遮音板及びこれを備えた遮音装置
【課題】特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果が得られる軽量な遮音板を提供すること。
【解決手段】動吸振器３が設けられた薄板からなる第１板状体１を備えた遮音板２０である。この遮音板２０の動吸振器３は、騒音源からの特定の周波数の音波により第１板状体１に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、第１板状体１に配置されている。
【解決手段】動吸振器３が設けられた薄板からなる第１板状体１を備えた遮音板２０である。この遮音板２０の動吸振器３は、騒音源からの特定の周波数の音波により第１板状体１に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、第１板状体１に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の周波数について高い遮音性能を発揮する遮音板に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械の遮音カバーなど、一般的に騒音対策として遮音板が広く用いられている。これら遮音板の遮音性能は、低い周波数の音に対して悪く、周波数が高くなるにつれて遮音性能が向上するという傾向をもっている。ここで、遮音板の遮音性能を目標値まで向上させるため、通常、板厚を厚くする方法や、中空部に空気層を設けた２重壁構造にする方法が採用されている。
【０００３】
しかし、遮音板の板厚を厚くすると重量の増加が問題となり、また、遮音板を２重壁構造にしても、重量の増加が問題となったり、２重の壁の連結部から振動が伝わって、目標の遮音性能が得られないといった問題がある。
【０００４】
これらの問題を解決するために、例えば、以下のような特許文献１に開示された技術がある。以下に、この既知の技術について説明する。
【０００５】
従来、壁体に動吸振器を取り付けた遮音仕切壁に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この遮音仕切壁は、バネ体に所定質量の錘を支持したものからなる動吸振器を壁体に取り付けた遮音仕切壁であって、且つ、この動吸振器は二重壁の空気層部に配置されている。そして、この遮音仕切壁を用いることで、音響の透過損失を大きくすることができ、低コストの遮音仕切壁を提供することができる、と称している。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−４４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された遮音仕切壁に関する技術は、低周波の共鳴透過（２重壁構造において遮音壁と中空部の空気の共振でおこる遮音性能の低下）の防止に使用されるものであり（特許文献１の第４図参照）、特定周波数の落ち込み（遮音性能の低下）を改善するにすぎない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果が得られる軽量な遮音板を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、特許文献１に記載されたような従来技術のように、共振現象を防ぐ目的の減衰のある動吸振器ではなく、外力による強制的な振動である強制振動を低減させるほぼ減衰のない動吸振器を、所定の間隔で遮音板に設けることにより、軽量な遮音板でも特定の周波数による振動をほぼ完全に静止させることができ、大幅な遮音効果が得られることを見出し、この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。
【００１０】
本発明に係る遮音板は、特定の周波数について高い遮音性能を発揮する遮音板に関する。そして、本発明に係る遮音板は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の遮音板は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る遮音板における第１の特徴は、動吸振器が設けられた薄板からなる第１板状体を備え、前記動吸振器は、騒音源からの特定の周波数の音波により前記第１板状体に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、前記第１板状体に配置されていることである。
【００１２】
この構成によると、動吸振器を、機械等の騒音源からの特定の周波数の音波（騒音）により第１板状体に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、薄板からなる第１板状体に配置することにより、第１板状体を備えた遮音板の振動を拘束し、遮音板からの透過音を減らすことが可能となる。よって、薄板からなる軽量な遮音板であっても、特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果を得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る遮音板における第２の特徴は、前記動吸振器は、前記屈曲波の１／４波長以下の間隔で前記第１板状体に配置されていることである。
【００１４】
この構成によると、動吸振器を、上記屈曲波の１／４波長以下の間隔で、第１板状体に配置することにより、第１板状体を備えた遮音板の振動をほぼ完全に拘束し、遮音板からの透過音を劇的に減らすことが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る遮音板における第３の特徴は、前記動吸振器は、前記第１板状体に設けられた半島形状の切り込み部と前記第１板状体とを連結する連結部同士が対向するように面対称に形成された一対の切り込み部として設けられていることである。
【００１６】
この構成によると、薄板からなる第１板状体に設けられた一対の切り込み部がバネ兼質量となるほぼ減衰のない動吸振器を形成する。このため、第１板状体に例えばバネや錘からなる動吸振器を別途取り付ける必要はない。よって、遮音板の軽量化に寄与すると共に、表面にバネや錘などの凸状物がないため取り扱い易く、スペースの有効利用にも繋がる。
【００１７】
また、本発明に係る遮音板における第４の特徴は、前記第１板状体に凹凸を設けたことである。
【００１８】
この構成によると、第１板状体を備えた遮音板の剛性が大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔を広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。
【００１９】
また、本発明に係る遮音板における第５の特徴は、前記第１板状体に、凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体を重ね合わせることにより形成されることである。
【００２０】
この構成によると、第１板状体及び第２板状体からなる遮音板の剛性が大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔を広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。また、動吸振器が上記のような半島形状の切り込み部からなる場合には、この半島形状の切り込み部を形成するスリット（切り込み）から漏れる音がなくなり、遮音性能をさらに向上させることができる。さらに、第１板状体と凹凸を設けた第２板状体との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能が向上するという効果もある。
【００２１】
また、本発明に係る遮音板における第６の特徴は、前記第１板状体に、平らな薄板からなる第３板状体を重ね合わせることにより形成されることである。
【００２２】
この構成によると、第１板状体及び第３板状体からなる遮音板の剛性が大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔を広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。また、動吸振器が上記のような半島形状の切り込み部からなる場合には、この半島形状の切り込み部を形成するスリット（切り込み）から漏れる音がなくなり、遮音性能をさらに向上させることができる。さらに、凹凸を設けた第１板状体と平らな第３板状体との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能が向上するという効果もある。
【００２３】
