JP2023006879A - 吸音ユニットおよび吸音ユニットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸音ユニットの変形を抑制する。【解決手段】本開示の一態様に係る吸音ユニットは、音波が入射可能な複数の穿孔が形成された穿孔板と、穿孔板の外端縁に、穿孔板と垂直に設けられた支持板と、支持板の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置された側壁と、を備え、穿孔板、支持板、および側壁により、互いに幅方向に隣り合う複数の導波管を構成する。【選択図】図1
Description
本開示は、吸音により音を低減させる技術に関する。
鉄道、高速道路、工事現場などにおいて発生する騒音を抑制することは、重要な社会課題の1つである。特許文献1には、道路や線路上を走行する車両による騒音を抑制するために、吸音材を用いた防音パネルを騒音源の脇に設置することが開示されている。一方、特に低周波数帯の騒音について、より効果的に消音することが求められている。
非特許文献1には、180度方向に2度折り返したS字形の導波管を含む吸音構造体が提案されている。この吸音構造体の厚みは、導波管の長さの約1/3倍である。故に、かかる構造によれば、吸音ユニットの厚みを抑制しつつ低周波数帯の音を効果的に低減させることができる。
非特許文献1に記載の吸音構造体のように、幾何学的な構造を利用して吸音する吸音ユニットを製造した場合に、設計形状からの変形が生じることによって吸音性能が低下する場合がある。
本開示の技術は、吸音ユニットの変形を抑制することを目的とする。
本開示の一態様に係る吸音ユニットは、音波が入射可能な複数の穿孔が形成された穿孔板と、
穿孔板の外端縁に、穿孔板と垂直に設けられた支持板と、支持板の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置された側壁と、を備え、穿孔板、支持板、および側壁により、互いに幅方向に隣り合う複数の導波管を構成する。
穿孔板の外端縁に、穿孔板と垂直に設けられた支持板と、支持板の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置された側壁と、を備え、穿孔板、支持板、および側壁により、互いに幅方向に隣り合う複数の導波管を構成する。
以下、本発明の実施形態の例について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための図面において、同一の構成要素について、その繰り返しの説明は省略する。
(1)吸音ユニットの構成
吸音ユニットの構成について説明する。
(1-1)吸音ユニットの基本構成
吸音ユニットの基本構成について説明する。吸音ユニットは、吸音ユニットに向かって進む音波のエネルギーを他のエネルギーに転換して反射音および透過音の音圧を低減する吸音効果を有する、特定の吸音構造を備える部材である。図1は、実施形態に係る吸音ユニットの概観を示す図である。図2は、実施形態に係る吸音ユニットの構造を示す図である。
吸音ユニットの構成について説明する。
(1-1)吸音ユニットの基本構成
吸音ユニットの基本構成について説明する。吸音ユニットは、吸音ユニットに向かって進む音波のエネルギーを他のエネルギーに転換して反射音および透過音の音圧を低減する吸音効果を有する、特定の吸音構造を備える部材である。図1は、実施形態に係る吸音ユニットの概観を示す図である。図2は、実施形態に係る吸音ユニットの構造を示す図である。
以下の説明において、「D方向」は、吸音ユニット10の奥行方向である。吸音ユニット10は、主にD方向に進む音波を吸音する。
「H方向」は、D方向と垂直な方向であり、吸音ユニット10の高さ方向である。
「W方向」は、「D方向」および「H方向」に直交する方向であり、吸音ユニット10の横方向である。
吸音ユニット10は、D方向およびW方向に延在する空洞(以下「導波管11」という。)を複数有し、各導波管11は穿孔板12と組み合わされることで共振器として機能する。穿孔板12には、D方向に貫通する複数の穿孔が形成されている。
「H方向」は、D方向と垂直な方向であり、吸音ユニット10の高さ方向である。
「W方向」は、「D方向」および「H方向」に直交する方向であり、吸音ユニット10の横方向である。
吸音ユニット10は、D方向およびW方向に延在する空洞(以下「導波管11」という。)を複数有し、各導波管11は穿孔板12と組み合わされることで共振器として機能する。穿孔板12には、D方向に貫通する複数の穿孔が形成されている。
吸音ユニット10は、穿孔板12と吸音モジュール20とにより複数の導波管11を構成している。吸音モジュール20は、支持板13および側壁14を備えている。吸音モジュール20の構成については後述する。
図1に示すように、吸音ユニット10は、複数の導波管11を備える。複数の導波管11は、それぞれ吸音ユニット10のD方向およびW方向に延在している。導波管11は、側壁14、支持板13、および隔壁15を有する吸音モジュール20と、穿孔板12とにより構成される。導波管11における隔壁15と逆の端部には、穿孔板12が設けられる。
互いに隣り合う複数の導波管11は、D方向又はW方向に隣り合っている。導波管11が隣り合う方向を、以下の説明において幅方向という。すなわち、幅方向は、位置によりD方向又はW方向となる。
互いに隣り合う2つの導波管11は、側壁14を介して隣接している。すなわち、側壁14は、吸音ユニット10の内部を複数の導波管11に分割する。
互いに隣り合う2つの導波管11は、側壁14を介して隣接している。すなわち、側壁14は、吸音ユニット10の内部を複数の導波管11に分割する。
