(57)【要約】【課題】簡便な構造によって良好な施工性を実現して、コストの低減を実現しながらも、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる振動低減材及び振動低減構造を提供する。【解決手段】弾性を有するシート状とされたベース材１２と、ベース材１２の平面方向に互いに離間して配置された複数の質量部材１４と、を備える振動低減材１０であって、質量部材１４は、ベース材１２と比較して剛性及び比重が大きいことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有するシート状とされたベース材と、
前記ベース材の平面方向に互いに離間して配置された複数の質量部材と、
を備える振動低減材であって、
前記質量部材は、前記ベース材と比較して剛性及び比重が大きいことを特徴とする振動低減材。
【請求項２】
前記質量部材は、前記ベース材の表面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の振動低減材。
【請求項３】
前記質量部材は、前記ベース材の表面よりも内部に埋没して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の振動低減材。
【請求項４】
隣り合う前記質量部材の間隔は、入射する振動波長の０．５倍以下とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動低減材。
【請求項５】
振動発生部が設置される設置部と、
前記設置部に対して直接取り付けられ、又は／及び、前記設置部に接続された構造体に取り付けられた請求項１乃至４のいずれかに記載の振動低減材と、備えていることを特徴とする振動低減構造。
【請求項６】
多角形の筒形状となるように設けられた側壁部と、該側壁部を閉塞するように設けられた膜状の膜部と、を備えたセルが、ぞれぞれの前記側壁部を共有するように複数設けられた吸音材であって、
前記膜部は、中央部の単位面積当たりの質量が該中央部の周囲よりも大きいことを特徴とする吸音材。
【請求項７】
前記中央部の単位面積当たりの質量は、該中央部の周囲の単位面積当たりの質量の２倍以上であることを特徴とする請求項６に記載の吸音材。
【請求項８】
前記中央部の厚さは、該中央部の周囲の厚さに比べて厚いことを特徴とする請求項６又は７に記載の吸音材。
【請求項９】
前記中央部には、質量を有する質量材が設けられることを特徴する請求項６乃至８のいずれかに記載の吸音材。
【請求項１０】
前記中央部の面積は、前記膜部の全体の面積の０．５倍以下であることを特徴する請求項６乃至９のいずれかに記載の吸音材。
【請求項１１】
前記膜部は、積層構造とされることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の吸音材。
【請求項１２】
前記セル内において、前記膜部に接するように多孔質材が設けられることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載の吸音材。
【請求項１３】
前記膜部は、制振合金であることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれかに記載の吸音材。
【請求項１４】
前記膜部には、制振塗料が塗布された塗布層を有していること特徴とする請求項６乃至１３のいずれかに記載の吸音材。
【請求項１５】
請求項６乃至１４のいずれかに記載の吸音材が備えられる吸音構造であって、前記吸音材が有する前記膜部が、構造物の壁面として構成される吸音構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動低減材及びそれを備えた振動低減構造、並びに吸音材及びそれを用いた吸音構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動発生源を有する構造物において、構造物を伝搬する振動を低減する方法にあたっては、振動発生部の剛性、重量の増加や制振材施工が一般的に用いられている。しかし、この方法では、重量が必要以上に増加したりコストが嵩んだりするため、軽量で安価な振動低減方法が望まれている。
【０００３】
船等に積載されるエンジン等から発生する低周波域の振動においては、一般的な制振材を用いる方法では、振動低減効果が低い傾向にあり、広範囲に渡って多くの制振材を施工しなければならない。そのため、施工コスト増加や重量増加に繋がってしまう。
【０００４】
振動低減技術として、特許文献１には、振動発生部で生じた振動を、液体通路中の液体の振動として誘起させ、一面を液体通路に臨ませた弾性膜の撓みによって液体の圧力変動を吸収することで、結果的に、液体から通路形成体の外壁部に作用する加振力が低減される技術が開示されている。
【０００５】
