JPH059036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、低周波数から高周波数までの広い
帯域に亘つて高い吸音特性を有し、かつ軽量で熱
的、機械的特性に優れた、独立気泡の集合体より
なる発泡金属で構成された吸音材に関するもので
ある。 （従来技術） 従来、吸音材としては、グラスウール等の無機
繊維が広く用いられているが、これは振動や風圧
等により折損、粉塵化しやすく、また雨水をはじ
め雰囲気中の水分を吸収すると吸音性が低下する
という問題がある。さらに上記吸音材はグラスウ
ール単体では自立できないので、孔あき金属板そ
の他の板材等との組合による複合構造とする必要
があり、このため製造コストが高くなるという欠
点がある。 また繊維材料以外の吸音材としては、ポリウレ
タンフオーム等の多孔質体があるが、この吸音材
は耐熱性が悪く、かつ吸湿により吸音性が低下す
るという問題がある。またセラミツク等の粉末焼
結体を用いた吸音材は、曲げ加工等の機械加工や
耐衝撃性等の機械特性に難点があり、かつ高価で
ある。さらに、現在実用に供されている吸音材で
は、低周波数帯域における吸音性に優れたものが
得難いか、または非常に厚いグラスウール充填層
をもつた複合吸音構造体としているため、製造コ
ストが高くなるという欠点がある。 自動車道、鉄道等の交通機関や工場等構築物の
防音壁、機械設備の防音カバー、コンプレツサ等
のサイレンサ等に使用される吸音材としては、広
い周波数帯域、とくに低周波数帯域において優れ
た吸音効果を有するとともに、軽量で機械加工
性、熱的、機械的諸特性に優れており、低コスト
で取扱いが容易であることが要求される。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題の解決のた
めになされたものであり、吸音材に要求される上
記種々の特性を具備した吸音材を提供するもので
ある。 （発明の構成） この発明は、独立気泡の集合体よりなる発泡金
属を切断してその切断面を表面とする板状体を形
成し、上記表面に独立気泡の内面を露出させるこ
とにより凹凸模様を形成させたものである。また
上記板状体を環状に形成して筒状体を構成し、こ
の筒状体の内周面を表面、筒状体の外周面を裏面
としてサイレンサを構成させてもよい。 また上記発泡金属の板状体にはその表裏面間に
貫通する複数の貫通孔を形成させてもよく、かつ
その構成において、裏面には反射板を積層させて
もよい。また上記構成において、板状体と反射板
との間に空気層を形成されてもよい。さらに上記
構成において、反射板を発泡金属で形成させるこ
ともできる。貫通孔を有する板状体と反射板とよ
りなる上記構成体は鉄道等の防音壁として、また
工場等建造物の吸音壁材等として使用される。ま
た上記板状体を環状に形成して筒状体を構成し、
この筒状体の内周面を表面、筒状体の外周面を裏
面としてサイレンサを構成することもできる。ま
た上記板状体を複数枚、空気層を介在させて積層
してもよい。 すなわち、この発明では、気泡内面の露出した
凹凸ある複雑な形状の発泡金属切断面における音
波の乱反射による干渉消音、気泡の貫通孔を通過
することによる音波の膨張消音、貫通孔を有する
吸音材と、貫通孔を有しない吸音材または無孔の
遮音板との間の空気層における干渉消音を利用し
て吸音作用を果させるるようにいている。 （実施例） 第１図は発泡アルミニウムの鋳塊を適宜の厚さ
に切断して発泡金属板１とし、この切断面セル構
造を示している。この切断面は、気泡２の内面が
露出した凹凸のある表面をなしており、各気泡２
は金属殻３によつて互いに分離され、発泡金属板
１はこれらの独立気泡の集合体によつて形成され
ている。第２図はその切断面の金属組織の写真で
ある。 第３図Ａは発泡金属板１の厚さ方向に表面と裏
面とを貫通するように複数個の丸孔の貫通孔４を
穿孔した発泡金属板５を示し、第３図Ｂは長孔の
貫通孔４１を穿孔した発泡金属板５１を示してい
る。これらの貫通孔４，４１の形状はこの他にも
種々の変形が可能である。 第４図は発泡金属板５０の板厚方向に音波を伝
播させた場合の吸音機構を示したものである。こ
の吸音材５０は上記吸音材５と、無孔の金属板７
