吸音体および吸音構造
【課題】良好な吸音効果が得られる周波数帯域をより低くできるとともに、複数の周波数帯域で吸音効果が得られる吸音体を提供する。
【解決手段】吸音効果を得ようとする壁面４上に取り付けられる吸音体１であって、第１および第２の膜振動型吸音材１１，２１が第１の閉空間１３を挟んで略平行に配されており、壁面４上に取り付けたときに最も壁面４側となる第２の膜振動型吸音材２１と壁面４との間に第２の閉空間２３を形成する、第２のスペーサ２２が設けられており、第１の膜振動型吸音材１１の貯蔵弾性率Ｅ１、および第２の膜振動型吸音材２１の貯蔵弾性率Ｅ２は、Ｅ１＞Ｅ２である。
【解決手段】吸音効果を得ようとする壁面４上に取り付けられる吸音体１であって、第１および第２の膜振動型吸音材１１，２１が第１の閉空間１３を挟んで略平行に配されており、壁面４上に取り付けたときに最も壁面４側となる第２の膜振動型吸音材２１と壁面４との間に第２の閉空間２３を形成する、第２のスペーサ２２が設けられており、第１の膜振動型吸音材１１の貯蔵弾性率Ｅ１、および第２の膜振動型吸音材２１の貯蔵弾性率Ｅ２は、Ｅ１＞Ｅ２である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜振動型吸音材を用いた吸音体および吸音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音は振動とともに身近な問題であり、吸音体への要求は高い。また、用途や目的に応じて要求特性も多岐にわたり、最近では、低周波数領域での吸音性能が高い吸音体が望まれている。
吸音特性は、例えば周波数を横軸、吸音率を縦軸とするグラフで表わされ、低周波数領域において良好な吸音効果を得るためには、吸音率がピークとなる周波数（ピーク周波数）が低く、吸音率のピーク値が高いことが好ましい。
【０００３】
従来の吸音材料として、例えばグラスウール、ロックウールのように、繊維を綿状またはボード状に成型した材料や、ポリウレタンフォームのように高分子材料を発泡させた材料などの多孔質材料が知られている。これらの多孔質材料に音波が入射すると、音波が材料内の隙間の空気を振動させるため、空気自身の粘性および周囲との摩擦によって、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換、散逸されて吸音効果が得られる。
【０００４】
また、５００Ｈｚ以下の低周波数領域における良好な吸音効果が得られる吸音体として、本発明者等は先に、枠体に設けられた開口部を、特定の貯蔵弾性率を有する膜振動型吸音材で覆った構成を有する吸音体を提案している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９６８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、低周波数領域における吸音効果に対する要求は高く、吸音効果が得られる周波数領域をより低くすることが求められている。また吸音材の設置場所によっては、良好な吸音効果が得られる周波数帯域が１つだけでなく、複数存在することが好ましい。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、良好な吸音効果が得られる周波数帯域をより低くできるとともに、複数の周波数帯域で吸音効果が得られる吸音体および吸音構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の吸音体は、吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けられる吸音体であって、複数の膜振動型吸音材が閉空間を挟んで略平行に配されており、前記壁面上に取り付けたときに最も壁面側となる膜振動型吸音材と該壁面との間に閉空間を形成する、スペーサが設けられており、前記複数の膜振動型吸音材の貯蔵弾性率が、壁面側から遠ざかるにしたがって漸次大きくなっていることを特徴とする。
【０００９】
壁面側から最も遠い膜振動型吸音材と壁面との間に存在する膜振動型吸音材の全部を取り除いた状態での、吸音率のピーク周波数を単独層ピーク周波数とするとき、該単独層ピーク周波数が６００Ｈｚ以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の吸音構造は、本発明の吸音体を、吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、良好な吸音効果が得られる周波数帯域をより低くできるとともに、複数の周波数帯域で吸音効果が得られる吸音体および吸音構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の吸音体の一実施形態を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の吸音体の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の吸音体の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図５】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図６】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図７】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明の吸音体の他の実施形態を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における貯蔵弾性率の値は ＪＩＳ Ｋ７２４４−４（引張振動）に準処する測定方法により、サンプルサイズを長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍとし、測定条件をスパン間距離２０ｍｍ、歪振幅６μｍ、２５℃、２０Ｈｚとして得られる値（単位：Ｐａ）である。貯蔵弾性率の測定周波数は、一般的に測定可能な範囲（０．２〜５０Hz）の中で、実際の吸音周波数により近いという理由で２０Ｈｚを採用した（なお、５０Hzではデータのばらつきが多い為、２０Hzとした。）。
貯蔵弾性率は材質によって決まる値である。貯蔵弾性率の測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、粘弾性スペクトロメータＥＸＳＴＡＲ６０００ ＤＭＳ、形式名ＤＭＳ６１００を使用した。
【００１４】
本明細書における吸音率は「垂直入射吸音率」の意味であり、ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準処する方法で測定される値である。入射周波数を変化させながら吸音率を測定し、吸音率がピークを示すときの周波数をピーク周波数という。
【００１５】
図１は本発明の吸音体、および該吸音体を壁面上に取り付けた吸音構造の一実施形態を示したもので、図１（ａ）は吸音体を、これが取り付けられる壁面（以下、取り付け面ということもある。）側からみた平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図中符号１は吸音体、４は取り付け面（壁面）、１１は第１の膜振動型吸音材（以下、単に第１の吸音材ということもある。）、１２は第１のスペーサ、１３は第１の閉空間、２１は第２の膜振動型吸音材（以下、単に第２の吸音材ということもある。）、２２は第２のスペーサ、２３は第２の閉空間である。以下において、第１および第２の吸音材１１、２１、ならびに第１および第２のスペーサ１２、２２の表裏面については、取り付け面４側を裏面側、それとは反対の面側を表面側という。
本実施形態の吸音体１は、第１の閉空間１３を挟んで略平行に配された２つの膜振動型吸音材（第１および第２の吸音材１１、２１）と、最も外側の膜振動型吸音材（第２の吸音材２１）と取り付け面４との間に閉空間を形成する第２のスペーサ２２を有している。
【００１６】
第１および第２のスペーサ１２、２２はそれぞれ貫通孔１２ａ、２２ａを有し、表面および裏面においてそれぞれ開口部が形成されている。第１および第２のスペーサ１２、２２の表面１２ｂ、２２ｂは平坦面である。