また、高温下における騒音対策として、騒音と共鳴器による干渉音との重ね合わせによって騒音を低減する、共鳴型消音器が広く採用されている。しかし、共鳴型消音器はサイズが大きく、使用場所が制限されてしまう。
【０００６】
特許文献２では、ハニカム内に膜を備えた構造とすることで、膜の共振により音を打ち消して吸音させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１４８４２５号公報
【特許文献２】特許第６１２６６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１では、液体を使用するなど、その構造が複雑であり施工性が良好とは言えず、様々な構造物に汎用的に適用することが難しいと考えられる。
【０００９】
また、特許文献２においては、膜の共振の１次モードの固有振動数と２次モードの固有振動数とが近接し、互いのモードが干渉することで、低周波領域（１次モード）における吸音性が低下してしまう。
【００１０】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、簡便な構造によって良好な施工性を実現し、コスト低減を実現しながらも、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる振動低減材及びそれを用いた振動低減構造の提供を目的とする。
更には、１次モードと２次モードの固有振動数を離間して、互いのモードが干渉し合うことを抑制することで、低周波領域（１次モード側）の吸音効果を向上できる吸音材及びそれを用いた吸音構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、振動低減材及びそれを備えた振動低減構造、並びに吸音材及びそれを用いた吸音構造は以下の手段を採用する。
即ち、本発明の第１の態様に係る振動低減材は、弾性を有するシート状とされたベース材と、前記ベース材の平面方向に互いに離間して配置された複数の質量部材と、を備える振動低減材であって、前記質量部材は、前記ベース材と比較して剛性及び比重が大きいことを特徴とする。
【００１２】
本態様に係る振動低減材によれば、弾性を有するシート状のベース材に対して、ベース材と比較して剛性及び比重が大きい質量部材が配置される。これによれば、この簡便な構造によって良好な施工性を実現し、コスト低減を実現しながらも、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる。例えば、本態様に係る振動低減材を、特定の周波数で振動する振動発生部からの振動が伝搬する構造体に設置した場合、振動低減材が備える質量部材が振動の周波数に対応して共振する。そして、共振する質量部材の振動は振動低減材が備える弾性体に伝搬される。伝搬された振動のエネルギは、弾性体を変形させることで熱エネルギとして消費される。結果として、振動発生部から伝搬した構造体の振動は、弾性体の熱エネルギに変換され、その振動を低減することができる。なお、振動低減材の固有振動数は、振動発生部にて生じている振動周波数に対応している。また、対象とする振動が１次モード、２次モード・・・と、複数の振動から混成されている場合、各モードに対応する複数種類の質量部材を同一のベース材に配置することで、複数の振動に対応可能な１つの振動低減材とすることもできる。
また、複数の質量部材をシート状のベース材に配置するという簡便な構造であるため、シート材のような取り扱いが可能であり施工性が良好である。これにより、広範囲に亘る振動発生部に対しても容易に振動低減材を配置することができる。
複数の質量部材の配置としては、例えば、正方格子状、千鳥格子状などが挙げられる。
【００１３】
また、本発明の第１の態様に係る振動低減材において、前記質量部材は、前記ベース材の表面上に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本態様に係る振動低減材によれば、質量部材をベース材の表面上に配置することとした。これにより、ベース材上に質量部材を配置するという簡便な構造で、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる。
【００１５】
また、本発明の第１の態様に係る振動低減材において、前記質量部材は、前記ベース材の表面よりも内部に埋没して配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本態様に係る振動低減材によれば、質量部材をベース材の表面よりも内部に埋没して配置することとした。これにより、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られるうえ、シート材と質量部材の一体性が増すことで施工性の向上が実現できる。
【００１７】
また、本発明の第１の態様に係る振動低減材において、隣り合う前記質量部材の間隔は、入射する振動波長の０．５倍以下とされていることを特徴とする。
