(57)【要約】【課題】樹脂構造体の吸音率を向上させる。【解決手段】構造体本体１０の一方の面には、セルＳの内外を連通させる連通孔１５が設けられている。セルＳの連通孔１５は、上面側のスキン層３０及び上壁部２１を貫通するように設けられている。各連通孔１５の開口縁１５ａの周辺部は、当該連通孔１５が形成されていない部分におけるスキン層３０の上面に対して窪むような形状をなしている。その結果として、連通孔１５の開口縁１５ａは、上壁部２１の内面よりも下側の空間であるセルＳの内部空間に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、
前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、
前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していて、
前記セルの縁部に設けられている前記連通孔の開口縁の直径は、前記セルの中央部に設けられている前記連通孔の開口縁の直径よりも大きいことを特徴とする樹脂構造体。
【請求項２】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、
前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、
前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していて、
前記連通孔は、前記セルの中央部に設けられた連通孔と前記セルの縁部に設けられた連通孔とが混在していて、
前記セルの１つに対して２つの連通孔が形成された第１セルと、前記セルの１つに対して１つの連通孔が形成された第２セルとを有し、前記第１セルの連通孔の開口縁における直径は、前記第２セルの連通孔の開口縁における直径よりも大きいことを特徴とする樹脂構造体。
【請求項３】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、
前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、
前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していて、
前記連通孔は、前記セルの中央部に設けられた連通孔と前記セルの縁部に設けられた連通孔とが混在していて、
前記連通孔は、所定間隔をおいて並設していて、隣接する一方の前記セルに設けられた一方の連通孔と隣接する他方の前記セルに設けられた他方の連通孔との間には、前記一方の連通孔及び前記他方の連通孔と所定間隔をおいて前記側壁部に形成された孔を有していることを特徴とする樹脂構造体。
【請求項４】
前記連通孔は、前記セルが並設された方向に沿って等間隔毎に設けられ、
前記セルが並設された方向に隣り合う前記連通孔の間隔は、前記セルが並設された方向に隣り合うセルの各間隔の平均値よりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂構造体。
【請求項５】
８００〜１０００Ｈｚにおける残響室法吸音率が０．８以上である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂構造体。
【請求項６】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体の製造方法であって、
合成樹脂製の第１シート材を成形し、その第１シート材の上下両側に合成樹脂製の第２シート材を配することにより、セルを柱形状に区画する側壁部と当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを形成する構造体成形工程と、
前記構造体成形工程の後に、前記閉塞壁に対して前記セルの外側から内側に向けて貫通部材を貫通させることで、前記セルの内外を連通させる連通孔を、その開口縁がセルの内部空間に位置するように前記閉塞壁に形成する連通孔形成工程とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に複数のセルが並設された中空板状の樹脂構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内部に多角柱形状又は円柱形状をなす複数のセルが並設された中空板状の樹脂構造体が知られている。例えば、特許文献１に記載の樹脂構造体は、所定形状の熱可塑性樹脂製のシート材を折り畳むことにより、複数の六角柱形状のセルが区画されたコア層が形成されている。コア層の上下両面には、熱可塑性樹脂製のシート材であるスキン層が接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の樹脂構造体は、比較的に軽量で且つ十分な強度を有していることから、様々な用途で使用されることが想定される。とはいえ、特許文献１には、樹脂構造体を吸音材として使用することについて言及がない。そのため、特許文献１に記載の樹脂構造体は、吸音率を向上させるための適切な処置が採用されているとは言い難く、吸音率の向上という点でさらなる改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していることを特徴とする。
【０００６】
上記の発明によれば、連通孔を介して各セルの内部空間に音圧が入り、その内部空間において音圧を効果的に低減できる。すなわち、本発明の樹脂構造体は、各セルをヘルムホルツ共鳴器として機能させることができる。また、連通孔の開口縁をセルの内部空間に位置させることにより、ヘルムホルツ共鳴器の「管部の長さ」に相当する長さを長くすることができ、比較的に低い周波数帯において吸音率が向上する。
