JP2023115604A - Structure and sound absorption material etc. including structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造体および該構造体を含む吸音材等に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure, a sound absorbing material including the structure, and the like.
プライバシー保護や生活空間の環境向上の観点から、集合住宅の界壁(各住戸の間を仕切る壁)に高い遮音性が求められている。そのための手段として、面密度の大きいコンクリート壁を用いることが第一に考えられるが、建物自体の重量が重くなり、設計、構造、コスト等の制約のために、採用するのが難しい。そこで、中空層の両側に、上階床及び当該階床に取り付けられたランナーに下地としてのスタッドを立て、そこに石膏ボードや珪酸カルシウム板等の内装材を取り付けた二重壁構造が多くの場合に採用されている。 From the viewpoint of privacy protection and improvement of living space environment, high sound insulation is required for parting walls (walls that partition each dwelling unit) of housing complexes. As a means for achieving this, the use of concrete walls with a high surface density is the first conceivable method. Therefore, there are many double-walled structures in which studs are set up on both sides of the hollow layer as a base on the upper floor and runners attached to the floor, and interior materials such as gypsum boards and calcium silicate boards are attached there. adopted in case.
ところが、上記のごとき二重壁構造においては、中空層が空気ばねとして作用した共鳴現象によって、低周波数領域において遮音性能が低下することが知られている。そこで、低周波数領域の遮音性能を向上させるために、中空層にグラスウール、ロックウール等の吸音材料を充填して、音エネルギーを吸収する方法が採用されている。しかし、空間を広く利用するために壁の厚さに制約があるので、中空層を厚くすることができないために、その充填量には限界がある。また、これらの吸音材の吸音性能は、中高周波数域においては高いが、低周波数域においては低い。従って、吸音材を配置しても、低周波数領域における遮音性能を十分に向上できないという問題がある。 However, it is known that in such a double-wall structure as described above, the sound insulation performance deteriorates in a low frequency range due to a resonance phenomenon in which the hollow layer acts as an air spring. Therefore, in order to improve the sound insulation performance in the low frequency range, a method of absorbing sound energy by filling the hollow layer with a sound absorbing material such as glass wool or rock wool has been adopted. However, there is a limit to the amount of filling, since the hollow layer cannot be made thick due to the restriction on the thickness of the wall in order to utilize the space widely. In addition, the sound absorbing performance of these sound absorbing materials is high in the medium and high frequency range, but low in the low frequency range. Therefore, even if the sound absorbing material is arranged, there is a problem that the sound insulation performance in the low frequency range cannot be sufficiently improved.
こういった背景の下、かかる問題を解決する手段として従来用いられているもののひとつとして、MPP(Microperforated Panel Absorberの略で、「微細穿孔板吸音体」のこと)がある。MPPは、直径が0.5mm程度の微細孔を1%前後の開口率でシートやボードに規則正しく配置した穿孔板で構成されるもので、例えば音響室や防音室などの界壁に設けられ、吸音材として利用されている。このようなMPPの特徴のひとつに、微細孔の長さ(穿孔長さ)に応じて吸音率が変化するという点が挙げられる(図4A参照)。ただ、図からわかるとおり、およそ250Hz帯以下の低周波帯域に吸音が難しい領域が存在する。 Under such circumstances, one of the means conventionally used to solve such problems is MPP (abbreviation of Microperforated Panel Absorber, which means "microperforated panel sound absorber"). An MPP consists of a perforated plate in which fine holes with a diameter of about 0.5 mm are regularly arranged in a sheet or board with an opening ratio of about 1%. used as material. One of the characteristics of such MPPs is that the sound absorption coefficient changes according to the length of the micropores (perforation length) (see FIG. 4A). However, as can be seen from the figure, there is a region where sound absorption is difficult in the low frequency band below about 250 Hz.
