(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に連続気泡を有する複数のシート状の粘弾性発泡体を積層したものであって、これら複数の粘弾性発泡体は音源側に近づくほど発泡密度が増加しもしくは減少するように発泡密度分布が調整されている吸音制振材において、
前記粘弾性発泡体の音源側及び剛壁側に粘弾性体からなる充実体の制振シートを積層したことを特徴とする吸音制振材。
【請求項２】
内部に連続気泡を有する複数のシート状の粘弾性発泡体を積層したものであって、これら複数の粘弾性発泡体は音源側に近づくほど発泡密度が増加しもしくは減少するように発泡密度分布が調整されている吸音制振材において、
前記粘弾性発泡体の音源側及び剛壁側に粘弾性体からなる独立気泡発泡体を積層したことを特徴とする吸音制振材。
【請求項３】
前記粘弾性発泡体は、それぞれ発泡密度が異なる複数のシート状の粘弾性発泡体を、音源側に近づくほど発泡密度が大きいものもしくは小さいものが配置されるように積層されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音制振材。
【請求項４】
前記粘弾性発泡体の発泡密度は音源側で高密度としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音制振材。
【請求項５】
前記粘弾性発泡体の発泡密度は音源側で低密度としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸音制振材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音源の周囲に取り付けられ、この音源から発生する空気伝搬音、固体伝搬音、振動等を低減する吸音制振材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
我々の周囲には例えば恒常的に交通車両や船舶等の乗物から発生する音や振動あるいは工場の機械類から発生する音や振動等様々な音や振動が発生しており、時にはこれらの音や振動が日常生活に支障を来す場合も少なくない。
【０００３】
従来から恒常的に発生する音や振動を低減するような方法が種々なされている。例えば、周波数帯域が５００Ｈｚを超えるような騒音に対してはグラスウールやロックウール等の多孔質吸音材を使用すると効果的な吸音が得られることが知られている。また、５００Ｈｚ以下の騒音に対しては多孔質吸音材の厚さを厚くしたり、さらに低周波数帯域に対しては吸音材の背後に空気層を設けるなどの試みがなされている。
【０００４】
あるいは、特開平８−１５２８９０号に開示されているように、通気度が５〜１００倍異なる高密度と低密度の繊維集合体を少なくとも２層以上積層した吸音構造体も提案されている。この発明は、空気の粘性抵抗を利用し、音波のエネルギーを熱エネルギーに変換して吸音する多孔質吸音構造体に、さらに密度が異なる繊維集合体を積層することで、高密度部分が付加質量、低密度部分がバネの役割を担う、いわゆる動吸振機を構成させて特に低周波数帯域の吸音率を向上させたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
即ち、周波数帯域でも例えば５００Ｈｚ以下の周波数帯域に対してはグラスウールやロックウール等の多孔質吸音材の厚さを厚くしたり、吸音材の背後に空気層を設けるなどの試みがなされているが、十分な吸音効果を得ようとすると重量が重くなることやスペースを広くとらなければならない等の問題が生じていた。
【０００６】
また、特開平８−１５２８９０号に開示されているような技術では、特に１００Ｈｚ以下のいわゆる低周波帯域においては十分な吸音効果が得られていないのが現状である。さらに、低周波帯域の音や振動は空気伝搬音だけではなく、建物や窓のがたつきなども発生させるため、固体伝搬音及び振動を防止する対策を同時に行う必要があり、従来の吸音材ではその対策が困難であった。
【０００７】
本発明は音源の周囲の建物の壁面や天井あるいは高速道路の防音壁等に取り付けられ、交通車両、船舶、工場等の各種機械類のような外部から発生する空気伝搬音、固体伝搬音、振動の低減に効果的な吸音制振材を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
内部に連続気泡を有する粘弾性体からなる発泡体であって、前記粘弾性発泡体は音源側に近づくほど発泡密度が増加しもしくは減少するように発泡密度分布が調整されていることを特徴とする吸音制振材。
【０００９】
〈構成２〉
前記粘弾性発泡体は、それぞれ発泡密度が異なる複数の粘弾性発泡体を、音源側に近づくほど発泡密度が大きいものもしくは小さいものが配置されるように積層されたものであることを特徴とする構成１に記載の吸音制振材。
【００１０】
〈構成３〉
