WO2005043509A1 - 吸音構造体 - Google Patents

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plate
absorbing structure
sound absorbing
vibration damping
damping member
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PCT/JP2004/014032
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Ichiro Yamagiwa
Zenzo Yamaguchi
Toshimitsu Tanaka
Hiroki Ueda
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Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho
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Definitions

  • the present invention relates to a sound absorbing structure that reduces sound from a noise source.
  • the sound absorbing structures described in JP-A-6-833365 and JP-A-3-293409 utilize a sound absorbing effect generated by thin-film vibration.
  • the sound absorption characteristics due to thin-film vibration are such that the sound absorption coefficient increases only at frequencies limited to the natural frequency of the thin film while the surroundings are supported.
  • the sound absorption performance of a porous material such as glass beads has the characteristics shown in Fig.17. Therefore, a porous sound absorber such as glass ball is used as a noise source having a wide frequency characteristic.
  • a noise source in a low frequency band, sound absorption by glass wool is not efficient because it is necessary to increase the bulk density of the glass wool more than necessary.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a sound absorbing structure capable of realizing high sound absorbing performance in a wide frequency band and realizing sound absorbing performance at an arbitrary frequency. is there. Disclosure of the invention
  • a sound-absorbing structure according to the present invention is a sound-absorbing structure utilizing vibration of a plate-like body, wherein the plate-like body and at least one of the plate-like body are provided.
  • the vibration damping member includes a vibration damping member provided on the surface, and a mounting portion provided on a side of the vibration damping member opposite to the plate-like body.
  • a sound-absorbing structure according to the present invention (claim 2) is a sound-absorbing structure utilizing vibration of a plate-like body, wherein the plate-like body and vibration reduction provided on both surfaces of the plate-like body are provided.
  • a damping member, and a mounting portion provided on at least one of the vibration damping members on a side opposite to the plate-like body.
  • a sound-absorbing structure according to the present invention (claim 3) is a sound-absorbing structure utilizing vibration of a plate-like body, wherein the plate-like body and a mounting portion provided on at least one surface of the plate-like body And a vibration damping member provided on the surface of the plate-like body opposite to the mounting portion and on the surface on the Z or mounting portion side.
  • a sound-absorbing structure according to the present invention is a sound-absorbing structure utilizing vibration of a plate-like body, wherein the plate-like body and a mounting portion provided on at least one surface of the plate-like body A vibration damping member provided on a surface of the plate-shaped body opposite to the mounting portion, and a restraining member provided on the vibration damping member on the side opposite to the plate-shaped body.
  • the sound absorbing structure according to the present invention (claim 5) is the sound absorbing structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration damping member is made of a viscous body or a viscoelastic body.
  • the sound absorbing structure according to the present invention (claim 6) is the sound absorbing structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration damping member has a sheet shape. .
  • the sound absorbing structure according to the present invention (claim 7) is the sound absorbing structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration damping member is linear or band-shaped.
  • the sound absorbing structure according to the present invention (claim 8) is the sound absorbing structure according to claim 1, wherein the vibration damping member is an elastic body or a viscoelastic body, and the vibration damping member is in a lattice shape. .
  • the sound absorbing structure according to the present invention (claim 9) is the sound absorbing structure according to claim 2, wherein the vibration damping member is an elastic body or a viscoelastic body, and is provided on both surfaces of the plate-like body. At least one of the vibration damping members has a lattice shape.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 10) is the sound-absorbing structure according to claim 8, wherein the attachment member has a lattice shape, and the lattice-shaped vibration damper is provided. It has the same shape as the decay member.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 11) is the sound-absorbing structure according to claim 8, wherein the lattice of the vibration-damping member has a plurality of square and / or rectangular shapes having different sizes. is there.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 12) is the sound-absorbing structure according to claim 9, wherein the vibration damping members provided on both sides of the plate-like body have a grid shape.
  • the sound absorbing structure according to the present invention (claim 13) is the sound absorbing structure according to claim 9, wherein the mounting member has a lattice shape, and has the same shape as the lattice-shaped vibration damping member.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 14) is the sound-absorbing structure according to claim 9, wherein the lattice of the vibration-damping member has a plurality of square, Z, or rectangular shapes having different sizes. It is.
  • the sound absorbing structure according to the present invention (Claim 15) is the sound absorbing structure according to any one of Claims 1 to 4, wherein the plate has a plurality of through holes.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 16) is the sound-absorbing structure according to claim 15, wherein the plate-like body and the vibration damping member have a plurality of through holes.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (Claim 17) is the sound-absorbing structure according to any one of Claims 1 to 4, wherein one or more sheets are provided on the side opposite to the mounting portion of the plate-like body. Another plate-like body is arranged.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 18) is the sound-absorbing structure according to claim 17, wherein an elastic body or a viscoelastic body is arranged between the plurality of other plate-like bodies. Be done.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 19) is the sound-absorbing structure according to claim 1 or 2, wherein the mounting portion is formed of another plate-like body having a convex portion.
  • the sound-absorbing structure according to the present invention (claim 20) is described in claim 3 or 4 above.
  • the plate-like body and the plurality of attachment portions are integrally formed, and a damping vibration member is disposed on the plate-like body between the plurality of attachment portions.
  • the sound absorbing mechanism by vibrating the plate member positively sets the vibration damping property of the plate member moderately, thereby providing the sound absorbing performance in a wide frequency band. It is possible. Further, by providing the through-hole in the plate-like body, the sound absorbing performance is improved by viscous attenuation effect of the air passing through the through-hole due to vibration of the plate-like body. Furthermore, the sound absorption performance in a wide frequency band is improved by combining a plurality of the plate-shaped members.
  • FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams of a sound absorbing structure according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a front sectional view
  • FIG. 1B is a top view
  • FIG. 1C is a wall of FIG.
  • FIG. 13 is a front sectional view when a mounting portion is mounted on a plate member in place of FIG.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view of a sound absorbing structure according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) shows a case where a vibration damping member is provided on the plate-like body of FIG. (B) shows a case where a plate-like body is further provided on the vibration damping member of (a).
  • FIG. 3A and 3B are explanatory views of a sound absorbing structure according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a front sectional view, and FIG. 3B is a top view.
  • FIG. 4A and 4B are explanatory diagrams of a sound absorbing structure according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a front sectional view, and FIG. 4B is a top view.
  • FIG. 5 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) shows a case where a vibration damping member is attached to a surface of the plate-like body opposite to the mounting portion.
  • ( ⁇ ) shows the case where the vibration damping member is attached on the surface between the mounting parts of the plate-like body with a space from the mounting part
  • (c) shows the mounting part of the plate-like body. If you attach the vibration damping member to the surface between
  • (d) is a case where the vibration damping member is attached to the surface of the plate-like body opposite to the mounting portion and the surface between the mounting portion.
  • FIG. 6 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a seventh embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where a layer of a vibration damping member and a restraint plate is provided, and (b) shows a vibration damping member. In the case where two or more layers of the member and the restraint plate are laminated, (c) is the case where the vibration damping member is further laminated on the other surface of the restraint plate of (b).
  • FIG. 8 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a front sectional view of the sound absorbing structure according to the eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a 12th embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a front sectional view of a sound absorbing structure according to a thirteenth embodiment of the present invention, in which (a) shows a vibration damping member attached to a surface between mounting portions of a plate-like body. In this case, (b) shows a case where a vibration damping member is attached to the surface of the plate-shaped body opposite to the mounting portion.
  • FIG. 14 is a graph showing the sound absorption coefficient with respect to the 13 octave band center frequency, showing a comparison between the present invention example and the conventional example.
  • FIG. 15 is a graph showing the sound absorption coefficient with respect to the frequency in the mode shown in FIG. 4.
  • FIG. 16 is a graph showing the sound absorption characteristics due to the conventional plate vibration.
  • Figure 17 shows the sound absorption performance of a conventional perforated water bottle such as glass wool.
  • the plate 1 is fixed to a mounting portion (rib) 3 via a vibration damping member 2, and the mounting portion 3 is fixed to a wall 4.
  • the vibration damping member 2 By interposing the vibration damping member 2 between the plate member 1 and the mounting portion 3 in this manner, the plate member 1 is added with vibration damping properties, and the sound absorbing performance in a wide frequency band is improved. Can be.
  • the sound absorption principle will be described in more detail below.
  • the plate 1 itself vibrates minutely due to noise, and vibrates significantly at a natural frequency.
  • the vibration damping member 2 attached to the attachment portion 3 or the plate-like body 1 itself is deformed, the vibration energy is converted into heat energy, and the sound energy is absorbed.
  • the boundary conditions around the vibrating plate 1 are adjusted. In other words, match the natural frequency to the frequency of the sound you want to suppress.
  • the plate-like body 1 and the vibration damping member 2 for providing the damping are designed so as to effectively attenuate the energy.
  • the most basic form is one in which the grid of the mounting part 3 shown in FIGS. 1 (a) and (b) is one.
  • the mounting portion 3 is mounted in a frame shape around a single plate-like body 1 through a vibration damping member (vibration damping material) 2, and the frame-shaped mounting portion 3 is directly fixed to the wall 4. .
  • the entire plate-like body 1 vibrates as if the strings vibrate when viewed from the side, with the plate-like body 1 having its center substantially at the antinode.
  • This vibration causes the vibration damping member 2 to expand and contract between the wall 4 and the plate-like body 1, thereby converting the energy of the vibration into heat energy, and as a result, the vibration can be attenuated.
  • noise air vibration
  • the mounting portion 3 is not limited to a lattice and may be a frame shape such as a circle, a triangle, or a hexagon.
  • the surface facing the plate-like body 1 has been described using the wall 4 as an example.
  • it may be a plate member 5 as shown in FIG. 1 (c), and this is applied to all of the following embodiments.
  • the plate member 5 it is preferable that the plate member 5 is equivalent to or more rigid than the plate member 1.
  • examples of the material of the plate-like body 1 and the plate member 5 include metals such as iron and aluminum, resins, wood, and other materials that can be formed in a plate shape.
  • an elastic body or a viscoelastic body can be used as the vibration damping member 2. Specific examples include a foam, a vibration damping material, an adhesive, and the like, and the material is rubber or a resin-based material.
  • the sound absorbing structure according to the second embodiment shown in FIG. 2 is provided with a vibration damping member 2A in a layer on the side opposite to the mounting portion 3 in the plate-like body 1 of the sound absorbing structure shown in FIG.
  • This is a structure (FIG. 2 (a)), and a structure in which a plate-like body 1A is further laminated on a vibration damping member 2A provided as a layer thereof (FIG. 2 (b)).
  • the plate 1 has a vibration reduction. Decay is added. Thereby, the vibration damping property can be effectively improved, and the sound absorbing performance in a wide frequency band can be improved.
  • the plate-like body 1 is fixed to mounting portions 3A and 3B via vibration damping members 2A and 2B on one side.
  • Mounting part 3 A is fixed to wall 4.
  • the plate 1 is fixed to the mounting portion 3 via the vibration damping member 2, and the mounting portion 3 is fixed to the wall 4.
