(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機高分子材料または無機高分子材料からなる吸音素材シートが２枚重ねられた吸音構造体であって、
前記吸音構造体は、吸音部と外周部とから構成され、
前記外周部は、接着剤、両面テープ、熱融着、ネジ、ホッチキス、縫製のいずれか又はいずれかの組み合わせにより、前記吸音素材シートの外周部同士を接合させてなり、
前記吸音部において、前記吸音素材シートのうち少なくとも一方が凸状に膨出されて前記吸音素材シートの間に中空部が形成されていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
前記吸音素材シートの厚みが０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記中空部に吸音材が配置されたことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記吸音素材シートに、有機低分子材料または無機低分子材料のいずれか一方または両方が添加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸音構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の吸音構造体が、平面視したときに格子状になるように複数配置された吸音構造体集合体であって、
隣接する前記吸音構造体同士の外周部が互いに連結され、
前記外周部の上であって前記吸音部に囲まれた領域に別の吸音材が配置されたことを特徴とする吸音構造体集合体。
【請求項６】
有機高分子あるいは無機高分子からなる吸音素材シートを凸状に膨出させる工程と、
凸状に膨出させた前記吸音素材シートの凹面側に別の吸音素材シートを配置し、接着剤、両面テープ、熱融着、ネジ、ホッチキス、縫製のいずれか又はいずれかを組み合わせた手法により、前記吸音素材シートの外周部同士を互いに接合する工程を有することを特徴とする吸音構造体の製造方法。
【請求項７】
前記吸音素材シート同士を接合させる際に、前記吸音素材シート同士の間に吸音材を配置することを特徴とする請求項６に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項８】
前記吸音素材シートに有機低分子材料あるいは無機低分子材料が添加されていることを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の吸音構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の吸音構造体を、平面視したときに格子状になるように複数配置し、隣接する前記吸音構造体同士の外周部を互いに連結する工程を有することを特徴とする吸音構造体集合体の製造方法。
【請求項１０】
前記外周部の上であって前記吸音部に囲まれた領域に別の吸音材を配置する工程を有することを特徴とする請求項９に記載の吸音構造体集合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音構造体、吸音構造体集合体およびそれらの製造法に関するものであり、特に、薄型、軽量、コンパクトかつ低コストな中低域の吸音特性に優れた吸音構造体、吸音構造体集合体およびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、グラスウール等の繊維系材料、多孔質材料または制振性樹脂組成物等からなるシートの背面側に空気層を設けた吸音材等が知られている。近年、吸音特性をより向上させた吸音構造体が開発されている。たとえば、特許文献１においては、板状振動体を枠に取り付けた吸音構造体が開示されており、特許文献２においては、膜状振動体を枠体に取り付けた吸音構造体が開示されている。
【０００３】
図２１は、従来の吸音構造体の一例を示す図であって、図２１（ａ）は平面模式図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面模式図である。図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示されるように、吸音構造体８１は、樹脂からなるシート状の膜状振動体８２と、中空部８５を有する枠体８９とから概略構成されている。膜状振動体８２は、枠体８９の中空部８５を覆うように枠体８９に貼り合わされている。これにより、中空部８５が膜状振動体８２の背後に配置された背後空気室とされている。この背後空気室とよばれる中空部８５と膜状振動体８２とによって吸音部８６が構成されている。また、図２２は、上記の吸音構造体８１の中空部８５にグラスウール等の繊維系吸音材８８が充填された吸音構造体９１の一例を示す断面模式図である。
【０００４】
しかしながら、図２１または図２２に示す従来の吸音構造体は様々な問題を有していた。まず、吸音構造体は広範囲の周波数の音を吸音することが好ましいが、従来の吸音構造体８１、９１は吸音ピークの幅が狭いという問題があった。また、従来の吸音構造体８１、９１はいずれも枠構造を必要とするが、膜状振動体８２と枠体８９との接合部分は吸音に寄与しないので、吸音構造体８１、９１の有効面積が低下する場合があった。さらに、上記の吸音構造体８１、９１は一定の厚みを有する枠体８９を有するので、吸音構造体８１、９１の薄型化が困難であるという問題があった。吸音構造体８１、９１を無理に薄型化しようとすると、中空部８５の空気層を薄くする必要があり、低音域の吸音が困難になる場合があった。さらにまた、個室、車室、ＳＰ内、電子機器内などの比較的小さな空間に吸音構造体８１、９１を取り付ける場合は、空間の内壁が複雑な凹凸面形状を有する場合があるが、その形状に合わせた枠体８９の加工が困難であった。また、枠体８９の加工を行う場合には、専用金型による個別設計が必要になるので、製造コストも高くなるという問題もあった。
【０００５】