第１の吸音材１１は第１のスペーサ１２の貫通孔1２ａを覆うように、第１のスペーサ１２の表面1２ｂ上に積層、固定されている。
第２の吸音材２１は、第１のスペーサ１２の裏面１２ｃと、第２のスペーサ２２の表面２２ｂとに挟まれた状態で固定されており、第１のスペーサ１２の貫通孔1２ａおよび第２のスペーサ２２の貫通孔２２ａを同時に覆っている。これにより、第１の吸音材１１の裏面と、第２の吸音材２１の表面と第１のスペーサ１２の内側面とで囲まれた空間、すなわち第１の閉空間１３が形成されている。
また第２のスペーサ２２の裏面２２ｃは取り付け面４に接着固定されている。これにより、第２の吸音材２１の裏面と、取り付け面４の表面と、第２のスペーサ２２の内側面とで囲まれた空間、すなわち第２の閉空間２３が形成されている。
【００１７】
第１のスペーサ１２の形状は、これに固定された第１の吸音材１１と第２の吸音材２１とが略平行で、それぞれ膜振動することができ、かつ第１の閉空間１３を形成できる形状であればよい。第１の吸音材１１と第２の吸音材２１とは互いに平行であることが好ましいが、互いに平行であるときの両者の距離を設定値とすると、該設定値との差が±２ｍｍ以内の範囲で、一方が他方に対して傾斜していてもよい。
第２のスペーサ２２の形状は、これに固定された第２の吸音材２１が膜振動でき、第２の吸音材２１と取り付け面４との間に第２の閉空間２３を形成できる形状であればよい。
第１および第２のスペーサ１２、２２の材質は、自身が吸音性能を有していてもよく、有していなくてもよく、特に制限されない。軽量化の点からは樹脂などの比重の低い材料が好ましい。
第１のスペーサ１２と第２のスペーサ２２とは、その材質、形状、または大きさが、互いに同じであってもよく、異なっていてもよいが、それぞれの貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の形状および大きさは同じであることが好ましい。
本実施形態において、第１および第２のスペーサ１２、２２は、いずれも外形形状が円形で、同心円状の貫通孔１２ａ、２２ａを有する形状であり、第１のスペーサ１２と第２のスペーサ２２の材質および貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の大きさは互いに同じである。
なお、第１および第２のスペーサ１２、２２の表面または裏面における、貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の形状は円形に限らず、多角形など任意の形状とすることができる。
【００１８】
第１および第２のスペーサ１２、２２の厚さｔ１、ｔ２は、それぞれ第１および第２の閉空間の厚さに相当する。該厚さｔ１、ｔ２は、それぞれ３ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上がより好ましい。３ｍｍ以上であると、第１の吸音材１１および第２の吸音材２１の良好な振動が得られやすい。また両方の厚さの合計（ｔ１＋ｔ２）は５０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましい。５０ｍｍ以下であると、小型化、軽量化を実現しやすい。
第１のスペーサ１２または第２のスペーサ２２の厚さが、貫通孔１２ａ、２２ａの周方向において不均一である場合は、厚さｔ１またはｔ２として平均厚さを用いる。第１のスペーサ１２の平均厚さとは、第１のスペーサ１２で囲まれている領域における、第１の吸音材１１から第２の吸音材２１までの距離の平均値である。該平均値は両吸音材の面を点の集合とみなして、全部の点における両吸音材間の距離の平均値として求められる。
第２のスペーサ２２の平均厚さとは、第２のスペーサ１２で囲まれている領域における、第２の吸音材２１から取り付け面４までの距離の平均値である。該平均値は第２の吸音材２１の面および取り付け面４を点の集合とみなして、全部の点における第２の吸音材２１からから取り付け面４までの距離の平均値として求められる。
【００１９】
第１および第２のスペーサ１２、２２の表面側または裏面側における、貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の面積は３８００〜２００００ｍｍ２が好ましく、より好ましくは５０００〜１５８００ｍｍ２である。
開口部が円径の場合、その内径Ｄは７０〜１６０ｍｍが好ましく、より好ましくは８０〜１４２ｍｍである。７０ｍｍ以上であるとピーク周波数が低くなり易く、１６０ｍｍ以下であると小型化の点で好ましい。開口部が小さい方が一定の面積内に設けることができる開口部の数が多くなり、該一定の面積における吸音性能が向上する。
なお本発明において、開口部が円形でない場合、該開口部の面積と同面積の円の内径が上記Ｄの範囲内であることが好ましい。
開口部が正方形である場合、１辺の長さは６２〜１４２ｍｍが好ましく、７１〜１２６ｍｍがより好ましい。
【００２０】
第１、第２の吸音材１１、２１は、膜振動により吸音作用を生じうる材料からなる。具体的に、第１、第２の吸音材１１、２１が膜振動により吸音作用を生じるためには、該吸音材における流れ抵抗が１×１０６Ｎ・ｓ／ｍ４以上であることが好ましい。本明細書における流れ抵抗の値は、第１、第２の吸音材１１、２１の各単独膜の表面に対して垂直方向に一定の空気流を通した時の、各吸音材の表面と裏面との間における圧力差（表面側の圧力と裏面側の圧力との差）を空気流の速度で割った値である。音は流速が非常に小さい状態に相当するので、流速が０に近づいた場合の極限値として定義される。測定法は、ＩＳＯ ９０５３のＤＣ法に準拠する。
第１の吸音材１１と第２の吸音材２１の材質は互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２１】
第１、第２の吸音材１１、２１のそれぞれの比重Ｇは０．８６〜１．６５が好ましく、０．９〜１．６がより好ましい。該比重Ｇが０．８６以上であると、低周波数領域における良好な吸音効果が得られやすい。１．６５以下であると軽量化の点で好ましい。
第１の吸音材１１と第２の吸音材２１の比重Ｇは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２２】
本発明において、第１、第２の吸音材１１、２１の貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２は、取り付け面４から遠ざかるにしたがって漸次大きくなっている。すなわちＥ１＞Ｅ２である。
第１の吸音材１１の貯蔵弾性率Ｅ１は１．５×１０８〜５×１０９Ｐａが好ましく、３×１０８〜２×１０９Ｐａがより好ましい。
第２の吸音材２１の貯蔵弾性率Ｅ２は５×１０７〜１．７×１０９Ｐａが好ましく、１×１０８〜７×１０８Ｐａがより好ましい。
貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２が上記範囲の下限値以上であると、吸音材の良好な振動が得られやすく、低周波数領域における良好な吸音効果が得られやすい。Ｅ１、Ｅ２が上記範囲の上限値以下であるとピーク周波数が低くなりやすい。
【００２３】
本明細書において、取り付け面４側から最も遠い膜振動型吸音材（本実施形態では第１の吸音材１１）と取り付け面４との間に存在する膜振動型吸音材の全部（本実施形態では第２の吸音材２１）を取り除いた状態での吸音率のピーク周波数を「単独層ピーク周波数」とする。本実施形態の吸音体１に対応する単独層ピーク周波数は、第１の吸音材１１と取り付け面４との間に、吸音体１における閉空間の合計厚さ（ｔ１＋ｔ２）と同じ厚さの閉空間が存在している状態で測定されるピーク周波数である。
【００２４】
本発明において、取り付け面４と第１の吸音材１１との間に第２の吸音材２１を設けるとともに、第１、第２の吸音材１１、２１の貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２をＥ１＞Ｅ２としたことにより、閉空間の合計厚さを変えずに、ピーク周波数を単独層ピーク周波数よりも低周波側へシフトさせることができるとともに、低周波数帯域内に２つのピーク周波数を得ることができる。これにより、低周波数帯域の２つの異なる１／３オクターブバンド帯において良好な吸音効果が得ることができる。
