(57)【要約】【課題】樹脂成形体の内部に仕切り壁によって複数の吸音室が形成されているとともに、各前記吸音室には外部に通じる孔が１つずつ設けられた吸音構造体であって、各吸音室の孔の径を同一にした場合であっても、少なくとも２つの周波数の音を極端に異ならない吸音率で吸音することのできる吸音構造体を提供する。【解決手段】  少なくとも２つの周波数の音が吸音されるように、吸音構造体１に設けられた孔９のうち、一部の孔９ａは、吸音室３の中心４と外周６との間を２等分する２つの範囲Ｉ，ＩＩのうち、内側の範囲Ｉに配置され、残りの孔９ｂは、外側の範囲ＩＩに配置されている。【選択図】図１
2009084857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形体の内部に仕切り壁によって複数の吸音室が形成されているとともに、各前記吸音室に外部に通じる孔が１つずつ設けられた吸音構造体であって、
少なくとも２つの周波数の音が吸音されるように、前記孔の一部は、前記吸音室の中心と外周との間を２等分する２つの範囲のうち内側の範囲に配置され、前記孔の残部は、前記２つの範囲のうち外側の範囲に配置されていることを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
各前記吸音室の容積が同一であることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【請求項３】
各前記吸音室の断面形状は、同一の多角形を呈していることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記吸音室の内部には、前記樹脂成形体の各表面に連結した連結部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つ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、吸音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に開示されているように、内部に仕切り壁により複数の吸音室が形成された樹脂成形体であって、各前記吸音室に外部に通じる孔が１つずつ設けられた吸音構造体が知られている。この吸音構造体では、多数の空隙を有する空隙層によって吸音室が構成され、該吸音室は外面層によって覆われている。そして、該外面層には吸音室を外部に通じさせる孔が形成されており、吸音構造体では前記孔を通じて外部の音が吸音室に達し、その際に吸音室内でヘルムホルツ共鳴が生じることで所定周波数の音が吸音されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１０３４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで上述した吸音構造体において、各吸音室の孔の径や数が異なる場合には、各吸音室で吸音される音の周波数が変わってくるため、吸音構造体により複数の周波数の音を吸音することができる。しかしながら、各吸音室の孔の径が異なる場合には、吸音構造体を製造する際に、複数種のドリルを準備しなければならない。また、孔の径や数が異なる場合には、各吸音室の吸音率が変わってくる。
【０００４】
また、特許文献１の図１２では、吸音室で孔の位置が異なっている状態が示されているが、特許文献１は、各孔が吸音室のいずれの範囲に配置されたかを明確にするものではなく、また、孔の位置の相違が各吸音室で吸音される周波数に如何なる影響を与えるかを明らかにするものではない。
【０００５】
そこで本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂成形体の内部に仕切り壁によって複数の吸音室が形成されているとともに、各前記吸音室には外部に通じる孔が１つずつ設けられた吸音構造体であって、各吸音室の孔の径を同一にした場合であっても、少なくとも２つの周波数の音を吸音することのできる吸音構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、前記吸音室で吸音される音の周波数と前記孔の位置との関係を確認すべく検討を行った結果、前記孔が前記吸音室の中心と外周との間を２等分する２つの範囲のうち外側の範囲に配置されている場合には、同一径の孔が内側の範囲に配置されている場合に比して、吸音率を低下を抑えた状態で周波数の低い音を吸音できるという知見を得た。