そこで、複雑な凹凸面を有する内壁にも設置することができ、薄型、軽量、コンパクトかつ低コストで製造することができ、中低域の吸音特性に優れた吸音構造体が求められている。
【特許文献１】特開２００５−１３４６５３号公報
【特許文献２】国際公開第Ｗ００４／１０７３１３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、薄型、軽量、コンパクトかつ低コストな中低域の吸音特性に優れた吸音構造体、吸音構造体集合体およびそれら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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の吸音構造体は、有機高分子材料または無機高分子材料からなる吸音素材シートが２枚重ねられた吸音構造体であって、前記吸音構造体は、吸音部と外周部とから構成され、前記外周部は、接着剤、両面テープ、熱融着、ネジ、ホッチキス、縫製のいずれか又はいずれかの組み合わせにより、前記吸音素材シートの外周部同士を接合させてなり、前記吸音部において、前記吸音素材シートのうち少なくとも一方が凸状に膨出されて前記吸音素材シートの間に中空部が形成されていることを特徴とする。
また、前記吸音素材シートの厚みは、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０００８】
本発明の吸音構造体は、前記中空部に吸音材が配置されたことが好ましい。
【０００９】
本発明の吸音構造体は、前記吸音素材シートに、有機低分子材料または無機低分子材料のいずれか一方または両方が添加されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の吸音構造体集合体は、先に記載の吸音構造体が、平面視したときに格子状になるように複数配置された吸音構造体集合体であって、隣接する前記吸音構造体同士の外周部が互いに連結され、前記外周部の上であって前記吸音部に囲まれた領域に別の吸音材が配置されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の吸音構造体の製造方法は、有機高分子あるいは無機高分子からなる吸音素材シートを凸状に膨出させる工程と、凸状に膨出させた前記吸音素材シートの凹面側に別の吸音素材シートを配置し、接着剤、両面テープ、熱融着、ネジ、ホッチキス、縫製のいずれか又はいずれかを組み合わせた手法により、前記吸音素材シートの外周部同士を互いに接合する工程を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の吸音構造体の製造方法は、前記吸音素材シート同士を接合させる際に、前記吸音素材シート同士の間に吸音材を配置することが好ましい。
【００１３】
本発明の吸音構造体の製造方法は、前記吸音素材シートに有機低分子材料あるいは無機低分子材料が添加されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の吸音構造体集合体の製造方法は、先に記載の吸音構造体を、平面視したときに格子状になるように複数配置し、隣接する前記吸音構造体同士の外周部を互いに連結する工程を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の吸音構造体集合体の製造方法は、前記外周部の上であって前記吸音部に囲まれた領域に別の吸音材を配置する工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上記の構成によれば、薄型、軽量、コンパクトかつ低コストな中低域の吸音特性に優れた吸音構造体、吸音構造体集合体およびそれらの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態である吸音構造体の一例を示す図であって、図１（ａ）は平面模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面模式図である。
【００１８】
図１（ａ）に示されるように、吸音構造体１は、平面視したときに略矩形状の外形を有する構造体として構成されており、吸音部６とそれを取り囲んで形成された外周部４が備えられている。この吸音構造体１は、一対の吸音素材シート２、３と、吸音素材シート２、３の間に配置された中空部５とからなり、吸音素材シート２、３の外周部２ａ、３ａ同士が接合されて外周部４が形成されている。また、吸音素材シート２、３の外周部２ａ、３ａに囲まれた部分が膨出部２ｂ、３ｂとされており、この膨出部２ｂ、３ｂの間に中空部５が設けられている。膨出部２ｂ、３ｂと中空部５とによって、吸音部６が構成されている。
図１（ｂ）に示されるように、吸音素材シート２、３は、各膨出部２ｂ、３ｂの突出方向がそれぞれ中空部５と反対側を向くように重ねあわされており、その外周部２ａ、３ａにおいて互いに接合されている。２枚の吸音素材シート２、３で囲まれた部分が中空部５とされている。
【００１９】
吸音素材シート２、３は、前述のように膨出部２ｂ、３ｂと、この膨出部２ｂ、３ｂを取り囲む外周部２ａ、３ａとから構成されている。膨出部２ｂ、３ｂは、たとえば、シート材をプレス成形、真空成形などの手段で加工することにより形成される。吸音素材シート２、３を構成するシート材は、有機高分子材料あるいは無機高分子材料からなることが好ましく、さらに、有機低分子化合物あるいは無機低分子化合物などの添加剤が添加されていてもよい。これにより、剛性に優れた吸音素材シート２、３とすることができ、吸音構造体１の耐久性を向上できる。
【００２０】
