(57)【要約】【課題】吸音周波数帯域を広げることができる吸音構造体を提供する。【解決手段】多数の凹凸部が形成された凹凸板１１と、前記凹凸部の一方を閉塞して中空部分１３を形成するように前記凹凸板に接合された閉塞板１５とを備える積層構造体であって、前記中空部分１３を２以上の区分空間２２ａ，２２ｂに仕切る仕切り板２１と、２以上に仕切られた区分空間２２ａ，２２ｂの各々に連通するように前記凹凸板に開口する２以上の孔群２５ａ，２５ｂとを設けて防音吸音体にする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の凹凸部が形成された凹凸板と、前記凹凸部の一方を閉塞して中空部分を形成するように前記凹凸板に接合された閉塞板と、前記中空部分を２以上の区分空間に仕切る仕切り板と、２以上に仕切られた区分空間の各々が外部空間と連通するように前記凹凸板に開口する１以上の孔と、を備えてなる吸音構造体。
【請求項２】
２以上に仕切られた区分空間内の少なくとも１つに、１枚以上の箔を振動又は擦れ可能に設置した請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記箔は複数の貫通孔を備える請求項２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
２以上に仕切られた区分空間内の少なくとも１つに、多孔質吸音材を設置した請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記凹凸板の他方側を吸音材で覆った請求項１〜４のいずれかに記載の吸音構造体。
【請求項６】
前記凹凸板の他方側に多孔板を設置した請求項１〜４のいずれかに記載の吸音構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の凹凸部が形成された凹凸板と、前記凹凸部の一方を閉塞するように前記凹凸板に接合された閉塞板とを備えた吸音可能な吸音構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記特許文献１に記載のような、パネルの下面側側に空気層を介して穿孔板を設置するとともに、穿孔板の厚み、孔の径、ピッチ、及び前記空気層の厚みを調整することにより、所定周波数域の騒音を吸音するようにした車両用吸音部材が知られている。
【０００３】
穿孔板の厚み、孔の径、ピッチ、及び前記空気層の厚みを調整することにより、ヘルムホルツの共鳴原理を利用して、特定周波数の騒音を有効に吸引する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０６−２９８０１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の従来技術では、共鳴器型吸音機構であるため、ピーク周波数は一つしかもたない。このピーク周波数を二つ以上とすることが難しい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、吸音周波数帯域を広げることができる吸音構造体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１の発明は、多数の凹凸部が形成された凹凸板と、前記凹凸部の一方を閉塞して中空部分を形成するように前記凹凸板に接合された閉塞板と、前記中空部分を２以上の区分空間に仕切る仕切り板と、２以上に仕切られた区分空間の各々が外部空間と連通するように前記凹凸板に開口する１以上の孔と、を備えてなる吸音構造体である。
【０００８】
中空部分を２以上の区分空間に仕切り、各々の区分空間が外部空間に通じる一つ以上の孔を前記凹凸板に設けると、各々の区分空間が共鳴器型の吸音機能を果たすようになり、各々の区分空間に対応する吸音率のピーク周波数を生じさせることができる。
各々の区分空間毎に、孔の個数、孔の径、区分空間に対応する凹凸板に対する孔の開口率など変えることにより、各々の区分空間に対応する吸音率のピーク周波数を生じさせることができる。また、区分空間も、中空部分を２以上の仕切る仕切り板を、水平、垂直又は斜めとして、所定内容積を有する種々の形態で区切ることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、２以上に仕切られた区分空間の少なくとも１つに、１枚以上の箔を振動又は擦れ可能に設置したものである。
区分空間内に至った音波が、箔の振動又は擦れを生じさせ、箔間を通過する際の粘性によって各吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。この箔は、２以上の仕切られた区分空間内のそれぞれに入れることができるし、選択的に所定吸音ピーク周波数を有する区分空間に設けることもできる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、前記箔が複数の貫通孔を備えるものである。
箔が複数の貫通孔を備えると、吸音ピーク周波数の吸音率が更に上昇する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１において、２以上に仕切られた区分空間内の少なくとも１つに、多孔質吸音材を設置したものである。
一つ以上の孔により外気と連通する区分空間の内部に多孔質吸音材があると、多孔質吸音材による音波の減衰により吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記凹凸板の他方側を吸音材で覆ったものである。
各々の区分空間の孔群による共鳴型の吸音ピーク周波数以外に表面の吸音材が高周波を吸音する。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれにおいて、前記凹凸板の他方側に多孔板を設置したものである。
