JPH05150787A - Soundproof material and apparatus containing such soundproof material - Google Patents

Soundproof material and apparatus containing such soundproof material

Info

Publication number
JPH05150787A
JPH05150787A JP4135912A JP13591292A JPH05150787A JP H05150787 A JPH05150787 A JP H05150787A JP 4135912 A JP4135912 A JP 4135912A JP 13591292 A JP13591292 A JP 13591292A JP H05150787 A JPH05150787 A JP H05150787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soundproofing
vibrating
soundproof
sheet
resonators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4135912A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Gilles Argy
ジル・アルジ
Gustavo Alcuri
グスタボ・アルクリ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hutchinson SA
Original Assignee
Hutchinson SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hutchinson SA filed Critical Hutchinson SA
Publication of JPH05150787A publication Critical patent/JPH05150787A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E04B1/84Sound-absorbing elements
    • E04B1/86Sound-absorbing elements slab-shaped

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a soundproof material having a function capable of effectively and economically executing soundproof, acoustic correction and noise control in a wide frequency range and a soundproofing device including the soundproof material. CONSTITUTION: Relating to the soundproof material including a base material 2 and plural resonators 251 , 252 , 253 ,... formed on the base material 2, plural resonators 25 are constituted of filamentous elements/elements having shapes expanded to surfaces, the structural characteristics such as density, elastic coefficient, shearing modulus, attenuation rate, and pizeoelectric modulus of these elements and the shapes/size of the elements have resonance frequency inherent in each resonator and determined so that sound pressure energy is absorbed from a noise source in the resonance frequency and discharged as mechanical thermal energy/electric energy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、防音材及びかかる防音材を含む
装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a soundproof material and an apparatus including the soundproof material.

【0002】[0002]

【背景技術】居住建物や産業における騒音の減衰の重要
性は良く認識されているところである。従来から、種々
の防音手段が開発されてきているが、その結果は必ずし
も満足出来るものではなく、また満足出来る結果が得ら
れる場合でも、多くの困難を伴うものであった。防音対
策としては、例えばエンジンにおける流体の高速流等の
音源から発生する音のレベルを可能な限り低下させるこ
とが、先ず、考えられる。次の手段としては、その音源
と音圧低下を計るべき所望の防音部位との間に防音壁を
設けることが、提案されている。この場合、防音壁材料
の密度が高い程、防音壁の有効性は大きいが、例えば建
築分野等においては、その防音壁の厚さを有効な防音結
果を得るに十分な程大きくすることは、技術的に若しく
は経済的に実現が困難である。また、所望の防音空間を
形成する隔壁に吸音材を設けて、その隔壁による音波反
響を出来るだけ低減せしめる音響矯正の方法も試みられ
ているが、この方法による音レベルの低下は4dB乃至
6dB程度であり、高い強度の音を発生する音源に晒さ
れる空間を十分有効に保護することは、不可能である。
BACKGROUND ART The importance of noise attenuation in residential buildings and industry is well recognized. Conventionally, various soundproofing means have been developed, but the results are not always satisfactory, and even when satisfactory results are obtained, many difficulties are involved. As a soundproofing measure, it is first considered to reduce the level of sound generated from a sound source such as a high-speed flow of fluid in an engine as much as possible. As a next means, it has been proposed to provide a soundproof wall between the sound source and a desired soundproof part where the sound pressure reduction should be measured. In this case, the higher the density of the soundproof wall material, the greater the effectiveness of the soundproof wall, but in the field of construction, for example, to increase the thickness of the soundproof wall sufficiently to obtain an effective soundproof result, It is difficult to realize technically or economically. Also, a sound correction method has been attempted in which a sound absorbing material is provided on a partition wall that forms a desired soundproof space, and the sound wave reverberation due to the partition wall is reduced as much as possible. However, the sound level is reduced by about 4 dB to 6 dB. Therefore, it is impossible to sufficiently effectively protect the space exposed to the sound source that generates high-intensity sound.

【0003】また、「積極吸収法」または「能動吸収
法」(active absorption)と呼ばれる別の方法により、
ノイズ源から発生する音波を検知・分析することも、提
案されている。この方法は、拡声器やこれと同様な手段
を所望の防音部位に配設し、入射音波とは逆相の音波を
発生させて、ノイズ源からの音波を完全にまたは一部を
消滅せしめるものである。しかしながら、この方法は複
雑で高価な装置を必要とするため、防音部位が狭く且つ
防音されるべき音の周波数域が余り広くない非常に特殊
な場合にのみ、その適用が限定されていた。このため、
例えば、英国特許明細書:GB-A-2 027 255において述べ
られているように、ヘルムホルツ(Helmholtz)型共振器
を有する壁材や、また、例えば、独国特許明細書:DE-A
-2 834823において述べられているように、支持材に固
定され所定の共振周波数を有する複数の容積素子(volu
me-occupying elements)から成る複合壁若しくは積層壁
が利用される場合が有る。前者のヘルムホルツ型共振器
を有する壁材を100Hz乃至300Hzの低周波数域
にて使用する場合には、比較的大きな共振容積が必要と
されるが、この周波数域で得られる音響矯正は、その防
音壁に設けられる共振器の総スロ─ト(throats)面積の
防音壁の全面積に対する比が小さい場合に限られる。ま
た、後者の容積素子を有する積層壁の使用は、その壁材
が粘性摩擦(viscous friction)の高いエラストマ等の
材料から成る場合には、有効であることが判明している
が、広い周波数域に渡って高度な防音を追求する場合に
は、実施が困難な技術となっている。
Also, by another method called "active absorption method" or "active absorption method",
It has also been proposed to detect and analyze sound waves generated by noise sources. In this method, a loudspeaker or similar means is installed at a desired soundproofing part, and a sound wave having a phase opposite to that of the incident sound wave is generated to completely or partially eliminate the sound wave from the noise source. Is. However, since this method requires a complicated and expensive device, its application is limited only in a very special case where the soundproof part is narrow and the frequency range of sound to be soundproofed is not very wide. For this reason,
For example, a wall material having a Helmholtz type resonator as described in British Patent Specification: GB-A-2 027 255, and also, for example, German Patent Specification: DE-A.
-2 834823, a plurality of volume elements (volu
A composite wall or laminated wall composed of me-occupying elements may be used. When the former wall material having a Helmholtz resonator is used in a low frequency range of 100 Hz to 300 Hz, a relatively large resonance volume is required. Only if the ratio of the total throats area of the resonator provided on the wall to the total area of the soundproof wall is small. Also, the latter use of laminated walls with volume elements has been found to be effective when the wall material is made of a material such as elastomer having high viscous friction, but in a wide frequency range. This is a difficult technology to implement when pursuing advanced soundproofing.

【0004】以上の従来技術の説明から明らかなよう
に、防音、音響矯正若しくは騒音調整の分野において
は、現在、広い周波数範囲において満足出来る結果が容
易に得られ、また経済的に可能なコストで、従来の技術
的欠陥を緩和し得る防音材及び防音装置が求められてい
る。
As is clear from the above description of the prior art, in the field of soundproofing, acoustic correction or noise adjustment, satisfactory results are now easily obtained in a wide frequency range and at an economically feasible cost. Therefore, there is a demand for a soundproofing material and a soundproofing device capable of alleviating the conventional technical defects.

【0005】[0005]

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上記の要求を満
たし得る防音材、及びかかる防音材を含む防音装置を提
供することを、その第一の目的とするものである。
A first object of the present invention is to provide a soundproofing material that can meet the above-mentioned requirements, and a soundproofing device including the soundproofing material.

【0006】また、本発明の第二の目的は、製造が簡単
で、組付及び清掃が容易な、一般の使用者でも簡単な手
段や道具を使って使用可能な薄板を利用した、防音効果
の高い防音材、及びかかる防音材を含む装置を提供する
ことにある。
A second object of the present invention is to use a thin plate which is easy to manufacture, easy to assemble and clean, and which can be used by general users with simple means and tools. It is an object of the present invention to provide a high-quality soundproof material and a device including the soundproof material.

