JP2014153573A - 遮音材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸方向Jに位置する両端が開放端とされ、かつ軸方向Jと交差する面方向Qに配置された複数のセル15を区画する支持体11と、複数のセル15内の一部を充填するように設けられ、かつ空気と音響インピーダンスの異なる材料よりなる吸音部13と、を有し、吸音部13は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側に位置するセル15の内面15aと該セル15内に配置された吸音部13の第1の端面13aとにより区画された凹部状の空間17が形成されるように配置する。
【選択図】図2
Description
また、複数のセルを区画する支持板の両面に板状の部材を有していないため、該板材によるサウンドブリッジが発生することがない。
したがって、本発明の一態様に係る遮音材は、遮音すべき音を十分に遮音することができる。
また、吸音部の第2の端面を支持体の第1の面に対して面一にすることで、吸音部の第1及び第2の端面がセル内に配置された場合と比較して、吸音部を容易に形成することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る遮音材の平面図(遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図)である。図2は、図1に示す第1の実施の形態に係る遮音材のA−A線方向の断面図である。図3は、図1に示す第1の実施の形態に係る遮音材を部分的に拡大した斜視図である。
図2及び図3に示すBは、遮音すべき音の音響エネルギーの入射方向(以下、「音響エネルギー入射方向B」という)を示している。また、図2及び図3に示すCは、遮音材10を透過した音響エネルギーの出射方向(以下、「音響エネルギー出射方向C」という)を示している。
図2及び図3では、実際には、様々な角度で吸音部13の第1の端面13aに対して入射する遮音すべき音の音響エネルギーの入射方向(音響エネルギー入射方向B)を模式的図示に示している。
また、吸音部13を通過した音響エネルギーは、第2の端面13bに対して様々な角度を有する方向に吸音部13から出射される。
支持体11は、複数のセル15を有する板状の部材である。支持体11は、セル15の軸方向Jと交差(図2の場合、直交)する面方向Qに配置された複数のセル15を区画している。
吸音部13は、セル15の軸方向Jと交差(図2の場合、直交)する第1及び第2の端面13a,13bを有する。第1及び第2の端面13a,13bは、セル15の軸方向Jと直交する平坦な面とされている。
また、遮音材10は、複数のセル15を区画する支持板11の両面に板状の部材を有していないため、該板材に起因するサウンドブリッジが発生することがない。したがって、第1の実施の形態の遮音材10は、十分な遮音性能を得ることができる。
第2の端面13bは、第2の面11bの反対側に位置する支持体11の第1の面11a(凹部状の空間17が配置されていない側に位置する支持体11の面)に対して面一とされている。
これにより、遮音材10を製造する際、接着剤を用いて、吸音部13とセル15の内面15aとを接着させる工程が不要となるので、遮音材10の製造方法を簡略化することができる。
なお、下記(1)式において、ρaは空気の密度(約1.2kg/m3)、caは空気中を伝わる音の速さ(約340m/s)、ρgは吸音部13の密度、cgは吸音部13中を伝わる音の速さをそれぞれ示している。
TL=2×10×log10{(ρaca+ρgcg)2/(4ρacaρgcg)}・・・(1)
この場合、透過損失TLは、上記(1)式から算出でき、60(dB)となる。
TL=18×log10(mf)−44 ・・・(2)
よって、第1の実施の形態の遮音材10は、鋼板よりも良好な遮音効果を得ることができる。
また、第1の実施の形態の遮音材10は、複数のセル15を区画する支持板11の両面(第1及び第2の面11b,11b)に板状の部材を有していないため、該板材に起因するサウンドブリッジが発生することがない。
したがって、第1の実施の形態の遮音材10は、十分な遮音性能を発揮することができる。
なお、図4では、図2に示す吸音部13と同じ材料で構成され、図2に示す吸音部13とは厚さの異なる2種類の吸音部を「吸音部13−1,13−2」として示す。吸音部13−1,13−2は、厚さが異なること以外は、図2に示す吸音部13と同様な構成とされている。
また、図4では、複数の吸音部13,13−1,13−2及び空間17,17−1,17−2を図示することが困難なため、それぞれ1つのみを図示する。
図4において、深さD2は、支持体11の第2の面11bから吸音部13−1の第1の端面13−1aまでの深さ(空間17−1の深さ)を示しており、深さD3は、支持体11の第2の面11bから吸音部13−2の第1の端面13−2aまでの深さ(空間17−2の深さ)を示している。
