JP2016170194A - 吸音体、吸音構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の周波数帯域を吸音可能な吸音体を提供する。【解決手段】吸音体１０、１１は、外部音源からの音波を受けて共鳴する振動板２０と、振動板の一部を支持するとともに、空気層を囲う枠体４０と、を備える。吸音体には、振動板を空気層３０が空気ばねとして支える共鳴機構が構成される。枠体の内部に壁体が設けられ、空気層が複数に区分けされてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、吸音体及び吸音構造に関する。

従来、ファンが収容されたケーシングの内部に、吸音材を備えた消音装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１１７５３１号公報

しかしながら、上記装置では、例えば、ファンの回転数を変更させた場合、ファンの回転数の変更に伴い、ケーシング内部の騒音周波数帯域が変化する。このため、変化する騒音周波数帯域に対応する吸音材が配置されていないと、騒音周波数帯域が吸音材の吸音周波数帯域から外れてしまい、吸音効果が低下してしまう、という課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる吸音体は、外部音源からの音波を受けて共鳴する振動板と、前記振動板の端部を支持するとともに、空気層を囲う枠体と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、振動板の端部が枠体によって支持され、振動板が振動可能に構成される。また、振動板の枠体側には空気層が設けられており、振動板を空気層が空気ばねとして支える共鳴機構が構成される。そして、例えば、音源の音波を受けると振動板は共鳴（共振）周波数帯域で共鳴（振動）する。これにより、枠体内の空気層が圧縮と膨張を繰り返し、音エネルギーが熱エネルギーに変換され吸音される。ここで、振動板は共鳴周波数において吸音率のピークが現れる。当該吸音率のピーク周波数は、振動板の密度、振動板の重量、空気層の大きさ（厚み）等により容易に変更可能となる。従って、例えば、変化する騒音周波数帯域毎に対応させた吸音体が容易に構成可能となり、異なる騒音周波数帯域であっても容易に吸音効果を向上させることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる吸音体では、前記振動板を支持する支持体を備えたことを特徴とする。この場合に、振動板は支持体を介して枠体に支持されるよう構成してもよい。

この構成によれば、例えば、振動板の剛性が低い場合であっても、支持体によって支持されるため、振動板の振動機能を保持することができる。

［適用例３］上記適用例にかかる吸音体では、前記枠体の内部に壁体が設けられ、前記空気層が複数に区分けされたことを特徴とする。

この構成によれば、空気層は、振動板から壁体までの距離における空気層と、振動板から枠体までの距離における空気層と、に区分けされる。すなわち、振動板からの厚みが異なる空気層が複数形成される。これにより、振動板は複数の共鳴周波数において振動する。すなわち、振動板は多重共鳴する。これにより、一つの吸音体で異なる周波数帯域を吸音することができる。

［適用例４］上記適用例にかかる吸音体は、複数の前記壁体が設けられ、各前記壁体は孔を有し、平面視において、各前記壁体の前記孔が重ならないように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、一方の壁体の孔を通過した音波は他の壁体の孔以外の部分に衝突する。すなわち、一方の壁体の孔を通過した音波は他の壁体を通過しにくくなるため、振動板は多重共鳴しやすくなる。

［適用例５］上記適用例にかかる吸音体の前記振動板が、異なる材質によって積層された積層体であることを特徴とする。

この構成によれば、例えば、振動板の重量を増加させることが可能となり、吸音率ピーク周波数を容易に変化させることができる。

［適用例６］本適用例にかかる吸音構造は、上記の吸音体が、吸気口または排気口を有するダクト内に配置され、前記ダクトの内壁に対向する面の少なくとも一つの面が前記ダクトの内壁から離れていることを特徴とする。

この構成によれば、ダクトの内壁に隙間が空くようにして吸音体が配置される。これにより、吸気や排気による気体の流れを妨げることなく、吸音することができる。また、吸音体は騒音周波数帯域に合わせて容易に構成可能であるため、例えば、異なる騒音周波数帯域があっても、異なる騒音周波数帯域に対応する吸音体を配置することにより、吸音効果を高めることができる。

［適用例７］上記適用例にかかる吸音構造は、第１吸音ピーク周波数を有する第１吸音体と、前記第１吸音ピーク周波数とは異なる第２吸音ピーク周波数を有する第２吸音体とを配置したことを特徴とする。

この構成によれば、騒音周波数が変わっても異なる吸音体によって吸音可能となり騒音を低く抑えることができる。

［適用例８］上記適用例にかかる吸音構造は、一対の前記吸音体を有し、当該一対の吸音体は、前記振動板が対向するように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、対向して配置された吸音体の振動板に反射した反射波を互いに吸音でき、騒音をより低減させることができる。

