JPH0659680A

JPH0659680A - 吸音構造体

Info

Publication number: JPH0659680A
Application number: JP4211366A
Authority: JP
Inventors: Toru Morimoto; 本徹森
Original assignee: YUNITSUKUSU KK; Unix Co Ltd
Current assignee: YUNITSUKUSU KK; Unix Co Ltd
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1994-03-04
Also published as: TW234155B

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構成、パネル化および施工が容易、軽
量、安価等の優れた性能を有する上に、低い周波数領域
から高い周波数領域に至るまで、広い周波数領域にわた
って優れた吸音特性を発揮することができる吸音構造体
を提供する。【構成】吸音構造体が、多数の貫通孔を有する保持部材
に保持された、多数の切れ込みを有するシートを少なく
とも２枚間隔をおいて有することにより前記目的を達成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安価で、簡易な構成で
かつパネル化および施工が簡単で、しかも低周波から高
周波にいたるまで良好な吸音効率を発揮することができ
る吸音構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来吸音材として各種の多孔質材が使用
されている。吸音材に使用される多孔質材としてはグラ
スウールがその代表例として例示される。また近年で
は、アルミニウム繊維不織布、アルミニウム焼結体を用
いたアルミニウム多孔質材も吸音材として多用され始め
ており、本出願人は、アルミニウム系エクスパンドメタ
ルによってアルミニウム系不織布を挟持し、この積層体
を圧着してなる吸音材を発明し、先にこれを提案してい
る（特公平４−１３１４２号公報参照）。

【０００３】このような各種の吸音材のうち、グラスウ
ールは安価ではあるが、その性質上経時と共に飛散して
しまうという問題点があり、また水分等を吸収すること
により吸音効果が低下してしまうという問題点もある。
一方、アルミニウム多孔質材は良好な吸音特性と共に、
軽量で優れた耐久性を有する。しかしながら、アルミニ
ウム多孔質材は、このように優れた特性を有するもの
の、比較的高価であるという難点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の吸
音材は一長一短の性能を有し、その特性を生かすことが
できる用途を選択して適宜用いられているが、やはり、
従来知られている吸音材の長所を合わせ持つ吸音材、つ
まり、安価、軽量で、低周波から高周波に至るまでの広
い周波数領域に渡って良好な吸音特性を有する吸音材の
出現が望まれている。

【０００５】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、簡易な構成、パネル化および施工
が容易、軽量、安価等の優れた性能を有する上に、低い
周波数領域から高い周波数領域に至るまで、広い周波数
領域にわたって優れた吸音特性を発揮することができる
吸音構造体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の吸音構造体は、多数の貫通孔を有する保持
部材に保持された、多数の切れ込みを有するシートを、
少なくとも２枚間隔をおいて有することを特徴とする吸
音構造体を提供する。

【０００７】また、前記吸音構造体において、上面に、
前記シートを保護するためのエクスパンドメタル、メッ
シュ、パンチングメタルのいずれか一つを有するのが好
ましい。

【０００８】以下、本発明の吸音構造体について詳細に
説明する。図１に本発明の吸音構造体の一例の部分切り
欠き概略斜視図を、図２に、この吸音構造体のII−II線
断面模式図を示す。

【０００９】本発明の吸音構造体は、基本的に、多数の
貫通孔を有する保持部材に保持された多数の切れ込みを
有するシートを、間隔をおいて少なくとも２枚有するも
のであり、図示例の吸音構造体１０（以下、吸音体１
０）は、いわゆるハニカム構造を有する第１保持部材１
２の上面に、多数の切れ込み（スリット）１４を有する
第１シート１６を配し、その上にハニカム構造を有する
第２保持部材１８を配し、さらにその上面に同様のスリ
ット１４を有する第２シート２０を配してなる構成を有
するものであり、図示例においては、遮音材となる剛体
２２によって支持されている。また、図示例の吸音体１
０は好ましい態様として、吸音体１０を保護、特に最上
面に配備される第２シート２０を保護するための金属性
のメッシュ２４を有している。

【００１０】本発明の吸音体１０において、多数のスリ
ット１４を有し間隔を置いて配されるシート、つまり図
示例においては第１シート１６および第２シート２０
は、音波によって振動（膜振動）する薄膜体である。