【０００７】
上記の発明において、前記連通孔は、前記セルが並設された方向に沿って等間隔毎に設けられ、前記セルが並設された方向に隣り合う前記連通孔の間隔は、前記セルが並設された方向に隣り合うセルの各間隔の平均値よりも短いとよい。また、８００〜１０００Ｈｚにおける残響室法吸音率が０．８以上であることが好ましい。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体の製造方法であって、合成樹脂製の第１シート材を成形し、その第１シート材の上下両側に合成樹脂製の第２シート材を配することにより、セルを柱形状に区画する側壁部と当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを形成する構造体成形工程と、前記構造体成形工程の後に、前記閉塞壁に対して前記セルの外側から内側に向けて貫通部材を貫通させることで、前記セルの内外を連通させる連通孔を、その開口縁がセルの内部空間に位置するように前記閉塞壁に形成する連通孔形成工程とを有することを特徴とする。この発明によって製造される樹脂構造体は、各セルがヘルムホルツ共鳴器として機能し、連通孔が形成されていない樹脂構造体に比べて吸音率が向上する。また、連通孔の開口縁をセルの内部空間に位置させることにより、ヘルムホルツ共鳴器の「管部の長さ」に相当する長さを長くすることができ、比較的に低い周波数帯において吸音率が向上する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体の吸音率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は樹脂構造体の斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるβ−β線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるγ−γ線断面図。
【図２】（ａ）は樹脂構造体のコア層を構成するシート材の斜視図、（ｂ）は同シート材の折り畳み途中の状態を示す斜視図、（ｃ）は同シート材を折り畳んだ状態を示す斜視図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、連通孔形成工程における構造体本体の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した樹脂構造体を図１にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の樹脂構造体は、全体として中空板状をなす構造体本体１０と、その上面に配された不織布５０とで構成されている。構造体本体１０は、内部に複数のセルＳが並設されたコア層２０と、その上下両面に接合されたシート状のスキン層３０、４０とで構成されている。
【００１２】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア層２０は、所定形状に成形された１枚の熱可塑性樹脂製のシート材を折り畳んで形成されている。そして、コア層２０は、上壁部２１と、下壁部２２と、上壁部２１及び下壁部２２の間に立設されてセルＳを六角柱形状に区画する側壁部２３とで構成されている。
【００１３】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア層２０の内部に区画形成されるセルＳには、構成の異なる第１セルＳ１及び第２セルＳ２が存在する。図１（ｂ）に示すように、第１セルＳ１においては、側壁部２３の上部に２層構造の上壁部２１が設けられている。この２層構造の上壁部２１の各層は互いに接合されている。また、第１セルＳ１においては、側壁部２３の下部に１層構造の下壁部２２が設けられている。一方、図１（ｃ）に示すように、第２セルＳ２においては、側壁部２３の上部に１層構造の上壁部２１が設けられている。また、第２セルＳ２においては、側壁部２３の下部に２層構造の下壁部２２が設けられている。この２層構造の下壁部２２の各層は互いに接合されている。また、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、隣接する第１セルＳ１同士の間、及び隣接する第２セルＳ２同士の間は、それぞれ２層構造の側壁部２３によって区画されている。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、第１セルＳ１はＸ方向に沿って列を成すように並設されていて、上面視した場合に、隣り合う２つの第１セルＳ１が六角形の１辺を共有している。同様に、第２セルＳ２はＸ方向に沿って列を成すように並設されていて、上面視した場合に、隣り合う２つの第２セルＳ２が六角形の１辺を共有している。第１セルＳ１の列及び第２セルＳ２の列は、Ｘ方向に直交するＹ方向において交互に配列されている。そして、これら第１セルＳ１及び第２セルＳ２により、コア層２０は、全体としてハニカム構造をなしている。
