JPS61277997A

JPS61277997A - 吸音材

Info

Publication number: JPS61277997A
Application number: JP60119503A
Authority: JP
Inventors: 茂秋山; 英俊上野; 今川　耕治; 北原　晃; 長田　純夫; 森本　一男; 西河　徹; 雅夫伊藤
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology; Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-08
Also published as: JPH059036B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、低周波数から高周波数までの広い帯域に亘
って高い吸音特性を有し、かつ軽量で熱的、機械的特性
に優れた、独立気泡の集合体よりなる発泡金属で構成さ
れた吸音材に関するものである。

（従来技術）従来、吸音材としては、グラスウール等の無磯繊維が広
く用いられているが、これは振動や風圧等により折損、
粉塵化しやすく、また雨水をはじめ雰囲気中の水分を吸
収すると吸音性が低下するという問題がある。さらに上
記吸音材はグラスウール単体では自立できないので、孔
あき金属板その他の板材等との組合による複合構造とす
る必要があり、このため製造コストが高くなるという欠
点がある。

また繊維材料以外の吸音材としては、ポリウレタンフォ
ーム等の多孔質体があるが、この吸音材は耐熱性が悪く
、かつ吸湿により吸音性が低下するという問題がある。

またセラミック等の粉末焼結体を用いた吸音材は、曲げ
加工等の機械加工や耐衝撃性等の機械特性に難点があり
、かつ高価である。さらに、現在実用に供されている吸
音材では、低周波数帯域における吸音性に優れたものが
得難いか、またｔよ非常に厚いグラスウール充填層をも
った複合吸音構造体としているため、Ｉｉｌ造コストが
高くなるという欠点がある。

自動車道、鉄道等の交通機関や工場等構築物の防音壁、
機械設備の防音カバー、コンプレッサ等のサイレン４」
等に使用される吸音材としては、広い周波数帯域、とく
に低周波数帯域において優れた吸音効果を有するととも
に、ｔｌｆｆｉで機械加工性。

熱的、機械的比特性に優れており、低コストで取扱いが
容易であることが要求される。

（発明の目的）この発明は、このような従来の課題の解決のためになさ
れた。ものであり、吸８材に９求される上記柱々の特性
を具備した吸音材を提供するものである。

（発明の構成）この発明は、独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断
してその切断面を表面とする板状体を形成し、上記表面
に独立気泡の内面を露出させることにより凹凸模様を形
成させたしのである。また上記板状体を環状に形成して
筒状体を構成し、この筒状体の内周面を表面、筒状体の
外周面を裏面としてサイレンサを構成させてもよい。

また上記発泡金属の板状体にはその表裏面間に貫通する
複数の貫通孔を形成させてもよく、かつその構成におい
て、裏面には反射板を積層させてもよい。また上記構成
において、板状体と反射板との間に空気層を形成されて
もよい。さらに上記構成において、反射板を発泡金属で
形成させることもできる。貫通孔を有する板状体と反射
板とよりなる上記構成体は鉄道等の防音壁として、また
工場等建造物の吸音壁材等として使用される。また上記
板状体を環状に形成して筒状体を構成し、この筒状体の
内周面を表面、筒状体の外周面を裏面としてサイレンサ
を構成することもできる。また上記板状体を複数枚、空
気層を介在させて積層してもよい。

すなわち、この発明では、気泡内面の露出した凹凸ある
複雑な形状の発泡金属明所面における音波の乱反射によ
る干渉消音、気泡の貫通孔を通過することによる音波の
ｉ脹消音、貫通孔を有する吸音材と、貫通孔を有しない
吸音材または無孔の遮音板との間の空気層における干渉
消音を利用して吸音作用を果させるようにしている。

（実施例）第１図は発泡アルミニウムの鋳塊を適宜の厚さに切断し
て発泡合名板１とし、この切断面セル構造を示している
。この切断面は、気泡２の内面が露出した凹凸のある表
面をなしており、各気泡２は金ｍ殻３によって互いに分
離され、発泡金属板１はこれらの独立気泡の集合体によ
って形成されている。第２図はその切断面の金属組織の
写真である。

第３図（Ａ）は発泡金属板１の厚さ方向に表面と裏面と
を貫通するように複数個の丸孔の貫通孔４を穿孔した発
泡金属板５を示し、第３図（Ｂ）は長孔の貫通孔４１を
穿孔した発泡金属板５１を示している。これらの貫通孔
４．４１の形状はこの他にも種々の変形が可能である。