  • the mounting section 3 is configured such that the vertical and horizontal intervals are arbitrary.
  • the plate 1 has a structure in which one surface is fixed to a wall 4 via a mounting portion 3 (an unconstrained vibration damping structure). I have. Further, in the structure of FIG. 5A, the vibration damping member 2 is attached to the other surface. Further, the structure shown in FIG. 5 (b) has a structure in which the vibration damping member 2 is attached to the surface between the mounting portions 3 at a distance from the mounting portion 3. Further, the structure shown in FIG. 5 (c) has a structure in which the vibration damping member 2 is attached to the surface between the mounting portions 3 without providing an interval with the mounting portion 3. Further, in the structure of FIG. 5 (d), the vibration damping member 2 is attached to the other surface and the vibration damping member 2 is also attached to the surface between the mounting portions 3.
  • one surface of the plate-shaped body 1 is fixed to the wall 4 via the mounting portion 3, and the vibration damping member 2 is attached to one surface or Z and the other surface. Since the plate-like body 1 is vibrated and deformed, the vibration damping member 2 is also deformed in accordance with the deformation, so that the vibration energy can be converted into thermal energy and the vibration can be attenuated as a result. As a result, noise (air vibration) can be reduced. Also, by appropriately setting the vibration damping property of the plate-shaped body 1, the sound absorbing performance in a wide frequency band can be improved.
  • the plate-like body 1 has a vibration damping member 2 attached to one surface, and the vibration damping member 2 side is attached to the mounting portion 3.
  • the structure is fixed to the wall 4 through the intermediary.
  • the vibration damping member 2 is attached to one surface of the plate 1 and the vibration damping member 2 is fixed to the mounting portion 3 so that the vibration of the plate 1 and the fixed portion are generated.
  • the structure has both vibration damping.
  • the plate 1 has one surface fixed to the wall 4 via the mounting portion 3 and the other surface via the vibration damping member 2. It has a structure with a restraint plate 6 (restraint-type damping structure) (Fig. 7 (a)).
  • a restraint plate 6 straint-type damping structure
  • FIG. 7 (b) two or more layers of the vibration damping member 2 and the restraint plate 6 may be laminated, or as shown in FIG. 7 (c).
  • the vibration damping member 2 may be further laminated on the other surface of the restraint plate 6.
  • the material of the restraint plate 6 is the same as that of the plate-like body 1. Further, the embodiment of FIG. 5 and the embodiment of FIG. 7 can be selectively used to arbitrarily control the vibration damping property required to achieve a required sound absorption coefficient.
  • a plate 8 having a large number of through holes (porosity) 7 is used in place of the plate 1 of the sound absorbing structure shown in FIG. Structure.
  • a Helmholtz type sound absorbing structure is obtained, and a more sound absorbing effect can be expected.
  • the shape and size of the through hole 7 for example, forming the hole diameter to 3 mm to 1 mm or 1 mm or less
  • the viscous effect of the air passing through the through hole 7 is added. This makes it possible to enhance sound absorption over a wider frequency range than in the embodiment of FIG.
  • the sound absorbing structure of the ninth embodiment shown in FIG. 9 is different from the sound absorbing structure shown in FIG.
  • This is a structure in which a vibration damping member 2 and a plate-like body 8 in a structure are laminated in a plurality of layers.
  • a vibration damping member 2 and a plate-like body 8 in a structure are laminated in a plurality of layers.
  • the vibration damping member 2 is interposed between the laminated plate members 8, but the vibration damping member 2 may not be provided.
  • the position of the through hole 7 of the plate-like body 8 may be an overlapping position as shown in the drawing or a non-overlapping position.
  • the sound absorbing structure of the tenth embodiment shown in FIG. 10 includes a plate 8 having a through hole 7 instead of the plate 1 and the vibration damping member 2 of the sound absorbing structure shown in FIG.
  • This is a structure using the vibration damping member 9.
  • By providing the through-holes 7 in the plate 8 and the vibration damping member 9 in this way in addition to the sound absorption by the plate vibration of the plate 8 itself, a Helmholtz-type sound absorbing structure is obtained, and a more sound absorbing effect can be expected.
  • the shape and size of the through hole 7 for example, forming the hole diameter to 3 mm to l mm or 1 mm or less
  • the viscous effect of the air passing through the through hole 7 is added.
  • sound absorption can be enhanced over a wider frequency range than in the embodiment of FIG. It can also be applied to the configurations shown in Figs.
  • the sound absorbing structure of the eleventh embodiment shown in FIG. 11 has a structure in which the plate-like body 8 and the vibration damping member 9 of the sound absorbing structure shown in FIG. By providing the plate body 8 and the vibration damping member 9 in a plurality of layers in this manner, a plurality of sound absorption peak frequencies by the through holes 7 can be set.
  • the sound absorbing structure of the first and second embodiments shown in FIG. 12 is basically the same as the structure shown in FIG. 1 except that the mounting portion 3 and the wall 4 are integrally formed by a press or the like. They have the same structure. Even with such a sound absorbing structure, the plate-like body 1 is provided with vibration damping properties by the same operation as that of the structure shown in FIG. 1, and the sound absorbing performance in a wide frequency band can be improved. it can.
  • the sound absorbing structure of the thirteenth embodiment shown in FIG. 13 is basically the same as the structure shown in FIG. 5 except that the plate 1 and the mounting portion 3 are integrally formed by pressing or the like. Have the same structure. Even with such a sound absorbing structure, the plate-like body 1 is provided with vibration damping properties by the same operation as that of the structure shown in FIG. 5 to enhance the sound absorbing performance in a wide frequency band. Can be. In the structure of Fig. 13 (a), the vibration damping member 2 is attached to the surface between the mounting portions 3 of the plate 1; in the structure of Fig.