吸音体１において、隣り合う膜振動型吸音材（本実施形態では第１、２の吸音材１１、１２）の貯蔵弾性率の比、本実施形態ではＥ１とＥ２の値の比は、２つめのピーク周波数を良好に得るうえでＥ１／Ｅ２≧１．２が好ましく、Ｅ１／Ｅ２≧３がより好ましい。
【００２５】
第１および第２のスペーサ１２、２２の厚さｔ１、ｔ２、すなわち各閉空間の厚さｔ１、ｔ２は、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｔ１＜ｔ２よりも、ｔ１＞ｔ２の方が、低周波数帯域で得られる２つのピーク周波数の間隔がより狭くなる傾向がある。
【００２６】
低周波数帯域において良好な吸音効果を実現できる吸音体を得るために、上記単独層ピーク周波数は６００Ｈｚ以下が好ましく、５００Ｈｚ以下がより好ましく、４００Ｈｚ以下がさらに好ましい。該単独層ピーク周波数の値は、取り付け面４側から最も遠い膜振動型吸音材（本実施形態では第１の吸音材１１）の材質、膜厚、閉空間の合計厚さ（本実施形態ではｔ１＋ｔ２）、および第１のスペーサ１２における貫通孔１２ａの大きさ等によって調整できる。
【００２７】
第１、第２の吸音材１１、２１は、それぞれ単一の材料からなっていてもよく、２種以上の材料の混合物であってもよい。
第１、第２の吸音材１１、２１の構成材料としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができ、具体的にはＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート）、ＥＶＡ（酢酸ビニル共重合体）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＥＢＲ（エチレンブタジエンゴム）、ＳＥＢＳ（スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体）、スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体またはその水添物（以下、総称してＳＩＳという）、ＳＥＰＳ（スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、環状オレフィン、ポリ乳酸等から選ばれる１種または２種以上の樹脂、またはこれらの樹脂をベース樹脂とし、これに無機フィラー及び又は有機フィラーを適宜添加した混合物等が挙げられる。
上記に挙げた樹脂の中でも、ＰＥ（特にＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン））、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＥＢＲ、エチレン−αオレフィン共重合体、ＳＩＳまたはこれらの混合樹脂が好ましい。
【００２８】
無機フィラーの例としては、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム等が挙げられる。
無機フィラーを配合する場合、その配合量は特に限定されず、吸音材の比重Ｇおよび貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２の良好な範囲が得られる範囲であればよい。機械強度の点からは、各吸音材において、構成材料中８０質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましい。
有機フィラーの例としては、３，３’，３’’，５，５’，５’’−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ，ａ’，ａ’’−（メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール（例えば、製品名：アデカスタブ ＡＯ−３３０、ＡＤＥＫＡ社製）、トリス（２，４ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト（例えば、製品名：Ｉｒｇ１６８、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）が好ましい。
有機フィラーを配合する場合、その配合量は特に限定されず、吸音材の比重Ｇおよび貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２の良好な範囲が得られる範囲であればよい。機械強度の点からは、各吸音材において、構成材料中５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
【００２９】
第１、第２の吸音材１１、２１の膜厚は、それぞれ０．５〜３ｍｍであり、好ましくは０．６〜２ｍｍである。０．５ｍｍ以上であると吸音材の良好な振動が得られやすい。３ｍｍ以下であると軽量化の点で好ましい。膜厚が不均一である場合は平均値を用いる。
第１の吸音材１１と第２の吸音材２１の膜厚は互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３０】
第１、第２のスペーサ１２、２２に第１、第２の吸音材１１、２１を固定する手段としては、接着剤、両面テープ等の接着手段を用いてもよく、圧着、溶融圧着により固定してもよい。
【００３１】
さらに第１の吸音材１１の表面上（第1のスペーサ１２側とは反対側）に、他の吸音層（図示せず）を積層してもよい。具体的に該他の吸音層は、上記流れ抵抗が１×１０６Ｎ・ｓ/ｍ４より小さい層からなる。他の吸音層として公知の吸音材料から、上記流れ抵抗の範囲を満たすものを適宜使用できる。具体例としては、発泡樹脂、フェルト、繊維材料、グラスウール、ロックウール、木粉セメント等が挙げられる。特に発泡樹脂、フェルト、繊維材料、グラスウールが好ましい。
かかる他の吸音層を積層することにより、吸音体１全体として、吸音効果が得られる周波数領域をより広くすることができる。
【００３２】
取り付け面４の材質は、吸音体１を該取り付け面４上に閉空間を介して固定した状態で、第１および第２の吸音材１１、２１が膜振動し得るものであれば、特に限定されない。取り付け面４の材質の例として、金属、合成樹脂、セラミックス等が挙げられる。
取り付け面４に吸音体１を固定する手段としては、接着剤、または両面粘着テープ、粘着剤等の粘着手段を適宜用いることができる。
【００３３】
取り付け面４が平坦面であると吸音体１の取り付けが容易であるが、これに限らず、第１および第２の吸音材１１、２１が膜振動可能であれば、取り付け面４は曲面であってもよく、起伏がある面でもよい。例えば図２に示すように、取り付け面３４が曲面である場合は、吸音体３０を取り付け面３４に固定した状態で、第１、第２の吸音材３１、４１にたるみが生じないように、第１、第２のスペーサ３２、４２の形状を調整する。図中符号３３は第１の閉空間、４３は第２の閉空間である。
【００３４】
吸音体１は、吸音効果を得ようとする壁面（取り付け面４）に複数個設けることが好ましい。複数の吸音体１は互いに別体であってもよく、例えば図３に示すように隣り合う吸音体１のスペーサどうしが一体化されていてもよい。
図３に示す吸音体５０は、第１のスペーサ５２および第２のスペーサ６２がいずれも板状で、それぞれに複数の貫通孔５２ａ、６２ａが設けられている。第１の吸音材５１は、第１のスペーサ５２の複数の貫通孔５２ａを一括的に覆うように積層、固定されており、第２の吸音材６１は、第１のスペーサ５２の複数の貫通孔５２ａ、および第２のスペーサ６２の複数の貫通孔６２ａを一括的に覆うように積層、固定されている。この図は吸音体５０を第２のスペーサ６２側から見た斜視図である。複数の貫通孔５２ａ、６２ａの配置は任意であるが、隣り合う貫通孔どうしの距離Ｐが小さいほど吸音体５０における吸音の効率が高くなる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、吸音体１を構成する膜振動型吸音材が２個である場合を例に挙げたが、３個以上の膜振動型吸音材を閉空間を挟んで積層した構成としてもよく、同様の効果を得ることができる。