【００１８】
本態様に係る振動低減材によれば、入射する振動波長の０．５倍以下の間隔を空けて、質量部材を互いに配置することとした。これにより、特定の周波数に対してより大幅な振動低減効果を得られるうえに、質量部材の配置についての設計が容易になる。
【００１９】
本発明の第２の態様に係る振動低減構造は、振動発生部が設置される設置部と、前記設置部に対して直接取り付けられ、又は／及び、前記設置部に接続された構造体に取り付けられた先述の振動低減材と、備えていることを特徴とする。
【００２０】
本態様に係る振動低減構造によれば、前述した振動低減材を振動発生部が設置される設置部に直接取り付ける、又は／及び、設置部に接続された構造体に取り付けることとした。これにより、簡便な構造の振動低減材を用いた振動低減構造において、振振動発生部から発生する特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる。なお、振動低減材の固有振動数は、振動発生部にて生じている振動周波数に対応している。例えば、振動を低減したい対象物が、船舶に据え付けられたエンジンによって振動する船舶の外板の場合、エンジンのピストン運動による低周波振動に振動低減材の固有振動数を対応させることで、エンジンの低周波振動に対応した振動低減効果を得ることができる。これにより、船舶の外板を介して騒音となることや海中に振動が伝搬することを防ぐことができる。特に、資源探査船等の特殊船の場合、水中に放射される雑音を低減することが重要であるため、このような振動低減構造が有効である。また、船舶のエンジンに限らず、振動発生部の周波数に対応するように振動低減材の固有振動数を調整すれば、簡便にその周波数に対応した振動低減効果を得られる。
【００２１】
本発明の第３の態様に係る吸音材は、多角形の筒形状となるように設けられた側壁部と、該側壁部を閉塞するように設けられた膜状の膜部と、を備えたセルが、ぞれぞれの前記側壁部を共有するように複数設けられた吸音材であって、前記膜部は、中央部の単位面積当たりの質量が該中央部の周囲よりも大きいことを特徴とする。
【００２２】
本態様にかかる吸音材においては、吸音材が備える多角形の筒形状とされた複数のセルが有する膜部のうち、中央部分に相当する中央部は、中央部の周囲に比べて、単位面積当たりの質量が大きいこととした。これによれば、膜部の振動を考えたとき、１次モード（低周波領域）と２次モード（高周波領域）の固有振動数を離間させることができる。例えば、膜部の振動源が膜部外の空気振動（音）であった場合、膜部の固有振動数を、音の周波数に合わせた固有振動数に設定することで、膜部が音に共鳴して振動（共振）する。このとき、音のエネルギが膜部の振動に変換され、結果として、音は膜部（膜部を備えた吸音材）によって吸音される。１次モードと２次モードの固有振動数が近接した位置にある場合、互いのモードが干渉し合い、低周波領域（１次モード側）の吸音率が低下してしまう。しかし、本態様にかかる吸音材のように、１次モードと２次モードの固有振動数を離間させることができれば、互いのモードが干渉し合うことがないので、低周波領域（１次モード側）の吸音率を向上させることができる。また、吸音したい音の周波数に合わせて、膜部の１次モードの固有振動数を設計することで、低周波領域の騒音に対してより一層の吸音効果を奏する。
また、同じ固有振動数おいて、中央部の単位面積当たりの質量を大きくする場合としない場合とでは、中央部の単位面積当たりの質量を大きくした方が、中央部の単位面積当たりの質量を大きくしない場合と比較して、膜部の面積を小さくすることができる。膜部に圧力が作用する条件下では、圧力を受ける面積を小さくすることになる。即ち、膜部の面積が減少した分、膜部に対して平面的に作用する力が抑えられ、中央部の単位面積当たりの質量が大きくない場合に比べて、強度上有利に作用する。
【００２３】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記中央部の単位面積当たりの質量が該中央部の周囲の単位面積当たりの質量の２倍以上であることを特徴とする。
【００２４】
本態様にかかる吸音材においては、中央部の単位面積当たりの質量は、中央部の周囲の単位面積当たりの質量の２倍以上とした。これによれば、膜部の１次モードの共振による吸音の効果をより向上させることができる。
【００２５】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記中央部の厚さが、該中央部の周囲の厚さに比べて厚いことを特徴とする。
【００２６】
本態様にかかる吸音材においては、中央部の厚さは中央部の周囲の厚さに比べて厚いこととした。これによれば、簡便に中央部の単位面積当たりの質量を増加させることができ、吸音の効果を簡便に向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記中央部に質量を有する質量材が設けられることを特徴する。