【００１１】第１シート１６および第２シート２０の材
料には特に限定はなく、各種の樹脂薄膜が利用可能であ
るが、特に、耐久性、耐候性等の点でフッ化エチレン系
樹脂やビニリデン系樹脂が好適に利用される。具合的に
は、４フッ化エチレン樹脂（テフロン）、４フッ化エチ
レン６フッ化プロピレン共重合体、４フッ化エチレンポ
リエチレン共重合体、３フッ化塩化エチレン樹脂、２フ
ッ化ビニリデン、ビニリデンサイアナイド等が例示さ
れ、特に４フッ化エチレン樹脂は好適に利用される。な
お、第１シート１６および第２シート２０（これより多
数枚の場合も）の形成材料は同一である必要はなく、別
の材料で形成してもよい。

【００１２】また、その厚さにも特に限定ははなく、音
波を受けたシートそのもの、およびスリット部分が良好
に振動する厚さを、シート材料の剛性や耐久性等によっ
て適宜決定すればよいが、耐久性を確保して、かつ良好
な膜振動およびスリット部の振動を得、優れた吸音特性
を発揮するためには、通常、１０〜５０μｍ程度であ
る。

【００１３】なお、図示例の吸音体１０はシートを２枚
有するものであるが、本発明はこれに限定はされず、シ
ートの枚数は３枚以上であってもよい。本発明の吸音体
の吸音特性は、このシートの枚数で変化するので、シー
ト枚数は吸音体の用途等に応じて適宜決定すればよい。

【００１４】このようなシート（第１シート１６および
第２シート２０）は、多数のスリットを有するものであ
り、例えば図３に示されるようなスリット（切れ込み）
１４を有する。スリット１４は、図３に示されるように
規則的に形成されるものであってもよく、あるいは、全
く不規則に形成されるものであってもよい。また、形成
されるスリットは均一であっても不均一であってもよ
い。さらに、形状や形成位置には全く限定はなく、シー
ト材料やシートの厚さ等に応じて十分な耐久性を確保で
きるものであればよい。なお、本発明の吸音体１０の吸
音特性は、スリット１４のサイズ、形状、形成位置（状
態）等によって変化するので、スリット１４は吸音体１
０の用途等に応じて形成されるのが好ましい。また、各
シートに形成されるスリットは均一である必要はなく、
吸音体の用途に応じて各シートごとに異なるスリットを
形成してもよい。

【００１５】本発明の吸音体は、多数の貫通孔を有する
保持部材（第１保持部材１２および第２保持部材１８）
で保持することによって、前述のシート（第１シート１
６および第２シート２０）を少なくとも２枚、間隔をお
いて配した構成を有する。図示例の吸音体１０は、保持
部材として、一辺を共有する６角筒（六角形のセル）の
集合体、つまり６角筒状の貫通孔を多数有するいわゆる
ハニカム構造を有する第１保持部材１２および第２保持
部材１８を用いている。

【００１６】本発明の吸音体１０に用いられる保持部材
の形状は、図示例のハニカム構造に限定はされず、ハニ
カムと同様に一辺を共有する３角筒（３角形のセル）の
集合体であってもよく、同様に４角筒、５角筒、７角筒
……等の集合体であってもよい。あるいは、円筒状の貫
通孔を多数有するものであってもよく、直線状の仕切り
のようなものを多数設けた形状を有するものであっても
よい。また、貫通孔は同一形状、同一サイズには限定は
されず、２種以上の形状あるいは異なるサイズの貫通孔
を有するものであってもよい。さらに、貫通孔は全面に
均一である必要はない。つまり、本発明の吸音体におい
ては、この保持部材はシートを保持すると共に、シート
の背後空気層を形成する役割も有するものであるので、
シート（およびスリット）の振動を妨害せず、シートを
全面的に保持できる形状を有するものが各種使用可能で
ある。

【００１７】保持部材（保持部材１２および第２保持部
材１８）の形成材料には特に限定はなく、紙、各種の樹
脂材料、各種の金属材料等、所望する形状の保持部材を
形成することができる各種の材料がいずれも利用可能で
ある。なお、施工性を考慮すると軽量で、かつ施工後の
防災性を考慮すると難燃性あるいは不燃性の材料である
のが好ましく、近年開発されている不燃性（難燃性）の
紙、特に強度の点で、このような紙で形成あれるハニカ
ム構造体は得に好適に使用される。

【００１８】このような保持部材によるシートの保持方
法には特に限定はなく、第１シート１６のように第１保
持部材１２および第２保持部材１８によって挟まれる場
合には、挟持することのみによって保持されるものであ
ってもよく、必要に応じて要所を接着剤や治具等によっ
て保持する構成であってもよい。また、第２シート２０
のように上面になるシートは、図示例のようなメッシュ
２４を有する構成であれば、第２保持部材１８とメッシ
ュ２４とで挟持して、必要に応じて要所を接着剤や治具
等によって保持すればよく、また、メッシュ２４を有さ
ない場合には、周辺部や角部や適当な部分を接着剤や治
具等によって保持すればよい。

