JPH0251517B2

JPH0251517B2 -

Info

Publication number: JPH0251517B2
Application number: JP58053901A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Matsui; Tadanori Sato
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1990-11-07
Also published as: JPS59180593A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は吸音器、特に、低周波音吸音器に関す
るものである。

室内の吸音処理を行なうには、従来、吸音材料
としては、低孔板材料、弾性板吸音材料、単一共
鳴器、穴あき板などが、実用に供されている。ま
た、これらの吸音材料は、それぞれ低音域、中音
域及び高音域の区分に応じた吸音特性を有してい
る。

ところで、普通騒音として取扱われる低周波域
は、大体100Hz附近を下限としているが、これよ
りも更に低い50Hz以下の低周波領域においては、
種々な物理的現象面で、まだ不明な点が多い。し
かしながら、特に、このような低周波領域に対し
て吸音処理を行なおうとする場合には、多くは、
共鳴器型の吸音体、例えば、単一共鳴器、穴あき
板などを使用している。

また、普通騒音において防音処理のために板振
動型の吸音材料も使用されているが、その吸音機
構は、例えば、添附図面の第１図に示すように、
剛体１の本体の内部に、その表面に開口する有底
の空所２を設け、この空所２の開口部を剛体１の
表面において開口部の周囲において、支持部材３
によつて固着された板４によつて閉塞し、空所２
の内部にに、その底部２′と、板４との間に空気
層５を形成させたような構成となつている。

このようにして、この吸音材料においては、空
気層５を一種のばねとして作用させ、板４の表面
に対して音波５０が入射した場合に、板４自体の
振動による内部摩擦やや、その支持部３附近の剛
体１の表面と板４との間における摩擦によるエネ
ルギーの消費などによつて吸音を行なわせること
ができるようにしている。なお、時によつては、
空気層５内に適宜な吸音体を入れることもある
が、入れ方における特別に制約はない（例えば、
「建築音響工学ハンドブツク」第218ページ参照）。

しかしながら、このような構成を有する板振動
型の吸音材料においては、非常に低い周波数に対
しては、波長が非常に長くなることによつて板４
自体の内部摩擦は、上記のようなエネルギーの消
費が可能な程には大きくすることはできない。

一方、共鳴器のものは、大容量となり、これを
室内に設置した場合には、室内の利用空間を減少
させるために利用度は低い。

そこで、本発明は、非常に低い周波数域（主に
50Hz以下）に対して効果を発揮することのできる
改良された板振動型の吸音器を得ることを、その
目的とするものである。

本発明は、この目的を達成するために、剛体に
その表面に開口する有底の空所を設け、剛体の表
面の開口部を、吸音しようとする低周波域の対象
周波数と共振する振動数を持つ振動板によつて、
振動板を剛体に開口部の周辺において支持するこ
とによつて閉塞し、また、空所の内部には振動板
の裏面との間に間隔を置いて吸音体を設置する。
ここで、「吸音体」とは、吸音材、貫通穴をあけ
られた剛体の板、振動板など、吸音処理を行う物
体を指すものとする。この吸音体によつて、振動
板に音波が入射した時に振動板を吸音処理を行な
わせる対象周波数において共振させ、背後の空気
層において、強力なエネルギー消費を行なわせる
ようにすることを特徴とするものである。

以下、本発明をその実施例を示す添附図面の第
２〜６図に基づいて詳細に説明する。

まず、第２図に示すように、本発明の第一実施
例においては、剛体１０の本体に表面に開口する
空所１１を設け、その開口部を振動板１２によつ
て、その周波部において支持部材１３によつて固
着することによつて空所１１を閉塞し、空所１１
の底部１１′と振動板１２の裏面との間に空気層
を形成させ、更に、空所１１の内部には吸音材１
４をその周辺及び底面が空所１１の周壁及び底部
１１′に接するように配置し、この場合、振動板
１２の裏面と吸音材１４の表面との間には、十分
な空間１５が残るようにするものとする。更に、
この場合、振動板１２は、入射する音波５０の周
波数と共振するような共振周波数を持つものを選
択するものとする。このように振動板１２は、共
振周波数で振動するので、この振動が妨げられな
いように、吸音材１４との間には、空間１５を形
成しておくものである。