また、従来技術として、ヘルムホルツ共鳴器がある。ヘルムホルツ共鳴器は、壺や瓶のように開孔した首の部分と膨らんだ胴体の部分からなる形状を有し、首部分の寸法と胴体部分の容積とで定まる所定の周波数の音波を共鳴により吸音するという原理に基づき構成される吸音構造として用いられるものである。従って、首部分の寸法や胴体部容積を調整することによって、吸音率のピーク周波数を所望の値に移動させることが可能である。 Also, as a prior art, there is a Helmholtz resonator. A Helmholtz resonator has a shape like an urn or a bottle consisting of an open neck portion and a bulging body portion, and resonates sound waves of a predetermined frequency determined by the size of the neck portion and the volume of the body portion. It is used as a sound absorbing structure based on the principle of absorbing sound. Therefore, it is possible to shift the peak frequency of the sound absorption coefficient to a desired value by adjusting the size of the neck portion and the volume of the body portion.
さて、例えば非特許文献1には、ここまで説明したMPPと音響メタマテリアルを組み合わせた技術が開示されている。また、特許文献1や特許文献2にもそのような技術が開示されている。
Now, for example, Non-Patent
しかし、上記のごとき従来の技術は、厚い吸音構造が必要となることから、スペースに制限のある界壁などにおいて採用することが困難である場合がある。例えば、非特許文献1に開示されているのはMPPの中央あたりにホルムヘルツ共鳴器の筐体を配置しているという構成上、高さが嵩むものにならざるを得ない(非特許文献1のFigure 1参照)。そうすると、例えば250Hz帯以下の低周波領域の音波の吸音特性を向上させることを目標として従来の吸音構造を採用したとしても、ある程度の大きさとなってしまう結果、採用することが現実的に困難となることがある。
However, since the conventional technique as described above requires a thick sound-absorbing structure, it may be difficult to adopt it in a parting wall or the like where space is limited. For example, in Non-Patent
こういった着眼点の下、鋭意検討した発明者らは、上記のごとき従来の技術は効率的な配置といった観点からなされたものでないことから、かかる別の観点からすればより効率的に配置されスペースの有効性に優れた構造物を提供することが可能になるとの知見を得た。 The inventors of the inventors, who have made intensive studies based on these points of view, have found that the above-described conventional techniques are not designed from the viewpoint of efficient arrangement, and that they can be arranged more efficiently from another viewpoint. We have found that it is possible to provide a structure with excellent space efficiency.
本発明は、かかる知見に基づき、例えば250Hz帯以下のような低周波数領域において高吸音性能を発現し、かつ、より効率的に配置された構造の構造体および該構造体を含む吸音材等を提供することを目的とする。 Based on such findings, the present invention provides a structure that exhibits high sound absorption performance in a low frequency range such as the 250 Hz band or less and is arranged more efficiently, and a sound absorbing material that includes the structure. intended to provide
かかる知見に基づく本発明の一態様は、
孔が穿たれた穿孔板と、該穿孔板の背面側に形成された第1空隙部とで構成される第1の吸音構造と、
孔の周囲に配置された開口部と、該開口部に連なる孔部と、該孔部に連なる第2空隙部とで構成される第2の吸音構造と、
を含み、第2空隙部の少なくとも一部が第1空隙部の背後に配置されている、構造体である。
One aspect of the present invention based on such findings is
a first sound absorbing structure composed of a perforated plate with holes and a first gap formed on the back side of the perforated plate;
a second sound absorbing structure including an opening arranged around the hole, a hole connected to the opening, and a second gap connecting to the hole;
wherein at least a portion of the second void is located behind the first void.
上記のごとき構造体においては、スペースが嵩みがちな空隙部に関し、第2空隙部の少なくとも一部を第1空隙部の背後に配置することで、従来の構造では実現されていなかった立体的(3次元的)に有効な配置を実現している。これによれば、嵩みがちな高さを抑えた構造体を作成することが可能となる。また、上記のごとく第1の吸音構造と第2の吸音構造とで構成される構造体においては、例えば一方にMPP、もう一方にヘルムホルツ共鳴器を適用することにより、従来は発現されていなかった例えば250Hz帯以下のような低周波数領域における高遮音性能を発現することが可能である。 In the structure as described above, regarding the space that tends to be bulky, by arranging at least a part of the second space behind the first space, a three-dimensional structure that has not been realized in the conventional structure Effective arrangement is realized (three-dimensionally). According to this, it is possible to create a structure with a reduced height, which tends to be bulky. In addition, in the structure composed of the first sound absorbing structure and the second sound absorbing structure as described above, for example, by applying an MPP to one side and a Helmholtz resonator to the other side, it has not been realized in the past. For example, it is possible to exhibit high sound insulation performance in a low frequency range such as 250 Hz or lower.
