吸音構造体
【課題】約５００Ｈｚ〜約１００００Ｈｚの中周波域〜高周波域において、厚みの増大を抑えながら良好な吸音率を得ることができ、建設機械のファンなどの騒音対策、工場における集塵機、空調機など各種モーター機械騒音対策、電気機器類の騒音対策、鉄道・新幹線などのデッキ、パンタグラフでの騒音対策に好適な吸音構造体の提供を目的とする。
【解決手段】非通気性の基材１１の表面に複数の膜振動吸音材２１を、隣り合う膜振動吸音材２１の間隔を空けて配置固定し、通気性のカバー材４１で複数の膜振動吸音材２１の全てを覆い、カバー材４１の縁を膜振動吸音材２１の外側で基材１１に固定し、膜振動吸音材２１間の隙間を通気性のカバー材４１で覆った。
【解決手段】非通気性の基材１１の表面に複数の膜振動吸音材２１を、隣り合う膜振動吸音材２１の間隔を空けて配置固定し、通気性のカバー材４１で複数の膜振動吸音材２１の全てを覆い、カバー材４１の縁を膜振動吸音材２１の外側で基材１１に固定し、膜振動吸音材２１間の隙間を通気性のカバー材４１で覆った。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中周波域及び高周波域において吸音率が高い吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸音材として、ウレタンフォーム、グラスウール、不織布、フェルトなど多孔質吸音材が使用されている。多孔質吸音材は、高周波域中心の騒音に対しては吸音性が高いが、中周波域中心の騒音に対しては５０ｍｍ厚以上のような肉厚にしないと吸音性が良好にならないため、通常の厚みでは吸音効果が低い問題がある。
【０００３】
そこで、中周波域の吸音性を向上させるため、複数の略筒状の空間部（吸音セル）の開口を多孔質材等の吸音材で覆った吸音構造体が提案されている（特許文献１）。また、通気性を制御した不織布などで構成した吸音材（特許文献２）、通気性を制御した不織布などを空気層を介して基材の表面に積層した吸音板（特許文献３）などが提案されている。しかしながら、これらの吸音材においても、中周波域の吸音率を高めるには吸音材の厚みを大にする必要があるため、吸音材の設置空間に制約がある場所などにおいては、騒音対策が難しい問題がある。
【０００４】
また、約４００Ｈｚから約１００００Ｈｚの中周波域と高周波域の領域内で、全体として従来の共振アブソーバよりも吸音性が高い空気音吸収部材として、中空室を有するプラスチック製の共振アブソーバに、中空室から離して多孔質層を設けたものが提案されている（特許文献４）。しかし、前記空気音吸収部材は、前記プラスチック製共振アブソーバ（膜振動吸音材）の吸音率が低く、またカバーする多孔質層が吸音材の膜振動体と接触していないので、該空気音吸収部材の厚さが厚くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７６３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０６２号公報
【特許文献３】特開２００１−２２２２８６号公報
【特許文献４】特表２００７−５１５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、約５００Ｈｚ〜約１００００Ｈｚの中周波域から高周波域において、高い吸音率が得られ、しかも厚みの増大を抑えることができる吸音構造体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、基材と、前記基材の表面に複数配置固定された膜振動吸音材と、前記複数の膜振動吸音材を覆うようにして設けられたカバー材とよりなり、前記基材は、非通気性を有し、前記膜振動吸音材は、非通気性のシートからなる膜振動材の片側に空気層を有するものからなると共に、前記空気層が前記基材側へ向けられ、かつ前記膜振動吸音材間に隙間を設けて前記基材の表面に配置固定され、前記カバー材は、通気性のシートからなると共に、前記膜振動吸音材間の隙間を覆うようにして前記複数の膜振動吸音材における膜振動材の表面に配置され、当該カバー材の周縁が前記基材に固定されていることを特徴とする吸音構造体に係る。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記カバー材の通気度が１〜１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記カバー材が前記膜振動吸音材における前記膜振動材の表面に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記膜振動吸音材は、屈曲により形成された凹部からなるセルを片面側に複数有する非通気性のシート成形体と、前記複数のセルの開口側を覆うように前記シート成形体に積層された前記膜振動材とよりなって、前記膜振動材が前記シート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分では前記シート成形体に固定されてないものからなり、前記セルの部分が前記空気層であり、前記シート成形体が前記基材の表面に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記膜振動吸音材が、複数のセルを有するハニカム材の片面に前記膜振動材が積層され、前記膜振動材が前記ハニカム材の周縁で固定されると共に前記ハニカム材の内側では前記ハニカム材に固定されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、膜振動吸音材によって吸音構造体の厚みの増大を抑えながら中周波域で高い吸音率が得られ、また、膜振動吸音材間の隙間が通気性のカバー材で覆われた空間の存在によって高周波域で良好な吸音率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸音構造体の平面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】図２の一部を示す拡大断面図である。
【図４】膜振動吸音材の第１実施形態に係る斜視図である。
【図５】膜振動吸音材の第１実施形態における分解斜視図である。
【図６】図４の６−６断面図である。
【図７】膜振動吸音材の第２実施形態に係る平面図である。
【図８】図７の８−８断面図である。
【図９】膜振動吸音材を２層にした吸音構造体の断面図である。
【図１０】残響室吸音率測定結果１のグラフである。
【図１１】残響室吸音率測定結果２のグラフである。
【図１２】残響室吸音率測定結果３のグラフである。
【図１３】残響室吸音率測定結果４のグラフである。
【図１４】残響室吸音率測定結果５のグラフである。
【図１５】残響室吸音率測定結果６のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る吸音構造体について、図面を用いて説明する。図１ないし図３に示す第１実施形態の吸音構造体１０は、基材１１と、膜振動吸音材２１と、カバー材４１とよりなる。
【００１５】
基材１１は、プラスチック、金属あるいは木などの非通気性のシートからなり、騒音対策すべき機器のカバー、仕切り板、遮音材、壁などに相当する。前記基材１１は、複数の膜振動吸音材２１を所定間隔で片側の表面に配置固定可能なサイズからなり、前記基材１１の表面に配置固定される膜振動吸音材２１のサイズ、個数、間隔に応じて最適なサイズに決定される。なお、図１における符号Ｌ１、Ｌ２は四角形からなる基材１１の直交する辺の寸法を示す。
【００１６】
膜振動吸音材２１は、膜振動によって中周波域の特定周波数を中心に吸音する吸音材であり、非通気性のシートからなる膜振動材３１の片側に空気層を有し、該空気層は壁部によりセル状に仕切られている。
第１実施形態の膜振動吸音材２１は、主に図４から図６に示すように、非通気性のシート成形体２２と、前記シート成形体２２に積層された前記膜振動材３１とよりなる。
【００１７】