多孔板による吸音効果で、吸音の周波数帯域を広げ、吸音ピーク周波数付近の吸音率を上昇させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【００１５】
図１（ａ）において、吸音構造体１０は、多数の独立した凹部１２が形成された凹凸板１１と、前記凹部１２同士の間（凸部の反音源側）に中空部分１３を形成するように前記凹凸板１１に接合された閉塞板１５との積層構造体を基本とするものである。
この積層構造体に対して、中空部分１３を２以上の区分空間２２に仕切る仕切り板２１と、２以上に仕切られた区分空間２２の各々に連通するように前記凹凸板１１に開口する孔群２５とを備える。
【００１６】
凹凸板１１は、コーン（裁頭円錐）状の凹部１２の多数が形成されたものである。この凹部１２は、図示のような裁頭円錐状のコーン形状の他、半球状、半円断面の棒状、舟型状などである。これらの凹部１２の配列の仕方も、碁盤目状、格子状、千鳥状などの種々のものでよい。
【００１７】
この凹部１２の底の裏側に、平板状の閉塞板１５を重ねることにより、凹部１２の周囲に広がる中空部分１３が形成される。凹部１２の裏側に閉鎖板１５を設けることにより、凹部１２の周囲に互いに連通する広い中空部分１３を形成することができる。なお、凹凸板１１と閉塞板１５との積層構造体の周囲は適宜な手段で閉じられている。この凹凸板１１は、凹部１２を形成するため、アルミ、鉄などの金属板が使用される。閉塞板１５は、アルミ、鉄等の金属板、樹脂板、木材板などが使用される。凹凸板１１の凹部１２の底との接合は、接着、溶接、螺子止めなど適宜の接合手段で行われる。
【００１８】
この中空部分１３を上下２段の第１区分空間２２ａと第２区分空間２２ｂに仕切るのが仕切り板２１である。この仕切り板２１は、凹部１２が隙間なく嵌まる穴の多数を有する多穴板となっている。この仕切り板２１には、凹凸板１１に点溶接で止められるアルミ、鉄などの金属板を用いることが好ましいが、樹脂板を接着止めするものであってもよい。
【００１９】
第１区分空間２２ａは、凹凸板１１の音源側表面に開口する孔の多数と、凹部１２側面に開口する孔の多数とからなる第１孔群２５ａにより、音源側の外部空間と連通している。第２区分空間２２ｂは、凹部１２の側面に開口する孔の多数からなる第２孔群２５ｂにより、音源側の外部空間と連通している。
【００２０】
第１区分空間２２ａと第１孔群２５ａとは、所定周波数で所定吸音率を発揮する第１共鳴器型吸音器を構成し、第２区分空間２２ｂと第２孔群２５ｂとは、所定周波数で所定吸音率を発揮する第２共鳴器型吸音器を構成する。第１及び第２共鳴型吸音器により、吸音ピークを二つにすることができ、二つのピーク周波数を調整することによって、要求される吸音率の帯域を広げることができる。
【００２１】
なお、凹凸板１１と閉塞板１５との間を三段の第１、第２、第３区分空間に仕切るように、閉鎖板１５と平行な二枚の仕切り板を設けることもできる。この場合、第１区分空間に対応する第１孔群と、第２区分空間に対応する第２孔群と、第３区分空間に対応する第３孔群とを設け、吸音ピークを三つにすることができ、三つのピーク周波数を調整することによって、要求される吸音率の帯域を広げることができる。
【００２２】
所定の周波数で、所望の吸音率を発揮するピークをｎ個得るためには、図１（ｂ）のように、区分空間をｎ個形成し、各区分空間に設けられた孔に対する孔数、孔径、孔の開口率、或いは凹凸板の板厚、或いは区分空間の容積又は寸法の一つ又は一つ以上の組み合わせを適宜選ぶことにより実現することができる。
【００２３】
つぎに、図２により、第２実施形態に係る吸音構造体１００を説明する。
吸音構造体１００は、凸条１１２と凹条とが交互に出現する凹凸部が形成された凹凸板１１１と、前記凹凸部の凸条１１２の中に中空部分１１３を形成するように凹条の底に接合された閉塞板１１５との積層構造体を基本とするものである。この積層構造体に対して、中空部分１１３を２以上の区分空間に仕切る仕切り板１２１，１３１，１４１，１４２と、２以上の区分空間１２２ａ，１２２ｂ，１３２ａ，１３２ｂ，１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃの各々に連通するように前記凹凸板１１１の表面に開口する２以上の孔群１２５ａ，１２５ｂ，１３５ａ，１３５ｂ，１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃとを備える。
【００２４】
図示例の左側の凸条１１２は、対角線状に斜めに仕切り板１２１を設け、中空部分１１３を二つの三角断面の区分空間１２２ａ，１２２ｂに仕切り、それぞれの区分空間１２２ａ，１２２ｂに連通する第１孔群１２５ａを設けたものである。
【００２５】
図示例の中央の凸条１１２は、凸状１１２の中心に垂直な仕切り板１３１を設け、中空部分１１３を左右の区分空間１３２ａ，１３２ｂに仕切り、それぞれの区分空間１３２ａ，１３２ｂに連通する第１孔群１３５ａ，１３５ｂを設けたものである。
【００２６】
図示例の右側の凸条１１２は、閉鎖板１５に平行な第１仕切り板１４１と、閉鎖板１５に対して斜めになった第２仕切り板１４２とを設け、中空部分１１３を上下三段の区分空間１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃに仕切り、それぞれの区分空間１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃに連通する第１孔群１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃを設けたものである。
【００２７】
図示例では、三本の凸条１１２のそれぞれが中空部分１１３を仕切る形態が異なっているが、どれか一つの仕切り形態だけであってもよい。仕切り形態を多くすると、それだけ吸音ピーク周波数をずらせることが可能になる。