【００１５】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記のように構成されたコア層２０の上面には熱可塑性樹脂製のシート材であるスキン層３０が接合されている。また、コア層２０の下面には、熱可塑性樹脂製のシート材であるスキン層４０が接合されている。この実施形態では、コア層２０における側壁部２３の上部が、コア層２０の上壁部２１及びスキン層３０で閉塞されている。したがって、コア層２０の上壁部２１とスキン層３０とで、側壁部２３の上部を閉塞する閉塞壁を構成する。同様に、コア層２０における側壁部２３の下部が、コア層２０の下壁部２２及びスキン層４０で閉塞されている。したがって、コア層２０の下壁部２２とスキン層４０とで、側壁部２３の下部を閉塞する閉塞壁を構成する。なお、図１（ｂ）及び（ｃ）では、図示されている３つのセルＳのうち、最も左側のセルＳに代表して符号を付しているが、他のセルＳについても同様である。
【００１６】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、構造体本体１０の一方の面（図１では上面側）には、セルＳの内外を連通させる連通孔１５が設けられている。具体的には、図１（ｂ）に示すように、第１セルＳ１において連通孔１５は、上面側のスキン層３０及び２層構造の上壁部２１を貫通するように設けられている。また、図１（ｃ）に示すように、第２セルＳ２において連通孔１５は、上面側のスキン層３０及び１層構造の上壁部２１を貫通するように設けられている。すなわち、連通孔１５は、各セルＳの閉塞壁のうち、側壁部２３の上部を閉塞する閉塞壁に設けられている。
【００１７】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、各連通孔１５の開口縁１５ａの周辺部は、当該連通孔１５が形成されていない部分におけるスキン層３０の上面に対して窪むような形状をなしている。その結果として、連通孔１５の開口縁１５ａは、上壁部２１の内面よりも下側の空間であるセルＳの内部空間に位置している。各連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径は、セルＳを上面視した場合の六角形の一辺の長さ以下に設定されている。具体的には、Ｘ方向に隣り合うセルＳの中心同士の各間隔の平均値を「平均ピッチＰ１」としたとき、各連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径は、平均ピッチＰ１の数分の１（例えば、１〜２ｍｍ程度）に設定されている。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、連通孔１５は、セルＳの並設方向であるＸ方向に沿って等間隔毎に設けられている。図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、Ｘ方向に隣り合う連通孔１５の間隔Ｐ２は、平均ピッチＰ１よりも短くなっている。この実施例では、連通孔１５の間隔Ｐ２は、セルＳの平均ピッチＰ１の０．９倍になっている。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、連通孔１５の列は、互いに平行になるように、所定の間隔毎に複数列設けられている。具体的に説明すると、構造体本体１０を上面視した場合、ある列の第１セルＳ１は、その隣の列の第２セルＳ２と六角形の１辺を共有して隣り合っている。このように隣り合う第１セルＳ１の連通孔１５と第２セルＳ２の連通孔１５との間隔が、同一列中において隣り合う連通孔１５の間隔Ｐ２と同じになるように、連通孔１５の列同士の間隔が設定されている。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、構造体本体１０のスキン層３０の上面には、不織布５０が接合されている。なお、不織布５０には連通孔１５は形成されていないが、不織布５０はその厚み方向において通気性を有している。したがって、構造体本体１０のスキン層３０の上面に不織布５０が接合されていても、各セルＳの内部空間は、連通孔１５を介して樹脂構造体の外部に連通している。
【００２１】
次に、構造体本体１０を製造する方法を、図２及び図３に従って説明する。
図２（ａ）に示すように、第１シート材１００は、１枚の熱可塑性樹脂製のシートを所定の形状に成形することにより形成される。第１シート材１００には、帯状をなす平面領域１１０及び膨出領域１２０が、第１シート材１００の長手方向（Ｘ方向）に交互に配置されている。膨出領域１２０には、上面と一対の側面とからなる断面下向溝状をなす第１膨出部１２１が膨出領域１２０の延びる方向（Ｙ方向）の全体にわたって形成されている。なお、第１膨出部１２１の上面と側面とのなす角は９０度であることが好ましく、その結果として、第１膨出部１２１の断面形状は下向コ字状となる。また、第１膨出部１２１の幅（上面の短手方向の長さ）は平面領域１１０の幅と等しく、かつ第１膨出部１２１の膨出高さ（側面の短手方向の長さ）の２倍の長さとなるように設定されている。
【００２２】
また、膨出領域１２０には、その断面形状が正六角形を最も長い対角線で二分して得られる台形状をなす複数の第２膨出部１２２が、第１膨出部１２１に直交するように形成されている。第２膨出部１２２の膨出高さは第１膨出部１２１の膨出高さと等しくなるように設定されている。また、隣り合う第２膨出部１２２間の間隔は、第２膨出部１２２の上面の幅と等しくなっている。
【００２３】
なお、こうした第１膨出部１２１及び第２膨出部１２２は、シートの塑性を利用してシートを部分的に上方に膨出させることにより形成されている。また、第１シート材１００は、真空成形法や圧縮成形法等の周知の成形方法によって１枚のシートから成形することができる。
