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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-14
(45)【発行日】2022-02-22
(54)【発明の名称】防音構造体、及び防音パネル
(51)【国際特許分類】
   G10K 11/16 20060101AFI20220215BHJP
   E01F 8/00 20060101ALI20220215BHJP
   G10K 11/172 20060101ALI20220215BHJP
   B32B 3/12 20060101ALI20220215BHJP
   B32B 3/24 20060101ALI20220215BHJP
   B32B 3/06 20060101ALI20220215BHJP
   E04B 1/86 20060101ALN20220215BHJP
【FI】
G10K11/16 120
E01F8/00
G10K11/172
B32B3/12 B
B32B3/24 Z
B32B3/06
E04B1/86 M
【請求項の数】 12
(21)【出願番号】P 2018237571
(22)【出願日】2018-12-19
(65)【公開番号】P2020101579
(43)【公開日】2020-07-02
【審査請求日】2021-01-25
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】松岡 知佳
(72)【発明者】
【氏名】山添 昇吾
(72)【発明者】
【氏名】白田 真也
【審査官】大石 剛
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-180381(JP,A)
【文献】特開2010-277017(JP,A)
【文献】特開2016-200668(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G10K 11/16
E01F 8/00
G10K 11/172
B32B 3/12
B32B 3/24
B32B 3/06
E04B 1/86
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
防音構造体であって、
複数のセルを構成するコア体と、
前記コア体の厚み方向において前記複数のセルの各々の開口面を覆う背面板と、
前記厚み方向において前記コア体を介して前記背面板とは反対側に配置され、且つ、貫通孔が形成された有孔板と、
前記厚み方向において前記有孔板に接触している多孔質体と、
前記多孔質体を前記多孔質体以外の部材に留める留め部と、を有し、
前記多孔質体は、一枚の布によって構成され、且つ、前記防音構造体の最外層をなし、
前記多孔質体における前記有孔板との接触面積に対する、前記多孔質体が前記留め部によって前記有孔板に留められている範囲の面積の比率が92%以下であることを特徴とする防音構造体。
【請求項2】
前記比率が46%以下である請求項1に記載の防音構造体。
【請求項3】
前記留め部の平面配置がパターン状の配置である請求項1又は2に記載の防音構造体。
【請求項4】
前記留め部は、前記多孔質体における前記有孔板との接触部分の縁に沿って配置されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項5】
前記多孔質体の流れ抵抗は、300Pa・s/m以上、且つ、1500Pa・s/m以下である請求項1乃至のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項6】
前記多孔質体の面密度は、20g/m以上、且つ、2000g/m以下である請求項1乃至のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項7】
前記貫通孔の孔径が1mm超、且つ、15mm以下である請求項1乃至のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項8】
前記貫通孔における前記コア体により近い方の端の孔径と、前記貫通孔における前記コア体からより離れた方の端の孔径と、が互いに異なっている請求項1乃至のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項9】
前記貫通孔における前記コア体からより離れた方の端に向かって前記貫通孔の孔径が大きくなっており、
前記貫通孔における前記コア体からより離れた方の端は、音源が位置する側に向けられている請求項に記載の防音構造体。
【請求項10】
前記多孔質体及び前記有孔板が前記厚み方向において前記コア体に重ねられた状態で、前記多孔質体が前記厚み方向において前記背面板とは反対側で前記複数のセルの各々の開口面を覆っている請求項1乃至のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項11】
前記多孔質体は、前記多孔質体の性質を改質させるための加工が施された加工部分を有し、
前記加工部分の加工後の流れ抵抗は、300Pa・s/m以上、且つ、1500Pa・s/m以下である請求項1乃至1のいずれか一項に記載の防音構造体。
【請求項12】
請求項1乃至1のいずれか一項に記載された防音構造体により構成された防音パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、防音構造体、及び防音パネルに係り、特に、複数のセルを構成するコア体を背面板及び有孔板の間に配置し、多孔質体を有孔板に隣接させることで構成される防音構造体、及び、これを用いた防音パネルに関する。
【背景技術】
【0002】
防音構造体、及び防音構造体を用いた防音パネルについては、重量、剛性、及び強度等の様々な観点から品質改善が求められている。
【0003】
具体的に説明すると、運び易さ及び倒れた時の安全性の観点からは、より軽量な防音パネルが望ましい。また、簡易的な壁又はパーティションとして利用することを想定すると、形状が変化し難く音響性能の変化が抑えられる高剛性な防音パネルが求められる。また、壊れ難さの観点からは、より強度が高い防音パネルが望ましい。
【0004】
ところで、防音構造体には、通常、発泡ウレタン及びフェルト等の多孔質体が吸音材として用いられることが多い。ただし、多孔質体は、柔らかいために剛性がなく、また強度を確保することも難しい。一方、金属材料及びセラミックス等によって構成された吸音材が利用されることもある。その中には、発泡材料であり高剛性な吸音材も存在するが、そのような吸音材であっても、重量が大きく、また強度を保つことが難しい。
【0005】
以上のような事情を踏まえ、これまでに様々な構造の防音構造体が開発されてきている。その一例としては、特許文献1に記載されているように、複数のセルを構成するコア体を背面板及び有孔板の間に配置し、多孔質体を有孔板に隣接させることで構成される防音構造体及び防音パネルが挙げられる。
【0006】
特許文献1に記載の防音パネル(特許文献1では「音響板」と表記)は、金属繊維又は繊維質材料からなる織物(多孔質体)と、所定の直径の貫通孔が一定間隔で形成された有孔シート(有孔板)と、中間ハニカム層(コア体)と、下部層(背面板)とを積層して構成されるものである。このような構造であれば、高い吸音性、広帯域な吸音特性、及び高い剛性を併せ持つ防音構造体を実現することが可能である。
【0007】
上記の積層構造を有する防音構造体を製品として提供する上では、防音構造体において互いに隣接する部材同士を接着等によって一体化させる(換言すると、各構成部材を容易に脱離させない)必要がある。ここで、防音構造体において布等の多孔質体と、この多孔質体と隣接する部材とを接着等により一体化させる構成としては、特許文献2に記載の構成が挙げられる。特許文献2には、多孔質体としてのシート状物層と基材とを接着剤により接着させた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開2002-189475号公報
【文献】特開2008-155627号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献1に記載された防音パネルのような積層構造の防音構造体では、通常、多孔質体を有孔板に接着剤等によって全面接着して留める。ただし、本発明者らの鋭意検討により、多孔質体が有孔板に接着等によって留められている範囲の面積が大きくなるほど、多孔質体を含む防音パネルの防音性能(詳しくは、吸音率)が低下することが明らかとなった。
なお、前述した特許文献2に記載の構成は、多孔質体としてのシート状物を有孔板とは異なる基材(例えば、不織布ボード等)に接着させるものである。それ故に、特許文献2に記載された接着方法等は、上述した積層構造の防音構造体には不向きであり、当該防音構造体に対してそのまま適用することが困難な構成である。
そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。
具体的には、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、多孔質体を有孔板に留めておくことで付与される構造上の剛性、及び防音性能を両立することが可能な防音構造体及び防音パネル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】
【0010】
複数のセルを構成するコア体を背面板及び有孔板の間に配置し、多孔質体を有孔板に重ねることで構成される防音構造体は、前述したように、比較的小型且つ軽量でありながらも、高剛性且つ高強度な構造である。
そして、本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、多孔質体を有孔板に直接留めてしまうと防音性能(吸音性能)が損なわれること、及び、多孔質体が有孔板に留められる範囲が減少するほど防音性能が向上することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記の課題が解決されることを見出した。
【0011】