とを所定の厚さＬの間隔（空気層９）をもつて結
合させたものである。互いに独立して形成された
気泡２は、発泡金属板５を貫通して形成された貫
通孔４によつて互いに連通している。音波６は表
面に露出した気泡２の金属殻３で乱反射し、反射
波８により干渉減衰する。また一部は貫通孔４を
通過するが、この通過した音波は、つぎの気泡２
内で膨張、減衰し、以下同様に隣接する気泡に移
るたびに上記膨張、減衰を繰返す。そして発泡金
属板５の反対側に達すると空気層９による厚さＬ
の間隔をもつて設けた遮音板７により反射波８１
となり、干渉、膨張、金属殻（気泡壁面）３との
摩擦等により消音される。 第５図Ａ〜Ｇはそれぞれ発泡金属を用いた吸音
構造を示したものである。すなわち、Ａは１枚の
発泡金属板１の一方の面に金属板からなる遮音板
７を直接に張付けて構成した吸音材を示してい
る。貫通穴を有しない発泡金属板１の吸音効果
は、気泡内面の露出した凹凸のある表面３におけ
る乱反射による相互の干渉によつてなされるもの
である。Ｂは複数の貫通穴４を穿孔した１枚の発
泡金属板５の一方の面に金属板からなる遮音板７
を直接張付けて構成した吸音材を示している。こ
の場合の吸音効果は、凹凸のある表面３における
乱反射による干渉消音と、貫通孔４を音波が通過
する際の膨張消音が主であり、貫通孔４中に通る
発泡金属板５の裏面に取付けた遮音板７により反
射し、干渉消音される。遮音板７の材質は任意に
選択すればよく、また発泡金属の鋳肌のままであ
つてもよい。Ｃは貫通孔４を穿孔した発泡金属板
５と、遮音板７との間に空気層９を設けて一体化
した吸音構造、Ｄは遮音板７０として貫通孔を有
しない発泡金属１を用い、これと上記貫通孔４を
有する発泡金属板５とを空気層９を設けて一体化
した吸音構造、Ｅは貫通孔４を有する発泡金属板
５を複数枚、互いに空気層９を介して一体化し、
かつ一方の面には空気層９を介して金属板からな
る遮音板７を設けた吸音構造を示している。上記
Ａ〜Ｅは鉄道等の防音壁や工場等建造物の吸音壁
材等に適用するのに好適である。 またＦは貫通孔を有しない発泡金属を円筒状に
した円筒状発泡金属１０を用い、その外周面を金
属板１０ａで覆つた吸音構造を示している。Ｇは
貫通孔４を有する円筒状発泡金属１２をその外周
に空気層９を介して金属板からなる遮音板１３で
覆つた構造を示している。上記Ｆ，Ｇの円筒状の
構造は、サイレンサに適用するのに好適である。
またこの円筒体を製作するには、発泡金属板を曲
げ加工してもよく、あるいは発泡金属板を機械加
工により切削してもよい。この場合円筒状遮音パ
イブ１３と発泡金属１２との間に空気層９を設け
なくてもよい。 実施例 １ 独立気泡の集合体によりなる比重0.2の発泡ア
ルミニウムを、厚さ10mm、両面の切断面に気泡の
内面が露出することにより凹凸のある表面模様を
呈するように板状に切断し、第１図に示すような
吸音材１を作成した。またこの吸音材１に直径１
mm、開孔率が断面積比で１％となるように、等間
隔に貫通孔を穿孔し、第３図Ａに示すような吸音
材５を作成した。鋼板製の遮音板７と吸音材１ま
たは５を組合せて吸音率を測定した結果、第６図
および第７図に示すようになつた。 すなわち、第６図は１枚の発泡金属板５と遮音
板７との間の空気層９の厚さＬを変えた場合の吸
音率の変化を示し、線６１は吸音材１と遮音板７
とを密着させた第５図Ａの構造を採用した場合で
あり、この場合は1600Hzで最高の吸音率0.7を示
している。線６２〜６５は貫通孔を有する吸音材
５と遮音板７との間に厚さＬの空気層９を設けた
第５図ＢまたはＣの構造を採用し、線６２はＬ＝
０すなわち吸音材５と遮音板７とが密着した第５
図Ｂの構造であつて、2500Hzで最高の吸音率0.91
を示し、線６３は第５図Ｃの構造でＬ＝20mm、
1250Hzで最高の吸音率0.91を示し、線６４は第５
図Ｃの構造でＬ＝40mm、600Hzで最高の吸音率
0.93を示し、線６５は第５図Ｃの構造でＬ＝60
mm、500Hzで最高の吸音率0.90を示している。こ
れらの実施例では空気層の厚さＬが大きくなるに
従つて低周波数音域で吸音率の最高値（0.90以
上）を示している。したがつて、音波の周波数に
