(57)【要約】【課題】吸音体の物性を制御することが困難であった。【解決手段】一枚のシート上に複数の線分に囲まれた板振動部を設定し、前記板振動部に接する複数の折曲部のそれぞれを複数の前記線分のそれぞれを基準にして共通の方向に折り曲げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一枚のシート上に複数の線分に囲まれた板振動部を設定し、
前記板振動部に接する複数の折曲部のそれぞれを複数の前記線分のそれぞれを基準にして共通の方向に折り曲げる、
ことを含む板振動吸音体の製造方法。
【請求項２】
前記折曲部同士を接合することによって前記板振動部の端部を拘束する拘束部を形成する、
請求項１に記載の板振動吸音体の製造方法。
【請求項３】
前記一枚のシートに大きさが異なる複数の前記板振動部が形成される、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の板振動吸音体の製造方法。
【請求項４】
前記一枚のシート上に設定された複数の前記板振動部のそれぞれを囲む複数の前記線分によって形成される複数の多角形の頂点の外側を切除するとともに、複数の前記多角形の向かい合う辺に挟まれた部位を残して前記折曲部とする、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の板振動吸音体の製造方法。
【請求項５】
複数の前記多角形の向かい合う辺に挟まれた部位を前記共通の方向と逆方向に少なくとも一回折り曲げる、
請求項４に記載の板振動吸音体の製造方法。
【請求項６】
前記折曲部を複数回折り曲げることによって前記折曲部を蛇腹状にする、
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の板振動吸音体の製造方法。
【請求項７】
一枚のシート上に設定される複数の線分に囲まれた板振動部と、
前記板振動部に接する複数の折曲部のそれぞれが複数の前記線分のそれぞれを基準にして共通の方向に折り曲げられるとともに前記折曲部同士が接合されることによって構成された拘束部と、
を備える板振動吸音体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板振動型の吸音を行う板振動吸音体の製造方法および板振動吸音体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形型を利用して一枚の連続シートから微細穿孔された３次元形状の構造体を成形し、微細穿孔吸音体とする技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特表２００４−５０２２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、吸音体の物性を制御することが困難であった。
すなわち、上述のように連続シートを成形工程によって成形すると成形型内での材料の溶融等によって物性が変動するため、製造当初からの設計に対応した所望の物性の吸音体を製造することが困難である。特に、板振動型の吸音体においては、板振動部の面積やヤング率等によって吸音周波数帯を制御するため、成形後の板振動部の物性を制御できなければ製造当初からの設計に対応した所望の吸音体を製造することができない。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、吸音周波数帯を容易に制御可能な板振動吸音体の製造方法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】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明においては、一枚のシート上に設定される複数の線分に囲まれた板振動部に接する複数の折曲部のそれぞれを複数の線分のそれぞれを基準にして共通の方向に折り曲げることによって板振動吸音体を構成する。当該板振動吸音体は、板振動型の吸音構造を形成する上での基部となる。すなわち、折曲部を介して板振動吸音体を板状部材などに取り付けることによって板振動部と折曲部との周りに閉空間（あるいは略閉空間）を構成すると、板振動部に到達した音波によって当該板振動部が振動することで吸音される板振動型の吸音構造を提供することができる。従って、折曲部と板振動部とによって構成された板振動吸音体は板振動型の吸音構造を形成する上での基部となり、当該板振動吸音体を一枚のシートから製造することができる。
【０００５】