なお、吸音ユニット10は、全体が一体となって構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせることで構成されていてもよい。例えば、穿孔板12と吸音モジュール20とが別体となって構成されていてもよい。すなわち、吸音ユニット10は、複数の穿孔を有する穿孔面と、それぞれ穿孔面の異なる領域に接する複数の導波管11とを有していればよい。各導波管11の内部と外部との間は、穿孔面の当該導波管11に接する領域に存在する複数の穿孔を介して通気可能である。
穿孔板12から入射する音波は、それぞれの導波管11の内部に伝達し、それぞれの導波管11における隔壁15で反射する。穿孔板12は、音響インピーダンスの整合部材として機能し、複数の導波管11は、互いに共振特性が異なる共振器として機能する。そのため、吸音ユニット10によれば、単一の導波管11を有する吸音材と比較して、広い周波数帯域において吸音効果を得ることができる。本実施形態における吸音ユニット10の吸音特性は、例えば、周波数ごとの吸音率、又は音響インピーダンスにより表される。なお、各導波管11が吸音する音波の周波数帯域が互いに重ならないように吸音ユニット10が設計されていてもよいし、各導波管11が吸音する音波の周波数帯域の一部が重なるように吸音ユニット10が設計されていてもよい。
図2Aに示すように、導波管11Aの長さL11は、隔壁15Aから穿孔板12までの導波管11Aの経路の長さで表される。導波管11Bの長さL12は、隔壁15Bから穿孔板12までの経路の長さで表される。それぞれの導波管11の長さは、導波管11の形状、および隔壁15の位置により異なっている。このように各導波管の長さを異ならせることで、各導波管の共振特性を異ならせることができる。
吸音ユニット10は、例えば、樹脂、金属、シリコン、ゴム、ポリマー、紙、段ボール、木材、又は不織布などの素材により構成される。ただし、吸音ユニット10はこれらの素材以外の素材により構成されていてもよい。また、それぞれ素材が異なる複数の部材を組み合わせることで吸音ユニット10が構成されてもよい。例えば、吸音ユニット10のうち穿孔板12と吸音モジュール20とが異なる素材により構成されていてもよい。
吸音ユニット10は、例えば、樹脂、金属、シリコン、ゴム、ポリマー、紙、段ボール、木材、又は不織布などの素材により構成される。ただし、吸音ユニット10はこれらの素材以外の素材により構成されていてもよい。また、それぞれ素材が異なる複数の部材を組み合わせることで吸音ユニット10が構成されてもよい。例えば、吸音ユニット10のうち穿孔板12と吸音モジュール20とが異なる素材により構成されていてもよい。
(1-2)穿孔板12の構成
穿孔板12の構成について説明する。穿孔板12は、複数の穿孔を有する板状部材である。穿孔からは音波が入射可能となっている。なお、穿孔板12を一体として構成することで、穿孔板12の製造工程を簡易にすることができ、製造コストを低減できる。また、穿孔板12を吸音モジュール20と一体に成形することで、既定の穿孔板12のサイズに適合させるために吸音モジュール20のH方向およびW方向のサイズが制限されることを回避でき、吸音ユニット10の形状およびサイズの自由度を向上させることができる。
穿孔板12の構成について説明する。穿孔板12は、複数の穿孔を有する板状部材である。穿孔からは音波が入射可能となっている。なお、穿孔板12を一体として構成することで、穿孔板12の製造工程を簡易にすることができ、製造コストを低減できる。また、穿孔板12を吸音モジュール20と一体に成形することで、既定の穿孔板12のサイズに適合させるために吸音モジュール20のH方向およびW方向のサイズが制限されることを回避でき、吸音ユニット10の形状およびサイズの自由度を向上させることができる。
各導波管11の共振特性は、当該導波管11の形状と、当該導波管11に組み合わされる穿孔板12の形状パラメータ(以下「孔パラメータ」という)に依存する。孔パラメータには、例えば、以下が含まれる。
・穿孔板12の面積(孔が形成される表面の面積)
・穿孔板12の厚さ(表面に直交する方向の寸法)
・孔の大きさ(例えば孔が円形である場合の直径)
・穿孔板12の表面に占める孔の面積の割合(以下「孔の占有率」という)
・孔の形状
・孔の数
・孔どうしの間隔
・穿孔板12の面積(孔が形成される表面の面積)
・穿孔板12の厚さ(表面に直交する方向の寸法)
・孔の大きさ(例えば孔が円形である場合の直径)
・穿孔板12の表面に占める孔の面積の割合(以下「孔の占有率」という)
・孔の形状
・孔の数
・孔どうしの間隔
穿孔板12の孔パラメータを変更することで、吸音ユニット10の音響インピーダンスを調整することができる。また、穿孔板12は、熱粘性抵抗によってQ値を低くする効果もある。具体的なパラメータ例として、例えば、吸音ユニット10のH方向、D方向およびW方向の長さがそれぞれ3cm~10cmであり、穿孔板12の厚さが0.5mm~3mmである場合に、穿孔板12に存在する孔の径を0.3mm~2mmに設定する。そして、穿孔板12における孔の数などその他のパラメータを適切に設定することで、人の会話に含まれる音の主成分である400Hz~1500Hzの音を効率的に吸音する(音圧を低減する)ことができる。この場合、吸音ユニット10による400Hz以上1500Hz以下の音の平均吸音率は、吸音ユニット10による他の周波数帯(400Hzより低い周波数帯および1500Hzより高い周波数帯)の音の平均吸音率よりも高くなる。また、導波管11の形状および孔パラメータの少なくとも何れかを調整することで、吸音ユニット10の吸音特性を変化させることができる。例えば、1000Hz以上4000Hz以下の音の平均吸音率が、その他の周波数帯の音の平均吸音率よりも高くなるように、吸音ユニット10を設計することもできる。また例えば、200Hz以上2500Hz以下の音を効率的に吸音するように吸音ユニット10を設計することもできる。