[1] 複数のセルを構成するコア体と、コア体の厚み方向において複数のセルの各々の開口面を覆う背面板と、厚み方向においてコア体を介して背面板とは反対側に配置され、且つ、貫通孔が形成された有孔板と、厚み方向において有孔板に接触している多孔質体と、多孔質体を多孔質体以外の部材に留める留め部と、を有し、多孔質体における有孔板との接触面積に対する、多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積の比率が92%以下であることを特徴とする防音構造体。
【0012】
[2] 比率が46%以下である[1]に記載の防音構造体。
[3] 留め部の平面配置がパターン状の配置である[1]又は[2]に記載の防音構造体。
[4] 留め部は、多孔質体における有孔板との接触部分の縁に沿って配置されている[1]乃至[3]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[5] 多孔質体は、布によって構成されている[1]乃至[4]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[6] 多孔質体の流れ抵抗は、300Pa・s/m以上、且つ、1500Pa・s/m以下である[1]乃至[5]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[7] 多孔質体の面密度は、20g/m以上、且つ、2000g/m以下である[1]乃至[6]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[8] 貫通孔の孔径が1mm超、且つ、15mm以下である[1]乃至[7]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[9] 貫通孔におけるコア体により近い方の端の孔径と、貫通孔におけるコア体からより離れた方の端の孔径と、が互いに異なっている[1]乃至[8]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[10] 貫通孔におけるコア体からより離れた方の端に向かって貫通孔の孔径が大きくなっており、貫通孔におけるコア体からより離れた方の端は、音源が位置する側に向けられている[9]に記載の防音構造体。
[11] 多孔質体及び有孔板が厚み方向においてコア体に重ねられた状態で、多孔質体が厚み方向において背面板とは反対側で複数のセルの各々の開口面を覆っている[1]乃至[10]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[12] 多孔質体は、多孔質体の性質を改質させるための加工が施された加工部分を有し、加工部分の加工後の流れ抵抗は、300Pa・s/m以上、且つ、1500Pa・s/m以下である[1]乃至[11]のいずれか一項に記載の防音構造体。
[13] [1]乃至[12]のいずれか一項に記載された防音構造体により構成された防音パネル。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、多孔質体を有孔板に留めておくことで付与される構造上の剛性、及び防音性能を両立することが可能な防音構造体及び防音パネルが実現される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の一実施形態に係る防音構造体を示す部分断面図である。
図2図1に図示の防音構造体を部分的に破断して模式的に示す上面図である。
図3】コア体の構造の変形例を示す上面図である。
図4】有孔板と多孔質体との配置位置を入れ替えた防音構造体の部分断面図である。
図5】孔径が変化する貫通孔が有孔板に形成された防音構造体の部分断面図である。
図6】留め部の配置パターンの第一例を示す図である。
図7】留め部の配置パターンの第二例を示す図である。
図8】留め部の配置パターンの第三例を示す図である。
図9】多孔質体を背面板に留めた防音構造体の部分断面図である。
図10】本発明の一実施形態に係る防音パネルを示す斜視図である。
図11A】実施例1における吸音率の測定結果を示す図である(その1)。
図11B】実施例1における吸音率の測定結果を示す図である(その2)。
図11C】実施例1における吸音率の測定結果を示す図である(その3)。
図12】面積比率と吸音率との対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の防音構造体及び防音パネルについて、添付の図面に示す好適な実施形態に基づき、以下に詳細に説明する。
なお、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明は、そのような実施態様に限定されるものではない。
【0016】
また、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」及び「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±10°未満の範囲内であることなどを意味する。ここで、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
また、本明細書において、「同一」及び「同じ」は、本発明が属する技術分野において一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」等というとき、100%である場合のほか、本発明が属する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば99%以上、95%以上、または90%以上である場合を含むものとする。
【0017】
さらに、本発明での「防音」は、「遮音」と「吸音」の両方の意味を含む概念である。ここで、「遮音」は、「音を遮蔽する」こと、換言すれば、「音を透過させない」ことを意味し、主として、音(音響)を反射することである。また、「吸音」は、「反射音を少なくする」ことを意味し、分かり易くは音(音響)を吸収することを意味する。そして、本発明では、後述する背面板が用いられているため、透過する音が小さく、反射音が問題となる。このような系では、上述した「吸音」の観点で評価される指標(すなわち、反射音の少なさの指標)を用いるのが適切である。そのため、以下では、「防音」が主として「吸音」であることとし、「遮音」及び「吸音」とを呼び分けて両者を区別することとする。
【0018】
<<本発明の防音構造体の概要>>
先ず、本発明の防音構造体の概要について説明する。
本発明の防音構造体は、複数のセルを構成するコア体と、コア体の厚み方向(以下、厚み方向という)において複数のセルの各々の開口面を覆う背面板と、厚み方向においてコア体を介して背面板とは反対側に配置された有孔板と、厚み方向において有孔板と接触している多孔質体とを有する(例えば、図1参照)。
【0019】
また、本発明の防音構造体は、多孔質体を多孔質体以外の部材、具体的には、コア体、背面板又は有孔板に留める留め部を有する(例えば、図4図6参照)。留め部が多孔質体を多孔質体以外の部材に留める方法としては、例えば、接着剤及び接着テープ等を用いた方法、ステープラー及び画鋲等を用いた方法、縫合による方法、面ファスナー等を用いた方法、枠材等を用いた嵌合による方法、間隙への押し込み等による方法、並びに、磁石等を用いた方法などが挙げられる。
【0020】
コア体及び背面板は、共鳴構造、より厳密には気柱共鳴構造を構成している。この共鳴構造は、比較的低周波域に高い吸音性能を示す。有孔板には、貫通孔が形成されている。多孔質体は、通気性を有し、その内部には微細孔が多数形成されている。各微細孔は、多孔質体の表から裏まで延びており、多孔質体における通気部分をなしている。そして、多孔質体は、吸音体として機能し、中程度及び高い周波数帯域での吸音性能を本発明の防音構造体に付与する。
【0021】
なお、多孔質体は、厚み方向においてコア体とは反対側で有孔板と接触していてもよく、あるいは、コア体と有孔板とに挟まれた状態で有孔板と接触していてもよい。
【0022】
以上のように構成された本発明の防音構造体は、コア体及び背面板が構成する気柱共鳴構造による吸音効果と、多孔質体における吸音効果を併せ持つ。これにより、本発明の防音構造体によれば、軽量でありながらも高剛性且つ高強度なものであり、比較的小型(コンパクト)な構造にて、人の声などの比較的低周波の音を広帯域で吸音することが可能となる。
【0023】
また、本発明の防音構造体では、多孔質体における有孔板との接触面積に対する、多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積の比率が92%以下である。これにより、本発明の防音構造体によれば、構造上の剛性及び防音性能を良好に確保することができる。
【0024】
より詳しく説明すると、上記の積層構造を有する防音構造体を作製するには、厚み方向において互いに隣接する部材同士(例えば、多孔質体及び有孔板)を接着等により一体化する必要がある。しかし、本発明者らは、多孔質体を有孔板に直接留めた場合に、防音構造体の防音性能(吸音性能)が損なわれることを確認した。また、本発明者らは、防音構造体を要素(部材)毎に切り替えて吸音性能を確認する実験を実施し、その実験結果から、有孔板に対して多孔質体が留められている状態が吸音性能低下の主な要因であることを特定した。
【0025】
ここで、多孔質体が吸音体として機能するメカニズムについて説明すると、多孔質体の吸音メカニズムは、主に2つ考えられる。一つ目の吸音メカニズムは、音が多孔質体内の微細孔を通過する際に摩擦が発生し、これにより音のエネルギーが熱エネルギーに変換されることで吸音するものである。二つ目の吸音メカニズムは、多孔質体内に進入した音が多孔質体全体を弦又は膜体として振動させることで音のエネルギーを力学的エネルギーに変換させて吸音するものである。
【0026】