例えば第１〜第３の膜振動型吸音材を用いる場合は、第１の膜振動型吸音材、第１のスペーサ、第２の膜振動型吸音材、第２のスペーサ、第３の膜振動型吸音材、および第３のスペーサを順に積層し、第３のスペーサを取り付け面側として用いる。この場合、第１、第２、第３の膜振動型吸音材の貯蔵弾性率をそれぞれＥ１、Ｅ２、Ｅ３とすると、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３である。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜６、比較例１〜３）
表１に示す膜振動型吸音材を用い、表２に示す構成の吸音体を作製して下記の方法で吸音率を測定し、ピーク周波数を求めた。結果を表２および図４〜８に示す。図４〜８のグラフにおいて、横軸は周波数（単位：Ｈｚ）、縦軸は吸音率である。
膜振動型吸音材としては、下記のＨＤ、ＬＬ、およびＡを用いた。これらの比重、貯蔵弾性率（２５℃、２０Ｈｚ）、および膜厚を表１に示す。表の貯蔵弾性率の値において、例えば「１．６Ｅ＋０９」は１．６×１０９を表す。
実施例１〜６は図１に示す構成の吸音体である。表における吸音体の構成は、「第１の吸音材／第１の閉空間の厚さ（ｍｍ）／第２の吸音材／第２の閉空間の厚さ（ｍｍ）／取り付け面」を示している。
比較例１〜３の吸音体は、単独層ピーク周波数を測定するための吸音体である。表における吸音体の構成は、「吸音材／閉空間の厚さ（ｍｍ）／取り付け面」を示している。
実施例および比較例で用いたスペーサはいずれも、外形が１００ｍｍの円形で、円形の貫通孔を有しており、該貫通孔の開口部の内径Ｄは、スペーサの表面および裏面のいずれにおいても９０ｍｍである。スペーサの厚さを変えることによって閉空間の厚さを変えた。吸音体の取り付け面はいずれもアルミ板からなる。
表２には、複数のピーク周波数と、各ピーク周波数における吸音率を示す。
【００３７】
実施例１、２は、Ｅ１＞Ｅ２かつｔ１＜ｔ２の例である。
実施例３、４は、Ｅ１＞Ｅ２かつｔ１＝ｔ２の例である。
実施例５、６は、Ｅ１＞Ｅ２かつｔ１＞ｔ２の例である。
表および各グラフには、各実施例の吸音体の吸音特性とともに、各実施例に対応する単独層ピーク周波数の測定結果（比較例）も示している。
［膜振動型吸音材］
ＨＤ；ＨＤＰＥ、日本ポリエチレン社製、製品名：ＨＹ５４０。
ＬＬ；ＬＬＤＰＥ、日本ポリエチレン社製、製品名：ＵＦ２４０。
Ａ；上記ＬＬＤＰＥの５０質量％と、ＥＢＲ（ダウケミカル日本社製、製品名：ＥＮＲ７２７０、比重：０．８８、貯蔵弾性率２．４×１０７Ｐａ）の２０質量％と、硫酸バリウム（堺化学工業社製、製品名：硫酸バリウムＢＡ、比重４．５０）の３０質量％の混合物。
これらＨＤ、ＬＬ、Ａの流れ抵抗はいずれも１×１０６Ｎ・ｓ/ｍ４以上であることを確認した。
【００３８】
［吸音率の測定方法］
ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準処する方法で「垂直入射吸音率」を測定した。測定には内径１００ｍｍの円形インピーダンス管（アルミ製、肉厚１５ｍｍ）を用いた。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
図４〜８のグラフに示されるように、実施例１〜６の吸音体はいずれも、６００Ｈｚ以下の低周波数領域に２つのピーク周波数を有する。
例えば、図４および表２に示されるように、実施例１の吸音体は、比較例１のピーク周波数（単独層ピーク周波数；３１４Ｈｚ）よりも低周波数側へシフトしたピーク周波数（２６５Ｈｚ）を有するとともに、４９６Ｈｚにもう１つのピーク周波数を有する（グラフ中の○印で示す。以下、同様）。したがって、中心波長２５０Ｈｚと５００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
【００４２】
また図５および表２に示されるように、実施例２の吸音体は、比較例２のピーク周波数（単独層ピーク周波数；３９７Ｈｚ）に比べて低周波数側へシフトしたピーク周波数（３０４Ｈｚ）を有するとともに、５８４Ｈｚにもう１つのピーク周波数を有する。したがって、中心波長３１５Ｈｚと６３０Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
同様に、実施例３の吸音体によれば、中心波長４００Ｈｚと６３０Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯、
実施例４の吸音体によれば中心波長４００Ｈｚと５００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯、
実施例５，６の吸音体によれば、いずれも中心波長３１５Ｈｚと５００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
また、例えば、実施例２，６を比べると、ｔ１＜ｔ２（実施例２）よりも、ｔ１＞ｔ２（実施例６）の方が、低周波数帯域で得られる２つのピーク周波数の間隔がより狭くなっている。
【００４３】
（実施例７）
複数の吸音体を並べて配置した面における吸音特性を調べた。
図９は本例の吸音体７０を示したもので、（ａ）は取り付け面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本例では第１および第２のスペーサ７２、８２に正方形の貫通孔７２ａ、８２ａが４個、格子状に並べて設けられている。貫通孔７２ａ、８２ａの形状および大きさは、第１および第２のスペーサ７２、８２の厚さ方向において一定である。図中符号７１は第１の吸音材、８１は第２の吸音材、７３は第１の閉空間、８３は第２の閉空間、７４は取り付け面を示す。各寸法は以下の通りである。
開口部の一辺の長さ：ａ＝１０７．５ｍｍ。
第１および第２のスペーサ７２、８２の厚さ：ｂ１＝２０ｍｍ、ｂ２＝１０ｍｍ。
第１の吸音材７１としては表１のＨＤを用い、第２の吸音材８１としては表１のＡを用いた。すなわち本例はＥ１＞Ｅ２かつｔ１＞ｔ２の例である
【００４４】
本例の吸音体の構成および吸音特性の測定結果を表３に示す。
本例の吸音体については、下記の方法で吸音率を測定した。
［吸音率の測定方法］
ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準処する方法で「垂直入射吸音率」を測定した。具体的には内寸２４０ｍｍ×２４０ｍｍの角型インピーダンス管（アルミ製、肉厚１５ｍｍ）を用いた。サンプル設置面はアルミ板であり、その板中央部に、本例の吸音体を両面粘着テープで固定し、測定を行った。
【００４５】
（比較例４）
比較例４の吸音体は、単独層ピーク周波数を測定するための吸音体である。表における吸音体の構成は、「吸音材／閉空間の厚さ（ｍｍ）／取り付け面」を示している。スペーサの平面形状は実施例７と同じであり、スペーサの厚さを変えることによって閉空間の厚さを変えた。吸音体の構成および吸音特性の測定結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３の結果に示されるように、本例の吸音体は、比較例４のピーク周波数（単独層ピーク周波数；３１０Ｈｚ）よりも低周波数側へシフトしたピーク周波数（２７１Ｈｚ）を有するとともに、３５９Ｈｚにもう１つのピーク周波数を有する。したがって、中心波長２５０Ｈｚと４００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１、３０、５０、７０…吸音体、
３、３４、７４…取り付け面（壁面）、
１１、３１、５１、７１…第１の膜振動型吸音材、
１２、３２、５２、７２…第１のスペーサ、
１３、３３、７３…第１の閉空間、
２１、４１、６１、８１…第２の膜振動型吸音材、
２２、４２、６２、８２…第２のスペーサ、
２３、４３、８３…第２の閉空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜振動型吸音材を用いた吸音体および吸音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音は振動とともに身近な問題であり、吸音体への要求は高い。また、用途や目的に応じて要求特性も多岐にわたり、最近では、低周波数領域での吸音性能が高い吸音体が望まれている。
吸音特性は、例えば周波数を横軸、吸音率を縦軸とするグラフで表わされ、低周波数領域において良好な吸音効果を得るためには、吸音率がピークとなる周波数（ピーク周波数）が低く、吸音率のピーク値が高いことが好ましい。