板振動吸音体は、一枚のシートを折り曲げることによって製造されるため、当該シートの物性を変化させることなく当該板振動吸音体を構成することができる。従って、予めシートの物性を特定し、板振動部の面積や形状を確定した上で板振動吸音体を提供することで、当該板振動吸音体による吸音周波数帯を容易に制御することができる。
【０００６】
折曲部を折り曲げる工程においては、一枚のシート上に設定される線分を基準にして折り曲げることによって板振動部とその周りの折曲部とを構成することができればよい。従って、板振動部は、シート上に設定された各線分が外周を構成する閉じた図形によって構成されていればよく、その形状は任意である。折曲部は板振動部の外周を構成する線分を基準にして折り曲げられることによって形成されればよく、当該板振動部の外周から板振動部の振動面と異なる方向に延びる部位が形成されることによって板振動部の外周が板振動の固定端となるように構成されていればよい。
【０００７】
板振動部の外周が板振動の固定端となるように構成するためには、各折曲部同士の相対的な位置変動が規制されるように折曲部を固定することが好ましい。例えば、各折曲部同士を接合することによって板振動部の端部を拘束する拘束部を形成すると、拘束部と当該拘束部に囲まれた板振動部とによって板振動吸音体を構成することが可能である。この構成によれば、折曲部同士の接合によって接合後の折曲部に板振動部の固定端としての剛性を与えることができ、より確実に板振動部の端部を振動の固定端とすることができ、特定の周波数帯の音波の吸音効率を向上することができる。ここで、接合は接着や融着など各種の手法を採用可能である。また、折曲部同士の接合においては、各折曲部の辺同士を接合しても良いし、折曲部が向かい合うように折り曲げるとともに対向する面同士を接合しても良く、種々の構成を採用可能である。
【０００８】
板振動部の外周を板振動の固定端とするための構成は、折曲部同士の接合に限定されない。例えば、板振動部の逆側において折曲部を他の部位（例えば、吸音対象の表面や板振動吸音体と一体のセルを構成するための板状部材）に接合することによって各折曲部同士の相対的な位置変動が規制されるように固定する構成としても良い。この構成によれば、上述の他の部位に固定される折曲部を介して板振動部の端部が拘束され、特定の周波数帯の音波の吸音効率を向上することができる。
【０００９】
一枚のシートから形成される板振動部は複数個であっても良く、複数個の板振動部を形成する際に好ましい構成例として、異なる大きさの板振動部を形成する構成としても良い。この構成によれば、面積が異なる複数の板振動部が形成されることになり、異なる吸音周波数帯の板振動吸音体を形成することが可能になる。従って、異なる大きさの板振動部を備える板振動吸音体を同時に使用することによって容易に広い周波数帯の音を吸音することが可能になる。
【００１０】
さらに、複数の板振動部を形成する構成において、複数個の板振動部とその周りの折曲部が連なっている状態から板振動吸音体を製造する構成としても良い。例えば、一枚のシート上に複数の板振動部を設定すると、各板振動部のそれぞれを囲む複数の線分によってシート上に複数の多角形が形成される。そこで、当該複数の多角形の頂点の外側を切除し、当該複数の多角形の向かい合う辺に挟まれた部位を残す。
【００１１】
この構成によると、多角形の頂点の外側において切除された部位が複数個形成され、当該切除された部位の間において多角形の向かい合う辺に挟まれた部位が複数個残されるため、当該残された部位を各板振動部に接する折曲部とする。そして、上述の線分（多角形の各辺）を基準にして折曲部を折り曲げると、上述の複数の多角形の頂点および辺が互いに近接するように折り曲げられることとなり、複数の板振動部が近接した状態で並ぶ板振動吸音体を形成することが可能である。
【００１２】
さらに、上述の多角形の向かい合う辺に挟まれた部位を折曲部としたとき、上述の線分にて折り曲げる「共通の方向」と逆方向に少なくとも一回折り曲げる構成を採用しても良い。すなわち、上述の多角形の向かい合う辺に挟まれた部位を上述の共通の方向と逆方向に折り曲げると当該部位が略Ｖ字状となり、２回折り曲げると略Ｗ字状になる。この構成によれば、拘束部がシート２枚以上の厚みで重なりながら構成されることとなり、拘束部の剛性を容易に高めることができる。
【００１３】
さらに、折曲部を複数回折り曲げることによって折曲部を蛇腹状に構成してもよい。このように折曲部を蛇腹状に構成すれば、当該蛇腹状の折曲部を吸音対象に取り付ける際に取り付けの自由度を高めることができる。例えば、３次元形状をもつ車両の内装に対して容易に取り付けることが可能になる。
【００１４】
