KR101224996B1

KR101224996B1 - 흡음체

Info

Publication number: KR101224996B1
Application number: KR1020127003120A
Authority: KR
Inventors: 유키히로 니시카와; 요시코 니시카와
Original assignee: 요시코 니시카와; 유키히로 니시카와
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2013-01-22
Also published as: JP5001336B2; US8443935B2; WO2011021533A1; KR20120059493A; US20120145479A1; JP2011043553A; EP2469508B1; EP2469508A4; EP2469508A1

Abstract

본 발명은 홈 오디오나 카 오디오 등에서, 스피커로부터 출력된 음파의 실내에서의 반향을 억제하거나, 또는 스피커 인클로저 내의 반향을 억제한다는 사용 목적에 있어서 적합한 흡음 특성으로서, 중음역을 높은 흡음율을 유지하면서 평탄한 특성으로 하고, 일반가정에서 간편하게 사용할 수 있도록, 구조가 단순하며 시공이 용이하며 내수성이나 장식성의 부가가 가능한 흡음체를 제공하는 것을 과제로 한다. 내부에 공기 구멍을 가지는 복수의 다공질 소재와, 상기 다공질 소재의 각각을 소정의 두께를 가지는 접착층에서 접합한 3층 이상의 구성체를 설치하고, 상기 구성체의 일방을 음원측에 설치하고, 상기 구성체의 타방을 상기 다공질 소재와 공기층이 교대로 배치된 요철형상으로 하여 중음역의 흡음율을 평탄하게 함과 아울러 향상시키고, 단순한 구성으로 함으로써 시공 용이성의 확보와 내수성이나 장식성의 부가를 가능하게 했다.

Description

흡음체{SOUND-ABSORBING BODY}

본 발명은 다공질 소재를 적층한 흡음체에 관한 것이다.

종래, 홈 오디오나 카 오디오 등에서 실내의 반향음의 조정이나 스피커 인클로저 내의 반향음의 조정에 흡음체를 이용하고 있다.

흡음체가 흡음하는 구조로서, 크게 나누어서 2가지의 방법이 있는데, 공기의 점성 저항을 이용하는 방법과 소재의 내부 손실을 이용하는 방법이 있다.

공기의 점성 저항을 이용하는 흡음 방법의 하나로 연질 폴리우레탄 폼 등의 다공질 소재를 이용하는 방법이 있으며, 음파가 다공질 소재의 내부에 들어가면 그 미세 공간에 있어서의 공기의 점성 저항이나 주위와의 마찰에 의해, 진동 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어 소리가 흡수된다.

다른 일방의 내부 손실을 이용하는 방법으로서는, 막이나 판상의 것을 이용하는 방법이 있으며, 음파의 에너지가 막이나 판을 진동시켜, 재료의 내부 손실에 의해 소리가 흡수되게 된다.

그러나, 이러한 흡음 방법에 있어서, 가청 주파수 대역의 음파를 균등하게 흡수하는 것은 아니며, 다공질 소재는 주로 고음역의 흡음 특성이 우수하고, 막이나 판상의 것을 진동시킨 경우는 그 공진 주파수에 있어서 그 흡음 특성의 피크를 나타낸다.

또, 다공질 소재에서는 두께를 늘리는 방법에 의해 저음역의 흡음 특성이 향상되는 것이 이미 알려져 있으며, 음파의 파장의 1/4 이상의 두께를 가지면 효과적인 흡음 특성을 발휘하는데, 100Hz의 주파수에 있어서 그 두께는 약85cm가 되고, 이러한 두께를 가지는 흡음체는 설치 장소가 한정된다고 하지 않을 수 없다.

이들 종래의 문제점을 해소하기 위해 예를 들면 일본 특허 공개 2007-34254호 공보에 있어서 다공질 소재에 피막을 형성함으로써, 실용적인 두께에서의 중·저음역 또한 그 흡음 특성 전반의 향상을 도모하고 있다.

그러나, 종래의 흡음체는 홈 오디오나 카 오디오 등의 사용 목적에 있어서 음악적인 울림을 고려하지 않고 있으며, 그 흡음 특성으로서는 고음역 또는 저음역 또는 특정의 주파수 대역에 치우친 흡음 특성을 나타내는 것이 많다.