【0007】[0007]

【解決手段】そして、本発明は、上記第一の目的を達成
するために、基材と、基材上に設けられた複数の共振器
とを含む、ノイズ源からの音圧エネルギに対する防音作
用を有する防音材にして、前記複数の共振器が糸状素子
及び/又は表面に拡がる形状を持つ素子から構成され、
該素子の密度、弾性係数、剪断モジュラス、減衰率、圧
電率を含む構造特性、及びその形状及び/又は寸法が、
各共振器が固有の共振周波数を持ち、該共振周波数にお
いて前記ノイズ源からの音圧エネルギを吸収して、機械
的熱エネルギ及び/又は電気的エネルギとして前記音圧
エネルギを放射するように選択されていることを特徴と
する防音材を提供するものである。
In order to achieve the above first object, the present invention provides a soundproof effect against sound pressure energy from a noise source, which includes a base material and a plurality of resonators provided on the base material. A soundproofing material having, wherein the plurality of resonators are composed of thread-shaped elements and / or elements having a shape spreading on the surface,
Structural properties including density, elastic modulus, shear modulus, damping factor, piezoelectric constant of the element, and its shape and / or dimensions are
Each resonator has its own resonance frequency and is selected to absorb sound pressure energy from the noise source at the resonance frequency and radiate the sound pressure energy as mechanical thermal energy and / or electrical energy. The present invention provides a soundproof material characterized by

【0008】前記基材は、複数の貫通オリフィスを有
し、また前記素子は、前記基材のオリフィス内若しくは
オリフィスの外縁部に固定され、振動膜、振動弦及び/
又は振動ブレードから選択される形状を有し、共振器を
構成することが出来る。
The substrate has a plurality of through orifices, and the element is fixed in the orifice of the substrate or at the outer edge of the orifice, and the vibrating membrane, vibrating chord and / or
Alternatively, the resonator can be configured to have a shape selected from a vibrating blade.

【0009】本発明のより好ましい一例に従えば、前記
複数の共振器の各々は、例えば、アルミニウム等の金属
または金属合金から成る高い弾性係数と低い減衰率を持
つ材料の一枚のシートから構成される。
According to a more preferred embodiment of the present invention, each of the plurality of resonators is composed of a single sheet of a material having a high elastic modulus and a low damping rate, such as a metal or metal alloy such as aluminum. To be done.

【0010】また、前記複数の共振器の各々が、積層振
動膜から成り、この積層振動膜が高い弾性係数と低い減
衰率(tanδ)を持つ材料の二枚のシートと、低い剪
断モジュラスと高い減衰率(tanδ)を持つ材料の一
枚のシートとを含むことも出来る。
Further, each of the plurality of resonators is composed of a laminated vibration film, and the laminated vibration film has two sheets of a material having a high elastic coefficient and a low damping factor (tan δ), and a low shear modulus and a high shear modulus. It may also include a sheet of material having a damping factor (tan δ).

【0011】具体的には、上記積層振動膜を、減衰率
(tanδ)が10-2〜50×10-2で、厚さが20〜
500μmであるエラストマ材料の中間シートと、該中
間シートの両側に形成された10〜200μmの厚さを
持つアルミニウム等の金属または金属合金の外側シート
とを有するサンドイッチ型とすることが出来る。
Specifically, the laminated vibrating membrane has a damping ratio (tan δ) of 10 -2 to 50 × 10 -2 and a thickness of 20 to.
A sandwich type having an intermediate sheet of an elastomer material having a thickness of 500 μm and outer sheets of a metal such as aluminum or a metal alloy having a thickness of 10 to 200 μm formed on both sides of the intermediate sheet can be used.

【0012】また別の態様として、上記積層振動膜をア
ルミニウム等の金属又は金属合金シートから成るコア
と、その両側に形成されたエラストマ材料の外側シート
とを有するサンドイッチ型とすることも出来る。この場
合の材料の減衰率及び厚さは上記のものと同じである。
As another aspect, the laminated vibrating membrane may be of a sandwich type having a core made of a metal or metal alloy sheet such as aluminum and outer sheets of an elastomer material formed on both sides of the core. The damping factor and thickness of the material in this case are the same as above.

【0013】前記振動膜が、積層振動膜であるか、若し
くは金属シートであるかに係わらず、円形の外形を有す
る振動膜としたり、また正方形、矩形、楕円形及び三日
月形の外形を有する振動膜とすることができ、またその
振動膜の外周部に複数の突起を設けても良い。
Regardless of whether the vibrating membrane is a laminated vibrating membrane or a metal sheet, it may be a vibrating membrane having a circular outer shape, or a vibrating membrane having a square, rectangular, elliptical or crescent outer shape. It may be a film, and a plurality of protrusions may be provided on the outer peripheral portion of the vibrating film.

【0014】前記振動膜が突起を有する場合には、前記
基材に固定されるそれら突起の数を適宜に選択すること
により、振動膜の共振周波数を調整することが出来る。
When the vibrating membrane has protrusions, the resonance frequency of the vibrating membrane can be adjusted by appropriately selecting the number of the protrusions fixed to the base material.

【0015】振動膜の共振周波数は、振動膜に少なくと
も一つの波形部を形成することにより決定又は変更する
ことも可能である。この波形部の形成により、振動膜の
曲げ強さは減少し、その共振周波数は低下する。
The resonance frequency of the vibrating membrane can also be determined or changed by forming at least one corrugated portion in the vibrating membrane. Due to the formation of the corrugated portion, the bending strength of the vibrating membrane is reduced and the resonance frequency thereof is lowered.

【0016】前記振動膜に、形状及び寸法の異なる複数
の開口が貫通形成される場合には、前記共振周波数を、
それらの開口の形状、寸法及び配置により決定すること
が出来る。この決定は、有限要素法による計算により行
なうことが出来る。
When a plurality of openings having different shapes and dimensions are formed through the diaphragm, the resonance frequency is
It can be determined by the shape, size and arrangement of those openings. This determination can be performed by calculation by the finite element method.

【0017】前記複数の共振器を糸状複合素子で構成す
ることも出来る。この場合、各糸状複合素子は高い弾性
係数を持つ繊維を縒り合わせて構成され、基材に形成さ
れたオリフィス内に又はその外縁部に固定される。
The plurality of resonators may be composed of thread-shaped composite elements. In this case, each filamentous composite element is formed by twisting together fibers having a high elastic coefficient, and is fixed in the orifice formed in the base material or at the outer edge portion thereof.

【0018】また、共振器を構成する前記糸状複合素子
を、高い弾性係数を持つ繊維を縒り合わせ、良好な減衰
特性を有する材料を適量含浸せしめることにより得られ
る糸状素子とすることも出来る。
Further, the filamentous composite element constituting the resonator may be a filamentous element obtained by knitting fibers having a high elastic coefficient and impregnating a suitable amount of a material having a good damping characteristic.

【0019】前記複数の共振器を振動ブレードで構成す
ることも出来る。この場合、振動ブレードの各々は、複
数のオリフィスを有する基材に、その端部において固定
され、金属及び/又は高い弾性係数を持つポリマ材料か
ら成る。
The plurality of resonators may be composed of vibrating blades. In this case, each of the vibrating blades is fixed at its ends to a substrate having a plurality of orifices and consists of a metal and / or a polymeric material having a high modulus of elasticity.

【0020】また、前記複数の共振器を、金属と高い減
衰率を持つ材料から成る複合振動ブレードで構成するこ
とも出来る。
The plurality of resonators may be composed of a composite vibrating blade made of a metal and a material having a high damping factor.

【0021】共振器を構成するものが、振動膜、振動弦
又は振動ブレードのいずれであっても、基材は例えばエ
ラストマ材料若しくはプラストマ材料等の曲げやすい材
料にて形成することとなる。
Whether the resonator is composed of a vibrating film, a vibrating string or a vibrating blade, the base material is made of a flexible material such as an elastomer material or a plastomer material.

【0022】以上説明した本発明に従う防音材は、音圧
エネルギを直接的に熱として放射若しくは散逸させるも
のであるが、音圧エネルギを電気エネルギに変換し、そ
の電気エネルギをジュール効果によって熱として放射す
るように、本発明を実施することも可能である。
The soundproof material according to the present invention described above radiates or dissipates sound pressure energy directly as heat. However, sound pressure energy is converted into electric energy and the electric energy is converted into heat by the Joule effect. It is also possible to implement the invention so as to emit.

【0023】上記の実施例に従う防音材において、基材
は、まず、音波を受けて電荷が表面に発生する圧電特性
を有する結晶質若しくは多結晶材料から成るシートを含
み、次に、発生した電荷を集め、該電荷を電気抵抗材料
若しくは類似の特性を有する材料に通過せしめる、薄い
導電性電極を含むものである。
In the soundproofing material according to the above-mentioned embodiment, the base material firstly includes a sheet made of a crystalline or polycrystalline material having piezoelectric characteristics in which electric charges are generated on the surface upon receiving a sound wave, and then, the generated electric charges are generated. A thin conductive electrode that collects and passes the charge through an electrically resistive material or a material having similar properties.

