(57)【要約】      （修正有）【課題】吸音特性をさらに向上させた、車体パネルの室内面に介装されるインシュレータ、エンジンの周囲に配設される防音カバーなどに用いられる防音構造体を提供する。【解決手段】隣接する複数の凸部41どうしは互いに対向する対向面42をもち、独立して振動可能なフィルム５を少なくとも隣接する該凸部どうしの対向面42に配設した構造体。対向面42どうしの間で音の反射が生じ、反射の度にフィルム５が振動することで音エネルギーが効果的に減衰する。【選択図】 図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凸部をもつ基体と、該基体の表面に配設され独立して振動可能なフィルムと、からなり、
該フィルムは、少なくとも隣接する該凸部どうしの対向面に配設されていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
少なくとも前記凸部は、吸音材から形成されている請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記フィルムは前記凸部の全表面と該凸部間に形成される凹部の全表面に配設されている請求項１又は請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記フィルムは、前記凹部の底面に部分的に接合されている請求項３に記載の吸音構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体パネルの室内面に介装されるインシュレータ、エンジンの周囲に配設される防音カバーなどに用いられる防音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車では、エンジンからの騒音を遮蔽するために、エンジンの周囲あるいは下部にブロックサイドカバーやアンダーカバーなどが配設されている。これらの防音カバーは、例えば特開平10−205352号公報に見られるように、樹脂又は鋼板よりなる硬質の遮音部材と、遮音部材のエンジン側表面に積層された高分子発泡体よりなる吸音部材とから構成されている。この防音カバーでは、遮音部材がエンジンからの音を遮蔽し、吸音部材がエンジンからの音を吸音する。
【０００３】
しかしながら遮音部材の全面に吸音部材を配置したとしても、その吸音特性には限界があり、さらなる吸音特性の向上が望まれていた。この課題を解決するために、例えば特開2004−044526号公報には、吸音部材の表面を凹凸形状として吸音面積を大きくするとともに、エンジンと吸音部材との間に形成される空間の体積を大きくすることで音の減衰効果を大きくする技術が開示されている。
【０００４】
また特開昭58−209792号公報には、吸音部材の表面を突起列状の異形表面とし、その突起表面に平坦なフィルムを点状に接合した二層構造の吸音材が開示されている。この吸音材によれば、フィルムが自由に振動できるので、良好な音エネルギーの減衰効果が達成される。
【０００５】
さらに特開2000−046283号公報には、吸音部材の表面に開口する空洞部を形成し、空洞部の表面に沿うように吸音部材と一体化した表皮層を形成するとともに、空洞部を区画する内壁面にその部分の表皮層の一部が他と独立した振動膜となるように溝を形成した防音材が開示されている。この防音材によれば、背後の吸音部材本体のバネ性により表皮層に特定の周波数で共振現象が発生し、吸音部材の吸音特性との相乗効果によって広い周波数域で吸音することができる。
【特許文献１】特開平10−205352号
【特許文献２】特開2004−044526号
【特許文献３】特開昭58−209792号
【特許文献４】特開2000−046283号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来の技術と同様に、吸音特性をさらに向上させることを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の吸音構造体の特徴は、複数の凸部をもつ基体と、基体の表面に配設され独立して振動可能なフィルムと、からなり、フィルムは少なくとも隣接する該凸部どうしの対向面に配設されていることにある。
【０００８】
少なくとも凸部は、吸音材から形成されていることが望ましい。またフィルムは凸部の全表面と凸部間に形成される凹部の全表面に配設されていることが望ましい。この場合フィルムは、凹部の底面に部分的に接合されていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の吸音構造体によれば、少なくとも隣接する凸部どうしの対向面にフィルムが配設されているので、凸部の対向面どうしの間で音の反射が生じ、反射の度にフィルムが振動することで音エネルギーが効果的に減衰すると考えられる。したがって吸音特性が格段に向上し、優れた特性を備えた防音カバーなどとして利用できる。
【００１０】
また少なくとも凸部を吸音材から形成すれば、フィルムの振動による吸音効果に悪影響を及ぼすことがないし、凸部による異なる周波数域の吸音効果も期待できるので、広い周波数域で吸音特性が向上する。
【００１１】
さらに、凸部の全表面と凸部間に形成される凹部の全表面にフィルムを配設すれば、凸部の頂面及び凹部の底面でもフィルムが振動するのでより減衰効果が向上する。さらに、フィルムを凹部の底面に部分的に接合すれば、凸部あるいは凹部の寸法を調整することで、凸部側壁の表面において振動するフィルムが吸音する音域を容易に調整でき、防音設計の自由度が格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の吸音構造体は、基体とフィルムとから構成されている。基体は、複数の凸部を有し、隣接する凸部どうしは互いに対向する対向面を有している。凸部の数とそれらの寸法は、吸音すべき音の周波数域に応じて最適となるように決定される。凸部どうしの幅が狭くなると低周波数域における吸音特性が低下し、凹部の幅が広くなると高周波数域における吸音特性が低下する傾向がある。また凸部は、頂部及び側壁部の合計面積が小さくなると吸音特性が低下するので、基体の面積に応じて最適な凸部の数があると考えられる。