［適用例９］上記適用例にかかる吸音構造は、前記振動板が前記ダクトの内壁面の延在方向に交差する方向に配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、音源の音波を正面で受けることが可能となるため、吸音効果を高めることができる。

［適用例１０］上記適用例にかかる吸音構造では、前記振動板が前記ダクトの内壁面の延在方向に沿って配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、ダクト内の空間を確保させた状態で吸音を行うことができる。

第１実施形態にかかる吸音体の構成を示す概略図。 第１実施形態にかかる吸音構造の構成を示す概略図。 第２実施形態にかかる吸音構造の構成を示す概略図。 第３実施形態にかかる吸音構造の構成を示す概略図。 第４実施形態にかかる吸音体の構成を示す概略図。 第５実施形態にかかる吸音体の構成を示す概略図。

以下、本発明の第１から第５実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。

（第１実施形態）
まず、吸音体の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる吸音体の構成を示す概略図であり、図１（ａ）は側断面図であり、図１（ｂ）は平面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）とは吸音ピーク周波数が異なる構成の吸音体の側断面図である。

図１に示すように吸音体１０は、外部音源からの音波を受けて共鳴する振動板２０と、振動板２０の端部を支持するとともに、空気層３０を囲う枠体４０と、を備えたものである。

振動板２０は、振動可能な板状材であり、例えば、フィルムシート、ゴム製シート、プラスチック等の樹脂板材や各種金属製板材等を適用することができる。さらには、不織布、ウレタンフォームやグラスウール等の多孔質材を適用することができる。なお、本実施形態の振動板２０は、図１（ｂ）に示すように、平面視において矩形を有している。

枠体４０は、枡状を有し、底部４１と側部４２と開口部４３とを備えている。枠体４０は、例えば、プラスチック等の樹脂材や各種金属材で形成されている。枠体４０には、空気が通過する孔等は形成されていない。また、振動しにくい材質や構造が好適である。そして、枠体４０は、振動板２０の端部を支持している。具体的には、枠体４０における開口部４３方向の側部４２の頂部面４２ａで振動板２０の端部を支持している。なお、振動板２０の端部と側部４２の頂部面４２ａとは接着剤によって接合されている。

また、振動板２０の端部と側部４２の頂部面４２ａとの接合により枠体４０の開口部４３が振動板２０によって塞がれる。そして、振動板２０と枠体４０とで形成される空間には空気層３０が構成される。これにより、振動板２０を枠体４０によって囲われた空気層３０が空気ばねとして支える共鳴機構が構成される。

上記のように構成された吸音体１０では、例えば、音源の音波を受けると振動板２０が共鳴（共振）周波数帯域で共鳴（振動）する。これにより、枠体４０内の空気層３０が圧縮と膨張とを繰り返し、音エネルギーが熱エネルギーに変換され吸音される。

なお、振動板２０が共鳴（共振）する吸音ピーク周波数とは、吸音体１０における最も吸音率が高い周波数帯域を言う。吸音体１０の吸音ピーク周波数周波数は、例えば、ＪＩＳ Ａ １４０５−２に基づく吸音率（垂直入射吸音率）で測定することができる。また、吸音体１０の吸音ピーク周波数の設定は、例えば、空気層３０の厚みＬにより変更（シフト）可能である。なお、本実施形態の空気層３０の厚みＬは、枠体４０の底部４１の底部面４１ａとその底部面４１ａに対向する振動板２０の面との間の距離である。以下、吸音体１０とは異なる吸音ピーク周波数を有する吸音体１１の構成について説明する。

図１（ｃ）に示すように、吸音体１１は、吸音体１０の空気層３０の厚みＬ１よりも空気層３０の厚みＬ２が厚くなるように構成されている。なお、吸音体１１にかかる空気層３０の厚みＬ２（Ｌ）以外の構成は吸音体１０の構成と同様なので説明を省略する。

そして、吸音体１０と吸音体１１とによる吸音ピーク周波数の関係では、吸音体１０では、吸音体１０の空気層３０の厚みＬ１が吸音体１１の空気層３０の厚みＬ２よりも薄いため、吸音体１１よりも吸音ピーク周波数がより高い周波数帯域となる。すなわち、吸音体１０は、より高周波帯域において吸音効率を高めることができる。一方、吸音体１１では、吸音体１１の空気層３０の厚みＬ２が吸音体１０の空気層３０の厚みＬ１よりも厚いため、吸音体１０よりも吸音ピーク周波数がより低い周波数帯域となる。すなわち、吸音体１１は、より低周波帯域において吸音効率を高めることができる。