  • FIG. 8 In addition, in the case of the present invention in the form of FIG. 8, FIG. 10, and FIG.
  • the sound absorption characteristics are added with the viscous effect of the air passing through the through-holes, and the sound absorption improvement effect expands the frequency band and increases the absolute value of the sound absorption coefficient.
  • the frequency determined by the through hole and the space behind can be made plural, and as a result, the sound absorption coefficient is increased in a wider frequency band.
  • the present invention is useful for a sound-absorbing structure that reduces sound from a noise source having a wide range of frequency characteristics, and is particularly suitable for a car interior wall or a soundproof wall of a bridge.

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Abstract

本吸音構造体は、板状体(1)の振動を利用したものであって、前記板状体(1)と、該板状体(1)の少なくとも一方の面に備えられた振動減衰部材(2)と、該振動減衰部材(2)における板状体(1)と反対側に備えられた取付け部(3)とからなる。

Description

明細書
吸音構造体 技術分野
本発明は、 騒音発生源からの音を低減する吸音構造体に関するもので ある。 背景技術
例えば、 特開平 6 - 8 3 3 6 5号公報、 特開平 3 - 2 9 3 4 0 9号公報 に挙げられる吸音構造体においては、 薄膜振動により発生する吸音作用 を利用している。 一般に薄膜振動による吸音特性は、 図 1 6に示すよう に周囲を支持された状態での薄膜固有振動数に限られた周波数でのみ吸 音率が高くなる特性となる。
一方で、 グラスゥ一ルなどの多孔質体の吸音性能は図 1 7に示すよう な特性となる。 そこで、 幅広い周波数特性を持つ騒音源には、 グラスゥ ールのような多孔質吸音体が用いられている。 ところが、 低い周波数帯 域に騷音源がある場合、 グラスウールによる吸音では必要以上にそのグ ラスウールの嵩密度を増やす必要が出てくるため効率的ではない。 本発明は、 上記の問題点に鑑み、 幅広い周波数帯域での高い吸音性能 を実現し得て、 且つ任意の周波数での吸音性能を実現し得る吸音構造体 を提供することを目的とするものである。 発明の開示
上記の目的を達成するために、 本発明 (請求項 1 ) に係る吸音構造体 は、 板状体の振動を利用した吸音構造体において、 前記板状体と、 該板 状体の少なくとも一方の面に備えられた振動減衰部材と、 該振動減衰部 材における板状体と反対側に備えられた取付け部とからなる。
本発明 (請求項 2 ) に係る吸音構造体は、 板状体の振動を利用した吸 音構造体において、 前記板状体と、 該板状体の両面に備えられた振動減 衰部材と、 少なくとも一方の振動減衰部材における板状体と反対側に備 えられた取付け部とからなる。
本発明 (請求項 3 ) に係る吸音構造体は、 板状体の振動を利用した吸 音構造体において、 前記板状体と、 該板状体の少なくとも一方の面に備 えられた取付け部と、 該板状体における取付け部と反対側の面及び Z又 は取付け部側の面に備えられた振動減衰部材とからなる。
本発明 (請求項 4 ) に係る吸音構造体は、 板状体の振動を利用した吸 音構造体において、 前記板状体と、 該板状体の少なくとも一方の面に備 えられた取付け部と、 該板状体における取付け部と反対側の面に備えら れた振動減衰部材と、 該振動減衰部材における板状体と反対側に備えら れた拘束部材からなる。
本発明 (請求項 5 ) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1〜4のいずれ か 1項に記載の吸音構造体において、 前記振動減衰部材が弹性体又は粘 弾性体からなる。
本発明 (請求項 6 ) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1〜4のいずれ か 1項に記載の吸音構造体において、 前記振動減衰部材がシート状であ る。 .
本発明 (請求項 7 ) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1〜4のいずれ か 1項に記載の吸音構造体において、 前記振動減衰部材が線状又は帯状 である。
本発明 (請求項 8 ) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1記載の吸音構 造体において、 前記振動減衰部材が弾性体又は粘弾性体であって、 前記 振動減衰部材が格子状である。
本発明 (請求項 9 ) に係る吸音構造体は、 上記請求項 2記載の吸音構 造体において、 前記振動減衰部材が弾性体又は粘弾性体であって、 前記 板状体の両面に備えられた前記振動減衰部材の少なくとも一方が格子状 である。