【００２４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述のように構成された第１シート材１００を、境界線Ｐ、Ｑに沿って折り畳むことでコア層２０が形成される。具体的には、第１シート材１００を、平面領域１１０と膨出領域１２０との境界線Ｐにて谷折りするとともに、第１膨出部１２１の上面と側面との境界線Ｑにて山折りしてＸ方向に圧縮する。そして、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１膨出部１２１の上面と側面とが折り重なるとともに、第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とが折り重なることによって、一つの膨出領域１２０に対して一つのＹ方向に延びる角柱状の区画体１３０が形成される。こうした区画体１３０がＸ方向に連続して形成されていくことにより中空板状のコア層２０が形成される。なお、この実施形態では、第１シート材１００を折り畳むために圧縮する方向が、セルＳが並設される方向（Ｘ方向）である。
【００２５】
上記のように第１シート材１００を圧縮するとき、第１膨出部１２１の上面と側面とによってコア層２０の上壁部２１が形成されるとともに、第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とによってコア層２０の下壁部２２が形成される。なお、図２（ｃ）に示すように、上壁部２１における第１膨出部１２１の上面と側面とが折り重なって２層構造を形成する部分、及び下壁部２２における第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とが折り重なって２層構造を形成する部分がそれぞれ重ね合わせ部１３１となる。
【００２６】
また、第２膨出部１２２が折り畳まれて区画形成される六角柱形状の領域が第２セルＳ２となるとともに、隣り合う一対の区画体１３０間に区画形成される六角柱形状の領域が第１セルＳ１となる。本実施形態では、第２膨出部１２２の上面及び側面が第２セルＳ２の側壁部２３を構成するとともに、第２膨出部１２２の側面と、膨出領域１２０における第２膨出部１２２間に位置する平面部分とが第１セルＳ１の側壁部２３を構成する。そして、第２膨出部１２２の上面同士の当接部位、及び膨出領域１２０における上記平面部分同士の当接部位が２層構造をなす側壁部２３となる。また、第１セルＳ１では、一対の重ね合わせ部１３１によってその上部が区画され、第２セルＳ２では、一対の重ね合わせ部１３１によってその下部が区画されている。なお、こうした折り畳み工程を実施するに際して、第１シート材１００を加熱処理して軟化させた状態としておくことが好ましい。
【００２７】
このようにして得られたコア層２０の上面及び下面には、それぞれ熱可塑性樹脂製の第２シート材が熱溶着により接合されて構造体本体１０が形成される。コア層２０の上面に接合された第２シート材はスキン層３０となり、コア層２０の上壁部２１と共に側壁部２３の上部を閉塞する。コア層２０の下面に接合された第２シート材は、スキン層４０となり、コア層２０の下壁部２２と共に側壁部２３の下部を閉塞する。したがって、この実施形態においては、第１シート材１００を折り畳んでコア層２０を形成する折り畳み工程、及びコア層２０の上面及び下面にそれぞれ第２シート材を接合してスキン層３０、４０を形成する工程を合わせた工程が、構造体成形工程に相当する。
【００２８】
なお、第２シート材（スキン層３０、４０）をコア層２０に熱溶着する際には、第１セルＳ１における２層構造の上壁部２１（重ね合せ部１３１）が互いに熱溶着される。同様に、第２セルＳ２における２層構造の下壁部２２（重ね合せ部１３１）が互いに熱溶着される。
【００２９】
上記一連の工程によって中空板状に形成された構造体本体１０は、その後、貫通部材としての針部材６０を用いた連通孔形成工程に供される。
先ず、針部材６０について説明すると、図３（ａ）に示すように、各針部材６０はその先端部が先端側ほど細く形成されていて、全体として先端が尖った針状をなしている。針部材６０は、セルＳが並設された方向であるＸ方向（図３において左右方向）に複数配列されている。Ｘ方向に隣り合う針部材６０の間隔Ｐ２は、Ｘ方向に隣り合うセルＳの中心同士の各間隔の平均値を「平均ピッチＰ１」としたときの０．９倍になっている。
【００３０】
連通孔形成工程では、先ず、図３（ａ）に示すように、各針部材６０の下方側に、構造体本体１０を配置して固定する。そして、各針部材６０を下降移動させ、スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１を貫通させる。このとき、各針部材６０の先端が尖っているため、スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１に各針部材６０の先端が突き刺さる。その後、さらに、各針部材６０が下降移動すると、図３（ｂ）に示すように、各針部材６０の先端部がスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１を押し広げながら貫通する。また、各針部材６０の周面との摩擦により、各針部材６０が下降移動するのに従ってスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１がセルＳの内部側へと窪むように変形する。
【００３１】