従って、吸音体１０，１１は、例えば、何らかの音源による騒音周波数帯域の変化に合わせて構成することにより、各騒音周波数帯域に対して容易に吸音効果を向上させることが可能となる。なお、吸音体１０，１１を任意の吸音ピーク周波数に設定する方法としては、例えば、ＪＩＳ Ａ １４０５−２に基づく吸音率（垂直入射吸音率）で測定することにより吸音ピーク周波数を求め、求められた吸音ピーク周波数の測定結果に基づいて、吸音体１０，１１の空気層３０の厚みＬ１，Ｌ２を調整することにより任意の吸音ピーク周波数に合わせることができる。

次に、吸音構造の構成について説明する。図２は、本実施形態にかかる吸音構造の構成を示し、図２（ａ）は側断面図であり、図２（ｂ）は平断面図である。吸音構造１００は、吸音体１０（図１（ａ）参照）が、吸気口または排気口（以下、開口部１３０とする）を有するダクト１２０内に配置され、ダクト１２０の内壁に対向する面の少なくとも一つの面がダクト１２０の内壁から離れるように構成されている。なお、本実施形態では、ダクト１２０の開口部１３０とは反対側に音を発する音源体Ｍが配置された場合を想定した構成について説明する。音源体Ｍは、例えば、モーターを備え、当該モーターの駆動によって回転する軸流送風機等である。そして、軸流送風機によって発生する気流の一部がダクト１２０を通って開口部１３０から排出される。或いは軸流送風機によって開口部１３０から外部空気がダクト１２０を介して吸気されるように構成される。

ダクト１２０は、吸気や排気による気体を通過可能に構成された管部であり、例えば、金属材や樹脂材等により形成されている。開口部１３０は、ダクト１２０内部に外部の空気（気体）を吸気したりダクト１２０内から空気（気体）を排気するための貫通孔である。なお、開口部１３０の形状や個数は特に限定されない。

そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａの延在方向に交差する方向に吸音体１０が配置さている。具体的には、図２（ａ）に示すように、ダクト１２０の内壁面１２０ａに対して垂直方向に振動板２０が配置されるように吸音体１０が配置されている。さらには、音源体Ｍと振動板２０とが対向するように吸音体１０が配置されている。これにより、音源体Ｍから発生される音波を振動板２０が正面で受けるため、吸音効果を高めることができる。

また、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１０を設置した場合、吸音体１０が設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａと吸音体１０との間に隙間１４０が設けられている。すなわち、図２（ｂ）に示すように、吸音体１０は、平断面視において、ダクト１２０の内壁面１２０ａで囲まれる断面積よりも小さくなるように構成されている。これにより、吸気や排気による気体の流れを妨げることなく、吸音することができる。

さらに、本実施形態の吸音構造１００は、第１吸音ピーク周波数を有する第１吸音体と、第１吸音ピーク周波数とは異なる第２吸音ピーク周波数を有する第２吸音体とを配置している。具体的には、第１吸音ピーク周波数を有する第１吸音体としての吸音体１０と、第１吸音ピーク周波数とは異なる第２吸音ピーク周波数を有する第２吸音体としての吸音体１１（図１（ｃ）参照）と、が配置されている。吸音体１１は、吸音体１０と同様にして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに対して垂直方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、音源体Ｍと吸音体１１の振動板２０とが対向するように配置されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１１を設置した場合、吸音体１１が設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａと吸音体１１との間に隙間１４０が設けられている。図２（ａ）に示す例では、吸音体１０と内壁面１２０ａとの隙間１４０はダクト１２０の上方に形成され、吸音体１１と内壁面１２０ａとの隙間１４０はダクト１２０の下方に形成されている。このように、吸音体１０、１１は、内壁面１２０ａとのそれぞれの隙間１４０が、互い違いになるように配置されている。

