JPH07199955A - 吸音体 - Google Patents
吸音体Info
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- JPH07199955A JPH07199955A JP5350098A JP35009893A JPH07199955A JP H07199955 A JPH07199955 A JP H07199955A JP 5350098 A JP5350098 A JP 5350098A JP 35009893 A JP35009893 A JP 35009893A JP H07199955 A JPH07199955 A JP H07199955A
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- Japan
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- sound absorbing
- sound
- resonator
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い周波数においても吸音率が大きく、吸音
周波数を自在に設定できる吸音体を得る。 【構成】 音波の共鳴体３が枠体１の内部空間に枠体に
支持されて配置されており、好ましくは、共鳴体３はバ
ネ等の弾性体２を介して枠体に支持されている電気機械
変換素子とされる。特に、電気機械変換素子と１×１０
-3以上の力学損失正接を有する部材との複合体で共鳴体
３を形成すれば、振動エネルギーが熱エネルギーと電気
エネルギーの双方に変換される結果、高い吸音率が得ら
れる。電気機械変換素子としては、高分子圧電素子或い
は圧電体粉末材料と高分子材料との混合物からなる複合
圧電素子が好ましく用いられる。
周波数を自在に設定できる吸音体を得る。 【構成】 音波の共鳴体３が枠体１の内部空間に枠体に
支持されて配置されており、好ましくは、共鳴体３はバ
ネ等の弾性体２を介して枠体に支持されている電気機械
変換素子とされる。特に、電気機械変換素子と１×１０
-3以上の力学損失正接を有する部材との複合体で共鳴体
３を形成すれば、振動エネルギーが熱エネルギーと電気
エネルギーの双方に変換される結果、高い吸音率が得ら
れる。電気機械変換素子としては、高分子圧電素子或い
は圧電体粉末材料と高分子材料との混合物からなる複合
圧電素子が好ましく用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は吸音体に関し、詳しく
は、防音機能を有する間仕切り、壁材等に好適に用いら
れる共鳴現象を利用した吸音体に関する。
は、防音機能を有する間仕切り、壁材等に好適に用いら
れる共鳴現象を利用した吸音体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の吸音体として、ロックウール、グ
ラスウール、ゴム、多孔質高分子材料、多孔質セラミッ
ク材料等があり、遮音材料として汎用されている。これ
らの吸音体の吸音機構は、音波のエネルギーを振動エネ
ルギーとして吸収し、内部摩擦によって熱エネルギーに
変換するというものである。
ラスウール、ゴム、多孔質高分子材料、多孔質セラミッ
ク材料等があり、遮音材料として汎用されている。これ
らの吸音体の吸音機構は、音波のエネルギーを振動エネ
ルギーとして吸収し、内部摩擦によって熱エネルギーに
変換するというものである。
【０００３】また、上記の吸音体とは発想を異にするも
のとして、特公平３−４４３０８号公報に、圧電体粉末
材料と高分子樹脂材料との混合物を用いた吸音材が示さ
れている。当該公報の吸音材によれば、音波のエネルギ
ーは、振動エネルギーとして吸音材に単に吸収されるだ
けではなく、圧電体粉末材料に吸収されて電荷に変換さ
れ、発生した電荷は、圧電体粉末材料の周囲または圧電
体粉末材料そのものに存在する漏電経路から漏電して熱
として放散されるため、吸音材の吸音特性は改善され
る。
のとして、特公平３−４４３０８号公報に、圧電体粉末
材料と高分子樹脂材料との混合物を用いた吸音材が示さ
れている。当該公報の吸音材によれば、音波のエネルギ
ーは、振動エネルギーとして吸音材に単に吸収されるだ
けではなく、圧電体粉末材料に吸収されて電荷に変換さ
れ、発生した電荷は、圧電体粉末材料の周囲または圧電
体粉末材料そのものに存在する漏電経路から漏電して熱
として放散されるため、吸音材の吸音特性は改善され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
吸音体では、高い周波数での吸音率は大きいが、低周波
の音波に対する吸音率は概して小さく、吸音体としての
役割を殆ど果たさないという問題がある。
吸音体では、高い周波数での吸音率は大きいが、低周波
の音波に対する吸音率は概して小さく、吸音体としての
役割を殆ど果たさないという問題がある。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であり、低い周波数においても吸音率が大きく、吸音周
波数を自在に設定できる吸音体を提供することを目的と
している。
であり、低い周波数においても吸音率が大きく、吸音周
波数を自在に設定できる吸音体を提供することを目的と