前記シート成形体２２は、一枚の非通気性のシートを複数箇所で屈曲させて形成した凹部からなるセル（室）２３を、片面側に複数有する。非通気性のシートとしては、樹脂、紙、セラミックなどの不燃紙、アルミなどの金属等が挙げられるが、特に安価で成形性に優れる点で樹脂が好ましい。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、スチレンゴム、シリコンゴム、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテルなどである。また、前記シート成形体２２用としては、厚みが２ｍｍ程度までのシート（フイルムや板と称されるものを含む）を使用できるが、薄すぎると前記シート成形体２２の強度低下を生じるばかりでなく、シート成形体２２自体の膜振動が膜振動材３１の膜振動よりも優先（有効に効力を発揮）されるようになるので、１ｍｍ程度の厚みにしてシート成形体２２の膜振動を抑え、前記膜振動材３１の膜振動を優先（有効に効力を発揮）させて中周波域での吸音率を向上させるのが好ましい。
【００１８】
前記セル２３は、膜振動吸音材２１において膜振動材３１の片側の空気層に相当する。前記セル２３の開口形状は、図示の例では、平面形状が四角からなるが、これに限られるものではなく、三角、六角、八角などの多角形からなるものや、円形などからなるものなどが挙げられる。特に、前記セル２３は、強度や成形のし易さの点から、平面形状が四角形、六角形のものが好ましい。前記セル２３の平面サイズは、小さすぎても大きすぎても吸音率が低下する傾向があるため、一辺あるいは径が５〜７５ｍｍの大きさが好ましい。また、前記セル２３の高さは、低すぎると吸音率が低下し、高すぎると前記シート成形体２２の強度低下を生じ、かつ吸音構造体１０の厚みが増大することから、５〜５０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましい範囲は１０〜３０ｍｍである。さらに、前記セル２３の配置は、図示の例は、複数のセル２３が列と行を構成するように縦横に配置されているが、これに限るものではない。図５における符号２９は、セル２３間の壁部である。なお、前記セル２３は、複数並べられていることにより、中周波領域において高吸音率を達成できる。
【００１９】
さらに、本実施形態のシート成形体２２は、セル２３の開口側２４におけるシート成形体２２の外周部２６の縁から前記セルの開口側２４とは反対側へ屈曲して形成された外周側面２７を有し、前記外周側面２７の端部（開口側２４とは反対側端部）から外方へ屈曲したフランジ部２８を有している。前記外周側面２７は、前記シート成形体２２の側部外周を包囲するスカート状となっている。前記外周側面２７の存在により前記シート成形体２２の膜振動をより効果的に抑えることができ、前記膜振動材３１の膜振動による吸音率の向上を図ることができる。また、前記フランジ部２８は前記膜振動吸音材２１の固定部として用いることができ、前記膜振動吸音材２１を基材１１の表面に固定する際に、前記シート成形体２２のセル２３の底部外面に接着剤や両面接着テープ、粘着剤を設けて固定する他に、前記フランジ部２８を接着剤、両面接着テープ、面ファスナー、タッカー、ねじ、釘、ピン、ビス、リベット等で前記基材１１に固定することもできる。
【００２０】
前記シート成形体２２の成形は、例えば、樹脂製の一枚のシートから真空成形、プレス成形、圧空成形などにより容易に行うことができる。特に、成形作業性及び成形品質の点から真空成形によるのが最も好ましい。
【００２１】
前記膜振動材３１は、前記シート成形体２２における複数のセル２３に蓋をすることが可能な大きさの非通気性のシート（フィルムや板状を含む）からなる。非通気性のシートの材質は、多孔質でない一般樹脂、ゴム・エラストマー、金属、無機材料などによる面状板材（シート）、フイルムなどからなる。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、スチレンゴム、シリコンゴム、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテルなどからなる面状板材（シート）、フイルムなどを挙げることができる。
【００２２】
前記膜振動材３１は、面密度（面重量）が低すぎると、吸音率がピークとなるピーク周波数が高周波数側にずれ、しかも吸音率が低くなる。逆に面密度が高すぎると、ピーク周波数が低周波数側にずれるものの、膜振動がし難くなって吸音率が低くなる。そのため、好ましい面密度は、０．０５〜２．０ｋｇ／ｍ２である。なお、前記膜振動材３１の膜振動を、前記シート成形体２２の膜振動より優先（有効に効力を発揮）させるためには、前記シート成形体２２を構成するシートの厚みと同等あるいは薄めのシートで前記膜振動材３１を構成するのが好ましい。
【００２３】
本実施形態の膜振動材３１は、ポリプロピレンなどの樹脂製シートを真空成形したものからなり、当該膜振動材３１の縁から前記シート成形体２２の側へ屈曲した外周側面３３を有し、更に外周側面３３の端部から外方へ屈曲したフランジ部３４を有し、前記シート成形体２２にセル２３の開口側から被さる蓋形状となっている。前記膜振動材３１の外周側面３３は、前記シート成形体２２の外周側面２７に接着、融着などで固定され、また前記膜振動材３１のフランジ部３４は前記シート成形体２２のフランジ部２８に接着、融着などで固定され、あるいは前記シート成形体２２の外周側面２７などに設けた係合部（図示せず）に前記膜振動材３１の外周側面３３等を係合させることにより、前記膜振動材３１と前記シート成形体２２間が閉鎖空間とされる。なお、外周側面３３及びフランジ部３４を設けない平滑な膜振動材３１とし、その外周部をシート成形体２２の外周部２６と接着、融着などで固定させても良い。前記膜振動材３１と前記シート成形体２２間には、固定されていない部分が１００ｍｍ角以上存在するのが中周波域のメインピーク周波数を保持したまま吸音率を向上させる上で好ましい。図示の例においては、前記膜振動材３１と前記シート成形体２２とは、前記複数のセル２３における隣り合うセル間の部分、すなわち前記セル間の壁部２９でシート成形体２２と膜振動材３１が非固定となっている。なお、前記シート成形体２２のセル間の壁部２９の高さをシート成形体２２の外周部２６の高さよりも低くして、前記膜振動材３１を前記セル間の壁部２９から、例えば１〜２ｍｍ程度離すようにしてもよい。
【００２４】
前記基材１１の表面に配置固定される前記膜振動吸音材２１の個数は、前記基材１１及び膜振動吸音材２１のサイズ等によって適宜決定される。図１の例では、前記基材１１の表面に、１２個の膜振動吸音材２１が隣り合う膜振動吸音材との間に隙間Ｓ１，Ｓ２を設けて配置固定されている。また、前記膜振動吸音材２１の間隔（すなわち隣り合う膜振動吸音材２１、２１の隙間Ｓ１，Ｓ２の距離）ａ、ｂ及び前記基材１１の縁と膜振動吸音材２１との間隔ｃは適宜決定される。
【００２５】
なお、本発明における膜振動吸音材は、前記のように非通気性のシートを屈曲させてセルを形成したシート成形体２２と膜振動材３１からなる膜振動吸音材２１に限られず、図７及び図８に示す膜振動吸音材２１０のように、四角形、六角形、円形などのセル２２１が形成されたハニカム材２２０に非通気性のシートからなる膜振動材３１０が積層されたものであってもよい。なお、ペーパーや金属のハニカムなどは端部が揃っていないので、外周に樹脂、木材、発泡体などにて外枠を設けて更に木口を付けても良い。さらに、本発明における吸音構造体は、図１〜図３の吸音構造体１０のように膜振動吸音材２１が１層のものに限られず、厚み増大が許容される範囲において、図９の吸音構造体１００のように前記膜振動吸音材２１を２層に積み上げたものや、さらに多層に積み上げたものであってもよい。
【００２６】
前記カバー材４１は、通気性のシートからなり、前記基材１１の表面に配置固定された複数の膜振動吸音材２１の全てを覆うことが可能な大きさを有する。前記カバー材４１は、前記膜振動吸音材２１間の隙間Ｓ１、Ｓ２を覆うようにして前記複数の膜振動吸音材２１における膜振動材３１の表面に積層され、当該カバー材４１の周縁４２が前記基材１１の縁に両面接着テープ、接着剤、粘着剤材、リベット、ねじ・釘、あるいはそれらの併用により固定されており、その結果実質的に閉鎖空間となっている。なお、本固定は、配置する膜振動吸音材２１の最外部に合わせて固定しても良い。さらに、前記カバー材４１は周縁を基材１１に固定するのに加えて、前記膜振動吸音材２１における膜振動材３１の表面に接着剤や両面接着テープ等で固定すれば、前記吸音構造体１０における中周波域の吸音率を、低周波域にややシフトさせることができるようになる。
【００２７】