【０００７】
本発明はかかる知見に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、樹脂成形体の内部に仕切り壁によって複数の吸音室が形成されているとともに、各前記吸音室に外部に通じる孔が１つずつ設けられた吸音構造体であって、少なくとも２つの周波数の音が吸音されるように、前記孔の一部は、前記吸音室の中心と外周との間を２等分する２つの範囲のうち内側の範囲に配置され、前記孔の残部は、前記２つの範囲のうち外側の範囲に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の吸音構造体において、各前記吸音室の容積が同一であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の吸音構造体において、各前記吸音室の断面形状は、同一の多角形を呈していることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの１つの吸音構造体において、前記吸音室の内部には、前記樹脂成形体の各表面に連結した連結部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、各吸音室の孔の径を同一にした場合であっても、前記孔が外側の範囲に配置された吸音室では、前記孔が内側の範囲に配置された吸音室に比して、低い周波数の音がほぼ同じ吸音率で吸音されるようになる。このため、本発明の吸音構造体によれば、少なくとも２つ周波数の音を吸音率が極端に異ならない状態で吸音することができる。また、吸音構造体に形成する各孔の径を同一にできることで、吸音構造体を製造する際には、１種類のドリルで全ての前記孔を形成することができる。これにより、ドリルを交換する手間が省け、吸音構造体の製造効率が良い。また、孔の位置を変えることで、吸音される音の周波数を変えることができるので、吸音構造体に吸音させる音の周波数を容易に調整できるとともに、吸音構造体の設計の自由度が向上する。
【００１２】
請求項２の発明によれば、前記吸音室の容積が同一であることから、吸音構造体の構造が単純になるため、吸音構造体の設計が容易になる。また、前記吸音される音の周波数を制御するにあたって吸音室の容積の違いを考慮する必要がないため、前記孔の位置を変更するだけで、所望の周波数の音を吸音できるようになる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、吸音室の断面形状が同一の多角形を呈していることから、前記外側の範囲と内側の範囲とを判別することが容易になるため、孔の位置を容易に設定することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、前記吸音室の内部に前記樹脂成形体の各表面に連結した連結部が形成されていることから、より低い周波数の音が吸音されるように吸音室の容積を大きくした場合であっても、吸音室の剛性が高く保たれる。また、中空の吸音室を形成した場合であっても、前記樹脂成形体の各表面が連結部により連結されていることから、前記樹脂成形体の表面に発生する不要な振動を抑えることができるため、効率の良い吸音が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は吸音構造体１を示す概略図であり、（ａ）は吸音構造体１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した吸音構造体１の断面図を示している。図２は、後述する吸音室３の内部を拡大して示す断面図である。
【００１７】
吸音構造体１は、仕切り壁５によって内部に複数の吸音室３が形成された樹脂成形体であって、吸音構造体１の外郭を形成する外面層７と、該外面層７の内部に形成され、前記吸音室３を構成する空隙層とを有している。
【００１８】
外面層７は、金型のキャビティに充填された熱可塑性樹脂が成形面との接触により冷却されて固化したものであって、その内部に空隙が実質的になく、緻密で、比較的剛性強度が高いソリッド層となっている。このため、外面層７は入射音波を反射する。
【００１９】