【0024】上記実施例の一態様においては、前記一つ
のシートが、適宜の熱機械的処理により半結晶質とされ
たPVDF型ポリマフィルムにて構成され、前記電極が
前記ポリマフィルム上に真空蒸着にて形成された薄膜金
属フィルム、若しくは前記ポリマフィルムに実質的に導
電性の接着剤にて接着されたアルミニウム等の金属又は
金属合金の薄膜フィルムにて構成される。
In one embodiment of the above-mentioned embodiment, the one sheet is composed of a PVDF type polymer film semi-crystalline by an appropriate thermomechanical treatment, and the electrodes are vacuum-deposited on the polymer film. Or a thin film of a metal or metal alloy such as aluminum adhered to the polymer film with a substantially conductive adhesive.

【0025】また、本発明は、前記第二の目的を達成す
るために、以上述べた防音材から成る少なくとも一つの
層を含む防音壁により構成される防音装置を提供するも
のである。
In order to achieve the second object, the present invention also provides a soundproof device comprising a soundproof wall including at least one layer of the soundproof material described above.

【0026】本発明装置の好ましい一態様に従えば、前
記防音壁が、前記防音材から成る複数の防音層を含み、
これら複数の防音層が複数の共振器を有し、且つ隣接す
る共振器が互いに対向しないように配設される。
According to a preferred aspect of the device of the present invention, the soundproof wall includes a plurality of soundproof layers made of the soundproof material,
The plurality of soundproof layers have a plurality of resonators and are arranged so that adjacent resonators do not face each other.

【0027】上記複数の防音層の共振器は、互いに形
状、配置、及び/又は素子の特性が異なるのみでなく、
必要に応じて、それらが設けられている基材も異なるよ
うにすることが出来る。
The resonators having the plurality of soundproof layers are different from each other in shape, arrangement, and / or element characteristics,
The substrates on which they are provided can also be different, if desired.

【0028】上記のように、音圧エネルギが電気エネル
ギに変換される場合には、音波を受けて電荷が表面に発
生する圧電特性を有する結晶質若しくは多結晶材料の少
なくとも一つのシートと、発生した電荷を集め、該電荷
を電気抵抗材料若しくは類似の特性を有する材料に通過
せしめることにより、前記音波のエネルギを電気エネル
ギに変換し、該電気エネルギをジュール効果により熱と
して放射する薄い導電性電極とを含む、積層された複数
の材料層からなり、該材料層の各々の前記電極が、前記
シートを貫通して形成された微細孔を介して導通され、
前記電荷が前記材料層に発生するように防音装置を構成
することも可能である。
As described above, when sound pressure energy is converted into electric energy, at least one sheet of crystalline or polycrystalline material having a piezoelectric characteristic, which receives a sound wave and generates charges on the surface, is generated. A thin conductive electrode that collects the accumulated electric charge and passes the electric charge through an electric resistance material or a material having similar characteristics to convert the energy of the acoustic wave into electric energy and radiate the electric energy as heat by Joule effect. Comprising a plurality of stacked material layers, each of the electrodes of the material layer is conducted through fine holes formed through the sheet,
It is also possible to configure the soundproofing device such that the charge is generated in the material layer.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0030】先ず、図1の(a)及び(b)において、
符号1は円形の外形を有する振動膜(メンブレン)の一
例を示す。この振動膜1は、その外周縁部3において、
円形孔4を持つ基材2に固着されている。振動膜1に、
広い周波数域を有する略正弦波形の振動圧Pが入力され
ると、この振動膜は、次式(I)を満足するように周波
数f0 で共振する。
First, in FIGS. 1A and 1B,
Reference numeral 1 indicates an example of a vibrating membrane (membrane) having a circular outer shape. The vibrating membrane 1 has an outer peripheral edge portion 3
It is fixed to a base material 2 having a circular hole 4. In the vibrating membrane 1,
When the oscillating pressure P having a substantially sinusoidal waveform having a wide frequency range is input, the vibrating membrane resonates at the frequency f 0 so as to satisfy the following expression (I).

【数1】 f0 =〔R-2,E1/2 ,e,ρ-1/2〕・・・(I) 但し、R:振動膜1の半径 E:振動膜1の材料の弾性係数 e:振動膜1の厚さ ρ:振動膜1の材料の密度## EQU1 ## f 0 = [R −2 , E 1/2 , e, ρ −1/2 ] (I) where R is the radius of the vibrating membrane 1 E is the elastic coefficient of the material of the vibrating membrane 1. e: Thickness of the diaphragm 1 ρ: Density of material of the diaphragm 1

【0031】振動膜1の剪断係数をG、またその減衰率
をtanδで表わした時、振動膜1が周波数f0 の音波
を受けて、単位時間当たり所定の振動数の振動をする場
合、各振動毎に振動膜1にて吸収されるエネルギーは、
次式(II)により表わされる。
When the shear coefficient of the vibrating membrane 1 is represented by G and the damping rate thereof is represented by tan δ, when the vibrating membrane 1 receives a sound wave of frequency f 0 and vibrates at a predetermined frequency per unit time, The energy absorbed by the vibrating membrane 1 for each vibration is
It is represented by the following formula (II).

【数2】 WJoule = f〔R6,e-3,P2,G-1,(tanδ)-1〕・・・(II) 但し、R:振動膜1の半径 e:振動膜1の厚さ P:音波圧[Number 2] W Joule = f [R 6, e -3, P 2 , G -1, (tanδ) -1 ] · · · (II) where, R: radius e of the diaphragm 1: vibrating membrane 1 Thickness P: Sonic pressure

【0032】上記式(I)及び式(II)から明らかな
ように、振動膜1の共振周波数f0 は、その構成材料の
弾性係数及び剪断モジュラスの関数であり、また同一の
共振周波数及び同一の膜半径について、それら弾性係数
及び剪断モジュラスと減衰率との間には、振動膜1の各
振動によって吸収されるエネルギー量が望ましい値とな
る相関関係が存在する。
As is clear from the above formulas (I) and (II), the resonance frequency f 0 of the vibrating membrane 1 is a function of the elastic modulus and the shear modulus of the constituent materials, and the same resonance frequency and the same. There is a correlation between the elastic modulus, the shear modulus, and the damping rate with respect to the membrane radius of (1), where the amount of energy absorbed by each vibration of the vibrating membrane 1 becomes a desired value.

【0033】本発明においては、この吸収エネルギー量
を所望の値にするために、振動膜1は、図2の(a)に
示すようなサンドイッチ型積層振動膜として構成され
る。即ち、振動膜1は、剪断モジュラス(G2 )が比較
的低くまた減衰率(tanδ2 )が比較的高い材料から
成る厚さe2 を有するコア5と、その両側に位置し、厚
さe1 及びe2 をそれぞれ有する外側シート6および7
を含むものである。シート6、7は、何れも、比較的高
い弾性係数(E1 及びE3 )と比較的低い減衰率(ta
nδ1 及びtanδ3 )を有する材料から成るものであ
る。
In the present invention, the vibrating membrane 1 is constructed as a sandwich type laminated vibrating membrane as shown in FIG. 2A in order to make this absorbed energy amount a desired value. That is, the vibrating membrane 1 has a core 5 having a thickness e 2 made of a material having a relatively low shear modulus (G 2 ) and a relatively high damping rate (tan δ 2 ), and is located on both sides of the core 5 and has a thickness e. Outer sheets 6 and 7 having 1 and e 2 respectively
Is included. Each of the sheets 6 and 7 has a relatively high elastic modulus (E 1 and E 3 ) and a relatively low damping rate (ta).
n δ 1 and tan δ 3 ).

【0034】図2の(b)に示す振動膜は、上記図2の
(a)の実施例のシート6、7と同様な材料から成るコ
ア8と、同じく図2の(a)の実施例のコア5と同様な
材料から成る外側シート9、10とを含むものである。
The vibrating membrane shown in FIG. 2B has a core 8 made of the same material as the sheets 6 and 7 of the embodiment shown in FIG. 2A and the embodiment shown in FIG. The outer sheet 9, 10 made of the same material as the core 5 of FIG.