前記カバー材４１を構成する通気性のシートとしては、長繊維、短繊維による通気性のある編み物、不織布、または穴あきシート、発泡体、穴あき焼結体などを挙げることができ、繊維系あるいは、穴あきシートなど、柔軟性を有するものがより好ましい。繊維素材としては、一般のポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリルなどの有機系繊維、炭素繊維、ガラスファイバー、ロックウール、金属繊維などの無機繊維などが挙げられる。穴あきシートとしては、各種フイルム、シートなどに一定間隔またはランダムに微細な穴のあるものが挙げられる。前記カバー材４１は、膜振動吸音材の保護層ともなり、防水性のポリプロピレン繊維不織布や無機繊維を使用するのが好ましく、また耐候性、防水、防炎などの表面処理や樹脂内に各種配合しても良い。
【００２８】
前記カバー材４１の厚みは、前記吸音構造体１０の厚み増大を抑えるために２ｍｍ以下が好ましく、その観点から、前記カバー材４１の材質としては、長繊維スパンボンド不織布や織物が好ましい。前記カバー材４１のより好ましい厚みは１ｍｍ以下、更には０．６ｍｍ以下である。また、前記カバー材４１の厚みは、カバー材４１の材質にもよるが、薄すぎると強度が弱くなるので、０．１ｍｍ厚以上が好ましい。
【００２９】
前記カバー材４１の通気度（ＪＩＳ Ｌ１０９６Ａ法、フラジール形法）は、１〜１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓが好ましい。より好ましくは、３〜６０ｃｃ／ｃｍ２／ｓである。前記カバー材４１の通気度が低い方が高周波域の吸音性が向上する傾向にあるが、低すぎても高周波域の吸音性が低下するため、前記範囲の通気度が好ましい。
【００３０】
本発明の吸音構造体１０は、前記膜振動吸音材２１によって中周波域で吸音率が向上し、また、前記膜振動吸音材２１間の隙間を通気性のカバー材４１で覆った空間の存在により、高周波域での吸音率が向上する。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
・実施例１
厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートを真空成形し、図５のシート成形体２２と同様のシート成形体を形成した。シート成形体の寸法は、２２０×２２０×１５ｍｍである。シート成形体におけるセル２３は、開口の形状が一辺４４ｍｍの正方形、セルの高さが１４ｍｍ、個数が４×４の１６個である。隣り合うセル間の部分（図５の２９の部分）の幅及びシート成形体のセルの開口側表面における外周部（図５の２６の部分）の幅は、いずれも６ｍｍであり、外周側面（図５の２７の部分）には、四隅に係合部として凸部を形成した。一方、厚み１ｍｍのポリプロピレンシートを真空成形して、図５の膜振動材３１と同様の膜振動材を形成した。膜振動材は、外周側面（図５の３３の部分）がシート成形体の外周側面（図５の２７の部分）に接するように形成され、さらに外周側面（図５の３３の部分）の先端にはフランジ部（図５の３４の部分）が形成され、前記外周側面（図５の３３の部分）の四隅には、シート成形体の外周側面（図５の２７の部分）に設けた係合部の凸部と係合する凹部が膜振動材の係合部として形成されている。このように形成したシート成形体に膜振動材を被せ、膜振動材の外周側面（図５の３３の部分）に設けた係合部を、シート成形体の外周面（図５の２７の部分）に設けた係合部と係合させることにより、シート成形体の外周部で膜振動材を固定して膜振動吸音材を形成した。シート成形体及び膜振動材に用いた厚み１ｍｍのポリプロピレンシートは、面密度０．９１ｋｇ／ｍ２である。
【００３２】
このように形成した膜振動吸音材１２個を、フランジ部２８の裏側に両面接着テープを貼り、図１のａ、ｂの間隔をそれぞれ１０ｍｍとして、図１のＬ２が１０００ｍｍ、Ｌ１が８００ｍｍ、厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートからなる基材の表面に接着固定した。図１における基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃは６０ｍｍ、ｄは４５ｍｍである。ポリプロピレンスパンボンド不織布（品名：ＳＰ１１００Ｅ−ＵＶＢ、前田工繊製、目付１００ｇ／ｍ２、厚み０．５２ｍｍ、通気度４２ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）からなるカバー材を、１２個の膜振動吸音材を覆うようにして被せ、カバー材の最外周を１５ｍｍ幅の両面接着テープにより基材の周縁に固定し、実施例１の吸音構造体を形成した。なお、１２個の膜振動吸音材を覆って基材の周縁に固定されたカバー材は、１２個の膜振動吸音材における膜振動材の表面に弛みなく積層され、図２のように膜振動材と接触して膜振動吸音材間では隙間を覆っている。
【００３３】
・比較例１
実施例１のカバー材の裏面全体に両面接着テープを貼り付けてカバー材を非通気性とした以外は、実施例１と同様にしてカバー材非通気の比較例１の吸音構造体を形成した。
・比較例２
実施例１のカバー材を省き、膜振動吸音材間の隙間を開放した以外は実施例１と同様にしてカバー材の無い比較例２の吸音構造体を形成した。
【００３４】
・実施例２
図１における膜振動吸音材の間隔ａを５０ｍｍ、ｂの間隔を３０ｍｍ、基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃを２０ｍｍ、ｄを１５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして実施例２の吸音構造体を形成した。
・比較例３
図１における膜振動吸音材の間隔ａを５０ｍｍ、ｂの間隔を３０ｍｍ、基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃを２０ｍｍ、ｄを１５ｍｍとした以外は比較例２と同様にしてカバー材の無い比較例３の吸音構造体を形成した。
【００３５】
・実施例３
カバー材を膜振動吸音材の膜振動材の表面に両面接着テープで接着した以外は実施例１と同様にして実施例３の吸音構造体を形成した。
【００３６】
・実施例４
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は実施例１と同様にして実施例４の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
・実施例５
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は実施例２と同様にして実施例５の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
【００３７】
・比較例４
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は比較例１と同様にしてカバー材非通気の比較例４の吸音構造体を形成した。
・比較例５
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は比較例２と同様にしてカバー材の無い比較例５の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
・比較例６
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は比較例３と同様にしてカバー材の無い比較例６の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
【００３８】
・実施例６、７、８
膜振動吸音材を２層にした以外は実施例１、実施例２、実施例３と同様にして実施例６（実施例１→実施例６）、実施例７（実施例２→実施例７）、実施例８（実施例３→実施例８）の吸音構造体を形成した。
・比較例７、８
膜振動吸音材を２層にした以外は比較例２、比較例３と同様にして比較例７（比較例２→比較例７）、比較例８（比較例３→比較例８）の吸音構造体を形成した。
【００３９】
・実施例９