第４図は発泡金属板５０の板厚方向に音波を伝播させた
場合の吸ａ　Ｔｔ１構を示したものである。この吸音材
５０は上記吸音材５と、無孔の金属板７とを所定の厚さ
Ｌの間隔（空気層９）をもって結合させたものである。

互いに独立して形成された気泡２は、発泡金属板５を貫
通して形成された貫通孔４によって互いに連通している
。音波６は表面に露出した気泡２の金属殻３で乱反射し
、反射波８により干渉減衰する。また一部は貫通孔４を
通過するが、この通過した音波は、つぎの気ｒ＆２内で
膨張、減衰し、以下同様に隣接する気泡に移るたびに上
記膨張、減衰を繰返す。そして発泡金属板５の反対側に
達すると空気ＷＪ９による厚さＬの間隔をもって設けた
遮音板７により反射波８１となり、干渉、膨張、金属殻
（気泡壁面）３との摩擦等により消音される。

第５図（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ発泡金属を用いた吸音
構造を示したものである。すなわち、（Ａ）は１枚の発
泡金属板１の一方の面に金属板からなる遮音板７を直接
に張付けて構成した吸音材を示している。貫通穴を有し
ない発泡金属板１の吸音効果は、気泡内面の露出した凹
凸のある表面３における乱反射による相互の干渉によっ
てなされるものである。（Ｂ）は複数の貫通穴４を穿孔
した１枚の発泡金属板５の一方の面に金属板からなる遮
音板７を直接張付けて構成した吸音材を示している。こ
の場合の吸音効果は、凹凸のある表面３における乱反射
による干渉消音と、貫通孔４を音波が通過する際の膨張
消音が主であり、貫通孔４中を通る発泡金属板５の裏面
に取付けた遮音板７により反射し、干渉消音される。遮
音板７の材質は任意に選択すればよく、また発泡金属の
鋳肌のままであってもよい。（Ｃ）は貫通孔４を穿孔し
た発泡金属板５と、遮音板７との間に空気層９を設けて
一体化した吸音構造、（Ｄ）は遮音板７０として貫通孔
を有しない発泡金属１を用い、これと上記貫通孔４を有
する発泡金属板５とを空気ＷＩ９を設けて一体化した吸
音構造、（Ｅ）は貫通孔４を有する発泡金属板５を複数
枚、互いに空気層９を介して一体化し、かつ一方の面に
は空気層９を介して金属板からなる遮音板７を設けた吸
音構造を示している。上記（Ａ）〜（Ｅ）は鉄道等の防
音壁や工場等建造物の吸音壁材等に適用するのに好適で
ある。

また（Ｆ）は貫通孔を有しない発泡金属を円筒状にした
円筒状発泡金属１０を用い、その外周面を金属板１０ａ
で覆った吸音構造を示している。

（Ｇ）は貫通孔４を有する円筒状発泡金１ｍ１２をその
外周に空気層９を介して金属板からなる遮音板１３で覆
った構造を示している。上記（Ｆ）、（Ｇ）の円筒状の
構造は、サイレンサに適用するのに好適である。またこ
の円筒体を製作するには、発泡金属板を曲げ加工しても
よく、あるいは発泡金属板を機械加工により切削しても
よい。この場合円筒状遮音バイブ１３と発泡金属１２と
の間に空気Ｍ９を設けなくてもよい。

実施例−１独立気泡の集合体よりなる比重０．２の発泡アルミニウ
ムを、厚さ１０１１１．両面の切断面に気泡の内面が露
出することにより凹凸のある表面模様を呈するように板
状に切断し、第１図に示すような吸音材１を作成した。

またこの吸音材１に直径１ａｍ、　ｆにＪ孔率が断面積
比で１％となるように、等間隔に貫通孔を穿孔し、第３
図（Ａ）に示すような吸音材５を作成した。ｍ＆製の遮
音板７と吸音材１または５を組合せて吸音率を測定した
結果、第６図および第７図に示すようになった。

