JPH10175263A

JPH10175263A - 吸音体

Info

Publication number: JPH10175263A
Application number: JP8354305A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Nakagawa; 文博中川; Yoshiya Mano; 義也真野
Original assignee: NIKKI KOGYO KK
Current assignee: NIKKI KOGYO KK
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、吸音効率の
向上は勿論、吸音幅を大幅に広げることにより汎用性を
高める事にある。【構成】背面板(4)と、該背面板(4)の
表面に取着され、該背面板(4)の反対側に開口する複数
個の管状吸音室(3a)を有し、隣接する管状吸音室(3a)の
隔壁(3b)に連通孔(3c)が穿設されている吸音積層体(3)
と、前記管状吸音室(3a)が開口せる開口表面に積層され
た多孔質吸音プレート(2)とで構成されたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多孔質構造の吸音体に係
り、更に詳しくは吸音幅が広く且つ吸音効率に優れ、特
に、中域〜高域にかけての吸音効率に優れた吸音体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吸音体としては、特開昭６３−１
１６１９７号公報に記載されているように、背面板と、
該背面板の表面に複数個の管状吸音室を有する吸音積層
体と、更に該吸音積層体の表面に多孔質金属板とを積層
して構成された多孔質構造体が存在する。この多孔質金
属板はアルミニウム系エクスバンドメタルと金属繊維層
との積層体で構成されるものであり、この多孔質金属板
を通過して吸音積層体内に入った騒音は、吸音積層体の
管状吸音室内で効果的に熱に変換されて、減衰吸音され
る事になる。

【０００３】このような吸音体を用いる従来の設計方法
は、騒音源の発する騒音周波数を測定し、該騒音の主た
る周波数を探り当て、この周波数近辺を優先的に吸音す
る吸音設計を行い、主たる周波数領域のピーク値を抑制
するようにしていた。このような方法では、騒音のピー
ク値近辺の騒音を低下させるためには有効な手段である
が、吸音設計が複雑であり、且つ吸音体が個別となって
量産の対象とならず、消音コストがかかり過ぎるという
問題があるばかりか、消音対象から外れた領域の騒音に
は消音効果が低く、全体として騒音低下には限界があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明における吸音体
の解決課題は、吸音効率の向上は勿論、吸音幅を大幅に
広げることにより汎用性を高める事にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の吸音体
(1)は、『背面板(4)と、該背面板(4)の表面に取着さ
れ、該背面板(4)の反対側に開口する複数個の管状吸音
室(3a)を有し、隣接する管状吸音室(3a)の隔壁(3b)に連
通孔(3c)が穿設されている吸音積層体(3)と、前記管状
吸音室(3a)が開口せる開口表面に積層された多孔質吸音
プレート(2)とで構成された』ことを特徴とする。

【０００６】消音の対象となる騒音(10)は、低い周波数
から高い周波数に至る様々な周波数にて構成され且つそ
のピーク値も様々である。多孔質吸音プレート(2)を通
って前記管状吸音室(3a)に入った前記騒音(10)は、減衰
効果によって熱に変換されて効果的に吸音されることに
なるが、全周波数領域のものがすべて均等に吸音される
というものでなく、管状吸音室(3a)に適合した領域の周
波数の騒音(10)は効率よく吸音されるものの、他の周波
数の音は吸音効率が悪い。従って、従来のように減衰効
果だけを利用する消音方法の場合には前述のように騒音
(10)のピーク周波数近辺に照準を合わせて消音する他効
果的な方法がなかったが、本発明では次に述べる点が特
徴的箇所である。

【０００７】即ち、音源(5)から発せられた騒音(10)は
拡散して多孔質吸音プレート(2)に均等に到達し、多孔
質吸音プレート(2)を通って全ての管状吸音室(3a)に均
等に入る。そして前述のようなメカニズムでその一部が
吸音される。そして、吸音されずに残留した音は連通孔
(3c)を通って互いに隣接している管状吸音室(3a)に入
る。隣接している管状吸音室(3a)の条件はほぼ同一であ
り、管状吸音室(3a)に入る騒音(10)の質・量もほぼ等し
いので、ほぼ同一のものが吸音され、ほぼ同一のものが
残留する。従って、連通孔(3c)を通って入って来た残留
音と、管状吸音室(3a)内の残留音とは周波数的に近似す
るので互いに干渉しあって急速に音量を低下させる事に
なる。その結果広い周波数幅にて高い効率で消音する事
ができる。尚、吸音プレート(2)の気孔率は、小さ過ぎ
ると管状吸音室(3a)への騒音(10)の導入が困難となり、
大き過ぎると一旦入った騒音(10)が漏れ出すことにな
り、４０〜６０％（４５％前後が最適）とする事が好ま
しい。