本発明の防音構造体は、上記2つの吸音メカニズムに関与するものと考えられる。具体的に説明すると、一つ目のメカニズムに関しては、多孔質体と有孔板とを単に重ね合わせた場合、多孔質体中、有孔板の貫通孔と隣り合う部分に通気部分が形成される。また、多孔質体において有孔板の貫通孔から外れた部分(つまり、有孔板の板部分と隣り合う部分)でも、多孔質体の非孔部分(素材部分)の屈曲及び伸縮等によって通気部分が形成される。しかし、多孔質体が有孔板に留められてしまうと、多孔質体において有孔板の板部分と隣り合う部分では、多孔質体の非孔部分の屈曲及び伸縮等が妨げられる。これにより、通気路が形成される部分が、多孔質体の一部分(具体的には、有孔板の貫通孔と隣り合う部分)に限られてしまうため、多孔質体の吸音性能を低下させてしまう。
【0027】
二つ目のメカニズムに関しては、多孔質体と有孔板とを単に重ね合わせた場合、多孔質体における振動の自由度が比較的高くなる。しかし、多孔質体が有孔板に留められてしまうと、多孔質体における振動の自由度が減少し、結果として多孔質体の吸音性能を低下させてしまう。
【0028】
以上の点を踏まえると、吸音性能の低下を抑える観点では、多孔質体が有孔板に直接留められる範囲を極力小さくする方が好ましいと考えられる。一方、防音構造体を製品として提供する上では、多孔質体と有孔板との接触状態を維持して両部材を良好に一体化させておく(換言すると、多孔質体の脱離を抑える)必要がある。これらの内容に関して、本発明と同様の積層構造を有する特許文献1の防音パネルでは、何らの対策も講じられておらず、特に吸音性能の低下については考慮されていない。その結果、多孔質体における有孔板との接触面の略全域に亘って多孔質体を有孔板に留める形になり、吸音性能が著しく低下することになる。
【0029】
なお、特許文献2に記載された接着方法は、フェルトを積層した基材とシート状体とを接着させる方法であって、有孔板と多孔質体とを接着させるための方法ではない。それ故に、特許文献2に記載された接着方法は、コア体と背面板と有孔板と多孔質体とを積層させた構造にそのまま適用することができず、上記の積層構造には不向きなものである。
【0030】
一方、本発明の防音構造体では、多孔質体を留め部によって多孔質体以外の部材に留めており、また、多孔質体における有孔板との接触面積に対する、多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積の比率を92%以下としている。つまり、多孔質体が有孔板に留められている範囲の面積を減らしていくことで、多孔質体の吸音性能が徐々に回復する。その事を踏まえて、本発明では、多孔質体が有孔板と留めておくことで付与される構造上の剛性を維持し得る範囲で、多孔質体が有孔板に留められている範囲の面積を減じることとした。
【0031】
より詳しく説明すると、上記の比率を92%以下に設定することにより、最周波数等の条件を変えたときに得られる最大吸音率が0.8を超える(例えば、図11A図11C、及び図12参照)。ここで、最大吸音率が0.8を超える技術的意義について説明すると、最大吸音率の増加に対する聴感の変化(聴覚差)を評価した際、最大吸音率が0.6から0.7に増加した場合には、聴覚差(dB差)が3に満たないので明確な聴覚差とは言い難い。一方、最大吸音率が0.7から0.8に増加した場合には、聴覚差(dB差)が3.5となるため、その差を人の聴覚で知覚できるようになる。したがって、最大吸音率が0.8超であれば、人の聴覚で明瞭に知覚し得る聴覚差(dB)が得られるようになる。なお、最大吸音率が0.8から0.9に増加した場合には、聴覚差(dB差)が6となり、さらに明確な聴覚差となる。また、最大吸音率=0.8は、一般的な高い吸音率の基準値として採用されている。
また、本発明者らの検討によれば、上記の比率が下がるほど最大吸音率が上昇し、上記の比率が62%以下となると最大吸音率が0.9以上となり、上記の比率が46%以下では最大吸音率が約1に達することが明らかとなった(詳しくは、後述の実施例の項を参照)。
【0032】
以上のように、本発明の防音構造体によれば、多孔質体を有孔板と留めておくことで付与される構造上の剛性、及び、防音性能を良好に確保することが可能となる。
【0033】
ここで、「多孔質体における有孔板との接触面積」とは、多孔質体における有孔板との対向面のうち、有孔板(厳密には、有孔板の貫通孔を除く板部分)と接触している部分の面積のことである。また、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」とは、多孔質体のうち、留め部によって有孔板に直接的に固定されている範囲の面積であり、換言すると、留め部による固定力が多孔質体に及ぶ範囲の面積である。
【0034】
具体的に説明すると、例えば、留め部が多孔質体と有孔板との間に介在する接着剤又は接着テープ等からなる層(接着層)である場合には、接着層が多孔質体あるいは有孔板と接触している範囲の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。
【0035】
また、留め部が多孔質体及び有孔板を束ねるステープラーの芯、又は多孔質体及び有孔板に縫い付けられた縫合糸である場合には、芯又は縫合糸が多孔質体に接触している部分(具体的には、芯又は縫合糸のうち、多孔質体を貫通している部分、及び貫通部分の間に渡されている部分)の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。
【0036】
また、留め部が多孔質体及び有孔板に突き刺さった画鋲である場合には、画鋲における把持部分が多孔質体に接触している範囲(すなわち、把持部分によって多孔質体が押さえ付けられている部分)の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。
【0037】
また、留め部が多孔質体と有孔板との間に設けられたN極磁石及びS極磁石である場合、磁石を多孔質体に接着させた部分の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。
また、留め部が枠材等に設けられた嵌合構造である場合、多孔質体のうち、枠材に備えられた嵌合部に嵌め込まれている部分の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。
また、留め部が、多孔質体の一部が押し込まれる間隙である場合、多孔質体のうち、間隙に押し込まれた部分の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。なお、この場合には、多孔質体が有孔板と接していない部分にて留められるので、多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積が0となる。
【0038】
また、留め部が多孔質体と有孔板との間に設けられた面ファスナーである場合、面ファスナーを多孔質体に接着させた部分の面積が、「多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積」に該当する。
なお、留め部が多孔質体をコア体又は背面板に留める場合(例えば、図9に図示の構成)、多孔質体が留め部によって有孔板に留められている範囲の面積が0となる。
【0039】
以上までに本発明の防音構造体の構成及び効果について説明してきたが、本発明の防音構造体は、多岐の用途に用いることが可能であり、例えば、住宅、ホール、エレベーター、教室、オフィス、会議室、学校、保育園及び幼稚園、その他の建物(具体的には、工場及び動物小屋等)、並びに建物以外の構造物等の様々な音環境を構築する用途に用いられる。
【0040】
また、本発明の防音構造体は、上記以外の用途にも利用可能であり、例えば、航空機のエンジンの音響板、自動車の内装材等、箱材及び梱包材等の物流用資材として用いることができる。また、本発明の防音構造体は、複写機、送風機、空調機器、換気扇、ポンプ類、発電機及びダクト等の材料として用いることができる。さらに、本発明の防音構造体は、塗布機、回転機、及び搬送機等のように音を発する様々な種類の産業用機器;自動車、電車等の車輌、及び航空機等の輸送用機器;並びに冷蔵庫、洗濯機、乾燥機、テレビジョン、コピー機、電子レンジ、ゲーム機、エアコン、扇風機、パーソナルコンピュータ、掃除機、空気清浄機、及び換気扇等の一般家庭用機器等に用いることができる。
なお、本発明の防音構造体は、上述した各種の機器において騒音源から発生する音が通過する位置に適宜配置される。
【0041】
<<本発明の防音構造体の構成例>>
次に、本発明の防音構造体の構成例について、図1及び図2を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る防音構造体(以下、防音構造体10)を示す部分断面図である。なお、図1には、後述する多孔質体の一部の拡大図が併せて示されている。図2は、防音構造体10を部分的に破断して模式的に示す上面図である。なお、図示の都合上、図2では留め部を省略している。
【0042】
なお、図1には、矢印にて防音構造体10の厚み方向が示されている。ここで、防音構造体10の厚み方向は、後述するコア体12の厚み方向に相当し、以下の説明では、両者の厚み方向をまとめて「厚み方向」と呼ぶこととする。
【0043】
また、図2では、防音構造体10の構造を理解し易くするために、防音構造体10において後述する有孔板20及び多孔質体24が取り外された部分を図2の左側に、多孔質体24のみが取り外された部分を図2の中央部分に、それぞれ図示している。
【0044】
防音構造体10は、図1及び図2に示すように、厚み方向において多孔質体24、有孔板20、コア体12、及び背面板18が重ねられて配置されることで構成されている。また、多孔質体24は、留め部28によって有孔板20、コア体12又は背面板18のいずれかに留められている。
【0045】
コア体12は、図2に示すように、複数のセル14を構成する部材である。各セル14は、厚み方向に沿った筒状の開口部14aと、開口部を囲む仕切り壁14bとを有する枠である。また、複数のセル14の各々の、厚み方向における両端面は、それぞれ、開口面となっている。
【0046】
背面板18は、図1に示すように、厚み方向において複数のセル14の各々の開口面(厳密には、背面側の端面)を覆う板体である。図1に図示の構成では、背面板18が厚み方向におけるコア体12の一端面に接合されており、各セル14の開口部14aを塞いでいる。