シート成形体及び膜振動材の材質を塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、厚み０．７ｍｍ、面密度０．９１ｋｇ／ｍ２とし、カバー材の材質をポリプロピレンスパンボンド不織布（品名：ＳＰ１１００Ｅ−Ｂ、前田工繊製、難燃付与、目付１００ｇ／ｍ２、厚み０．５２ｍｍ、通気度５４ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は、実施例２と同様にして実施例９の吸音構造体を形成した。
・実施例１０
カバー材の材質をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）スパンボンド不織布（ユニチカ製、目付１００ｇ／ｍ２、厚み０．１６ｍｍ、通気度５ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は実施例２と同様にして実施例１０の吸音構造体を形成した。
【００４０】
・実施例１１
カバー材の材質をガラスクロス（品名：ＷＬＡ１８０Ｍ１０７、日東紡製、平織り、目付２０５ｇ／ｍ２、厚み０．１８ｍｍ、通気度２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は実施例２と同様にして実施例１１の吸音構造体を形成した。
・比較例９
カバー材の材質をウレタンフィルム（厚み０．１５ｍｍ、通気度００ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は実施例２と同様にしてカバー材非通気の比較例９の吸音構造体を形成した。
【００４１】
・実施例１２
射出成形にて得られた２５０ｍｍ角のポリエチレン製四角状格子、セル数８×８、高さ１７ｍｍ、外枠及び格子部の厚み１．０ｍｍの格子構造体を用い、上部及び下部には１ｍｍ厚、２５０ｍｍ角のポリプロピレンフイルムを被せて外周部をビニルテープにて該格子構造体の外周側面とで固定し、膜振動吸音材を形成した。このように形成した膜振動吸音材６個を、裏側全面に両面接着テープを貼り、図１のａ、ｂの間隔をそれぞれ２６０ｍｍ、１０５ｍｍとし、基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃが２０ｍｍ、ｄが２０ｍｍである以外は、実施例１と同様にして１０００ｍｍ×８００ｍｍのポリプロピレンシートに接着固定し、カバー材を被せて固定し、実施例１２の吸音構造体を形成した。
【００４２】
・比較例１０
実施例１２のカバー材を省き、膜振動吸音材間の隙間を開放した以外は実施例１２と同様にして、カバー材の無い比較例１０の吸音構造体を形成した。
【００４３】
表１に各実施例及び各比較例の構成を示す。
【表１】
【００４４】
各実施例及び各比較例の吸音構造体をそれぞれ残響室の床面上に配置して、ＪＩＳ Ａ １４０９に基づき残響室法吸音率を測定した。なお、本吸音率は、基材のポリプロピレンシート１０００ｍｍ×８００ｍｍの面積当りに換算した１／３オクターブ周波数の吸音率（吸音力）を示したものであり、各吸音材の実面積当りの吸音率を示すものではない。残響室容積は３６ｍ３である。測定結果を図１０〜図１５に示す。
【００４５】
図１０は、実施例１、比較例１及び比較例２の残響室法吸音率の測定結果である。実施例１は５００Ｈｚ中心の吸音特性を示すが、カバー材（不織布）のない比較例２に対し、全周波数に渡って吸音率が数％高くなるとともに、１ｋＨｚ以上の高周波域が十数％吸音率が高くなっている。また、カバー材非通気性の比較例１は、実施例１に比してメインピークが４００Ｈｚ付近にシフトしたが、１．６ｋＨｚ以上の高周波域の吸音率が低くなった。
【００４６】
図１１は、実施例２、実施例３及び比較例３の残響室法吸音率の測定結果である。実施例２は、実施例１よりも膜振動吸音構造体間の隙間（空間）が大であるため、高周波域の吸音率が大きく向上した。実施例３は、メインピークが５００Ｈｚから４００Ｈｚにシフトした以外は、実施例２と同様の結果であった。一方、比較例３は比較例２と同様にカバー材が無いため、比較例２と同様に高周波域の吸音率が低かった。
【００４７】
図１２は、実施例４、実施例５、比較例４、比較例５及び比較例６の残響室法吸音率の測定結果である。実施例４及び実施例５、比較例４、比較例５及び比較例６は、膜振動材の厚み（面密度）を実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、比較例３よりも小としたことにより、中周波域におけるメインピークが高周波域側へシフトしている。
【００４８】
図１３は、実施例６、実施例７、実施例８、比較例７及び比較例８の残響室法吸音率の測定結果である。膜振動構造体を２層としたことにより、カバー材なし（比較例７，８）でも高周波域の吸音率が高いが、カバー材により更に高周波域の吸音率が向上しており（実施例６、実施例７）、膜振動構造体とカバー材を接着固定した実施例８では、実施例３と同様に、中周波域のメインピークが低周波側にシフトしている。
【００４９】
図１４は、実施例９、実施例１０、実施例１１及び比較例９の残響室法吸音率の測定結果であり、比較のために実施例２及び比較例３の残響室法吸音率の測定結果と共に示す。
実施例１０はカバー材の通気度が低いため、実施例２、９、１１と比べて高周波域側で吸音率が向上している。比較例９は、カバー材が非通気性であるため、カバー材の無い比較例３と同様に高周波域側で吸音率が低い結果となった。
【００５０】
図１５は、実施例１２、比較例１０の残響室法吸音率の測定結果である。実施例１２と比較例１０は、実施例１と比較例２と同様の関係にあり、カバー材のない比較例１０に対し、実施例１２は、全周波数に渡って吸音率が数％高くなるとともに、１ｋＨｚ以上の高周波域が、数十％吸音率が高くなっている。
【００５１】
以上のように、本発明の複数の配置固定された膜振動吸音材の表面をカバー材で密着させて覆った吸音構造体は、厚みの増大を抑えながら、高周波域の吸音率を大きく向上できることに加え、中周波全域の吸音率も向上することができる。さらにカバー材を膜振動吸音材の表面に固定することで、中周波域のメインピークが低周波側にシフトできる。
【００５２】
本発明の吸音構造体は、以上の利点を生かし、例えば、建設機械のファンなどの騒音対策、工場における集塵機、空調機など各種モーター機械騒音対策、電気機器類の騒音対策、鉄道・新幹線などのデッキ、パンタグラフでの騒音対策などとして好適に活用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０，１００ 吸音構造体
１１，１１ 基材
２１ 膜振動吸音材
３１ 膜振動材
４１ カバー材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中周波域及び高周波域において吸音率が高い吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸音材として、ウレタンフォーム、グラスウール、不織布、フェルトなど多孔質吸音材が使用されている。多孔質吸音材は、高周波域中心の騒音に対しては吸音性が高いが、中周波域中心の騒音に対しては５０ｍｍ厚以上のような肉厚にしないと吸音性が良好にならないため、通常の厚みでは吸音効果が低い問題がある。
【０００３】
そこで、中周波域の吸音性を向上させるため、複数の略筒状の空間部（吸音セル）の開口を多孔質材等の吸音材で覆った吸音構造体が提案されている（特許文献１）。また、通気性を制御した不織布などで構成した吸音材（特許文献２）、通気性を制御した不織布などを空気層を介して基材の表面に積層した吸音板（特許文献３）などが提案されている。しかしながら、これらの吸音材においても、中周波域の吸音率を高めるには吸音材の厚みを大にする必要があるため、吸音材の設置空間に制約がある場所などにおいては、騒音対策が難しい問題がある。
【０００４】
また、約４００Ｈｚから約１００００Ｈｚの中周波域と高周波域の領域内で、全体として従来の共振アブソーバよりも吸音性が高い空気音吸収部材として、中空室を有するプラスチック製の共振アブソーバに、中空室から離して多孔質層を設けたものが提案されている（特許文献４）。しかし、前記空気音吸収部材は、前記プラスチック製共振アブソーバ（膜振動吸音材）の吸音率が低く、またカバーする多孔質層が吸音材の膜振動体と接触していないので、該空気音吸収部材の厚さが厚くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７６３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０６２号公報