이러한 흡음체, 예를 들면 고음역에 치우친 흡음 특성을 가지는 흡음체를 사용한 경우는 「소리가 분명하지 않게 들린다」라는 결과가 되고, 저음역에 치우친 특성을 가지는 흡음체를 사용한 경우는 「소리의 두께가 없어져서 카랑카랑하게 들린다」라는 결과가 된다.

이 문제를 해결하기 위해서 각각을 조합하여 사용하는 방법이 있지만, 최적의 조합과 설치 장소를 정하는 것은 고도의 지식과 시공의 기술이 필요하여, 음향 설계의 전문가에게 의뢰하는 길 외에는 없었다.

또, 조합하여 사용한 경우, 각각의 흡음체를 늘어놓아 사용하게 되는데, 리스닝 포인트에 따라 음질적으로 불균일해지는 문제나, 또한 스페이스의 문제로 설치 불가능한 경우도 있었다.

또, 일반가정에서의 사용에서는, 스페이스의 문제로부터 최대한 얇고, 시공의 용이성이라는 점에서 절단 및 가공이 용이한 것, 절단면의 후처리가 간단한 것, 벽면 등에 대한 부착을 간단히 행할 수 있는 것 등이 요구되고 있으며, 또한 실내 등 눈에 띄는 장소에 설치하는 경우는 장식성도 동시에 요구되고 있는 것이 현 상황이다.

일본 특허 공개 2007-34254호 공보

본 발명은 상기 종래의 문제점에 주목하여 이루어진 것으로, 본 발명은 스피커로부터 출력된 음파의 실내에서의 반향을 억제하거나, 또는 스피커 인클로저 내의 반향을 억제한다는 사용 목적에 있어서 적합한 흡음 특성으로서, 중음역을 높은 흡음율을 유지하면서 평탄한 특성으로 하고, 일반가정에서 간편하게 사용할 수 있도록, 구조가 단순하며 시공이 용이하며 장식성의 부가가 가능한 흡음체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 흡음체는 내부에 공기 구멍을 가지는 복수의 다공질 소재와, 상기 다공질 소재의 각각을 소정의 두께를 가지는 접착층에서 접합한 3층 이상의 구성체이며, 상기 구성체의 일방을 음원측에 설치하고, 상기 구성체의 타방을 상기 다공질 소재와 공기층이 교대로 배치된 요철형상으로 하고, 이것을 음파의 입사 방향과 반대측이 되는 격벽측에 설치하고, 중음역의 흡음율을 평탄하게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 이루어지는 본 발명에 있어서는 이 구조상의 특징에 의해, 종래의 것에 비해 음악의 중심 부분인 중음역에 있어서 불균일하지 않은 거의 균일한 흡음 효과를 발휘하기 때문에, 홈 오디오나 카 오디오 등으로 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 다공질 소재에 발수 가공을 시행하는 것이 바람직하고, 본 발명의 흡음체의 형상에 의해 얻어지는 배수로를 통과하여 물은 낙하한다. 또, 다공질 소재의 내부까지 발수 가공을 시행하면, 흡음체의 어느 부분에 있어서도 발수성이 있기 때문에 절단 가능 장소의 제한이 없다. 이 때문에 카 오디오 등에서의 사용에 있어서, 차종에 따라 다양한 형상이나 크기가 있고, 빗물의 침입이 있는 도어 내부에 흡음체를 설치하는 경우도 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는 다공질 소재를 난연성 소재로 하는 것이 바람직하고, 난연성이 요구되는 경우에도 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 다공질 소재로서 본 발명자의 선원인 일본 특허 출원 2009-143759호의 열압축 가공을 시행하고 흡음율이 향상된 연질 폴리우레탄 폼으로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 다공질 소재로서 본 발명자의 선원인 일본 특허 출원 2009-143759호의 열압축 성형하는 형면에 장식성을 시행한 금형을 사용하여 열압축 가공을 시행한 연질 폴리우레탄 폼으로 하는 것이 바람직하고, 장식성의 부가에 의해, 실내 등에서 직접 눈에 띄는 기회가 많은 경우에도 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는 다공질 소재로서 식모 가공을 시행한 연질 폴리우레탄 폼으로 하는 것이 바람직하고, 장식성의 부가에 의해, 실내 등에서 직접 눈에 띄는 기회가 많은 경우에도 적합하게 사용할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는 구성체에 천을 감는 것이 바람직하고, 장식성의 부가에 의해, 실내 등에서 직접 눈에 띄는 기회가 많은 경우에도 적합하게 사용할 수 있다.