【0047】
有孔板20は、図1に示すように、厚み方向においてコア体12を介して背面板18とは反対側(すなわち、音源により近い側)の位置でコア体12と重ねられている。なお、図1に図示の構成では、有孔板20が厚み方向におけるコア体12の他端面(背面板18が接合されている側とは反対側の端面)に接合されており、背面板18とは反対側で複数のセル14の各々の開口面を覆っている。また、有孔板20は、図2に示すように、複数のセルの各々と対応する位置に形成された貫通孔22を有する。各貫通孔22は、セル14の開口部14aと連通する位置に設けられている。
【0048】
多孔質体24は、厚み方向において有孔板20と接触している。図1に図示の構成では、多孔質体24は、コア体12とは反対側で有孔板20と隣接しており、防音構造体10の最外層をなしている。また、多孔質体24は、通気性を有し、その内部には通気部分をなす微細孔26が形成されている。また、多孔質体24と有孔板20との接触状態は、留め部28によって多孔質体24が所定箇所に留められていることにより安定的に維持されている。また、多孔質体24は、布によって構成されているのが好ましい。ここで、布は、不織布、織布、編物等を含む、繊維集合体を指す。また、布の素材は、天然糸でもよいし、合成糸でもよいし、金属材料等でもよい。
【0049】
以下、防音構造体10の各構成要素について個々に説明する。
[コア体]
コア体12は、厚み方向において背面板18と有孔板20との間に挟まれている。コア体12によって構成される複数のセル14の各々の開口部14aは、背面板18及び有孔板20によって閉じられている。つまり、有孔板20の貫通孔22の背面側では、各セル14の開口部14aが閉空間とされ、背面空間が形成されている。そして、コア体12の各セル14と背面板18とが協働して気柱共鳴構造を構成している。
【0050】
また、図1に図示のごとく、一つのセル14の開口部14aに対して有孔板20の貫通孔22の一つが連通するように、有孔板20において複数の貫通孔22が形成されているのが好ましい。つまり、有孔板20に形成された複数の貫通孔22は、それぞれ、複数のセル14の開口部14aのうちの一つと1対1で対応して配置されているのが望ましい。この場合、複数のセル14の開口部14aが規則的に配置されていれば、複数の貫通孔22も有孔板20において開口部14aの配置の規則性に応じて規則的に配置されることになる。
また、一つのセル14に対して、複数の貫通孔22が対応するように各貫通孔22が配置された場合にも、上記と同様の効果が得られる。すなわち、例えば、一つのセル14の開口部14aと三つの貫通孔22とが連通するように各貫通孔22を周期的に配置することも可能である。ただし、有孔板20に貫通孔22を形成する手間を考慮すると、大きな孔を一つ形成する方が複数の孔を多く形成する場合よりもコスト的に有利であるため、一つのセル14に一つの貫通孔22が対応している方が望ましい。
また、全てのセル14について貫通孔22が一対一で対応していなくてもよく、ある程度のセル数に関して貫通孔22の数が対応していれば、上記と同様の効果が得られる。具体的には、全セルのうちの50%以上のセル14において貫通孔22の個数が対応していれば、上記と同様の効果が得られる。なお、望ましくは70%以上、より望ましくは90%以上のセル14について、貫通孔22の個数が対応しているとよい。
【0051】
なお、コア体12における各セル14の開口部14aの配置、及び、各セル14の開口部14aと有孔板20の各貫通孔22との位置関係については、上記の内容に限定されない。例えば、一つのセル14の開口部14aに対して有孔板20の2つ以上の貫通孔22が対応するように配置されてもよい。また、各セル14の開口部14aは、コア体12において規則的に配置されていなくてもよい。
【0052】
また、防音構造体10の強度を確保する観点から、コア体12は、ハニカム構造を有するハニカムコアであることが好ましい。すなわち、複数のセル14の形状は、図2に示すように平面視でハニカム(正六角形)形状であることが好ましい。ただし、コア体12の構造は、ハニカム構造に限定されるものではなく、グレーチングのようにセル形状が平面視で略矩形の形状であってもよく、エキスパンドメタルのようにセル形状が平面視で略菱形の形状であってもよい。あるいは、コア体12の構造を、図3に示すように複数の波型スレートを表裏の向きが交互に入れ替えわるように並べた構造とし、セル形状が平面視で略紡錘形の形状であってもよい。図3は、コア体12の構造の変形例を示す上面図である。
【0053】
なお、コア体12の構造、すなわち、各セル14の形状は、上記の内容に限定されず、円形、楕円形、平行四辺形又は台形等の特殊な四角形、三角形、五角形及び八角形等を含む多角形、若しくは不定形であってもよい。また、セル14の形状は、全てのセル14間で同一(一定)であってもよく、あるいは、セル14間で異なっていてもよい。
【0054】
ちなみに、セル14の開口部14aのサイズは、開口部14aの平面形状が円形又は正方形等の正多角形である場合には、直径、又は正多角形における最長の対角線の長さと定義することができる。また、開口部14aの平面形状が多角形、楕円、又は不定形の場合には、円相当直径と定義することができる。ここで、「円相当直径」とは、それぞれ面積の等しい円に換算した時の直径である。
【0055】
コア体12のセル14について補足しておくと、各セル14の開口部14aのサイズ(すなわち、開口部14aの直径、最長対角線の長さ、及び円相当直径)は、図1に示すように、有孔板20の貫通孔22の直径よりも大きくなっている。ちなみに、開口部14aのサイズは、1.0mm~500mmであることが好ましく、5mm~250mmであることがより好ましく、10mm~100mmであることが特に好ましい。ここで、開口部14aのサイズが1.0mm~500mmであることが好ましい理由は、1.0mmよりも小さくなると、開口部14aを囲む内壁における空気粘性抵抗が著しく高くなるために吸音効果が低下し、また、コア体12の製造が困難となるからである。また、500mmより大きなサイズになると、コア体12の剛性が著しく低下するからである。
【0056】
なお、各セル14の開口部14aのサイズは、全てのセル14の間で同一(一定)であってもよく、一部のセル14の開口部14aのサイズが他のセル14の開口部14aのサイズと異なっていてもよい。また、開口部14aの形状及びサイズ(換言すると、セル14の形状及び平面サイズ)については、特に制限がなく、背面板18及び有孔板20の各々の平面形状及びサイズ(面積)等に応じて適宜設定すればよい。
【0057】
また、厚み方向におけるコア体12の端面においてセル14の開口部14aが占める比率(開口部占有率)は、有孔板20における貫通孔22の開口率(開口率については、後述する)よりも大きくなっている。
【0058】
コア体12の厚みは、背面板18と有孔板20との間の間隔に等しい。コア体12の厚みは、特に制限的ではなく、本発明の防音構造体10が使用される場所及び環境に応じて適宜設定すればよいが、例えば、1.0mm~200mmであることが好ましく、5mm~100mmであることがより好ましく、10mm~50mmであることが特に好ましい。ここで、コア体12の厚みが1.0mm~200mmであることが好ましい理由は、1.0mm未満になるとコア体12の剛性が大きく低下するからであり、200mm超であると防音構造体10が大型化し、場所によっては配置できない虞があるためである。
【0059】
コア体12の材料は、軽量で且つ高い剛性を有し、コア体12としての機能を良好に発揮するものであれば、特に制限されない。つまり、コア体12は、有孔板20及び多孔質体24を支持し、背面板18及び有孔板20との間の間隔を一定に維持し、且つ、背面板18と共に気柱共鳴構造を構成するものであればよく、その限りにおいては、コア体12の材料は、自由に選定することができる。
【0060】
コア体12の材料について具体的に説明すると、コア体12の材料は、例えば可燃性材料であってもよい。ここで、可燃性材料とは、後述する難燃材以外の材料を指し、例えば、紙材料、木材、及び合成樹脂などの樹脂材料等も挙げることができる。紙材料としては、例えば、和紙、用紙、並びに、パルプ原料を用いた段ボール構造、ハニカム段ボール構造及びボード等を挙げることができる。樹脂材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、TAC(トリアセチルセルロース)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、PE(ポリエチレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PMP(ポリメチルペンテン)、COP(シクロオレフィンポリマー)、ゼオノア、ポリカーボネート、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PS(ポリスチレン)、PAR(ポリアリレート)、アラミド、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PES(ポリエーテルサルフォン)、ナイロン、PEs(ポリエステル)、COC(環状オレフィン・コポリマー)、ジアセチルセルロース、ニトロセルロース、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリアミドイミド、POM(ポリオキシメチレン)、PEI(ポリエーテルイミド)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、ポリロタキサン(スライドリングマテリアルなど)および、ポリイミド等を挙げることができる。さらに、主にポリプロピレン又はポリカーボネートを用いた、いわゆるプラダン構造を用いることもできる。
【0061】