【００２８】
本態様にかかる吸音材においては、中央部に質量材を設けることとした。これによれば、簡便に中央部の単位面積当たりの質量を増加させることができ、吸音の効果を簡便に向上させることができる。また、質量材の質量を変更するだけで、膜部の固有振動数を変更することができる。
【００２９】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記中央部の面積が前記膜部の全体の面積の０．５倍以下であることを特徴する。
【００３０】
本態様にかかる吸音材においては、中央部の面積を膜部全体の面積の０．５倍以下とした。これによれば、膜部の１次モードの共振による吸音の効果をより向上させることができる。
【００３１】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記膜部が層構造とされることを特徴とする。
【００３２】
本態様にかかる吸音材においては、膜部を積層構造とした。これによれば、膜部の減衰率を向上させることができる。これにより、膜部での吸音率を向上させることができる。
【００３３】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記セル内において、前記膜部に接するように多孔質材が設けられることを特徴とする。
【００３４】
本態様にかかる吸音材においては、セル内において、膜部に接するように多孔質材を設けることとした。これによれば、膜部の減衰率を向上させることができる。これにより、膜部での吸音率を向上させることができる。
【００３５】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記膜部が制振合金であることを特徴とする。
【００３６】
本態様にかかる吸音材においては、膜部を制振合金とした。これによれば、膜部の減衰率を向上させることができる。これにより、膜部での吸音率を向上させることができる。
【００３７】
また、本発明の第３の態様に係る吸音材は、前記膜部に制振塗料が塗布された塗布層を有していること特徴とする。
【００３８】
本態様にかかる吸音材においては、膜部に制振塗料が塗布された塗布層を有している。これによれば、膜部の減衰率を向上させることができる。これにより、膜部での吸音率を向上させることができる。
【００３９】
本発明の第４の態様に係る吸音構造は、上述した吸音材が備えられる吸音構造であって、前記吸音材が有する前記膜部が、構造物の壁面として構成される。
【００４０】
本態様にかかる吸音構造においては、前述の吸音材が有する膜部が吸音構造の壁面として構成される。これによれば、吸音構造内の空気の振動よって騒音が発生する条件下でも、吸音材によって騒音が低減される。例えば、吸音構造が、高温のガスが流通するダクトである場合、吸音材を耐熱性のある材料で構成することで、高温下においても吸音材を使用することができ、ダクト内のガスの流通による騒音を低減させることができる。なお、ダクト内で発生している騒音の周波数に合わせて膜部の１次モード側の固有振動数が設定されている。これにより、ダクト内で発生している騒音のうち、低周波領域の騒音を効率的に吸音することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る振動低減材によれば、簡便な構造によって良好な施工性を実現し、コスト低減を実現しながらも、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる。
更に、本発明に係る吸音材によれば、１次モードと２次モードの固有振動数を離間して、互いのモードが干渉し合うことを抑制することで、低周波領域（１次モード側）の吸音効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動低減材の縦断面図を部分的に拡大した図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動低減材を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る振動低減材を構造体に配置した例を示す斜視図である。
【図４】質量部材の間隔を振動波長で除した値と振動低減量の関係を表した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る振動低減材の他の例の縦断面図を部分的に拡大した図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る振動低減材の他の例の縦断面図を部分的に拡大した図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る振動低減構造の例を示した縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る吸音材が備えるセルの斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る吸音材が備えるセルの縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る吸音材が備えるセルの正面図である。