【００１９】本発明において、各保持部材の厚さ、つま
り図２に示される第１保持部材１２の厚さｂ（すなわち
第１シート１６の背後空気層）、および第２保持部材１
８の厚さａ（すなわち第２シート２０の背後空気層）は
同じであってもよく、あるいは異なるものであっても良
い。

【００２０】ここで、各保持部材の厚さ、すなわちシー
トの背後空気層厚は吸音体の吸音特性に影響を及ぼす。
本発明者の実験によれば、例えば図示例の吸音体１０の
ような２層構造の場合には、第１保持部材１２の厚さｂ
を第２保持部材の厚さａより厚くした方が、つまり、第
２シート２０の背後空気層に対して第１シート１６の背
後空気層を大きく取った方が、良好な吸音特性が得られ
る。また、吸音体１０全体の厚さ（つまりａ＋ｂ）が決
定した場合には、上層の厚さ、すなわち第２保持部材１
８の厚さを小さくする（２層目から剛体２２までの距離
を大きくする）にしたがって、低周波数領域に良好な吸
音特性を有する傾向となる。そのため、本発明の吸音体
においては、各保持部材の厚さは用途等に応じて適宜決
定されるのが好ましい。

【００２１】図示例の吸音材１０は、好ましい態様とし
て、上面に第２シート２０を保護するための金属性のメ
ッシュ２４が配備されている。このようなメッシュ２４
等の保護部材を有することにより、吸音材の耐久性の点
で好ましい結果を得る。なお、本発明においては、保護
部材は図示例のようなメッシュ２４には限定はされず、
エクスパンドメタル、パンチングメタル等も好適に利用
される。これらの形成材料にも特に限定はなく、アルミ
ニウム、鉄、ステンレス等の金属あるいは合金、各種の
樹脂材料等、公知のものがいずれも使用可能である。な
お、本発明の吸音体は、このようなメッシュを有するも
のには限定されず、図４に示される例のように、メッシ
ュを有さない構成としてもよいのはもちろんである。

【００２２】このような本発明の吸音体１０において、
音波が入射すると、この音波によって第２シート２０が
振動を起こし、この振動は背後の第２保持部材１８の空
間を伝わって第１シート１６に伝搬される。さらに、第
１シート１６の振動は、背後の第１保持部材１２の空間
に伝搬される。本発明の吸音体は、このような複数の
膜、およびこの膜に形成されるスリットの振動、および
その背後空気層の作用によって広い周波数体に渡って良
好な吸音効果を発揮する。

【００２３】つまり、本発明の吸音体は、ａ．ビニールシートやキャンバスのようなシートを、剛
壁との間に空気層を持って張った場合、音波が入射する
と背後の空気層がバネとして働いてシートが振動して、
音波が振動吸収される膜振動による吸音、ｂ．多孔質板のように空洞のサイズが波長に比べて小さ
い場合、内部の空気はバネの作用をなす。そのため、く
びの部分の空気は質量（重り）として運動し、音波が入
射すると、くび部の空気が激しく運動するため、摩擦損
失によって音波のエネルギが熱エネルギに転換して吸音
が行われる、いわゆる共鳴吸音、上述のａおよびｂの吸音効果に加え、シートにスリット
が形成されているので、音波の入射によりスリット周辺
のシートが振動することによる吸音効果が大であるが、
学問的な解明は非常に困難である。しかし、本発明の場
合、この現象による吸音効果は大きい。このことは、後
の実施例により証明される。

【００２４】本発明の吸音体においては、第２シート２
０（およびこのスリット部分）の振動は、ある間隔をお
いて第１シート１６に伝達される。従って、前述のよう
に、両者の間隔は吸音体１０の吸音特性に影響をあたえ
るので、各シートの背後層は用途に応じて適宜決定する
のが好ましい。

【００２５】本発明の吸音体を実際に吸音材として使用
する際には、同一の構成を有するものを複数配列して施
工しても良く、異なる構成を有するもの、例えば、図５
に示されるように第１保持部材１２の厚さｂと、第２保
持部材１８の厚さａとの比が異なる吸音体１０Ａおよび
１０Ｂを交互に配置（配列）してもよい。この場合に
は、全体としては、吸音体１０Ａおよび１０Ｂの両特性
を合わせ持った吸音特性を得ることができる。