吸音ユニット10が有する複数の穿孔板12の孔パラメータは互いに異なっていてもよい。例えば、穿孔板12の孔パラメータは導波管11ごとに要求される吸音特性に応じて最適化されてもよい。これにより、吸音ユニット10は、広い周波数帯域において高い吸音率を達成できる。ただしこれに限らず、吸音ユニット10が有する複数の穿孔板12の孔パラメータは共通であってもよい。これにより、穿孔板12の仕様を標準化できるため、穿孔板12の製造コストを低減することができる。
(1―3)吸音モジュール20の構成
図1Aに示すように、吸音モジュール20の支持板13は、穿孔板12の外端縁に、穿孔板12と垂直に設けられている。図1の例では、穿孔板12のH方向の両側の外端部に、複数の支持板13が設けられている。そして、互いに隣り合う導波管11を構成する支持板13それぞれは、穿孔板12の外端縁のうち、一方側の外端縁と、他方側の外端縁と、に交互に設けられている。
図1Aに示すように、吸音モジュール20の支持板13は、穿孔板12の外端縁に、穿孔板12と垂直に設けられている。図1の例では、穿孔板12のH方向の両側の外端部に、複数の支持板13が設けられている。そして、互いに隣り合う導波管11を構成する支持板13それぞれは、穿孔板12の外端縁のうち、一方側の外端縁と、他方側の外端縁と、に交互に設けられている。
図2Aに示すように、吸音モジュール20は、D方向およびW方向に間隔をあけて配置された複数の支持板13を備えている。図2Bに示すように、複数の支持板13は、H方向に間隔をあけて配置されている。導波管11は、H方向の一方側(上側)又は他方側(下側)が開口している。
側壁14は、支持板13の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置されている。幅方向とは、D方向およびW方向を含み、高さ方向(H方向)に対して垂直な方向を指す。
側壁14は、H方向に延びる壁を形成している。側壁14は、支持板13および隔壁15と一体に形成されている。
吸音モジュール20の外周部には、平面視でまっすぐ伸びる外周壁16が形成されている。
側壁14は、H方向に延びる壁を形成している。側壁14は、支持板13および隔壁15と一体に形成されている。
吸音モジュール20の外周部には、平面視でまっすぐ伸びる外周壁16が形成されている。
図3Aに示すように、複数の吸音ユニット10がH方向に積層されて吸音壁1を構成する。図3Bに示すように、H方向に積層された状態において、上方に位置する吸音モジュール20aの支持板13aは、下方に位置する吸音モジュール20bの導波管11のうち、上方に向けて開口する導波管11の開口を閉塞する。一方。下方に位置する吸音モジュール20bの支持板13bは、上方に位置する吸音モジュール20aの導波管11のうち、下方に向けて開口する導波管11の開口を閉塞する。
(2)吸音ユニット10の製造方法
吸音ユニット10の製造方法について説明する。図4、および図5はそれぞれ、実施形態に係る吸音ユニット10の製造方法の一例を示す図である。図4に示すように、吸音ユニット10のHW断面において、各導波管の側壁14はH方向に延在している。この構造は、例えば以下に説明するような射出成型による製造方法に適しており、吸音ユニット10を低コストかつ効率的に製造することができる。
吸音ユニット10の製造方法について説明する。図4、および図5はそれぞれ、実施形態に係る吸音ユニット10の製造方法の一例を示す図である。図4に示すように、吸音ユニット10のHW断面において、各導波管の側壁14はH方向に延在している。この構造は、例えば以下に説明するような射出成型による製造方法に適しており、吸音ユニット10を低コストかつ効率的に製造することができる。
一例として、図4に示すように、各導波管はH方向に開口した状態となっている。このため、H方向を型開方向または金型摺動方向として射出成形を行うことで、吸音ユニット10の一部を構成する吸音モジュール20を一体成形することができる。そして、吸音モジュール20のD方向の端部に、穿孔板12を接着剤などにより固定することで、吸音ユニット10を製造することができる。
すなわち、音の伝播方向および幅方向それぞれと直交するH方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、支持板13および側壁14を一体に成形する。
すなわち、音の伝播方向および幅方向それぞれと直交するH方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、支持板13および側壁14を一体に成形する。
別の例として、穿孔板12と吸音モジュール20とを一体に成形する製造方法について説明する。図5に示すように、まず、ピンが複数設けられたキャビスライドをスライド方向(D方向)にスライドし、穿孔板12の穿孔を形成する。その後に、H方向を型開方向として射出成形を行うことで、吸音モジュール20を穿孔板12とともに一体成形することができる。すなわち、音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うなかで、音の伝播方向にスライド型をスライドさせることで、穿孔板12、支持板13、および側壁14を一体に成形する。
なお、吸音ユニット10の製造方法は上記の例に限定されない。吸音ユニット10は、射出成型、押出成形、真空成型、3Dプリンタによる積層造形、および切削加工のいずれかの方法もしくはそれらを組み合わせた方法を用いて製造されてもよい。
(3)吸音ユニット10の使用方法
吸音ユニット10の使用方法について説明する。図6は、実施形態に係る吸音ユニット10の機能を説明する図である。図7は、実施形態に係る吸音ユニット10の使用方法を示す図である。
吸音ユニット10の使用方法について説明する。図6は、実施形態に係る吸音ユニット10の機能を説明する図である。図7は、実施形態に係る吸音ユニット10の使用方法を示す図である。
図6Aに示すように、吸音ユニット10は、吸音すべき音を発する騒音源NSに対してD方向に離れた位置に設置される。吸音ユニット10に含まれる各導波管は、騒音源NSからD方向に進行する音波のうち、当該導波管の形状(例えば長さ)と穿孔板12の孔パラメータとに応じた周波数の成分を吸収する。これにより、騒音源NSから吸音ユニット10よりもD方向側の位置に到達する音波の音圧は、吸音ユニット10が設置されていない場合と比較して、大きく低減される。