よつて最高の吸音率が得られるように空気層の厚
さＬを選択すればよい。 また第７図は２枚の発泡金属板５と遮音板７と
の間のそれぞれの空気層９の厚さＬを変化させた
場合の吸音率の変化を示し、線７０は貫通孔を有
する吸音材５を２層と、遮音板７とをそれぞれ厚
さＬ（＝20mm）の空気層９を介在させて配置した
第５図Ｅの構造を採用した場合であり、この場合
は300Hzから1600Hzの広い周波数帯域において吸
音率が0.80以上を示している。なお、上記第６図
および第７図に示す吸音率の測定に用いた試料の
構造は、第１表に示す通りである。

【表】 （発明の効果） 以上説明したように、この発明は独立気泡より
なる発泡金属の気泡内面が露出するように板状等
に切断し、複数の貫通孔を穿孔した吸音材および
これと遮音板との組合せることにより吸音材を構
成するようにしたものであり、低周波数帯域から
高周波数帯域に至る間の間の任意の周波数帯域に
おいて選択的に高い吸音効果を有し、また広い周
波数帯域において高い吸音効率を示し、また発泡
によるセル構造をした金属であるために曲げ加
工、切削、穿孔等の機械加工性に優れ、水洗等に
よる洗浄が容易である等の特徴を有している。ま
たこの吸音材は軽量であるために、これを取付け
る取付け部材等の全体構造が簡単かつ軽量にな
り、経済的であるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のセル構造を有する発泡金属
よりなる吸音材の斜視説明図、第２図はその切断
面の金属組織の写真、第３図Ａ，Ｂはそれぞれ発
泡金属に貫通孔を形成した状態を示す斜視説明
図、第４図は吸音機構を説明するための説明図、
第５図Ａ〜Ｇはそれぞれ吸音構造の例を示す説明
図、第６図および第７図はそれぞれ上記吸音構造
の特性図である。 １，５，５０……吸音材、２……気泡、３……
金属殻（気泡壁面）、４，４１……貫通孔、７…
…遮音板、９……空気層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断し
   てその切断面を表面とする板状体を形成し、上記
   表面に独立気泡の内面を露出させることにより凹
   凸模様を形成させたことを特徴とする吸音材。 ２ 独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断し
   てその切断面を内周面とする筒状体を構成したこ
   とを特徴とする吸音材。 ３ 独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断し
   てその切断面を表面とする板状体を形成し、上記
   表面に独立気泡の内面を露出させることにより凹
   凸模様を形成させ、かつ表裏面間に貫通する複数
   の貫通孔を形成させたことを特徴とする吸音材。 ４ 独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断し
   てその切断面を表面とする板状体を形成し、上記
   表面に独立気泡の内面を露出させることにより凹
   凸模様を形成させ、かつ表裏面間に貫通する複数
   の貫通孔を形成させ、かつ裏面には反射板を積層
   させたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の吸音材。 ５ 上記板状体と反射板との間に空気層を形成さ
   せたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の吸音材。 ６ 上記反射板を発泡金属で形成させたことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項記載の吸音材。 ７ 上記板状体を環状に形成して筒状体を構成
   し、この筒状体の内周面を表面、筒状体の外周面
   を裏面としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項または第５項記載の吸音材。 ８ 上記板状体を複数枚、空気層を介在させて積
   層したことを特徴とする特許請求の範囲第４項ま
   たは第５項記載の吸音材。