【００１３】
また対向面の面積と凸部どうしの間隔に応じて、吸音効果が発現される周波数域が異なる。したがって、用途、目的などに応じて最適な寸法を設定することが望ましい。
【００１４】
凸部は畝状に列を形成していても良いし、凹部によって区画されたブロック状であってもよい。畝状に列を形成してある場合はフィルムを配設する場合に予め賦形しなくてもシワなどができにくいという利点があり、区画されたブロック状である場合は、凸部の対向面の面積が増えると共に、あらゆる方向の音に対して効果的に反射が行われるので、フィルムの振動による吸音効果も大きいという利点がある。
【００１５】
凸部の材質は特に制限されないが、発泡ウレタンを代表とする樹脂発泡体、繊維集積体などの吸音材から形成することが望ましい。これにより、吸音特性がさらに向上することは言うまでもない。
【００１６】
基体の表面に凸部と凹部を一体的に形成してもよいし、基体の表面に互いに間隔を隔てて複数のブロック体を配設することで凸部と凹部を形成することもできる。この場合ブロック体が凸部となり、隣接するブロック体どうしの間隙が凹部となる。またこの場合、基体と凸部の材質は、同一でもよいし異なる材質を用いてもよい。例えば基体として硬質樹脂あるいは金属板を用い、その表面に吸音材からなるブロック体を配設すれば、基体が遮音部材として機能し凸部及びフィルムが吸音部材として機能するので、防音効果がより向上する。
【００１７】
フィルムは、音波によって振動するものであれば、その材質あるいは厚さは制限されず、基体の材質、用途などに応じて種々選択できる。例えば基体が発泡ウレタンから形成されていれば、接合強度などの観点からウレタンフィルムを用いるのが好ましい。
【００１８】
フィルムは、独立して振動可能に基体の表面に配設され、凸部の少なくとも対向面表面に配設されている。これにより対向面においてフィルムが独立して振動するので、隣接する凸部の対向面どうしの間における反射の繰り返しによって効果的に音エネルギーを減衰することができる。フィルムを凸部の少なくとも対向面表面に配設するには、基体自体に凹部と凸部を形成した場合には凸部全表面と凹部全表面に沿うようにフィルムを配設する方法がある。また基体の表面に凸部を構成するブロック体を互いに間隔を隔てて配設した場合には、ブロック体の全表面をフィルムで包んで基体に配設する方法、あるいはブロック体の基体に当接する表面以外の表面にフィルムを配設する方法がある。
【００１９】
なおフィルムは、基体の凸部全表面と凹部全表面に配設されていることが望ましい。これにより凸部の対向面以外の表面及び凹部の底部においてもフィルムの振動によって吸音することができ、吸音特性がさらに向上する。
【００２０】
フィルムは、独立して振動可能に配設されている。このようにするには、基体とフィルムとの間に空気層が介在できるように、フィルムを基体とは接合されない状態で配設すればよい。しかしフィルムが基体から分離するのは好ましくないので、フィルムと基体とは部分的に接合されていることが望ましい。したがって基体の凸部全表面と凹部全表面にフィルムを配設する場合には、フィルムは、凹部の底面に部分的に接合されていることが好ましい。これにより、基体の凹凸形状に沿ってフィルムを配設することができ、基体の凹部に入り込んだ音波を、基体の側面に配設されたフィルムの振動により確実に吸音することができる。さらに、基体の凸部間の距離を調整することにより凸部の対向面表面に配設されたフィルムが振動する周波数域を特定することができ、吸音特性の設計が容易となる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
【００２２】
（実施例１）
発泡ウレタンからなる吸音シート（厚さ20mm、密度0.10ｇ／cm3 ）を用意し、 100mm×83.3mm×20mmの大きさに切りだしてブロック体10を作製した。図２に拡大して示すように、６面全面が被覆されるように各ブロック体10を厚さ40μｍのウレタンフィルム11で包んで被覆ブロック体１を形成し、それを複数個残響室の床２に並べて載置した。並べ方は、図１に示すように、平面視での被覆ブロック体１の縦の合計長さが1000mm、横の合計長さが1200mm、つまり合計面積が（1000×1200）cm2 となるように５個×５個＝25個を長方形状に、かつ各被覆ブロック体１どうしが６mmの間隔を隔てるように載置した。
【００２３】
つまり本実施例では、残響室の床２が基体を構成し、各ブロック体10が凸部を、各被覆ブロック体１どうしの間隙が凹部を構成している。
【００２４】
次に、吸音率（残響室法吸音率）を測定し、結果を図３に示す。
【００２５】
（実施例２）
各被覆ブロック体１どうしの間隔を50mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図３に示す。
【００２６】
（比較例１）
各被覆ブロック体１どうしの間隔を０mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図３に示す。
【００２７】
（実施例３）
各ブロック体10の大きさを 200mm× 166.7mm×20mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図４に示す。
【００２８】
（実施例４）