各針部材６０がスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１を貫通した後、図３（ｃ）に示すように、各針部材６０を上昇移動させて構造体本体１０から抜き取る。この一連の連通孔形成工程により、構造体本体１０の上面側における各セルＳの閉塞壁（スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１）に、連通孔１５が形成される。また、各針部材６０をセルＳの外側から内側に向かってスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１を貫通させることで、スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１における連通孔１５の開口縁１５ａの周辺がセルＳの内側に窪むように変形する。その結果として、連通孔１５の開口縁１５ａは、セルＳの内部空間に位置することになる。連通孔形成工程の後、構造体本体１０の上面（スキン層３０の外面）に不織布５０が接合されることにより、樹脂構造体が製造される。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、図示されている３つのセルＳのうち、最も左側のセルＳに代表して符号を付しているが、他のセルＳについても同様である。
【００３２】
ところで、図３（ｂ）に示すように、各針部材６０の先端部がスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１を貫通している状態では、連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径は、針部材６０の外径に応じた直径となっている。その後、針部材６０が抜き取られると、針部材６０との摩擦により連通孔１５の開口縁１５ａが上側に持ち上がることがある。また、熱可塑性樹脂は相応の弾性力を有しているため、針部材６０が抜き取られた後、スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１が復元して、開口縁１５ａの径が縮む。これらのような現象が生じると、連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径は、針部材６０の外径よりも小さくなる。その程度は、スキン層３０及びコア層２０の材料によっても異なるが、例えば、構造体本体１０を製造後、半日〜一日経過後に、連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径を計測すると、針部材６０の外径の３０〜６０％程度である。なお、上記のような現象のため、連通孔１５の開口縁１５ａの形状は、完全な真円でなく、若干いびつな形状になっている。
【００３３】
さらに、連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径が小さくなる程度は、連通孔１５がセルＳの中心部に設けられているか、縁部（側壁部２３付近）に設けられているかによっても異なる。具体的には、連通孔１５がセルＳの中心部に設けられている場合には、連通孔１５の開口縁１５ａが上側に持ち上がりやすく、縁部に設けられている場合には、連通孔１５の開口縁１５ａが上側に持ち上がりにくい。その結果、各針部材６０の形状が同一であっても、最終的には、セルＳの中心部に設けられている連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径よりも、セルＳの縁部に設けられている連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径の方が大きくなる。
【００３４】
上述したとおり、上記実施形態では、隣り合う連通孔１５同士の間隔Ｐ２が、セルＳの平均ピッチＰ１の０．９倍になっていて、セルＳの中央部に設けられた連通孔１５と縁部に設けられた連通孔１５とが混在している。したがって、構造体本体１０には、開口縁１５ａにおける直径が若干異なる連通孔１５が混在することになる。
【００３５】
また、この実施形態においては、１つのセルＳに対して２つの連通孔１５が形成されることがある。このように２つの連通孔１５が形成された場合、連通孔１５の開口縁１５ａが上側に持ち上がったり、スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１が復元したりする程度が、１つの連通孔１５がセルＳの中央部に形成される場合に比較して小さい。したがって、１つのセルＳに対して２つの連通孔１５が形成された場合、その連通孔１５の開口縁１５ａにおける直径は、１つのセルＳに対して１つの連通孔１５された場合よりも大きくなる。
【００３６】
次に、上記実施形態の樹脂構造体の作用をその効果とともに説明する。
（１）上記実施形態においては、樹脂構造体の各セルＳの閉塞壁（スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１）に、セルＳの内外を連通させる連通孔１５が設けられている。そのため、連通孔１５を介して各セルＳの内部空間に音圧が入り、その内部空間において音圧を効果的に低減できる。すなわち、樹脂構造体の各セルＳは、いわゆる「ヘルムホルツ共鳴器」として機能する。
【００３７】