上記のごとき構造体における孔として穿孔長が異なる複数の孔が設けられていてもよい。 A plurality of holes having different drilling lengths may be provided as the holes in the structure as described above.
上記のごとき構造体において、孔の穿孔長が異なる複数の穿孔板が設けられていてもよい。 In the structure as described above, a plurality of perforated plates having different perforation lengths may be provided.
上記のごとき構造体において、開口部および孔部が複数設けられていてもよい。 In the structure as described above, a plurality of openings and holes may be provided.
上記のごとき構造体において、開口部および孔部の径が異なっていてもよい。 In the structure as described above, the openings and the holes may have different diameters.
上記のごとき構造体において、第2空隙部が、複数の孔部のすべてに連通する単一の空間を形成していてもよい。 In the structure as described above, the second void may form a single space that communicates with all of the plurality of holes.
上記のごとき構造体において、第2空隙部が、複数の孔部のそれぞれに応じて複数の空間に仕切られていてもよい。 In the structure as described above, the second gap may be partitioned into a plurality of spaces corresponding to the plurality of holes.
上記のごとき構造体において、孔部が途中で曲折する形状であってもよい。 In the structure as described above, the hole may be bent in the middle.
上記のごとき構造体において、孔部が、当該構造体の径方向に沿って曲折する形状であってもよい。 In the structure as described above, the hole may have a shape that bends along the radial direction of the structure.
上記のごとき構造体において、孔部が、当該構造体の周方向に沿って曲折する形状であってもよい。 In the structure as described above, the hole may have a shape that bends along the circumferential direction of the structure.
上記のごとき構造体において、孔部がクランク状に曲折していてもよい。 In the structure as described above, the hole may be bent in a crank shape.
上記のごとき構造体において、開口部が、穿孔板の表面と略同一平面上に配置されていてもよい。 In the structure as described above, the openings may be arranged substantially flush with the surface of the perforated plate.
上記のごとき構造体の第1空隙部と第2空隙部のいずれか、もしくは両方において、その一部もしくはすべてに、多孔質体が充填されていてもよい。 Either or both of the first and second voids of the structure as described above may be partially or wholly filled with a porous material.
上記のごとき構造体は、第1の吸音構造と第2の吸音構造とが持ち運び可能な筐体に内蔵されている構造であってもよい。 The structure as described above may be a structure in which the first sound absorbing structure and the second sound absorbing structure are built in a portable housing.
上記のごとき構造体は、音響室または防音室の界壁に設けられていてもよい。 The structure as described above may be provided on the partition wall of an acoustic room or a soundproof room.