【0035】図2の(a)及び(b)において、シート
6、7およびコア8を、10〜200μmの厚さを有す
るアルミニウム、銅、鉄鋼合金等の金属若しくは金属合
金により形成する一方、コア5及びシート9、10を、
10〜500μmの厚さを有し、減衰率(tanδ)が
10-2〜50×10-2であるエラストマにより形成する
ことにより、良好な結果が得られた。従って、これらコ
ア5及びシート9、10は、ゴム系シート、ポリエチレ
ン、ポリ塩ビニール及びポリアミド等の熱可塑性ポリマ
系シート、またはエポキシ樹脂、フェノール樹脂若しく
はポリウレタンを主成分とする熱硬化性ポリマシートか
ら選択されうる。上記ポリマ系シートまたはエラストマ
シートの場合、「Kevlar(デュポン社の商標)」
として知られるガラス繊維、ポリエステル繊維、綿繊維
やアラミド繊維から成る織布または不織布、若しくは金
属フィルム等によって、必要に応じて強化される。
In FIGS. 2A and 2B, the sheets 6 and 7 and the core 8 are formed of a metal or metal alloy such as aluminum, copper or steel alloy having a thickness of 10 to 200 μm, while the core is formed. 5 and sheets 9, 10
Good results have been obtained by forming with an elastomer having a thickness of 10 to 500 μm and an attenuation factor (tan δ) of 10 −2 to 50 × 10 −2 . Therefore, the core 5 and the sheets 9 and 10 are made of a rubber-based sheet, a thermoplastic polymer-based sheet such as polyethylene, polyvinyl chloride and polyamide, or a thermosetting polymer sheet containing epoxy resin, phenol resin or polyurethane as a main component. Can be selected. “Kevlar (Trademark of DuPont)” in the case of the above-mentioned polymer sheet or elastomer sheet
If necessary, it is reinforced by a woven or non-woven fabric made of glass fiber, polyester fiber, cotton fiber or aramid fiber, or a metal film.

【0036】図3の略図に示す実施例においては、積層
振動膜は図2の(a)に示すサンドイッチ構造を有する
もので、中間コア5’は、前記コア5と同様なものであ
り、外側シート6’、7’は、前記シート6、7と同様
なものである。本実施例においては、上記実施例とは異
なり、振動膜に少なくとも一つの凹凸を設けた波形形状
(図11)とすることによりその曲げ強さが低下せしめ
られ、その共振周波数f0 が低くされている。寸法やそ
の他の特性(半径R、厚さe、弾性係数、剪断モジュラ
ス等)は、上記実施例と同様である。
In the embodiment shown schematically in FIG. 3, the laminated vibrating membrane has the sandwich structure shown in FIG. 2 (a), and the intermediate core 5'is the same as the core 5 and The sheets 6'and 7'are the same as the sheets 6 and 7. In the present embodiment, unlike the above embodiment, the bending strength is lowered and the resonance frequency f 0 is lowered by providing the vibration film with a corrugated shape (FIG. 11) provided with at least one unevenness. ing. The dimensions and other characteristics (radius R, thickness e, elastic modulus, shear modulus, etc.) are the same as in the above embodiment.

【0037】振動膜の共振周波数f0 は、その基材との
固着部3〔図1の(a)および(b)〕の状態にも影響
されるので、図4に示すように、外周部に複数の切欠き
131 、132 、133 、・・・を持つ形状の振動膜1
2として、その共振周波数を所定の値にすることが可能
である。この場合、振動膜は、切欠き131 、132
133 、・・・によって形成される突起の外縁部1
1 、142 、143 、・・・において、基材に固定さ
れる。これらの突起の数、形状、形成位置は、例えば有
限要素法等に従う計算によって有利に決定される。
Since the resonance frequency f 0 of the vibrating membrane is also influenced by the state of the fixed portion 3 [(a) and (b) in FIG. 1] with the base material, as shown in FIG. The vibrating membrane 1 having a plurality of notches 13 1 , 13 2 , 13 3 , ...
2, it is possible to set the resonance frequency to a predetermined value. In this case, the vibrating membrane has notches 13 1 , 13 2 ,
Outer edge portion 1 of the protrusion formed by 13 3 , ...
4 1, 14 2, 14 3, in ..., are secured to the substrate. The number, shape, and formation position of these protrusions are advantageously determined by calculation according to, for example, the finite element method.

【0038】また、上記計算による共振周波数f0 の決
定乃至は調節は、図5に示すような貫通孔161 、16
2 、163、・・・が形成されて単位面積質量が調整さ
れた振動膜15にも適用することが可能である.即ち、
これらの貫通孔の形状、数及び配置は、計算により決定
される。
Further, the determination or adjustment of the resonance frequency f 0 by the above calculation is performed through the through holes 16 1 and 16 as shown in FIG.
It is also possible to apply it to the vibrating membrane 15 in which 2 , 16 3 , ... Are formed and the unit area mass is adjusted. That is,
The shape, number and arrangement of these through holes are determined by calculation.

【0039】上記実施例で用いられている振動膜1、1
2、15は、全体的に若しくは部分的に略円形の外形を
有しており、本発明はこれらの代表例に限定されるもの
では無く、振動膜の外形は、正方形、矩形、楕円形、三
日月形等のその他の形状であっても良い。また、振動膜
を部分的に打ち抜いたり、波形にしたり、或いは切欠き
を形成して外周部に突起を設ける等、任意の加工をする
ことも可能である。
The vibrating membranes 1, 1 used in the above embodiment
The reference numerals 2 and 15 have a substantially circular outer shape in whole or in part, and the present invention is not limited to these representative examples, and the outer shape of the vibrating membrane is a square, a rectangle, an ellipse, Other shapes such as a crescent shape may be used. Further, it is possible to carry out any processing such as partially punching out the vibrating membrane, corrugating it, or forming a notch to provide a protrusion on the outer peripheral portion.

【0040】次に、図6の(a)及び(b)に示す実施
例においては、基材2に複数のオリフィス4が形成され
ており、これらのオリフィス4を横切るように振動弦2
0が張られることにより、共振器が構成されている。各
振動弦20は、高い弾性係数を有する繊維を縒り合わせ
て構成され、その端部3においてオリフィス4の外縁部
に固着されている。
Next, in the embodiment shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a plurality of orifices 4 are formed in the base material 2, and the vibrating string 2 crosses these orifices 4.
A resonator is formed by stretching 0. Each vibrating string 20 is formed by twisting fibers having a high elastic coefficient, and is fixed to the outer edge portion of the orifice 4 at the end portion 3 thereof.

【0041】また、前記振動弦20は、金属若しくは金
属合金で構成することも出来る。
The vibrating string 20 may be made of metal or metal alloy.

【0042】別の一例として、振動弦20はポリエステ
ル、ポリアミドまたはポリアラミド繊維から成り、例え
ば、ブチル系エラストマ等の良好な減衰特性を持つ材料
を含むように構成されることも可能である。
As another example, the vibrating string 20 may be composed of polyester, polyamide or polyaramid fibers and may be constructed to include a material having good damping properties such as, for example, butyl elastomer.

【0043】図7の(a)及び(b)には、一端22に
おいて基材2に固着された複数の振動ブレード21によ
り、本発明に従う防音材若しくは音響調整材を形成する
共振器が構成されている。各振動ブレード21は、好ま
しくは、上記図2乃至図5の実施例にて使用されている
積層振動膜によって構成されるものである。即ち、振動
ブレード21は、複数の金属及び/又はポリマ材料を積
層したもので、各材料の弾性係数、剪断モジュラス、減
衰率等の特性は任意に選択される。
In FIGS. 7A and 7B, a resonator forming a soundproofing material or an acoustic adjusting material according to the present invention is constituted by a plurality of vibrating blades 21 fixed to the base material 2 at one end 22. ing. Each vibrating blade 21 is preferably formed by the laminated vibrating membrane used in the embodiments of FIGS. 2 to 5. That is, the vibrating blade 21 is formed by laminating a plurality of metals and / or polymer materials, and the characteristics such as elastic modulus, shear modulus, and damping ratio of each material are arbitrarily selected.

【0044】本発明の防音材に使用される共振器とは別
に、基材2がその共振器の共振周波数及びこれに関する
エネルギ吸収に影響を与える。この影響は、共振器の固
着状態に関係するため、防音材の品質が向上するような
減衰特性を基材2が示すようにその材料を適宜に選択す
ることとなる。例えば、基材若しくは支持プレートとし
て直径が約10mmの複数の円形オリフィスを有するも
のを使用する場合、この基材若しくはプレートが比較的
剛性の高いプレートであるか、又はエラストマ材料から
成るプレートであるかに依って、金属の振動膜を適宜に
選択することにより、図14のグラフに示す如くの優れ
た減衰効果の向上が得られる。
Apart from the resonator used in the soundproofing material of the present invention, the substrate 2 influences the resonance frequency of the resonator and its associated energy absorption. Since this influence is related to the fixed state of the resonator, the material is appropriately selected so that the base material 2 exhibits a damping characteristic that improves the quality of the soundproof material. For example, if a substrate or support plate having a plurality of circular orifices with a diameter of about 10 mm is used, is this substrate or plate a stiffer plate or a plate made of an elastomer material? Therefore, by appropriately selecting the vibrating film made of metal, the excellent damping effect can be obtained as shown in the graph of FIG.