本発明 (請求項 1 0 ) に係る吸音構造体は、 上記請求項 8記載の吸音 構造体において、 前記取付け部材が格子状であり、 格子状の前記振動減 衰部材と同じ形状である。
本発明 (請求項 1 1) に係る吸音構造体は、 上記請求項 8記載の吸音 構造体において、 格子状の前記振動減衰部材の格子が大きさの異なる複 数の正方形及び 又は長方形の形状である。
本発明 (請求項 1 2) に係る吸音構造体は、 上記請求項 9記載の吸音 構造体において、 前記板状体の両面に備えられた前記振動減衰部材が格 子状である。
本発明 (請求項 1 3) に係る吸音構造体は、 上記請求項 9記載の吸音 構造体において、 前記取付け部材が格子状であり、 格子状の前記振動減 衰部材と同じ形状である。
本発明 (請求項 1 4) に係る吸音構造体は、 上記請求項 9記載の吸音 構造体において、 格子状の前記振動減衰部材の格子が大きさの異なる複 数の正方形及び Z又は長方形の形状である。
本発明 (請求項 1 5) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1〜4のいず れか 1項に記載の吸音構造体において、 前記板状体が複数の貫通孔を有 する。
本発明 (請求項 1 6) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1 5記載の吸 音構造体において、 前記板状体及び前記振動減衰部材が複数の貫通孔を 有する。
本発明 (請求項 1 7) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1〜4のいず れか 1項に記載の吸音構造体において、 前記板状体の反取付け部側に 1 枚又は複数枚の別の板状体が配置されてなる。 . 本発明 (請求項 1 8) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1 7記載の吸 音構造体において、 前記複数枚の別の板状体の間に、 弾性体又は粘弾性 体が配置されてなる。
本発明 (請求項 1 9) に係る吸音構造体は、 上記請求項 1又は 2記載 の吸音構造体において、 前記取付け部が凸部を備える別の板状体からな る。
本発明 (請求項 2 0) に係る吸音構造体は、 上記請求項 3又は 4記載 の吸音構造体において、 前記板状体と複数の前記取付け部が一体的に形 成され、 前記複数の前記取付け部との間の前記板状体に減衰振動部材が 配置されてなる。
上記の本発明に係る吸音構造体では、 板状体を積極的に振動させるこ とによる吸音機構に板状体の振動減衰性を適度に設定することにより、 広周波数帯域での吸音性能をもたせることが可能である。 また、 板状体 に貫通孔を設けることにより、 板状体が振動することによる貫通孔を通 過する空気の粘性減衰効果により吸音性能が向上する。 また更に、 板状 体は複数枚の組合せなどにより、 広範囲な周波数帯域での吸音性能を向 上する。
その結果、 本発明に係る吸音構造体によれば、 幅広い周波数帯域で高 い吸音性能を実現し得て、 且つ任意の周波数で吸音性能を実現し得る。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係わる第 1の実施の形態の吸音構造体の説明図であ' つて、 (a ) は正断面図、 (b ) は上面図、 (c ) は (a ) の壁に代え て板部材に取付け部を取付けた場合の正断面図である。
図 2は、 本発明に係る第 2の実施の形態の吸音構造体の正断面図であ つて、 (a ) は図 1の板状体における取付け部と反対側に振動減衰部材 を設けた場合、 (b ) は (a ) の振動減衰部材に更に板状体を設けた場 合である。
図 3は、 本発明に係る第 3の実施の形態の吸音構造体の説明図であつ て、 (a ) は正断面図、 (b ) は上面図である。
図 4は、 本発明に係る第 4の実施の形態の吸音構造体の説明図であつ て、 (a ) は正断面図、 (b ) は上面図である。
図 5は、 本発明に係る第 5の実施の形態の吸音構造体の正断面図であ つて、 (a ) は板状体における取付け部と反対側の面に振動減衰部材を 貼り付けた場合、 (ΐ ) は板状体の取付け部の間の面に取付け部とは間 隔を設けて振動減衰部材を貼り付けた場合、 (c ) は板状体の取付け部 の間の面に取付け部と間隔を設けずに振動減衰部材を貼り付けた場合、
( d ) は板状体における取付け部と反対側の面と取付け部との間の面と に振動減衰部材を貼り付けた場合である。
図 6は、 本発明に係る第 6の実施の形態の吸音構造体の正断面図であ る。
図 7は、 本発明に係る第 7の実施の形態の吸音構造体の正断面図であ つて、 (a ) は振動減衰部材と拘束板の層を一層設けた場合、 (b ) は 振動減衰部材と拘束板の層を二層以上積層して設けた場合、 (c ) は ( b ) の拘束板の他方の面に更に振動減衰部材を積層した場合である。 図 8は、 本発明に係る第 8の実施の形態の吸音構造体の正断面図であ る。
図 9は、 本発明に係る第 9の実施の形態の吸音構造体の正断面図であ る。
図 1 0は、 本発明に係る第 1 0の実施の形態の吸音構造体の正断面図 であって、
図 1 1は、 本発明に係る第 1 1の実施の形態の吸音構造体の正断面図 である。
図 1 2は、 本発明に係る第 1 2の実施の形態の吸音構造体の正断面図 である。
図 1 3は、 本発明に係る第 1 3の実施の形態の吸音構造体の正断面図 であって、 (a ) は板状体の取付け部の間の面に振動減衰部材を貼り付 けた場合、 (b ) は板状体における取付け部と反対側の面に振動減衰部 材を貼り付けた場合である。
図 1 4は、 本発明例と従来例とを比較して示す、 1 3オクターブバ ンド中心周波数に対する吸音率のグラフ図である。
図 1 5は、 図 4に示す形態の周波数に対する吸音率のグラフ図である 図 1 6は、 従来の板振動による吸音特性を示すグラフ図である。