本発明の別の態様には以下のごときものである。すなわち、上記のごとき構造体を含む吸音材、上記のごとき構造体を含む界壁、上記のごとき構造体を含む床構造、上記のごとき構造体を含むパーテーション、上記のごとき構造体を含む車両用部材、上記のごとき構造体を含む航空機用部材、上記のごとき構造体を含む住宅用部材、上記のごとき構造体を含むビル用部材、上記のごとき構造体を含む音響機器、上記のごとき構造体を含む音響設備、等である。 Another aspect of the invention is as follows. That is, a sound absorbing material including the structure as described above, a partition wall including the structure as described above, a floor structure including the structure as described above, a partition including the structure as described above, and a vehicle including the structure as described above. Members, aircraft members including structures as described above, housing members including structures as described above, building members including structures as described above, acoustic equipment including structures as described above, structures as described above audio equipment, including
本発明によれば、例えば250Hz帯以下のような低周波数領域において高吸音性能を発現し、かつ、より効率的に配置された構造の構造体および該構造体を含む吸音材等を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a structure that exhibits high sound absorption performance in a low frequency range such as the 250 Hz band or lower, and that is arranged more efficiently, and a sound absorbing material or the like including the structure. can be done.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る構造体の好適な形態について詳細に説明する。以下では、まず、本発明に係る構造体1の構造の詳細とその特徴について説明し、その後、細部の構造が異なる4種類の構造体1をそれぞれ第1~第4の実施形態として説明することとする。
Preferred embodiments of the structure according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following, first, details of the structure and characteristics of the
本発明に係る構造体1は、微細穿孔板吸音体(MPP)10からなる第1吸音構造と、ヘルムホルツ共鳴器20からなる第2吸音構造と、これら微細穿孔板吸音体10およびヘルムホルツ共鳴器20が設けられた筐体30とで構成されている(図1、図2参照)。
The
筐体30は、微細穿孔板吸音体10およびヘルムホルツ共鳴器20を内蔵する形状に形成されたケーシングによって形成されている。筐体30の形状および材質は、以下に説明する所定の吸音特性が実現されるものであれば特に限定されない。代表的な好例として、本例では、内部に空間が形成された円柱形状の樹脂製のケーシングによって筐体30を構成している(図2等参照)。本例のケーシングは、中心軸aに沿って着脱可能な第1ケーシング31および第2ケーシング32とで構成されている(図6等参照)。第1ケーシング31には、微細穿孔板吸音体10や、ヘルムホルツ共鳴器20を構成する開口部21と孔部22とが設けられる。また、後述するように第1ケーシング31には、開口部31a、段部31b、そして底部31cが形成されている(図2、図6等参照)。第2ケーシング32には、ヘルムホルツ共鳴器20の孔部22に連なる第2空隙部23が設けられる。
The
筐体30の大きさもまた限定されるものではないが、用途に応じて持ち運び可能な程度にコンパクトに小型化されたものであることが好適である。小型化された筐体30からなる構造体1は、例えば車両の室内などにおける狭小なスペースに後付けできる汎用性の高い機器として幅広く活用することが可能である。
The size of the
微細穿孔板吸音体10は、特定の周波数領域、具体的には特に250Hz帯以上の周波領域における音波の吸音性能を発現するための第1吸音構造を構成する部材として筐体30に設けられている(図1等参照)。微細穿孔板吸音体10は直径dが0.5mm程度の微細な孔12を1%前後の開口率でシートやボードに規則正しく配置した穿孔板11で構成されるもので、これを剛壁などの壁部15の前に所定の間隔cの空気層を設けて配置することで吸音構造体が形成される(図3参照)。