各ブロック体10の大きさを 200mm× 166.7mm×20mmとしたこと、及び各被覆ブロック体１どうしの間隔を50mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図４に示す。
【００２９】
（比較例２）
各ブロック体10の大きさを 200mm× 166.7mm×20mmとしたこと、及び各被覆ブロック体１どうしの間隔を０mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図４に示す。
【００３０】
（実施例５）
各ブロック体10の大きさを 300mm× 250mm×20mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図５に示す。
【００３１】
（実施例６）
各ブロック体10の大きさを 300mm× 250mm×20mmとしたこと、及び各被覆ブロック体１どうしの間隔を50mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図５に示す。
【００３２】
（比較例３）
各ブロック体10の大きさを 300mm× 250mm×20mmとしたこと、及び各被覆ブロック体１どうしの間隔を０mmとしたこと以外は実施例１と同様に載置し、同様にして吸音率を測定した。結果を図５に示す。
【００３３】
【表１】
2006205516.tif 000003
【００３４】
＜評価＞
図３〜５から明らかなように、各実施例の吸音構造体は各比較例に比べて特に高周波数域における吸音特性が大きく向上し、これは各被覆ブロック体１どうしを間隔を隔てて載置したことによる効果であることが明らかである。また、各被覆ブロック体１どうしの間隔は、50mmよりも６mmの方が好ましい傾向もわかる。
【００３５】
（比較例４）
ウレタンフィルム11を用いず実施例１と同様のブロック体10のみを、各ブロック体10どうしの間隔（ｔ）が０mm、６mm、及び50mmとなるように配置して、それぞれ実施例１と同様に吸音率を測定した。結果をそれぞれ図６に示す。
【００３６】
（比較例５）
ウレタンフィルム11を用いず実施例３と同様のブロック体10のみを、各ブロック体10どうしの間隔（ｔ）が０mm、６mm、及び50mmとなるように配置して、それぞれ実施例１と同様に吸音率を測定した。結果をそれぞれ図７に示す。
【００３７】
（比較例６）
ウレタンフィルム11を用いず実施例５と同様のブロック体10のみを、各ブロック体10どうしの間隔（ｔ）が０mm、６mm、及び50mmとなるように配置して、それぞれ実施例１と同様に吸音率を測定した。配置して吸音率を測定した。結果をそれぞれ図８に示す。
【００３８】
（比較例７）
ウレタンフィルム11を実施例１と同様のブロック体10の成形時に一体に接合し、各被覆ブロック体どうしの間隔（ｔ）が０mm、６mm、及び50mmとなるように配置して、それぞれ実施例１と同様に吸音率を測定した。結果をそれぞれ図９に示す。
【００３９】
（比較例８）
ウレタンフィルム11を実施例３と同様のブロック体10の成形時に一体に接合し、各被覆ブロック体どうしの間隔（ｔ）が０mm、６mm、及び50mmとなるように配置して、それぞれ実施例１と同様に吸音率を測定した。結果をそれぞれ図10に示す。
【００４０】
（比較例９）
ウレタンフィルム11を実施例５と同様のブロック体10の成形時に一体に接合し、各被覆ブロック体どうしの間隔（ｔ）が０mm、６mm、及び50mmとなるように配置して、それぞれ実施例１と同様に吸音率を測定した。結果をそれぞれ図11に示す。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
＜評価＞
図６〜11と図３〜５との比較から、比較例４〜６及び比較例７〜９の吸音構造体は実施例１〜６の対応する吸音構造体に比べて、特に高周波数域における吸音特性が劣っていることがわかる。すなわち各実施例の吸音構造体では、ウレタンフィルムを独立して振動可能に配設するとともに、各被覆ブロック体どうしを間隔を隔てて載置したことによって、吸音特性が向上していることが明らかである。
【００４３】
（実施例７）
陶器製のタイル（100mm×83.3mm×20mm）を用意し、実施例１と同様のウレタンフィルム11を用いて実施例１と同様に被覆ブロック体を形成した。そして被覆ブロック体どうしの間隙寸法を20mmとしたこと以外は実施例１と同様に残響室に並べて載置し、実施例１と同様に吸音率を測定した。結果を図12に示す。
【００４４】
（比較例１０）
実施例１と同様のウレタンフィルム11を1000mm×1200mmの大きさに裁断し、それを残響室の床に直接載置して、実施例１と同様に吸音率を測定した。結果を図12に示す。なおこの比較例は、各タイルどうしを間隔をあけずに互いに密接して配置し、その上面にウレタンフィルム11を被せたものに相当する。
【００４５】
（比較例１１）
実施例７と同様のタイルのみを実施例７と同様に残響室の床に載置し、さらに実施例１と同様のウレタンフィルム11を１枚用い、全部のタイルの上表面が覆われるように被せた。タイルどうしの間隙（凹部）は、上部がウレタンフィルムで覆われている。そして実施例１と同様に吸音率を測定し、結果を図12に示す。
【００４６】
【表３】
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【００４７】
＜評価＞
図12より、実施例７の吸音構造体は比較例10〜11に比べて高周波数域における吸音特性が格段に向上し、これはタイルの側壁面にフィルムを配設したことによる効果であることが明らかである。本実施例は、実施例１〜６のようにブロック体自身が吸音特性を有していないが、音の反射が行われる部位に振動可能なフィルムを配設することにより、大きな吸音効果が得られることがわかる。
【００４８】
（比較例１２）