吸音部13−2の厚さは、吸音部13,13−2よりも薄くなるように構成されている。
これにより、空間17−1の深さD2は、他の空間17,17−2の深さD1,D3よりも浅くなるように構成されており、空間17−2の深さD3は、他の空間17−1,17−3よりも深くなるように構成されている。
図5に示すB1は、遮音すべき第1の音の音響エネルギーが入射する方向(以下、「第1の音響エネルギー入射方向B1」という)を示しており、B2は、遮音すべき第2の音の音響エネルギーが入射する方向(以下、「第2の音響エネルギー入射方向B2」という)を示している。
また、図5に示すC1は、遮音材10を透過した音響エネルギーが出射する方向(以下、「第1の音響エネルギー出射方向C1」という)を示しており、C2は、遮音材10を透過した音響エネルギーが出射する方向(以下、「第2の音響エネルギー出射方向C2」という)を示している。
なお、吸音部13を通過した音響エネルギーは、第1の端面13aまたは第2の端面13bに対して様々な角度を有する方向に出射される。
第1及び第2の空間の深さD4,D5は、遮音すべき第1及び第2の音により適宜選択することができる。
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る遮音材の平面図(遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図)である。図7は、図6に示す第2の実施の形態に係る遮音材のE−E線方向の断面図である。図6及び図7において、図1及び図2に示す第1の実施の形態の遮音材10と同一構成部分には同一符号を付す。
支持体41は、セル44を区画する筒状部材42が、セル44の軸方向Kと交差(図7の場合、直交)する面方向Qに複数配置された構成とされている。複数の筒状部材42は、隣接する筒状部材42との間に形成される隙間が最も小さくなるように配置されている。
複数の筒状部材42は、隣接する筒状部材42と連結されている。筒状部材42は、1つのセル44を区画している。
なお、支持体41の厚さM3(筒状部材42の高さH1)は、吸音部13の厚さM2よりも厚くなるように構成されている。
吸音部13の第1の端面13aは、遮音すべき音の音響エネルギーが入射される側に位置する支持体41の第2の面41b(言い換えれば、筒状部材42の第2の面42b)に対して面一とされておらず、支持体11の第2の面11bの位置からセル44内に引っ込んだ位置に配置されている。
このような構成とされた第2の実施の形態の第1変形例の遮音材50は、第2の実施の形態の遮音材40と同様な効果を得ることができる。
図9は、本発明の第3の実施の形態に係る遮音材の平面図(遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図)である。図10は、図9に示す第3の実施の形態に係る遮音材のF−F線方向の断面図である。
図9及び図10において、図1及び図2に示す第1の実施の形態の遮音材10と同一構成部分には同一符号を付す。図10に示すLは、Z方向と一致するセル63の軸方向(以下、「軸方向L」という)を示している。
支持体61は、四角柱形状とされた複数のセル63を有する板状の部材である。支持体61は、セル63の軸方向Lと交差(図10の場合、直交)するX方向及びY方向に配置された複数のセル63を区画している。
遮音すべき音の周波数が1kHzの場合、セル63の格子径W2は、例えば、数cm程度とすることができる。また、支持体61の材料としては、第1の実施の形態で説明した支持体11の材料と同様な材料を用いることができる。
つまり、吸音部13は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側(図10に示す音響エネルギー入射方向Bと対向する側)に位置するセル63の内面63aとセル63内に配置された吸音部13の第1の端面13aとにより区画された凹部状の空間65が形成されるように配置されている。空間65の形状は、四角柱とされている。
このような構成とされた遮音材は、第3の実施の形態の遮音材60と同様な効果を得ることができる。
図11は、本発明の第4の実施の形態に係る遮音材の平面図(図12に示す第1の音響エネルギー入射方向B1側の遮音材の平面図)である。図12は、図11に示す第4の実施の形態に係る遮音材のG−G線方向の断面図である。
図11及び図12において、図1及び図2に示す第1の実施の形態の遮音材10と同一構成部分には同一符号を付す。また、図12には、説明の便宜上、図5に示す第1の音響エネルギー入射方向B1、第2の音響エネルギー入射方向B2、第1の音響エネルギー出射方向C1、及び第2の音響エネルギー出射方向C2を図示する。