有機高分子材料としては、Ｃ−Ｃ単結合が連なった骨格を持つ鎖状高分子であって、そのＣ−Ｃ単結合まわりの分子内回転が起きやすい「屈曲性高分子」材料、およびその「屈曲性高分子」材料が広義の架橋構造をとったエラストマー材料であることが好ましく、たとえば、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン（以下、ＣＰＥという）、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣという）、ポリエチレン（以下、ＰＥという）、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）、ポリエステルなどの合成樹脂、イソプレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、ブタジエンスチレン共重合体、その他共重合ポリマーなどの合成ゴム、熱可塑性エラストマーあるいはこれらのポリマーアロイなどを挙げることができる。
また、無機高分子材料としては、鎖状高分子で屈曲性を有する無機高分子材料、およびその無機高分子材料が広義の架橋構造をとったエラストマー材料であることが好ましく、たとえば、シリコンゴムなどを挙げることができる。
【００２１】
有機低分子化合物としては、たとえば、可塑剤、架橋剤、架橋促進剤、老化防止剤、酸化防止剤、加硫剤、スコーチ防止剤などを挙げることができる。可塑剤としては、フタル酸エステル系の可塑剤を挙げることができる。架橋促進剤としては、スルフェンアミド系有機低分子化合物あるいはチウラム系有機低分子化合物が好ましく、たとえば、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、Ｎ−−２−スルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアゾールー２−スルフェンアミド、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）などを挙げることができる。老化防止剤、酸化防止剤としては、ビスフェノール系有機低分子化合物が好ましく、たとえば、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール（ＴＢＭＴＢＰ）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール（以下、ＭＢＥＴＢ）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール（ＭＢＭＴＢ）、４，４’−ブチリデンビス（３−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール（ＢＢＭＴＢＰ）、ｐ−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物などを挙げることができる。加硫剤としては、硫黄、過酸化物、ｐ−キノンジオキシム（ＱＯ）などを挙げることができる。スコーチ防止剤としては、Ｎ−ニトロジフェニルアミン、７０％無水フタル酸、無水フタル酸、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミドなどを挙げることができる。
また、無機低分子化合物としては、たとえば、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、雲母（マイカ）、カーボンブラック、ＰＺＴ、シリカなどを挙げることができる。
【００２２】
吸音素材シート２、３のヤング率は、１０９ｄｙｎ／ｃｍ２＞Ｅ＞１０７ｄｙｎ／ｃｍ２が好ましい。
１０９ｄｙｎ／ｃｍ２以上の場合には、吸音ピーク周波数を低周波数域に下げることが困難となり、逆に、１０７ｄｙｎ／ｃｍ２以下の場合には、吸音素材シート２、３が自重のため変形し、取り扱いが困難となるためである。
【００２３】
吸音素材シート２、３の厚さは、０．３ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、０．７ｍｍ超〜２ｍｍがより好ましい。厚さが０．３ｍｍ未満の場合には、吸音素材シート２、３の剛性が低下するとともに、吸音特性が低下する場合があり、前記厚さが３ｍｍを超える場合には、薄型、軽量、コンパクトな吸音構造体を構成できなくなるので好ましくない。
また、吸音素材シート２、３の大きさは、たとえば、平面視略正方形状のシートの場合には一辺の長さが５０ｍｍ〜５００ｍｍであることが好ましく、１００ｍｍ〜３００ｍｍであることがより好ましい。一辺の長さが５０ｍｍ未満の場合には、相対的に中空部５の大きさが小さくなって吸音特性が低下するので好ましくなく、一辺の長さが５００ｍｍを超える場合には、複雑な形状の壁面等への取り付けが難しくなる場合があるので好ましくない。
特に、吸音素材シート２、３の厚さが０．１ｍｍ以下であり、一辺の長さが１０ｍｍ以下の場合には、中低域の吸音特性が悪くなるので好ましくない。
【００２４】
また、吸音構造体１の最大厚みは、５ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましく、８ｍｍ超〜２０ｍｍとすることがより好ましい。５ｍｍ以下の場合には、低域の吸音特性が悪くなり、逆に、５０ｍｍ以上の場合には、嵩高くなり、車室内やＳＰ内などの小空間での設置が困難となるためである。  
【００２５】
中空部５には、空気が封入されていればよい。これにより、外部から吸音素材シート２、３を介して中空部５に伝搬される音を減衰させることができる。
【００２６】
また、図２には、中空部５に吸音材８が備えられた吸音構造体１１の一例を断面模式図で示す。図２に示す吸音構造体１１は、中空部５に吸音材８が備えられていること以外は、図１に示す吸音構造体１と同様の構成である。
吸音材８としては、グラスウール（以下、ＧＷという）、吸音ウレタンスポンジ、不織布状の有機繊維からなる多孔質吸音材などを挙げることができる。不織布状の有機繊維としては、ＰＥ、ＰＥＴ、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡという）、ＰＶＣ、ＴＰＵなど熱可塑性エラストマーの不織布などを挙げることができる。また、材質の異なる吸音材５を組み合わせて用いても良い。たとえば、ＧＷと吸音ウレタンスポンジを重ねて中空部に配置しても良い。