している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の吸音体
は、音波の共鳴体が枠体の内部空間に枠体に支持されて
配置されていることを特徴とするものである。好ましく
は、共鳴体はバネ等の弾性体を介して枠体に支持されて
いる電気機械変換素子であり、共鳴体の力学損失正接は
１×１０-3以上とされるのが良い。特に、電気機械変換
素子と１×１０-3以上の力学損失正接を有する部材との
複合体で共鳴体を形成すれば、振動エネルギーが熱エネ
ルギーと電気エネルギーの双方に変換される結果、高い
吸音率が得られる。電気機械変換素子としては、高分子
圧電素子或いは圧電体粉末材料と高分子材料との混合物
からなる複合圧電素子が好ましく用いられる。また、枠
体と共鳴体との間に粘性体を充填することも好ましく行
い得る。
は、音波の共鳴体が枠体の内部空間に枠体に支持されて
配置されていることを特徴とするものである。好ましく
は、共鳴体はバネ等の弾性体を介して枠体に支持されて
いる電気機械変換素子であり、共鳴体の力学損失正接は
１×１０-3以上とされるのが良い。特に、電気機械変換
素子と１×１０-3以上の力学損失正接を有する部材との
複合体で共鳴体を形成すれば、振動エネルギーが熱エネ
ルギーと電気エネルギーの双方に変換される結果、高い
吸音率が得られる。電気機械変換素子としては、高分子
圧電素子或いは圧電体粉末材料と高分子材料との混合物
からなる複合圧電素子が好ましく用いられる。また、枠
体と共鳴体との間に粘性体を充填することも好ましく行
い得る。
【０００７】
【作用】上記構成を有する本発明の吸音体に、共鳴体の
共振周波数と一致する周波数の音波が入射すると、共鳴
体が共振を起こし、音波のエネルギーを最も効率良く振
動エネルギーに変換する。そして、この共鳴体に力学損
失の大きな材料を用いることにより、振動エネルギーは
熱エネルギーに効率良く変換される。特に、共鳴体とし
て力学損失の大きな部材と電気機械変換素子とからなる
複合体を用いれば、振動エネルギーは熱エネルギーと電
気エネルギーの双方に変換され、高い吸音率の優れた吸
音体が得られる。更に、枠体と共鳴体との間に粘性体を
充填すれば、共鳴体と粘性体との間で生じる摩擦によ
り、振動エネルギーは熱エネルギーに変換される。
共振周波数と一致する周波数の音波が入射すると、共鳴
体が共振を起こし、音波のエネルギーを最も効率良く振
動エネルギーに変換する。そして、この共鳴体に力学損
失の大きな材料を用いることにより、振動エネルギーは
熱エネルギーに効率良く変換される。特に、共鳴体とし
て力学損失の大きな部材と電気機械変換素子とからなる
複合体を用いれば、振動エネルギーは熱エネルギーと電
気エネルギーの双方に変換され、高い吸音率の優れた吸
音体が得られる。更に、枠体と共鳴体との間に粘性体を
充填すれば、共鳴体と粘性体との間で生じる摩擦によ
り、振動エネルギーは熱エネルギーに変換される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の吸音体を、その好ましい態様
について図面を参照しつつ説明する。図１は好ましい一
実施態様にかかる本発明防振材の平面図、図２は図１の
共鳴体の側面図である。
について図面を参照しつつ説明する。図１は好ましい一
実施態様にかかる本発明防振材の平面図、図２は図１の
共鳴体の側面図である。
【０００９】図１及び図２を参照して、この吸音体１０
は、枠体１の内部空間に共鳴体３を配置したものであ
り、共鳴体３はバネ２を介して枠体１に支持されてい
る。ここで、共鳴体３の質量をｍ、バネ２のばね定数を
ｋとし、バネの質量は共鳴体の質量に比べて無視できる
と仮定すると、共鳴体３の共振周波数ｆr は次式で表さ
れる。
は、枠体１の内部空間に共鳴体３を配置したものであ
り、共鳴体３はバネ２を介して枠体１に支持されてい
る。ここで、共鳴体３の質量をｍ、バネ２のばね定数を
ｋとし、バネの質量は共鳴体の質量に比べて無視できる
と仮定すると、共鳴体３の共振周波数ｆr は次式で表さ
れる。
【００１０】
【数１】ｆr ＝（４ｋ／ｍ）1/2 ／（２π）
【００１１】上式は共鳴体３に減衰力が全く働かない場
合の共振周波数ｆr を示すものであるが、実際には、バ
ネの摩擦熱や共鳴体の内部摩擦等の減衰力が働く。この
減衰力を表す粘性減衰係数をｃとすると、減衰力が働く
場合の共振周波数ｆR は、次式で表される。
合の共振周波数ｆr を示すものであるが、実際には、バ
ネの摩擦熱や共鳴体の内部摩擦等の減衰力が働く。この
減衰力を表す粘性減衰係数をｃとすると、減衰力が働く
場合の共振周波数ｆR は、次式で表される。
【００１２】
【数２】 ｆR ＝（４π2 ｆr 2 −２γ2 ）1/2 ／（２π） ；γ＝ｃ／（２ｍ）
【００１３】共鳴体３にこの共振周波数ｆR と一致する
周波数の音波が入射すると、共鳴体が共振を起こし、音
波のエネルギーは最も効率良く振動エネルギーに変換さ
れる。さらに、この共振動のエネルギーは、共鳴体に属
する種々の減衰力によって減衰し、吸音が達成される。
従って、本発明吸音体の吸音率は、共鳴体に固有の上記
減衰力に支配されると言える。そして、高く好ましい吸
音率は、その力学損失正接が１×１０-3以上であるよう
な共鳴体を用いることにより得られる。なお、本発明で
言う力学損失正接は、物体の内部摩擦により働く減衰力
であり、前記粘性減衰係数ｃはこの力学損失正接の上位
概念である。