また、一般的に、ヘルムホルツ共鳴器の吸音特性は、開口部の開口面積、外部から容器内部へと音波を導くための管部の長さ、容器の内容積によって左右される。そして、管部の長さが長く、容器の内容積が大きいほど、低い周波数の音波を減衰させる。上記実施形態における樹脂構造体のセルＳが「ヘルムホルツ共鳴器」として機能する場合、図３（ｃ）に示すように、連通孔１５が形成されていない部分におけるスキン層３０の上面から連通孔１５の開口縁１５ａまでの長さＬが「管部の長さ」として機能する。仮に、樹脂構造体において連通孔１５の開口縁１５ａが、セルＳの上壁部２１の内面と面一である場合、ヘルムホルツ共鳴器の「管部の長さ」として機能できるのは、せいぜいスキン層３０の厚みと上壁部２１の厚みとを足した長さに過ぎない。この点、上記実施形態では、連通孔１５の開口縁１５ａがセルＳの内部空間に位置しているため、スキン層３０の厚みと上壁部２１の厚みとを足した長さよりも長い長さＬが、ヘルムホルツ共鳴器の「管部の長さ」として機能する。そして、連通孔１５の開口縁１５ａがセルＳの内部空間に位置していても、セルＳの内容積が大きく減少することはなく、内容積にほとんど変化は生じない。したがって、上記実施形態の樹脂構造体は、比較的に低い周波数の音波に対して高い吸音率を有する（例えば、８００〜１０００Ｈｚにおける残響室法吸音率が０．８以上）ことが期待できる。
【００３８】
（２）上記実施形態では、構造体本体１０の上面に不織布５０が接合されているため、構造体本体１０では吸音できない周波数を不織布５０において吸音することができる。したがって、樹脂構造体全体としては広い周波数帯で吸音できる。
【００３９】
（３）上記実施形態の樹脂構造体のコア層２０、スキン層３０、４０は、熱可塑性樹脂製であるため、セルＳの形状が完全に均一でなく、変形したセルＳが生じることがある。したがって、Ｘ方向に隣り合うセルＳの中心同士の位置を所定のピッチに設計していても、変形が生じたセルＳの中心とそのセルＳに隣り合うセルＳの中心との間隔は、設計値から多少ずれることになる。上記実施形態では、Ｘ方向に隣り合う連通孔１５の間隔Ｐ２を、Ｘ方向に隣り合うセルＳの各間隔の平均値である「平均ピッチＰ１」よりも短くしている。したがって、セルＳの形状に多少の変形が生じていても、Ｘ方向に並設された各セルＳに対して、少なくとも１つの連通孔１５を設けることができる。なお、セルＳに生じる変形には、隣り合うセルＳの中心同士の位置のピッチが大きくなるような変形も小さくなるような変形もあり得る。したがって、「平均ピッチＰ１」は、セルＳの中心同士の位置のピッチとして設計された値とほぼ等しくなる。
【００４０】
（４）上記実施形態では、Ｘ方向に隣り合う連通孔１５の間隔Ｐ２と、Ｘ方向に隣り合うセルＳの中心同士の各間隔の平均値である「平均ピッチＰ１」とが一致していない。そのため、連通孔形成工程において、多数の針部材６０のうちのいくつかがコア層２０の側壁部２３に突き刺さることがある。この場合でも、上記実施形態ではコア層２０が熱可塑性樹脂で形成され、また、２層構造の側壁部２３は、互いに前面が接合（熱溶着）されていない。そのため、コア層２０における側壁部２３の強度はそれほど高くない。したがって、針部材６０がコア層２０の側壁部２３に突き刺さることに伴って、針部材６０が折れたり曲がったりすることは考えにくい。
【００４１】
なお、連通孔形成工程時にコア層２０の側壁部２３に針部材６０が突き刺さった場合、その側壁部２３が座屈してしまう。そして、座屈した側壁部２３を有するセルＳの強度は低下することになる。しかし、無数のセルＳのうちの数個のセルＳの強度が低下したとしても樹脂構造体全体としてみた場合の強度はほとんど変わらない。
【００４２】
（５）上記実施形態では、針部材６０の先端が尖っている。そのため、スキン層３０及びコア層２０の上壁部２１に各針部材６０の先端が突き刺さり、各針部材６０の先端部がスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１を押し広げながら貫通する。また、各針部材６０の周面との摩擦により、各針部材６０が下降移動するのに従ってスキン層３０及びコア層２０の上壁部２１がセルＳの内部側へと窪むように変形する。したがって、連通孔１５の開口縁１５ａを、セルＳの内部側（下側）へと位置させることができる。その結果、セルＳの大きさに比して、低い周波数での吸音効果が期待できる。
【００４３】
（６）上記実施形態では、セルＳの中央部に設けられた連通孔１５と縁部に設けられた連通孔１５とが混在している結果、構造体本体１０には、開口縁１５ａにおける直径が若干異なる連通孔１５が混在することになる。そのため、構造体本体１０は、特定の周波数だけでなく、比較的に広い周波数帯において吸音性能を発揮することが期待できる。
【００４４】
（７）構造体本体１０の一方の面に連通孔１５を形成するにあたって、例えば、パンチングで連通孔１５を形成したり、ドリルで切削しながら連通孔１５を形成したりすることも考えられる。しかし、パンチングやドリルで連通孔１５を形成した場合、パンチングで抜き取られた破片やドリルによる切削カスがセルＳの内部に異物として入り込むことがある。そして、一旦、セルＳの内部に入り込んだ異物を取り除くことは困難である。この点、上記実施形態では、針部材６０を貫通させることにより連通孔１５を形成するので、破片や切削カスが生じにくく、セルＳの内部に異物として入り込むことが抑制できる。
【００４５】
上記実施形態は以下のように変更してもよく、また、以下の変更例を組み合わせて適用してもよい。
・  コア層２０及びスキン層３０、４０の材料は、合成樹脂材料であれば問わないが、例えば、ポリプロピレンや塩化ビニル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、例えば、熱可塑性樹脂に難燃性の樹脂を添加して難燃性を高めるなどのように、機能性の樹脂を添加してもよい。
【００４６】
・  一枚の第１シート材１００を折り畳み成形してコア層２０を形成するのに限らず、複数枚の第１シート材を用いてコア層を形成してもよい。例えば、帯状の第１シート材を所定間隔毎に屈曲させ、これら複数の第１シート材を並設することでコア層を形成してもよい。この変更例の場合、各第１シート材において屈曲させた部分がセルの側壁部を構成することになる。