図6Bに示すように、複数の吸音ユニット10をH方向に組み合わせて設置することで、騒音源NSから発される音の音圧をより低減することができる。複数の吸音ユニット10は、騒音源NSから人間HMaがいる方向へ進行する音波を遮る吸音壁1を構成するように、組み合わせて設置される。吸音壁1は遮音効果を有するため、吸音壁1を設置することにより、騒音源NSから発された音波の音圧は吸音壁1を通過する際に大きく低減され、騒音源NSから見て吸音壁1より奥に居る人間HMaが感じる騒音を小さくすることができる。
また、吸音壁1は吸音効果を有するため、吸音壁1を設置することにより、従来の部材で構成された壁(例えばコンクリート壁)を同じ位置に設置した場合と比較して、壁で反射した音の大きさが小さくなる。そのため、騒音源NSから発された音波の音圧は、吸音壁1で反射される際に大きく低減され、騒音源NSに対して吸音壁1とは反対側にいる人間HMbが感じる騒音を小さくすることができる。また、吸音壁1を設置した場合、従来の部材で構成された壁を同じ位置に設置した場合と比較して、回折により壁の奥に回り込む音の大きさも小さくなる。この効果により、壁の奥にいる人間HMaが感じる騒音をより小さくすることができる。
吸音壁1の用途は限定されないが、例えば以下のような用途で吸音壁1を用いることができる。吸音壁1は、道路又は鉄道線路の周辺に配置されることで、自動車又は電車により生じる騒音を抑制することができる。吸音壁1は、工事現場に配置されることで、工事騒音を抑制することができる。吸音壁1は、建物の壁として使用されることで、建物内の騒音を抑制することができる。吸音壁1は、人の作業場所(例えば作業デスク)の周辺に配置されることで、作業者により知覚される騒音を抑制することができる。作業場所の周辺における吸音壁1の置き方としては、作業場所の四方を囲むように吸音壁1が置かれてもよいし、出入り口の方向を除いた3方向を囲むように吸音壁1が置かれてもよいし、1面のみの吸音壁1が置かれてもよい。また、四方を吸音壁1により囲まれた作業場所の天井部分を塞ぐことで、作業ブースを構成してもよい。
吸音壁1の用途は限定されないが、例えば以下のような用途で吸音壁1を用いることができる。吸音壁1は、道路又は鉄道線路の周辺に配置されることで、自動車又は電車により生じる騒音を抑制することができる。吸音壁1は、工事現場に配置されることで、工事騒音を抑制することができる。吸音壁1は、建物の壁として使用されることで、建物内の騒音を抑制することができる。吸音壁1は、人の作業場所(例えば作業デスク)の周辺に配置されることで、作業者により知覚される騒音を抑制することができる。作業場所の周辺における吸音壁1の置き方としては、作業場所の四方を囲むように吸音壁1が置かれてもよいし、出入り口の方向を除いた3方向を囲むように吸音壁1が置かれてもよいし、1面のみの吸音壁1が置かれてもよい。また、四方を吸音壁1により囲まれた作業場所の天井部分を塞ぐことで、作業ブースを構成してもよい。
(4)吸音モジュール20の変形例
吸音モジュール20の変形例について説明する。上述した本実施形態の説明における吸音モジュール20は、以下で説明する各変形例の吸音モジュール20に置き換えることができる。変形例1~4の吸音モジュール20では、側壁14の形状が主に変形されており、支持板13は穿孔板12の一方の外端縁に設けられている。
吸音モジュール20の変形例について説明する。上述した本実施形態の説明における吸音モジュール20は、以下で説明する各変形例の吸音モジュール20に置き換えることができる。変形例1~4の吸音モジュール20では、側壁14の形状が主に変形されており、支持板13は穿孔板12の一方の外端縁に設けられている。
(4-1)変形例1
図7Aは、変形例1に係る吸音モジュール20の外観斜視図である。図7Bは、変形例1に係る吸音モジュール20の平面図である。
図7Aは、変形例1に係る吸音モジュール20の外観斜視図である。図7Bは、変形例1に係る吸音モジュール20の平面図である。
図7Aおよび図7Bに示すように、複数の側壁14は、音波の伝播方向に沿って、所定の周期に従って幅方向の位置が異なる形状を呈している。音波の伝播方向とは、導波管11の経路において、音波が主に伝播する方向を指す。例えば、図7Bにおける音波の伝播方向は、穿孔板12が位置する付近の領域MにおいてはD方向を指し、導波管11の奥の領域NにおいてはW方向を指す。
側壁14は、支持板13の平面視において、波形状を呈している。すなわち、側壁14は平面視で曲面状に延びる曲面壁部と、閉塞端を構成する平面壁部と、を備えている。
側壁14は、支持板13の平面視において、波形状を呈している。すなわち、側壁14は平面視で曲面状に延びる曲面壁部と、閉塞端を構成する平面壁部と、を備えている。
図8に示す積層された吸音ユニット10では、3つの吸音モジュール20に対して一つの穿孔板12が設けられている。このように穿孔板12は、複数の吸音モジュール20を覆うように構成されてもよい。
(4-2)変形例2
図9Aは、変形例2に係る吸音モジュール20の外観斜視図である。図9Bは、変形例2に係る吸音モジュール20の平面図である。
図9Aは、変形例2に係る吸音モジュール20の外観斜視図である。図9Bは、変形例2に係る吸音モジュール20の平面図である。
図9Aおよび図9Bに示すように、変形例2に係る吸音モジュール20の側壁14は、第1壁部14Aと第2壁部14Bとを備えている。
第1壁部14Aは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びている。
第2壁部14Bは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びている。第1壁部14Aおよび第2壁部14Bは、連続して交互に配置されている。