また、吸音体１０と吸音体１１とは互いに離れて配置され、吸音体１０と吸音体１１との間にも隙間１４０が設けられている。そして、吸音体１０と吸音体１１とでは、それぞれ吸音ピーク周波数が異なる。本実施形態では、吸音体１０は比較的高周波帯域において吸音率が高く、吸音体１１は比較的低周波帯域において吸音率が高くなるように構成されている。すなわち、吸音体１０は音源体Ｍにおける騒音周波数帯のうち高周波帯域を吸音する構成であり、吸音体１１は音源体Ｍにおける騒音周波数帯のうち低周波帯域を吸音する構成である。これにより、例えば、音源体Ｍの軸流送風機の回転数を変更した際、騒音周波数も異なる（変化する）が、異なる騒音周波数に対して吸音体１０または吸音体１１により吸音することができる。具体的には、例えば、音源体Ｍの軸流送風機の回転数をより高くなるように変更した場合、騒音周波数もより高く変化する。この場合、より高周波帯域で吸音効率が高い吸音体１０により吸音することができる。一方、音源体Ｍの軸流送風機の回転数をより低くなるように変更した場合、騒音周波数もより低く変化する。この場合、より低周波帯域で吸音効率が高い吸音体１１により吸音することができる。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

空気層３０の厚みＬを変更させることにより、吸音ピーク周波数が異なる吸音体１０，１１を容易に構成することができる。そして、騒音周波数帯が変化する場合であっても、変化する騒音周波数帯に対応する吸音体１０，１１を配置することにより容易に吸音することができる。さらに、吸音体１０，１１の構造は簡易であり小型化に構成することができる。これにより、比較的に狭い構成のダクト１２０内であっても容易に配置することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と異なる構成、すなわち、吸音構造の構成について説明する。図３は、本実施形態にかかる吸音構造の構成を示す概略図（側断面図）である。

図３に示すように、本実施形態の吸音構造１０１は、一対の吸音体１０（１０ａ，１０ｂ）を有し、当該一対の吸音体１０（１０ａ，１０ｂ）は、互いの振動板２０が対向するように配置されている。なお、本実施形態の吸音構造１０１は、一対の吸音体１０に加え、さらに、他の一対の吸音体１１（１１ａ，１１ｂ）を有している。これにより、騒音周波数帯が変化する場合であっても、変化する騒音周波数帯に対応して吸音することができる。なお、吸音体１０及び吸音体１１の構成は第１実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。また、ダクト１２０及び開口部１３０等の構成も第１実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。

吸音構造１０１の一対の吸音体１０ａ，１０ｂおいて、一方の吸音体１０ａは、ダクト１２０の内壁面１２０ａに対して垂直方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、音源体Ｍと吸音体１０ａの振動板２０とが対向するように配置されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１０ａを設置した場合、吸音体１０ａが設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａと吸音体１０ａとの間に隙間１４０が設けられている。他方の吸音体１０ｂは、ダクト１２０の一方の吸音体１０ａが設置された内壁面１２０ａに対向する内壁面１２０ａに対して垂直方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、吸音体１０ｂの振動板２０と吸音体１０ａの振動板２０とが互いに対向するように配置されている。換言すれば、吸音体１０ｂの振動板２０がダクト１２０の開口部１３０が設けられた壁体の内壁面１２０ｂと対向するように吸音体１０ｂが配置されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１０ｂを設置した場合、吸音体１０ｂが設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａ（一方の吸音体１０ａが設置された内壁面１２０ａ）と吸音体１０ｂとの間に隙間１４０が設けられている。また、対向して配置された吸音体１０ａの振動板２０と吸音体１０ｂの振動板２０との間にも隙間１４０が設けられている。吸気や排気による気体の流れを妨げることなく、吸音するためである。

また、吸音構造１０１の一対の吸音体１１ａ，１１ｂおいて、一方の吸音体１１ａは、ダクト１２０の内壁面１２０ａに対して垂直方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、音源体Ｍと吸音体１１ａの振動板２０とが対向するように配置されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１１ａを設置した場合、吸音体１１ａが設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａと吸音体１１ａとの間に隙間１４０が設けられている。他方の吸音体１１ｂは、ダクト１２０の一方の吸音体１１ａが設置された内壁面１２０ａに対向する内壁面１２０ａに対して垂直方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、吸音体１１ｂの振動板２０と吸音体１１ａの振動板２０とが互いに対向するように配置されている。換言すれば、吸音体１１ｂの振動板２０がダクト１２０の開口部１３０が設けられた壁体の内壁面１２０ｂと対向するように吸音体１１ｂが配置されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１１ｂを設置した場合、吸音体１１ｂが設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａ（一方の吸音体１１ａが設置された内壁面１２０ａ）と吸音体１１ｂとの間に隙間１４０が設けられている。また、対向して配置された吸音体１１ａの振動板２０と吸音体１１ｂの振動板２０との間にも隙間１４０が設けられている。さらに、吸音体１１ｂと隣接して配置された吸音体１０ａとの間にも隙間１４０が設けられている。これにより、吸気や排気による気体の流れを妨げることなく、吸音することができる。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