【０００８】

【実施例】以下、図面に示す実施例に従って本発明を詳
細に説明する。図１は本発明の吸音体(1)の１実施例を
示す斜視図である。本発明の吸音体(1)は吸音プレート
(2)、吸音積層体(3)及び背面板(4)とで構成されてい
る。

【０００９】吸音プレート(2)用の素材としては、例え
ば、繊維状のもの、スポンジ状のもの、樹脂粒子或いは
銅やアルミニウム又はステンレスその他用途に合わせて
選定された金属粒子を固めたもの、板状のものに吸音孔
(2a)を穿設したもの、網状のもの、その他各種形状のも
のがあり、いずれも吸音孔(2a)を有している。

【００１０】板状のものに吸音孔(2a)を穿設したもの
は、管状吸音室(3a)の開口に前記吸音孔(2a)が少なくと
も１つづつ連通するようになっている。板状のものの材
質は特に限定されるものではないが、木質板、紙（特に
厚手のクラフト紙或いはエポキシ樹脂含浸クラフト紙）
又はアルミニウムや鉄或いは銅などの金属板或いは塩化
ビニル樹脂板、アクリル樹脂板、フェノール樹脂板、炭
化水素系合成樹脂板、アミノ樹脂板、ゴム系の板材など
が考えられる。繊維状のものとしては、天然繊維や合成
繊維、金属繊維或いは高融点成分の樹脂を芯材とし、そ
の外周に低融点成分の樹脂を鞘材として付着した熱融着
複合繊維やバインダを噴霧又は塗布した複合繊維などで
プレート状に成形されたものが挙げられる。

【００１１】繊維の場合、素材的に言えば、ポリオレフ
ィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステ
ル、アクリル、レーヨン、テンセル、キチン、コラーゲ
ン、アセテート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン系、ポリアルキ
ルパラオキシベンゾエート系、アモルファス、フッ素
系、ガラス繊維の単体又はこれらを適宜用途に合わせて
混合した複合体が挙げられる。

【００１２】吸音プレート(2)の他の素材として、連続
気泡型のスポンジ状のものが挙げられ、材質としては例
えばウレタン発泡成形体、発泡スチレン、ポリエチレン
発泡成形体が一般的である。

【００１３】また、樹脂粒子をかためたものとしては、
例えば射出成形用の直径０.１〜１ｍｍ程度の原料粒子
などが使用されるものであり、金型に充填して加熱し、
接触部分を融着して成形する。素材の材質としては、例
えばアクリル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが使
用される。

【００１４】また、吸音プレート(2)の構成素材に、撥
水性材料を使用したり、撥水剤を塗布して撥水性を持た
すことも考えられ、この場合は吸音プレート(2)内や管
状吸音室(3a)内に水が侵入せず、吸音効果を損なうこと
がない。このようにして形成される吸音プレート(2)の
気孔率は４０〜６０％に設定される事になる。

【００１５】吸音積層体(3)は、内部に管状吸音室(3a)
を具えるものであれば何れの形状に構成されるものでも
良いが、一般的には断面６角形の空間が連続する所謂ハ
ニカム構造として知られているものを用いれば十分であ
って、この構造は周知の通り機械的強度がきわめて大き
い。従って、壁厚を薄くしても機械的強度を十分発揮さ
せる事が出来、吸音体(1)の軽量化に最適の構造とな
る。

【００１６】管状吸音室(3a)の断面形状は円や楕円、３
角形のほか種々の多角形状のものとしても構成出来る。
吸音積層体(3)の材質は特に限定されているが、紙、特
にクラフト紙にエポシキ樹脂を含浸したもの（ペーパー
ハニカム材）の他、塩化ビニル材その他樹脂材料、薄い
アルミニウム材その他金属材料などが使用される。ま
た、セルサイズや肉厚も特に限定されないが、ここでは
セルサイズ１０〜２０ｍｍ、肉厚０.１ｍｍのものが使
用される。吸音積層体(3)の高さ(H)について限定される
事はないが、吸音対象の騒音(10)のピーク周波数に依っ
て決定してもよい。高さ(H)が大である程低い周波音の
吸収が容易である。