第1壁部14Aは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びている。
第2壁部14Bは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びている。第1壁部14Aおよび第2壁部14Bは、連続して交互に配置されている。
図10は、変形例2に係る吸音ユニット10をH方向に積層した状態を示す図である。図10に示す積層された吸音ユニット10では、3つの吸音モジュール20に対して一つの穿孔板12が設けられている。
(4-3)変形例3
図11は、変形例3に係る吸音モジュール20の平面図である。
図11に示すように、変形例3に係る吸音モジュール20の側壁14は、第3壁部14Cと第4壁部14Dと、を備えている。
第3壁部14Cは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って延びている。
第4壁部14Dは、支持板13の平面視において、伝搬方向と直交する方向に向けて延びている。第3壁部14Cと第4壁部14Dは、伝播方向に沿って互いに連続して交互に配置されている。互いに隣り合う側壁14は、複数の導波管11の断面積が略同一となるように、同じ位相で屈曲している。
図11は、変形例3に係る吸音モジュール20の平面図である。
図11に示すように、変形例3に係る吸音モジュール20の側壁14は、第3壁部14Cと第4壁部14Dと、を備えている。
第3壁部14Cは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って延びている。
第4壁部14Dは、支持板13の平面視において、伝搬方向と直交する方向に向けて延びている。第3壁部14Cと第4壁部14Dは、伝播方向に沿って互いに連続して交互に配置されている。互いに隣り合う側壁14は、複数の導波管11の断面積が略同一となるように、同じ位相で屈曲している。
(4-4)変形例4
図12Aは、変形例4に係る吸音モジュール20の外観斜視図である。図12Bは、変形例4に係る吸音モジュール20の平面図である。
図12Aは、変形例4に係る吸音モジュール20の外観斜視図である。図12Bは、変形例4に係る吸音モジュール20の平面図である。
図12Aおよび図12Bに示すように、変形例4に係る吸音モジュール20の側壁14は、第5壁部14E、第6壁部14F、および第7壁部14Gを少なくとも備えている。
第5壁部14Eは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びている。
第6壁部14Fは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って延びている。
第7壁部14Gは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びている。
第5壁部14Eは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びている。
第6壁部14Fは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って延びている。
第7壁部14Gは、支持板13の平面視において、伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びている。
第5壁部14E、第6壁部14F、および第7壁部14Gは、互いに連続して交互に設けられてもよいし、いずれかの壁部が、伝播方向に沿って選択的に配置されていてもよい。
例えば、図12Bの領域Oでは、第5壁部14E、第6壁部14F、および第7壁部14Gが、伝播方向に沿って交互に連続して延びている。
一方、図12Bの領域Pでは、第5壁部14Eおよび第7壁部14Gが、伝播方向に沿って交互に連続して延びている。
変形例4に係る吸音モジュール20では、支持板13の外周縁部に沿って延びる直線状の外周壁16が形成されている。
例えば、図12Bの領域Oでは、第5壁部14E、第6壁部14F、および第7壁部14Gが、伝播方向に沿って交互に連続して延びている。
一方、図12Bの領域Pでは、第5壁部14Eおよび第7壁部14Gが、伝播方向に沿って交互に連続して延びている。
変形例4に係る吸音モジュール20では、支持板13の外周縁部に沿って延びる直線状の外周壁16が形成されている。
変形例4に係る吸音モジュール20は、平面視で六角形状を呈する側壁14の一部が除去された構造を呈している。このような変形例4に係る吸音モジュール20は、前述した射出成形により、平面視で六角形状を呈する側壁14により構成されたハニカム構造体を形成したのちに、側壁14の一部を除去して導波管11の経路を形成することで製造してもよい。このような方法で変形例4に係る吸音モジュール20を製造する場合、側壁14の一部を除去することで導波管11の経路を形成することができ、ハニカム構造体を成形するための金型を流用することができる。これにより、様々な経路の導波管11を備えた吸音モジュール20の製造コストを削減することができる。
図13に示すように、変形例4に係る吸音モジュール20の他の形態では、外周壁16が設けられていない。すなわち、第5壁部14E、第6壁部14F、および第7壁部14Gにより、支持板13の外端部に位置する壁面が形成されている。
図14Aに示す変形例4に係る吸音モジュール20を用いた吸音壁1、および図14Bに示す変形例4の他の形態に係る吸音モジュール20を用いた吸音壁1では、3つの吸音モジュール20に対して一つの穿孔板12が設けられている。
(4-5)変形例5
図15Aは、変形例5に係る吸音モジュール20の斜視図である。図15Bは、変形例5に係る吸音モジュール20に穿孔板12を取り付けた吸音ユニット10の斜視図である。