実施例７と同様のタイルのみ（ウレタンフィルム無し）を、各タイルどうしの間隙（ｔ）寸法が６mm、15mm、20mmとなるようにしたこと以外は実施例１と同様に残響室の床に載置した。そして実施例１と同様に吸音率を測定し、結果を図13に示す。
【００４９】
＜評価＞
図13より、タイルの間隙寸法が狭くなるほど吸音特性が向上し、間隙寸法が６mmの場合が最も優れている。フィルムを用いず吸音特性を有しないタイルのみの状態であっても吸音特性に差が生じていることより、凸部どうしの間で音の減衰作用があることがわかる。したがって実施例７のように音の反射による減衰が行われる部位にフィルムを配設した場合には、さらに効果的に膜振動が作用して吸音特性が向上するものと考えられる。また、今回は間隙寸法が６mmの場合が最も優れていたが、フィルムを用いた場合の間隙寸法においては、その材質や厚みによって最適範囲があるものと考えられる。
【００５０】
（実施例８）
図14に、本発明の吸音構造体を応用した防音カバーを示す。この防音カバーは、硬質樹脂からなる遮音層３と、遮音層３の表面に接合された発泡ウレタン樹脂製の吸音層４と、吸音層４の表面に単独で振動可能な状態で被覆されたウレタンフィルム５とから構成されている。なお、本実施例の遮音層３と吸音層４を合わせて基体とする。
【００５１】
吸音層４の表面には格子状に形成された凹部40と、凹部40で区画された直方体形状の複数の凸部41と、が形成され、ウレタンフィルム５は凹部40及び凸部41の表面に沿って被覆されている。またウレタンフィルム５は、凹部40の底面に複数の点状に接合されている。
【００５２】
この防音カバーは、遮音層３を発泡成形型の型面に配置して発泡成形することで、遮音層３と一体的に接合された吸音層４を形成し、その吸音層４の表面にウレタンフィルム５を配置して凹部40の底面にスポット状に接着することで製造されている。
【００５３】
本実施例の防音カバーによれば、凹部40を挟んで隣接する凸部41は、それぞれ相手の凸部に対向する対向面42を有しており、対向面42は互いに略平行かつ遮音層３の表面に対して略垂直に形成されている。したがって互いに対向する対向面42どうしの間で音が繰り返し反射することとなるが、その際に音は凸部41で吸音されるばかりか、対向面42の表面で自由に振動可能なウレタンフィルム５の振動によって音エネルギーが減衰するので、吸音特性にきわめて優れている。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の吸音構造体は、防音カバーのみならず、室内の床などに配置して吸音する吸音マット、車両内装品、天井材、壁材など様々な用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例における被覆ブロック体の並べ方を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例における被覆ブロック体の並べ方を示す要部断面図である。
【図３】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図４】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図５】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図６】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図７】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図８】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図９】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図１０】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図１１】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図１２】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図１３】周波数毎の吸音率を示すグラフである。
【図１４】本発明の吸音構造体を応用した防音カバーの要部断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：被覆ブロック体        ２：残響室の床        11：ウレタンフィルム
３：遮音層                ４：吸音層            ５：ウレタンフィルム
40：凹部                  41：凸部              42：対向面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006205516.tif 000008
【図４】
2006205516.tif 000009
【図５】
2006205516.tif 000010
【図６】
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【図７】
2006205516.tif 000012
【図８】
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【図９】
2006205516.tif 000014
【図１０】
2006205516.tif 000015
【図１１】
2006205516.tif 000016
【図１２】
2006205516.tif 000017
【図１３】
2006205516.tif 000018
【図１４】
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