【図１１】中央部に厚みを持たせたセルの縦断面図である。
【図１２】中央部に質量材を備えたセルの縦断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る吸音材の斜視図である。
【図１４】中央部の単位面積当たりの質量を大きくした場合の１次モードと２次モードの吸音率を示した図である。
【図１５】中央部の単位面積当たりの質量を大きくしていない場合の１次モードと２次モードの吸音率を示した図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る吸音材が備えるセルの縦断面図である。
【図１７】減衰率による吸音率の差異を示した図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る吸音材が備えるセルの縦断面図である。
【図１９】本発明の第７実施形態に係る吸音材が備えるセルの縦断面図である。
【図２０】本発明の第７実施形態に係る吸音構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、本発明の一実施形態について、図１乃至２０を参照して説明する。
【００４４】
［第１実施形態］
図１及び２を参照して、本実施形態に係る振動低減材１０の構成を説明する。
図１及び２に示すように、本実施形態に係る振動低減材１０は、ゴムなどの弾性体とされるシート状のベース材１２の平面上に、立方体形状の金属とされる複数の質量部材１４を備える。また、図２に示すように、複数の質量部材１４は、ベース材１２の平面方向に例えば１００ｍｍピッチ程度の正方格子状に離間されて配置される。このベース材１２と複数の質量部材１４が一体となって、シート状の振動低減材１０を形成する。
【００４５】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る振動低減材１０の作用を説明する。
図３に示すように、シート状の振動低減材１０は、構造体２４（ここでは板状の構造体２４とする）に貼設される。ここで、構造体２４の図３で示す左側には、特定の周波数で振動する振動発生部２０（図示せず）が設置された設置部２２（図示せず）が接続されている。振動発生部２０からの振動は、振動低減材１０の左側から右側に向かって伝搬する。構造体２４の左側から入射した振動は、やがて振動低減材１０が貼設された構造体２４に伝搬する。
【００４６】
振動低減材１０が貼設された構造体２４に伝搬した振動は、構造体２４に貼設された振動低減材１０へ伝搬する。振動低減材１０では、振動低減材１０が備える質量部材１４が振動の周波数に対応して共振する。そして、共振する質量部材１４の振動は、振動低減材１０が備えるベース材１２に伝搬される。伝搬された振動のエネルギは、弾性体とされたベース材１２を変形させることで熱エネルギとして消費される。結果として、振動低減材１０が貼設された構造体２４の振動は、ベース材１２にて熱エネルギに変換され、その振動を低減することができる。
【００４７】
振動低減材１０によって低減された振動は、振動低減材１０の右側の構造体２４にわずかではあるが伝搬していく。
【００４８】
なお、振動低減材１０の固有振動数は、振動発生部２０にて生じている振動周波数に対応している。また、振動低減材１０に備えられる質量部材１４の質量や、ベース材１２の厚さを変化させることで、振動低減材１０の固有振動数を容易に変更することができる。即ち、振動低減材１０の固有振動数を振動発生部２０にて生じている振動周波数に対応させることが容易にできる。
【００４９】
また、複数の質量部材１４は、入射する振動波長の０．５倍以下の間隔を空けて配置することが好ましい。これは図４に示す数値計算の結果（後述）から得られた数値である。
【００５０】
図４は、横軸に質量部材１４の間隔を振動波長で除した値、縦軸に振動低減量を表したものである。図４より、横軸の値が０．５以下において、縦軸の振動低減量が増加していることが分かる。即ち、質量部材１４の間隔が入射する振動波長の０．５倍以下のとき、振動低減効果が大幅に増加することが分かる。
【００５１】
本実施形態によれば以下の効果を奏する。
弾性を有するシート状のベース材１２に対して、ベース材１２と比較して剛性及び比重が大きい質量部材１４が配置される。これによれば、この簡便な構造によって良好な施工性を実現し、コスト低減を実現しながらも、特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる。なお、対象とする振動が１次モード、２次モード・・・と、複数の振動から混成されている場合、各モードに対応する複数種類の質量部材１４を同一のベース材１２に配置することで、複数の振動に対応可能な１つの振動低減材１０とすることもできる。また、振動低減材１０が複数の質量部材１４をシート状のベース材１２に配置するという簡便な構造であるため、シート材のような取り扱いが可能であり施工性が良好である。これにより、広範囲に亘る構造体２４に対しても容易に振動低減材１０を配置することができる。