【０００３】
従来の吸音材料として、例えばグラスウール、ロックウールのように、繊維を綿状またはボード状に成型した材料や、ポリウレタンフォームのように高分子材料を発泡させた材料などの多孔質材料が知られている。これらの多孔質材料に音波が入射すると、音波が材料内の隙間の空気を振動させるため、空気自身の粘性および周囲との摩擦によって、振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換、散逸されて吸音効果が得られる。
【０００４】
また、５００Ｈｚ以下の低周波数領域における良好な吸音効果が得られる吸音体として、本発明者等は先に、枠体に設けられた開口部を、特定の貯蔵弾性率を有する膜振動型吸音材で覆った構成を有する吸音体を提案している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９６８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、低周波数領域における吸音効果に対する要求は高く、吸音効果が得られる周波数領域をより低くすることが求められている。また吸音材の設置場所によっては、良好な吸音効果が得られる周波数帯域が１つだけでなく、複数存在することが好ましい。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、良好な吸音効果が得られる周波数帯域をより低くできるとともに、複数の周波数帯域で吸音効果が得られる吸音体および吸音構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の吸音体は、吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けられる吸音体であって、複数の膜振動型吸音材が閉空間を挟んで略平行に配されており、前記壁面上に取り付けたときに最も壁面側となる膜振動型吸音材と該壁面との間に閉空間を形成する、スペーサが設けられており、前記複数の膜振動型吸音材の貯蔵弾性率が、壁面側から遠ざかるにしたがって漸次大きくなっていることを特徴とする。
【０００９】
壁面側から最も遠い膜振動型吸音材と壁面との間に存在する膜振動型吸音材の全部を取り除いた状態での、吸音率のピーク周波数を単独層ピーク周波数とするとき、該単独層ピーク周波数が６００Ｈｚ以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明の吸音構造は、本発明の吸音体を、吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、良好な吸音効果が得られる周波数帯域をより低くできるとともに、複数の周波数帯域で吸音効果が得られる吸音体および吸音構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の吸音体の一実施形態を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の吸音体の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の吸音体の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図５】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図６】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図７】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例および比較例にかかる吸音率測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明の吸音体の他の実施形態を示すもので（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における貯蔵弾性率の値は ＪＩＳ Ｋ７２４４−４（引張振動）に準処する測定方法により、サンプルサイズを長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍとし、測定条件をスパン間距離２０ｍｍ、歪振幅６μｍ、２５℃、２０Ｈｚとして得られる値（単位：Ｐａ）である。貯蔵弾性率の測定周波数は、一般的に測定可能な範囲（０．２〜５０Hz）の中で、実際の吸音周波数により近いという理由で２０Ｈｚを採用した（なお、５０Hzではデータのばらつきが多い為、２０Hzとした。）。
貯蔵弾性率は材質によって決まる値である。貯蔵弾性率の測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、粘弾性スペクトロメータＥＸＳＴＡＲ６０００ ＤＭＳ、形式名ＤＭＳ６１００を使用した。
【００１４】
本明細書における吸音率は「垂直入射吸音率」の意味であり、ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準処する方法で測定される値である。入射周波数を変化させながら吸音率を測定し、吸音率がピークを示すときの周波数をピーク周波数という。
【００１５】
図１は本発明の吸音体、および該吸音体を壁面上に取り付けた吸音構造の一実施形態を示したもので、図１（ａ）は吸音体を、これが取り付けられる壁面（以下、取り付け面ということもある。）側からみた平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図中符号１は吸音体、４は取り付け面（壁面）、１１は第１の膜振動型吸音材（以下、単に第１の吸音材ということもある。）、１２は第１のスペーサ、１３は第１の閉空間、２１は第２の膜振動型吸音材（以下、単に第２の吸音材ということもある。）、２２は第２のスペーサ、２３は第２の閉空間である。以下において、第１および第２の吸音材１１、２１、ならびに第１および第２のスペーサ１２、２２の表裏面については、取り付け面４側を裏面側、それとは反対の面側を表面側という。
本実施形態の吸音体１は、第１の閉空間１３を挟んで略平行に配された２つの膜振動型吸音材（第１および第２の吸音材１１、２１）と、最も外側の膜振動型吸音材（第２の吸音材２１）と取り付け面４との間に閉空間を形成する第２のスペーサ２２を有している。
【００１６】
第１および第２のスペーサ１２、２２はそれぞれ貫通孔１２ａ、２２ａを有し、表面および裏面においてそれぞれ開口部が形成されている。第１および第２のスペーサ１２、２２の表面１２ｂ、２２ｂは平坦面である。
第１の吸音材１１は第１のスペーサ１２の貫通孔1２ａを覆うように、第１のスペーサ１２の表面1２ｂ上に積層、固定されている。
第２の吸音材２１は、第１のスペーサ１２の裏面１２ｃと、第２のスペーサ２２の表面２２ｂとに挟まれた状態で固定されており、第１のスペーサ１２の貫通孔1２ａおよび第２のスペーサ２２の貫通孔２２ａを同時に覆っている。これにより、第１の吸音材１１の裏面と、第２の吸音材２１の表面と第１のスペーサ１２の内側面とで囲まれた空間、すなわち第１の閉空間１３が形成されている。
また第２のスペーサ２２の裏面２２ｃは取り付け面４に接着固定されている。これにより、第２の吸音材２１の裏面と、取り付け面４の表面と、第２のスペーサ２２の内側面とで囲まれた空間、すなわち第２の閉空間２３が形成されている。
【００１７】
第１のスペーサ１２の形状は、これに固定された第１の吸音材１１と第２の吸音材２１とが略平行で、それぞれ膜振動することができ、かつ第１の閉空間１３を形成できる形状であればよい。第１の吸音材１１と第２の吸音材２１とは互いに平行であることが好ましいが、互いに平行であるときの両者の距離を設定値とすると、該設定値との差が±２ｍｍ以内の範囲で、一方が他方に対して傾斜していてもよい。
第２のスペーサ２２の形状は、これに固定された第２の吸音材２１が膜振動でき、第２の吸音材２１と取り付け面４との間に第２の閉空間２３を形成できる形状であればよい。
第１および第２のスペーサ１２、２２の材質は、自身が吸音性能を有していてもよく、有していなくてもよく、特に制限されない。軽量化の点からは樹脂などの比重の低い材料が好ましい。