吸音構造１０１は、吸音構造１０１の一対の吸音体１０ａ，１０ｂが、各振動板２０が互いに対向するように配置されている。さらに、一対の吸音体１１ａ，１１ｂが、各振動板２０が互いに対向するように配置されている。この構成において、吸音体１０ａ及び吸音体１１ａの各振動板２０は音源体Ｍに対して対向するように配置されているため、音源体Ｍから発生される音波に対して振動板２０が正面で受けるため、吸音効果を高めることができる。一方、吸音体１０ａ，１０ｂ及び吸音体１１ａ，１１ｂを通過した音源体Ｍの音波はダクト１２０の開口部１３０側の内壁面１２０ｂに反射する。そして、吸音体１０ｂ及び吸音体１１ｂの各振動板２０は内壁面１２０ｂに対して対向するように配置されているため、内壁面１２０ｂに反射した反射波を吸音することができる。これにより、ダクト１２０内の吸音効率をさらに高めることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１及び第２実施形態と異なる構成、すなわち、吸音構造の構成について説明する。図４は、本実施形態にかかる吸音構造の構成を示す概略図（側断面図）である。

図４に示すように、本実施形態の吸音構造１０２は、吸音体１０を有し、吸音体１０の振動板２０がダクト１２０の内壁面１２０ａの延在方向に沿って配置されている。なお、本実施形態の吸音構造１０２では、複数の吸音体１０が配置されている。さらに、吸音体１０に加え、他の吸音体１１も配置されている。なお、吸音体１０及び吸音体１１の構成は第１実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。また、ダクト１２０及び開口部１３０等の構成も第１実施形態にかかる構成と同様なので説明を省略する。

吸音構造１０２では、ダクト１２０の内壁面１２０ａに対して略水平方向に振動板２０が配置されるように吸音体１０が配置されている。本実施形態では、吸音体１０の枠体４０の底部４１の外面４１ｂとダクト１２０の内壁面１２０ａとが接合されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１０を設置した場合、吸音体１０が設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａと吸音体１０との間に隙間１４０が設けられている。

なお、本実施形態の吸音構造１０２では、一対の吸音体１０で構成されている。そして、一方の吸音体１０が上記のようにダクト１２０に配置され、他方の吸音体１０は、ダクト１２０の一方の吸音体１０が設置された内壁面１２０ａに対向する内壁面１２０ａに対して略水平方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、一方の吸音体１０の振動板２０と他方の吸音体１０の振動板２０とが対向するように配置されている。そして、一方の吸音体１０と他方の吸音体１０との間に隙間１４０が設けられている。吸気や排気による気体の流れを妨げることなく、吸音するためである。

さらに、本実施形態の吸音構造１０２では、吸音体１０に加え、他の吸音体１１が配置されている。すなわち、吸音ピーク周波数が異なる吸音体１０，１１が配置されている。これにより、騒音周波数帯が変化する場合であっても、変化する騒音周波数帯に対応して吸音することができる。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに対して略水平方向に振動板２０が配置されるように吸音体１１が配置されている。本実施形態では、吸音体１１の枠体４０の底部４１の外面４１ｂとダクト１２０の内壁面１２０ａとが接合されている。そして、ダクト１２０の内壁面１２０ａに吸音体１１を設置した場合、吸音体１１が設置された内壁面１２０ａ以外の内壁面１２０ａと吸音体１１との間に隙間１４０が設けられている。

なお、本実施形態の吸音構造１０２では、一対の吸音体１１で構成されている。そして、一方の吸音体１１が上記のようにダクト１２０に配置され、他方の吸音体１１は、ダクト１２０の一方の吸音体１１が設置された内壁面１２０ａに対向する内壁面１２０ａに対して略水平方向に振動板２０が配置されるように配置されている。また、一方の吸音体１１の振動板２０と他方の吸音体１１の振動板２０とが対向するように配置されている。そして、一方の吸音体１１と他方の吸音体１１との間に隙間１４０が設けられている。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

吸音構造１０２では、吸音体１０，１１の振動板２０がダクト１２０の内壁面１２０ａに沿って配置されるため、ダクト１２０内の空間を確保させた状態で吸音を行うことができる。また、音源体Ｍから発生される音波が内壁面１２０ａを反射する反射波に対して振動板２０がほぼ正面で受けるため、吸音効果を高めることができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と異なる構成、すなわち、吸音体の構成について説明する。図５は、本実施形態にかかる吸音体の構成を示す概略図（側断面図）である。