また、本発明に係る遮音板における第７の特徴は、凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体および平らな薄板からなる第３板状体のうちの少なくともいずれか一方と、複数の前記第１板状体とを重ね合わせることにより形成されることである。
【００２４】
この構成によると、遮音板の剛性がさらに大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔をさらに広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。また、動吸振器が上記のような半島形状の切り込み部からなる場合には、この半島形状の切り込み部を形成するスリット（切り込み）から漏れる音がなくなり、遮音性能をさらに向上させることができる。また、第２板状体または第３板状体と複数の第１板状体との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能が向上するという効果もある。
【００２５】
また、本発明に係る遮音板における第８の特徴は、前記複数の第１板状体のうち、一方の板状体に設けられた前記動吸振器と、他方の板状体に設けられた前記動吸振器とは、バネ定数および質量のうちの少なくともいずれかが相互に異なることである。
【００２６】
この構成によると、異なった遮音性に寄与する周波数を有する動吸振器を設けることができ、複数の周波数に効果のある遮音板を形成できる。
【００２７】
また本発明は、その第２の態様によれば、特定の周波数をもつ音波を発する騒音源と、当該騒音源を覆うように配置される前記遮音板とを備えた遮音装置である。本遮音装置によると、騒音源からの特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る遮音板２０を騒音源１００の周囲および上方に配置した遮音装置５０を示す概略図である。
【００３０】
図１に示すように、架台１０１上に機械等の騒音源１００が設置され、騒音源１００の周囲および上方に、本発明の第１実施形態に係る遮音板２０が、騒音源１００を覆うように配置されている。遮音装置５０は、架台１０１と、架台１０１上において騒音源１００を覆うように配置された遮音板２０とで構成される。そして、この遮音板２０は、動吸振器を形成する半島形状の複数の切り込み部（撓み片２）が設けられた薄板からなる第１板状体１であり、詳しくは後述するが、２つの撓み片２で形成された一対の切り込み部（動吸振器３）が、第１板状体１に所定の間隔で配置されている。また、動吸振器３を形成する一対の撓み片２の形状および寸法は、この撓み片２の固有振動数が、騒音源１００から発生する音波（騒音）の特定の周波数に一致するように設計される。これら構成により、騒音源１００から発生した特定の周波数をもつ音（騒音）は、遮音板２０によって遮音される。尚、第１板状体１に設ける動吸振器は、バネおよび錘からなる動吸振器であってもよい。
【００３１】
ここで、騒音源１００としては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やプリンタなどのＡＶ（Audio Visual）、ＯＡ（Office Automation）機器に搭載される、モータや歯車、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の高速回転する部品が挙げられる。そして、本発明の遮音板は、例えば、図１に示す遮音板２０のように、これら騒音源１００から発生する特定の周波数をもつ音（騒音）の遮音を目的とする遮音カバーとして用いられるものである。
【００３２】
次に、本発明に係る遮音板に設けられる動吸振器の最適な間隔について説明する。図２は、本発明に係る遮音板をモデル化した図である。
【００３３】
前記したように、本発明者らは、強制振動（外力による強制的な振動）を低減させるほぼ減衰のない動吸振器を、所定の間隔で遮音板に配置することにより、軽量な遮音板でも特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させることができ、大幅な遮音効果が得られることを見出した。
【００３４】
図２に示すように、遮音板モデル１３は、１枚の薄板１１と、バネおよび錘からなる減衰のない動吸振器１２とから構成される。そして、騒音源からの特定の周波数を有する音波Ａが遮音板モデル１３の一方から遮音板モデル１３に衝突し、遮音板モデル１３を透過した音波Ｂが遮音板モデル１３の他方へ伝わっていく。ここで、騒音源からの音波Ａによる遮音板モデル１３（遮音板）の振動数は、この音波Ａの周波数に等しい。また、この音波Ａにより遮音板モデル１３（遮音板）に生じる曲げの変形が伝わる波のことを屈曲波７１（曲げ波ともいう）といい、屈曲波７１の波長λは、λ＝ｖ／ｆ（式１）で表される。ここで、ｖは、遮音板モデル１３（遮音板）を伝わる屈曲波の速度であり、ｆは、音波Ａの周波数に等しい遮音板モデル１３（遮音板）の振動数である。屈曲波の速度ｖは、遮音板モデル１３（遮音板）の密度や剛性により決まるものであり、例えば、遮音板モデル１３（遮音板）の剛性が大きくなれば、遮音板モデル１３（遮音板）を伝わる屈曲波の速度ｖも速くなり、（式１）より、屈曲波７１の波長λは長くなる。
【００３５】
本発明者らは、動吸振器１２を薄板１１に配置した上記遮音板モデル１３と、比較対照として、動吸振器１２を全く配置していない薄板とを用いて、数値解析を行った。ここで、動吸振器１２は、薄板１１全面に縦横所定の間隔で配置されるものであり、また、この動吸振器１２は、図１に示すように、薄板に複数の一対の切り込み部（一対の撓み片２）を設けることより形成されるものであるため、薄板１１に配置される動吸振器１２の総重量を一定として解析している。
【００３６】
数値解析結果を図３に示す。図３は、図２に示す動吸振器１２の配置間隔と、遮音性能との関係を示す図である。図３における横軸は、遮音板モデル１３の屈曲波７１の波長λを１とした場合の動吸振器１２の配置間隔であり、縦軸は、比較対照である動吸振器１２を全く配置していない薄板からなる遮音板の透過損失に対する動吸振器１２を薄板１１に配置した上記遮音板モデル１３の透過損失の比から求めた遮音性能向上量[ｄＢ]である。
【００３７】
図３に示すように、屈曲波７１の波長λの１／２より狭い間隔で動吸振器１２を配置した場合に、遮音性能の向上が認められ、つまり、薄板１１の振動を拘束し遮音板モデル１３からの透過音を減らすことができている。また、屈曲波７１の波長λの１／４の間隔で動吸振器１２を配置したあたりから、最も遮音性能の向上量が大きくなり、屈曲波７１の波長λの１／４以下の間隔では、この最大の遮音性能向上量をそのまま維持できていることがわかる。尚、屈曲波７１の波長λの１／２より広い間隔で動吸振器１２を配置した場合には、遮音性能の向上効果は認められず、薄板１１に配置する動吸振器１２同士の間隔の設定が非常に重要であることが理解できる。
【００３８】
この数値解析結果をさらに詳細に説明すると、屈曲波７１の波長λの１／２より広い間隔で動吸振器１２を配置した場合は、元々薄板１１は共振していないので薄板１１の振動の形状が変化するだけで効果がないのである。また、動吸振器１２の配置間隔が屈曲波７１の波長λの１／２と等しい間隔では、元々共振していない薄板１１に共振現象を引き起こすため振動が増幅し、遮音性能が大きく低下する。尚、通常の共振対策の動吸振器は、共振する薄板１１の振動の腹を押さえるため、波長λの１／２と等しい間隔で用いられる。よって、従来の発想では、動吸振器１２の配置間隔を屈曲波７１の波長λの１／２より狭い間隔とするに至らなかった。
【００３９】
これに対し、屈曲波７１の波長λの１／２より狭い間隔で動吸振器１２を配置すると、薄板１１に共振が起こらない領域になり遮音性能が向上する。そして、動吸振器１２の配置間隔が屈曲波７１の波長λの１／４程度になると、薄板１１の剛性に対して振動拘束点が飽和し、遮音性能がピークに達するのである。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係る遮音板２０についてさらに詳しく説明する。図４は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板２０の概略図である。
【００４１】
図４に示すように、本実施形態に係る遮音板２０は、動吸振器を形成する半島形状の撓み片２が設けられた薄板からなる第１板状体１を備えている。そして、本撓み片２は、撓み片２と第１板状体１とを連結する連結部４同士が対向するように面対称に形成された動吸振器３として第１板状体１に設けられ、この動吸振器３は、騒音源１００からの特定の周波数の音波により第１板状体１に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波７１（図２参照）の１／４波長（１／４λ）の間隔で、第１板状体１の縦方向、ならびに横方向に均等に配置されている。また、動吸振器を形成する半島形状の撓み片２は、第１板状体１を貫通する切り込み６１を第１板状体１に入れることによって形成される。