【0045】本発明の上記実施例における一態様とし
て、このように基材として、エラストマ材料を持ち、共
振器として、金属の振動膜、振動ブレード及び/若しく
は振動弦で構成されるものがより好ましい。
As one aspect of the above-described embodiment of the present invention, it is more preferable that the substrate has an elastomer material and the resonator is composed of a vibrating film of metal, a vibrating blade and / or a vibrating string. ..

【0046】図8の(a)には、多数のオリフィス4が
面積S内において貫通形成された基材が示されている。
各オリフィス4には振動弦、振動プレートまたは膜共振
器が設けられている。
FIG. 8A shows a base material having a large number of orifices 4 penetratingly formed within the area S.
Each orifice 4 is provided with a vibrating string, vibrating plate or membrane resonator.

【0047】面積S内の全ての共振器が同一若しくは略
同一である場合には、それらの共振周波数は密着してお
り、音圧エネルギ吸収は所定の周波数f0 に対応する。
図15の例は、上記のように直径約10mmの円形孔を
有し共振周波数f0 が約2100Hzである基材に桃色
雑音(ピンクノイズ)が入力された場合の反応を示すも
のである。
When all the resonators in the area S are the same or substantially the same, their resonance frequencies are in close contact, and the sound pressure energy absorption corresponds to the predetermined frequency f 0 .
The example of FIG. 15 shows a reaction when pink noise is input to a base material having a circular hole with a diameter of about 10 mm and a resonance frequency f 0 of about 2100 Hz as described above.

【0048】一方、図8の(b)及び図9に示す実施例
においては、基材の面積S’内において形状及び寸法の
異なるオリフィス4’及び4”が貫通形成されており、
これらのオリフィスに対応する共振器は異なる周波数f
1 、f2 、f3 、・・・にて共振し、これらの各共振周
波数に対応する異なる周波数域のノイズの音圧エネルギ
ーを吸収する。
On the other hand, in the embodiment shown in FIGS. 8B and 9, the orifices 4'and 4 "having different shapes and sizes are formed so as to penetrate in the area S'of the base material.
The resonators corresponding to these orifices have different frequencies f
Resonates at 1 , f 2 , f 3 , ... And absorbs sound pressure energy of noise in different frequency ranges corresponding to these resonance frequencies.

【0049】上記実施例においては、オリフィス4’、
4”が貫通形成されている基材2に対して、図2の
(a)若しくは(b)の実施例で述べた形式の振動膜2
5若しくは金属の振動膜を固定することにより、本発明
に従う防音材が得られる。振動膜25は、そのオリフィ
ス4’、4”の開口部を塞ぐ部分及びそれらのオリフィ
スの外周縁に固着される部分によって異なる共振周波数
1 、f2 、f3 、・・・を有する共振器が構成される
ように、基材2に接着若しくは類似の手段にて固定され
る。面積S、S’を有する基材2は、0.1〜1mmの
範囲の厚さを持つエラストマ若しくはプラストマ(plas
tomer)から形成される。かかるシートは、カレンダリン
グの後にオリフィス4’、4”、・・・が形成され、そ
ののちに、例えば金属のシート若しくはフォイル等とし
て構成される。また、図9の振動膜25のようにポリマ
又はエラストマ成分をカレンダリングまたは押し出しブ
ロー成形した後に金属フォイルをかかる成分の成形体に
コーティグしたり、或いは成形体を金属フォイルに糊付
等の方法で接着することにより得ることも出来る。基材
と、金属若しくは複合シートとの接合は、ホットプレー
トプレス、ゴム工業において使われている「ロトキュア
(rotocure)」加熱シリンダを含む装置、エポキシ樹脂
等の構造用接着剤による冷間接着又は熱可塑性ポリマフ
ィルムの溶融などにより行なわれる。
In the above embodiment, the orifice 4 ',
4 "is formed on the base material 2 through which the vibrating membrane 2 of the type described in the embodiment of FIG.
The soundproofing material according to the present invention can be obtained by fixing the vibrating film of 5 or metal. The vibrating membrane 25 has resonators having different resonance frequencies f 1 , f 2 , f 3 , ... Depending on the portions that close the openings of the orifices 4 ′ and 4 ″ and the portions that are fixed to the outer peripheral edges of these orifices. Is fixed to the base material 2 by an adhesive or a similar means so that the base material 2 having the areas S and S ′ has an elastomer or plastomer (thickness in the range of 0.1 to 1 mm). plas
tomer). Such a sheet is formed with orifices 4 ′, 4 ″, ... After calendering, and is then formed as, for example, a metal sheet or foil, etc. Also, as in the vibrating membrane 25 of FIG. Alternatively, it can also be obtained by calendering or extrusion-blowing the elastomer component and then coating the metal foil with a molded product of such component, or by adhering the molded product to the metal foil by a method such as gluing. , Bonding with metal or composite sheets, hot plate presses, equipment containing "rotocure" heating cylinders used in the rubber industry, cold bonding with structural adhesives such as epoxy resin or thermoplastic polymer films It is performed by melting the.

【0050】以上に述べた防音材を使って、図10にS
Oで示すノイズ源に対して防音するための防音装置を製
作するには、それぞれ図8の(a)または(b)に示す
形式の振動膜である多数の層S1 、S2 、S3、・・・
を積層接合することにより得られる。各層Sは、オリフ
ィス4、4’、4”を有する基材2と、かかるオリフィ
ス内或いはその外縁部に固定された複数の共振器である
振動ブレード、振動弦若しくは振動膜とを含むものであ
る。。
Using the above-mentioned soundproofing material, S in FIG.
In order to manufacture a soundproofing device for soundproofing against a noise source indicated by O, a number of layers S 1 , S 2 , S 3 which are vibration films of the type shown in FIG. 8A or 8B, respectively, are manufactured. ...
It is obtained by laminating and joining. Each layer S includes a base material 2 having orifices 4, 4 ′, 4 ″, and a plurality of resonator vibrating blades, vibrating strings, or vibrating membranes fixed in the orifices or at the outer edge thereof.

【0051】図10の実施例においては、各層Sに複数
の共振器が対応する振動膜25により構成されている。
図10において、振動膜251 、252 、253 は層S
1 、S2 、S3 にそれぞれ対応するものである。積層体
における複数の基材の連続した部位を介して音エネルギ
が伝播することを回避するため、隣接する振動膜の共振
器が対向しないように振動膜が位置決めされている。こ
の位置決めは、計算により行なったり、或いは層Sを互
いにランダム配置することにより行なわれる。この様に
して、異なる多くの周波数の入射音エネルギを吸収する
機能を持つ防音装置が得られる。
In the embodiment of FIG. 10, a plurality of resonators are formed by the vibrating film 25 corresponding to each layer S.
In FIG. 10, the vibrating membranes 25 1 , 25 2 , 25 3 are the layers S.
It corresponds to 1 , S 2 , and S 3 , respectively. The vibrating membranes are positioned so that resonators of adjacent vibrating membranes do not face each other in order to prevent sound energy from propagating through continuous portions of a plurality of base materials in the laminate. This positioning is performed by calculation or by randomly arranging the layers S with respect to each other. In this way, a soundproofing device having a function of absorbing incident sound energy of many different frequencies can be obtained.

【0052】上記例示の実施例及び態様における本発明
の防音材は音源SOからの音圧エネルギを直接的に熱の
形態で散逸されるものであるが、音圧エネルギを一旦電
気エネルギに変換し、その後に電気エネルギをジュール
効果により熱として放散させるような防音材としても良
い。
The soundproofing material of the present invention in the above-described embodiments and modes is such that the sound pressure energy from the sound source SO is directly dissipated in the form of heat, but the sound pressure energy is once converted into electric energy. After that, it may be a soundproof material that dissipates electric energy as heat by the Joule effect.