第１のスペーサ１２と第２のスペーサ２２とは、その材質、形状、または大きさが、互いに同じであってもよく、異なっていてもよいが、それぞれの貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の形状および大きさは同じであることが好ましい。
本実施形態において、第１および第２のスペーサ１２、２２は、いずれも外形形状が円形で、同心円状の貫通孔１２ａ、２２ａを有する形状であり、第１のスペーサ１２と第２のスペーサ２２の材質および貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の大きさは互いに同じである。
なお、第１および第２のスペーサ１２、２２の表面または裏面における、貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の形状は円形に限らず、多角形など任意の形状とすることができる。
【００１８】
第１および第２のスペーサ１２、２２の厚さｔ１、ｔ２は、それぞれ第１および第２の閉空間の厚さに相当する。該厚さｔ１、ｔ２は、それぞれ３ｍｍ以上が好ましく、５ｍｍ以上がより好ましい。３ｍｍ以上であると、第１の吸音材１１および第２の吸音材２１の良好な振動が得られやすい。また両方の厚さの合計（ｔ１＋ｔ２）は５０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましい。５０ｍｍ以下であると、小型化、軽量化を実現しやすい。
第１のスペーサ１２または第２のスペーサ２２の厚さが、貫通孔１２ａ、２２ａの周方向において不均一である場合は、厚さｔ１またはｔ２として平均厚さを用いる。第１のスペーサ１２の平均厚さとは、第１のスペーサ１２で囲まれている領域における、第１の吸音材１１から第２の吸音材２１までの距離の平均値である。該平均値は両吸音材の面を点の集合とみなして、全部の点における両吸音材間の距離の平均値として求められる。
第２のスペーサ２２の平均厚さとは、第２のスペーサ１２で囲まれている領域における、第２の吸音材２１から取り付け面４までの距離の平均値である。該平均値は第２の吸音材２１の面および取り付け面４を点の集合とみなして、全部の点における第２の吸音材２１からから取り付け面４までの距離の平均値として求められる。
【００１９】
第１および第２のスペーサ１２、２２の表面側または裏面側における、貫通孔１２ａ、２２ａの開口部の面積は３８００〜２００００ｍｍ２が好ましく、より好ましくは５０００〜１５８００ｍｍ２である。
開口部が円径の場合、その内径Ｄは７０〜１６０ｍｍが好ましく、より好ましくは８０〜１４２ｍｍである。７０ｍｍ以上であるとピーク周波数が低くなり易く、１６０ｍｍ以下であると小型化の点で好ましい。開口部が小さい方が一定の面積内に設けることができる開口部の数が多くなり、該一定の面積における吸音性能が向上する。
なお本発明において、開口部が円形でない場合、該開口部の面積と同面積の円の内径が上記Ｄの範囲内であることが好ましい。
開口部が正方形である場合、１辺の長さは６２〜１４２ｍｍが好ましく、７１〜１２６ｍｍがより好ましい。
【００２０】
第１、第２の吸音材１１、２１は、膜振動により吸音作用を生じうる材料からなる。具体的に、第１、第２の吸音材１１、２１が膜振動により吸音作用を生じるためには、該吸音材における流れ抵抗が１×１０６Ｎ・ｓ／ｍ４以上であることが好ましい。本明細書における流れ抵抗の値は、第１、第２の吸音材１１、２１の各単独膜の表面に対して垂直方向に一定の空気流を通した時の、各吸音材の表面と裏面との間における圧力差（表面側の圧力と裏面側の圧力との差）を空気流の速度で割った値である。音は流速が非常に小さい状態に相当するので、流速が０に近づいた場合の極限値として定義される。測定法は、ＩＳＯ ９０５３のＤＣ法に準拠する。
第１の吸音材１１と第２の吸音材２１の材質は互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２１】
第１、第２の吸音材１１、２１のそれぞれの比重Ｇは０．８６〜１．６５が好ましく、０．９〜１．６がより好ましい。該比重Ｇが０．８６以上であると、低周波数領域における良好な吸音効果が得られやすい。１．６５以下であると軽量化の点で好ましい。
第１の吸音材１１と第２の吸音材２１の比重Ｇは互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２２】
本発明において、第１、第２の吸音材１１、２１の貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２は、取り付け面４から遠ざかるにしたがって漸次大きくなっている。すなわちＥ１＞Ｅ２である。
第１の吸音材１１の貯蔵弾性率Ｅ１は１．５×１０８〜５×１０９Ｐａが好ましく、３×１０８〜２×１０９Ｐａがより好ましい。
第２の吸音材２１の貯蔵弾性率Ｅ２は５×１０７〜１．７×１０９Ｐａが好ましく、１×１０８〜７×１０８Ｐａがより好ましい。
貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２が上記範囲の下限値以上であると、吸音材の良好な振動が得られやすく、低周波数領域における良好な吸音効果が得られやすい。Ｅ１、Ｅ２が上記範囲の上限値以下であるとピーク周波数が低くなりやすい。
【００２３】
本明細書において、取り付け面４側から最も遠い膜振動型吸音材（本実施形態では第１の吸音材１１）と取り付け面４との間に存在する膜振動型吸音材の全部（本実施形態では第２の吸音材２１）を取り除いた状態での吸音率のピーク周波数を「単独層ピーク周波数」とする。本実施形態の吸音体１に対応する単独層ピーク周波数は、第１の吸音材１１と取り付け面４との間に、吸音体１における閉空間の合計厚さ（ｔ１＋ｔ２）と同じ厚さの閉空間が存在している状態で測定されるピーク周波数である。
【００２４】
本発明において、取り付け面４と第１の吸音材１１との間に第２の吸音材２１を設けるとともに、第１、第２の吸音材１１、２１の貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２をＥ１＞Ｅ２としたことにより、閉空間の合計厚さを変えずに、ピーク周波数を単独層ピーク周波数よりも低周波側へシフトさせることができるとともに、低周波数帯域内に２つのピーク周波数を得ることができる。これにより、低周波数帯域の２つの異なる１／３オクターブバンド帯において良好な吸音効果が得ることができる。
吸音体１において、隣り合う膜振動型吸音材（本実施形態では第１、２の吸音材１１、１２）の貯蔵弾性率の比、本実施形態ではＥ１とＥ２の値の比は、２つめのピーク周波数を良好に得るうえでＥ１／Ｅ２≧１．２が好ましく、Ｅ１／Ｅ２≧３がより好ましい。
【００２５】
第１および第２のスペーサ１２、２２の厚さｔ１、ｔ２、すなわち各閉空間の厚さｔ１、ｔ２は、互いに同じであっても異なっていてもよい。ｔ１＜ｔ２よりも、ｔ１＞ｔ２の方が、低周波数帯域で得られる２つのピーク周波数の間隔がより狭くなる傾向がある。
【００２６】
低周波数帯域において良好な吸音効果を実現できる吸音体を得るために、上記単独層ピーク周波数は６００Ｈｚ以下が好ましく、５００Ｈｚ以下がより好ましく、４００Ｈｚ以下がさらに好ましい。該単独層ピーク周波数の値は、取り付け面４側から最も遠い膜振動型吸音材（本実施形態では第１の吸音材１１）の材質、膜厚、閉空間の合計厚さ（本実施形態ではｔ１＋ｔ２）、および第１のスペーサ１２における貫通孔１２ａの大きさ等によって調整できる。
【００２７】
第１、第２の吸音材１１、２１は、それぞれ単一の材料からなっていてもよく、２種以上の材料の混合物であってもよい。
第１、第２の吸音材１１、２１の構成材料としては、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができ、具体的にはＥＥＡ（エチレンエチルアクリレート）、ＥＶＡ（酢酸ビニル共重合体）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＥＢＲ（エチレンブタジエンゴム）、ＳＥＢＳ（スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体）、スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体またはその水添物（以下、総称してＳＩＳという）、ＳＥＰＳ（スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、環状オレフィン、ポリ乳酸等から選ばれる１種または２種以上の樹脂、またはこれらの樹脂をベース樹脂とし、これに無機フィラー及び又は有機フィラーを適宜添加した混合物等が挙げられる。