【００４２】
そして、バネ兼質量となる一対の撓み片２（動吸振器３）の固有振動数が、騒音源１００からの音波の有する特定の周波数に一致するように、撓み片２の形状および寸法が決定されている。上記したように、動吸振器３は、撓み片２と第１板状体１とを連結する連結部４同士が対向するように面対称に形成されたものであるため、振動部である撓み片２の振動に伴ってこの二つの振動部の中心部にねじりモーメントが生じなくなり、第１板状体１の形状や寸法の影響を受けることなく、２つの撓み片２で形成された動吸振器３の形状および寸法により当該動吸振器３の固有振動数を設定できる。
【００４３】
また、動吸振器３の減衰特性としては、撓み片２に生じる変位と力との位相をδとすると、tanδ＝0.05以下となることが好ましい。第１板状体１の材料としては、鋼板、ステンレス板、アルミ板、銅板等の金属板やエンジニアリングプラスチック等の減衰の少ない弾性材料を使用することが好ましく、それにより、第１板状体１と撓み片２（又は、動吸振器３）との間で、振動の減衰を限りなく零に近づけることができる（後述する、第１板状体６（図６、９）、第２板状体８（図７、８、１０）、第３板状体９（図９）、第１板状体１’（図１０））においても同様）。
【００４４】
上記動吸振器３を、屈曲波７１の１／４波長（１／４λ）の間隔で、第１板状体１に配置することで、遮音性能の数値解析結果を示す図３から明らかなように、第１板状体１を備えた遮音板２０の振動をほぼ完全に拘束し、遮音板２０からの透過音を劇的に減らすことが可能となる。よって、本実施形態のような薄板からなる軽量な遮音板２０であっても、特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果を得ることができる。
【００４５】
屈曲波７１の波長λは、前記したように、遮音対象である音波の周波数と、遮音板２０の剛性等から定まる遮音板２０を伝わる屈曲波の速度から定まるものであり、また、動吸振器３の形状および寸法は、上記音波の周波数から決定されるものである。ここで、上記音波の周波数が低ければ、動吸振器３の固有振動数を上記音波の周波数に一致させるよう撓み片２の質量を増加させる方向であったり撓み片２のバネ定数を小さくする方向に、一方、上記音波の周波数が高ければ、撓み片２の質量を減少させる方向であったり撓み片２のバネ定数を大きくする方向に、撓み片２の形状および寸法を適宜調整する必要がある。これらより、所定の寸法を有する動吸振器３の相互の間隔としては、屈曲波７１の１／２０波長（１／２０λ）程度を下限値とすることが好ましい。また、前記したように、動吸振器３は、例えばバネおよび錘からなる動吸振器であってもよいが、動吸振器３の間隔が屈曲波７１の１／２０波長未満では、動吸振器３が密集し過ぎる場合がある。
【００４６】
よって、本実施形態に係る動吸振器３は、第１板状体１に生じる屈曲波７１の１／２０波長以上、１／２波長未満の間隔で第１板状体１に配置されていることが好ましい。さらに好ましくは、第１板状体１に生じる屈曲波７１の１／２０波長以上、１／４波長以下の間隔で１板状体１に配置されていることである。尚、低周波の音波を遮音対象とする場合には、動吸振器３の相互の間隔を確保するために、撓み片２の寸法を適宜小さくした上で、撓み片２の質量を増加させて動吸振器の固有振動数を下げるために、各撓み片２に一定の質量の板状片などからなる錘を取り付けてもよい。
【００４７】
また、動吸振器３の相互の間隔を確保するための方法としては、例えば、図５に示す方法もある。図５は、図４に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板２０の変形例を示す概略図である。尚、本変形例の説明においては、前記の実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
動吸振器３を第１板状体１に設ける場合、前記したように、遮音対象である音波の周波数などの条件によって撓み片２の質量を大きくしたり小さくしたり調整するなどの必要があるため、隣り合う動吸振器３が互いに干渉してしまう場合がある。そこで、図５に示すように、本実施形態に係る遮音板２１では、長手方向を有する動吸振器３を、その長手方向に沿って一直線上に配置するのではなく、斜めに配置することによって、長手方向に隣り合う動吸振器３同士の干渉を防止できるようにしている。
【００４９】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る遮音板２２を示す概略図である。図５に示す上記第１実施形態の変形例である遮音板２１は、動吸振器３を配置する向きに工夫をしたものであるが、本実施形態に係る遮音板２２は、動吸振器３を配置する第１板状体６自体に工夫をしたものである。尚、本実施形態の説明においては、前記の実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する（以下の他の実施形態においても同様）。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態に係る遮音板２２は、第１板状体６を備え、この第１板状体６は複数の屈曲部６ａを有している。各屈曲部６ａは、特定方向（図では上下方向（Ｃ方向））に延びる凹部（裏面から見れば凸部）を形成するように第１板状体６が屈曲した部位であり、これらの屈曲部６ａがその長手方向と直交する方向（図では左右方向）に所定の間隔（ここでは屈曲波７１の１／４波長間隔）で並んでいる。これにより、前記Ｃ方向の第１板状体６の曲げ剛性が増大する。第１板状体６の曲げ剛性が増大すると、第１板状体６を伝わる当該Ｃ方向の屈曲波の速度ｖも大きくなり、前記したように、λ＝ｖ／ｆ（式１）で表される第１板状体６に生じる屈曲波７１の波長λが長くなる。よって、図６に示すように、半島形状の撓み片２からなる動吸振器３の配置間隔を広くすることができ、動吸振器３の配置が容易となる。
【００５１】
尚、第１板状体６に、上記屈曲部６ａと交わるように、Ｃ方向に対して直交する方向に沿って所定の間隔でさらに屈曲部６ａを設ければ、第１板状体６のＣ方向に対して直交する方向の曲げ剛性も増大する。また、上記屈曲部６ａの間隔は、屈曲波７１の１／４波長間隔に限られるものではなく、必要とする曲げ剛性などに応じて適宜決定することができるものである。また、第１板状体６に設けられる屈曲部６ａは、図６のような直線状の凹凸に限られることはなく、例えば複数の窪み状の凹凸を形成するものとしてもよい。
【００５２】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る遮音板２３を示す概略図である。図７に示すように、本実施形態に係る遮音板２３は、動吸振器３が屈曲波７１の１／４波長間隔で設けられた第１板状体１に、特定方向（図では上下方向（Ｄ方向））に延びる凸部（裏面から見れば凹部）を形成するように屈曲する屈曲部８ａが設けられた第２板状体８を重ね合わせることにより形成されている。ここで、第１板状体１と第２板状体８とは、例えば、溶接やビス留め等により結合される（不図示）。また、前記屈曲部８ａの長手方向と、前記第１板状体１に設けられた動吸振器３の長手方向（撓み片２が並ぶ方向）とは互いに平行となっている。
【００５３】
第１板状体１と第２板状体８とを重ね合わせて遮音板２３を形成することにより、遮音板２３の曲げ剛性は、第２板状体８のＥ方向にも、Ｅ方向に直交するＤ方向にも増大する。また、第２板状体８に設けられた屈曲部８ａにより、Ｄ方向の遮音板２３の曲げ剛性は、Ｅ方向よりもさらに増大する。よって、第１板状体１（遮音板２３）に生じる屈曲波７１の波長λは、上記第２実施形態での説明と同様の原理で長くなる。つまり、半島形状の撓み片２からなる動吸振器３の配置間隔を広くすることができ、動吸振器３の配置が容易となる。尚、本実施形態においては、Ｅ方向よりも動吸振器３の長手方向であるＤ方向の方が、動吸振器３の配置間隔をより広くすることができる。尚、第２実施形態と同様、上記屈曲部８ａに直交する方向にさらに屈曲部８ａを設けてもよいし、また、上記屈曲部８ａは複数の窪み状の凹凸を形成するものであってもよい。
【００５４】
また、第２板状体８には、切り込み等の第２板状体８を厚さ方向に貫通するような加工は施されていない。そして、騒音源からの音波が、遮音板２３を形成する第１板状体１側から遮音板２３に向かってくるように、遮音板２３は配置される。よって、第１板状体１に設けられた撓み片２を形成するスリット（切り込み６１（図４参照））から漏れる音がなくなり、遮音板２３の遮音性能は、さらに向上する。また、第１板状体１と屈曲部８ａを設けた第２板状体８との間の空気層７と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能がさらに向上するという効果もある。尚、騒音源からの音波が、遮音板２３を形成する第２板状体８側から遮音板２３に向かってくるように、遮音板２３が配置されてもよい。