ただし、上記の内容に限らず、コア体12の材料は、例えば、難燃材であってもよい。ここで、難燃材とは、建築材料として利用されるものである場合には、建築基準法第2条第9号で定める不燃材料、建築基準法施行令第1条第5号で定める準不燃材料、及び同施行令第1条第6号で定める難燃材料を指す。これらの材料は、通常の火災による火熱が加えられた場合に、加熱開始後5分間以上は燃焼しないこと、防火上有害な変形、溶融、亀裂、及びその他の損傷を生じないこと、避難上有害な煙、又はガスを発生しないことの3点を満たす必要がある。難燃材としては、例えば、金属材料、無機材料、難燃合板、難燃繊維板、及び難燃プラスチック板などの材料を挙げることができる。金属材料としては、例えば、アルミニウム、スチール、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、及びこれらの合金等を挙げることができる。無機材料としては、例えば、ガラス、コンクリート、石膏ボード、サファイア、及びセラミックス等を挙げることができる。また、可燃性材料をアラミド樹脂などでコーティングすることで難燃材として使用できる。
【0062】
また、上記以外のコア体12の材料として、炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics:CFRP)、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック(Glass Fiber Reinforced Plastics:GFRP)等の炭素繊維を含む材料が挙げられる。
なお、コア体12は、以上までに挙げてきた材料の複数種を組み合わせて構成されたものであってもよい。
【0063】
ちなみに、上述したコア体12の材料のうち、紙材料、金属材料及び樹脂材料が好ましく、より軽量で簡易に焼却できる点では紙材料がより好ましい。また、紙材料をアラミド樹脂でコーティングしたものであれば、耐火性が付与されるため、さらに好ましい。
【0064】
また、コア体12の材料自体の厚み(板厚)については、特に制限されるものではないが、例えば、0.001mm(1μm)~5mmであることが好ましく、0.01mm(10μm)~2mmであることがより好ましく、0.1mm(100μm)~1.0mmであることが特に好ましい。ここで、コア体12の材料の板厚が0.001mm(1μm)~5mmであることが好ましい理由は、0.001mm(1μm)未満になるとコア体12の剛性が十分に確保できないからである。また、5mm超になると、コア体12が著しく重くなってコア体12の軽量性を阻害するからである。
【0065】
また、コア体12が構成する複数のセル14のうち、少なくとも一部のセル14の開口部14a内に、多孔質吸音材料、例えば織布、編布、不織布又はフェルト等の繊維からなる吸音材、若しくは多孔質ウレタン等の発泡材料が配置されていてもよい。また、コア体12と有孔板20の間に吸音材が介在してもよい。また、図3に示すように、有孔板20が防音構造体10xの最外層に位置し、厚み方向において有孔板20とコア体12との間に多孔質体24が介在してもよい。図3は、有孔板20と多孔質体24の配置位置を入れ替えた防音構造体10xの部分断面図であり、図1と対応した図である。
【0066】
また、コア体12は、背面板18、及び有孔板20又は多孔質体24の各々と隙間なく固定されていることが好ましい。背面板18、及び有孔板20又は多孔質体24の各々とコア体12との固定方法については、固定状態を良好に保持することができれば、どのような方法を用いてもよく、特に制限されるものではない。固定方法としては、例えば、接着剤を用いる方法、又は物理的な固定具を用いる方法などを挙げることができる。
【0067】
接着剤を用いる固定方法について説明すると、厚み方向におけるコア体12の両端面(換言すると、複数のセル14の各々の開口面)に接着剤を塗布し、一方の端面上に背面板18を載せ、他方の端面上に有孔板20又は多孔質体24を載せ、それぞれをコア体12に固定する。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤(アラルダイト(登録商標)(ニチバン株式会社製)等)、シアノアクリレート系接着剤(アロンアルフア(登録商標)(東亜合成株式会社製)など)、及びアクリル系接着剤等を挙げることができる。
【0068】
物理的な固定具を用いる方法について説明すると、厚み方向においてコア体12を間に挟むように配置された背面板18及び有孔板20(又は多孔質体24)を、コア体12と棒等の固定部材(不図示)との間に挟み込み、固定部材をネジ及びビス等の固定具(締結具)によってコア体12に固定する方法等が挙げられる。
【0069】
[背面板]
背面板18は、コア体12が構成する複数のセル14の各々の開口面を、背面側(すなわち、有孔板20が設けられる側とは反対側)で閉じる板材である。つまり、背面板18は、図1に示すように、コア体12の背面側の表面を覆い、厚み方向において有孔板20と間隔を開けて配置される。
【0070】
背面板18の厚みは、特に制限されるものではないが、例えば、0.001mm(1μm)~5mmであることが好ましく、0.01mm(10μm)~2mmであることがより好ましく、0.1mm(100μm)~1.0mmであることが特に好ましい。
【0071】
また、背面板18の平面形状及びサイズ(平面サイズ)については、コア体12の背面側の表面を覆うことができる限り、特に制限されず、防音構造体10中の他の部材(コア体12、有孔板20及び多孔質体24)の平面形状及びサイズ等に応じて適宜設定すればよい。
【0072】
また、背面板18の材料としては、特に制限されるものではなく、前述したコア体12の材料と同様の材料を用いることができる。具体的に説明すると、背面板18の材料としては、例えば、紙材料、アルミニウム及び鉄等の各種金属、並びに、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリプロピレン(PP)等の各種樹脂材料が挙げられる。
【0073】
なお、背面板18は、有孔板20と共にコア体12を挟持し得るものであれればよく、例えば、防音構造体10が設置される機器の筐体又はカバーを背面板18として用いてもよい。あるいは、部屋の壁等を背面板18として用いられてもよい。すなわち、例えば、多孔質体24と有孔板20とコア体12とからなる構造体を壁に設置する際に、コア体12の背面側の表面が壁に当接するように上記の構造体を配置することで、壁が背面板18として機能する構成であってもよい。
【0074】
[有孔板]
有孔板20は、若干の厚みを有する板材からなり、貫通する複数の貫通孔22を有する。ここで、図1の構成では、有孔板20に形成された複数の貫通孔22が、有孔板20上に配置される多孔質体24によって覆われて見えなくなる。このような態様は、防音構造体10の外観(意匠)上、好ましいものである。以下では、特に断る場合を除き、図1の構成、すなわち、有孔板20上に多孔質体24が配置された構成を前提として説明することとする。
【0075】
有孔板20における貫通孔22の形成位置は、前述したように、コア体12のセル14の開口部14aに対応させて設定されている。より詳しく説明すると、各貫通孔22の背面側には、コア体12の各セル14の仕切り壁14bと背面板18によって囲まれた閉空間(空気層)が形成される。この閉空間内では、その閉空間の長さ(背面距離)に応じた周波数での気柱共鳴が生じる。すなわち、開口部14aを有する各セル14と、各セル14の背面側の開口面を閉じる背面板18とは、気柱共鳴構造を構成する。また、上記の閉空間と連通する有孔板20の貫通孔22は、気柱共鳴を妨害しない程度に大きく形成されている。厳密には、貫通孔22の径及び上記閉空間の体積の膨張圧縮によるヘルムホルツ共鳴の誘起が小さく、背面距離による気柱共鳴が卓越するような条件にて貫通孔22が形成されている。
【0076】
なお、各貫通孔22は、有孔板20において規則的に配置されてもよく、あるいはランダムに配置されてもよいが、コア体12における各セル14の開口部14aの配置パターン(配置規則)に合わせて規則的に配置されているのが好ましい。また、貫通孔22は、有孔板20に1つのみ形成されてもよい。
【0077】
また、有孔板20は、貫通孔22がヘルムホルツ共鳴を誘起せず、且つ、多孔質体24を適切に支え得るものであればよい。そうである以上、有孔板20の厚みについては、特に制限されないが、例えば、0.001mm(1μm)~5mmであることが好ましく、0.01mm(10μm)~2mmであることがより好ましく、0.1mm(100μm)~1.0mmであることが特に好ましい。
【0078】
また、有孔板20の平面形状及びサイズ(平面サイズ)については、特に制限されず、防音構造体10が使用される場所及び環境等に応じて適宜設定すればよい。
【0079】
また、貫通孔22の形状は、平面視で円形状であることが好ましいが、これに限定されるものではない。貫通孔22の形状は、円形以外の形状、例えば、正方形、長方形、菱形、又は平行四辺形及び台形等の他の四角形、三角形、五角形及び六角形等を含む多角形、楕円形、若しくは不定形であってもよい。また、貫通孔22の形状は、全ての貫通孔22間で同一(一定)であってもよく、あるいは、貫通孔22間で異なっていてもよい。
【0080】
また、貫通孔22の孔径(具体的には、直径及び開口幅)は、貫通孔22の背面側で生じる気柱共鳴を阻害しない(すなわち、ヘルムホルツ共鳴を生じない)範囲で設定する必要がある。ここで、貫通孔22の孔径については、コア体12のセル14の開口部14aのサイズと同様に定義することができる。
【0081】
また、貫通孔22の孔径は、1.0mm超であり、且つ、15mm以下の範囲にあるのが好ましい。貫通孔22の孔径の好ましい範囲を上記の範囲とする理由は、貫通孔22の孔径が1.0mm以下であると、貫通孔22を囲む内壁における粘性抵抗が大きくなる結果、吸音特性が大きく低下する虞があるためである。また、貫通孔22の孔径が15mm超であると、防音構造体10の剛性が確保し難くなるためである。ただし、貫通孔22は、様々な形状を取り得るため、その孔径の下限及び上限については、必ずしも厳格に決められるものではなく、ある程度の許容度を以て設計することが可能である。
【0082】