【００１７】隣接する管状吸音室(3a)の隔壁(3b)には互
いに連通する形成され連通孔(3c)が穿設されている。連
通孔(3c)の形状は、隔壁(3b)の上下に至るスリットでも
よいし単なる丸穴或いは角穴、三角穴、角穴その他どの
ようなものであってもよいが、隔壁(3b)の中央に穿設す
るのが最も好ましい。連通孔(3c)の数は、互いに隣接す
る管状吸音室(3a)同士を１対１で連通するために１個で
もよいし、周囲の隣接する管状吸音室(3a)同士を１対Ｎ
で連通させるために複数個であってもよい。ハニカム構
造の場合は最大６個の連通孔(3c)が設けられる事にな
る。また、隣接する全ての管状吸音室(3a)同士を連通孔
(3c)にて連通させてもよいが、吸音体(A)を構成する管
状吸音室(3a)の一部において連通させ、残りを独立の管
状吸音室(3a)としてもよい。換言すれば、吸音体(A)の
一部に連通構造の管状吸音室(3a)が存在すればよい。

【００１８】また、背面板(4)の材質は特に限定されな
いが、重要なことは空気を通さないことで、通気性のな
い合成樹脂板、紙（特にエポキシ樹脂含浸厚紙）、ゴム
板、木板、アルミニウム板などが加工面から好適であ
る。尚、背面板(4)は吸音積層体(3)と別体にて構成し接
着剤で一体化してもよいが、勿論このような場合に限ら
れず、吸音積層体(3)の管状吸音室(3a)を有底筒状とし
てもよく、この場合は当然管状吸音室(3a)の底が背面板
(4)となる。

【００１９】吸音プレート(2)、吸音積層体(3)並びに背
面板(4)を一体化する方法はいかなる構成のものでも良
いが、本実施例では、酢酸ビニル系接着剤又は瞬間接着
剤（αーシアノアクリレート系接着剤）、ホットメルト
系接着剤が使用される。接着方法は特に指定されない
が、吸音プレート(2)側にあっては気孔率を損なわない
ために吸音プレート(2)の目詰まりが出来る限り生じな
いように接着する必要があり、背面板(4)では漏音防止
のために吸音積層体(3)との間で間隙が生じないように
する事が必要である。吸音プレート(2)側の目詰まりは
全吸音プレート(2)の表面積の３％以下とする事が好ま
しい。又、気孔率を損なわない限りにおいて、接着剤の
代わりに接着シートのようなものを使用する事も可能で
ある。

【００２０】次に本発明に係る吸音体(1)の作用につい
て説明する。図８は機械装置(5)の周囲に本発明吸音体
(1)を立設して囲繞した例である。これによれば音源(5)
である機械装置から発生した騒音(10)は周囲に拡散して
いくが、次に述べるような減衰メカニズムにより１次的
に吸音されることになる。

【００２１】即ち、図９(a)(b)は、上記吸音体(1)の吸
音機構を模式的に示した説明図であって、管状吸音室(3
a)は容積(V)を持つ容器(6)に相当し、吸音プレート(2)
の吸音孔(2a)は直径(dφ)、長さ(t)を持つ口部(7)に相
当する。また、口部(7)に入る音量は重量(m)の重錘
(8)、容器(6)はスプリング(9)に対応し、本発明の１次
的吸音メカニズムはこのような振動系として取り扱う事
が出来る。

【００２２】このような機構から明らかなように吸音プ
レート(2)の吸音孔(2a)に相当する口部(7)から管状吸音
室(3a)に相当する容器(6)の内部に騒音(10)が入ると、
この振動系によって減衰が生じてスプリング(9)に対応
する容器(6)で効果的に吸音される事になる。即ち、一
旦、容器(6)の内部に取り込まれた騒音(10)の、管状吸
音室(3a)に適合した周波数の音を中心としてそのある程
度の部分が熱に変化して減衰し、効果的に吸音される。
しかしながら管状吸音室(3a)に不適合な周波数の音や消
音し切れなかった部分は残留する事になる。

【００２３】次に本発明の２次的吸音メカニズムについ
て説明する。前記騒音(10)は多孔質吸音プレート(2)を
通って全ての管状吸音室(3a)に均等に入り、前述のよう
にしてその一部が吸音されるのであるが、全ての管状吸
音室(3a)の条件が同じであり、各管状吸音室(3a)に入る
騒音(10)も同質のものである。従って、吸音される成分
もほぼ同一であり、残留した成分も各管状吸音室(3a)に
おいてほぼ同一である。そしてこの残留した成分は連通
孔(3c)を通って互いに隣接している管状吸音室(3a)に入
る。この連通孔(3c)を通って入って来た音と、管状吸音
室(3a)内の音とは周波数的に近似しているから互いに干
渉しあって打ち消し合い急速に音量を低下させる事にな
る。その結果、広範囲にて高い効率で消音する事ができ
る。尚、吸音プレート(2)の気孔率は、小さ過ぎると管
状吸音室(3a)への騒音の導入が困難となり、大き過ぎる
と一旦入った騒音が漏れ出すことになり、４０〜６０％
（４５％前後が最適）とする事が好ましい。