The microperforated
微細穿孔板吸音体10による吸音率は、孔12の長さ(穿孔長)tに応じて変化する(図3参照)。このような特性を利用し、穿孔長tが異なる複数の微細穿孔板吸音体10を筐体30に設けた態様としてもよい。そのような態様の一例として、本例では、穿孔長tが0.001m(吸音特性におけるピーク波長が1300Hz)の孔12が穿たれた穿孔板11で構成される第1の微細穿孔板吸音体(図1においてMPP1と表示)、穿孔長tが0.002m(吸音特性におけるピーク波長が1000Hz)の孔12が穿たれた穿孔板11で構成される第2の微細穿孔板吸音体(図1においてMPP2と表示)、穿孔長tが0.006m(吸音特性におけるピーク波長が900Hz)の孔12が穿たれた穿孔板11で構成される第3の微細穿孔板吸音体(図1においてMPP3と表示)、穿孔長tが0.004m(吸音特性におけるピーク波長が750Hz)の孔12が穿たれた穿孔板11で構成される第4の微細穿孔板吸音体(図1においてMPP4と表示)という4種類の微細穿孔板吸音体10を筐体30に設けている(図1参照)。これら複数の微細穿孔板吸音体10を設けた態様の構造体1によれば、それぞれのピーク波長を中心に重畳して広がる帯域の周波数領域において音波の吸音性能を発現することができる(図4A参照)。
The sound absorption coefficient of the microperforated
上記のごとく複数の微細穿孔板吸音体10を設ける場合、それぞれの微細穿孔板吸音体10は個別ばらばらの構成であってもよいし、一体化された構成であってもよい。本例では、それぞれが正方形状である4種類の微細穿孔板吸音体(MPP1~MPP4)を4隅に配置した形で一体化し、該一体化した微細穿孔板吸音体10を筐体30の第1ケーシング31に取り付ける構造としている(図2、図6等参照)。一方、第1ケーシング31には、一体化した微細穿孔板吸音体10の大きさと形状に合わせた開口部31aと、微細穿孔板吸音体10の深さ方向の位置決めをするストッパーとして機能する段部31bと、微細穿孔板吸音体10の裏面と対向する底部31cとが形成されている(図2、図6等参照)。開口部31aは第1ケーシング31のほぼ中央に形成されているが(図6等参照)、中央から側方にずれた位置に配置されていてもよい。底部31cは、微細穿孔板吸音体10の裏面との間に所定の間隔cの空気層からなる第1空隙部13を形成する壁部(15)として機能する。
When a plurality of finely perforated plate
第1空隙部13は、複数の空間に仕切られていてもよい。本例の構造体1においては、第1ケーシング31の内部に設けられた仕切り14によって第1空隙部13が4つの空間に仕切られている(図2参照)。これら4つの空間は、それぞれ、4つの穿孔板11に対応して形成されているもので、これにより、いわば4つの微細穿孔板吸音体10が個別に形成された構成となっている。より具体的には、仕切り14によって仕切られた空隙部13どうしを当該仕切り14を介して接合させた構造とすることで、4つの穿孔板11が独立に機能し、4つの穿孔板11の有する吸音率プロファイルを重ね合わせたような吸音プロファイルを実現できる。即ち、それぞれ異なる周波数に吸音率ピークを有するように4つの穿孔板11を設計すれば、複数の周波数でピークを有した吸音率プロファイルを実現できる。従って、複数の周波数にピークを有した騒音に対する吸音性能が高い吸音材を実現できる。一方、仕切り14がない場合は、4つの穿孔板11が相互作用し、4つの穿孔板11の吸音率がピークを有する周波数の平均的な周波数位置で、吸音率のピークを一つ有するような吸音率プロファイルを示す。従って、複数の周波数にピークを有した騒音に対する吸音性能が低い。
The
なお、本例ではそれぞれが正方形状である4種類の微細穿孔板吸音体(MPP1~MPP4)を4隅に配置した形で一体化した構造の微細穿孔板吸音体10を説明したがこれは好適な一例にすぎない。穿孔長tの種類を増減させてもよいし、それに合わせて各孔12(が穿たれた穿孔板11)を上記とは別の配置としてもよい。さらには、各微細穿孔板吸音体10、あるいはこれらが組み合わされて一体化された構造の微細穿孔板吸音体10を正方形以外の形状としてもよい。
In this example, four types of square-shaped microperforated plate sound absorbing bodies (MPP1 to MPP4) are arranged at the four corners to form an integrated structure. This is just one example. The type of perforation length t may be increased or decreased, and each hole 12 (the
ヘルムホルツ共鳴器20は、特定の周波数領域、具体的には特に250Hz帯以下の周波領域における音波の吸音性能を発現するための第2の吸音構造を構成する部材として筐体30に設けられている(図1等参照)。ヘルムホルツ共鳴器20は、壺や瓶のように開孔した首の部分と膨らんだ胴体の部分からなる形状を有し、首部分の寸法と胴体部分の容積とで定まる所定の周波数の音波を共鳴により吸音するという原理に基づき構成される吸音構造として用いられるものである。本例のヘルムホルツ共鳴器20は、開口部21と、孔部21と、第2空隙部23とを含む構成となっている(図1、図2参照)。
