しているのに対して、実施例は第１シート及び第２シートを積層しているため、各シートに形成されている中空突部の数が合算されて中空突部の合計数が比較例３の中空突部の数よりも多くなっていること、及び実施例では大中空突部と小中空突部間の空間が空気バネの作用をすることによって、比較例３よりも実施例の吸音性が高くなると推測される。

１０、４０吸音構造体
１１、４１第１シート
１３、４３大中空突部
２１５１第２シート
２３、５３小中空突部
４５第１シートの外周
４６第２シートの外周から突出した第１シートの外周部
５５第２シートの外周

Claims

シートの片面へ突出して他面が開口した中空突部が複数形成された第１シートと第２シートを積層した吸音構造体であって、
前記第１シートと第２シートのうち少なくとも一方は非通気性シートであり、
前記第１シートの中空突部は前記第２シートの中空突部よりも大に形成され、
前記第２シートにおける前記中空突部の突出側の面に前記第１シートが積層され、前記第１シートの中空突部内に前記第２シートの中空突部が複数収容されていることを特徴とする吸音構造体。
前記第１シートおよび第２シートが非通気性シートであることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
前記第１シートは透視可能な材質で構成されて外周が前記第２シートの外周より大にされ、
前記第２シートの外周から突出した前記第１シートの外周部が前記吸音構造体の取付部とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音構造体。
前記第２シートは透視可能な材質で構成されて外周が前記第１シートの外周より大にされ、
前記第１シートの外周から突出した前記第２シートの外周部が前記吸音構造体の取付部とされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音構造体。