なお、貫通孔22の孔径は、全ての貫通孔22の間で同一(一定)であってもよく、一部の貫通孔22の孔径が他の貫通孔22の孔径と異なっていてもよい。すなわち、有孔板20には、互いに孔径が異なる2種類以上の貫通孔22が開けられていてもよい。また、孔径に分布がある場合には、その平均孔径を孔径として採用して上述のサイズを満たすようにすればよい。
【0083】
また、貫通孔22は、貫通孔22の全長に亘って孔径が均一となったストレート形状の孔でもよく、あるいは、貫通孔22の深さ方向に沿って孔径が変化する孔であってもよい。すなわち、図5に示すように、貫通孔22におけるコア体12により近い方の端の孔径と、コア体12からより離れた方の端の孔径と、が互いに異なってもよい。図5は、孔径が変化する貫通孔22が有孔板20に形成された防音構造体10yの部分断面図である。
【0084】
ここで、孔径が変化する貫通孔22としては、例えば、図5に図示したテーパー形状の貫通孔22が挙げられる。テーパー形状の貫通孔22については、コア体12からより離れた方の端に向かって貫通孔22の孔径が漸次的に大きくなっているのが望ましい。また、音源からの音を気柱共鳴構造のセル14内に導き易くして効果的に吸音する観点では、図5に示すように、貫通孔22におけるコア体12にからより離れた方の端が、音源が位置する側に向けられているのが望ましい。ただし、これに限定されるものではなく、貫通孔22が図5に図示した形状を上下反転させた逆テーパー形状であってもよい。
ちなみに、テーパー形状の貫通孔22は、パンチング等の物理的手法で形成することが可能であり、そのような方法で形成した貫通孔22は、音響的なメリットも多くなるので好ましい。
【0085】
なお、孔径が変化する貫通孔22の孔径の大きさとしては、当該貫通孔22各部の孔径の平均値を採用すればよい。
【0086】
また、有孔板20における貫通孔22の開口率は、貫通孔22の孔径と同様、貫通孔22の背面側で生じる気柱共鳴を阻害しない(すなわち、ヘルムホルツ共鳴を生じない)範囲で設定する必要がある。ここで、有孔板20における貫通孔22の開口率は、貫通孔22の背後にある閉空間(空気層)の面積に対する貫通孔22の面積の比率、すなわち、コア体12のセル14の開口部14aの断面積(厚み方向を法線とする断面の面積)に対する貫通孔22の面積の比として定義することができる。
【0087】
なお、コア体12のセル14の開口部14aの断面積が一様でない場合、又は貫通孔22の面積が一様でない場合には、貫通孔22の平均開口率を貫通孔22の開口率として用いる。ここで、貫通孔22の平均開口率は、コア体12における全開口部14aの総面積に対する、全貫通孔22の合計面積の比率として求めることができる。全開口部14aの総面積は、コア体12の所定範囲内における全開口部14aの個数及び平均面積を求め、個数と平均面積との積から求めればよい。全貫通孔22の合計面積は、有孔板20の所定範囲内における全貫通孔22の個数及び平均面積を求め、個数と平均面積との積から求めればよい。
【0088】
そして、上述した貫通孔22の開口率は、貫通孔22の背面側で生じる気柱共鳴を阻害させない理由から1.0%以上である必要があり、5.0%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、20%以上であることが更に好ましい。また、剛性の観点から、開口率は、90%以下が好ましく、80%以下がより好ましく、70%以下が更に好ましく、50%以下が特に好ましい。
【0089】
有孔板20の材料は、その表面上に多孔質体24を支持することができ、背面板18と共にコア体12を挟持し得るものである限り、特に制限されるものではなく、具体的にはコア体12の材料と同様の材料を用いることができる。具体的に説明すると、有孔板20の材料としては、例えば、紙材料、アルミニウム及び鉄等の各種金属、並びに、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリプロピレン(PP)等の各種樹脂材料が挙げられる。
【0090】
これまでに説明した構成は、コア体12と背面板18と有孔板20とが互いに別の部材であることとしたが、これらの部材及び多孔質体24のうちの少なくとも二つが一体化されていてもよい(厳密には、一体成形品であってもよい)。例えば、3Dプリンター等を用いて、有孔板20とコア体12とを一体成形してもよく、又は、コア体12と背面板18とを一体成形してもよく、あるいは、多孔質体24と有孔板20とコア体12とを一体成形してもよく、若しくは、有孔板20とコア体12と背面板18とが一体成形してもよい。さらに、防音構造体10全体(すなわち、多孔質体24、有孔板20、コア体12及び背面板18)が一体成形されたものであってもよい。
【0091】
また、防音構造体10の軽量化を図る上で、コア体12、背面板18及び有孔板20のうちの少なくとも一つが、段ボール等の紙材料、厚手の布等の繊維集合体、又は発泡プラスチック及び独立気泡ウレタン等の樹脂材料によって構成されているとよい。
【0092】
また、防音構造体10をより軽量化するには、コア体12、背面板18及び有孔板20のすべてが、上述の材料によって構成されているのが好ましい。さらに、成形し易さ及び焼却し易さの観点から考えると、コア体12、背面板18及び有孔板20のすべてが紙材料からなるのが特に好ましい。さらにまた、各セル14の間で音を漏れ難くする観点では、上記の材料のうち、独立気泡ウレタンのように通気性のない材料、あるいは段ボールのように通気度が小さい構造が望ましい。このような構造の他にも、上述した材料の表面に通気性のないコーティング層又はフィルムを設ける等して通気度を下げた構造を用いることもできる。
【0093】
[多孔質体]
多孔質体24は、厚み方向において有孔板20と重ねられており、図1の構成では、防音構造体10において最外層をなしている。この場合には、有孔板20の表面(コア体12とは反対側の表面)を多孔質体24によって覆うことで、貫通孔22が形成された有孔板20を視認されないようにすることができる。これにより、防音構造体10の美観性(意匠性)及び質感の低下を抑えることが可能となる。かかる効果を得る上では、多孔質体24の表面が有孔板20の視認側(音源側)の表面の全体を覆える面積を備えているのがよい。
【0094】
また、多孔質体24は、前述したように、防音構造体10において吸音材として機能する。具体的に説明すると、多孔質体24は、前述した2つのメカニズムによって吸音する。つまり、多孔質体24は、多孔質体24の微細孔26内を音が通る際に、微細孔26の内壁面と空気との摩擦によって音のエネルギーを熱エネルギーに変換させて吸音している。また、多孔質体24は、その内部に進入した音によって弦又は膜体として振動させられることにより、音のエネルギーを力学的エネルギーに変換させて吸音する。
【0095】
多孔質体24は、ウレタンフォーム等の発泡材料、樹脂材料あるいは金属製からなる薄膜多孔体、木質集合体、多孔質セラミックス、又は布及び紙等の繊維集合体によって構成されているとよい。また、意匠性の観点から考えると、多孔質体24は、布によって構成されているのがよい。多孔質体24を構成する布としては、例えば、織布、編布、及び不織布等が挙げられる。また、多孔質体24を構成する布の繊維として、繊維径がサブミクロンオーダ(1~100nmのオーダ)の繊維を用いることは、従来の不織布よりも薄く且つ高い吸音効果が得られるため好ましい。多孔質体24を構成する不織布の例としては、シンサレート(商標、3M社製)、吸音フェルト、金属繊維(ポアル(ユニックス社製))からなる不織布等を挙げることができる。多孔質体24を構成する織布の例としては、ブロード(平織布)、シーチング(平織布)、ポプリン(平織布)、及び不燃クロス(イストフロン株式会社IST製)等を挙げることができる。
なお、布によって多孔質体24を構成する場合、一枚の布によって多孔質体24を構成してもよく、複数枚の布を重ねて多孔質体24を構成してもよいが、防音構造体10の軽量化、小型化及び省コスト化を図る上では一枚の布のみで多孔質体24を構成するのがよい。
【0096】
多孔質体24を構成する繊維としては、セルロース繊維(綿繊維、木綿繊維及び麻繊維を含む)、絹繊維、獣毛繊維、羽毛繊維、鉱物繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維、低密度ポリエチレン樹脂繊維、エチレン酢酸ビニル樹脂繊維、合成ゴム繊維、共重合ポリアミド樹脂繊維、共重合ポリエステル樹脂繊維等の樹脂材料からなる繊維、ステンレス繊維等の金属材料からなる繊維、カーボン材料の繊維、及びカーボン含有材料の繊維等を挙げることができる。
【0097】
なお、多孔質体24を構成する布以外の材料としては、グラスウール、ロックウール、発泡ウレタン、及び石膏ボード等を挙げることができる。
【0098】
また、金属材料からなる多孔質体24(例えば、金属繊維によって構成された布シート)を用いる場合には、防音構造体10の難燃性を向上させることができる。かかる効果は、コア体12、背面板18及び有孔板20が紙等の可燃性材料からなる場合には特に有効である。ちなみに、金属材料の中では、コスト及び入手容易性の観点から、銅、ニッケル、ステンレス、チタン及びアルミニウムが好ましい。特に、軽量で、エッチング等により微細孔を形成し易く、且つ、入手性及びコスト等の観点からアルミニウム及びアルミニウム合金を用いるのが最も好ましい。
【0099】
さらに、金属材料からなる多孔質体24については、耐オゾン性を向上させることができ、また、電波を遮蔽することが可能である。さらにまた、金属材料からなる多孔質体24では、導電性を持ち帯電し難いので、微小な埃及びゴミ等が静電気で膜に引き寄せられることがなく、多孔質体24の微細孔26に埃及びゴミ等が詰まって吸音性能が低下することを抑制できる。また、金属材料は、遠赤外線による輻射熱に対する反射率が大きいため、金属材料からなるからなる多孔質体24は、輻射熱による伝熱を防ぐ断熱材としても機能する。その際、多孔質体24には比較的直径が小さい微細孔26が多数形成されているため、多孔質体24は、輻射熱に対して反射膜として機能する。
【0100】