The
開口部21は、微細穿孔板吸音体10の孔12の周囲に配置されている。ここでは「孔12の周囲に配置」には種々の態様が含まれる。その具体的な一例である本例では、第1ケーシングのほぼ中央に配置された微細穿孔板吸音体10の外側となる位置に開口部21を配置し、それによって開口部21が孔12の周囲に配置された態様としているがこれは好適な一例にすぎない。この他、たとえば微細穿孔板吸音体10に穿たれた複数の孔12の中に分散して開口部21が存在し、それによって結果的に開口部21が孔12の周囲に配置された態様となっていてもよい(図4B参照)。要は、第1の吸音構造としての微細穿孔板吸音体10と第2の吸音構造としてのヘルムホルツ共鳴器20のそれぞれの吸音特性が十分に発現される構造である限り、単一の筐体30の中に微細穿孔板吸音体10の孔12とヘルムホルツ共鳴器20の開口部21とが混在し、それが結果的に開口部21が「孔12の周囲に配置」されたといえる態様となっていればどのような構造であっても構わないのである。
The
孔部22は、開口部21から第2空隙部23まで連なり、ヘルムホルツ共鳴器20におけるいわゆる首部分を構成するように形成された孔からなる。本例の孔部22は、円形である開口部21に連なり、かつ、中心軸aと平行に延びる円筒状の孔で構成されている(図2等参照)。ただし、これは孔部22等の具体的な一例にすぎない。孔部22およびその開孔部分である開口部21が円形以外の形状であってもよいし、後述する実施形態にて詳述するように孔部22がその途中で曲折する構造になっていてもよい。要は、孔部22は、ヘルムホルツ共鳴器20の第2の吸音構造としての所定の吸音特性が発現され、かつ、微細穿孔板吸音体10の構成要素たる穿孔板11、孔12、第1空隙部13と干渉しないよう配置されている限りにおいて、その具体的な構造が限定されることはない。
The
なお、ヘルムホルツ共鳴器20による吸音率が、とくに孔部22の孔直径に応じて変化するという特性を利用し、孔直径が異なる複数の開口部21および孔部22を筐体30に設けた態様としてもよい。そのような態様の一例として、本例では、孔直径が0.001m(吸音特性における共鳴ピークが153Hz)の開口部21および孔部22で構成される第1のヘルムホルツ共鳴器20(図1においてヘルムホルツ1と表示)、孔直径が0.002m(吸音特性における共鳴ピークが307Hz)の開口部21および孔部22で構成される第2のヘルムホルツ共鳴器20(図1においてヘルムホルツ2と表示)、孔直径が0.003m(吸音特性における共鳴ピークが460Hz)の開口部21および孔部22で構成される第3のヘルムホルツ共鳴器20(図1においてヘルムホルツ3と表示)、孔直径が0.004m(吸音特性における共鳴ピークが613Hz)の開口部21および孔部22で構成される第4のヘルムホルツ共鳴器20(図1においてヘルムホルツ4と表示)という4種類のヘルムホルツ共鳴器20を筐体30に設けている(図1参照)。これら複数のヘルムホルツ共鳴器20を設けた態様の構造体1によれば、とくに250Hz帯以下の低周波帯域の周波数領域をカバーするようにそれぞれのピーク波長を中心に重畳して広がる周波数領域において音波の吸音性能を発現することができる(図4A参照)。
A mode in which a plurality of
第2空隙部23は、微細穿孔板吸音体10の第1空隙部13の背後に配置され、孔部22に連なるように形成された空隙部分によって形成されている。このような第2空隙部23は、ヘルムホルツ共鳴器20におけるいわゆる胴部分として機能する。本例では、皿状とした第2ケーシング32を第1ケーシング31の背面側に取り付けることで、該第2ケーシング32の内部を第2空隙部23として機能させるという構造としている(図2等参照)。このようにして第2空隙部23の少なくとも一部を第1空隙部13の背後に配置するという構造は、限られたスペースである構造体1、とくに、上記のごとく持ち運び可能な程度にコンパクトに小型化された場合にはスペースの問題がより顕著となる構造体1において、第1および第2の吸音構造を構築するうえで欠かせないもののスペースが嵩みがちとなる第1空隙部13と第2空隙部23とを立体的(3次元的)かつできるだけ効率的に配分するうえで効果的である。これは、別言すれば、第1の吸音構造の側部と背部に第2の吸音構造を構築したものであるということもでき、そうすることで、従来の構造においては嵩みがちな高さを抑えた構造体1を実現することを可能とするものである。
The
また、上記のごとく第1の吸音構造としての微細穿孔板吸音体10と第2の吸音構造としてのヘルムホルツ共鳴器20とで構成される構造体1は、従来は発現されていなかった例えば250Hz帯以下のような低周波数領域における高吸音性能を発現することが可能である(図4参照)。加えて、限られた領域内で微細穿孔板吸音体(MPP)10とヘルムホルツ共鳴器20をより有効的に活用することを図る本例のごとき構造体1においては、形状設計によって吸音できる周波数領域を調整することが可能であり、これによって特定の周波数領域で性能を発現させることができ、また、形状設計によって性能を発現することが可能であるので軽量な材料を利用しつつ吸音性を高めることができる。
Further, as described above, the