【特許文献３】特開２００１−２２２２８６号公報
【特許文献４】特表２００７−５１５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、約５００Ｈｚ〜約１００００Ｈｚの中周波域から高周波域において、高い吸音率が得られ、しかも厚みの増大を抑えることができる吸音構造体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、基材と、前記基材の表面に複数配置固定された膜振動吸音材と、前記複数の膜振動吸音材を覆うようにして設けられたカバー材とよりなり、前記基材は、非通気性を有し、前記膜振動吸音材は、非通気性のシートからなる膜振動材の片側に空気層を有するものからなると共に、前記空気層が前記基材側へ向けられ、かつ前記膜振動吸音材間に隙間を設けて前記基材の表面に配置固定され、前記カバー材は、通気性のシートからなると共に、前記膜振動吸音材間の隙間を覆うようにして前記複数の膜振動吸音材における膜振動材の表面に配置され、当該カバー材の周縁が前記基材に固定されていることを特徴とする吸音構造体に係る。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記カバー材の通気度が１〜１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記カバー材が前記膜振動吸音材における前記膜振動材の表面に固定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記膜振動吸音材は、屈曲により形成された凹部からなるセルを片面側に複数有する非通気性のシート成形体と、前記複数のセルの開口側を覆うように前記シート成形体に積層された前記膜振動材とよりなって、前記膜振動材が前記シート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分では前記シート成形体に固定されてないものからなり、前記セルの部分が前記空気層であり、前記シート成形体が前記基材の表面に固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記膜振動吸音材が、複数のセルを有するハニカム材の片面に前記膜振動材が積層され、前記膜振動材が前記ハニカム材の周縁で固定されると共に前記ハニカム材の内側では前記ハニカム材に固定されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、膜振動吸音材によって吸音構造体の厚みの増大を抑えながら中周波域で高い吸音率が得られ、また、膜振動吸音材間の隙間が通気性のカバー材で覆われた空間の存在によって高周波域で良好な吸音率が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸音構造体の平面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】図２の一部を示す拡大断面図である。
【図４】膜振動吸音材の第１実施形態に係る斜視図である。
【図５】膜振動吸音材の第１実施形態における分解斜視図である。
【図６】図４の６−６断面図である。
【図７】膜振動吸音材の第２実施形態に係る平面図である。
【図８】図７の８−８断面図である。
【図９】膜振動吸音材を２層にした吸音構造体の断面図である。
【図１０】残響室吸音率測定結果１のグラフである。
【図１１】残響室吸音率測定結果２のグラフである。
【図１２】残響室吸音率測定結果３のグラフである。
【図１３】残響室吸音率測定結果４のグラフである。
【図１４】残響室吸音率測定結果５のグラフである。
【図１５】残響室吸音率測定結果６のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る吸音構造体について、図面を用いて説明する。図１ないし図３に示す第１実施形態の吸音構造体１０は、基材１１と、膜振動吸音材２１と、カバー材４１とよりなる。
【００１５】
基材１１は、プラスチック、金属あるいは木などの非通気性のシートからなり、騒音対策すべき機器のカバー、仕切り板、遮音材、壁などに相当する。前記基材１１は、複数の膜振動吸音材２１を所定間隔で片側の表面に配置固定可能なサイズからなり、前記基材１１の表面に配置固定される膜振動吸音材２１のサイズ、個数、間隔に応じて最適なサイズに決定される。なお、図１における符号Ｌ１、Ｌ２は四角形からなる基材１１の直交する辺の寸法を示す。
【００１６】
膜振動吸音材２１は、膜振動によって中周波域の特定周波数を中心に吸音する吸音材であり、非通気性のシートからなる膜振動材３１の片側に空気層を有し、該空気層は壁部によりセル状に仕切られている。
第１実施形態の膜振動吸音材２１は、主に図４から図６に示すように、非通気性のシート成形体２２と、前記シート成形体２２に積層された前記膜振動材３１とよりなる。
【００１７】
前記シート成形体２２は、一枚の非通気性のシートを複数箇所で屈曲させて形成した凹部からなるセル（室）２３を、片面側に複数有する。非通気性のシートとしては、樹脂、紙、セラミックなどの不燃紙、アルミなどの金属等が挙げられるが、特に安価で成形性に優れる点で樹脂が好ましい。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、スチレンゴム、シリコンゴム、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテルなどである。また、前記シート成形体２２用としては、厚みが２ｍｍ程度までのシート（フイルムや板と称されるものを含む）を使用できるが、薄すぎると前記シート成形体２２の強度低下を生じるばかりでなく、シート成形体２２自体の膜振動が膜振動材３１の膜振動よりも優先（有効に効力を発揮）されるようになるので、１ｍｍ程度の厚みにしてシート成形体２２の膜振動を抑え、前記膜振動材３１の膜振動を優先（有効に効力を発揮）させて中周波域での吸音率を向上させるのが好ましい。
【００１８】
前記セル２３は、膜振動吸音材２１において膜振動材３１の片側の空気層に相当する。前記セル２３の開口形状は、図示の例では、平面形状が四角からなるが、これに限られるものではなく、三角、六角、八角などの多角形からなるものや、円形などからなるものなどが挙げられる。特に、前記セル２３は、強度や成形のし易さの点から、平面形状が四角形、六角形のものが好ましい。前記セル２３の平面サイズは、小さすぎても大きすぎても吸音率が低下する傾向があるため、一辺あるいは径が５〜７５ｍｍの大きさが好ましい。また、前記セル２３の高さは、低すぎると吸音率が低下し、高すぎると前記シート成形体２２の強度低下を生じ、かつ吸音構造体１０の厚みが増大することから、５〜５０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましい範囲は１０〜３０ｍｍである。さらに、前記セル２３の配置は、図示の例は、複数のセル２３が列と行を構成するように縦横に配置されているが、これに限るものではない。図５における符号２９は、セル２３間の壁部である。なお、前記セル２３は、複数並べられていることにより、中周波領域において高吸音率を達成できる。
【００１９】
さらに、本実施形態のシート成形体２２は、セル２３の開口側２４におけるシート成形体２２の外周部２６の縁から前記セルの開口側２４とは反対側へ屈曲して形成された外周側面２７を有し、前記外周側面２７の端部（開口側２４とは反対側端部）から外方へ屈曲したフランジ部２８を有している。前記外周側面２７は、前記シート成形体２２の側部外周を包囲するスカート状となっている。前記外周側面２７の存在により前記シート成形体２２の膜振動をより効果的に抑えることができ、前記膜振動材３１の膜振動による吸音率の向上を図ることができる。また、前記フランジ部２８は前記膜振動吸音材２１の固定部として用いることができ、前記膜振動吸音材２１を基材１１の表面に固定する際に、前記シート成形体２２のセル２３の底部外面に接着剤や両面接着テープ、粘着剤を設けて固定する他に、前記フランジ部２８を接着剤、両面接着テープ、面ファスナー、タッカー、ねじ、釘、ピン、ビス、リベット等で前記基材１１に固定することもできる。