更に、質量部材１４の間隔を入射する振動波長の０．５倍以下とした。これによれば、大幅な振動低減効果を得られる質量部材１４の配置についての目安が示され、設計が容易になる。
【００５２】
なお、本実施形態の質量部材１４は、立方体形状とされているが、立方体形状に限定されるものではなく、例えば、円柱形状としても良い。また、ベース材１２としてゴムなどの弾性体、質量部材１４として金属を例示しているが、これらの材質に限らず、ベース材１２と比較して質量部材１４の剛性及び比重が大きければ良く、例えば、ベース材１２として弾性を有する樹脂材を用いて、質量部材１４に前記樹脂材と比較して剛性及び比重が大きい質量体を用いても良い。更に、図５及び６に示すように、質量部材１４の上面を除いた部分若しくは質量部材１４の全体が、ベース材１２に対して埋め込まれている構成としても良い。そして、複数の質量部材１４の配置は正方格子状に限らず、例えば、千鳥格子状などとしても良い。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、図７を参照して、本実施形態に係る振動低減構造について、船舶を例に用いて説明する。
【００５４】
上述した振動低減材１０の用途として、例えば、振動発生部２０としてエンジン３０を備えた船舶の振動低減が考えられる。
【００５５】
図７には、振動低減構造の例として、振動発生部２０としてのエンジン３０が、船舶のタンク３６の上面（タンクトップ３４）に設置された船舶の縦断面図が示されている。船舶の外板は、タンク３６直下の底外板４２と、底外板４２の両側に滑らかに接続される側外板４０とを備える。タンクトップ３４には架台３２を介してエンジン３０が設置される。この例では、エンジン３０が振動発生部２０に、タンクトップ３４が設置部２２に、側外板４０及び底外板４２が構造体２４に対応する。また、エンジン３０の重量に耐え得る強度を確保するために、タンク３６内には複数の補強材３８が備えられている。
【００５６】
エンジン３０運転時、エンジン３０のピストン運動によって生じる低周波振動が、タンク３６や補強材３８を介して、船舶が備える側外板４０や底外板４２に伝搬する。側外板４０や底外板４２に伝搬した振動がそのまま船内に伝搬することで振動や騒音となり、水中に伝搬することで水中放射騒音となる。
【００５７】
図７において、振動低減材１０は、エンジン３０下のタンクトップ３４並びに側外板４０及び底外板４２の内側（船内側）に貼設されている。
【００５８】
本実施形態によれば以下の効果を奏する。
第１実施形態で記載した振動低減材１０を振動発生部２０が設置される設置部２２に直接取り付ける、又は／及び、設置部２２に接続された構造体２４に取り付けることとした。これにより、簡便な構造の振動低減材１０を用いた振動低減構造において、振動発生部２０から発生する特定の周波数に対して大幅な振動低減効果を得られる。なお、振動低減材１０の固有振動数は、振動発生部２０にて生じている振動周波数に対応している。また、例示した船舶のエンジン３０に限らず、振動発生部２０の周波数に対応するように振動低減材１０の固有振動数を調整すれば、簡便にあらゆる周波数に対応した振動低減効果を得られる。
【００５９】
［第３実施形態］
図８乃至１３を参照して、本実施形態に係る吸音材の構成を説明する。
図８に示すように、吸音材５０（図１３参照）を構成するセル６０は、正六角形の筒形状となるように側壁部６２を備えている。また、セル６０は、図９に示すように、側壁部６２によって形成される筒形状の一端側の開口を閉塞するように、膜状の膜部６４を備えている。側壁部６２は、例えば、金属や樹脂とされ、膜部６４は、例えば、金属や樹脂、ゴム等の弾性体とされる。
【００６０】
図１０に示すように、膜部６４の中央部分に相当する中央部６４ａの単位面積当たりの質量は、中央部６４ａの周囲（周囲部６４ｂ）よりも大きく設定されている。このとき、中央部６４ａの単位面積あたりの質量は、周囲部６４ｂの単位面積当たりの質量の２倍以上であることが好ましい。中央部６４ａの面積は、膜部６４全体（中央部６４ａと周囲部６４ｂの合計面積）の面積の０．５倍以下であることが好ましい。
【００６１】
中央部６４ａの単位面積当たりの質量を大きくする方法としては、例えば、図１１に示すように、膜部６４の中央部６４ａに厚みを持たせる方法や、図１２に示すように、中央部６４ａに質量材６６ａを設ける方法がある。
【００６２】