【0053】上記のエネルギ変換防音材は、図11に示
す複合素子30から構成される。即ち、先ず、結晶質ま
たは多結晶材料から基材シート31を形成する。このシ
ート31は、ノイズ源からの音圧の作用による圧電効果
によってその対向面32、33上に電荷を発生する。こ
の電荷を集める導電性電極34、35をシート31に固
着する。対向面32、33上の電極34、35により受
けられた電荷はその抵抗素子内を通過させられ、電気エ
ネルギがジュール効果によって熱として放散される。シ
ート31は、適当な熱機械的処理によって半結晶質化さ
れたPVDF系ポリマフィルム、又は同様な圧電特性
(圧電率)を持つその他の材料から形成される一方、電
極33、34は、好ましくは、金属または金属合金の非
常に薄いフィルムから成る。この薄膜フィルムは基材シ
ート31上に真空蒸着にて形成されたり、或いは実質的
に導電性の接着剤によりシート31に接着される。
The above energy conversion soundproof material is composed of the composite element 30 shown in FIG. That is, first, the base material sheet 31 is formed from a crystalline or polycrystalline material. The sheet 31 generates electric charges on the facing surfaces 32 and 33 by the piezoelectric effect due to the action of the sound pressure from the noise source. The conductive electrodes 34 and 35 that collect the charges are fixed to the sheet 31. The electric charges received by the electrodes 34 and 35 on the facing surfaces 32 and 33 are passed through the resistance element, and the electric energy is dissipated as heat by the Joule effect. The sheet 31 is formed from a PVDF-based polymer film that has been semi-crystalline by suitable thermomechanical processing, or other material with similar piezoelectric properties (piezoelectric constant), while the electrodes 33, 34 are preferably , Consisting of a very thin film of metal or metal alloy. This thin film is formed on the base sheet 31 by vacuum vapor deposition, or is adhered to the sheet 31 with a substantially conductive adhesive.

【0054】上記の防音材を使用して防音装置を製作す
るには、オリフィス4、4’、4”を持つ図12に示す
基材2に複合素子30を配置することによって先ず第一
層C1 を形成し、次に同様な基材と複合素子により第二
層C2 を形成して第一層C1 と接合し、更に同様に層形
成及び接合を繰り返す。本実施例においては、各基材2
は、その抵抗値が0.1〜100ohm・cmとなるよ
う調節される。好ましくは、各層Cに電気抵抗を与える
ため、絶縁材料中にカーボンブラックや金属粉体等の導
電性フィラーを含ませ、ジュール効果による電気エネル
ギの放射を計るものである。
In order to fabricate a soundproofing device using the above soundproofing material, first the composite element 30 is placed on the substrate 2 shown in FIG. 12 having the orifices 4, 4 ', 4 ", and the first layer C is formed. 1 is formed, then a second layer C 2 is formed by using a similar base material and composite element, and the second layer C 2 is joined to the first layer C 1, and layer formation and joining are repeated in the same manner. Base material 2
Is adjusted to have a resistance value of 0.1 to 100 ohm · cm. Preferably, in order to give an electric resistance to each layer C, a conductive filler such as carbon black or metal powder is included in the insulating material to measure the emission of electric energy by the Joule effect.

【0055】また、本実施例においては、図13に示さ
れているように、前記層Cの接合をするための導電性ポ
リマ材料41の一部である小さなブリッジ部42が基材
シート31を貫通する微細孔40内を延びており、この
ブリッジ部42によりシート31の対向する二面に形成
された電極34、35間の導通が計られている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 13, a small bridge portion 42, which is a part of the conductive polymer material 41 for joining the layers C, covers the base sheet 31. The bridge portion 42 extends in the penetrating fine hole 40, and the bridge portion 42 measures the conduction between the electrodes 34 and 35 formed on the two opposing surfaces of the sheet 31.

【0056】以上述べた防音装置は一般家庭及び産業分
野において多くの用途を有するものである。
The soundproofing device described above has many uses in general household and industrial fields.

【0057】例えば、本発明に従う防音装置が車両にお
ける騒音・ノイズの減衰に使用される場合には、防音装
置は、エンジン、トランスミッション、空気力学的流体
流等のノイズ源と車両内運転室との間に配設されるプレ
ートとして設けられる。
For example, when the soundproofing device according to the present invention is used for attenuating noises and noises in a vehicle, the soundproofing device is used for noise sources such as an engine, a transmission and an aerodynamic fluid flow and a driver's cab in the vehicle. It is provided as a plate arranged between them.

【0058】また、航空機内のノイズの減衰に供される
場合には、コックピットの内側壁に固定されるプレート
として設けられる。更に、その他の陸上車両、道路走行
車両、鉄道車両、河川若しくは海上輸送機等において、
そのエンジンや排気系等のノイズ源を遮蔽するように設
けられる。
When it is used for attenuating noise in the aircraft, it is provided as a plate fixed to the inner wall of the cockpit. Furthermore, in other land vehicles, road vehicles, railway vehicles, rivers or marine transport aircraft,
It is provided so as to shield noise sources such as the engine and the exhaust system.

【0059】更に、かかる防音プレートは、騒音を発生
する機械の遮蔽や工場内や職場内の隔壁のライニングに
も使用可能である。更に、居住用及び工業用建築物の防
音目的にも広く適用され得る。この場合、防音プレート
は同一建物内の隣接箇所からの騒音の減衰のみでなく、
当該建物を外部からの騒音から保護する目的でも、使用
され、特に、都市において、一般道路や自動車道から遮
断する機能を持つことにその意義を有するものである。
Further, such a soundproof plate can be used for shielding a machine generating noise and lining a partition wall in a factory or a workplace. Furthermore, it can be widely applied to soundproofing of residential and industrial buildings. In this case, the soundproof plate not only attenuates the noise from adjacent parts in the same building,
It is also used for the purpose of protecting the building from noise from the outside, and its significance is to have a function of blocking from a general road and a motorway, especially in a city.

【0060】また、本発明に従う防音材及び防音装置
は、建物内の音響矯正及びまたは音響調整にも有利に使
用される。この場合、建物の壁部に固定された防音プレ
ートが音波を反射してノイズレベルを低下させ、居住性
の向上を計るものである。
The soundproofing material and the soundproofing device according to the present invention are also advantageously used for acoustic correction and / or acoustic adjustment in a building. In this case, the soundproof plate fixed to the wall portion of the building reflects sound waves to lower the noise level and improve the habitability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】膜共振器の一例を示し、(a)はその断面図で
あり、(b)はその平面図である。
FIG. 1 shows an example of a film resonator, (a) is a cross-sectional view thereof, and (b) is a plan view thereof.

【図2】本発明の一実施例に従う防音材の形成に適した
積層振動膜を示し、(a)はその断面略図であり、
(b)は他の一つの断面略図である。
2 shows a laminated vibrating membrane suitable for forming a soundproofing material according to one embodiment of the present invention, (a) is a schematic cross-sectional view thereof, FIG.
(B) is another schematic cross-sectional view.

【図3】本発明の別の実施例を示す、図2の(a)及び
(b)に相当する断面略図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view corresponding to FIGS. 2A and 2B, showing another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の防音材の形成に使用される振動膜の一
形状を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing one shape of a vibrating film used for forming the soundproofing material of the present invention.

【図5】本発明に使用される振動膜の更に別の形状を示
す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing still another shape of the vibrating membrane used in the present invention.

【図6】本発明の防音材の形成に適した共振器の別の例
を示し、(a)は、その一例に係る断面図であり、
(b)は、他の例に係る断面図である。
FIG. 6 shows another example of the resonator suitable for forming the soundproofing material of the present invention, and FIG. 6 (a) is a sectional view according to the example,
(B) is sectional drawing which concerns on another example.

【図7】本発明の更に別の実施例を示し、(a)は図6
の(a)に、(b)は図6の(b)、にそれぞれ相当す
る図である。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention, in which FIG.
6A and 6B are diagrams corresponding to FIG. 6B and FIG.

【図8】本発明に従う防音材の層を示す平面図であり、
(a)及び(b)はそれぞれ異なる例を示している。
FIG. 8 is a plan view showing a layer of the soundproofing material according to the present invention,
(A) and (b) show different examples.

【図9】図8の(b)における9−9断面略図である。9 is a schematic cross-sectional view taken along line 9-9 in FIG. 8 (b).

【図10】本発明装置の一例を示す断面略図である。FIG. 10 is a schematic sectional view showing an example of the device of the present invention.

【図11】本発明の更に別の実施例に従う防音材の断面
略図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a soundproofing material according to still another embodiment of the present invention.

【図12】図11に示す防音材を使用した防音装置の略
図である。
12 is a schematic view of a soundproofing device using the soundproofing material shown in FIG.