これらの材料を中空部５に備えた場合には、音響インピーダンスが高くなり、外部から吸音素材シート２、３を介して中空部５に伝搬された音が、さらに吸音材８から内部において減衰されるので、吸音特性を向上することができる。
【００２７】
次に、図３（ａ）は、吸音構造体の別の例を示す断面模式図である。図３（ａ）に示す吸音構造体２１は、膨出部２２ｂを有する吸音素材シート２２と、膨出部を有しない平板状の吸音素材シート２３とが重ねあわされて構成されている。
各吸音素材シート２２、２３は外周部２２ａ、２３ａ同士が接合されて一体化されている。また、膨出部２２ｂと吸音素材シート２３との間には中空部２５が設けられている。膨出部２２ｂは、中空部２５の反対側に突出するように配置されている。このように、膨出部２２ｂと吸音素材シート２３と中空部２５とによって吸音部２６が構成されており、また、外周部２２ａ、２３ａが接合されることによって、吸音部２６を囲む外周部２４が構成されている。このように、吸音素材シート２２、２３のいずれか一方に膨出部が形成され、他方は平板状であってもよい。また、中空部２５にＧＷなどの吸音材が配置されていてもよい。
【００２８】
次に、図３（ｂ）は、吸音構造体のさらに別の例を示す断面模式図である。図３（ｂ）に示す吸音構造体３１は、膨出部３２ｂを有する吸音素材シート３２の凹面側に、膨出部３３ｂを有する吸音素材シート３３の凹面側が対向するように重ね合わされ、各吸音素材シート３２、３３の外周部３２ａ、３３ａ同士が接合されて一体化されている。また、膨出部３２ｂの高さは膨出部３３ｂの高さより高く形成されているため、膨出部３２ｂと吸音素材シート３３との間には中空部３５が形成されている。吸音部３６は、膨出部３２ｂ、３３ｂと中空部３５とによって構成されており、また、外周部３２ａ、３３ａが接合されることによって、吸音部３６を囲む外周部３４が構成されている。このように、凸状に膨出させた２枚の吸音素材シート３２重ねてもかまわない。また、中空部３５にＧＷなどの吸音材が配置されていてもよい。
【００２９】
吸音構造体１においては、吸音素材シート２、３の形状として平面視したときに略矩形状の外形を有するものを用いたが、吸音素材シート２、３の形状はどのような形状でもかまわない。たとえば、円形を含む楕円形、あるいは三角形、正方形、六角形などの多角形を挙げることができる。また、前記形状を２種類以上組み合わせた形状でもかまわない。さらに、これらの吸音構造体の内部に設けられた中空部に吸音材を配置して、吸音構造体を構成しても良い。
図４（ａ）〜（ｄ）には、前記吸音素材シート２、３のその他の平面形状の一例を示してある。
図４（ａ）は、前記吸音素材シート２、３の形状が円形である場合の一例を示す平面模式図である。吸音構造体４１は、円形の吸音部４７とその周りを取り囲む外周部４４とから構成されている。
図４（ｂ）は、前記吸音素材シート２、３の形状が楕円形である場合の一例を示す平面模式図である。吸音構造体５１は、楕円形の吸音部５７とその周りを取り囲む外周部５４とから構成されている。
図４（ｃ）は、前記吸音素材シート２、３の形状が六角形である場合の一例を示す平面模式図である。吸音構造体６１は、六角形の吸音部６７とその周りを取り囲む外周部６４とから構成されている。
図４（ｄ）は、前記吸音素材シート２、３の形状が八角形である場合の一例を示す平面模式図である。吸音構造体７１は、八角形の吸音部７７とその周りを取り囲む外周部７４とから構成されている。
【００３０】
次に、吸音構造体の製造方法について説明する。
図５は、吸音構造体１の製造方法の一例を説明する工程図である。
まず、図５（ａ）に示すように、真空成型により、シート材１５に凸状に膨出させた膨出部１５ｂを複数形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、シート材１５を膨出部１５ｂごとに分割して、膨出部２ｂ、３ｂと膨出部２ｂ、３ｂを取り囲む外周部２ａ、３ａを有する吸音素材シート２、３を製造する。
最後に、図５（ｃ）に示すように、各吸音素材シート２、３の外周部２ａ、３ａの貼り合わせ面９に接着剤を塗布し、それぞれの凹面側を対向させて重ね合わせ、プレス機に挟み込む。次に、上下から１００Ｐａの圧力を前記外周部２ａ、３ａに加え、１〜１５分間保持する。これにより、吸音素材シート２、３の外周部２ａ、３ａが接着剤で固定されて、吸音構造体１が製造される。
【００３１】
この吸音構造体の製造方法においては、外周部２ａ、３ａを接着剤により固定して吸音構造体１を製造したが、吸音素材シート２、３の接合手段としては、たとえば、両面テープ、熱融着、ネジ、ホッチキス、縫製などの手段を用いても良い。
【００３２】
図６は、図２に示す吸音構造体１１の製造方法の一例を説明する工程図である。
この方法では、図５（ａ）および図５（ｂ）で説明した方法と同様にして、吸音素材シート２、３を製造した後、図６に示すように吸音素材シート２、３の間にＧＷなどの吸音材８を配置する。そして、吸音素材シート２、３の外周部２ａ、３ａの張り合わせ面９に接着剤を塗布し、それぞれの凹面側を対向させて重ね合わせ、プレス機に挟み込む。次に、上下から１００Ｐａの圧力を前記外周部２ａ、３ａに加え、１〜１５分間保持する。これにより、吸音素材シート２、３の外周部２ａ、３ａが接着剤で固定されて、吸音構造体１１が製造される。
【００３３】
図７は、図２に示す吸音構造体１１の製造方法の別の一例を説明する工程図である。
まず、吸音構造体１１の大きさに対応する大きさのシート材１６を２枚用意する。そして、２枚のシート材１６の間にＧＷ等の吸音材８を配置する。次に、シート材１６、１６の外周部１６ａ、１６ａの張り合わせ面９に接着剤を塗布しプレス成形機に挟み込む。次に、上下から１００Ｐａの圧力を前記外周部１６ａ、１６ａに加え、１〜１５分間保持する。これにより、吸音材８の形状に合わせてシート材１６、１６が変形し、膨出部２ｂ、３ｂが形成される。このようにして、吸音構造体１１が製造される。