다공질 소재와 음파의 입사측에 첩착된 피막이라는 구성에서는 특정의 음역에 치우쳐 있었던 흡음 특성에 대하여, 청구항 1에 기재된 내부에 공기 구멍을 가지는 복수의 다공질 소재와, 상기 다공질 소재의 각각을 소정의 두께를 가지는 접착층에서 접합한 3층 이상의 구성체이며, 상기 구성체의 일방을 음원측에 설치하고, 상기 구성체의 타방을 상기 다공질 소재와 공기층이 교대로 배치된 요철형상의 흡음체로 함으로써, 중음역에서의 흡음 특성이 향상되면서 평탄화했다.

또, 격벽측의 다공질 소재를 요철형상으로 함으로써, 공극과 다공질 소재의 비율 및 형상을 조정함으로써, 소재를 한정하지 않고, 흡음 특성을 컨트롤할 수 있다.

또, 다공질 소재와 접착층만으로 구성되어 있기 때문에, 시공 용이성이 있고, 격벽측의 다공질 소재의 층을 요철형상으로 함으로써, 발수성의 다공질 소재를 사용하면 배수 기능을 겸비하는 내수성 흡음체가 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 흡음체의 상부에서 본 개략적 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 흡음체의 개략적 배면도이다.
도 3은 발명의 실시형태에 따른 흡음체의 각 주파수에 있어서의 흡음율을 나타내는 그래프이다.

도 1은 본 발명의 흡음체의 실시예의 구성을 나타낸다. 도 1은 차의 도어 내부를 상부에서 본 개략적 평면도, 도 2는 본 발명품의 개략적 배면도이다.

도 1-1과 도 1-3은 내부에 공기 구멍을 가지는 다공질 소재이며, 본 실시예에서는 각각 연질 폴리우레탄 폼(1과 3)으로 한다. 도 1-2는 그들을 접합하는 접착층이며, 본 실시예에서는 부직포를 기재로 한 양면 접착 테이프(2)로 한다.

도 1에 있어서의 1~3이 본 발명의 구성체이다. 또 이에 앞서 적층 관계를 나타내는 경우에 다공질 소재(1)를 제1층, 접착층(2)을 제2층, 다공질 소재(3)를 제3층이라고 하는 것으로 한다.

(실시예)

이하에, 본 발명의 구체적인 실시예를 나타낸다.

본 발명의 흡음체로서의 구체적인 사용법인 카 오디오에서의 실시예를 이하에 나타내는데, 본 발명은 하기 실시예에 한정되지 않는다.

카 오디오에서는 스피커가 매설된 도어(격벽(6 및 7))를 스피커 인클로저로 하여 내부에 흡음체를 설치하고, 반향음의 저감을 도모하고 있다.

또, 도어 내부의 공간은 한정되어 있고, 격벽(6)과 격벽(7) 사이에 창 유리(9)가 내려왔을 때의 격벽(6)과의 간격은 80mm 이하가 되는 경우가 많이 있어, 간섭을 막기 위해서 본 실시예에서는 흡음체의 두께를 10~70mm 바람직하게는 30~60mm로 한다.

또, 도어 내부에는 빗물의 침입이 있기 때문에 내수성이 요구되고 있어, 발수형의 내수성 흡음체로 한다.

우선 복수의 상부 바닥 10mm 하부 바닥 16mm 높이 30mm의 사다리꼴에서 길이 300mm의 스트립 형상으로 커트한 연질 폴리우레탄 폼(3)과 세로 300mm 가로 300mm 두께 10mm의 연질 폴리우레탄 폼(1)을 발수제의 용액에 침지하고, 그 후 건조시킨다.

충분한 건조 후, 연질 폴리우레탄 폼(1)의 이면 전체면에 양면 접착 테이프(2)를 첩착하고, 연질 폴리우레탄 폼(3)을 하부 바닥 16mm 측을 양면 접착 테이프(2)에 대하여 간극 없이 늘어놓도록 첩착하고, 세로 300mm, 가로 300mm, 두께 40mm의 본 발명의 구성체(10)로 한다.