【００５５】
また、本発明において、各屈曲部が形成する凹部または凸部の形状は直線状に限らず、またその配列態様も限定されない。図８は、第１板状体１に対して平行に配される第２板状体８が複数の屈曲部８ｂを有し、それぞれの屈曲部８ｂが前記第１板状体１からみて適当な閉曲線（図例では小判状）の輪郭をもつ凸部（第２板状体８の反対の側からみると窪み）を形成する例を示したものである。この例では、第１板状体１に複数の動吸振器３が形成され、これらの動吸振器３が千鳥状に並ぶ一方、前記第２板状体８の屈曲部８ｂも千鳥状に並んでおり、これらの屈曲部８ｂが互いに隣接する動吸振器３同士の間に位置するように、両板状体１、８が配置されている。
この例に示されるように、本発明に係る屈曲部は、複数の方向に間欠的に並ぶ複数の位置に形成されてその形成位置で互いに独立する凸部または凹部を形成するものであってもよい。
【００５６】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る遮音板２４を示す概略図である。図９に示すように、本実施形態に係る遮音板２４は、動吸振器３が屈曲波７１の１／４波長間隔で設けられ、且つ該動吸振器３の長手方向と平行な方向に延びる凹部（または凸部）を形成する複数の屈曲部６ａが当該長手方向と直交する方向に所定の間隔をおいて形成された第１板状体６に、平らな薄板からなる第３板状体９を重ね合わせることにより形成されている。ここで、第１板状体６と第３板状体９とは、例えば、溶接やビス留め等により結合される（不図示）。
【００５７】
上記第３実施形態と同様に、第１板状体６と第３板状体９とを重ね合わせて遮音板２４を形成することにより、遮音板２４の曲げ剛性は、第１板状体６の屈曲部６ａが繰り返される方向であるＦ方向にも、Ｆ方向に直交するＧ方向にも増大する。また、第１板状体６に設けられた屈曲部６ａにより、Ｆ方向の遮音板２４の曲げ剛性は、Ｇ方向よりもさらに増大する。よって、第１板状体６（遮音板２４）に生じる屈曲波７１の波長λは、上記第１、第２実施形態での説明と同様の原理で長くなる。つまり、半島形状の撓み片２からなる動吸振器３の配置間隔を広くすることができ、動吸振器３の配置が容易となる。尚、本実施形態においては、Ｇ方向よりも動吸振器３の長手方向であるＦ方向の方が、動吸振器３の配置間隔をより広くすることができる。尚、第２、３実施形態と同様、上記屈曲部６ａに直交する方向にさらに屈曲部６ａを設けてもよいし、また、上記屈曲部６ａは複数の窪み状の凹凸を形成するものであってもよい。
【００５８】
また、第３板状体９には、切り込み等の第３板状体９を厚さ方向に貫通するような加工は施されていない。そして、騒音源からの音波が、遮音板２４を形成する第１板状体６側から遮音板２４に向かってくるように、遮音板２４は配置される。よって、第１板状体６に設けられた撓み片２を形成するスリット（切り込み６１（図４参照））から漏れる音がなくなり、遮音板２４の遮音性能は、さらに向上する。また、屈曲部６ａを設けた第１板状体６と平らな第３板状体９との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能がさらに向上するという効果もある。尚、騒音源からの音波が、遮音板２４を形成する第３板状体９側から遮音板２４に向かってくるように、遮音板２４が配置されてもよい。
【００５９】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る遮音板２５を示す概略図である。図１０に示すように、本実施形態に係る遮音板２５は、動吸振器３が設けられた第１板状体１と、特定方向（図では上下方向）に延びる凸部（裏面から見れば凹部）を形成するように屈曲する屈曲部８ａが設けられた第２板状体８と、動吸振器３と異なる寸法（動吸振器３より小さい寸法）の動吸振器３’が設けられた第１板状体１’とを重ね合わせることにより形成されている。尚、同一の第１板状体１に設けられた動吸振器３の形状および寸法は、全てほぼ同一であり、同様に、同一の第１板状体１’に設けられた動吸振器３’の形状および寸法も、全てほぼ同一である。
【００６０】
ここで、第１板状体１’に設けられた動吸振器３’の質量は、第１板状体１に設けられた動吸振器３の質量と異なる。これにより、第１板状体１に設けられた動吸振器３の遮音性能に寄与する周波数と、第１板状体１’に設けられた動吸振器３’の遮音性能に寄与する周波数とは異なるものとなる。このため、第１板状体１、１’には、それぞれの動吸振器３、３’に対応する周波数の音波により板状体に生じる屈曲波の波長（λ１、λ２）の１／４波長間隔で動吸振器３、３’が設けられている。これにより、本実施形態の遮音板２５は、複数の周波数を有する音波（騒音）に効果のある遮音板となる。
【００６１】
尚、第１板状体１に設けられた動吸振器３と、第１板状体１’に設けられた動吸振器３’とは、互いに寸法を異なるようにするだけでなく、形状を異なるようにしてもよいし、形状および寸法のいずれも異なるようにしてもよい。これにより、バネ兼質量である一対の切り込み部からなる動吸振器のバネ定数、質量が変化し、複数の周波数で効果が出る遮音板を形成することができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る遮音板を騒音源の周囲および上方に配置した遮音装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係る遮音板をモデル化した図である。
【図３】図２に示す動吸振器の配置間隔と、遮音性能との関係を示す図である。
【図４】図１に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板の概略図である。
【図５】図４に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板の変形例を示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る遮音板の変形例を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 第１板状体
２ 撓み片（切り込み部）
３ 動吸振器（一対の切り込み部）
４ 連結部
８ 第２板状体
９ 第３板状体
２０ 遮音板
５０ 遮音装置
７１ 屈曲波
１００ 騒音源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の周波数について高い遮音性能を発揮する遮音板に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械の遮音カバーなど、一般的に騒音対策として遮音板が広く用いられている。これら遮音板の遮音性能は、低い周波数の音に対して悪く、周波数が高くなるにつれて遮音性能が向上するという傾向をもっている。ここで、遮音板の遮音性能を目標値まで向上させるため、通常、板厚を厚くする方法や、中空部に空気層を設けた２重壁構造にする方法が採用されている。
【０００３】
しかし、遮音板の板厚を厚くすると重量の増加が問題となり、また、遮音板を２重壁構造にしても、重量の増加が問題となったり、２重の壁の連結部から振動が伝わって、目標の遮音性能が得られないといった問題がある。
【０００４】
これらの問題を解決するために、例えば、以下のような特許文献１に開示された技術がある。以下に、この既知の技術について説明する。
【０００５】
従来、壁体に動吸振器を取り付けた遮音仕切壁に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この遮音仕切壁は、バネ体に所定質量の錘を支持したものからなる動吸振器を壁体に取り付けた遮音仕切壁であって、且つ、この動吸振器は二重壁の空気層部に配置されている。そして、この遮音仕切壁を用いることで、音響の透過損失を大きくすることができ、低コストの遮音仕切壁を提供することができる、と称している。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−４４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された遮音仕切壁に関する技術は、低周波の共鳴透過（２重壁構造において遮音壁と中空部の空気の共振でおこる遮音性能の低下）の防止に使用されるものであり（特許文献１の第４図参照）、特定周波数の落ち込み（遮音性能の低下）を改善するにすぎない。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果が得られる軽量な遮音板を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、特許文献１に記載されたような従来技術のように、共振現象を防ぐ目的の減衰のある動吸振器ではなく、外力による強制的な振動である強制振動を低減させるほぼ減衰のない動吸振器を、所定の間隔で遮音板に設けることにより、軽量な遮音板でも特定の周波数による振動をほぼ完全に静止させることができ、大幅な遮音効果が得られることを見出し、この知見に基づき本発明が完成するに至ったのである。