図15Aは、変形例5に係る吸音モジュール20の斜視図である。図15Bは、変形例5に係る吸音モジュール20に穿孔板12を取り付けた吸音ユニット10の斜視図である。
図15Bに示すように、変形例5に係る吸音モジュール20の穿孔板12は、支持板13の平面視において、穿孔が形成された穿孔面が、幅方向に対して傾斜するように配置されている、
変形例5の吸音モジュール20では、互いに隣り合う導波管11において、幅方向の一方側(+H方向側)よりも他方側(-H方向側)に位置する導波管11における音の伝播方向の長さが常に長くなっている。
変形例5の吸音モジュール20では、互いに隣り合う導波管11において、幅方向の一方側(+H方向側)よりも他方側(-H方向側)に位置する導波管11における音の伝播方向の長さが常に長くなっている。
図16Aは変形例5に係る吸音モジュール20の正面図である。図16Bは変形例5に係る吸音モジュール20の側面図である。
図16Aに示すように、導波管11は、W方向の一方側又は他方側のいずれかが開口するように配置されている。図16Bに示すように、支持板13は、表裏面がW方向を向くように配置されている。
図16Aに示すように、導波管11は、W方向の一方側又は他方側のいずれかが開口するように配置されている。図16Bに示すように、支持板13は、表裏面がW方向を向くように配置されている。
図17に示すように、変形例5に係る吸音モジュール20は、W方向に並べて配置される。この図の状態から、さらにH方向に積層されて、吸音壁1を構成してもよい。図17に示す向きで吸音壁1を設置する場合、吸音壁1に対してH方向に離れた位置に騒音源(吸音対象の音の発生源)が存在するように吸音壁1が設置される。これにより、吸音壁1は、-H方向に進行する音を効率的に吸音することができる。ただし、吸音壁1の置き方はこれに限定されない。例えば、吸音壁1に対して-D方向に離れた位置に騒音源が存在するように吸音壁1が設置されてもよい。この場合、吸音壁1は、D方向に進行する音を吸音することができる。
(5)その他の変形例
吸音モジュール20の側壁14は、その他の形状を有していてもよい。例えば、図18に示すように、まっすぐ伸びる複数の側壁14により構成されていてもよい。
以上説明したように、本実施形態に係る吸音ユニット10は、側壁14を支持する支持板13を備えている。支持板13により側壁14を支持することで、側壁14の変形を抑えることができる。
また、側壁14が、音波の伝播方向に沿って、所定の周期に従って幅方向の位置が異なっている場合には、吸音ユニット10をH方向に積層し、側壁14に座屈加重がかかった際に、側壁14自体の形状により、側壁14が幅方向のいずれかに倒れにくくなる。これにより、側壁14の座屈強度を確保して、より一層効果的に側壁14の変形を抑えることができる。ま
また、本実施形態に係る吸音ユニット10の構成によれば、射出成形で吸音ユニット10を生成することに起因して生じる反りなどの変形も抑制することができる。
また、側壁14が、音波の伝播方向に沿って、所定の周期に従って幅方向の位置が異なっている場合には、吸音ユニット10をH方向に積層し、側壁14に座屈加重がかかった際に、側壁14自体の形状により、側壁14が幅方向のいずれかに倒れにくくなる。これにより、側壁14の座屈強度を確保して、より一層効果的に側壁14の変形を抑えることができる。ま
また、本実施形態に係る吸音ユニット10の構成によれば、射出成形で吸音ユニット10を生成することに起因して生じる反りなどの変形も抑制することができる。
吸音ユニット10に設けられる穿孔板12は、着脱可能に構成されてもよい。すなわち、吸音ユニット10は、複数の導波管11を備える立体部材と、その立体部材に取り付け可能な穿孔板12とにより構成されていてもよい。これにより、穿孔板12が消耗して吸音ユニット10の吸音特性が劣化した場合でも、容易に穿孔板12を交換して吸音ユニット10の吸音特性を向上させることができる。また、穿孔板12を孔パラメータが異なる別の穿孔板12に交換することで、吸音ユニット10の吸音特性を任意に調整することができる。
吸音ユニット10に設けられる穿孔板12、隔壁15、および側壁14の少なくとも何れかは、可動に構成されてもよい。また、穿孔板12と導波管11の隔壁15との間に新たな部材が追加されてもよい。これにより、導波管11の延在方向の長さや導波管11の形状の調整が容易になり、吸音ユニット10の吸音特性を任意に調整することができる。
上述の実施形態および変形例では吸音モジュール20が射出成形により生成される場合を中心に説明した。ただし、吸音モジュール20の生成方法はこれに限定されない。例えば、図7、図9、図11、図12、および図13に示す吸音モジュール20は、H方向に樹脂を押し出す押出成型により形成された側壁14の部分の部材に、支持板13および外周壁16の部分の部材を組み合わせることで、生成されてもよい。また例えば、図13に示す吸音モジュール20は、真空成型により形成された凹凸を有するシート状の部材を折りたたむことでハニカム構造体を形成した後、ハニカム構造体から側壁14の一部を除去することで、生成されてもよい。
上述の実施形態および変形例では吸音モジュール20が射出成形により生成される場合を中心に説明した。ただし、吸音モジュール20の生成方法はこれに限定されない。例えば、図7、図9、図11、図12、および図13に示す吸音モジュール20は、H方向に樹脂を押し出す押出成型により形成された側壁14の部分の部材に、支持板13および外周壁16の部分の部材を組み合わせることで、生成されてもよい。また例えば、図13に示す吸音モジュール20は、真空成型により形成された凹凸を有するシート状の部材を折りたたむことでハニカム構造体を形成した後、ハニカム構造体から側壁14の一部を除去することで、生成されてもよい。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されない。また、上記の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更が可能である。また、上記の実施形態および変形例を組合せてもよい。