さらに、本発明は、一枚のシートを折り曲げて接合することによって板振動吸音体を製造する方法の他、当該方法によって製造された板振動吸音体としても適用可能である。また、以上のような板振動吸音体の製造方法は、単独の板振動吸音体の製造方法として実現される場合もあれば、他の方法の一部として実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）板振動吸音体の構成：
（２）板振動吸音体の製造方法：
（３）他の実施形態：
【００１６】
（１）板振動吸音体の構成：
図１は、本発明にかかる板振動吸音体の構成を示す図である。図１Ａは本発明の１実施形態にかかる板振動吸音体１０を示しており、本実施形態において板振動吸音体１０は直方体の１面を除去したような形状である。図１Ａに示すように、板振動吸音体１０は正方形と当該正方形に接する４個の長方形とを備えており、本実施形態においては正方形の面が板振動部１１，長方形の各面が拘束部１２を構成している。
【００１７】
当該板振動吸音体１０においては板振動部１１の一面側において拘束部１２に囲まれた空間が存在し、板振動吸音体１０は当該拘束部１２に囲まれた空間内の空気層と板振動部１１とによって吸音する板振動型の吸音構造の基部となる。すなわち、板振動部１１の逆側において拘束部１２の周りに板状部材１３等が取り付けられることにより、板振動吸音体１０は板振動部１１の一方側から板状部材１３側に進行する音波を吸収する吸音構造体として機能する。
【００１８】
（２）板振動吸音体の製造方法：
図１Ａに示す実施形態において、板振動吸音体１０は一枚の樹脂製シートを折り曲げることによって形成される。図１Ｂは、板振動吸音体１０を形成する前の樹脂製シートを示しており、本実施形態において樹脂製シート１０ａは、図１Ｂにて破線で示す４個の線分に囲まれた正方形の板振動部１１と板振動部１１に接する長方形の折曲部１２ａとを備えている。
【００１９】
本実施形態においては、各折曲部１２ａを各線分のそれぞれにて共通の方向に折り曲げる（例えば、図１Ｂに破線で示す各線分を基準にして山折りにする）とともに、各折曲部１２ａの短辺（接合部１２ｂ）同士を接合する。この結果、正方形の板振動部１１が折曲部１２ａによって囲まれ、直方体の１面を除去したような形状の板振動吸音体１０が形成される。以上のように、折曲部１２ａが各線分で折り曲げられて接合部１２ｂにて接合されると、折曲部１２ａは板振動部１１の周りで板振動部１１を立体的に支える部位となる。
【００２０】
このため、板振動部１１において音波によって励起される振動は板振動部１１と折曲部１２ａとの境界を構成する各線分を固定端とした振動となる。従って、折曲部１２ａが各線分で折り曲げられて接合部１２ｂにて接合されることにより、折曲部１２ａは板振動部１１における振動を拘束する拘束部１２となる。以上のように、板振動吸音体１０は、一枚の樹脂シートを折り曲げ、接合することによって製造される。このため、予め樹脂シートの物性を特定しておき、板振動部１１の面積や形状等に応じて得られる板振動吸音体１０の吸音周波数帯を把握しておくことで、容易に所望の吸音周波数帯の板振動吸音体１０を製造することが可能である。また、任意の大きさの板振動部１１を備える板振動吸音体１０を容易に製造することができるため、複雑な３次元形状を持つ吸音対象（例えば、車両の車室内に取り付けられる部材）の周りに取り付け可能な板振動吸音体を容易に製造することができる。
【００２１】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、一枚のシートを折り曲げて板振動吸音体を製造する限りにおいて、他にも種々の構成を採用可能である。例えば、板振動吸音体１０の展開図は図１Ｂに示す形状に限定されず、図１Ｄ，１Ｆに示す形状であっても良いし、より複雑な折り紙のような折り方によって器状の板振動吸音体をとする構成など、種々の形状を採用可能である。
【００２２】
図１Ｄに示す形状においては、一枚の樹脂シート１００ａにおいて４個の線分に囲まれた正方形の板振動部１１０と板振動部１１０に接する長方形の折曲部１２０ａとを備えている。本例において折曲部１２０ａは、その一方の短辺側が折曲部１２ａよりも長く、隣り合う折曲部１２０ａに接合される接合面１２０ｂを形成している。
【００２３】
本実施形態においては、各折曲部１２０ａを板振動部１１０の周りの各線分のそれぞれにて共通の方向に折り曲げるとともに、各接合面１２０ｂをその一辺で共通の方向に折り曲げて（例えば、図１Ｄに示す破線を山折りにする）、各接合面１２０ｂを折曲部１２０ａに対して接合する。この結果、図１Ｃに示すように正方形の板振動部１１０の周りで折曲部１２０ａが拘束部１２０となり、板振動吸音体１００が形成される。