周波数の音波が入射すると、共鳴体が共振を起こし、音
波のエネルギーは最も効率良く振動エネルギーに変換さ
れる。さらに、この共振動のエネルギーは、共鳴体に属
する種々の減衰力によって減衰し、吸音が達成される。
従って、本発明吸音体の吸音率は、共鳴体に固有の上記
減衰力に支配されると言える。そして、高く好ましい吸
音率は、その力学損失正接が１×１０-3以上であるよう
な共鳴体を用いることにより得られる。なお、本発明で
言う力学損失正接は、物体の内部摩擦により働く減衰力
であり、前記粘性減衰係数ｃはこの力学損失正接の上位
概念である。
【００１４】共鳴体３は、図２に示すように、力学損失
が大きい振動体６の両面に電気機械変換素子４（＋５，
５）を積層した複合体であり、上述の減衰力を高める一
つの好ましい実施態様である。何故ならば、共鳴体３が
振動すると、振動体６と共に電気機械変換素子も一緒に
振動し、電気機械変換素子は振動エネルギーを電気エネ
ルギーに変換する。この時、電気機械変換素子の電極
５，５間を適当な抵抗体を介して電気的に接続しておく
と、電気エネルギーはジュール熱となって消費される。
従って、振動エネルギーは、振動体６による熱エネルギ
ーと電気機械変換素子による電気エネルギーの双方に変
換され、高い吸音率が達成される。
が大きい振動体６の両面に電気機械変換素子４（＋５，
５）を積層した複合体であり、上述の減衰力を高める一
つの好ましい実施態様である。何故ならば、共鳴体３が
振動すると、振動体６と共に電気機械変換素子も一緒に
振動し、電気機械変換素子は振動エネルギーを電気エネ
ルギーに変換する。この時、電気機械変換素子の電極
５，５間を適当な抵抗体を介して電気的に接続しておく
と、電気エネルギーはジュール熱となって消費される。
従って、振動エネルギーは、振動体６による熱エネルギ
ーと電気機械変換素子による電気エネルギーの双方に変
換され、高い吸音率が達成される。
【００１５】本発明の電気機械変換素子としては、圧電
素子、電歪素子、エレクトレット等が用いられるが、ポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に代表される高分子圧
電素子は、大面積化が容易で、衝撃に強く、且つ材料自
身が大きな力学損失正接を有しているので特に好適であ
る。また、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸
バリウムに代表されるような圧電性セラミックスの微粒
子を高分子材料と混合して得られる複合圧電素子も電気
機械変換素子として好ましく用いられる。なお、圧電素
子を用いた場合、電極間を抵抗体で接続しなくても、圧
電損失によって電気エネルギーの一部は熱となって消費
される。
素子、電歪素子、エレクトレット等が用いられるが、ポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に代表される高分子圧
電素子は、大面積化が容易で、衝撃に強く、且つ材料自
身が大きな力学損失正接を有しているので特に好適であ
る。また、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸
バリウムに代表されるような圧電性セラミックスの微粒
子を高分子材料と混合して得られる複合圧電素子も電気
機械変換素子として好ましく用いられる。なお、圧電素
子を用いた場合、電極間を抵抗体で接続しなくても、圧
電損失によって電気エネルギーの一部は熱となって消費
される。
【００１６】本発明の吸音体は、枠体の内部空間に設置
された共鳴体の共振周波数の前後の狭い周波数帯域の音
波に対して有効に作用するが、共振周波数の異なる共鳴
体の複数を並列に設置すれば、広い周波数域に渡っての
吸音が可能になる。
された共鳴体の共振周波数の前後の狭い周波数帯域の音
波に対して有効に作用するが、共振周波数の異なる共鳴
体の複数を並列に設置すれば、広い周波数域に渡っての
吸音が可能になる。
【００１７】また、枠体と共鳴体との間に粘性体を充填
すると、共鳴体と粘性体との間に摩擦が生じ、振動エネ
ルギーが熱エネルギーに変換され、吸音がより有効に達
成される。また、音波の低周波領域を本発明の吸音体で
吸音し、高周波領域をグラスウール等、他の吸音材で吸
音するようにすれば、可聴周波数全域に渡る吸音が可能
になる。そして、枠体に化粧板等を取り付ければ、間仕
切り、壁材等に利用できる。
すると、共鳴体と粘性体との間に摩擦が生じ、振動エネ
ルギーが熱エネルギーに変換され、吸音がより有効に達
成される。また、音波の低周波領域を本発明の吸音体で
吸音し、高周波領域をグラスウール等、他の吸音材で吸
音するようにすれば、可聴周波数全域に渡る吸音が可能
になる。そして、枠体に化粧板等を取り付ければ、間仕
切り、壁材等に利用できる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、対象と
する音波の周波数に応じた共鳴体を設置するだけで、特
に低い周波数において吸音効果が大きく、優れた吸音性
能の吸音体を得ることができる。
する音波の周波数に応じた共鳴体を設置するだけで、特
に低い周波数において吸音効果が大きく、優れた吸音性
能の吸音体を得ることができる。
【図１】好ましい一実施態様にかかる本発明防振材の平
面図である。
面図である。
【図２】図１の共鳴体の側面図である。