(付記)
以下に本開示の発明について付記する。
以下に本開示の発明について付記する。
(付記1)
音波が入射可能な複数の穿孔が形成された穿孔板12と、
穿孔板12の外端縁に、穿孔板12と垂直に設けられた支持板13と、
支持板13の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置された側壁14と、を備え、
穿孔板12、支持板13、および側壁14により、互いに幅方向に隣り合う複数の導波管11を構成する吸音ユニット10。
音波が入射可能な複数の穿孔が形成された穿孔板12と、
穿孔板12の外端縁に、穿孔板12と垂直に設けられた支持板13と、
支持板13の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置された側壁14と、を備え、
穿孔板12、支持板13、および側壁14により、互いに幅方向に隣り合う複数の導波管11を構成する吸音ユニット10。
(付記2)
互いに隣り合う導波管11を構成する支持板13それぞれは、穿孔板12の外端縁のうち、一方側の外端縁と、他方側の外端縁と、に交互に設けられ、
支持板13および側壁14は互いに連続して一体に形成されている、(付記1)に記載の吸音ユニット10。
互いに隣り合う導波管11を構成する支持板13それぞれは、穿孔板12の外端縁のうち、一方側の外端縁と、他方側の外端縁と、に交互に設けられ、
支持板13および側壁14は互いに連続して一体に形成されている、(付記1)に記載の吸音ユニット10。
(付記3)
複数の側壁14は、音波の伝播方向に沿って、所定の周期に従って幅方向の位置が異なる形状を呈する、(付記1)又は(付記2)に記載の吸音ユニット10。
複数の側壁14は、音波の伝播方向に沿って、所定の周期に従って幅方向の位置が異なる形状を呈する、(付記1)又は(付記2)に記載の吸音ユニット10。
(付記4)
側壁14は、支持板13の平面視において、波形状を呈する、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
側壁14は、支持板13の平面視において、波形状を呈する、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
(付記5)
側壁14は、支持板13の平面視において、
伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びる第1壁部14Aと、
伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びる第2壁部14Bと、備えている、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
側壁14は、支持板13の平面視において、
伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びる第1壁部14Aと、
伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びる第2壁部14Bと、備えている、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
(付記6)
側壁14は、支持板13の平面視において、
伝播方向に沿って延びる第3壁部14Cと、
伝播方向と直交する方向に向けて延びる第4壁部14Dと、を備える、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
側壁14は、支持板13の平面視において、
伝播方向に沿って延びる第3壁部14Cと、
伝播方向と直交する方向に向けて延びる第4壁部14Dと、を備える、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
(付記7)
側壁14は、第3壁部14Cおよび第4壁部14Dが、伝播方向に沿って互いに交互に連続する、(付記6)に記載の吸音ユニット10。
側壁14は、第3壁部14Cおよび第4壁部14Dが、伝播方向に沿って互いに交互に連続する、(付記6)に記載の吸音ユニット10。
(付記8)
側壁14は、支持板13の平面視において、
伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びる第5壁部14Eと
伝播方向に沿って延びる第6壁部14Fと、
伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びる第7壁部14Gと、を少なくとも備える、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
側壁14は、支持板13の平面視において、
伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びる第5壁部14Eと
伝播方向に沿って延びる第6壁部14Fと、
伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びる第7壁部14Gと、を少なくとも備える、(付記3)に記載の吸音ユニット10。
(付記9)
穿孔板12は、支持板13の平面視において、
表裏面が、幅方向に対して傾斜するように配置され、
互いに隣り合う導波管11において、幅方向の一方側よりも他方側に位置する導波管11における音の伝播方向の長さが常に長くなっている、(付記1)から(付記8)のいずれか1項に記載の吸音ユニット10。
穿孔板12は、支持板13の平面視において、
表裏面が、幅方向に対して傾斜するように配置され、
互いに隣り合う導波管11において、幅方向の一方側よりも他方側に位置する導波管11における音の伝播方向の長さが常に長くなっている、(付記1)から(付記8)のいずれか1項に記載の吸音ユニット10。
(付記10)