図 1 7は、 従来のグラスウールなどの多孔貲体の吸音性能を示すダラ フ図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
( a ) 第 1の実施の形態
図 1に示す第 1の実施の形態の吸音構造体では、 板状体 1は、 振動減 衰部材 2を介して取付け部 (リブ) 3に固定され、 取付け部 3は壁 4に 固定されている。 このように板状体 1と取付け部 3との間に振動減衰部 材 2を介在させることにより、 板状体 1には振動減衰性が付加され、 幅 広い周波数帯域での吸音性能を高めることができる。 この吸音原理につ いて以下により詳細に説明する。
板状体 1は騒音によって自身が微小に振動し、 特に固有振動数で大き く振動する。 このとき、 取付け部 3又は板状体 1自体に取付けられた振 動減衰部材 2が変形することにより振動エネルギが熱エネルギに変換さ れ、 音のエネルギが吸収される。 この効果を得るため、 振動する板状体 1の周辺の境界条件を調整する。 つまり、 消したい音の周波数に固有振 動数を合せる。 そして、 効果的にエネルギを減衰させるように板状体 1 及び減衰を与える振動減衰部材 2を設計する'。
一番基本的な形態は、 図 1 ( a ) , ( b ) に示す取付け部 3の格子が 一個のものである。 つまり、 一枚の板状体 1の周辺に振動減衰部材 (制 振材) 2を介して取付け部 3を枠状に取付け、 その枠状の取付け部 3を 壁 4に直接固定したものである。 こうすると、 板状体 1が自身のほぼ中 心を腹として、 横から見ると弦が振動しているように板状体 1の全体が 振動する。 この振動によって、 振動減衰部材 2が壁 4と板状体 1との間 で伸び縮みすることで、 この振動のエネルギを熱エネルギに変換し、 結 果として振動を減衰させることができる。 これによつて、 騒音 (空気の 振動) を低減することができる。 ただし、 取付け部 3は、 格子にかぎら ず、 円形、 三角形、 六角形などの枠状としてもよい。
なお、 上記の形態では、 板状体 1と対向する面は壁 4を例に説明した が、 図 1 ( c ) に示すように板部材 5であってもよく、 このことは以降 の実施の形態の全てに適用される。 ただし、 板部材 5の場合は板状体 1 と同等もしくは、 より剛なものが好ましい。
また、 上記の形態において、 板状体 1や板部材 5の素材としては、 鉄 、 アルミニウムなどの金属、 樹脂、 木材、 その他板状に形成可能な素材 が挙げられる。 また、 振動減衰部材 2としては、 弾性体又は粘弾性体を 用いることができる。 その具体的なものとして、 発泡体、 制振材、 接着 剤などがあり、 材質はゴムや樹脂系材料である。 そして、 これらのこと も以降の実施の形態の全てに適用される。
( b ) 第 2の実施の形態
図 2に示す第 2の実施の形態の吸音構造体は、 上記図 1に示す吸音構 造体の板状体 1における取付け部 3と反対側に振動減衰部材 2 Aを層に して設けた構造 (図 2 ( a ) ) 、 及びその層にして設けた振動減衰部材 2 Aに更に板状体 1 Aを積層した構造 (図 2 ( b ) ) である。 このよう に板状体 1における取付け部 3と反対側に振動減衰部材 2 Aや、 振動減 衰部材 2 Aに板状体 1 Aを積層して設けることで、 板状体 1には振動減 衰性が付加される。 これにより、 振動減衰性を効果的に高めることがで き、 幅広い周波数帯域での吸音性能を高めることができる。
( C ) 第 3の実施の形態
図 3に示す第 3の実施の形態の吸音構造体では、 板状体 1は、 その両 面が振動減衰部材 2 A、 2 Bを介して取付け部 3 A、 3 Bに固定され、 一方の取付け部 3 Aが壁 4に固定されている。 このように板状体 1と取 付け部 3 A、 3 Bとの間に振動減衰部材 2 A、 2 Bを介在させることに より、 板状体 1には振動減衰性が付加される。 これにより、 振動減衰性 を効果的に高めることができ、 幅広い周波数帯域での吸音性能を高める ことができる。
( d ) 第 4の実施の形態
図 4に示す第 4の実施の形態の吸音構造体では、 板状体 1は、 振動減 衰部材 2を介して取付け部 3に固定され、 取付け部 3は壁 4に固定され る。 そして、 取付け部 3はその縦横の間隔が任意の間隔に構成されてい る。 このように取付け部 3の縦横の間隔を任意とし、 吸音構造体の中に 取付け部 3に囲まれた部分を複数設けることで、 吸音ピーク周波数を決 める板状体 1に固有振動数を複数設定する。 これにより、 幅広い周波数 帯域での吸音性能を高めることができる。 また、 取付け部 3で囲まれた 板状体 1の一つの部分の二辺の寸法が異なることとしてもよい。 これに よっても幅広い周波数域での吸音率を高めることができる。
( e ) 第 5の実施の形態
図 5に示す第 5の実施の形態の吸音構造体では、 板状体 1は、 一方の 面が取付け部 3を介して壁 4に固定された構造 (非拘束型制振構造) と なっている。 そして更に、 図 5 ( a ) の構造では他方の面に振動減衰部 材 2を貼り付けた構造となっている。 また、 図 5 ( b ) の構造では取付 け部 3の間の面に取付け部 3とは間隔を設けて振動減衰部材 2を貼り付 けた構造となっている。 また、 図 5 ( c ) の構造では取付け部 3の間の 面に取付け部 3と間隔を設けずに振動減衰部材 2を貼り付けた構造とな つている。 また、 図 5 ( d ) の構造では他方の面に振動減衰部材 2を貼 り付けると共に取付け部 3の間の面にも振動減衰部材 2を貼り付けた構 造となっている。