図１３に示すように、複数の上述したセル６０を、それぞれの側壁部６２を共有するように隙間なく平面的に並置することで、１枚のプレート状とされた吸音材５０を形成する。図１３の場合、セル６０は側壁部６２によって正六角形の筒形状を形成していて、吸音材５０は、ハニカム構造のプレート状になる。なお、セル６０の側壁部６２が形成する多角形の筒形状のセル６０は、側壁部６２を共有して吸音材５０を形成する時に、それぞれのセル６０が隙間なく並置できる筒形状であれば良く、例えば、四角形や三角形の筒形状でも良い。また、全てのセル６０が同じ多角形の筒形状である必要は無く、結果として、それぞれのセル６０が隙間なく並置できるような多角形の組合せであれば良い。
【００６３】
次に、図１３乃至１５を参照して、本実施形態に係る吸音材の作用を説明する。
例えば、図１３に示す吸音材５０の膜部６４側の外部に騒音などの空気振動があった場合、膜部６４の固有振動数を、音の周波数に合わせた固有振動数に設定することで、膜部６４が音に共鳴して面外方向に振動（共振）する。このとき、音のエネルギが膜部６４の振動に変換され、結果として、音は膜部６４（膜部６４を備えた吸音材５０）によって吸音される。
【００６４】
また、本実施形態では、膜部６４の中央部６４ａ（図１０参照）の単位面積当たりの質量を周囲部６４ｂ（図１０参照）よりも大きくしているので、図１４に示すように、１次モードと２次モードの固有振動数を離間させることができる。これに対して、膜部６４の単位面積当たりの質量が均一である場合、図１５に示すように、１次モードと２次モードの固有振動数が近接してしまい、互いのモードが干渉し合い、低周波領域（１次モード側）の吸音率が低下してしまう。
【００６５】
更に、中央部６４ａの単位面積当たりの質量を大きくした場合としていない場合とでは、同じ膜部６４の固有振動数に対して、膜部６４の面積が異なる。具体的には、中央部６４ａの単位面積当たりの質量を大きくした場合、膜部６４の面積を小さくすることができる。
【００６６】
なお、膜部６４を厚さ１ｍｍの鉄の薄板として、１次モード側の固有振動数を２００Ｈｚ程度に設計する場合、セル６０は１辺が約１５０ｍｍ角の六角形の筒形状とされ、中央部６４ａの単位面積当たりの質量は、周囲部６４ｂの単位面積当たりの質量のおよそ７〜８倍である。また、中央部６４ａは、１辺が約１００ｍｍ角の六角形となる。
【００６７】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
吸音材５０が備える多角形の筒形状とされた複数のセル６０が有する膜部６４のうち、中央部分に相当する中央部６４ａは、周囲部６４ｂに比べて、単位面積当たりの質量が大きい。これによれば、膜部６４の振動を考えたとき、１次モード（低周波領域）と２次モード（高周波領域）の固有振動数を離間させることができる。１次モードと２次モードの固有振動数が近接した位置にある場合、互いのモードが干渉し合い、低周波領域（１次モード側）の吸音率が低下してしまう。しかし、本実施形態にかかる吸音材５０のように、１次モードと２次モードの固有振動数を離間させることができれば、互いのモードが干渉し合うことがないので、低周波領域（１次モード側）の吸音率を向上させることができる。また、吸音したい音の周波数に合わせて、膜部６４の１次モードの固有振動数を設計することで、低周波領域の騒音に対してより一層の吸音効果を奏する。
また、同じ固有振動数おいて、中央部６４ａの単位面積当たりの質量を大きくする場合としない場合とでは、中央部６４ａの単位面積当たりの質量を大きくした方が、中央部６４ａの単位面積当たりの質量を大きくしない場合と比較して、膜部６４の面積を小さくすることができる。即ち、膜部６４の面積が減少した分、膜部６４に対して平面的に作用する力が抑えられ、中央部６４ａの単位面積当たりの質量が大きくない場合に比べて、強度上有利に作用する。
更に、吸音材５０を耐熱性のある材料で構成することで、高温下においても吸音材５０を使用することができる。
【００６８】
［第４実施形態］
図１６乃至及び１７を参照して、本実施形態に係る吸音材の構成を説明する。
本実施形態は、上述した第３実施形態に対して膜部６４の形態が異なり、その他の点では同様である。したがって、第３実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１６に示すように、本実施形態のセル６０Ｂが備える膜部６４Ｂは、積層構造（図１６では３層）とされている。膜部６４Ｂを積層構造とすることで、膜部６４Ｂの減衰率を増加させることができる。
【００６９】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
膜部６４Ｂの減衰率を高めることで、図１７に示すように、膜部６４Ｂにおける吸音率を高めることができ、吸音材５０としての吸音効果を増加させることができる。
【００７０】
［第５実施形態］
図１８を参照して、本実施形態に係る吸音材の構成を説明する。