付記1乃至付記9のいずれかに記載の吸音ユニット10の製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、支持板13および側壁14を一体に成形する成形工程を有する、吸音ユニット10の製造方法。
付記1乃至付記9のいずれかに記載の吸音ユニット10の製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、支持板13および側壁14を一体に成形する成形工程を有する、吸音ユニット10の製造方法。
(付記11)
付記8に記載の吸音ユニット10の製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、支持板13および側壁14を一体に成形する成形工程と、
成形工程の後に、側壁14の一部を除去することで、導波管11の経路を形成する経路形成工程を有する、吸音ユニット10の製造方法。
付記8に記載の吸音ユニット10の製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、支持板13および側壁14を一体に成形する成形工程と、
成形工程の後に、側壁14の一部を除去することで、導波管11の経路を形成する経路形成工程を有する、吸音ユニット10の製造方法。
(付記12)
付記1乃至付記9のいずれかに記載の吸音ユニット10の製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うなかで、音の伝播方向にスライド型をスライドさせることで、穿孔板12、支持板13、および側壁14を一体に成形する成形工程を有する、吸音ユニット10の製造方法。
付記1乃至付記9のいずれかに記載の吸音ユニット10の製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うなかで、音の伝播方向にスライド型をスライドさせることで、穿孔板12、支持板13、および側壁14を一体に成形する成形工程を有する、吸音ユニット10の製造方法。
1 :吸音壁
10 :吸音ユニット
11 :導波管
12 :穿孔板
13 :支持板
14 :側壁
15 :隔壁
20 :吸音モジュール
10 :吸音ユニット
11 :導波管
12 :穿孔板
13 :支持板
14 :側壁
15 :隔壁
20 :吸音モジュール
Claims (12)
- 音波が入射可能な複数の穿孔が形成された穿孔板と、
前記穿孔板の外端縁に、前記穿孔板と垂直に設けられた支持板と、
前記支持板の内面に垂直に支持され、互いに幅方向に間隔をあけて複数配置された側壁と、を備え、
前記穿孔板、前記支持板、および前記側壁により、互いに幅方向に隣り合う複数の導波管を構成する吸音ユニット。 - 互いに隣り合う前記導波管を構成する前記支持板それぞれは、前記穿孔板の外端縁のうち、一方側の外端縁と、他方側の外端縁と、に交互に設けられ、
前記支持板および前記側壁は互いに連続して一体に形成されている、請求項1に記載の吸音ユニット。 - 前記複数の側壁は、音波の伝播方向に沿って、所定の周期に従って幅方向の位置が異なる形状を呈する、請求項1又は2に記載の吸音ユニット。
- 前記側壁は、前記支持板の平面視において、波形状を呈する、請求項3に記載の吸音ユニット。
- 前記側壁は、前記支持板の平面視において、
前記伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びる第1壁部と、
前記伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びる第2壁部と、備えている、請求項3に記載の吸音ユニット。 - 前記側壁は、前記支持板の平面視において、
前記伝播方向に沿って延びる第3壁部と、
前記伝播方向と直交する方向に向けて延びる第4壁部と、を備える、請求項3に記載の吸音ユニット。 - 前記側壁は、前記第3壁部および前記第4壁部が、前記伝播方向に沿って互いに交互に連続する、請求項6に記載の吸音ユニット。
- 前記側壁は、前記支持板の平面視において、
前記伝播方向に沿って、幅方向の一方側から他方側に向けて延びる第5壁部と
前記伝播方向に沿って延びる第6壁部と、
前記伝播方向に沿って、幅方向の他方側から一方側に向けて延びる第7壁部と、を少なくとも備える、請求項3に記載の吸音ユニット。 - 前記穿孔板は、前記支持板の平面視において、
表裏面が、幅方向に対して傾斜するように配置され、
互いに隣り合う前記導波管において、幅方向の一方側よりも他方側に位置する導波管における音の伝播方向の長さが常に長くなっている、請求項1から8のいずれか1項に記載の吸音ユニット。 - 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の吸音ユニットの製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、前記支持板および前記側壁を一体に成形する成形工程を有する、吸音ユニットの製造方法。 - 請求項8に記載の吸音ユニットの製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うことで、前記支持板および前記側壁を一体に成形する成形工程と、
前記成形工程の後に、前記側壁の一部を除去することで、前記導波管の経路を形成する経路形成工程を有する、吸音ユニットの製造方法。 - 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の吸音ユニットの製造方法であって、
音の伝播方向および幅方向それぞれと直交する方向を、キャビティ型およびコア型の型開方向とする射出成形を行うなかで、音の伝播方向にスライド型をスライドさせることで、前記穿孔板、前記支持板、および前記側壁を一体に成形する成形工程を有する、吸音ユニットの製造方法。
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