１：枠体 ２：ばね（弾性体） ３：共鳴体 ４（＋５，５）：電気機械変換素子
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｒ 17/10 Ｈ
Claims (6)
- 【請求項１】 音波の共鳴体が、枠体の内部空間に枠体
に支持されて配置されていることを特徴とする吸音体。 - 【請求項２】 共鳴体が弾性体を介して枠体に支持され
ている電気機械変換素子である請求項１に記載の吸音
体。 - 【請求項３】 共鳴体が電気機械変換素子と１×１０-3
以上の力学損失正接を有する部材との複合体である請求
項１に記載の吸音体。 - 【請求項４】 共鳴体の力学損失正接が１×１０-3以上
である請求項１または２に記載の吸音体。 - 【請求項５】 電気機械変換素子が高分子圧電素子であ
る請求項２または３に記載の吸音体。 - 【請求項６】 電気機械変換素子が圧電体粉末材料と高
分子材料との混合物からなる複合圧電素子である請求項
２または３に記載の吸音体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35009893A JP3288513B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 吸音体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35009893A JP3288513B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 吸音体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199955A true JPH07199955A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3288513B2 JP3288513B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=18408225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35009893A Expired - Fee Related JP3288513B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 吸音体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288513B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007123307A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Spk Alliance Ltd. | Apparatus for filtering of sound |
| KR100772650B1 (ko) * | 2007-02-07 | 2007-11-02 | 주식회사 에스피케이 얼라이언스 | 음향 필터 패널 구조 |
| JP2012200132A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-18 | Casio Comput Co Ltd | 発電装置及び電子機器 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35009893A patent/JP3288513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007123307A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Spk Alliance Ltd. | Apparatus for filtering of sound |
| KR100772650B1 (ko) * | 2007-02-07 | 2007-11-02 | 주식회사 에스피케이 얼라이언스 | 음향 필터 패널 구조 |
| WO2008096929A1 (en) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Spk Alliance Ltd. | Apparatus for filtering of sound |
| JP2012200132A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-18 | Casio Comput Co Ltd | 発電装置及び電子機器 |
| US8664827B2 (en) | 2011-03-09 | 2014-03-04 | Casio Computer Co., Ltd. | Electric power generation device and electronic instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3288513B2 (ja) | 2002-06-04 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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