本実施形態は、上述した第３及び第４実施形態に対してセル６０の形態が異なり、その他の点では同様である。したがって、第３及び第４実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１８に示すように、本実施形態のセル６０Ｃは、筒形状の側壁部６２の内部において、多孔質材６６ｂが膜部６４の全面に亘って接触するように設けられている。これにより、膜部６４の減衰率を増加させることができる。
【００７１】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
膜部６４の減衰率を高めることで、膜部６４における吸音率を高めることができ、吸音材５０としての吸音効果を高めることができる。なお、多孔質材６６ｂの換わりに流体を充填しても良く、膜部６４の減衰率を増加させる物体であれば足りる。
【００７２】
［第６実施形態］
本実施形態は、上述した第３乃至第５実施形態に対して膜部６４の形態が異なり、その他の点では同様である。したがって、第３乃至第５実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
本実施形態のセル６０が備える膜部６４は、その材質を制振合金とされている。これにより、膜部６４の減衰率を増加させることができる。
【００７３】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
膜部６４の減衰率を高めることで、膜部６４における吸音率を高めることができ、吸音材５０としての吸音効果を高めることができる。
【００７４】
［第７実施形態］
図１９を参照して、本実施形態に係る吸音材の構成を説明する。
本実施形態は、上述した第３乃至第６実施形態に対してセル６０の形態が異なり、その他の点では同様である。したがって、第３乃至第６実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。
本実施形態のセル６０Ｅは、図１９に示すように、筒形状の側壁部６２の内部において、制振塗料が膜部６４の表面に塗布され、塗布層６６ｃを形成している。これにより、膜部６４の減衰率を増加させることができる。
【００７５】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
膜部６４の減衰率を高めることで、膜部６４における吸音率を高めることができ、吸音材５０としての吸音効果を高めることができる。
【００７６】
なお、上述した第３乃至第７実施形態は、それぞれ可能な範囲で組み合わせることができ、例えば、中央部６４ａの厚みを大きくした膜部６４の表面に塗布層６６ｃを形成して、更に、筒形状の側壁部６２の内部において、膜部６４の全面に接触するように多孔質材６６ｂを設けても良い。
【００７７】
［第８実施形態］
次に、図２０を参照して、本実施形態に係る吸音構造について、排気ダクトを例に用いて説明する。
上述した吸音材５０の用途として、例えば、高温の排気ガスが流通するダクト７０ａの騒音低減が考えられる。
【００７８】
図２０において、吸音構造７０は、プレート状の吸音材５０とダクト７０ａを備える。吸音材５０は、ダクト７０ａの両側壁面に設けられている。このとき、吸音材５０が備えるセル６０の膜部６４が、ダクト７０ａの両側壁面の一部を構成している。なお、本例示の場合、吸音材５０は、高温ガスに耐え得る耐熱性の材料で構成されている。
【００７９】
ダクト７０ａの内部には高温の排気ガスが流通しており、排気ガスの振動によって騒音が発生している。
【００８０】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
ダクト７０ａなど、内部の空気の振動よって騒音が発生する条件下でも、吸音材５０によって騒音が低減される。なお、ダクト７０ａの内部で発生している騒音の周波数に合わせて吸音材５０が備える膜部６４の１次モード側の固有振動数が設定されている。これにより、ダクト７０ａの内部で発生している騒音のうち、低周波領域の騒音を効率的に吸音することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０  振動低減材
１２  ベース材
１４  質量部材
２０  振動発生部
２２  設置部
２４  構造体
３０  エンジン
３２  架台
３４  タンクトップ
３６  タンク
３８  補強材
４０  側外板
４２  底外板
５０  吸音材
６０（６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｅ）  セル
６２  側壁部
６４（６４Ｂ）  膜部
６４ａ  中央部
６４ｂ  周囲部
６６ａ  質量材
６６ｂ  多孔質材
６６ｃ  塗布層
７０  吸音構造
７０ａ  ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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