【００４７】
・  スキン層３０、４０を熱溶着でコア層２０に接合するのに限らず、例えば、接着剤等でスキン層３０、４０をコア層２０に貼り付けて接合してもよい。また、コア層２０とスキン層３０、４０との間に例えば熱可塑性樹脂製の接着層を介在させ、この接着層の接着力により、スキン層３０、４０をコア層２０に接合してもよい。
【００４８】
・  スキン層３０の外面に他のシート材を接合してもよい。この外面側のシート材は合成樹脂製でなくてもよく、例えば金属シート（金属箔）、紙、布などであってもよい。また、印刷を施した樹脂シートやメラミン等の樹脂シートであってもよい。ただし、他のシート材を接合した後に連通孔１５を形成できるように、他のシート材として、針部材６０が貫通できる程度の強度の材料、厚み等のものを採用することが好ましい。さらに、スキン層３０そのものを、金属シート（金属箔）、紙、布などで構成してもよい。この点、スキン層４０も同様である。なお、樹脂構造体の一部に合成樹脂以外の材料が含まれていても、大半の材質が合成樹脂製であれば、それは、樹脂構造体であるといえる。
【００４９】
・  セルＳの形状は特に六角柱形状に限定されるものではない。例えば、円柱形状でもよいし、四角柱形状、八角柱形状などの多角柱形状であってもよい。また、セルＳの形状は、例えば、錐台形状や錐台形状の頂面同士を突き合わせたような形状であってもよい。すなわち、全体として柱形状をなしているのであればどのような形状であってもよい。さらに、コア層２０内において異なる形状のセルが混在していてもよいし、セルとセルとの間に空間（隙間）が生じていてもよい。なお、セルとセルとの間に空間が生じている場合、セルの内外を連通するように連通孔を形成するのに加えて、セルとセルとの隙間が樹脂構造体の外部に連通するように連通孔を形成してもよい。
【００５０】
・  上記実施形態では、コア層２０を折り畳んで圧縮する方向（Ｘ方向）をセルＳが並設された方向として説明したが、これは一例に過ぎない。例えば、図１（ａ）において、Ｘ方向に対して３０°傾斜した方向、６０°傾斜した方向においても、隣り合うセルＳは六角形の一辺を共有しており、互いに並設されているといえる。また、ハニカム構造以外の場合、多角形の一辺を共有していなくても、また、多少のずれが生じていても、全体として列をなしていれば、セルは並設されているといえる。
【００５１】
・  不織布５０の層厚は、連通孔１５を介してセルＳの内部に音圧を入れることができるのであれば問わない。また、連通孔１５を介してセルＳの内部に音波を導入できるのであれば、不織布５０に代えて、又は加えてグラスウールなどの他の吸音層を設けてもよい。
【００５２】
・  Ｘ方向に隣り合う連通孔１５の間隔Ｐ２を変更してもよい。例えば、連通孔１５の間隔Ｐ２を、Ｘ方向に隣り合うセルＳの中心同士の各間隔の平均ピッチＰ１の２倍にすれば、Ｘ方向に並列された複数のセルＳのうち、連通孔１５が形成されたセルＳと形成されていないセルＳとが交互に並設されることになる。また、例えば、連通孔１５の間隔Ｐ２を、Ｘ方向に隣り合うセルＳの中心同士の各間隔の平均ピッチＰ１の０．５倍にすれば、一つのセルＳに対して２つの連通孔１５が形成されることになる。
【００５３】
・  連通孔１５の列の間隔を変更してもよい。例えば、連通孔１５の列の間隔を、第１セルＳ１の列及び第２セルＳ２の列の列ピッチの２倍にすれば、連通孔１５を第１セルＳ１又は第２セルＳ２のみに形成することもできる。
【００５４】
・  連通孔１５を不規則に形成してもよい。この場合、連通孔１５が、セルＳの並設方向に沿って形成されないこともある。また、構造体本体１０の面方向の一部の領域に、連通孔１５が局在していてもよい。
【００５５】
・  構造体本体１０の他方の面側（図１において下面側）に連通孔１５を形成してもよい。すなわち、コア層２０の側壁部２３の下部を閉塞する閉塞壁（コア層２０の下壁部２２及びスキン層４０）に連通孔１５を形成してもよい。なお、この場合、１つのセルＳにおいて側壁部２３の上部を閉塞する閉塞壁、及び側壁部２３の下部を閉塞する閉塞壁の両方に連通孔１５が形成されてもよい。
【００５６】
・  構造体本体１０の一方の面側及び他方の面側の両方に連通孔１５を設ける場合、構造体本体１０の一方の面側からセルＳの内側に向けて針部材６０を貫通させ、その後、構造体本体１０の他方の面側からセルＳの内側に向けて針部材６０を貫通させることで、構造体本体１０の両面に連通孔１５を形成できる。この方法によれば、構造体本体１０の一方の面側に形成された連通孔１５の開口縁１５ａも、他方の面側に形成された連通孔１５の開口縁１５ａも、セルＳの内部空間に位置することになる。
【００５７】
・  構造体本体１０の一方の面側及び他方の面側の両方に連通孔１５を設ける場合、例えば、針部材６０を、構造体本体１０の一方の面側から他方の面側へと貫通させることで、構造体本体１０の両面に連通孔１５を形成できる。なお、この場合、構造体本体１０の他方の面側に形成された連通孔１５の開口縁１５ａは、連通孔１５が形成されていない部分におけるスキン層４０の外面よりも外側に突出することになる。この場合でも、例えば、スキン層４０の外面に相応の厚みの不織布５０やその他の層を貼り付ければ、連通孔１５の開口縁１５ａが多少突出していても実際上の問題は生じない。
【００５８】
・  貫通部材としての針部材６０の形状を変更してもよい。例えば、針部材６０として先端部が曲面形状（Ｒ形状）をなしているものを使用してもよい。また、針部材６０が十分に細いのであれば、その先端部を先端ほど細くしなくてもよい。例えば、針部材６０が円柱状をなしていて、その先端面が平面になっていてもよい。すなわち、セルＳの閉塞壁を貫通して連通孔１５を形成できるのであれば、どのようなものであっても貫通部材として適用できる。