空隙層（吸音室３）は、外面層７が形成された時点でキャビティ容積を拡大させた結果、外面層７内側の熱可塑性樹脂が膨張した状態で固化したものであって、その内部に多数の空隙を備えている。このため、空隙層（吸音室３）は、入射音波（音圧）を吸収（減少）する。また、吸音構造体１では、各吸音室３の容積は同一に形成されており、各吸音室３の断面形状は同一の四角形を呈している。
【００２０】
そして吸音構造体１の表面には、各吸音室３を外部に通じさせる孔９が１つずつ設けられている。この孔９は、外面層７と空隙層が形成された後に金型から脱型された樹脂成形体の外面層７をドリルで貫通することで形成されたものであって、これらのうち孔９ａは、前記吸音室３の中心４と外周６との間を２等分する２つの範囲Ｉ，ＩＩのうち内側の範囲Ｉに配置され、残りの孔９ｂは、外側の範囲ＩＩに配置されている。また、孔９（９ａ，９ｂ）は全て同一の径に形成されている。なお、外周６とは、吸音室３の壁面周りを示すものであって、該壁面には仕切り壁５の壁面も含まれている。
【００２１】
また図２に示すように、各吸音室３の内部には樹脂成形体の各表面に連結した連結部１１が形成されている。
【００２２】
上記構成を有する吸気構造体１では、各孔９を通じて外部の音が吸音室３に入射されると、吸音室３内でヘルムホルツ共鳴が生じて前記入射した音は吸音される。この際、孔９ａが内側の範囲Ｉに配置され、孔９ｂが外側の範囲ＩＩに配置されていることから、上述のように各孔９（９ａ，９ｂ）の径が同一である状態であっても、孔９ｂが形成された吸音室３では、孔９ａが形成された吸音室３に比して、低い周波数の音が吸音率の低下を抑えた状態で吸音されるようになる。このため、異なる周波数の音を極端に異ならない吸音率で吸音することができる。また、吸音構造体１に形成した孔９の径が全て同一であることから、吸音構造体１を製造する際には、１種類のドリルで全ての孔９を形成することができる。これにより、ドリルを交換する手間が省けるため、吸音構造体１の製造効率が良い。また、孔９の位置を変えることで、吸音される音の周波数を変えることができるので、吸音構造体に吸音させる音の周波数を容易に調整できるとともに、吸音構造体の設計の自由度が向上する。
【００２３】
また、各吸音室３の容積が同一であることから、吸音構造体の構造が単純になるため、吸音構造体の設計が容易になる。また、前記吸音される音の周波数を制御するにあたって吸音室３の容積の違いを考慮する必要がないため、孔９の位置を変更するだけで、所望の周波数の音を吸音できるようになる。
【００２４】
また、各吸音室３の断面形状は、同一の四角形を呈していることから、前記内側の範囲Ｉと外側の範囲ＩＩとを判別することが容易になるため、孔９の位置を設定することが容易になる。
【００２５】
また、吸音室３の内部に樹脂成形体の各表面に連結した連結部１１が形成されていることから、より低い周波数の音を吸音すべく各吸音室３の容積を大きくした場合であっても、吸音室３の剛性は高く保たれる。
【００２６】
なお、本実施形態では、吸音室３の断面形状を四角形状としたが、例えば三角や五角形や六角形など四角形以外の多角形であり得る。
【００２７】
また、吸音成形体１の吸音室３を上述した空隙層とせずに、空洞にしてもよい。このようにしても吸音成形体１は、該空洞内に入射音が共鳴することによって吸音機能を発揮する。この場合、ブロー成型用金型のキャビティ間に樹脂材からなるパリソン内にエアを吹き込みながら、型閉じをして、樹脂成形体を成形した後、ブロー成形用金型から脱型した樹脂成形体の外面層７をドリルで貫通して孔９を形成することで、吸音成形体１が得られる。なお、このように中空の吸音室を形成した場合であっても、連結部１１によって樹脂成形体の各表面が連結されていることから、前記樹脂成形体の表面に発生する不要な振動を抑えることができるため、効率の良い吸音が達成される。
【実施例１】
【００２８】
次に、上述した樹脂製の吸音構造体１を製作して、各吸音室３で吸音される音の周波数を確認した。
【００２９】
図３は、本発明の第１実施例で製作した吸音構造体の孔９の位置を示す平面図である。
【００３０】
本実施例の吸音構造体では、各吸音室３は、縦横の寸法が１２０ｍｍ×１２０ｍｍである正方形を呈している。図３は、吸音構造体の表面に形成された孔９１〜９８を一つの吸音室上にプロットして示すものであって、吸音構造体における各吸音室３は、孔９１〜９８のいずれかによって外部と通じたものとなっており、孔９１〜９８の径は全て９ｍｍに形成されている。