【００２０】
前記シート成形体２２の成形は、例えば、樹脂製の一枚のシートから真空成形、プレス成形、圧空成形などにより容易に行うことができる。特に、成形作業性及び成形品質の点から真空成形によるのが最も好ましい。
【００２１】
前記膜振動材３１は、前記シート成形体２２における複数のセル２３に蓋をすることが可能な大きさの非通気性のシート（フィルムや板状を含む）からなる。非通気性のシートの材質は、多孔質でない一般樹脂、ゴム・エラストマー、金属、無機材料などによる面状板材（シート）、フイルムなどからなる。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、スチレンゴム、シリコンゴム、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテルなどからなる面状板材（シート）、フイルムなどを挙げることができる。
【００２２】
前記膜振動材３１は、面密度（面重量）が低すぎると、吸音率がピークとなるピーク周波数が高周波数側にずれ、しかも吸音率が低くなる。逆に面密度が高すぎると、ピーク周波数が低周波数側にずれるものの、膜振動がし難くなって吸音率が低くなる。そのため、好ましい面密度は、０．０５〜２．０ｋｇ／ｍ２である。なお、前記膜振動材３１の膜振動を、前記シート成形体２２の膜振動より優先（有効に効力を発揮）させるためには、前記シート成形体２２を構成するシートの厚みと同等あるいは薄めのシートで前記膜振動材３１を構成するのが好ましい。
【００２３】
本実施形態の膜振動材３１は、ポリプロピレンなどの樹脂製シートを真空成形したものからなり、当該膜振動材３１の縁から前記シート成形体２２の側へ屈曲した外周側面３３を有し、更に外周側面３３の端部から外方へ屈曲したフランジ部３４を有し、前記シート成形体２２にセル２３の開口側から被さる蓋形状となっている。前記膜振動材３１の外周側面３３は、前記シート成形体２２の外周側面２７に接着、融着などで固定され、また前記膜振動材３１のフランジ部３４は前記シート成形体２２のフランジ部２８に接着、融着などで固定され、あるいは前記シート成形体２２の外周側面２７などに設けた係合部（図示せず）に前記膜振動材３１の外周側面３３等を係合させることにより、前記膜振動材３１と前記シート成形体２２間が閉鎖空間とされる。なお、外周側面３３及びフランジ部３４を設けない平滑な膜振動材３１とし、その外周部をシート成形体２２の外周部２６と接着、融着などで固定させても良い。前記膜振動材３１と前記シート成形体２２間には、固定されていない部分が１００ｍｍ角以上存在するのが中周波域のメインピーク周波数を保持したまま吸音率を向上させる上で好ましい。図示の例においては、前記膜振動材３１と前記シート成形体２２とは、前記複数のセル２３における隣り合うセル間の部分、すなわち前記セル間の壁部２９でシート成形体２２と膜振動材３１が非固定となっている。なお、前記シート成形体２２のセル間の壁部２９の高さをシート成形体２２の外周部２６の高さよりも低くして、前記膜振動材３１を前記セル間の壁部２９から、例えば１〜２ｍｍ程度離すようにしてもよい。
【００２４】
前記基材１１の表面に配置固定される前記膜振動吸音材２１の個数は、前記基材１１及び膜振動吸音材２１のサイズ等によって適宜決定される。図１の例では、前記基材１１の表面に、１２個の膜振動吸音材２１が隣り合う膜振動吸音材との間に隙間Ｓ１，Ｓ２を設けて配置固定されている。また、前記膜振動吸音材２１の間隔（すなわち隣り合う膜振動吸音材２１、２１の隙間Ｓ１，Ｓ２の距離）ａ、ｂ及び前記基材１１の縁と膜振動吸音材２１との間隔ｃは適宜決定される。
【００２５】
なお、本発明における膜振動吸音材は、前記のように非通気性のシートを屈曲させてセルを形成したシート成形体２２と膜振動材３１からなる膜振動吸音材２１に限られず、図７及び図８に示す膜振動吸音材２１０のように、四角形、六角形、円形などのセル２２１が形成されたハニカム材２２０に非通気性のシートからなる膜振動材３１０が積層されたものであってもよい。なお、ペーパーや金属のハニカムなどは端部が揃っていないので、外周に樹脂、木材、発泡体などにて外枠を設けて更に木口を付けても良い。さらに、本発明における吸音構造体は、図１〜図３の吸音構造体１０のように膜振動吸音材２１が１層のものに限られず、厚み増大が許容される範囲において、図９の吸音構造体１００のように前記膜振動吸音材２１を２層に積み上げたものや、さらに多層に積み上げたものであってもよい。
【００２６】
前記カバー材４１は、通気性のシートからなり、前記基材１１の表面に配置固定された複数の膜振動吸音材２１の全てを覆うことが可能な大きさを有する。前記カバー材４１は、前記膜振動吸音材２１間の隙間Ｓ１、Ｓ２を覆うようにして前記複数の膜振動吸音材２１における膜振動材３１の表面に積層され、当該カバー材４１の周縁４２が前記基材１１の縁に両面接着テープ、接着剤、粘着剤材、リベット、ねじ・釘、あるいはそれらの併用により固定されており、その結果実質的に閉鎖空間となっている。なお、本固定は、配置する膜振動吸音材２１の最外部に合わせて固定しても良い。さらに、前記カバー材４１は周縁を基材１１に固定するのに加えて、前記膜振動吸音材２１における膜振動材３１の表面に接着剤や両面接着テープ等で固定すれば、前記吸音構造体１０における中周波域の吸音率を、低周波域にややシフトさせることができるようになる。
【００２７】
前記カバー材４１を構成する通気性のシートとしては、長繊維、短繊維による通気性のある編み物、不織布、または穴あきシート、発泡体、穴あき焼結体などを挙げることができ、繊維系あるいは、穴あきシートなど、柔軟性を有するものがより好ましい。繊維素材としては、一般のポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリルなどの有機系繊維、炭素繊維、ガラスファイバー、ロックウール、金属繊維などの無機繊維などが挙げられる。穴あきシートとしては、各種フイルム、シートなどに一定間隔またはランダムに微細な穴のあるものが挙げられる。前記カバー材４１は、膜振動吸音材の保護層ともなり、防水性のポリプロピレン繊維不織布や無機繊維を使用するのが好ましく、また耐候性、防水、防炎などの表面処理や樹脂内に各種配合しても良い。
【００２８】
前記カバー材４１の厚みは、前記吸音構造体１０の厚み増大を抑えるために２ｍｍ以下が好ましく、その観点から、前記カバー材４１の材質としては、長繊維スパンボンド不織布や織物が好ましい。前記カバー材４１のより好ましい厚みは１ｍｍ以下、更には０．６ｍｍ以下である。また、前記カバー材４１の厚みは、カバー材４１の材質にもよるが、薄すぎると強度が弱くなるので、０．１ｍｍ厚以上が好ましい。
【００２９】
前記カバー材４１の通気度（ＪＩＳ Ｌ１０９６Ａ法、フラジール形法）は、１〜１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓが好ましい。より好ましくは、３〜６０ｃｃ／ｃｍ２／ｓである。前記カバー材４１の通気度が低い方が高周波域の吸音性が向上する傾向にあるが、低すぎても高周波域の吸音性が低下するため、前記範囲の通気度が好ましい。
【００３０】
本発明の吸音構造体１０は、前記膜振動吸音材２１によって中周波域で吸音率が向上し、また、前記膜振動吸音材２１間の隙間を通気性のカバー材４１で覆った空間の存在により、高周波域での吸音率が向上する。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
・実施例１
厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートを真空成形し、図５のシート成形体２２と同様のシート成形体を形成した。シート成形体の寸法は、２２０×２２０×１５ｍｍである。シート成形体におけるセル２３は、開口の形状が一辺４４ｍｍの正方形、セルの高さが１４ｍｍ、個数が４×４の１６個である。隣り合うセル間の部分（図５の２９の部分）の幅及びシート成形体のセルの開口側表面における外周部（図５の２６の部分）の幅は、いずれも６ｍｍであり、外周側面（図５の２７の部分）には、四隅に係合部として凸部を形成した。一方、厚み１ｍｍのポリプロピレンシートを真空成形して、図５の膜振動材３１と同様の膜振動材を形成した。膜振動材は、外周側面（図５の３３の部分）がシート成形体の外周側面（図５の２７の部分）に接するように形成され、さらに外周側面（図５の３３の部分）の先端にはフランジ部（図５の３４の部分）が形成され、前記外周側面（図５の３３の部分）の四隅には、シート成形体の外周側面（図５の２７の部分）に設けた係合部の凸部と係合する凹部が膜振動材の係合部として形成されている。このように形成したシート成形体に膜振動材を被せ、膜振動材の外周側面（図５の３３の部分）に設けた係合部を、シート成形体の外周面（図５の２７の部分）に設けた係合部と係合させることにより、シート成形体の外周部で膜振動材を固定して膜振動吸音材を形成した。シート成形体及び膜振動材に用いた厚み１ｍｍのポリプロピレンシートは、面密度０．９１ｋｇ／ｍ２である。
【００３２】
このように形成した膜振動吸音材１２個を、フランジ部２８の裏側に両面接着テープを貼り、図１のａ、ｂの間隔をそれぞれ１０ｍｍとして、図１のＬ２が１０００ｍｍ、Ｌ１が８００ｍｍ、厚み１．０ｍｍのポリプロピレンシートからなる基材の表面に接着固定した。図１における基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃは６０ｍｍ、ｄは４５ｍｍである。ポリプロピレンスパンボンド不織布（品名：ＳＰ１１００Ｅ−ＵＶＢ、前田工繊製、目付１００ｇ／ｍ２、厚み０．５２ｍｍ、通気度４２ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）からなるカバー材を、１２個の膜振動吸音材を覆うようにして被せ、カバー材の最外周を１５ｍｍ幅の両面接着テープにより基材の周縁に固定し、実施例１の吸音構造体を形成した。なお、１２個の膜振動吸音材を覆って基材の周縁に固定されたカバー材は、１２個の膜振動吸音材における膜振動材の表面に弛みなく積層され、図２のように膜振動材と接触して膜振動吸音材間では隙間を覆っている。
【００３３】
・比較例１
実施例１のカバー材の裏面全体に両面接着テープを貼り付けてカバー材を非通気性とした以外は、実施例１と同様にしてカバー材非通気の比較例１の吸音構造体を形成した。
・比較例２
実施例１のカバー材を省き、膜振動吸音材間の隙間を開放した以外は実施例１と同様にしてカバー材の無い比較例２の吸音構造体を形成した。
【００３４】
・実施例２
図１における膜振動吸音材の間隔ａを５０ｍｍ、ｂの間隔を３０ｍｍ、基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃを２０ｍｍ、ｄを１５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして実施例２の吸音構造体を形成した。
・比較例３
図１における膜振動吸音材の間隔ａを５０ｍｍ、ｂの間隔を３０ｍｍ、基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃを２０ｍｍ、ｄを１５ｍｍとした以外は比較例２と同様にしてカバー材の無い比較例３の吸音構造体を形成した。
【００３５】
・実施例３
カバー材を膜振動吸音材の膜振動材の表面に両面接着テープで接着した以外は実施例１と同様にして実施例３の吸音構造体を形成した。
【００３６】
・実施例４
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は実施例１と同様にして実施例４の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
・実施例５
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は実施例２と同様にして実施例５の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
【００３７】
・比較例４
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は比較例１と同様にしてカバー材非通気の比較例４の吸音構造体を形成した。
・比較例５
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は比較例２と同様にしてカバー材の無い比較例５の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
・比較例６
膜振動材の厚みを０．６ｍｍ（面密度０．５５ｋｇ／ｍ２）とした以外は比較例３と同様にしてカバー材の無い比較例６の吸音構造体を形成した。なお、シート成形体については変更無くシートの厚みは１．０ｍｍである。
【００３８】
・実施例６、７、８
膜振動吸音材を２層にした以外は実施例１、実施例２、実施例３と同様にして実施例６（実施例１→実施例６）、実施例７（実施例２→実施例７）、実施例８（実施例３→実施例８）の吸音構造体を形成した。
・比較例７、８
膜振動吸音材を２層にした以外は比較例２、比較例３と同様にして比較例７（比較例２→比較例７）、比較例８（比較例３→比較例８）の吸音構造体を形成した。
【００３９】
・実施例９
シート成形体及び膜振動材の材質を塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、厚み０．７ｍｍ、面密度０．９１ｋｇ／ｍ２とし、カバー材の材質をポリプロピレンスパンボンド不織布（品名：ＳＰ１１００Ｅ−Ｂ、前田工繊製、難燃付与、目付１００ｇ／ｍ２、厚み０．５２ｍｍ、通気度５４ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は、実施例２と同様にして実施例９の吸音構造体を形成した。
・実施例１０
カバー材の材質をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）スパンボンド不織布（ユニチカ製、目付１００ｇ／ｍ２、厚み０．１６ｍｍ、通気度５ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は実施例２と同様にして実施例１０の吸音構造体を形成した。
【００４０】
・実施例１１
カバー材の材質をガラスクロス（品名：ＷＬＡ１８０Ｍ１０７、日東紡製、平織り、目付２０５ｇ／ｍ２、厚み０．１８ｍｍ、通気度２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は実施例２と同様にして実施例１１の吸音構造体を形成した。
・比較例９
カバー材の材質をウレタンフィルム（厚み０．１５ｍｍ、通気度００ｃｃ／ｃｍ２／ｓ）とした以外は実施例２と同様にしてカバー材非通気の比較例９の吸音構造体を形成した。
【００４１】
・実施例１２
射出成形にて得られた２５０ｍｍ角のポリエチレン製四角状格子、セル数８×８、高さ１７ｍｍ、外枠及び格子部の厚み１．０ｍｍの格子構造体を用い、上部及び下部には１ｍｍ厚、２５０ｍｍ角のポリプロピレンフイルムを被せて外周部をビニルテープにて該格子構造体の外周側面とで固定し、膜振動吸音材を形成した。このように形成した膜振動吸音材６個を、裏側全面に両面接着テープを貼り、図１のａ、ｂの間隔をそれぞれ２６０ｍｍ、１０５ｍｍとし、基材の縁と膜振動吸音材との間隔ｃが２０ｍｍ、ｄが２０ｍｍである以外は、実施例１と同様にして１０００ｍｍ×８００ｍｍのポリプロピレンシートに接着固定し、カバー材を被せて固定し、実施例１２の吸音構造体を形成した。
【００４２】
・比較例１０
実施例１２のカバー材を省き、膜振動吸音材間の隙間を開放した以外は実施例１２と同様にして、カバー材の無い比較例１０の吸音構造体を形成した。
【００４３】
表１に各実施例及び各比較例の構成を示す。
【表１】
【００４４】
各実施例及び各比較例の吸音構造体をそれぞれ残響室の床面上に配置して、ＪＩＳ Ａ １４０９に基づき残響室法吸音率を測定した。なお、本吸音率は、基材のポリプロピレンシート１０００ｍｍ×８００ｍｍの面積当りに換算した１／３オクターブ周波数の吸音率（吸音力）を示したものであり、各吸音材の実面積当りの吸音率を示すものではない。残響室容積は３６ｍ３である。測定結果を図１０〜図１５に示す。
【００４５】