【図13】図11に示す防音材を使用した防音装置の略
図である。
13 is a schematic view of a soundproofing device using the soundproofing material shown in FIG.

【図14】テスト結果を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing test results.

【図15】テスト結果を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing test results.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、12、15、25 振動膜 2、31 基材 5、5’、8 コア 6、6’、7、7’、9、10 外側シート 4、4’、4”、16 オリフィス 13 切欠き 20 振動弦 21 振動ブレード 31 基材シート 34、35 電極 30 複合素子 1, 12, 15, 25 Vibrating film 2, 31 Base material 5, 5 ', 8 core 6, 6', 7, 7 ', 9, 10 Outer sheet 4, 4', 4 ", 16 Orifice 13 Notch 20 Vibration string 21 Vibration blade 31 Base sheet 34, 35 Electrode 30 Composite element

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材と、該基材上にその表面に沿って実
質的に拡がるようにして設けられた複数の共振器とを含
む、ノイズ源からの音圧エネルギに対する防音作用を有
する防音材にして、前記複数の共振器が糸状素子及び/
又は表面に拡がる形状を持つ素子から構成され、該素子
の密度、弾性係数、剪断モジュラス、減衰率、圧電率を
含む構造特性、及びその形状及び/又は寸法が、各共振
器が固有の共振周波数を持ち、該共振周波数において前
記ノイズ源からの音圧エネルギを吸収して、機械的熱エ
ネルギ及び/又は電気的エネルギとして前記音圧エネル
ギを放射するように選択されていることを特徴とする防
音材。
1. A soundproofing having a soundproofing action against sound pressure energy from a noise source, the soundproofing comprising a substrate and a plurality of resonators provided on the substrate so as to extend substantially along the surface thereof. As a material, the plurality of resonators are filamentous elements and / or
Or a structural characteristic including a density, elastic modulus, shear modulus, damping ratio, piezoelectricity of the element, and its shape and / or size, each resonator having a unique resonance frequency. And sound absorption energy from the noise source is absorbed at the resonance frequency, and the sound pressure energy is radiated as mechanical thermal energy and / or electrical energy. Material.
【請求項2】 前記基材が複数の貫通オリフィスを有す
る基材であり、前記素子が、振動膜、振動弦及び/又は
振動ブレードから選択される振動素子から成り、該振動
素子が、前記オリフィス内若しくは該オリフィスの外縁
部に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の
防音材。
2. The base material is a base material having a plurality of through orifices, the element comprises a vibrating element selected from a vibrating membrane, a vibrating chord and / or a vibrating blade, and the vibrating element comprises the orifice. The soundproof material according to claim 1, wherein the soundproof material is fixed inside or on an outer edge of the orifice.
【請求項3】 前記複数の共振器の各々が、金属製の振
動膜から成り、また前記基材が、エラストマ材料から成
ることを特徴とする請求項1に記載の防音材。
3. The soundproofing material according to claim 1, wherein each of the plurality of resonators is made of a vibrating film made of metal, and the base material is made of an elastomer material.
【請求項4】 前記複数の共振器の各々が積層振動膜か
ら成り、該積層振動膜が、高い弾性係数と低い減衰率
(tanδ)を持つ材料の少なくとも二枚のシートと、
低い剪断モジュラスと高い減衰率(tanδ)を持つ材
料の一枚のシートとを含むことを特徴とする請求項1に
記載の防音材。
4. Each of the plurality of resonators comprises a laminated vibrating membrane, wherein the laminated vibrating membrane comprises at least two sheets of a material having a high elastic coefficient and a low damping factor (tan δ).
The soundproofing material of claim 1, comprising a sheet of material having a low shear modulus and a high damping factor (tan δ).
【請求項5】 前記積層振動膜が、低い剪断モジュラス
と高い減衰率を持つ材料の中間シートと、該中間シート
の両側に形成された高い弾性係数と低い減衰率を持つ材
料の外側シートとを有するサンドイッチ型であることを
特徴とする請求項4に記載の防音材。
5. The laminated vibrating membrane comprises an intermediate sheet of a material having a low shear modulus and a high damping rate, and an outer sheet of a material having a high elastic modulus and a low damping rate formed on both sides of the intermediate sheet. The soundproofing material according to claim 4, wherein the soundproofing material is a sandwich type.
【請求項6】 前記外側シートの少なくとも一つが、1
0〜200μmの厚さを持つアルミニウム等の金属また
は金属合金のシートであり、前記中間シートが20〜5
00μmの厚さを持ち、その減衰率が10-2〜50×1
-2であるエラストマ材料のシートであることを特徴と
する請求項5に記載の防音材。
6. At least one of the outer sheets is 1
A sheet of a metal such as aluminum or a metal alloy having a thickness of 0 to 200 μm, wherein the intermediate sheet is 20 to 5
It has a thickness of 00 μm and its attenuation rate is 10 -2 to 50 x 1
The soundproofing material according to claim 5, wherein the soundproofing material is a sheet of an elastomer material having a size of 0 -2 .
【請求項7】 前記積層振動膜が、高い弾性係数と低い
減衰率を持つアルミニウム等の金属または金属合金材料
の中間シートと、該中間シートの両側に形成された剪断
モジュラスと高い減衰率を持つエラストマ材料の外側シ
ートとを有するサンドイッチ型であることを特徴とする
請求項4に記載の防音材。
7. The laminated vibration film has an intermediate sheet of a metal or metal alloy material such as aluminum having a high elastic modulus and a low damping rate, and a shear modulus and a high damping rate formed on both sides of the intermediate sheet. The soundproofing material according to claim 4, wherein the soundproofing material is a sandwich type having an outer sheet of an elastomer material.
【請求項8】 前記複数の共振器が、複数の振動膜で構
成され、該振動膜が、円形、正方形、楕円形及び三日月
形から選択された外形形状を有し、及び/又は外周部に
複数突起を有する振動膜であることを特徴とする請求項
1に記載の防音材。
8. The plurality of resonators are composed of a plurality of vibrating membranes, and the vibrating membranes have an outer shape selected from a circular shape, a square shape, an elliptical shape, and a crescent shape, and / or have an outer peripheral portion. The soundproof material according to claim 1, which is a vibrating film having a plurality of protrusions.
【請求項9】 前記積層振動膜が、前記突起の端部にお
いて前記基材に固定されていることを特徴とする請求項
8に記載の防音材。
9. The soundproof material according to claim 8, wherein the laminated vibration film is fixed to the base material at an end portion of the protrusion.
【請求項10】 前記共振周波数が、前記振動膜に少な
くとも一つの波形部を形成することにより決定又は変更
されることを特徴とする請求項8に記載の防音材。
10. The soundproofing material according to claim 8, wherein the resonance frequency is determined or changed by forming at least one corrugated portion on the vibrating membrane.
【請求項11】 前記共振周波数が、前記振動膜に形状
及び寸法の異なる複数の開口を貫通形成することにより
決定又は変更されることを特徴とする請求項8に記載の
防音材。
11. The soundproof material according to claim 8, wherein the resonance frequency is determined or changed by forming a plurality of openings having different shapes and dimensions through the vibration film.
【請求項12】 前記複数の共振器が、糸状素子から構
成され、該糸状素子の各々が、金属の針金若しくは糸等
の高い弾性係数を持つ繊維を縒り合わすことにより形成
されることを特徴とする請求項1に記載の防音材。
12. The plurality of resonators are composed of thread-shaped elements, and each of the thread-shaped elements is formed by twisting fibers having a high elastic coefficient, such as metal wire or thread. The soundproofing material according to claim 1.
【請求項13】 前記複数の共振器がブレード状振動素
子で構成され、該振動素子の各々が、前記基材にその端
部において固定され、金属及び/又は高い弾性係数を持
つポリマ材料から成ることを特徴とする請求項1に記載
の防音材。
13. The plurality of resonators are composed of blade-like vibrating elements, each of the vibrating elements being fixed to the base material at its ends and made of a metal and / or a polymer material having a high elastic modulus. The soundproofing material according to claim 1, wherein
【請求項14】 前記複数の共振器がブレード状振動素
子で構成され、該複合振動素子の各々が、金属及び/又
は高い弾性係数をもつポリマ材料と、高い減衰率を持つ
材料から成ることを特徴とする請求項1に記載の防音
材。
14. The plurality of resonators are composed of blade-shaped vibrating elements, and each of the composite vibrating elements is made of a metal and / or a polymer material having a high elastic coefficient and a material having a high damping rate. The soundproofing material according to claim 1, wherein the soundproofing material is provided.
【請求項15】 音波を受けて、電荷が表面に発生する
圧電特性を有する結晶質若しくは多結晶材料から成る少
なくとも一つのシートと、発生した電荷を集めて、該電
荷を電気抵抗材料若しくは類似の特性を有する材料に通
過せしめることにより、前記音波のエネルギを電気エネ
ルギに変換し、該電気エネルギをジュール効果により熱
として放射する薄い導電性電極とを含むことを特徴とす
る防音材。
15. At least one sheet made of a crystalline or polycrystalline material having a piezoelectric characteristic, in which electric charges are generated on a surface upon receiving a sound wave, and the generated electric charges are collected and the electric charges are made into an electric resistance material or a similar material. A soundproof material, comprising: a thin conductive electrode that converts the energy of the sound wave into electric energy by passing through the material having characteristics and radiates the electric energy as heat by Joule effect.
【請求項16】 前記少なくとも一つのシートが、適宜
の熱機械的処理により半結晶質とされたPVDF型ポリ
マフィルムにて構成され、前記電極が、前記ポリマフィ
ルム上に真空蒸着にて形成された金属フィルム、若しく
は前記ポリマフィルムに実質的に導電性の接着剤にて接
着されたアルミニウム等の金属又は金属合金の薄膜フィ
ルムにて構成されていることを特徴とする請求項15に
記載の防音材。
16. The at least one sheet is composed of a PVDF type polymer film semi-crystalline by an appropriate thermomechanical treatment, and the electrodes are formed on the polymer film by vacuum vapor deposition. 16. The soundproof material according to claim 15, which is composed of a metal film or a thin film of a metal such as aluminum or a metal alloy adhered to the polymer film with a substantially conductive adhesive. ..
【請求項17】 請求項1に記載の防音材から成る少な
くとも一つの層を含む防音壁により構成される防音装
置。
17. A soundproofing device comprising a soundproof wall including at least one layer made of the soundproofing material according to claim 1.
【請求項18】 前記防音壁が、前記防音材から成る複
数の層を含み、該複数の層が複数の共振器を有し、且つ
隣接する共振器が互いに対向しないように配設されてい
ることを特徴とする請求項17に記載の防音装置。
18. The soundproof wall includes a plurality of layers of the soundproof material, the plurality of layers have a plurality of resonators, and the adjacent resonators are arranged not to face each other. The soundproofing device according to claim 17, characterized in that.
【請求項19】 音波を受けて、電荷が表面に発生する
圧電特性を有する結晶質若しくは多結晶材料の少なくと
も一つのシートと、発生した電荷を集めて、該電荷を電
気抵抗材料若しくは類似の特性を有する材料に通過せし
めることにより、前記音波のエネルギを電気エネルギに
変換し、該電気エネルギをジュール効果により熱として
放射する薄い導電性電極とを含む積層された複数の材料
層からなり、該材料層の各々の前記電極が前記シートを
貫通して形成された微細孔を介して導通され、前記電荷
が前記材料層に発生することを特徴とする請求項16に
記載の防音装置。
19. At least one sheet of crystalline or polycrystalline material having piezoelectric properties, the charge of which is generated on the surface in response to a sound wave, and the generated charge is collected and the charge is converted into an electric resistance material or a similar property. A thin conductive electrode that converts the energy of the sound wave into electric energy by passing the sound wave into electric energy and radiates the electric energy as heat by the Joule effect. The soundproofing device according to claim 16, wherein the electrodes of each of the layers are conducted through micropores formed through the sheet, and the charges are generated in the material layer.
JP4135912A 1991-04-25 1992-04-27 Soundproof material and apparatus containing such soundproof material Pending JPH05150787A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9105104 1991-04-25
FR9105104 1991-04-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05150787A true JPH05150787A (en) 1993-06-18