【００５９】
上記実施形態及び変更例から導き出せる技術思想を以下に追記する。
・  構造体成形工程で使用される貫通部材の先端部は、先端ほど細くなっているとともにその先端面が曲面形状になっている。
【００６０】
次に、本発明の残響室法吸音率の算出試験結果について説明する。
先ず、試験に供した検体Ａについて説明する。検体Ａは、コア層、及びその両面に接合されたスキン層からなり、全体の板厚が２０ｍｍである。なお、検体Ａには、不織布は貼り付けられていない。そして、検体Ａにおいて、隣り合うセルの中心同士の位置のピッチは１０．０ｍｍとなるように設計されている（平均ピッチＰ１＝１０．０ｍｍ）。検体Ａの一方側の面（閉塞壁）には、セルの内外を連通する直径約１．２ｍｍの連通孔が形成されている。セルが並列された方向に隣り合う連通孔の間隔は、８．０ｍｍに設定されている（間隔Ｐ２＝８．０ｍｍ）。検体Ａにおいては、図３に従って実施形態として説明した方法で連通孔が形成されている。したがって、検体Ａは、セルの閉塞壁に形成された連通孔の開口縁がセルの内部空間に位置している。
【００６１】
上記の検体Ａを、縦横の寸法が９１０ｘ１８２０ｍｍ（１．６６ｍ２）となるように切断し、容積２４．８２ｍ３の残響室内で、残響室法吸音率を計測した。残響室法吸音率は、３１５Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６３０Ｈｚ、８００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１２５０Ｈｚ、１６００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、２５００Ｈｚ、３１５０Ｈｚ、４０００Ｈｚ、５０００Ｈｚの各周波数で測定した。なお、検体の縦横の寸法及び残響室の容積以外の条件については、ＪＩＳ  Ａ１４０９の残響室法吸音率の測定方法に従った。
【００６２】
【表１】
2020179670.tif 000003
上記試験結果によれば、検体Ａの樹脂構造体は、６３０〜１６００Ｈｚの周波数帯で相応の吸音性能を発揮することがわかる。特に、８００〜１０００Ｈｚの周波数帯では、０．８以上という高い残響室法吸音率を示した。８００〜１０００Ｈｚの周波数帯は、例えば、人の話し声などが含まれる周波数帯である。したがって、検体Ａの樹脂構造体は、例えば、部屋の壁等に貼り付ける吸音板材、部屋等を区切るためのパーティションを構成する吸音板材として採用することが考えられる。
【００６３】
なお、上記の試験は、検体の縦横の寸法及び残響室の容積という点で、ＪＩＳ  Ａ１４０９の残響室法吸音率の測定方法に準拠していない。しかし、残響室法吸音率は、検体の単位表面積あたりの吸音率として測定される。そのため、仮に検体Ａを、ＪＩＳ  Ａ１４０９の残響室法吸音率の測定方法に準拠して測定したとしても、測定結果に大きな違いは生じない。したがって、検体Ａの吸音率を、ＪＩＳ  Ａ１４０９の残響室法吸音率の測定方法に準拠して測定しても、８００〜１０００Ｈｚの周波数帯の吸音率として少なくとも０．８以上が得られる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｓ…セル、Ｓ１…第１セル、Ｓ２…第２セル、１０…構造体本体、１５…連通孔、１５ａ…開口縁、２０…コア層、２１…上壁部、２２…下壁部、２３…側壁部、３０…スキン層、４０…スキン層、５０…不織布、６０…針部材。
【図１】
2020179670.tif 000004
【図２】
2020179670.tif 000005
【図３】
2020179670.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月20日(2020.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、
前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、
前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していて、
前記セルの縁部に設けられている前記連通孔の開口縁の開口面積は、前記セルの中央部に設けられている前記連通孔の開口縁の開口面積よりも大きいことを特徴とする樹脂構造体。
【請求項２】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、
前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、
前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していて、
前記セル内における前記連通孔の周壁の厚みは開口縁に向かうに従って薄肉になることを特徴とする樹脂構造体。
【請求項３】
内部に柱形状のセルが複数並設された中空板状の樹脂構造体であって、
前記セルは、当該セルを柱形状に区画する合成樹脂製の側壁部と、当該側壁部の上部及び下部を閉塞する閉塞壁とを備え、
前記閉塞壁には、前記セルの内外を連通させる連通孔が設けられ、当該連通孔の開口縁は、前記セルの内部空間に位置していて、
前記連通孔は、前記セルの中央部に設けられた連通孔を有し、前記セルの中央部に設けられた連通孔間に前記側壁部に形成された孔を有していることを特徴とする樹脂構造体。