【００１０】
本発明に係る遮音板は、特定の周波数について高い遮音性能を発揮する遮音板に関する。そして、本発明に係る遮音板は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の遮音板は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る遮音板における第１の特徴は、動吸振器が設けられた薄板からなる第１板状体を備え、前記動吸振器は、騒音源からの特定の周波数の音波により前記第１板状体に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、前記第１板状体に配置されていることである。
【００１２】
この構成によると、動吸振器を、機械等の騒音源からの特定の周波数の音波（騒音）により第１板状体に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、薄板からなる第１板状体に配置することにより、第１板状体を備えた遮音板の振動を拘束し、遮音板からの透過音を減らすことが可能となる。よって、薄板からなる軽量な遮音板であっても、特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果を得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る遮音板における第２の特徴は、前記動吸振器は、前記屈曲波の１／４波長以下の間隔で前記第１板状体に配置されていることである。
【００１４】
この構成によると、動吸振器を、上記屈曲波の１／４波長以下の間隔で、第１板状体に配置することにより、第１板状体を備えた遮音板の振動をほぼ完全に拘束し、遮音板からの透過音を劇的に減らすことが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る遮音板における第３の特徴は、前記動吸振器は、前記第１板状体に設けられた半島形状の切り込み部と前記第１板状体とを連結する連結部同士が対向するように面対称に形成された一対の切り込み部として設けられていることである。
【００１６】
この構成によると、薄板からなる第１板状体に設けられた一対の切り込み部がバネ兼質量となるほぼ減衰のない動吸振器を形成する。このため、第１板状体に例えばバネや錘からなる動吸振器を別途取り付ける必要はない。よって、遮音板の軽量化に寄与すると共に、表面にバネや錘などの凸状物がないため取り扱い易く、スペースの有効利用にも繋がる。
【００１７】
また、本発明に係る遮音板における第４の特徴は、前記第１板状体に凹凸を設けたことである。
【００１８】
この構成によると、第１板状体を備えた遮音板の剛性が大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔を広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。
【００１９】
また、本発明に係る遮音板における第５の特徴は、前記第１板状体に、凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体を重ね合わせることにより形成されることである。
【００２０】
この構成によると、第１板状体及び第２板状体からなる遮音板の剛性が大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔を広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。また、動吸振器が上記のような半島形状の切り込み部からなる場合には、この半島形状の切り込み部を形成するスリット（切り込み）から漏れる音がなくなり、遮音性能をさらに向上させることができる。さらに、第１板状体と凹凸を設けた第２板状体との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能が向上するという効果もある。
【００２１】
また、本発明に係る遮音板における第６の特徴は、前記第１板状体に、平らな薄板からなる第３板状体を重ね合わせることにより形成されることである。
【００２２】
この構成によると、第１板状体及び第３板状体からなる遮音板の剛性が大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔を広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。また、動吸振器が上記のような半島形状の切り込み部からなる場合には、この半島形状の切り込み部を形成するスリット（切り込み）から漏れる音がなくなり、遮音性能をさらに向上させることができる。さらに、凹凸を設けた第１板状体と平らな第３板状体との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能が向上するという効果もある。
【００２３】
また、本発明に係る遮音板における第７の特徴は、凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体および平らな薄板からなる第３板状体のうちの少なくともいずれか一方と、複数の前記第１板状体とを重ね合わせることにより形成されることである。
【００２４】
この構成によると、遮音板の剛性がさらに大きくなる。これにより、遮音板を伝わる上記屈曲波の波長が長くなり上記動吸振器の配置間隔をさらに広くすることが可能となって、動吸振器の配置が容易となる。また、動吸振器が上記のような半島形状の切り込み部からなる場合には、この半島形状の切り込み部を形成するスリット（切り込み）から漏れる音がなくなり、遮音性能をさらに向上させることができる。また、第２板状体または第３板状体と複数の第１板状体との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能が向上するという効果もある。
【００２５】
また、本発明に係る遮音板における第８の特徴は、前記複数の第１板状体のうち、一方の板状体に設けられた前記動吸振器と、他方の板状体に設けられた前記動吸振器とは、バネ定数および質量のうちの少なくともいずれかが相互に異なることである。
【００２６】
この構成によると、異なった遮音性に寄与する周波数を有する動吸振器を設けることができ、複数の周波数に効果のある遮音板を形成できる。
【００２７】
また本発明は、その第２の態様によれば、特定の周波数をもつ音波を発する騒音源と、当該騒音源を覆うように配置される前記遮音板とを備えた遮音装置である。本遮音装置によると、騒音源からの特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る遮音板２０を騒音源１００の周囲および上方に配置した遮音装置５０を示す概略図である。
【００３０】
図１に示すように、架台１０１上に機械等の騒音源１００が設置され、騒音源１００の周囲および上方に、本発明の第１実施形態に係る遮音板２０が、騒音源１００を覆うように配置されている。遮音装置５０は、架台１０１と、架台１０１上において騒音源１００を覆うように配置された遮音板２０とで構成される。そして、この遮音板２０は、動吸振器を形成する半島形状の複数の切り込み部（撓み片２）が設けられた薄板からなる第１板状体１であり、詳しくは後述するが、２つの撓み片２で形成された一対の切り込み部（動吸振器３）が、第１板状体１に所定の間隔で配置されている。また、動吸振器３を形成する一対の撓み片２の形状および寸法は、この撓み片２の固有振動数が、騒音源１００から発生する音波（騒音）の特定の周波数に一致するように設計される。これら構成により、騒音源１００から発生した特定の周波数をもつ音（騒音）は、遮音板２０によって遮音される。尚、第１板状体１に設ける動吸振器は、バネおよび錘からなる動吸振器であってもよい。
【００３１】
ここで、騒音源１００としては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やプリンタなどのＡＶ（Audio Visual）、ＯＡ（Office Automation）機器に搭載される、モータや歯車、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の高速回転する部品が挙げられる。そして、本発明の遮音板は、例えば、図１に示す遮音板２０のように、これら騒音源１００から発生する特定の周波数をもつ音（騒音）の遮音を目的とする遮音カバーとして用いられるものである。