上記のように、 この形態では、 板状体 1の一方の面を、 取付け部 3を 介して壁 4に固定し、 そして一方の面又は Z及び他方の面に振動減衰部 材 2を貼り付けた構造としているので、 板状体 1が振動し変形すること で振動減衰部材 2もその変形に応じて変形し、 振動エネルギを熱ェネル ギに変換し結果として振動を減衰させることができる。 これによつて、 騒音 (空気の振動) を低減することができる。 また、 板状体 1本体の振 動減衰性を適切に設定することにより、 幅広い周波数帯域での吸音性能 を高めることができる。
( f ) 第 6の実施の形態
図 6に示す第 6の実施の形態の吸音構造体では、 板状体 1は、 一方の 面に振動減衰部材 2を貼り付け、 この振動減衰部材 2側を取付け部 3を 介して壁 4に固定した構造となっている。 このように板状体 1の一方の 面に振動減衰部材 2を貼り付け、 その振動減衰部材 2側を取付け部 3に 固定することで、 板状体 1本体の振動減衰と固定部で発生させる振動減 衰を両方併せ持つ構造となる。 これにより、 上記図 1の形態と図 5の形 態の作用効果を同時に奏し、 より幅広い周波数帯域での吸音性能を高め ることができる。
( g ) 第 7の実施の形態
図 7に示す第 7の実裨の形態の吸音構造体では、 板状体 1は、 一方の 面が取付け部 3を介して壁 4に固定され、 他方の面に振動減衰部材 2を 介して拘束板 6を設けた構造 (拘束型制振構造) となっている (図 7 ( a ) ) 。 このように板状体 1の一方の面に振動減衰部材 2と拘束板 6を 固定することで、 上記図 5の形態の制振構造と同様な高減衰性を奏する ことができる。 なお、 この吸音構造体においては、 図 7 ( b ) に示すよ うに、 振動減衰部材 2と拘束板 6との層を二層以上積層してもよいし、 図 7 ( c ) に示すように、 拘束板 6の他方の面に更に振動減衰部材 2が 積層されてあつてもよい。 また、 拘束板 6の素材は板状体 1と同様であ る。 また、 上記図 5の形態と図 7の形態は所要の吸音率を実現するため に必要な振動減衰性を任意に制御するために使い分けられる。
( h ) 第 8の実施の形態
図 8に示す第 6の実施の形態の吸音構造体は、 上記図 1に示す吸音構 造体の板状体 1に代えて多数の貫通孔 (多孔) 7を有する板状体 8を用 いた構造である。 このように板状体 8に多孔 7を設けることで、 板状体 8自身の板振動による吸音に加え、 ヘルムホルツ型の吸音構造どなり、 より吸音効果が期待できる。 また、 貫通孔 7の形状や大きさを調整 (例 えば孔径を 3 mm〜 1 mm、 又は l mm以下に形成) することで、 貫通 孔 7を通過する空気の粘性効果が付加される。 これにより、 図 1の形態 よりもより更に幅広い周波数で吸音を高めることができる。
( i ) 第 9の実施の形態
図 9に示す第 9の実施の形態の吸音構造体は、 上記図 8に示す吸音構 造体における振動減衰部材 2と板状体 8を複数層積層した構造である。 このように板状体 8を振動減衰部材 2を介して複数層設けることで、 貫 通孔 7による吸音ピーク周波数を複数設定することができる。 なお、 本 形態では、 積層した板状体 8の間に振動減衰部材 2を介在させた例を示 したが、 振動減衰部材 2はなくてもよい。 また、 板状体 8の貫通孔 7の 位置も、 図示のように重なった位置でもよいし、 重なっていない位置で もよい。
( j ) 第 1 0の実施の形態
図 1 0に示す第 1 0の実施の形態の吸音構造体は、 上記図 5に示す吸 音構造体の板状体 1と振動減衰部材 2に代えて貫通孔 7を有する板状体 8と振動減衰部材 9を用いた構造である。 このように板状体 8と振動減 衰部材 9に貫通孔 7を設けることで、 板状体 8自身の板振動による吸音 に加え、 ヘルムホルツ型の吸音構造となり、 より吸音効果が期待できる 。 また、 貫通孔 7の形状や大きさを調整 (例えば孔径を 3 mm〜 l mm 、 又は l mm以下に形成) することで、 貫通孔 7を通過する空気の粘性 効果が付加される。 これにより、 この形態では、 図 5の形態よりもより 更に幅広い周波数で吸音を高めることができる。 また、 図 6と図 7の形 態にも適用できる。
( k ) 第 1 1の実施の形態
図 1 1に示す第 1 1の実施の形態の吸音構造体は、 上記図 1 0に示す 吸音構造体における板状体 8と振動減衰部材 9を複数層積層した構造で ある。 このように板状体 8と振動減衰部材 9を複数層設けることで、 貫 通孔 7による吸音ピーク周波数を複数設定することができる。
( 1 ) 第 1 2の実施の形態
図 1 2に示す第 1 2の実施の形態の吸音構造体は、 取付け部 3と壁 4 がプレスなどによって一体に成形されたものである外は、 上記図 1に示 す構造と基本的に同じ構造のものである。 このような吸音構造体として も、 上記図 1に示す構造体の場合と同様の作用によって、 板状体 1には 振動減衰性が付加され、 幅広い周波数帯域での吸音性能を高めることが できる。
(m) 第 1 3の実施の形態
図 1 3に示す第 1 3の実施の形態の吸音構造体は、 板状体 1と取付け 部 3がプレスなどによって一体に成形されたものである外は、 上記図 5 に示す構造と基本的に同じ構造のものである。 このような吸音構造体と しても、 上記図 5に示す構造体の場合と同様の作用によって、 板状体 1 には振動減衰性が付加され、 幅広い周波数帯域での吸音性能を高めるこ とができる。 なお、 図 1 3 ( a ) の構造では板状体 1の取付け部 3の間 の面に振動減衰部材 2を貼り付けた構造、 図 1 3 ( b ) の構造では板状 体 1における取付け部 3と反対側の面に振動減衰部材 2を貼り付けた構 造をそれぞれ例示したが、 板状体 1の面は求められる減衰特性に合せて 振動減衰部材 2を貼り付けても、 貼り付けなくてもよい。
以下、 第 1〜第 1 3の実施の形態の実施例 (図 1〜 1 3の形態の本発 明例) について説明する。
実施例 1