【００２８】
つぎに、図３により、第３実施形態に係る吸音構造体２００を説明する。
第１実施形態の吸音構造体において、その区分空間２２ａ内に箔２０１ａ，２０１ｂを付加したものである。図３の左側中空部分に示されるように、第１区分空間内に穴開きの第１箔２０１を閉鎖板１５に平行に嵌入し、第１孔群２５ａを出入りする空気で第１箔２０１ａを振動可能又は擦れ可能としたものである。第２区分空間内にも穴開きの第２箔２０１ｂを閉鎖板１５に平行に嵌入し、第２孔群２５ｂを出入りする空気で第２箔２０１ｂを振動可能又は擦れ可能としたものである。
箔２０１ａ，２０１ｂは、単なる箔、凹凸状に成形された箔、折り畳み状に成形された箔、複数の貫通孔を備える箔が執拗できる。特に、複数の貫通孔を備える箔は、簡単構成であるとともに、箔の貫通孔を通過する音波により、各吸音ピーク周波数の吸音率が更に上がる。
【００２９】
図３の中央の中空部分に示されるように、第２孔群２５ｂに対面するように斜めに第２箔を挿入するものであってもよい。このように種々の形態で一つ以上の区分空間に一枚以上の箔を挿入することができる。この箔の振動又は擦れにより、各吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。
【００３０】
つぎに、図４により、第４実施形態に係る吸音構造体３００を説明する。
第１実施形態の吸音構造体において、その内部空間に多孔質吸音材３０１ａ，３０１ｂを付加したものである。図４の左側中空部分に示されるように、第１区分空間２２ａの上方に孔開きの多孔質吸音材３０１ａの板を嵌入し、第２区分空間２２ｂの下方に孔開きの多孔質吸音材３０１ｂの板を嵌入したものである。この多孔質吸音材の嵌入形態には、図４の中央中空部分又は図４の左側中空部分に示すように、種々のものがある。多孔質吸音材３０１ａ，３０１ｂには、アルミニウムやステンレス等の金属繊維、短冊状金属を圧縮して形成されたもの、不織布、又は金属や樹脂材料の発泡体が使用される。このような多孔質吸音材３０１ａ，３０１ｂを区分空間内に入れると、吸音材による音波の減衰により吸音ピーク周波数の吸音率が上昇する。
【００３１】
つぎに、図５により、第５実施形態に係る吸音構造体４００を説明する。
第１実施形態の吸音構造体において、その音源側表面を吸音材４０１で覆ったものである。吸音材には上述した多孔質吸音材の他に、種々の吸音材が適用される。共鳴器型吸音のピーク周波数以外に高周波数を吸音することができる。
【００３２】
つぎに、図６により、第６実施形態に係る吸音構造体５００を説明する。
第２実施形態の吸音構造体において、その音源側表面に所定距離隔てて多孔板５０１を配設したものである。多孔板５０１による吸音効果で吸音周波数帯域を広げ、吸音率を上昇させる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
例えば、多数の凸部を有する凹凸板の凸部の底に閉鎖板を設け、凸部内を中空部分に形成して、この中空部分を仕切り板で２以上の区分空間に仕切り、各区分空間の各々に連通するように前記凹凸体に開口する１以上の孔を備えるような吸音構造体とすることもできる。この場合、凸部内の中空部分という互いに独立した多数の中空部分を形成し、この各々の中空部分を種々の形態に仕切るということが可能になる。
【００３４】
【実施例】
〔実施例１〕
図１に示す形態の吸音構造体であって、図７に示す諸元を有する供試体の吸音特性をシミレーションした。その結果を図８に示す。中空部分を２分割する場合、分割しない場合に比較して、低周波数領域に大きな吸音ピークをもたせることができる。
【００３５】
〔実施例２〕
図３に示す形態の吸音構造体であって、図９に示す諸元を有する供試体の吸音特性をシミュレーションした。中空部分に単なるアルミ箔を挿入する場合、高周波数領域の吸音ピークの吸音率を上昇させることができる。中空部分に多数の貫通孔を有するアルミ箔を挿入する場合、高周波数領域の吸音ピークの吸音率を更に上昇させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１〜６の発明によると、凹凸板と閉鎖板との積層構造でありながら、吸音率の低下を抑制しつつ吸音ピークを複数にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図２】第２実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図３】第３実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図４】第４実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図５】第５実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図６】第６実施形態に係る吸音構造体の概略構造を示す説明図である。
【図７】第１実施例に供した吸音構造体の諸元図である。
【図８】第１実施例の吸音構造体の吸音率特性を示すグラフ図である。
【図９】第２実施例に供した吸音構造体の諸元図である。
【図１０】第２実施例の吸音構造体の吸音率特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０    吸音構造体
１１    凹凸板
１２    凹部
１３    中空部分
１５    閉鎖板
２１    仕切り板
２２    区分空間
２５    孔群
【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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