上記に挙げた樹脂の中でも、ＰＥ（特にＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン））、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）、ＥＢＲ、エチレン−αオレフィン共重合体、ＳＩＳまたはこれらの混合樹脂が好ましい。
【００２８】
無機フィラーの例としては、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム等が挙げられる。
無機フィラーを配合する場合、その配合量は特に限定されず、吸音材の比重Ｇおよび貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２の良好な範囲が得られる範囲であればよい。機械強度の点からは、各吸音材において、構成材料中８０質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましい。
有機フィラーの例としては、３，３’，３’’，５，５’，５’’−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ，ａ’，ａ’’−（メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール（例えば、製品名：アデカスタブ ＡＯ−３３０、ＡＤＥＫＡ社製）、トリス（２，４ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト（例えば、製品名：Ｉｒｇ１６８、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）が好ましい。
有機フィラーを配合する場合、その配合量は特に限定されず、吸音材の比重Ｇおよび貯蔵弾性率Ｅ１、Ｅ２の良好な範囲が得られる範囲であればよい。機械強度の点からは、各吸音材において、構成材料中５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
【００２９】
第１、第２の吸音材１１、２１の膜厚は、それぞれ０．５〜３ｍｍであり、好ましくは０．６〜２ｍｍである。０．５ｍｍ以上であると吸音材の良好な振動が得られやすい。３ｍｍ以下であると軽量化の点で好ましい。膜厚が不均一である場合は平均値を用いる。
第１の吸音材１１と第２の吸音材２１の膜厚は互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３０】
第１、第２のスペーサ１２、２２に第１、第２の吸音材１１、２１を固定する手段としては、接着剤、両面テープ等の接着手段を用いてもよく、圧着、溶融圧着により固定してもよい。
【００３１】
さらに第１の吸音材１１の表面上（第1のスペーサ１２側とは反対側）に、他の吸音層（図示せず）を積層してもよい。具体的に該他の吸音層は、上記流れ抵抗が１×１０６Ｎ・ｓ/ｍ４より小さい層からなる。他の吸音層として公知の吸音材料から、上記流れ抵抗の範囲を満たすものを適宜使用できる。具体例としては、発泡樹脂、フェルト、繊維材料、グラスウール、ロックウール、木粉セメント等が挙げられる。特に発泡樹脂、フェルト、繊維材料、グラスウールが好ましい。
かかる他の吸音層を積層することにより、吸音体１全体として、吸音効果が得られる周波数領域をより広くすることができる。
【００３２】
取り付け面４の材質は、吸音体１を該取り付け面４上に閉空間を介して固定した状態で、第１および第２の吸音材１１、２１が膜振動し得るものであれば、特に限定されない。取り付け面４の材質の例として、金属、合成樹脂、セラミックス等が挙げられる。
取り付け面４に吸音体１を固定する手段としては、接着剤、または両面粘着テープ、粘着剤等の粘着手段を適宜用いることができる。
【００３３】
取り付け面４が平坦面であると吸音体１の取り付けが容易であるが、これに限らず、第１および第２の吸音材１１、２１が膜振動可能であれば、取り付け面４は曲面であってもよく、起伏がある面でもよい。例えば図２に示すように、取り付け面３４が曲面である場合は、吸音体３０を取り付け面３４に固定した状態で、第１、第２の吸音材３１、４１にたるみが生じないように、第１、第２のスペーサ３２、４２の形状を調整する。図中符号３３は第１の閉空間、４３は第２の閉空間である。
【００３４】
吸音体１は、吸音効果を得ようとする壁面（取り付け面４）に複数個設けることが好ましい。複数の吸音体１は互いに別体であってもよく、例えば図３に示すように隣り合う吸音体１のスペーサどうしが一体化されていてもよい。
図３に示す吸音体５０は、第１のスペーサ５２および第２のスペーサ６２がいずれも板状で、それぞれに複数の貫通孔５２ａ、６２ａが設けられている。第１の吸音材５１は、第１のスペーサ５２の複数の貫通孔５２ａを一括的に覆うように積層、固定されており、第２の吸音材６１は、第１のスペーサ５２の複数の貫通孔５２ａ、および第２のスペーサ６２の複数の貫通孔６２ａを一括的に覆うように積層、固定されている。この図は吸音体５０を第２のスペーサ６２側から見た斜視図である。複数の貫通孔５２ａ、６２ａの配置は任意であるが、隣り合う貫通孔どうしの距離Ｐが小さいほど吸音体５０における吸音の効率が高くなる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、吸音体１を構成する膜振動型吸音材が２個である場合を例に挙げたが、３個以上の膜振動型吸音材を閉空間を挟んで積層した構成としてもよく、同様の効果を得ることができる。
例えば第１〜第３の膜振動型吸音材を用いる場合は、第１の膜振動型吸音材、第１のスペーサ、第２の膜振動型吸音材、第２のスペーサ、第３の膜振動型吸音材、および第３のスペーサを順に積層し、第３のスペーサを取り付け面側として用いる。この場合、第１、第２、第３の膜振動型吸音材の貯蔵弾性率をそれぞれＥ１、Ｅ２、Ｅ３とすると、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３である。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜６、比較例１〜３）
表１に示す膜振動型吸音材を用い、表２に示す構成の吸音体を作製して下記の方法で吸音率を測定し、ピーク周波数を求めた。結果を表２および図４〜８に示す。図４〜８のグラフにおいて、横軸は周波数（単位：Ｈｚ）、縦軸は吸音率である。
膜振動型吸音材としては、下記のＨＤ、ＬＬ、およびＡを用いた。これらの比重、貯蔵弾性率（２５℃、２０Ｈｚ）、および膜厚を表１に示す。表の貯蔵弾性率の値において、例えば「１．６Ｅ＋０９」は１．６×１０９を表す。
実施例１〜６は図１に示す構成の吸音体である。表における吸音体の構成は、「第１の吸音材／第１の閉空間の厚さ（ｍｍ）／第２の吸音材／第２の閉空間の厚さ（ｍｍ）／取り付け面」を示している。
比較例１〜３の吸音体は、単独層ピーク周波数を測定するための吸音体である。表における吸音体の構成は、「吸音材／閉空間の厚さ（ｍｍ）／取り付け面」を示している。
実施例および比較例で用いたスペーサはいずれも、外形が１００ｍｍの円形で、円形の貫通孔を有しており、該貫通孔の開口部の内径Ｄは、スペーサの表面および裏面のいずれにおいても９０ｍｍである。スペーサの厚さを変えることによって閉空間の厚さを変えた。吸音体の取り付け面はいずれもアルミ板からなる。
表２には、複数のピーク周波数と、各ピーク周波数における吸音率を示す。
【００３７】
実施例１、２は、Ｅ１＞Ｅ２かつｔ１＜ｔ２の例である。
実施例３、４は、Ｅ１＞Ｅ２かつｔ１＝ｔ２の例である。
実施例５、６は、Ｅ１＞Ｅ２かつｔ１＞ｔ２の例である。
表および各グラフには、各実施例の吸音体の吸音特性とともに、各実施例に対応する単独層ピーク周波数の測定結果（比較例）も示している。
［膜振動型吸音材］
ＨＤ；ＨＤＰＥ、日本ポリエチレン社製、製品名：ＨＹ５４０。