すなわち、第６図は１枚の発泡金属板５と遮音板７との
間の空気層９の厚さＬを変えた場合の吸音率の変化を示
し、線６１は吸音材１と遮音板７とを密着させた第５図
（Ａ＞の構造を採用した場合であり、この場合は１６０
０１−１ｚで最高の吸音率０．７を示している。線６２
〜６５は貫通孔を有する吸音材５と遮音板７との間に厚
さしの空気層９を設けた第５図（Ｂ）または（Ｃ）の構
造を採用し、線６２はＬ＝Ｏすなわち吸音材５と遮音板
７とが密着した第５図（１’３）の構造であって、２５
００　Ｈｚで最高の吸音率０．９１を示し、線６３は第
５図（Ｃ）の構造でＬ＝２０＋＋ｍ、１２５０Ｈ２で最
高の吸音率０．９１を示し、線６４は第５図（Ｃ）の構
造でし＝４Ｑｍｍ、６００１−１２で最高の吸音率０．
９３を示し、線６５は第５図（Ｃ）の構造ｒＬ＝６０ｍ
ｎ＋、５００Ｈｚで最高の吸音率０．９０を示している
。これらの実施例では空気層の厚さＬが大きくなるに従
って低周波数音域で吸音率の最高値（０，９０以上）を
示している。したがって、音波の周波数によって最高の
吸音率が得られるように空気層の厚さＬを選択すればよ
い。

また第７図は２枚の発泡金属板５と遮音板７との間のそ
れぞれの空気層９の厚さＬを変化させた場合の吸音率の
変化を示し、線７０は貫通孔を有する吸音材５を２層と
、遮音板７とをそれぞれ厚さＬ（＝２０１ｉ）の空気層
９を介在させて配置した第５図（Ｅ）の構造を採用した
場合であり、この場合は３００Ｈｚから１６００Ｈｚの
広い周波数帯域において吸音率が０．８０以上を示して
いる。

なお、上記第６図および第７図に示す吸音率の測定に用
いた試料の構造は、第１表に示す通りである。

第１表但し、 ■二発泡アルミニウムの貫通孔の有無 ■：発泡アルミニウムの数 ■：空気層の厚さくｌｌ１ｇ１）（発明の効果）以上説明したように、この発明は独立気泡よりなる発泡
金属の気泡内面が露出するように板状等に明所し、複数
の貫通孔を穿孔した吸音材およびこれと遮音板との組合
Ｖることにより吸音材を構成するようにしたものであり
、低周波数帯域から高周波数帯域に至る間の間の任意の
周波数帯域において選択的に＾い吸音効果を有し、また
広い周波数帯域において高い吸音効率を示し、また発泡
によるセル構造をした金属であるために曲げ加工、切削
、穿孔等の１械加工性に優れ、水洗等による洗浄が容易
である等の特徴を有している。またこの吸音材は軽量で
あるために、これを取付ける取付は部材等の全体構造が
簡単かつ軽量になり、経済的であるという利点を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のセル構造を有する発泡金属よりなる
吸音材の斜視説明図、第２図はその切断面の金属組織の
９頁、第３図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ発泡金属に貫通
孔を形成した状態を示す斜視説明図、第４図は吸′ｆｉ
機格を説明するための説明図、第５図（Ａ）〜（Ｇ）は
それぞれ吸音構造の例を示す説明図、第６図および第７
図はそれぞれ上記吸音構造の特性図である。１．５．５０・・・吸音材、２・・・気泡、３・・・金
属殻（気泡壁面）、４．４１・・・貫通孔、７・・・″
ａ音板、９・・・空気層。第　　１　　図　　　　　　　　　　　　　　第　　２
　　ＦＡ第　　３　　図　　　　　　　　　　　　第　
　３　　図（Ａ＞　　　　　　　　　　　　　（１３）
第　　４　　図第　　５　　図第　　５　　図第　　６　　図胴流収（Ｈ２）　　　　　・

Claims

【特許請求の範囲】１、独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断してその
切断面を表面とする板状体を形成し、上記表面に独立気
泡の内面を露出させることにより凹凸模様を形成させた
ことを特徴とする吸音材。２、独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断してその
切断面を内周面とする筒状体を構成したことを特徴とす
る吸音材。３、独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断してその
切断面を表面とする板状体を形成し、上記表面に独立気
泡の内面を露出させることにより凹凸模様を形成させ、
かつ表裏面間に貫通する複数の貫通孔を形成させたこと
を特徴とする吸音材。４、独立気泡の集合体よりなる発泡金属を切断してその
切断面を表面とする板状体を形成し、上記表面に独立気
泡の内面を露出させることにより凹凸模様を形成させ、
かつ表裏面間に貫通する複数の貫通孔を形成させ、かつ
裏面には反射板を積層させたことを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の吸音材。５、上記板状体と反射板との間に空気層を形成させたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の吸音材。６、上記反射板を発泡金属で形成させたことを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の吸音材。７、上記板状体を環状に形成して筒状体を構成し、この
筒状体の内周面を表面、筒状体の外周面を裏面としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項記載
の吸音材。８、上記板状体を複数枚、空気層を介在させて積層した
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項記
載の吸音材。