図５に示すように、本実施形態の吸音体１２は、外部音源からの音波を受けて共鳴する振動板２０と、振動板２０の端部を支持するとともに、空気層３０を囲う枠体４０と、を備えたものである。さらに、吸音体１２では、振動板２０を支持する支持体２１を備えている。

支持体２１は、例えば、振動板２０の材質に不織布、ウレタンフォームやグラスウール等の多孔質材が適用された場合、これらの多孔質材は剛性が低い傾向にあるため、振動板２０の振動機能を保持するために振動板２０を補助的に支持するものである。支持体２１は、例えば、パンチングメタルの様に格子状に複数の貫通孔（開口）が設けられた薄板状材である。そして、振動板２０の背面（音源に対向する面の裏面）に支持体２１を接着剤等で接合することにより、振動板２０をその背面側から支持する。従って、吸音ピーク周波数において振動板２０とともに支持体２１も振動（共鳴）する。

枠体４０は、第１実施形態の構成と同様にして、枡状を有し、底部４１と側部４２と開口部４３とを備えている。枠体４０は、例えば、プラスチック等の樹脂材や各種金属材で形成されている。枠体４０には空気が通過する孔等は形成されていない。また、振動しにくい材質や構造が好適である。そして、枠体４０は、振動板２０の端部を支持している。具体的には、枠体４０における開口部４３方向の側部４２の頂部面４２ａで振動板２０の端部を支持している。なお、振動板２０の端部と側部４２の頂部面４２ａとは接着剤によって接合されている。

また、振動板２０の端部と側部４２の頂部面４２ａとの接合により枠体４０の開口部４３が振動板２０によって塞がれる。そして、振動板２０と枠体４０とで形成される空間は空気層３０として構成される。これにより、振動板２０を枠体４０によって囲われた空気層３０が空気ばねとして支える共鳴機構が構成される。

上記のように構成された吸音体１２では、例えば、音源の音波を受けると振動板２０が共鳴（共振）周波数帯域で共鳴（振動）する。これにより、枠体４０内の空気層３０が圧縮と膨張とを繰り返し、音エネルギーが熱エネルギーに変換され吸音される。また、振動板２０が多孔質材であるため、振動板２０中を音波が通過する際、振動板２０中の空隙による空気の粘性抵抗による吸音効果を得ることができる。

また、振動板２０が共鳴（共振）する吸音ピーク周波数の設定は、例えば、空気層３０の厚みＬにより変更（シフト）可能にすることができる。これに関しては、第１実施形態の構成と同様なので説明を省略する。

また、上記吸音体１２を用いた吸音構造は、第１から第３実施形態にかかる吸音構造と同様に構成可能であるため、説明を省略する。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

振動板２０の材質に、剛性が低い不織布等が用いられた場合であっても、支持体２１によって振動板２０が支持されるため、振動板２０の振動機能を保持することができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と異なる構成、すなわち、吸音体の構成について説明する。図６は、本実施形態にかかる吸音体の構成を示す概略図であり、図６（ａ）は側断面図であり、図６（ｂ）は一部平面図である。

図６に示すように、本実施形態の吸音体１３は、外部音源からの音波を受けて共鳴する振動板２０と、振動板２０の端部を支持するとともに、空気層３０を囲う枠体４０と、を備えたものである。そして、吸音体１３では、枠体４０の内部に壁体５０（５０ａ，５０ｂ）が設けられ、空気層３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）が複数に区分けされている。振動板２０は、振動可能な板状材であり、異なる材質によって積層された積層体である。本実施形態の振動板２０は、不織布等の多孔質材による第１振動板２０ａと、第１振動板２０ａに接合され、例えば、金属材による第２振動板２０ｂと、を積層したものである。これにより、振動板２０の重量を増加させることが可能となり、吸音ピーク周波数を容易に変化させることができる。なお、第２振動板２０ｂは、第１振動板２０ａよりも音源側に位置し、振動可能となるように第１振動板２０ａよりも一回り小さくなるように構成されている。

枠体４０は、枡状を有し、底部４１と側部４２と開口部４３とを備えている。枠体４０は、例えば、プラスチック等の樹脂材や各種金属材で形成されている。枠体４０には空気が通過する孔等は形成されていない。また、振動しにくい材質や構造が好適である。そして、枠体４０は、振動板２０の端部を支持している。具体的には、枠体４０における開口部４３方向の側部４２で第１振動板２０ａの端部を支持している。なお、振動板２０の端部と側部４２の内側面とは接着剤によって接合されている。