ＬＬ；ＬＬＤＰＥ、日本ポリエチレン社製、製品名：ＵＦ２４０。
Ａ；上記ＬＬＤＰＥの５０質量％と、ＥＢＲ（ダウケミカル日本社製、製品名：ＥＮＲ７２７０、比重：０．８８、貯蔵弾性率２．４×１０７Ｐａ）の２０質量％と、硫酸バリウム（堺化学工業社製、製品名：硫酸バリウムＢＡ、比重４．５０）の３０質量％の混合物。
これらＨＤ、ＬＬ、Ａの流れ抵抗はいずれも１×１０６Ｎ・ｓ/ｍ４以上であることを確認した。
【００３８】
［吸音率の測定方法］
ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準処する方法で「垂直入射吸音率」を測定した。測定には内径１００ｍｍの円形インピーダンス管（アルミ製、肉厚１５ｍｍ）を用いた。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
図４〜８のグラフに示されるように、実施例１〜６の吸音体はいずれも、６００Ｈｚ以下の低周波数領域に２つのピーク周波数を有する。
例えば、図４および表２に示されるように、実施例１の吸音体は、比較例１のピーク周波数（単独層ピーク周波数；３１４Ｈｚ）よりも低周波数側へシフトしたピーク周波数（２６５Ｈｚ）を有するとともに、４９６Ｈｚにもう１つのピーク周波数を有する（グラフ中の○印で示す。以下、同様）。したがって、中心波長２５０Ｈｚと５００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
【００４２】
また図５および表２に示されるように、実施例２の吸音体は、比較例２のピーク周波数（単独層ピーク周波数；３９７Ｈｚ）に比べて低周波数側へシフトしたピーク周波数（３０４Ｈｚ）を有するとともに、５８４Ｈｚにもう１つのピーク周波数を有する。したがって、中心波長３１５Ｈｚと６３０Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
同様に、実施例３の吸音体によれば、中心波長４００Ｈｚと６３０Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯、
実施例４の吸音体によれば中心波長４００Ｈｚと５００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯、
実施例５，６の吸音体によれば、いずれも中心波長３１５Ｈｚと５００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
また、例えば、実施例２，６を比べると、ｔ１＜ｔ２（実施例２）よりも、ｔ１＞ｔ２（実施例６）の方が、低周波数帯域で得られる２つのピーク周波数の間隔がより狭くなっている。
【００４３】
（実施例７）
複数の吸音体を並べて配置した面における吸音特性を調べた。
図９は本例の吸音体７０を示したもので、（ａ）は取り付け面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本例では第１および第２のスペーサ７２、８２に正方形の貫通孔７２ａ、８２ａが４個、格子状に並べて設けられている。貫通孔７２ａ、８２ａの形状および大きさは、第１および第２のスペーサ７２、８２の厚さ方向において一定である。図中符号７１は第１の吸音材、８１は第２の吸音材、７３は第１の閉空間、８３は第２の閉空間、７４は取り付け面を示す。各寸法は以下の通りである。
開口部の一辺の長さ：ａ＝１０７．５ｍｍ。
第１および第２のスペーサ７２、８２の厚さ：ｂ１＝２０ｍｍ、ｂ２＝１０ｍｍ。
第１の吸音材７１としては表１のＨＤを用い、第２の吸音材８１としては表１のＡを用いた。すなわち本例はＥ１＞Ｅ２かつｔ１＞ｔ２の例である
【００４４】
本例の吸音体の構成および吸音特性の測定結果を表３に示す。
本例の吸音体については、下記の方法で吸音率を測定した。
［吸音率の測定方法］
ＪＩＳ Ａ １４０５−２に準処する方法で「垂直入射吸音率」を測定した。具体的には内寸２４０ｍｍ×２４０ｍｍの角型インピーダンス管（アルミ製、肉厚１５ｍｍ）を用いた。サンプル設置面はアルミ板であり、その板中央部に、本例の吸音体を両面粘着テープで固定し、測定を行った。
【００４５】
（比較例４）
比較例４の吸音体は、単独層ピーク周波数を測定するための吸音体である。表における吸音体の構成は、「吸音材／閉空間の厚さ（ｍｍ）／取り付け面」を示している。スペーサの平面形状は実施例７と同じであり、スペーサの厚さを変えることによって閉空間の厚さを変えた。吸音体の構成および吸音特性の測定結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３の結果に示されるように、本例の吸音体は、比較例４のピーク周波数（単独層ピーク周波数；３１０Ｈｚ）よりも低周波数側へシフトしたピーク周波数（２７１Ｈｚ）を有するとともに、３５９Ｈｚにもう１つのピーク周波数を有する。したがって、中心波長２５０Ｈｚと４００Ｈｚの２つの１／３オクターブバンド帯において吸音効果が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１、３０、５０、７０…吸音体、
３、３４、７４…取り付け面（壁面）、
１１、３１、５１、７１…第１の膜振動型吸音材、
１２、３２、５２、７２…第１のスペーサ、
１３、３３、７３…第１の閉空間、
２１、４１、６１、８１…第２の膜振動型吸音材、
２２、４２、６２、８２…第２のスペーサ、
２３、４３、８３…第２の閉空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けられる吸音体であって、
複数の膜振動型吸音材が閉空間を挟んで略平行に配されており、前記壁面上に取り付けたときに最も壁面側となる膜振動型吸音材と該壁面との間に閉空間を形成する、スペーサが設けられており、
前記複数の膜振動型吸音材の貯蔵弾性率が、壁面側から遠ざかるにしたがって漸次大きくなっていることを特徴とする吸音体。
【請求項２】
壁面側から最も遠い膜振動型吸音材と壁面との間に存在する膜振動型吸音材の全部を取り除いた状態での、吸音率のピーク周波数を単独層ピーク周波数とするとき、該単独層ピーク周波数が６００Ｈｚ以下である、請求項１記載の吸音体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吸音体を、吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けたことを特徴とする吸音構造。
【請求項１】
吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けられる吸音体であって、
複数の膜振動型吸音材が閉空間を挟んで略平行に配されており、前記壁面上に取り付けたときに最も壁面側となる膜振動型吸音材と該壁面との間に閉空間を形成する、スペーサが設けられており、
前記複数の膜振動型吸音材の貯蔵弾性率が、壁面側から遠ざかるにしたがって漸次大きくなっていることを特徴とする吸音体。
【請求項２】
壁面側から最も遠い膜振動型吸音材と壁面との間に存在する膜振動型吸音材の全部を取り除いた状態での、吸音率のピーク周波数を単独層ピーク周波数とするとき、該単独層ピーク周波数が６００Ｈｚ以下である、請求項１記載の吸音体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吸音体を、吸音効果を得ようとする壁面上に取り付けたことを特徴とする吸音構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−３９３５６（Ｐ２０１１−３９３５６Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８０１４（Ｐ２００９−１８８０１４）
【出願日】平成２１年８月１４日（２００９．８．１４）
【出願人】（０００２５０３８４）リケンテクノス株式会社 (236)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１４日（２００９．８．１４）
【出願人】（０００２５０３８４）リケンテクノス株式会社 (236)
【Ｆターム（参考）】
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