また、金属材料からなる多孔質体24に関しては、錆びの抑制等の観点から、表面に金属めっきを施してもよい。このとき、少なくとも微細孔26の内壁面に金属めっきを施すことにより、微細孔26の平均直径をより小さくなるように調整してもよい。また、金属めっきを施す際には、繊維間で結節点を作らないように金属めっきを施すのが望ましい。
【0101】
多孔質体24は、図2に示すように微細孔26を複数有する。ここで、微細孔26は、通気部分をなしており、音源から発せられた音は、この通気部分を通過してセル14内に進入する。多孔質体24を構成する布において、微細孔26は、繊維間の空間であり、網状に三次元的に配置されている。つまり、多孔質体24を構成する布では、繊維径及び密度によって微細孔26の平均直径及び平均開口率が決まる。ここで、微細孔26の平均直径及び平均開口率は、特に制限されるものではなく、任意に設定することが可能である。
【0102】
また、比較的低周波の音を広帯域にて吸音する観点から、多孔質体24の流れ抵抗は、300Pa・s/m以上、且つ、1500Pa・s/m以下であることが望ましい。ちなみに、多孔質体24の流れ抵抗は、350Pa・s/m以上、且つ、1200Pa・s/m以下であるとより好ましく、375Pa・s/m以上、且つ、1000Pa・s/m以下であると特に好ましい。
なお、多孔質体24の流れ抵抗は、通気抵抗測定装置(カトーテック株式会社製 KES F-8)を用いて、多孔質体24の表面に対する単位面積当たりの通気量を4cc/cm/sに設定して測定することができる。この手法は、通気量一定方式によって通気抵抗を測定する手法であり、測定部に多孔質体24を挟み、試料を通して大気中に向かって上記通気量にて空気を放出するステップ、及び、上記と同様にして大気中から試料を通して装置側に吸引するステップの2ステップから構成されており、それぞれステップでの圧力を測定することで流れ抵抗を測定する手法である。また、多孔質体24の表面の面内において流れ抵抗が一様でない場合には、表面各部の流れ抵抗の平均値を、その多孔質体24の流れ抵抗として採用するとよい。例えば、多孔質体24を構成する布中の三か所を測定して、その平均値を流れ抵抗として採用することができる。
また、種類が異なる複数の布をそれぞれ別の場所に貼る等、流れ抵抗の異なる部材が複数用いられていたり、領域毎に流れ抵抗が異なっていたりする場合には、それぞれの部材又は領域毎に上記測定を行うとよい。
なお、流れ抵抗については、日本音響エンジニアリング製「流れ抵抗測定システムAirReSys」のようなシステムを用いて流れ抵抗を測定してもよい。こシステムが採用する手法は、ISO 9053(2018年時点ではISO 9053-1:2018)に規定される手法であり、この手法に従う限り、他の装置でも測定することが可能である。
【0103】
また、多孔質体24の面密度は、吸音性能に影響を与える。具体的には、所定の流れ抵抗に対して吸音率が最大となる周波数(吸音ピーク周波数)、比較的流れ抵抗が大きい多孔質体24での振動の起こり易さ、及び、吸音ピーク周波数での吸音率(すなわち、最大吸音率)に影響を及ぼす。例えば、面密度がより大きくなるほど、吸音ピーク周波数が下がり、振動が起こり難くなる。このような状況を考慮し、多孔質体24の面密度については、20g/m以上、且つ、2000g/m以下とするのがよい。この範囲は、低周波の音を吸音することができ、且つ、軽量な構造を最適化する目的では好ましい。また、多孔質体24の面密度の下限値については、70g/m以上とすれば最大吸音率を99%超とすることができ、さらに、100g/mであることがより好ましい。他方、多孔質体24の面密度の上限値については、400g/mであることが好ましく、300g/mであるとより好ましい。
【0104】
なお、面密度は、多孔質体24の表面のサイズ(面積)を測定し、多孔質体24の重量を通常の測定法で測定することで求めることができる。多孔質体24の表面積に関しては、防音構造体に用いられる形態での面積を測定する。具体的に説明すると、良好に伸びる素材からなる多孔質体24を伸ばして貼る場合は、その伸びた状態での面積を測定する。この場合、基本的には、多孔質体24に隣接した有孔板20の面積と等しい測定結果となる。そして、面積の測定後、サイズが大きい場合には多孔質体24を折りたたむなどして、その状態で量りを用いて重量を測定する。そして、(測定重量)/(測定面積)を算出することで多孔質体24の面密度を求めることができる。
多孔質体24の全体サイズが大きいために量りで測定できず、且つ、多孔質体24が折りたたむことができない等の場合には、多孔質体24の一部を切り出して測定を行えばよい。その際に切り出す面積については、特に制限はないが、例えば10cm×10cmの正方形状に切り出して重量を測定することができる。
また、流れ抵抗測定と同様にして、種類が異なる複数の布をそれぞれ別の場所に貼るなど、明らかに流れ抵抗の異なる部材が複数用いられていたり領域毎に流れ抵抗が全く異なったりする場合には、それぞれの部材又は領域毎に上記測定を行うとよい。
【0105】
また、多孔質体24の厚みについては、特に限定されるものではないが、小型化、軽量化、通気性及び光の透過性の観点では、多孔質体24の厚みが薄いほど好ましい。例えば、多孔質体24の厚みは、50mm以下が好ましく、25mm以下がより好ましく、20mm以下がよりより好ましく、10mm以下が更に好ましく、5mm以下が更により好ましく、2mm以下が更によりより好ましく、1mm未満が最も好ましい。また、多孔質体24は、薄くなり過ぎると機械的な損傷を受け易くなるので、多孔質体24の厚みは0.1μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることが更に好ましい。
【0106】
なお、多孔質体24の平面形状及びサイズ(面積)については、特に制限されるものではないが、コア体12及び有孔板20の平面形状及びサイズ等に応じて適宜設定すればよい。ちなみに、有孔板20及び多孔質体24が厚み方向においてコア体12に重ねられた状態において、多孔質体24は、コア体12が構成する複数のセル14の各々の開口面の全面を覆うだけの面積を備えているのが好ましい。この場合、音がセル14内に進入する前段階で多孔質体24によって効果的に吸音することが可能となる。
【0107】
また、布等の多孔質体24については、吸音性能以外の機能、例えば、難燃性、意匠性、防水性、撥水性、撥油性、防汚性、耐摩耗性、耐候性及び形状保持性等を付与する目的から、流れ抵抗の性質を改質させるための加工が施されてもよい。上記の加工が施された多孔質体24を用いた防音構造体10は、従来には防音構造体が用いられてなかった場所にて設置され、また使用されるようになるので、その市場価値及び有用性が高まる。
【0108】
一方、加工方法次第では、多孔質体24の通気性及び吸音性を低下させる可能性がある。多孔質体24の吸音性を維持するためには、多孔質体24に付与する特性(改質対象の特性)に関して適切な加工方法を選定する必要がある。ただし、多孔質体24を構成する布として、吸音性を維持しつつ、所望の特性を付与する加工が施された布は、市場で出回っていることが少ない。なお、多孔質体24を構成する布として、意匠性向上のために所定の画像が印刷された布は、存在するものの、その布の種類(布地)が限定され、さらに印刷依頼の際に画像入稿を要するので加工のコスト及び手間が増えてしまう。
【0109】
以上の理由より、本発明において多孔質体24を構成する布を加工する際には、その布地の表面における力学的物性のうち、吸音に関わる物性(具体的には、流れ抵抗、繊維強度、開口率、結節率等)を維持し得る方法にて行うのが好ましい。換言すると、多孔質体24は、多孔質体24の性質(物性)を改質させるための加工が施された加工部分を有してもよい。ここで、加工部分の加工後の流れ抵抗は、300Pa・s/m以上、且つ、1500Pa・s/m以下であると好ましい。
【0110】
具体的に一例を挙げて説明すると、加工前の布の流れ抵抗が300~1500Pa・s/mであり、その布に対して意匠性を付与する(分かり易くは、加工部分に画像又は模様を付ける)方法としては、色素による染色、塗料による着色、及び印刷済フィルムの転写等が挙げられる。このうち、色素染色では、吸音に関わる布表面の力学的物性が加工前後で変化し難くなる。一方で、塗料着色及びフィルム転写では、吸音に関わる布表面の力学的物性が加工前後で変化し易くなる。したがって、加工部分に画像又は模様を付ける加工方法としては、色素染色が好ましいと考えられる。
【0111】
もう一つの例を挙げて説明すると、流れ抵抗が300~1500Pa・s/mである布に対して撥水性を付与する撥水加工としては、撥水コーティング層を布表面に積層する方法、及び、薬液に布を浸漬して布生地の繊維に対して化学的に撥水成分を結合させる方法等が挙げられる。前者の方法では、吸音に関わる布表面の力学的物性が加工前後で変化し易くなるが、後者の方法では、力学的物性の変化が抑えられる。したがって、加工部分に撥水性を付与する方法としては、布生地の繊維に対して化学的に撥水成分を結合させる方法が好ましいと考えられる。
【0112】
加工部分に施される加工としては、前述の染色加工及び撥水加工以外にも挙げられ、例えば、印刷加工、昇華転写加工、起毛加工、抗菌加工、吸水加工、速乾加工、形態安定加工、防皺加工、光触媒加工、紫外線カット加工、防塵加工、涼感加工、マイナスイオン加工、防炎加工、花粉付着防止加工、及び、害虫忌避加工が挙げられ、これらのうちの少なくとも一つが加工部分に施されていればよい。
【0113】
なお、厚み方向における多孔質体24の表面(厳密には、有孔板20とは反対側に有する表面)に対する、表面中の加工部分に属する領域の比率については、5%超であるとよく、30%超であることがより好ましく、70%超であることが特に好ましい。つまり、多孔質体24には、加工部分と非加工部分とが混在してもよく、加工部分と非加工部分との間で流れ抵抗(通気性)が同等であればよい。
【0114】
[留め部]
留め部28は、多孔質体24と有孔板20との接触状態を維持するために多孔質体24をコア体12、背面板18若しくは有孔板20に留めておくものである。留め部28については、特に制限されるものではないが、例えば、多孔質体24を有孔板20に留めるために多孔質体24と有孔板20との間に設けられるもの、若しくは多孔質体24及び有孔板20の双方を貫通するもの等が挙げられる。