【００３２】
次に、本発明に係る遮音板に設けられる動吸振器の最適な間隔について説明する。図２は、本発明に係る遮音板をモデル化した図である。
【００３３】
前記したように、本発明者らは、強制振動（外力による強制的な振動）を低減させるほぼ減衰のない動吸振器を、所定の間隔で遮音板に配置することにより、軽量な遮音板でも特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させることができ、大幅な遮音効果が得られることを見出した。
【００３４】
図２に示すように、遮音板モデル１３は、１枚の薄板１１と、バネおよび錘からなる減衰のない動吸振器１２とから構成される。そして、騒音源からの特定の周波数を有する音波Ａが遮音板モデル１３の一方から遮音板モデル１３に衝突し、遮音板モデル１３を透過した音波Ｂが遮音板モデル１３の他方へ伝わっていく。ここで、騒音源からの音波Ａによる遮音板モデル１３（遮音板）の振動数は、この音波Ａの周波数に等しい。また、この音波Ａにより遮音板モデル１３（遮音板）に生じる曲げの変形が伝わる波のことを屈曲波７１（曲げ波ともいう）といい、屈曲波７１の波長λは、λ＝ｖ／ｆ（式１）で表される。ここで、ｖは、遮音板モデル１３（遮音板）を伝わる屈曲波の速度であり、ｆは、音波Ａの周波数に等しい遮音板モデル１３（遮音板）の振動数である。屈曲波の速度ｖは、遮音板モデル１３（遮音板）の密度や剛性により決まるものであり、例えば、遮音板モデル１３（遮音板）の剛性が大きくなれば、遮音板モデル１３（遮音板）を伝わる屈曲波の速度ｖも速くなり、（式１）より、屈曲波７１の波長λは長くなる。
【００３５】
本発明者らは、動吸振器１２を薄板１１に配置した上記遮音板モデル１３と、比較対照として、動吸振器１２を全く配置していない薄板とを用いて、数値解析を行った。ここで、動吸振器１２は、薄板１１全面に縦横所定の間隔で配置されるものであり、また、この動吸振器１２は、図１に示すように、薄板に複数の一対の切り込み部（一対の撓み片２）を設けることより形成されるものであるため、薄板１１に配置される動吸振器１２の総重量を一定として解析している。
【００３６】
数値解析結果を図３に示す。図３は、図２に示す動吸振器１２の配置間隔と、遮音性能との関係を示す図である。図３における横軸は、遮音板モデル１３の屈曲波７１の波長λを１とした場合の動吸振器１２の配置間隔であり、縦軸は、比較対照である動吸振器１２を全く配置していない薄板からなる遮音板の透過損失に対する動吸振器１２を薄板１１に配置した上記遮音板モデル１３の透過損失の比から求めた遮音性能向上量[ｄＢ]である。
【００３７】
図３に示すように、屈曲波７１の波長λの１／２より狭い間隔で動吸振器１２を配置した場合に、遮音性能の向上が認められ、つまり、薄板１１の振動を拘束し遮音板モデル１３からの透過音を減らすことができている。また、屈曲波７１の波長λの１／４の間隔で動吸振器１２を配置したあたりから、最も遮音性能の向上量が大きくなり、屈曲波７１の波長λの１／４以下の間隔では、この最大の遮音性能向上量をそのまま維持できていることがわかる。尚、屈曲波７１の波長λの１／２より広い間隔で動吸振器１２を配置した場合には、遮音性能の向上効果は認められず、薄板１１に配置する動吸振器１２同士の間隔の設定が非常に重要であることが理解できる。
【００３８】
この数値解析結果をさらに詳細に説明すると、屈曲波７１の波長λの１／２より広い間隔で動吸振器１２を配置した場合は、元々薄板１１は共振していないので薄板１１の振動の形状が変化するだけで効果がないのである。また、動吸振器１２の配置間隔が屈曲波７１の波長λの１／２と等しい間隔では、元々共振していない薄板１１に共振現象を引き起こすため振動が増幅し、遮音性能が大きく低下する。尚、通常の共振対策の動吸振器は、共振する薄板１１の振動の腹を押さえるため、波長λの１／２と等しい間隔で用いられる。よって、従来の発想では、動吸振器１２の配置間隔を屈曲波７１の波長λの１／２より狭い間隔とするに至らなかった。
【００３９】
これに対し、屈曲波７１の波長λの１／２より狭い間隔で動吸振器１２を配置すると、薄板１１に共振が起こらない領域になり遮音性能が向上する。そして、動吸振器１２の配置間隔が屈曲波７１の波長λの１／４程度になると、薄板１１の剛性に対して振動拘束点が飽和し、遮音性能がピークに達するのである。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係る遮音板２０についてさらに詳しく説明する。図４は、図１に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板２０の概略図である。
【００４１】
図４に示すように、本実施形態に係る遮音板２０は、動吸振器を形成する半島形状の撓み片２が設けられた薄板からなる第１板状体１を備えている。そして、本撓み片２は、撓み片２と第１板状体１とを連結する連結部４同士が対向するように面対称に形成された動吸振器３として第１板状体１に設けられ、この動吸振器３は、騒音源１００からの特定の周波数の音波により第１板状体１に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波７１（図２参照）の１／４波長（１／４λ）の間隔で、第１板状体１の縦方向、ならびに横方向に均等に配置されている。また、動吸振器を形成する半島形状の撓み片２は、第１板状体１を貫通する切り込み６１を第１板状体１に入れることによって形成される。
【００４２】
そして、バネ兼質量となる一対の撓み片２（動吸振器３）の固有振動数が、騒音源１００からの音波の有する特定の周波数に一致するように、撓み片２の形状および寸法が決定されている。上記したように、動吸振器３は、撓み片２と第１板状体１とを連結する連結部４同士が対向するように面対称に形成されたものであるため、振動部である撓み片２の振動に伴ってこの二つの振動部の中心部にねじりモーメントが生じなくなり、第１板状体１の形状や寸法の影響を受けることなく、２つの撓み片２で形成された動吸振器３の形状および寸法により当該動吸振器３の固有振動数を設定できる。
【００４３】
また、動吸振器３の減衰特性としては、撓み片２に生じる変位と力との位相をδとすると、tanδ＝0.05以下となることが好ましい。第１板状体１の材料としては、鋼板、ステンレス板、アルミ板、銅板等の金属板やエンジニアリングプラスチック等の減衰の少ない弾性材料を使用することが好ましく、それにより、第１板状体１と撓み片２（又は、動吸振器３）との間で、振動の減衰を限りなく零に近づけることができる（後述する、第１板状体６（図６、９）、第２板状体８（図７、８、１０）、第３板状体９（図９）、第１板状体１’（図１０））においても同様）。
【００４４】
上記動吸振器３を、屈曲波７１の１／４波長（１／４λ）の間隔で、第１板状体１に配置することで、遮音性能の数値解析結果を示す図３から明らかなように、第１板状体１を備えた遮音板２０の振動をほぼ完全に拘束し、遮音板２０からの透過音を劇的に減らすことが可能となる。よって、本実施形態のような薄板からなる軽量な遮音板２０であっても、特定の周波数の音波による振動をほぼ完全に静止させ、大幅な遮音効果を得ることができる。
【００４５】
屈曲波７１の波長λは、前記したように、遮音対象である音波の周波数と、遮音板２０の剛性等から定まる遮音板２０を伝わる屈曲波の速度から定まるものであり、また、動吸振器３の形状および寸法は、上記音波の周波数から決定されるものである。ここで、上記音波の周波数が低ければ、動吸振器３の固有振動数を上記音波の周波数に一致させるよう撓み片２の質量を増加させる方向であったり撓み片２のバネ定数を小さくする方向に、一方、上記音波の周波数が高ければ、撓み片２の質量を減少させる方向であったり撓み片２のバネ定数を大きくする方向に、撓み片２の形状および寸法を適宜調整する必要がある。これらより、所定の寸法を有する動吸振器３の相互の間隔としては、屈曲波７１の１／２０波長（１／２０λ）程度を下限値とすることが好ましい。また、前記したように、動吸振器３は、例えばバネおよび錘からなる動吸振器であってもよいが、動吸振器３の間隔が屈曲波７１の１／２０波長未満では、動吸振器３が密集し過ぎる場合がある。
【００４６】
よって、本実施形態に係る動吸振器３は、第１板状体１に生じる屈曲波７１の１／２０波長以上、１／２波長未満の間隔で第１板状体１に配置されていることが好ましい。さらに好ましくは、第１板状体１に生じる屈曲波７１の１／２０波長以上、１／４波長以下の間隔で１板状体１に配置されていることである。尚、低周波の音波を遮音対象とする場合には、動吸振器３の相互の間隔を確保するために、撓み片２の寸法を適宜小さくした上で、撓み片２の質量を増加させて動吸振器の固有振動数を下げるために、各撓み片２に一定の質量の板状片などからなる錘を取り付けてもよい。