또한, 본 발명의 흡음체의 격벽측, 연질 폴리우레탄 폼(3)의 10mm의 부분에 동일하게 10mm 폭의 양면 접착 테이프(5)를 첩착한다. 이것은 격벽(6) 즉 도어의 외판 내측에 본 발명의 흡음체를 첩착 설치하기 위한 것이다.

이것에 의해, 격벽(7) 즉 도어의 내판에 부착된 음원이 되는 스피커(8)의 이면으로부터 출력된 음파가 본 발명의 흡음체의 작용에 의해, 도어 내부의 반향을 쇠퇴시켜 실내로의 반향음의 누출을 저하시키는 것이다.

다음에 본 발명품을 실제로 차의 도어 내부에 설치하고, 창을 닫은 상태에서 세차기에 1회 통과시키고, 본 실시예의 내수형 흡음체와 발수 가공을 시행하지 않은 동일 형상의 본 발명의 흡음체의 수분 침투에 의한 중량 증가를 비교했다.

발수 가공을 시행한 본 실시예의 흡음체의 중량 증가가 0.2g이었던 것에 대해, 미가공의 경우는 63.1g이었다.

이들의 결과로부터 본 실시예의 흡음체는 발수 가공의 효과가 충분히 발휘되고 있다고 생각되고, 카 오디오 등 내수성을 필요로 하는 흡음체로서도 적합하게 사용할 수 있다.

또, 종래의 발수형의 흡음체에서는 발수된 물이 갈 곳이 없어, 흡음체의 상부에 체류하는 것이 예측되지만, 본 발명의 흡음체에 있어서는 제3층의 공극이 발수된 물의 배수로로서 유효하게 작용했다.

또, 장시간의 강우 등에서는 다공질 소재 내부로의 물의 삼입도 생각되는데, 물이 다공질 소재 내부에 침투한 경우에 있어서도 다공질 소재 최심부로부터 표층으로의 거리가 어느 부분에 있어서도 거의 균등하게 얇게 되어 있기 때문에, 건조 시간이 대폭 단축되는 등의 효과도 기대할 수 있다.

다음에 도 3에 수직 입사법 흡음율의 측정 데이터를 나타낸다. 가는 연질 폴리우레탄 폼만, 다는 격벽측에 요철 형상을 가진 본 발명의 흡음체, 나는 본 발명의 흡음체와 동일한 적층 구성이지만, 격벽측에 요철 형상을 가지지 않는 흡음체이다. 또한 모든 흡음체의 두께는 40mm로 한다. 그래프의 세로축은 흡음율, 가로축은 주파수(Hz)를 나타낸다.

이들 데이터로부터 판명되는 것은, 단일 소재로서 오른쪽으로 올라가는 흡음 특성을 가지는 다공질 소재(그래프 내 가)를 본 발명의 흡음체와 동일한 적층 구성(그래프 내 나)으로 함으로써, 중음역에서 거의 평탄에 가깝게 되고, 본 발명의 흡음체의 형상(그래프 내 다)으로 함으로써, 더욱 중음역의 흡음율의 평탄화와 향상을 볼 수 있다.

또한, 현 상황에 있어서는, 중음역의 흡음율이 향상하고 평탄화하는 이유는 완전히 해명되어 있지는 않지만, 이하와 같이 추찰한다.

스피커로부터 출력된 음파가 본 발명의 흡음체에 입사하는 순서대로 제1층(다공질 소재(1)), 제2층(접착층(2)), 제3층(다공질 소재(3))으로 하여, 우선 제1층에서 중~고음역이 흡음되고, 다음에 제1층을 투과한 중~저음역 성분을 제2층의 막이 내부 손실을 이용하는 막진동의 흡음을 행함과 아울러, 제3층에 본 발명의 최대의 포인트가 되는 다공질 소재와 공기층(4)을 교대로 배치함으로써, 제3층의 물리적 강도가 약해지고, 적층된 제1층과 제2층을 복합된 일체의 막으로서 파악하고, 그것을 완만하게 지지하는 스프링으로서의 역할을 하고, 또한 격벽과의 접지면이 선상 또는 점상이 됨으로써 본 발명의 흡음체 그 자체를 진동시킴으로써, 중음역에서의 흡음율의 추가적인 향상이 이유로 생각된다.