【００３４】
次に、本実施形態の吸音構造体集合体について説明する。
図８は、本発明の実施形態である吸音構造体集合体１００の一例を示す図であって、図８（ａ）は平面模式図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面模式図である。
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、吸音構造体１１が平面視したときに格子状になるように複数配置され、吸音構造体集合体１００が構成されている。隣接する前記吸音構造体１１同士の間では、前記吸音構造体１１の外周部２ａ、３ａが互いに連結面１０１によって連結されている。また、隣接する前記吸音構造体１１が連結される角部にはＧＷ等からなる吸音材１０８が配置されて構成されている。
なお、吸音材１０８は、接着剤で固定して配置するが、両面テープ、熱融着、ネジ、ホッチキス、縫製などの方法を用いて固定しても良い。
【００３５】
前記吸音構造体集合体１００においては、吸音部６だけでなく、前記吸音部６に囲まれた領域に配置された吸音材１０８によっても吸音することが可能となるので、吸音効果を増大させることができる。
また、前記吸音部６に囲まれた領域は凹部となっているので、吸音材１０８を配置しても、吸音構造体集合体１００の嵩高さは、吸音材１０８を配置しない場合と変わらないようにすることができる。
【００３６】
図９は、前記吸音構造体集合体１００の製造方法の一例を説明する工程図である。
まず、図９（ａ）に示すように、前記吸音構造体１１を平面視したときに格子状になるように複数配置する。
次に、隣接する前記吸音構造体１１同士の間で対向する連結面１０１に接着剤を塗布し、前記連結面１０１同士を押し付けて接着することにより、前記吸音構造体１１を互いに連結し、吸音構造体集合体前駆体１０３を形成する。
さらに、図９（ｂ）に示すように、前記吸音構造体集合体前駆体１０３の前記外周部４の上であって前記吸音部６に囲まれた領域に接着剤を塗布して吸音材１０８を固定することによって、吸音構造体集合体１００を製造する。
以下、本発明の効果について説明する。
【００３７】
本発明の吸音構造体は、有機低分子あるいは無機低分子が添加された有機高分子あるいは無機高分子からなる吸音素材シートが２枚重ねられた構成なので、薄型、軽量、コンパクトな吸音構造体を形成することができる。
【００３８】
本発明の吸音構造体は、中空部を有し、前記中空部に吸音材を備えることができる構成なので、吸音効果を増加させることができる。
【００３９】
本発明の吸音構造体集合体は、平面視したときに格子状になるように複数配置された前記吸音構造体が外周部で連結される構成なので、薄型、軽量、コンパクト、かつ低コストである吸音構造体とすることができる。
【００４０】
本発明の吸音構造体集合体は、吸音部だけでなく、吸音部に囲まれた領域にも吸音材を備えることができる構成なので、吸音効果を増加させることができる。
【００４１】
本発明の吸音構造体の製造方法は、有機高分子あるいは無機高分子からなる吸音素材に有機低分子あるいは無機低分子を添加して製造した前記吸音素材シートを凸状に膨出させる工程と、凸状に膨出させた前記吸音素材シートの凹面側に他の吸音素材シートを対峙させ重ね合わせた後、前記２枚の吸音素材シートの外周部を互いに接合する工程からなるので、容易に前記吸音構造体を製造することができる。
【００４２】
さらに、本発明の吸音構造体の製造方法は、前記吸音素材シートの間に吸音材を簡単に挿入することができるので、吸音構造体の吸音特性を容易に向上させることができる。
【００４３】
本発明の吸音構造体集合体の製造方法は、平面視したときに格子状になるように複数並べた前記吸音構造体を外周部で連結する構成なので、容易に前記吸音構造体集合体を製造することができる。
【００４４】
さらに、本発明の吸音構造体集合体の製造方法において、前記外周部の上に吸音材を簡単に挿入することができるので、前記吸音構造体集合体の吸音特性を容易に向上させることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００４５】
（実施例１）
ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣ）に可塑剤である「フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）」（以下、ＤＥＨＰ）を添加して吸音素材シートを製造し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの正方形に加工した。
次に、前記吸音素材シートの中央部分を凸状に膨出させ、膨出された部分からなる吸音部とその周りを取り囲む外周部とを形成した。前記外周部の張り合わせ面に接着剤を塗布し、同様の方法で作製した吸音素材シートを、互いに凹面側が対峙するように重ねあわした後、プレス機に搬入し、上下から２０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を前記外周部に加え、１５分間保持し、吸音構造体を製造した。前記吸音構造体の厚みは３０ｍｍであった。
【００４６】
（比較例１）
ＰＶＣに可塑剤であるＤＥＨＰを添加して吸音素材シートを製造し、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの正方形に加工した。
次に、平面形状が正方形の木枠格子を用意した。前記木枠格子大きさは、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×高さ４０ｍｍであり、桟の幅は９ｍｍ、底板の厚さは９ｍｍである。前記木枠格子は、上面部のみが開放されている。