【００２４】
図１Ｆに示す形状においては、一枚の樹脂シート１０１ａにおいて４個の線分に囲まれた正方形の板振動部１１１と板振動部１１１に接する長方形の折曲部１２１ａとを備えている。図１Ｆにおいては、折曲部１２１ａの長辺を破線および実線で示し、短辺を破線あるいは一点鎖線で示している。また、本例において折曲部１２１ａの短辺には正方形の接合部１２１ｂが連結されている。
【００２５】
本実施形態においては、各折曲部１２１ａを板振動部１１１の周りの各線分のそれぞれにて共通の方向に折り曲げる（例えば、図１Ｆに破線で示す線分を山折りにする）とともに、各接合部１２１ｂの対角線と一辺を共通の方向に折り曲げ（例えば、図１Ｆに破線で示す対角線および一辺を山折りにする）、一辺を逆方向に折り曲げる（例えば、図１Ｆに一点鎖線で示す一辺を谷折りにする）。この結果、図１Ｅに示すように正方形の板振動部１１１の周りで折曲部１２１ａが拘束部１２１となり、板振動吸音体１０１が形成される。
【００２６】
さらに、一枚のシートから複数の板振動部を形成しても良い。図２は、一枚の樹脂シートから複数個の板振動部を形成する際の構成例を示す図である。図２Ａ〜図２Ｃのそれぞれは、一枚の樹脂シートから同じ大きさの板振動部１１２を複数個形成する場合の構成における、折り曲げ前の樹脂シートを示す図、折り曲げおよび接合後の板振動部１１２を振動面に垂直な方向から見た図、そのＡ−Ａ断面図である。
【００２７】
図２Ａに示す樹脂シートにおいて、板振動部１１２は破線で示す４個の線分に囲まれた正方形であり、当該板振動部１１２に接するように長方形の折曲部１２２ａが形成される。当該折曲部１２２ａは、板振動部１１２の各辺それぞれに対応して形成され、隣り合う板振動部１１２の間には各板振動部１１２に対応した折曲部１２２ａが存在するため、隣り合う板振動部１１２の間に２個の折曲部１２２ａが連なっていることとなる。
【００２８】
本実施形態において、板振動部１１２が構成する正方形の頂点の外側にて各正方形の頂点に囲まれる領域（図２Ａにて太線で示す正方形の領域）は切除される。当該正方形の領域を切除した後、板振動部１１２を構成する正方形の辺に挟まれた領域に残る部位が上述の折曲部１２２ａとなり、本実施形態においては、正方形の辺で当該折曲部１２２ａのそれぞれを共通の方向に折り曲げるとともに、正方形の辺に挟まれた部位を当該共通の方向と逆方向に折り曲げる。例えば、図２Ａに示す破線で山折りし、一点鎖線で谷折りする。
【００２９】
当該折り曲げ工程を行うと、図２Ｃに示すように折曲部１２２ａ同士が向かい合って略Ｖ字状となるため、当該向かい合う折曲部１２２ａ同士を接合することによって折曲部１２２ａを拘束部１２２とすることができる。この結果、図２Ｂに示すように、複数の板振動部１１２が並んだ状態の板振動吸音体１０２を容易に製造することが可能である。むろん、ここでは、折曲部１２２ａ同士を接合して拘束部１２２を形成する構成の他、折曲部１２２ａを他の部位（板状の部位や吸音対象の表面）に接合する構成を採用しても良い。
【００３０】
図２Ｄ，図２Ｅのそれぞれは、一枚の樹脂シートから異なる大きさの板振動部１１３を複数個形成する場合の構成における、折り曲げ前の樹脂シートを示す図、折り曲げおよび接合後の板振動部１１２を振動面に垂直な方向から見た図である。図２Ｄに示す樹脂シートは図２Ａに示す構成と比較して異なる複数の大きさの板振動部１１３が形成される点で相違している。すなわち、図２Ｄに示すように板振動部１１３は各種の大きさの長方形あるいは正方形であり、各長方形あるいは各正方形の頂点の外側の部位が切除され、各長方形あるいは各正方形の辺に挟まれた領域に残る部位に折曲部１２３ａが形成される。
【００３１】
当該樹脂シートの切除後に折曲部１２３ａにて折り曲げ（例えば、図２Ｄに示す破線で山折り、一点鎖線で谷折り）を行って折曲部１２３ａ同士を接合すると、当該折曲部１２３ａが拘束部となり、図２Ｅに示すように異なる大きさの複数の板振動部１１３が並んだ状態の板振動吸音体１０３を製造することができる。なお、図２Ｄ，図２Ｅに示す例においては、異なる面積の板振動部１１３を形成することができるため、広い周波数帯の音を吸音する板振動吸音体１０３を製造することが可能になる。むろん、ここでも、折曲部１２３ａを他の部位（板状の部位や吸音対象の表面）に接合する構成を採用しても良い。
【００３２】
また、図２に示す実施形態においては、折曲部１２２ａ，１２３ａと板振動部１１２，１１３との接点を共通の方向に折り曲げ、その間で逆方向に一回折り曲げることによって断面略Ｖ字状の拘束部を構成したが、当該逆方向への折り曲げ回数が二回以上になるように構成してもよい。すなわち、例えば、逆方向への折り曲げ回数を二回としてその間で折曲部と板振動部との接点における折り曲げ方向と共通の方向に折り曲げれば、断面略Ｗ字状の拘束部を構成することができる。このように、折り曲げ回数を増加させれば、拘束部の剛性を高めることが可能である。