図１０は、実施例１、比較例１及び比較例２の残響室法吸音率の測定結果である。実施例１は５００Ｈｚ中心の吸音特性を示すが、カバー材（不織布）のない比較例２に対し、全周波数に渡って吸音率が数％高くなるとともに、１ｋＨｚ以上の高周波域が十数％吸音率が高くなっている。また、カバー材非通気性の比較例１は、実施例１に比してメインピークが４００Ｈｚ付近にシフトしたが、１．６ｋＨｚ以上の高周波域の吸音率が低くなった。
【００４６】
図１１は、実施例２、実施例３及び比較例３の残響室法吸音率の測定結果である。実施例２は、実施例１よりも膜振動吸音構造体間の隙間（空間）が大であるため、高周波域の吸音率が大きく向上した。実施例３は、メインピークが５００Ｈｚから４００Ｈｚにシフトした以外は、実施例２と同様の結果であった。一方、比較例３は比較例２と同様にカバー材が無いため、比較例２と同様に高周波域の吸音率が低かった。
【００４７】
図１２は、実施例４、実施例５、比較例４、比較例５及び比較例６の残響室法吸音率の測定結果である。実施例４及び実施例５、比較例４、比較例５及び比較例６は、膜振動材の厚み（面密度）を実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、比較例３よりも小としたことにより、中周波域におけるメインピークが高周波域側へシフトしている。
【００４８】
図１３は、実施例６、実施例７、実施例８、比較例７及び比較例８の残響室法吸音率の測定結果である。膜振動構造体を２層としたことにより、カバー材なし（比較例７，８）でも高周波域の吸音率が高いが、カバー材により更に高周波域の吸音率が向上しており（実施例６、実施例７）、膜振動構造体とカバー材を接着固定した実施例８では、実施例３と同様に、中周波域のメインピークが低周波側にシフトしている。
【００４９】
図１４は、実施例９、実施例１０、実施例１１及び比較例９の残響室法吸音率の測定結果であり、比較のために実施例２及び比較例３の残響室法吸音率の測定結果と共に示す。
実施例１０はカバー材の通気度が低いため、実施例２、９、１１と比べて高周波域側で吸音率が向上している。比較例９は、カバー材が非通気性であるため、カバー材の無い比較例３と同様に高周波域側で吸音率が低い結果となった。
【００５０】
図１５は、実施例１２、比較例１０の残響室法吸音率の測定結果である。実施例１２と比較例１０は、実施例１と比較例２と同様の関係にあり、カバー材のない比較例１０に対し、実施例１２は、全周波数に渡って吸音率が数％高くなるとともに、１ｋＨｚ以上の高周波域が、数十％吸音率が高くなっている。
【００５１】
以上のように、本発明の複数の配置固定された膜振動吸音材の表面をカバー材で密着させて覆った吸音構造体は、厚みの増大を抑えながら、高周波域の吸音率を大きく向上できることに加え、中周波全域の吸音率も向上することができる。さらにカバー材を膜振動吸音材の表面に固定することで、中周波域のメインピークが低周波側にシフトできる。
【００５２】
本発明の吸音構造体は、以上の利点を生かし、例えば、建設機械のファンなどの騒音対策、工場における集塵機、空調機など各種モーター機械騒音対策、電気機器類の騒音対策、鉄道・新幹線などのデッキ、パンタグラフでの騒音対策などとして好適に活用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０，１００ 吸音構造体
１１，１１ 基材
２１ 膜振動吸音材
３１ 膜振動材
４１ カバー材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の表面に複数配置固定された膜振動吸音材と、前記複数の膜振動吸音材を覆うようにして設けられたカバー材とよりなり、
前記基材は、非通気性を有し、
前記膜振動吸音材は、非通気性のシートからなる膜振動材の片側に空気層を有するものからなると共に、前記空気層が前記基材側へ向けられ、かつ前記膜振動吸音材間に隙間を設けて前記基材の表面に配置固定され、
前記カバー材は、通気性のシートからなると共に、前記膜振動吸音材間の隙間を覆うようにして前記複数の膜振動吸音材における膜振動材の表面に配置され、当該カバー材の周縁が前記基材に固定されていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
前記カバー材の通気度が１〜１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓであることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記カバー材が前記膜振動吸音材における前記膜振動材の表面に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記膜振動吸音材は、屈曲により形成された凹部からなるセルを片面側に複数有する非通気性のシート成形体と、前記複数のセルの開口側を覆うように前記シート成形体に積層された前記膜振動材とよりなって、前記膜振動材が前記シート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分では前記シート成形体に固定されてないものからなり、
前記セルの部分が前記空気層であり、前記シート成形体が前記基材の表面に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記膜振動吸音材が、複数のセルを有するハニカム材の片面に前記膜振動材が積層され、前記膜振動材が前記ハニカム材の周縁で固定されると共に前記ハニカム材の内側では前記ハニカム材に固定されていないことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音構造体。
【請求項１】
基材と、前記基材の表面に複数配置固定された膜振動吸音材と、前記複数の膜振動吸音材を覆うようにして設けられたカバー材とよりなり、
前記基材は、非通気性を有し、
前記膜振動吸音材は、非通気性のシートからなる膜振動材の片側に空気層を有するものからなると共に、前記空気層が前記基材側へ向けられ、かつ前記膜振動吸音材間に隙間を設けて前記基材の表面に配置固定され、
前記カバー材は、通気性のシートからなると共に、前記膜振動吸音材間の隙間を覆うようにして前記複数の膜振動吸音材における膜振動材の表面に配置され、当該カバー材の周縁が前記基材に固定されていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
前記カバー材の通気度が１〜１００ｃｃ／ｃｍ２／ｓであることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記カバー材が前記膜振動吸音材における前記膜振動材の表面に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記膜振動吸音材は、屈曲により形成された凹部からなるセルを片面側に複数有する非通気性のシート成形体と、前記複数のセルの開口側を覆うように前記シート成形体に積層された前記膜振動材とよりなって、前記膜振動材が前記シート成形体の外周部で固定され、隣り合うセル間の部分では前記シート成形体に固定されてないものからなり、
前記セルの部分が前記空気層であり、前記シート成形体が前記基材の表面に固定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記膜振動吸音材が、複数のセルを有するハニカム材の片面に前記膜振動材が積層され、前記膜振動材が前記ハニカム材の周縁で固定されると共に前記ハニカム材の内側では前記ハニカム材に固定されていないことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸音構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−３１７０（Ｐ２０１２−３１７０Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４０１８５（Ｐ２０１０−１４０１８５）
【出願日】平成２２年６月２１日（２０１０．６．２１）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２１日（２０１０．６．２１）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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