また、第１振動板２０ａの端部と側部４２との接合により枠体４０の開口部４３が振動板２０によって塞がれる。そして、振動板２０と枠体４０とで形成される空間は空気層３０として構成される。

なお、本実施形態では、枠体４０の内部に壁体５０が設けられている。壁体５０は、空気層３０を区分けするものであり、壁体５０の端部は枠体４０の側部４２に接合されている。本実施形態では２つの壁体５０ａ，５０ｂが設けられている。壁体５０ａ，５０ｂは、底部４１の底部面４１ａとほぼ平行となるように配置されている。振動板２０と隣り合うように壁体５０ａが配置され、壁体５０ａと底部面４１ａとの間に壁体５０ｂが配置されている。そして、振動板２０と壁体５０ａとの間に空気層３０ａが形成（区分け）され、壁体５０ａと壁体５０ｂとの間に空気層３０ｂが形成（区分け）され、壁体５０ｂと底部面４１ａとの間に空気層３０ｃが形成（区分け）されている。

なお、壁体５０ａには孔６０が形成され、壁体５０ｂには孔６１が形成されている。従って、各空気層３０ａ，３０ｂ，３０ｃは密閉された空間ではなく、壁体５０ａ，５０ｂの孔６０，６１によって通気可能な空間として区分けされる。そして、図６（ｂ）に示すように、平面視において、各壁体５０ａ，５０ｂの孔６０，６１同士が重ならないように配置されている。

そして、平面視において、各壁体５０ａ，５０ｂの孔６０，６１同士が重ならないように配置されるため、例えば、壁体５０ａの孔６０を通過した音波は他の壁体５０ｂの孔６１以外の部分に衝突する。すなわち、壁体５０ａ，５０ｂの孔６０，６１以外の部分は音波を直接受けることになる。従って、壁体５０ａ，５０ｂは、枠体４０の底部として機能する。これにより、空気ばねとして機能する厚みＬが異なる空気層３０が複数形成される。換言すれば、吸音体１３において吸音ピーク周波数を複数有する吸音体１３を構成することができる。

具体的には、本実施形態の吸音体１３は、壁体５０ａの振動板２０側の一面５１と振動板２０の底部面４１ａと対向する面との間の距離Ｌ３と、壁体５０ｂの振動板２０側の一面５２と振動板２０の底部面４１ａと対向する面との間の距離Ｌ４と、枠体４０の底部４１の底部面４１ａと振動板２０の底部面４１ａと対向する面との間の距離Ｌ５と、を有する。そして、厚みＬ３，Ｌ４，Ｌ５を有する各空気層を空気ばねとする共鳴機構が構成される。

ここで、厚みＬ３は、最も厚みが薄く、厚みＬ５は、最も厚みが厚い。このため、振動板２０と厚みＬ３の空気層との構成では、吸音ピーク周波数がより高い周波数帯域となる。すなわち、より高周波帯域の吸音効率を高めることができる。一方、振動板２０と厚みＬ５の空気層との構成では、吸音ピーク周波数がより低い周波数帯域となる。すなわち、より低周波帯域の吸音効率を高めることができる。そして、振動板２０と厚みＬ４の空気層の構成では、振動板２０と厚みＬ３の空気層との構成と振動板２０と厚みＬ５の空気層との構成との中間の周波数が吸音ピーク周波数として設定される。

なお、上記吸音体１３を用いた吸音構造は、第１から第４実施形態にかかる吸音構造と同様に構成可能であるため、説明を省略する。

以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

吸音体１３では、枠体４０内に壁体５０ａ，５０ｂを配置することにより、空気層３０が複数に区分けされ、空気層の厚みＬ３，Ｌ４，Ｌ５が異なる空気層が形成される。これにより、複数の吸音ピーク周波数を有することができ、一つの吸音体１３で異なる周波数帯域を吸音することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）上記実施形態では、空気層３０の厚みＬを変更することにより、吸音ピーク周波数を変更したが、これに限定されず、他の構成により、吸音ピーク周波数を変更してもよい。例えば、振動板２０の密度、振動板２０の重量、振動板２０の厚み等を変更することにより吸音ピーク周波数を変更してもよい。このようにしても上記効果と同様の効果を得ることができる。

（変形例２）上記実施形態では、ダクト１２０の断面は矩形としたが、これに限定されない。例えば、円形等であってもよい。また、吸音体１０，１１，１２，１３は平面視において矩形であったが、これに限定されない。例えば、円形等であってもよい。このようにしても上記効果と同様の効果を得ることができる。