図 1 4より明らかなように、 従来の板振動のみを利用した構造の場合 は、 吸音率は板固有振動数でのみ急峻に立ち上がる特性であり、 それ以 外の周波数帯域では吸音率は小さい。 これに対し、 図 4と図 8〜 1 1の 形態を除く図 1〜 1 3の形態の本発明例に準じて適切に設定した場合、 吸音率の大きな周波数帯域を広げることが可能である。
また、 図 8と図 1 0、 図 1 1の形態の本発明例の場合は、 板状体に減 衰を付加した板振動による吸音効果に加え、 貫通孔と背後空間から決ま る周波数での吸音特性に貫通孔を通過する空気の粘性効果が付加された 吸音性向上効果により周波数帯域を拡大するとともに吸音率の絶対値も 高められている。
また、 図 4の形態の本発明例の場合は、 吸音構造体の中に取付け部 3 に囲まれた部分を複数設けることにより、 固有振動数を複数設定でき、 幅広い周波数帯域で吸音率を高められている。
また、 図 9の形態の本発明例の場合は、 貫通孔を設けた板状体を空気 層を介して複数層重ねることにより、 貫通孔と背後空間から決まる周波 数を複数にすることができた結果、 更に幅広い周波数帯域で吸音率を高 められている。
実施例 2
図 1 5より明らかなように、 板状体の一つの部分の二辺を異なる寸法 にすることにより、 板振動による固有振動数が 2周波数で現れる。 これ により二辺が等しい寸法の板状体よりも広周波数帯域での吸音特性が高 められる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明は、 幅広い周波数特性を持つ騒音発生源から の音を低減する吸音構造体に有用であり、 特に自動車の車内壁や橋梁の 防音壁に好適である。

Claims

請求の範囲
1 . 板状体の振動を利用した吸音構造体において、 前記板状体と 、 該板状体の少なくとも一方の面に備えられた振動減衰部材と、 該振動 減衰部材における板状体と反対側に備えられた取付け部とからなること を特徴とする吸音構造体。
2 . 板状体の振動を利用した吸音構造体において、 前記板状体と, 該板状体の両面に備えられた振動減衰部材と、 少なくとも一方の振動減 衰部材における板状体と反対側に備えられた取付け部とからなることを 特徴とする吸音構造体。
3 . 板状体の振動を利用した吸音構造体において、 前記板状体と、 該板状体の少なくとも一方の面に備えられた取付け部と、 該板状体にお ける取付け部と反対側の面及びノ又は取付け部側の面に備えられた振動 減衰部材とからなることを特徴とする吸音構造体。
4 . 板状体の振動を利用した吸音構造体において、 前記板状体と、 該板状体の少なくとも一方の面に備えられた取付け部と、 該板状体にお ける取付け部と反対側の面に備えられた振動減衰部材と、 該振動減衰部 材における板状体と反対側に備えられた拘束部材からなることを特徴と する吸音構造体。
5 . 前記請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載の吸音構造体におい て、 前記振動減衰部材が弾性体又は粘弾性体からなる吸音構造体。
6 . 前記請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の吸音構造体におい て、 前記振動減衰部材がシート状である吸音構造体。
7 . 前記請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の吸音構造体におい て、 前記振動減衰部材が線状又は帯状である吸音構造体。
8 . 前記請求項 1記載の吸音構造体において、 前記振動減衰部材 が弾性体又は粘弾性体であって、 前記振動減衰部材が格子状である吸音 構造体。
9 . 前記請求項 2記載の吸音構造体において、 前記振動減衰部材 が弾性体又は粘弾性体であって、 前記板状体の両面に備えられた前記振 動減衰部材の少なくとも一方が格子状である吸音構造体。
1 0. 前記請求項 8記載の吸音構造体において、 前記取付け部材 が格子状であり、 格子状の前記振動減衰部材と同じ形状である吸音構造 体。
1 1. 前記請求項 8記載の吸音構造体において、 格子状の前記振 ' 動減衰部材の格子が大きさの異なる複数の正方形及び 又は長方形の形 状である吸音構造体。
1 2. 前記請求項 9記載の吸音構造体において、 前記板状体の両 面に備えられた前記振動減衰部材が格子状である吸音構造体。
1 3. 前記請求項 9記載の吸音構造体において、 前記取付け部材 が格子状であり、 格子状の前記振動減衰部材と同じ形状である吸音構造 体。
14. 前記請求項 9記載の吸音構造体において、 格子状の前記振 動減衰部材の格子が大きさの異なる複数の正方形及び/又は長方形の形 状である吸音構造体。
1 5. 前記請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載の吸音構造体にお いて、 前記板状体が複数の貫通孔を有する吸音構造体。
1 6. 前記請求項 1 5記載の吸音構造体において、 前記板状体及 び前記振動減衰部材が複数の貫通孔を有する吸音構造体。
1 7. 前記請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の吸音構造体にお いて、 前記板状体における取付け部と反対側に 1枚又は複数枚の別の板 状体が配置された吸音構造体。
1 8. 前記請求項 1 7記載の吸音構造体において、 前記複数枚の 別の板状体の間に、 弾性体又は粘弾性体が配置された吸音構造体。
1 9. 前記請求項 1又は 2記載の吸音構造体において、 前記取付 け部が凸部を備える別の板状体からなる吸音構造体。
20. 前記請求項 3又は 4記載の吸音構造体において、 前記板状 体と複数の前記取付け部が一体的に形成され、 前記複数の前記取付け部 との間の前記板状体に減衰振動部材が配置された吸音構造体。
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