第2の層74は、セル15の他方の開放端を塞ぐように、セル15内に設けられている。第2の層74の一方の端面74aは、支持体11の第2の面11bに対して面一となるように配置されている。第2の層74の他方の端面74bは、第1の層73の他方の端面73bに対して対向配置されている。
つまり、吸音部71は、空気と4つの端面とで構成される4つの境界面(音響インピーダンスが異なる面)を有する。
これにより、2つの境界面のみ有した第1の実施の形態の遮音材10よりも遮音効果を向上させることができる。
セル15の軸方向Jにおける隙間72の幅W3は、遮音すべき第1及び第2の音の波長λの腹P1と節P2の間隔に対応させる。遮音すべき第1及び第2の音の波長λの腹P1と節P2の間隔に対応させるとは、第1及び第2の層73,74の他方の端面73b,74bのうち、どちらか一方の端面に波長λの腹P1が位置し、他方の端面に波長λの節P2が位置することをいう(図12参照)。
このように、隙間72の幅W3を遮音すべき第1及び第2の音の波長λの腹P1と節P2の間隔に対応させることで、隙間72により遮音すべき第1及び第2の音を減衰させることが可能となるため、遮音材70の遮音効果を向上させることができる。
λ=c/f ・・・(3)
この場合、遮音すべき第1及び第2の音の波長λは、0.343(m)となる(下記(4)式参照)。
λ=c/f=343/1000=0.343(m)・・・(4)
λ/4=0.343/4=0.0875(m)・・・(5)
また、セル15の軸方向Jにおける隙間97,98の幅は、同じ大きさにしてもよいし、異ならせてもよい。
Claims (12)
- 軸方向に位置する両端が開放端とされ、かつ前記軸方向と交差する面方向に配置された複数のセルを区画する支持体と、
前記複数のセル内の一部を充填するように設けられ、かつ空気と音響インピーダンスの異なる材料よりなる吸音部と、
を有し、
前記吸音部は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側に位置する前記セルの内面と該セル内に配置された前記吸音部の第1の端面とにより区画された凹部状の空間が形成されるように配置することを特徴とする遮音材。 - 前記セルの前記軸方向における複数の前記空間の深さを異ならせることを特徴とする請求項1記載の遮音材。
- 前記第1の端面の反対側に位置する前記吸音部の第2の端面は、前記空間が配置されていない側に位置する前記支持体の第1の面に対して面一であることを特徴とする請求項1または2記載の遮音材。
- 前記吸音部は、前記材料が有する粘性により、前記複数のセル内に保持されていることを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載の遮音材。
- 前記材料は、弾性変形する特性を有し、
前記吸音部は、弾性変形した状態で、前記セルの内面と接触することを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載の遮音材。 - 前記吸音部は、摩擦力により前記セルの内面と接触することを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載の遮音材。
- 前記材料が、接着性を有することを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載の遮音材。
- 軸方向に位置する両端が開放端とされ、かつ前記軸方向と交差する面方向に配置された複数のセルを区画する支持体と、
前記複数のセル内の一部を充填するように設けられ、かつ空気と音響インピーダンスの異なる材料よりなる吸音部と、
を有し、
前記吸音部は、前記セルの前記軸方向において、複数の層に分割されており、
前記複数の層の間に、隙間を介在させることを特徴とする遮音材。 - 前記セルの前記軸方向における前記隙間の幅は、遮音すべき音の波長の腹と節との間隔に対応することを特徴とする請求項8記載の遮音材。
- 前記複数のセル内に配置された前記隙間の幅を異ならせることを特徴とする請求項8または9記載の遮音材。
- 前記セル内には、複数の前記隙間が配置されており、前記複数の隙間の幅を異ならせることを特徴とする請求項8ないし10のうち、いずれか1項記載の遮音材。
- 前記吸音部は、第1の層と、前記隙間を介して、該第1の層と対向配置された第2の層と、を含み、
前記第1の層の一方の端面が前記支持体の第1の面に対して面一となるように配置すると共に、前記第2の層の一方の端面が前記第1の面の反対側に位置する前記支持体の第2の端面に対して面一となるように配置することを特徴とする請求項8ないし10のうち、いずれか1項記載の遮音材。
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