【0115】
多孔質体24と有孔板20との間に設けられる留め部28としては、接着剤又は接着テープ等からなる接着層、磁石、及び面ファスナー等が挙げられる。このうち、接着層からなる留め部28を用いた場合には、多孔質体24と有孔板20とを一体化させて、構造上の剛性を向上させることができる。なお、接着層を構成する接着剤については、多孔質体24の材質及び有孔板20の材質等に応じて選択すればよい。接着剤の例としては、エポキシ系接着剤(アラルダイト(登録商標)(ニチバン株式会社製)等)、シアノアクリレート系接着剤(アロンアルフア(登録商標)(東亜合成株式会社製)など)、及びアクリル系接着剤等が挙げられる。
【0116】
多孔質体24及び有孔板20の双方を貫通する留め部28としては、画鋲等の締結ピン、ステープラーの芯、及び縫合糸等が挙げられる。
【0117】
そして、本発明の防音構造体10では、前述したように、多孔質体24における有孔板20との接触面積に対する、多孔質体24が留め部28によって有孔板20に留められている範囲の面積の比率(以下、便宜的に「面積比率」という)が92%以下となっている。これにより、本発明の防音構造体10では、構造上の剛性及び防音性能の双方を確保することができ、より詳しくは最大吸音率が0.8以上となる。また、最大吸音率をより向上させる観点では、面積比率が62%以下であることがより好ましく、この場合には最大吸音率が0.9以上となる。さらに、面積比率が46%以下であることが特に好ましく、この場合には最大吸音率が約1に達する。
【0118】
また、多孔質体24と有孔板20との間に介在する留め部28の平面配置については、図6図8に示すようにパターン状の配置とすることで、留め部28の面積が小さくなっていても効率的な剛性の保持が可能である。より詳しくは、図6図8に示すように、多孔質体24に対する外力の作用方向に沿って留め部28が配置されていれば、構造上の剛性を維持しながら、面積比率を減じることが可能となる。
【0119】
また、図8に示すように、留め部28は、多孔質体24における有孔板20との接触部分の縁(外周)に沿って線状に配置されていると、より好適である。このような構成であれば、構造上の剛性を確保しつつ、上記の接触部分の縁のみを結節点とすることができる。この結果、上記の接触部分において吸音のために振動(弦振動又は膜振動)する部分の面積を、より広くすることが可能となる。
【0120】
なお、図6図8は、留め部28の配置パターンのバリエーションを示す図である。厳密に説明すると、図6図8の各図は、留め部28が多孔質体24と有孔板20との間に介在するときの、多孔質体24における有孔板20との対向面での留め部28の配置パターンを模式的に示している。ここで、図6に図示の配置パターンは、留め部28が一対の平行線をなしたパターンである。図7に図示の配置パターンは、方形における4つの頂点及び中心点に留め部28を配置したパターンである。図8は、前述したように、多孔質体24における有孔板20との接触部分の縁に沿って線状に留め部28を配置したパターンである。
ちなみに、留め部28の配置パターンについては、当然ながら図6図8以外のパターンも考えられ、面積比率が上述の範囲にあれば、それらのパターンのうちの一つを任意に選んで採用してもよい。
【0121】
留め部28は、多孔質体24を有孔板20に留めるものに限定されず、図9に示すように多孔質体24を背面板18に留めるものであってもよく、あるいは、多孔質体24をコア体12に留めるものであってもよい。図9は、多孔質体24を背面板18に留めた防音構造体10zの部分断面図である。
【0122】
図9に図示の構成では、多孔質体24の平面サイズが有孔板20の平面サイズよりも大きくなっており、多孔質体24が有孔板20の外縁よりも外側にはみ出た部分(以下、はみ出し部分)を有する。多孔質体24のはみ出し部分の端部は、背面板18の裏側に回り込み、図9に示すように、留め部28としての接着層、画鋲、面ファスナー等によって背面板18に留められている。このような構成であれば、多孔質体24において有孔板20に直接固定される部分がないので、面積比率が0%となる。
【0123】
<<本発明の防音パネルについて>>
次に、上述した防音構造体10を用いて構成された本発明の防音パネルについて、図10に図示の防音パネルBの構成を例に挙げて説明する。図10は、防音パネルBを示す斜視図である。
【0124】
防音パネルBは、図10に示すように、防音構造体10によって構成されたパネル本体Bxと、パネル本体を取り囲む枠体Byと、を有し、吸音性能を有するパネル材(すなわち、吸音パネル)である。なお、図10に図示の防音パネルBでは、その一部が防音構造体10によって構成されているが、これに限定されるものではなく、防音パネルBの全体が防音構造体10によって構成されてもよい。また、パネル本体Bx及び枠体Byのうち、枠体Byのみが防音構造体10に構成されてもよい。
【0125】
防音パネルBは、防音部材、防音箱、防音囲構造、及び防音室等を構成する用途に用いられる。防音部材としては、例えば、建材として用いられるもの、空調設備用として用いられるもの、部屋の窓等の開口部に設置されるもの、天井に設置されるもの、床用に設置されるもの、室内ドア又は襖等の部屋内開口部に設置されるもの、トイレ内部に設置されるもの、バルコニーに設置されるもの、室内音調用に用いられるもの、簡易防音室を構築するためのもの、ペット小屋を構築するもの、アミューズメント施設内に設置されるもの、工事現場の遮音用に用いられるもの、乗物等の移動体の室内(例えば、自動車、電車及び飛行機等における乗員室)に設置されるもの、並びにトンネル内に設置されるもの等が挙げられる。
【0126】
防音箱は、防音パネルBを含む複数のパネル材を箱状に配置することで構築される箱体であり、例えば、建物及びその他の構造物を建築する用途、輸送用途、並びに物流用途に用いることができる。防音パネルBを用いた防音箱により、箱内部から外部への音の漏洩、あるいは外部から箱内部への音の侵入を防ぐことができる。防音箱は、例えば、ペット小屋、又は騒音源となる機器の筐体等として利用される。
【0127】
防音囲構造は、防音パネルBを含む複数のパネル材を外周壁(すなわち、仕切り)として配置することで構成され、その内側の空間に音源が配置されることで、騒音への吸音効果を発揮する。なお、防音囲構造は、音源を取り囲むように防音パネルBを環状に配置したものに限定されず、1枚若しくは2枚からなるパーティションのようなものであってもよい。また、防音囲構造は、椅子及び机等に取り付けられた形で用いられてもよい。
防音室は、防音パネルBを含む複数のパネル材を部屋壁若しくは天井に用いて構成された部屋であり、室内で活動する人の声、あるいは室外で発生する騒音等に対して吸音効果を発揮する。
なお、上述した音源としては、音を発する機器類であってもよいし、人の声であってもよい。
【実施例
【0128】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は、以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
【0129】
[実施例1]
図1に図示した構造の防音構造体を、面積比率を変えて複数作製した。具体的には、厚み230μmの多孔質体と、厚み1mmの有孔板の厚みと、厚み30mmのセルと、厚み1mmの背面板とを、この順番で積層させて防音構造体を作製した。また、有孔板には、孔径5mmの貫通孔を開口率20%となるように形成した。なお、多孔質体としては、布を使用しており、その流れ抵抗の参考値は、前述の測定方法にて通気量を0.4cc/cm/sとして測定した場合には447Pa・s/mであり、面密度は、83g/mである。
作製した各防音構造体の面積比率は、それぞれ、100%、91%、80%、65%、54%、46%、27%、16%及び0%である。なお、実施例1では、接着層からなる留め部にて多孔質体を有孔板に留めており、多孔質体における有孔板との接触面積に対する、多孔質体において有孔板に接着された範囲の面積の比率を面積比率としている。
【0130】
それぞれの防音構造体について、防音構造体中の多孔質体が音源側に向くように配置し、音響管で吸音率測定を行った。音響管測定法は、「JIS A 1405-2」に従い、マイクを2本用いた垂直入射吸音率の測定系を作製して評価を行った。音響管の内部直径は、4cmとし、4000Hz程度まで測定できる系とした。なお、これと同様の測定は、日本音響エンジニアリング製WinZacMTXを用いることができる。
【0131】
作製した防音構造体について測定した吸音率の変化を図11A図11Cに示す。図11A図11Cは、面積比率別の吸音率の測定結果を示す図であり、横軸が周波数を示しており、縦軸が吸音率を示している。また、各面積比率で得られる最大吸音率及び2000Hzでの吸音率を図12に示す。図12は、面積比率と吸音率との対応関係を示す図であり、横軸が面積比率を示しており、縦軸が吸音率を示している。なお、図12に図示した数式は、46%以上である面積比率と吸音率との回帰式(近似式)を示している。
【0132】
図11A図11C、及び図12から分かるように、面積比率が92%以下であると、最大吸音率が0.8以上となる。また、図12から分かるように、面積比率を100%から下げていくと、最大吸音率及び2000Hzでの吸音率が略線形状に増加する。また、面積比率62%以下では、最大吸音率が0.9以上となり、面積比率46%になると最大吸音率が約1に達し、46%以下の面積比率では最大吸音率が1で維持される。
以上までに説明した実施例1より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【0133】
10,10x,10y,10z 防音構造体
12 コア体
14 セル
14a 開口部
14b 仕切り壁
18 背面板
20 有孔板
22 貫通孔
24 多孔質体
26 微細孔
28 留め部
B 防音パネル
Bx パネル本体
By 枠体
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11A
図11B
図11C
図12