또한, 본 실시예에서는 다공질 소재(1 및 3)를 연질 폴리우레탄 폼으로 했지만, 그 밖의 다공질 소재여도 되는 것은 당연하다. 또, 다공질 소재(1과 3)는 동일 소재여도 되고, 상이한 소재여도 된다. 또, 다공질 소재는 두께 30mm에서의 수직 입사법 흡음율의 NRC(Noise reduction coefficient:250, 500, 1000, 2000Hz의 4주파수에 있어서의 흡음율의 산술 평균값의 소수 제2위를 0 또는 5로 반올림한 값)가 0.2 이상의 값을 가지는 것이 적합하다.

또, 본 실시예에서는 접착층(2)으로서 부직포를 기재로 한 양면 접착 테이프로 했지만, 기재를 필름으로 한 양면 접착 테이프나 기재가 없는 양면 접착 테이프 등이어도 된다. 또, 기재를 가지는 양면 접착 테이프의 경우는 점착제층, 기재, 점착제층의 3개의 층을 1개의 층으로서 생각해도 된다. 또, 다공질 소재를 접착하는 접착제만의 구성이어도 되지만, 접착층으로서는 통기량을 JIS L-1096에 기초하여 측정되는 통기량이 50cc/cm2/sec 이하로 하는 것이 적합하다.

또한, 실시예에 있어서의 연질 폴리우레탄 폼(1과 3)은 본 발명자의 선원인 일본 특허 출원 2009-143759호의 흡음율을 향상시킨 열압축 성형 연질 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 실시예에 있어서의 연질 폴리우레탄 폼(1)은 본 발명자의 선원인 일본 특허 출원 2009-143759호의 흡음율을 향상시키고 장식성을 부가한 열압축 성형 연질 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 실시예에 있어서의 연질 폴리우레탄 폼(1과 3)은 식모 가공을 시행한 연질 우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 실시예에 있어서의 연질 폴리우레탄 폼(1과 3)은 난연성의 다공질 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 실내 등 눈에 띄는 장소에 설치하는 경우는 본 발명의 구성체에 천을 감는 것이 바람직하다.

또한, 흡음율의 측정에 관해서는 JIS 규격 JISA1405-2 『음향관에 의한 흡음율 및 임피던스의 측정-제2부:전달 함수법』에 의한 측정 방법을 사용하고 있다.

또한, 본 실시예에서는 카 오디오에서의 스피커 인클로저 내에서의 사용을 상정하고, 두께 및 형상을 설정했지만, 차의 실내에서의 이용 및 홈 오디오에서의 인클로저 내에서의 사용이나 실내에서의 사용 등, 그 밖의 경우에 있어서는 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 실시형태는 상기 구성으로 이루어지기 때문에 상기 이점을 가지는 것이었지만, 본 발명이 의도하는 범위 내에서 적당히 설계 변경 가능하다.

즉, 상기 실시형태에 있어서는, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 제1층 및 제3층의 다공질 소재의 두께 및 형상, 및 제2층을 구성하는 두께 및 접착 방법은 적당한 것을 채용할 수 있다. 또, 제3층의 공기층과 다공질 소재의 비율 및 형상은 원, 타원, 파형, 삼각, 사각, 육각, 그 밖에 어떠한 형상이어도 본 발명이 의도하는 바이면 된다는 것이다. 또, 이들의 비율, 형상을 바꿈으로써 흡음 특성에 변화를 주는 것도 적당히 가능하다.

1, 3…연질 우레탄 폼(다공질 소재)
2…양면 접착 테이프(접착층)
4…공기층
5…양면 접착 테이프
6…도어 외판
7…도어 내판
8…스피커
9…창 유리
10…구성체

Claims

복수의 다공질 소재와 이들을 접착하는 소정의 두께를 가지는 진동막으로 구성되는 3층 이상의 적층체로서,
상기 적층체의 일방의 다공질 소재를 음원측에 설치하고, 타방의 다공질 소재를 음원측에 근접함에 따라 체적이 증가하도록 다공질 소재와 공기층이 교대로 배치되는 요철형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 오디오용 흡음체.
제 1 항에 있어서, 상기 다공질 소재는 발수제 용액에 침지하고 그 후 건조시킨 것을 특징으로 하는 오디오용 흡음체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 음원의 반대측이 되는 다공질 소재의 요철면을 부착면으로 하는 것을 특징으로 하는 오디오용 흡음체.
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