前記木枠格子の上面部に前記吸音素材シートを接着した。前記吸音構造体の厚みは４０ｍｍであった。また、前記木枠格子の桟の幅があるので、吸音に寄与する吸音素材シートの有効面積は縦１４１ｍｍ×横１４１ｍｍであった。
【００４７】
実施例１と比較例１で作成した吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１０に示すような結果が得られた。実施例１では、２００Ｈｚ〜１６００Ｈｚの広い周波数領域で０．３以上の吸音率が得られるのに対し、比較例１では、２５０〜５００Ｈｚの範囲でしか０．３以上の吸音率が得られないことが分かった。
【００４８】
なお、ランダム入射吸音率とは、残響室法吸音率とも呼ばれるもので、ＪＩＳ  Ａ  １４０９に準じた方法により、残響室内で音を出して急に止めた際の、残響音の減衰時間から算出したものである。
図２３は、ランダム入射吸音率の測定室を示す模式図である。図２３に示すように、容積（Ｖ）６４ｍ３、表面積（Ｓ）１００ｍ２、Ｖ／Ｓ＝０．６４の残響室１１０内の床面１１０ａのほぼ中央に、実施例１で作成した吸音構造体１を設置し、吸音構造体１の周囲には２０ｍｍの厚さのアクリル板からなる高さ８００ｍｍの拡散板枠１１２を設置した。そして、音源１１３を吸音構造体１から離れた位置に配置した。このようにして、吸音構造体１の膨出部２ｂに対して、ランダムな方向から音（音による空気振動）が入射するようにした。
以下、他の実施例および比較例についても、同様の構成で、ランダム入射吸音率を測定した。
【００４９】
（実施例２）
前記吸音素材シート張り合わせる前に、吸音素材シートの凹面部にグラスウールを挿入したほかは、実施例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５０】
（実施例３）
前記吸音素材シートの厚さを０．５ｍｍとし、前記吸音素材シート張り合わせる前に、吸音素材シートの凹面部にグラスウールを挿入したほかは、実施例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５１】
（実施例４）
前記吸音素材シートの材料として、合成ゴムであるアクリロニトリルブタジエンゴム（以下、ＮＢＲ）シート（タイガースポリマー株式会社製）を用いたほかは、実施例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５２】
（実施例５）
前記吸音素材シートの材料として、ＣＰＥである「エラスレン」（昭和電工株式会社製）を用いたほかは、実施例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５３】
（実施例６）
前記吸音素材シートの材料として、ＣＰＥである「エラスレン」（昭和電工株式会社製）を用い、前記吸音素材シート張り合わせる前に、吸音素材シートの凹面部にグラスウールを挿入したほかは、実施例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５４】
（実施例７）
実施例２で製造した吸音構造体を、平面視したときに縦に３つ、横に３つとなるように格子状に並べて９つ配置し、それぞれ隣接する吸音構造体同士を外周部の連結面に接着剤を塗布し、連結した。さらに、前記外周部の上で、吸音部に囲まれる領域にグラスウールを配置し、接着剤で固定し、吸音構造体集合体を製造した。
【００５５】
（実施例８）
実施例６で製造した吸音構造体を、平面視したときに縦に３つ、横に３つとなるように格子状に並べて９つ配置し、それぞれ隣接する吸音構造体同士を外周部の連結面に接着剤を塗布し、連結した。さらに、前記外周部の上で、吸音部に囲まれる領域にグラスウールを配置し、接着剤で固定し、吸音構造体集合体を製造した。
【００５６】
（実施例９）
吸音素材シートの大きさを、２００ｍｍ×２００ｍｍとしたほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５７】
（実施例１０）
吸音素材シートの大きさを、５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとし、吸音構造体の厚さを１０ｍｍとしたほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５８】
（実施例１１）
吸音素材シートの大きさを、３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍとしたほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００５９】
（実施例１２）
吸音素材シートの大きさを、５００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ３ｍｍとし、吸音構造体の厚さを５０ｍｍとしたほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６０】
（実施例１３）
吸音素材シートの大きさを、１００ｍｍ×１００ｍｍとしたほかは、実施例６と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６１】
（実施例１４）
ＰＶＣに可塑剤であるＤＥＨＰを添加して吸音素材シートを製造し、対角１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの正六角形に加工したほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６２】
（比較例２）
前記吸音素材シートを張り合わせる前に、木枠格子の内部にグラスウールを挿入したほかは、比較例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６３】
（比較例３）
吸音素材シートの厚さを０．５ｍｍとしたほかは、比較例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６４】