（変形例３）第１実施形態の吸音構造１００において、吸音体１０，１１を一つずつ配置したが、これに限定されない。例えば、２個以上配置してもよい。さらに、吸音体１０，１１とは吸音ピーク周波数が異なる他の吸音体を加えて配置してもよい。このようにすれば、異なる騒音周波数帯域において吸音効果を高めることができる。

（変形例４）第２実施形態の吸音構造１０１において、一対の吸音体１０（１０ａ，１０ｂ）及び一対の吸音体１１（１１ａ，１１ｂ）を一対ずつ配置したが、これに限定されない。例えば、さらに、一対の吸音体１０（１０ａ，１０ｂ）及び一対の吸音体１１（１１ａ，１１ｂ）を加えて配置してもよい。また、吸音体１０，１１とは吸音ピーク周波数が異なる一対の吸音体を加えて配置してもよい。このようにすれば、さらに吸音効果を高めることができる。

（変形例５）第３実施形態の吸音構造１０２において、吸音体１０，１１の各枠体４０をダクト１２０の内壁面１２０ａに接合したが、この構成に限定されない。例えば、ダクト１２０の一部を開口し、当該開口した開口部に吸音体１０，１１の振動板２０を配置し、内壁面１２０ａと振動板２０の表面が面一となるように構成する。このようにすれば、ダクト１２０内の空間をさらに大きく確保させた状態で吸音を行うことができる。

（変形例６）第４実施形態の吸音体１２において、振動板２０の端部を枠体４０で支持したが、この構成に限定されない。例えば、支持体２１の端部を枠体４０で支持し、振動板２０を支持体２１に接合するよう構成してもよい。すなわち、振動板２０の背面の略全面を支持体２１により支持し、支持体２１の端部を枠体４０で支持するよう構成してもよい。

（変形例７）第５実施形態の吸音体１３の振動板２０は、互いに材質が異なる第１振動板２０ａと第２振動板２０ｂとで構成したが、第１から第４実施形態における吸音体１０，１１，１２に対しても同様に互いに材質が異なる振動板の積層体に構成してもよい。このようにしても、容易に吸音ピーク周波数を変更させることができる。

１０，１０ａ，１０ｂ，１１，１１ａ，１１ｂ，１２，１３…吸音体、２０…振動板、２０ａ…第１振動板、２０ｂ…第２振動板、２１…支持体、２１ａ…一方面、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…空気層、４０…枠体、４１…底部、４１ａ…底部面、４１ｂ…外面、４２…側部、４２ａ…頂部面、５０，５０ａ，５０ｂ…壁体、６０，６１…孔、１００，１０１，１０２…吸音構造、１２０…ダクト、１２０ａ…内壁面、１２０ｂ…内壁面、１３０…開口部（吸気口または排気口）、１４０…隙間。

Claims (10)

1. 外部音源からの音波を受けて共鳴する振動板と、
   前記振動板の端部を支持するとともに、空気層を囲う枠体と、を備えたことを特徴とする吸音体。
2. 請求項１に記載の吸音体において、
   前記振動板を支持する支持体を備えたことを特徴とする吸音体。
3. 請求項１または請求項２に記載の吸音体において、
   前記枠体の内部に壁体が設けられ、前記空気層が複数に区分けされたことを特徴とする吸音体。
4. 請求項３に記載の吸音体において、
   複数の前記壁体が設けられ、
   各前記壁体は孔を有し、
   平面視において、各前記壁体の前記孔が重ならないように配置されていることを特徴とする吸音体。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の吸音体において、
   前記振動板が、異なる材質によって積層された積層体であることを特徴とする吸音体。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の吸音体が、吸気口または排気口を有するダクト内に配置され、前記ダクトの内壁に対向する面の少なくとも一つの面が前記ダクトの内壁から離れていることを特徴とする吸音構造。
7. 請求項６に記載の吸音構造において、
   第１吸音ピーク周波数を有する第１吸音体と、前記第１吸音ピーク周波数とは異なる第２吸音ピーク周波数を有する第２吸音体とを配置したことを特徴とする吸音構造。
8. 請求項６または請求項７に記載の吸音構造において、
   一対の前記吸音体を有し、当該一対の吸音体は、前記振動板が対向するように配置されていることを特徴とする吸音構造。
9. 請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の吸音構造において、
   前記振動板が前記ダクトの内壁面の延在方向に交差する方向に配置されたことを特徴とする吸音構造。
10. 請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の吸音構造において、
    前記振動板が前記ダクトの内壁面の延在方向に沿って配置されたことを特徴とする吸音構造。

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