本発明による吸音器の１実施例は、このような
構成を有しているので、音波５０が入射されると
振動板１２がその周波数と共振し、そのエネルギ
ーの大部分を消費し、更に、共振する振動板１２
によつて振動される空間１５内のエネルギーが吸
音材１４によつて吸収されるので、入射する音波
５０は、振動板１２及び振動材１４によつて有効
に消費されることとなる。

また、第３図は本発明の他の実施例を示すもの
であるが、本実施例が第２図に示した実施例と相
違する点は、振動板１２と空所１１の底部１１′
との間に形成される空気層内に、振動板１２と平
行に且つこれと間隔を置いて、中心部に貫通穴２
０′を形成した剛体製の板２０を配置し、このよ
うにして、振動板１２の裏面と剛体板２０との間
並びに剛体板２０と空所１１の底部１１′との間
に、それぞれ、空間２１及び２２が形成されるよ
うにしたものである。

このようにし、この実施例においては、振動板
１２によつて加振された空間２１内の空気は、剛
体板２０内の貫通孔２０′を通つて、空間２２の
空気を連結し、貫通穴２０′を通る時に、急激に
エネルギーが消費され、入射する音波５０のエネ
ルギーは、振動板１２の共振と相待つて有効に消
費されることとなる。

更に、本発明のなお他の実施例として、第２図
に示した第一実施例ににおける振動板１２に、第
４図に示すように、小穴３１を必要数貫通してあ
けておき、空気がこれらの小穴３１を通る時にエ
ネルギーの消費を行なわせ、同様の効果を発揮さ
せることができるようにしたものである。なお、
この場合、吸音材１４を装入しているので、吸音
処理は、２箇所において行われ、従つて、吸音処
理されるべき周波数範囲が広くなる。

なお、これらの実施例において、第５図に示す
ように、例えば、第２図に示す実施例における振
動板１２の表面に吸音性（普通騒音に対して）を
有する吸音材４１をはり付けることによつて、低
周波数領域から高周波数領域に至るまでの広い範
囲に渡つて吸音を行なわせることも可能となる。

実施例本発明の効果を確認するために、第２図に示す
実施例に基づいて振動板１２として厚さ３mmのア
クリル板（900mm×900mm）を使用し、吸音材１４
として厚さ200mmのウレタンフオームを空所１１
内に設置し、吸音材１４の表面と、振動板１２の
裏面との間に厚さ20mmの空間１５を設けた本発明
による低周波吸音器を供試室内に入れ、30Hgの
低周波領域音源から音を発生した後、音源から音
の発生を止め、発生した音のエネルギーが、供試
室の周謀などにより吸収され、減衰する現象を利
用し、本試験は、音源から発生した音のエネルギ
ーが一定となつた状態（定常状態）から音源を止
め、音のエネルギーが供試室の周壁などにより吸
収され、減衰され、定常状態における音圧レベル
から、60dB減衰するまでの時間を、残響時間と
定義し、この残響時間の測定を行つた。この時に
おける残響時間を測定した結果及び比較吸音器と
して、本発明による低周波収音器とは、吸音体１
４としてのウレタンンフオームを除いた点におい
て相違しているものについても行つた残響時間の
測定結果を、第６図に示してある。なお、図にお
いて、Ｘ軸には時間（sec）を、また、Ｙ軸には、
Relative SPL（dB）をそれぞれ取つてあり、更
に、曲線A₀，A₁，A₂，A₃及びA₄として、それぞ
れ、吸音器を０，１，２，３及び４個設置した場
合の結果並びに比較吸音器を１個設置した場合の
結果をＢとして示してある。なお、それぞれにか
つこ書きされた数値は、残響時間（sec）を示す
ものであり、この残響時間（sec）は、各曲線が、
第６図のＹ軸上のRelative SPL（dB）＝−60dB
を通るＸ線と交差する点により現されるものであ
るが、第６図においては、−30dBを最下限として
現してある第６図には、−60dBのＸ線は描かれて
いない。