【００４７】
また、動吸振器３の相互の間隔を確保するための方法としては、例えば、図５に示す方法もある。図５は、図４に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板２０の変形例を示す概略図である。尚、本変形例の説明においては、前記の実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
動吸振器３を第１板状体１に設ける場合、前記したように、遮音対象である音波の周波数などの条件によって撓み片２の質量を大きくしたり小さくしたり調整するなどの必要があるため、隣り合う動吸振器３が互いに干渉してしまう場合がある。そこで、図５に示すように、本実施形態に係る遮音板２１では、長手方向を有する動吸振器３を、その長手方向に沿って一直線上に配置するのではなく、斜めに配置することによって、長手方向に隣り合う動吸振器３同士の干渉を防止できるようにしている。
【００４９】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る遮音板２２を示す概略図である。図５に示す上記第１実施形態の変形例である遮音板２１は、動吸振器３を配置する向きに工夫をしたものであるが、本実施形態に係る遮音板２２は、動吸振器３を配置する第１板状体６自体に工夫をしたものである。尚、本実施形態の説明においては、前記の実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略する（以下の他の実施形態においても同様）。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態に係る遮音板２２は、第１板状体６を備え、この第１板状体６は複数の屈曲部６ａを有している。各屈曲部６ａは、特定方向（図では上下方向（Ｃ方向））に延びる凹部（裏面から見れば凸部）を形成するように第１板状体６が屈曲した部位であり、これらの屈曲部６ａがその長手方向と直交する方向（図では左右方向）に所定の間隔（ここでは屈曲波７１の１／４波長間隔）で並んでいる。これにより、前記Ｃ方向の第１板状体６の曲げ剛性が増大する。第１板状体６の曲げ剛性が増大すると、第１板状体６を伝わる当該Ｃ方向の屈曲波の速度ｖも大きくなり、前記したように、λ＝ｖ／ｆ（式１）で表される第１板状体６に生じる屈曲波７１の波長λが長くなる。よって、図６に示すように、半島形状の撓み片２からなる動吸振器３の配置間隔を広くすることができ、動吸振器３の配置が容易となる。
【００５１】
尚、第１板状体６に、上記屈曲部６ａと交わるように、Ｃ方向に対して直交する方向に沿って所定の間隔でさらに屈曲部６ａを設ければ、第１板状体６のＣ方向に対して直交する方向の曲げ剛性も増大する。また、上記屈曲部６ａの間隔は、屈曲波７１の１／４波長間隔に限られるものではなく、必要とする曲げ剛性などに応じて適宜決定することができるものである。また、第１板状体６に設けられる屈曲部６ａは、図６のような直線状の凹凸に限られることはなく、例えば複数の窪み状の凹凸を形成するものとしてもよい。
【００５２】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る遮音板２３を示す概略図である。図７に示すように、本実施形態に係る遮音板２３は、動吸振器３が屈曲波７１の１／４波長間隔で設けられた第１板状体１に、特定方向（図では上下方向（Ｄ方向））に延びる凸部（裏面から見れば凹部）を形成するように屈曲する屈曲部８ａが設けられた第２板状体８を重ね合わせることにより形成されている。ここで、第１板状体１と第２板状体８とは、例えば、溶接やビス留め等により結合される（不図示）。また、前記屈曲部８ａの長手方向と、前記第１板状体１に設けられた動吸振器３の長手方向（撓み片２が並ぶ方向）とは互いに平行となっている。
【００５３】
第１板状体１と第２板状体８とを重ね合わせて遮音板２３を形成することにより、遮音板２３の曲げ剛性は、第２板状体８のＥ方向にも、Ｅ方向に直交するＤ方向にも増大する。また、第２板状体８に設けられた屈曲部８ａにより、Ｄ方向の遮音板２３の曲げ剛性は、Ｅ方向よりもさらに増大する。よって、第１板状体１（遮音板２３）に生じる屈曲波７１の波長λは、上記第２実施形態での説明と同様の原理で長くなる。つまり、半島形状の撓み片２からなる動吸振器３の配置間隔を広くすることができ、動吸振器３の配置が容易となる。尚、本実施形態においては、Ｅ方向よりも動吸振器３の長手方向であるＤ方向の方が、動吸振器３の配置間隔をより広くすることができる。尚、第２実施形態と同様、上記屈曲部８ａに直交する方向にさらに屈曲部８ａを設けてもよいし、また、上記屈曲部８ａは複数の窪み状の凹凸を形成するものであってもよい。
【００５４】
また、第２板状体８には、切り込み等の第２板状体８を厚さ方向に貫通するような加工は施されていない。そして、騒音源からの音波が、遮音板２３を形成する第１板状体１側から遮音板２３に向かってくるように、遮音板２３は配置される。よって、第１板状体１に設けられた撓み片２を形成するスリット（切り込み６１（図４参照））から漏れる音がなくなり、遮音板２３の遮音性能は、さらに向上する。また、第１板状体１と屈曲部８ａを設けた第２板状体８との間の空気層７と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能がさらに向上するという効果もある。尚、騒音源からの音波が、遮音板２３を形成する第２板状体８側から遮音板２３に向かってくるように、遮音板２３が配置されてもよい。
【００５５】
また、本発明において、各屈曲部が形成する凹部または凸部の形状は直線状に限らず、またその配列態様も限定されない。図８は、第１板状体１に対して平行に配される第２板状体８が複数の屈曲部８ｂを有し、それぞれの屈曲部８ｂが前記第１板状体１からみて適当な閉曲線（図例では小判状）の輪郭をもつ凸部（第２板状体８の反対の側からみると窪み）を形成する例を示したものである。この例では、第１板状体１に複数の動吸振器３が形成され、これらの動吸振器３が千鳥状に並ぶ一方、前記第２板状体８の屈曲部８ｂも千鳥状に並んでおり、これらの屈曲部８ｂが互いに隣接する動吸振器３同士の間に位置するように、両板状体１、８が配置されている。
この例に示されるように、本発明に係る屈曲部は、複数の方向に間欠的に並ぶ複数の位置に形成されてその形成位置で互いに独立する凸部または凹部を形成するものであってもよい。
【００５６】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る遮音板２４を示す概略図である。図９に示すように、本実施形態に係る遮音板２４は、動吸振器３が屈曲波７１の１／４波長間隔で設けられ、且つ該動吸振器３の長手方向と平行な方向に延びる凹部（または凸部）を形成する複数の屈曲部６ａが当該長手方向と直交する方向に所定の間隔をおいて形成された第１板状体６に、平らな薄板からなる第３板状体９を重ね合わせることにより形成されている。ここで、第１板状体６と第３板状体９とは、例えば、溶接やビス留め等により結合される（不図示）。
【００５７】
上記第３実施形態と同様に、第１板状体６と第３板状体９とを重ね合わせて遮音板２４を形成することにより、遮音板２４の曲げ剛性は、第１板状体６の屈曲部６ａが繰り返される方向であるＦ方向にも、Ｆ方向に直交するＧ方向にも増大する。また、第１板状体６に設けられた屈曲部６ａにより、Ｆ方向の遮音板２４の曲げ剛性は、Ｇ方向よりもさらに増大する。よって、第１板状体６（遮音板２４）に生じる屈曲波７１の波長λは、上記第１、第２実施形態での説明と同様の原理で長くなる。つまり、半島形状の撓み片２からなる動吸振器３の配置間隔を広くすることができ、動吸振器３の配置が容易となる。尚、本実施形態においては、Ｇ方向よりも動吸振器３の長手方向であるＦ方向の方が、動吸振器３の配置間隔をより広くすることができる。尚、第２、３実施形態と同様、上記屈曲部６ａに直交する方向にさらに屈曲部６ａを設けてもよいし、また、上記屈曲部６ａは複数の窪み状の凹凸を形成するものであってもよい。
【００５８】
また、第３板状体９には、切り込み等の第３板状体９を厚さ方向に貫通するような加工は施されていない。そして、騒音源からの音波が、遮音板２４を形成する第１板状体６側から遮音板２４に向かってくるように、遮音板２４は配置される。よって、第１板状体６に設けられた撓み片２を形成するスリット（切り込み６１（図４参照））から漏れる音がなくなり、遮音板２４の遮音性能は、さらに向上する。また、屈曲部６ａを設けた第１板状体６と平らな第３板状体９との間の空気層と、上記スリットとで共鳴器が形成され、吸音作用により遮音性能がさらに向上するという効果もある。尚、騒音源からの音波が、遮音板２４を形成する第３板状体９側から遮音板２４に向かってくるように、遮音板２４が配置されてもよい。