【００２６】以上、本発明の吸音構造体について詳細に
説明したが、本発明は上述の例には限定はされず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および
変更を行ってもよいのはもちろんである。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の吸音構造体の具体的実施例を
挙げ、本発明についてより詳細に説明する。＜実施例１＞

【００２８】本発明の吸音構造体、および比較例の吸音
構造体を作製するために、下記のものを用意した。ａ．厚さ２０マイクロの４フッ化エチレン樹脂シート
に、図３に示されるような切り込み（スリット）１４を
形成したシートＦ（図３において、単位はｍｍ）。ｂ．セルサイズ１８ｍｍのハニカム構造を有する、それ
ぞれ高さ（厚さ）１０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、７０
ｍｍ、および８０ｍｍの保持部材。

【００２９】このような部材を用い、下記の吸音構造体
（吸音体）を作製した。［吸音体ａ（比較例）］前記シートを、厚さ８０ｍｍの
保持部材で保持した吸音体（図６ａ参照）［吸音体ｂ（比較例）］前記シートを、厚さ５０ｍｍの
保持部材で保持した吸音体（図６ｂ参照）［吸音体ｃ（発明例）］厚さ５０ｍｍの保持部材上にシ
ートＦを配し、その上に厚さ３０ｍｍの保持部材、その
上にシートＦを配した吸音体（図６ｃ参照）［吸音体ｄ（発明例）］厚さ７０ｍｍの保持部材上にシ
ートＦを配し、その上に厚さ１０ｍｍの保持部材、その
上にシートＦを配した吸音体（図６ｄ参照）

【００３０】このような各種の吸音体を用い、垂直入射
法による吸音試験を行った。なお、音波の進行方向は図
６の矢印に示す方向である。結果を図７に示す。なお、
各吸音体は図７においてアルファベットで示す。

【００３１】図７に示されるように、シートを一枚しか
有さない吸音体ａおよびｂは共に１０％以下の吸音効率
しか得ることができないが、２枚のシートを間隙をおい
て配置した本発明の吸音体ｃおよびｄは、共に優れた吸
音効率を発揮している。シートＦを一枚しか有さない吸
音体ａおよびｂでは、シートＦを通過した音波が分散せ
ず良好な吸音効率を得ることができない。これに対し、
本発明の吸音体ｃおよびｄにおいては、最初のシートＦ
を通過した音波は次のシートＦに入射し、このシートＦ
および両シートの背後空気層を振動させることにより、
良好な吸音特性を得られる。また、図７には２枚のシー
トの間隔が吸音特性に影響を与えることも示されてお
り、２枚目のシートＦから剛体までの距離が大きい程、
低周波数側の吸音特性が良好になる（逆に小さい程、高
周波数側の吸音特性が良性になる）。

【００３２】＜実施例２＞前述の吸音体ｃおよび吸音体
ｄを、１×５ｍのパネル状にしてこれを２枚組み合わせ
た計１０ｍ² の吸音体を用い、残響室法によって吸音効
率を測定した。その結果、５００Ｈｚ〜２ＫＨｚの広い
範囲に渡って、７０％以上の優れた吸音効率を得ること
ができた。

【００３３】以上の結果より、本発明の効果は明らかで
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
吸音構造体によれば、簡易な構成、パネル化および施工
が容易、軽量、安価等の優れた性能を有する上に、低い
周波数領域から高い周波数領域に至るまで、広い周波数
領域にわたって優れた吸音特性を発揮することができる
吸音構造体を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸音構造体の一例を示す部分切り欠
き概略斜視図である。

【図２】図１に示される吸音構造体のII−II線断面模
式図である。

【図３】図１に示される吸音構造体のシートの一例の
概略平面図である。

【図４】本発明の吸音構造体の別の例を示す部分切り
欠き概略斜視図である。

【図５】本発明の吸音構造体の施工例の一例を概念的
に示す図である。

【図６】本発明の実施例を説明するための概念図であ
る。

【図７】本発明の実施例における垂直入射法吸音率を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０吸音構造体１２第１保持部材１４スリット１６第１シート１８第２保持部材２０第２シート２２剛体２４メッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の貫通孔を有する保持部材に保持され
た、多数の切れ込みを有するシートを、少なくとも２枚
間隔をおいて有することを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】上面に、前記シートを保護するためのエク
スパンドメタル、メッシュ、パンチングメタルのいずれ
か一つを有する請求項１に記載の吸音構造体。