なお、第2空隙部23は、複数の空間に仕切られていてもよい。本例の構造体1においては、第2ケーシング32の内部が仕切り24によって4つの空間に仕切られている(図2参照)。これら4つの空間は、それぞれ、4つの孔部22(ヘルムホルツ1~4における各孔部22)に対応して形成されているもので、これにより、いわば4つのヘルムホルツ共鳴器20が個別に形成された構成となっている。より具体的には、仕切り24によって仕切られた空隙部23を4つの孔部22に組み合わせることによって、4つのヘルムホルツ共鳴器20が独立に機能し、4つのヘルムホルツ共鳴器20の有する吸音率プロファイルを重ね合わせたような吸音プロファイルを実現できる。即ち、それぞれ異なる周波数に吸音率ピークを有するように4つのヘルムホルツ共鳴器20を設計すれば、複数の周波数でピークを有した吸音率プロファイルを実現できる。従って、複数の周波数にピークを有した騒音に対する吸音性能が高い吸音材を実現できる。一方、仕切り24がない場合は、4つのヘルムホルツ共鳴器20が相互作用し、4つのヘルムホルツ共鳴器20の吸音率がピークを有する周波数の平均的な周波数位置で、吸音率のピークを一つ有するような吸音率プロファイルを示す。従って、複数の周波数にピークを有した騒音に対する吸音性能が低い。
In addition, the
また、本例の構造体1においては、ヘルムホルツ共鳴器20の開口部21を、微細穿孔板吸音体10の穿孔板11の表面と略同一平面上に配置したがこれもまた好適な構成の一例にすぎない。このようにすることは、構造体1の表面(穿孔板11や開口部21がある面)をほぼ平滑ないわゆる面一(つらいち)のようにすることで製品とした使いやすくするといった観点から好適であるといえるが、これらが同一平面上にはない構成、別言すれば表面側に段差が存在する構成とすることが排除されるわけではない。
Moreover, in the
また、構造体1の空隙部の中に多孔質体が設けられていてもよい。一例として、第1空隙部13の中に多孔質体16が充填され、第2空隙部23の中に多孔質体26が充填された構造体1を示す(図4C参照)。多孔質体が16,26としては、例えば発泡体、ガラスウール、フェルト等といったもの用いることできる。このような構造体1は、多孔質体16,17を充填し、多孔質体16,17自体の吸音効果を追加することによって、より広範囲な周波数の騒音を吸音できる。なお、多孔質体16,26は、空隙部(第1空隙部13、第2空隙部23)の一部にのみ設けられていてもよいし、空隙部のすべてに充填された状態となるように設けられていてもよい。また、多孔質体は、第1空隙部13と第2空隙部23の一方にのみ設けられていてもよいし、図示して説明したように第1空隙部13と第2空隙部23の両方に設けられていてもよい。
Moreover, a porous body may be provided in the void of the
[第1の実施形態]
図5~図8に、本発明の第1の実施形態に係る構造体1を示す。本実施形態の構造体1では、複数の孔部22のそれぞれが、中心軸aと平行に延びる円筒状の孔で構成されている(図7、図8参照)。また、第2ケーシング32の内部は仕切られていないため、第2ケーシング32の内部に構成される第2空隙部23は、4つの孔部22のすべてに連通する単一かつ共通の空間を構成している(図6等参照)。
[First Embodiment]
5 to 8 show a
[第2の実施形態]
図9~図11に、本発明の第2の実施形態に係る構造体1を示す。本実施形態の構造体1では、第1ケーシング31の内部に形成される第1空隙部13が十字形状の仕切り14によって4つの穿孔板11のそれぞれに連通する4つの空間に仕切られている(図9、図10等参照)。また、第2ケーシング32の内部に形成される第2空隙部23が十字形状の仕切り24によって4つの孔部22のそれぞれに連通する4つの空間に仕切られている(図9、図11等参照)。
[Second embodiment]
9 to 11 show a
[第3の実施形態]
図12~図14に、本発明の第3の実施形態に係る構造体1を示す。本実施形態の構造体1では、孔部22が途中で曲折する形状となっている。曲折の具体的な態様には種々のものがあり得るが、本実施形態では、中心軸aに沿って延びる孔部22が途中で中心軸aと垂直な方向に折れ曲がり、その後、再び中心軸aに向かうように折れ曲がるクランク状となっている(図13、図14参照)。この際、孔部22は、その途中で当該構造体1の周方向(別言すれば、中心軸aから当該孔部22の中心部分に向かって延びる線と筐体30の外縁との交点における筐体30の接線方向、あるいは、矩形である穿孔板11の辺に沿った方向)に沿って曲折している。ただし、図示してはいないが、孔部22は、当該構造体の径方向に沿って曲折する形状であってもよいし、斜めの方向(周方向と径方向の間の方向)に沿って曲折する形状であってもよい。
[Third Embodiment]
12 to 14 show a
[第4の実施形態]
図15~図17に、本発明の第4の実施形態に係る構造体1を示す。本実施形態の構造体1は、第2の実施形態におけるものと同様の仕切り14,24と、第3の実施形態におけるものと同様に途中で曲折する形状の孔部22とを含む。
[Fourth embodiment]
15 to 17 show a