【００５９】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る遮音板２５を示す概略図である。図１０に示すように、本実施形態に係る遮音板２５は、動吸振器３が設けられた第１板状体１と、特定方向（図では上下方向）に延びる凸部（裏面から見れば凹部）を形成するように屈曲する屈曲部８ａが設けられた第２板状体８と、動吸振器３と異なる寸法（動吸振器３より小さい寸法）の動吸振器３’が設けられた第１板状体１’とを重ね合わせることにより形成されている。尚、同一の第１板状体１に設けられた動吸振器３の形状および寸法は、全てほぼ同一であり、同様に、同一の第１板状体１’に設けられた動吸振器３’の形状および寸法も、全てほぼ同一である。
【００６０】
ここで、第１板状体１’に設けられた動吸振器３’の質量は、第１板状体１に設けられた動吸振器３の質量と異なる。これにより、第１板状体１に設けられた動吸振器３の遮音性能に寄与する周波数と、第１板状体１’に設けられた動吸振器３’の遮音性能に寄与する周波数とは異なるものとなる。このため、第１板状体１、１’には、それぞれの動吸振器３、３’に対応する周波数の音波により板状体に生じる屈曲波の波長（λ１、λ２）の１／４波長間隔で動吸振器３、３’が設けられている。これにより、本実施形態の遮音板２５は、複数の周波数を有する音波（騒音）に効果のある遮音板となる。
【００６１】
尚、第１板状体１に設けられた動吸振器３と、第１板状体１’に設けられた動吸振器３’とは、互いに寸法を異なるようにするだけでなく、形状を異なるようにしてもよいし、形状および寸法のいずれも異なるようにしてもよい。これにより、バネ兼質量である一対の切り込み部からなる動吸振器のバネ定数、質量が変化し、複数の周波数で効果が出る遮音板を形成することができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る遮音板を騒音源の周囲および上方に配置した遮音装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係る遮音板をモデル化した図である。
【図３】図２に示す動吸振器の配置間隔と、遮音性能との関係を示す図である。
【図４】図１に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板の概略図である。
【図５】図４に示す本発明の第１実施形態に係る遮音板の変形例を示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る遮音板の変形例を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る遮音板を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 第１板状体
２ 撓み片（切り込み部）
３ 動吸振器（一対の切り込み部）
４ 連結部
８ 第２板状体
９ 第３板状体
２０ 遮音板
５０ 遮音装置
７１ 屈曲波
１００ 騒音源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動吸振器が設けられた薄板からなる第１板状体を備え、
前記動吸振器は、騒音源からの特定の周波数の音波により前記第１板状体に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、前記第１板状体に配置されていることを特徴とする、遮音板。
【請求項２】
前記動吸振器は、前記屈曲波の１／４波長以下の間隔で前記第１板状体に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の遮音板。
【請求項３】
前記動吸振器は、前記第１板状体に設けられた半島形状の切り込み部と前記第１板状体とを連結する連結部同士が対向するように面対称に形成された一対の切り込み部として設けられていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の遮音板。
【請求項４】
前記第１板状体に凹凸を設けたことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項５】
前記第１板状体に、凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体を重ね合わせることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項６】
前記第１板状体に、平らな薄板からなる第３板状体を重ね合わせることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項７】
凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体および平らな薄板からなる第３板状体のうちの少なくともいずれか一方と、複数の前記第１板状体とを重ね合わせることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項８】
前記複数の第１板状体のうち、一方の板状体に設けられた前記動吸振器と、他方の板状体に設けられた前記動吸振器とは、バネ定数および質量のうちの少なくともいずれかが相互に異なることを特徴とする、請求項７に記載の遮音板。
【請求項９】
特定の周波数をもつ音波を発する騒音源と、前記騒音源を覆うように配置される請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の遮音板とを備えた遮音装置。
【請求項１】
動吸振器が設けられた薄板からなる第１板状体を備え、
前記動吸振器は、騒音源からの特定の周波数の音波により前記第１板状体に生じる曲げの変形が伝わる波である屈曲波の１／２波長未満の間隔で、前記第１板状体に配置されていることを特徴とする、遮音板。
【請求項２】
前記動吸振器は、前記屈曲波の１／４波長以下の間隔で前記第１板状体に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の遮音板。
【請求項３】
前記動吸振器は、前記第１板状体に設けられた半島形状の切り込み部と前記第１板状体とを連結する連結部同士が対向するように面対称に形成された一対の切り込み部として設けられていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の遮音板。
【請求項４】
前記第１板状体に凹凸を設けたことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項５】
前記第１板状体に、凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体を重ね合わせることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項６】
前記第１板状体に、平らな薄板からなる第３板状体を重ね合わせることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項７】
凹凸が設けられた薄板からなる第２板状体および平らな薄板からなる第３板状体のうちの少なくともいずれか一方と、複数の前記第１板状体とを重ね合わせることにより形成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音板。
【請求項８】
前記複数の第１板状体のうち、一方の板状体に設けられた前記動吸振器と、他方の板状体に設けられた前記動吸振器とは、バネ定数および質量のうちの少なくともいずれかが相互に異なることを特徴とする、請求項７に記載の遮音板。
【請求項９】
特定の周波数をもつ音波を発する騒音源と、前記騒音源を覆うように配置される請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の遮音板とを備えた遮音装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２１５０６４（Ｐ２００８−２１５０６４Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５３５（Ｐ２００８−１２５３５）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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