Family

ID=9412243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4135912A Pending JPH05150787A (en) 1991-04-25 1992-04-27 Soundproof material and apparatus containing such soundproof material

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0521740A1 (en)
JP (1) JPH05150787A (en)
KR (1) KR920020038A (en)
CA (1) CA2067480A1 (en)
CS (1) CS125892A3 (en)
DE (1) DE521740T1 (en)
ES (1) ES2038957T1 (en)
PL (1) PL294336A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278591A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Victor Co Of Japan Ltd Speaker unit
KR20110106410A (en) * 2008-12-23 2011-09-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Transportation vehicle sound insulation process and device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4337162C2 (en) * 1993-10-30 1996-11-28 Daimler Benz Aerospace Ag Vibration absorber for damping structure-borne noise
DE4416361A1 (en) * 1994-05-09 1995-11-16 Wolf Woco & Co Franz J Lamella absorber
US9607600B2 (en) 2009-02-06 2017-03-28 Sonobex Limited Attenuators, arrangements of attenuators, acoustic barriers and methods for constructing acoustic barriers
GB0901982D0 (en) 2009-02-06 2009-03-11 Univ Loughborough Attenuators, arrangements of attenuators, acoustic barriers and methods for constructing acoustic barriers
KR101370581B1 (en) * 2012-07-09 2014-03-06 김선기 Membrane Assembly
US8616330B1 (en) 2012-08-01 2013-12-31 Hrl Laboratories, Llc Actively tunable lightweight acoustic barrier materials

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2834823C2 (en) * 1978-08-09 1980-07-17 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Volume-changing resonators based on the disc spring principle
US4116303A (en) * 1976-11-08 1978-09-26 Mcdonnell Douglas Corporation Exhaust muffler
NL7905519A (en) * 1978-07-25 1980-01-29 Weltin Optac SOUND ABSORPTION.
US4373608A (en) * 1979-12-20 1983-02-15 General Electric Company Tuned sound barriers
DE3117604A1 (en) * 1981-05-05 1983-01-05 Chemie-Werk Weinsheim Gmbh, 6520 Worms "MULTI-LAYERED AREA STRAPPING"
SE8200624L (en) * 1982-02-03 1983-08-04 Krister Amneus ACOUSTIC DEVICE
US4924976A (en) * 1987-09-04 1990-05-15 Digital Equipment Corporation Tuned array vibration absorber
DE8715142U1 (en) * 1987-11-13 1988-06-01 Dr. Alois Stankiewicz GmbH, 3101 Adelheidsdorf Sound insulation part with absorption properties for partition wall
DE8903942U1 (en) * 1989-03-31 1989-05-24 HDW-Isoliertechnik GmbH, 24149 Kiel Insulating plate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110106410A (en) * 2008-12-23 2011-09-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Transportation vehicle sound insulation process and device
JP2012513622A (en) * 2008-12-23 2012-06-14 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Sound insulation method and apparatus for transportation vehicles
JP2010278591A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Victor Co Of Japan Ltd Speaker unit

Also Published As

Publication number Publication date
PL294336A1 (en) 1992-11-30
CS125892A3 (en) 1992-12-16
DE521740T1 (en) 1993-07-22
EP0521740A1 (en) 1993-01-07
ES2038957T1 (en) 1993-08-16
KR920020038A (en) 1992-11-20
CA2067480A1 (en) 1992-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5241512A (en) Acoustic protection material and apparatus including such material
EP2311028B1 (en) Multilayer sound absorbing sheet and method of absorbing sound
US8752667B2 (en) High bandwidth antiresonant membrane
US7654364B2 (en) Sound absorbing structure
US6601673B2 (en) Sound absorbing structure
JP6510653B2 (en) Soundproof structure
WO2010092968A1 (en) Automotive sound-absorbing sheet and automotive engine bottom cover including the sound-absorbing sheet
EP2491194A1 (en) Acoustic panel
WO2015115143A1 (en) Acoustic insulator and wire harness with acoustic insulator
JPH05150787A (en) Soundproof material and apparatus containing such soundproof material
US20060096183A1 (en) Sound-absorbing structure using thin film
JP2007334285A (en) Sound absorbing structure and rail vehicle
JPH0659680A (en) Sound absorbing structure
CN110337688B (en) Sound-proof structure
JP2000112482A (en) Sound absorbing sheet and sound absorbing sheet laminate
US11049485B2 (en) Soundproof structure
JP3521577B2 (en) Sound absorbing material
JP2010014888A (en) Sound-absorbing structure
KR102165913B1 (en) Lightweight noise absorbing material and substrates attaching thereof
JP2003336940A (en) Air conditioner
JP2023114559A (en) Soundproof material and soundproof structure
JP3525569B2 (en) Soundproofing material
JP2024057294A (en) Sound absorbing materials and vehicle components
KR970073968A (en) Flexible high-performance composite vibration damping material