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述の実施形態では、小型化された筐体30からなる構造体1は車両の室内などにおける狭小なスペースに後付けできる汎用性の高い機器として幅広く活用することが可能である旨を説明したが、ここで述べた車両というのは構造体1を適用可能ないし利用可能な対象の一例にすぎない。このほか、車両用部材、航空機用部材、住宅用部材、ビル用部材、音響機器、音響設備、さらにはこれらにおける吸音材、界壁、床構造、パーテーションなどにおいて幅広く適用ないし利用することができる。ここでは、一例として、構造体1を音響室または防音室(符号100で示す)の界壁300に適用した場合における当該界壁300の一態様を図18に示しておく。本例では、規則的に配置された複数の構造体1によって構成された吸音材200が、界壁300の内部に設けられている(図18参照)。なお、図18中の符号302は界壁300を構成する枠、符号304は石膏ボード、符号306は壁クロスをそれぞれ示している。特に詳しく図示することはしないが、住宅等の床構造400さらには天井500や外壁(狭義の界壁)600などにも同様にして構造体1または当該構造体1によって構成される吸音材200を適用することが当然に可能である(図18参照)。
Although the above-described embodiment is a preferred example of the present invention, it is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, it was explained that the
吸音の特性が異なる構造体1ないしは吸音材200のプロファイルを確かめるべく試験を実施した。試験で得られた結果のうち、250Hz以下で吸音率ピークを有する吸音材のプロファイルを示すグラフを図に示す(図19参照)。
A test was conducted to ascertain the profile of the
本発明は、産業用車両をはじめとする乗物、住宅をはじめとする建造物、音響機器等を含む各種設備などにおいて好適に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used in vehicles such as industrial vehicles, buildings such as houses, and various facilities including audio equipment.
1…構造体
10…MPP、微細穿孔板吸音体(第1の吸音構造)
11…穿孔板
12…孔
13…第1空隙部
14…仕切り
15…壁部
16…多孔質体
20…ヘルムホルツ共鳴器(第2の吸音構造)
21…開口部
22…孔部
23…第2空隙部
24…仕切り
26…多孔質体
30…筐体
31…第1ケーシング
31a…開口部
31b…段部
31c…底部
32…第2ケーシング
100…音響室または防音室
200…吸音材
300…界壁
302…枠
304…石膏ボード
306…壁クロス
400…床構造
500…天井
600…外壁
a…中心軸
d…孔12の直径
t…孔12の長さ(穿孔長)
1...
DESCRIPTION OF
21...
Claims (25)
前記孔の周囲に配置された開口部と、該開口部に連なる孔部と、該孔部に連なる第2空隙部とで構成される第2の吸音構造と、
を含み、前記第2空隙部の少なくとも一部が前記第1空隙部の背後に配置されている、構造体。 a first sound absorbing structure composed of a perforated plate with holes and a first gap formed on the back side of the perforated plate;
a second sound absorbing structure composed of an opening arranged around the hole, a hole connecting to the opening, and a second gap connecting to the hole;
wherein at least a portion of said second void is located behind said first void.
An acoustic installation comprising a structure according to any one of claims 1-14.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022017914A JP2023115604A (en) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | Structure and sound absorption material etc. including structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2022
- 2022-02-08 JP JP2022017914A patent/JP2023115604A/en active Pending
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