【００３３】
さらに、本発明は、上述のように複数の板振動部と折曲部が連なっている構成において折曲部を折り曲げて対向する面同士が接触した状態で接合させる構成に限定されない。すなわち、折曲部同士の接合においては、折曲部同士の相対的な位置変動を規制して板振動部の端部を拘束する拘束部を形成し、当該拘束部が固定端となる板振動と折曲部および板振動部で囲まれた空間の空気層とによって板振動型の吸音を行う構成であればよい。従って、折曲部の対向する面同士を完全に接合しない状態で折曲部同士を接合して板振動吸音体としても良く、この構成によれば、３次元形状をもつ吸音対象（例えば車両の車室内に取り付けられる部材）に対する適合性の高い板振動吸音体を提供することが可能である。
【００３４】
図３Ａは、複数の板振動部と折曲部とが連なった板振動吸音体を３次元的な凹凸のある曲面１３４に対して取り付ける際の例を示す図である。図３Ａにおいては板振動吸音体１０４を曲面１３４に対して取り付けた状態の断面を示しており、同図３Ａに示す例において板振動吸音体１０４は、複数の板振動部１１４とその周りの折曲部とによって構成されている。
【００３５】
各折曲部を折り曲げた状態において、折曲部同士を接合していない状態ではその折り曲げ角度に自由度があるため、複数の板振動部１１４を備える板振動吸音体１０４を３次元的な凹凸のある曲面１３４に対して被せることによって容易に当該板振動吸音体１０４を曲面１３４に対して適合させることができる。そこで、板振動吸音体１０４を曲面１３４に対して適合させる作業を行った後、折曲部同士の相対的な位置変動が規制されるように折曲部同士を接合し板振動部１１４を板振動させるための拘束部１２４を形成する。むろん、折曲部を曲面１３４に対して接合することによって板振動部１１４における板振動を励起できる場合には、折曲部同士の接合を省略しても良い。以上の構成によれば、３次元的な凹凸のある曲面１３４を備える吸音対象であっても容易に吸音可能な板振動吸音体を提供することができる。
【００３６】
図３Ｂは、折曲部に蛇腹状の部位を形成した板振動吸音体を３次元的な凹凸のある曲面１３５に対して取り付ける際の例を示す図であり、図３Ｂにおいても板振動吸音体１０５を曲面１３５に対して取り付けた状態の断面を示している。図３Ｂに示す板振動吸音体１０５においては、図３Ａに示す板振動吸音体１０４と同様の折曲部を複数回折り曲げて板振動部１１５と逆側の端部を蛇腹状の部位１２５ａとして構成している。従って、曲面１３５に対して板振動吸音体１０５を適合させる際に複雑な３次元形状であっても容易に適合させることが可能になる。さらに、蛇腹状の部位１２５ａを備える板振動吸音体１０５は当該蛇腹状の部位１２５ａにて板振動部１１５等に作用する衝撃を吸収することができる。従って、車両に板振動吸音体１０５を取り付けた場合には板振動吸音体１０５が衝撃緩和に寄与する。
【００３７】
さらに、板振動部の形状は正方形に限定されず、任意の多角形や円形，楕円形など種々の形状を採用可能である。また、折曲部同士を接合する際の構成は接着や融着など種々の構成を採用可能であり、接合するための材料として折曲部よりも破壊しやすい材料を選定すれば、板振動吸音体に衝撃が作用したときに当該材料を破断させて衝撃を吸収させる構成とすることが可能である。また、板振動部や折曲部に対して孔を形成することによって吸音周波数を制御する構成としても良い。さらに、上述のシートは板振動部の振動によって吸音を行うことができる素材であれば良く、上述の樹脂の他、紙や金属など種々の材料によって構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】板振動吸音体の構成および製造方法を示す図である。
【図２】（２Ａ）〜（２Ｅ）は一枚の樹脂シートから複数の板振動部を形成する構成を示す図である。
【図３】（３Ａ），（３Ｂ）は曲面に取り付ける板振動吸音体を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…板振動吸音体、１０ａ…樹脂製シート、１１…板振動部、１２…拘束部、１２ａ…折曲部、１２ｂ…接合部、１３…板状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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