（比較例４）
前記吸音素材シートの材料を合成ゴムとしたほかは、比較例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６５】
（比較例５）
前記吸音素材シートの材料をＣＰＥとしたほかは、比較例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６６】
（比較例６）
前記吸音素材シートの材料をＣＰＥとし、前記吸音素材シートを張り合わせる前に、木枠格子の内部にグラスウールを挿入したほかは、比較例１と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６７】
（比較例７）
前記木枠格子大きさを、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×高さ４０ｍｍとしたほかは、比較例６と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６８】
（比較例８）
吸音素材シートの大きさを、５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ４ｍｍとしたほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００６９】
（比較例９）
吸音素材シートの大きさを、１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍとし、吸音構造体の厚さを５ｍｍとしたほかは、実施例２と同様にして吸音構造体を製造した。
【００７０】
実施例２、実施例７および比較例２で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１１に示すような結果が得られた。比較例２では、２５０〜６３０Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例２では２００〜２５００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られ、実施例７では２００〜５０００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７１】
実施例３および比較例３で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１２に示すような結果が得られた。比較例３では、３１５〜６３０Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例３では２５０〜２０００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７２】
実施例４および比較例４で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１３に示すような結果が得られた。比較例４では２５０〜５００Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例４では２００〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７３】
実施例５および比較例５で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１４に示すような結果が得られた。比較例５では２５０〜５００Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例５では２００〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７４】
実施例６、実施例８および比較例６で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１５に示すような結果が得られた。比較例６では２５０〜５００Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例６では２００〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られ、実施例８では２００〜５０００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７５】
実施例９、実施例１０および比較例２で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１６に示すような結果が得られた。比較例２では２５０〜６３０Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例９では２００〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られ、実施例１０では２５０〜３１５Ｈｚの周波数領域では比較例２に比べて吸音率が小さいが、４００〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７６】
実施例１１、実施例１２および比較例２で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１７に示すような結果が得られた。比較例２では２５０〜６３０Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例１１では１６０〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られ、実施例１２では１２５〜１２５０Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７７】