前記粘弾性発泡体の発泡密度は音源側で高密度としたことを特徴とする構成１または構成２に記載の吸音制振材。
【００１１】
〈構成４〉
前記粘弾性発泡体の発泡密度は音源側で低密度としたことを特徴とする構成１または構成２に記載の吸音制振材。
【００１２】
〈構成５〉
前記粘弾性発泡体の音源側に粘弾性体からなる制振シートを積層したことを特徴とする構成１から構成４までのいずれかの構成に記載の吸音制振材。
【００１３】
〈構成６〉
前記粘弾性発泡体の音源側に粘弾性体からなる独立気泡発泡体を積層したことを特徴とする構成１から構成４までのいずれかの構成に記載の吸音制振材。
【００１４】
〈構成７〉
前記粘弾性発泡体の音源側に金属薄膜層を積層したことを特徴とする構成１から構成４までのいずれかの構成に記載の吸音制振材。
【００１５】
〈構成８〉
前記粘弾性発泡体の剛壁側に粘弾性体からなる制振シートを積層したことを特徴とする構成１から構成８までのいずれかの構成に記載の吸音制振材。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明における吸音制振材の一実施の形態を表した断面図である。
図１において、吸音制振材１は内部に連続気泡を有する複数のシート状の粘弾性発泡体２が積層されており、これら複数の粘弾性発泡体はそれぞれ発泡密度が２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで異なっている。そして、積層された状態で、一方の面から他方の面に向かって、発泡密度が次第に増加もしくは減少するように、発泡密度を厚さ方向に傾斜的に異ならせている。即ち、、粘弾性発泡体は音源側に近づくほど発泡密度が増加しもしくは減少するように発泡密度分布が調整されている。また、音源側及び建物の壁面等のいわゆる剛壁５側には粘弾性体からなる制振シート３及び４を積層している。
【００１８】
本実施の形態において、粘弾性体からなる連続気泡発泡体を用いる理由は、音波が粘弾性発泡体に入射した場合、気泡部分の空気が振動し、この空気の粘性抵抗によって音波のエネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音が行われるとともに、粘弾性体も振動し、やはり粘弾性体の粘性抵抗により音波のエネルギーが熱エネルギーに変換されるためにより効果的に吸音が行われるからである。
【００１９】
なお、本発明の粘弾性体からなる連続気泡発泡体は複数の発泡体を積層したものではなく、内部の発泡密度を傾斜的に異ならせた１枚の連続気泡発泡体から構成しても差し支えない。
【００２０】
また、本発明の吸音制振材は粘弾性体からなる連続気泡発泡体だけで構成してもよいが、本実施の形態のように音源側に粘弾性体からなる充実体の制振シートを積層すると、低周波の吸音に効果があるばかりではなく、建物等を伝搬してくる固体伝搬音及び振動も低減でき、加えて剛壁側にやはり粘弾性体からなる充実体の制振シートを積層すると固体伝搬音及び振動の低減をさらに効果的に行うことができる。
【００２１】
ところで、図１の実施の形態では音源側に粘弾性体からなる制振シートを積層して吸音制振材を構成したが、粘弾性体からなる独立気泡発泡体を積層してもよく、また薄膜層、例えばアルミニウム等の金属薄膜層を積層しても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
これは、粘弾性体からなる制振シート、独立気泡発泡体、薄膜層等の部分は付加質量、即ち錘の役割、粘弾性体からなる連続気泡発泡体部分はバネ、いわゆる空気バネの役割として作用し、粘弾性体からなる制振シート、独立気泡発泡体、薄膜層等の部分は膜振動によって吸音が行われる。特に粘弾性体を用いた場合は制振性を有しているために、音波のエネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音が行われるとともにさらに振動を低減する目的のために効果的である。
【００２３】
なお、音源側に積層する粘弾性体からなる制振シート、独立気泡発泡体、薄膜層等は目的とする吸音の程度により最も効果の高いものを選択すればよい。
【００２４】
次に、本発明による吸音機構の原理を説明する。
図２は前述した本発明の吸音機構を模式的に説明した図である。即ち図２において示すように、本発明の吸音機構は空気の粘性抵抗による吸音機構（ａ）と弾性効果と粘性抵抗を組み合わせた粘弾性体の吸音機構（ｂ）、それに錘と弾性効果を組み合わせた動吸振機による吸音機構（ｃ）とが加わった作用により実現されるものである。このような吸音機構は特に例えば１００Ｈｚ以下のような低周波吸音に対してより効果的である。
【００２５】
ここで、粘弾性体からなる連続気泡発泡体の発泡密度を音源側で高く、剛壁側で低くするように傾斜的に異ならせた場合、高密度部分は前記した付加質量の役割を果たし、低密度部分はバネの役割を果たすことで吸音が行われることになる。