ここで、第６図の縦軸として取られている
「Relative SPL」の定義は、次ぎのとおりであ
る。

今、定常時の音圧をp_A、減衰中のある時刻の音
圧をｐとすると Relative SPL（dB）＝20logｐ／p_Aとして定義される。

ところで、 p_Aに対する音圧レベルSPL_A＝20logp_A／p₀ ｐに対する音圧レベルSPL＝20logｐ／p₀ （ただし、p₀は基準時の音圧）、従つて、 Relative SPL＝SPL−SPL_Aとなる。

すなわち、定常時の音圧レベルSPL_Aから減少
したdB値を示すこととなる。（第７図参照）。

第６図から、本発明による低周波吸音器を何ら
設置していない場合の測定結果を示す曲線A₀に
よると、残響時間は0.53秒であつたのに対し、本
発明による低周波音器を、例えば、１個設置した
場合の結果を示す曲線A₁によると、その残響時
間はは0.38秒となつていることが分かる。すなわ
ち、本発明による低周波吸音器を何ら設置してい
ない場合に比べ、これを一個設置することによ
り、残響時間を0.53秒から0.38秒に減少させるこ
とができ、従つて、本発明による低周波吸音器を
１個使用することにより、残響時間を0.15秒短く
することがでたことが分かるところである。ま
た、吸音体であるウレタンフオームを使用してい
ない材比較吸音器の測定結果を示す曲線Ｂによる
と、その残響時間は0.45秒となつており、本発明
による低周波吸音器を１個設置した場合の測定結
果を示す曲線A₁と比べると、その残響時間が長
く、本発明による低周波音器の有効であることを
示している。その他、第６図からは、本発明によ
る低周波吸音器の設置個数を増加する程、残響時
間が、その個数にほぼ比例して減少していること
も、分かるところである。このように、第６図か
ら、本発明による吸音器が低周波数域の吸音に有
効であることが分かる。

以上のように、本発明によると、簡単な構成に
よつて、非常に低い周波数域、例えば、主とし
て、50Hz以下に対して効果を発揮することのでき
る吸音器を提供することができる。また、本発明
による吸音器は、同時に高周波音を吸音するよう
に構成することもできるので、その応用範囲を拡
大することも可能であるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来公知の板振動型吸音器の原理を
示す断面略図、第２図は本発明による低周波音吸
収器の基本実施例を示す断面略図、第３及び４図
はその二つの変形実施例を示す各断面略図、第５
図は、第２図に示す実施例を変形して高周波音の
吸収をも可能とした実施例を示す断面略図、第６
図は本発明の１実施例による実施結果を示す線
図、第７図は「Relative SPL」の定義の説明図
である。１０…剛体；１１…凹所；１１′…その底部；
１２…振動板；１３…支持部材；１４…吸音材；
１５…空所；２０…剛性板；２０′…貫通孔；２
１，２２…空間；３１…小孔；４１…吸音材。

Claims

【特許請求の範囲】１剛体の本体にその表面に開口する有底の空所
を設け、この空所の開口部を吸音しようとする低
周波域の対象周波数と共振する振動数を持つ振動
板を、剛体の表面にその開口部の周辺において支
持させることにより閉塞し、また、空所の内部に
は、振動板と間隔を置いて吸音体を設置し、これ
によつて振動板が、吸音体に妨げられないように
振動することが可能であるようにしたことを特徴
とする低周波音吸音器。２吸音体が、貫通穴を設けられた剛体の板から
構成されている特許請求の範囲第１項記載の低周
波音吸音器。３吸音体が、複数個の小孔を貫通してあけられ
た振動板から構成されている特許請求の範囲第１
又は２項記載の低周波音吸音器。４振動板の表面に、吸音材を張り付けて成る特
許請求の範囲第１、２又は３項に記載の低周波音
吸音器。