実施例１３および比較例７で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１８に示すような結果が得られた。比較例７では２５０〜５００Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例１３では２００〜５０００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７８】
実施例１４および比較例２で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図１９に示すような結果が得られた。比較例２では２５０〜６３０Ｈｚの周波数領域でしか０．３以上の吸音率が得られないのに対し、実施例１４では２００〜１６００Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られることが分かった。
【００７９】
比較例８および比較例９で作成した前記吸音構造体を用いて、ランダム入射吸音率を測定した。図２０に示すような結果が得られた。比較例８ではいずれの周波数領域においても０．３以上の吸音率が得られず、また比較例９は１０００〜１２５０Ｈｚの周波数領域で０．３以上の吸音率が得られたのみであった。
【００８０】
前記実施例および比較例の製造条件および実験結果について、表１にまとめた。なお、実験結果の吸音率については、１０００Ｈｚの周波数領域の吸音率が０．４０以上のものを○、０．４０未満のものを×と評価した。
【００８１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態である吸音構造体の一例を示す図であって、（ａ）は平面模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態である吸音構造体の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態である吸音構造体の一例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態である吸音構造体の一例を示す平面模式図である。
【図５】本発明の実施形態である吸音構造体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明の実施形態である吸音構造体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】本発明の実施形態である吸音構造体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図８】本発明の実施形態である吸音構造体集合体の一例を示す図であって、（ａ）は平面模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面模式図である。
【図９】本発明の実施形態である吸音構造体集合体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図１０】実施例１および比較例１の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例２、実施例７および比較例２の吸音構造体および吸音構造体集合体の吸音率のグラフである。
【図１２】実施例３および比較例３の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１３】実施例４および比較例４の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１４】実施例５および比較例５の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１５】実施例６、実施例８および比較例６の吸音構造体および吸音構造体集合体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１６】実施例９、実施例１０および比較例２の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１７】実施例１１、実施例１２および比較例２の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１８】実施例１３および比較例７の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図１９】実施例１４および比較例２の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図２０】比較例８および比較例９の吸音構造体の吸音率と周波数の関係を示すグラフである。
【図２１】従来の吸音構造体の一例を示す図であって、（ａ）は平面模式図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面模式図である。
【図２２】従来の吸音構造体の別の一例を示す断面模式図である。
【図２３】ランダム入射吸音率の測定室を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８３】
１、１１、１２、１３、２１、３１、４１、５１、６１、７１…吸音構造体、２、３、２２、２２、３２、３３…吸音素材シート、４、２４，３４、４４，５４、６４、７４…外周部、５、２５、３５…中空部、６、２６、３６、４６、５６、６６、７６…吸音部、８…吸音材、９…張り合わせ面、１５、１６…シート材、８１、９１…吸音構造体、８２…膜状振動体、８５…中空部、８７…吸音部、８８…吸音材、８９…枠体、１００…吸音構造体集合体、１０１…連結面、１０３…吸音構造体集合体前駆体、１０８…吸音材、１１０…残響室、１１０ａ…床面、１１２…拡散板枠、１１３…音源。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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