【００２６】
一方、発泡密度を音源側で低く、剛壁側で高くするように傾斜的に異ならせた場合は連続気泡発泡体表面での音波の反射を低減し、より吸音率を向上させることができ、特に低周波の吸音効果に優れている。
【００２７】
【実施例】
次に本発明の実施例を説明する。以下に説明する本発明の実施例において、連続気泡発泡体はウレタン−アスファルトからなる基材を化学発泡させることにより得たものを用いた。
【００２８】
〈実施例１〉
厚さが２５ｍｍで音源側からの発泡密度がそれぞれ２５．２、７３．５、１４９、４２０ｋｇ／ｍ３の４枚の連続気泡発泡体を積層した吸音制振材。
【００２９】
〈実施例２〉
厚さが２５ｍｍで音源側からの発泡密度がそれぞれ４２０、１４９、７３．５、２５．２ｋｇ／ｍ３の４枚の連続気泡発泡体を積層した吸音制振材。
【００３０】
〈実施例３〉
実施例１において、音源側に厚さ０．０５ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層した吸音制振材。
【００３１】
〈実施例４〉
実施例１において、音源側に厚さ３ｍｍの粘弾性体からなる独立気泡発泡体を積層した吸音制振材。
【００３２】
〈実施例５〉
実施例１において、音源側に厚さ０．０２ｍｍのアルミニウムの薄膜を積層した吸音制振材。
【００３３】
〈実施例６〉
実施例３において、剛壁側に厚さ２ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層した吸音制振材。
【００３４】
〈実施例７〉
実施例４において、剛壁側に厚さ２ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層した吸音制振材。
【００３５】
〈実施例８〉
実施例５において、剛壁側に厚さ２ｍｍの粘弾性充実体からなる制振シートを積層した吸音制振材。
【００３６】
〈比較例１〉
厚さが２５ｍｍで音源側からの発泡密度がそれぞれ２０、２４、３２、４０ｋｇ／ｍ３の４枚のグラスウールを積層した吸音材。
【００３７】
〈比較例２〉
厚さが２５ｍｍで音源側からの発泡密度がそれぞれ４０、３２、２４、２０ｋｇ／ｍ３の４枚のグラスウールを積層した吸音材。
【００３８】
上記の１〜８までの実施例及び比較例１、２につき、それぞれ吸音特性の指標となる吸音率と制振性の指標となる損失係数を測定した。
ここで、吸音率の測定は、JIS A 1405「音響−インピーダンス管による吸音率及びインピーダンスの測定−定在波比法」に従い、垂直入射吸音率を測定した。また、損失係数の測定は、JIS G 0602「制振鋼板の振動減衰特性試験方法」に準拠し、試験片の保持は中央支持方式、試験片の加振は電磁加振器、損失係数算出方法は半値幅法により行った。なお、吸音率はオンテックＲ＆Ｄ社製音響管式吸音特性測定システム、損失係数はリオン製の測定器を用いて行った。
【００３９】
図３は本発明の実施例における各周波数毎の吸音率、図４は各周波数毎の損失係数の値をそれぞれ比較例ととも示したものである。
【００４０】
図３及び図４から、本発明の実施例では吸音率においては特に３００〜４００Ｈｚ以下の低周波数に対して効果が顕著であり、１００Ｈｚの低周波数においても比較例に比べて充分吸音効果が高いことがわかる。
【００４１】
また、固体伝搬音や振動の低減の指標となる損失係数においては比較例に比べてすべての周波数において勝っており、１００Ｈｚ以下の低い周波数においても優れた効果を奏していることが明らかである。
【００４２】
【発明の効果】
上記したように本発明の吸音制振材によれば、粘弾性体からなる連続気泡発泡体を厚さ方向に発泡密度が傾斜的に異ならせ、さらに音源側に粘弾性体からなる制振シートや粘弾性体からなる独立気泡発泡体あるいは金属薄膜層を積層したり、剛壁側に粘弾性体からなる制振シートを積層したので、特に３００〜４００Ｈｚ以下の低周波の吸音に効果があり、また粘弾性体からなるため制振性も併せ持っているためすべての周波数において固体伝搬音や振動の低減に効果的な吸音制振材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における吸音制振材の一実施の形態を表した断面図である。
【図２】本発明の吸音機構を模式的に説明した図である。
【図３】本発明の実施例における各周波数毎の吸音率の値を示した図である。
【図４】本発明の実施例における各周波数毎の損失係数の値を示した図である。
【符号の説明】
１  吸音制振材
２  連続気泡発泡体
３  制振シート
４  制振シート
５  剛壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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