【００２４】なお、吸音プレート(2)が柔らかい不織布
の圧縮体で構成されていると騒音源(5)からの音は柔ら
かい不織布の圧縮体である吸音プレート(2)の表面に衝
突しても反射する事もなく、総合的に非常に効果的な吸
音を達成する事が出来る。また、本発明にかかる吸音体
(1)の吸音プレート(2)を難燃性繊維（ロックウール、ガ
ラスウールなど）、又は難燃加工された繊維（難燃剤を
繊維内に混入させたり、繊維表面に難燃剤をコートした
もの）を用いて形成する事も可能であり、これにより、
難燃性吸音建材としての用途に用いる事が出来るし、抗
菌剤を含浸させる事により病院などの吸音性パーティシ
ョンに利用する事も出来る。更に、防黴剤を含浸させた
場合には、プールのように湿度の高い場所の吸音建材と
して使用する事も出来、吸音体(1)の吸音プレート(2)に
適宜な薬剤を含浸させる事で、各種用途に合致した吸音
素材として使用する事が出来るものである。また、簡易
防火仕様として、吸音プレート(2)の上に前記難燃性繊
維層を積層してもよい。

【００２５】図１０は、吸音プレートに直径５ｍｍの吸
音孔を明け、セルサイズが０.７５インチ、高さが４５
ｍｍのハニカム型の管状吸音室をもつ吸音体（比較例）
を使用した場合の低い周波数から高い周波数まで各種の
周波数を含む騒音の吸音率を測定した場合のグラフで、
縦軸が垂直入射吸音率、横軸が騒音の中心周波数を示
す。これに対して図１１は、吸音プレートに直径５ｍｍ
の吸音孔を明け、セルサイズが０.７５インチ、高さが
４５ｍｍのハニカム型の管状吸音室をもつ吸音体で、管
状吸音室の隔壁の中央に幅２ｍｍ×高さ１２.５ｍｍの
連通孔を１箇所穿設した場合（実施例）の吸音率を測定
した場合のグラフである。両者を比較すると、比較例の
方は７５０Ｈｚをピークに吸音率が急激に低下している
が、実施例の場合には、吸音率の山が３箇所みられ、高
周波領域でも高い吸音率を維持している。両者を比較す
れば、実施例の方が１０００Ｈｚ以上の周波数で高い吸
音率を示し、幅広い吸音機能を持つことが分かる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の吸音体は、隣接する管状吸音室
の隔壁に連通孔を形成したので、減衰による１次的吸音
作用に加えて干渉による２次的消音作用も付加する事が
でき、これによって簡単な構造で広い吸音幅で高い吸音
効果を発揮させる事ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸音体の一実施例の斜視図。

【図２】図１の断面図。

【図３】本発明に係る吸音体の他の実施例の斜視図。

【図４】図２の断面図。

【図５】１つの連通孔を有する本発明のハニカム型管状
吸音室の部分拡大斜視図。

【図６】１つの連通孔を有する本発明のハニカム型管状
吸音室の部分拡大平面図。

【図７】複数の連通孔を有する本発明のハニカム型管状
吸音室の部分拡大平面図。

【図８】本発明に係る吸音体の使用例の斜視図。

【図９】(a)…本発明の減衰による吸音メカニズムを機
械的表現に書き表した時の原理図。(b)…本発明におけ
る減衰と干渉による吸音メカニズムを説明するための原
理図。

【図１０】比較例の各周波数の吸音率を測定した場合の
グラフ。

【図１１】実施例の各周波数の吸音率を測定した場合の
グラフ。

【符号の説明】

(1)…吸音体 (2)…多孔質吸音プレート (3)…吸音積層体 (3a)…管状吸音室 (3b)…隔壁 (3c)…連通孔 (4)…背面板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１０Ｋ 11/16 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｄ 11/162 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】背面板と、該背面板の表面に取着
され、該背面板の反対側に開口する複数個の管状吸音室
を有し、相隣接する管状吸音室の隔壁に連通孔が穿設さ
れている吸音積層体と、前記管状吸音室が開口せる開口
表面に積層された多孔質吸音プレートとで構成されたこ
とを特徴とする吸音体。