【００３１】
孔９１は、吸音室３の中心４に配置されており、孔９２〜９４は、孔９１から横方向に所定距離ほど順次ずれた位置に形成されている。この結果、孔９１〜９４は、その全てが吸音室３の中心４と外周６との間を横方向に２等分する２つの範囲Ｂ，Ｃのうち内側の範囲Ｂに配置されたものとなっている。しかしながら、吸音室３の中心４と外周６との間を縦方向に２等分する２つの範囲Ｄ，Ｅについて孔９１〜９４の配置をみた場合には、孔９１〜９３は内側の範囲Ｄに配置されている一方、孔９４は外側の範囲Ｅに配置されており、孔９４と外周６との離隔距離は１５ｍｍとなっている。
【００３２】
また、孔９５は、吸音室３の中心４と外周６との間を横方向に２等分する範囲Ｂ，Ｃの境界線Ｈ上の中央に配置されており、孔９６〜９８は、前記境界線Ｈ上において孔９５から横方向に所定距離ほど順次ずれた位置に配置されている。そして、吸音室の中心４と外周６との間を縦方向に２等分する２つの範囲Ｄ，Ｅについて孔９５〜９８の配置をみたときには、孔９５〜９７は内側の範囲Ｄに配置されている一方で、孔９８は外側の範囲Ｅに配置されており、孔９８と外周６との離隔距離は１５ｍｍとなっている。
【００３３】
なお、本実施例で述べた範囲Ｂ〜Ｅと、図１に示す範囲Ｉ，ＩＩとの関係については、範囲Ｂ，Ｄが重複する範囲が図１に示す範囲Ｉに対応し、外側の範囲Ｃ，Ｅを合わせた範囲が図１に示す範囲ＩＩに対応しており、孔９１〜９３，９５〜９７が図１における内側の範囲Ｉに配置され、孔９４，９８が図１における外側の範囲ＩＩに配置されたものとなっている。
【００３４】
そして、上記構成を有する吸音構造体を温度が２５℃、湿度が５５％の実験室内に配置して、各吸音室で吸音される音の周波数を確認した。図４〜６は、その結果を示している。また、表１は、孔９１〜９８の仕切り壁５までの距離と、各吸音室３で吸音された音の周波数と、各吸音室３の吸音率とを示している。なお、表１に示す外周６までの距離とは、孔９１〜９８と隅部Ｐ（吸音室４の４つの隅部のうち各孔９１〜９８から最も近い隅部）との離隔距離を示している。この離隔距離は各孔が外周６と離隔する最短距離に一致するものではないが、孔９１〜９４と孔９５〜９８との各々ごとに前記離隔距離を比較した場合には、この離隔距離が大きい孔ほど、前記最短距離が大きく外周６から離れた孔となっている。
【００３５】
【表１】
2009084857.tif 000003
【００３６】
図４〜６及び表１に示すように、孔９の位置が外周６に近い吸音室３ほど低周波数の音を吸音することが確認され、また、孔９の位置が外周６に近い吸音室３ほど吸音率も徐々に低下することが確認された。さらに、孔９１〜９４に関してみると、孔の位置を孔９３から孔９４に変更した場合の吸音率の低下量は、孔９１から孔９２へ、また孔９２から孔９３へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きく、さらに、孔９５〜９８に関してみても、孔の位置を孔９７から孔９８に変更した場合の吸音率の低下量は、孔９５から孔９６へ、また孔９６から孔９７へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きくなっている。これにより、孔を外側の範囲Ｃ，Ｅに形成した場合は、孔が内側の範囲Ｂ，Ｄに形成された吸音室３より吸音率が若干低くなることが確認された。
【実施例２】
【００３７】
また、第２の実施例として吸音室３が中空である吸音構造体を製作して、上記と同様の実験を行った。
【００３８】
図７は、本発明の第１実施例で製作した吸音構造体の孔１９の位置を示す平面図である。
【００３９】
本実施例において、吸音構造体は、真鍮製であって、中空の吸音室３が仕切り壁５により複数形成されている。各吸音室３は、第１実施例と同様に縦横の寸法が１２０ｍｍ×１２０ｍｍの正方形を呈し、孔１９１〜１９８のいずれかによって外部と通じている。また、孔１９１〜１９８の配置は、第１実施例と同様である。なお、本実施例では孔１９１〜１９８の径は７ｍｍに形成されている。
【００４０】
そして、上記構成を有する吸音構造体を温度が２６℃、湿度が５１％の実験室内に配置して、各吸音室３で吸音される音の周波数を確認した。図８〜１０は、その結果を示している。また、表２は、孔９１〜９８の外周６までの距離と、各吸音室３で吸音された音の周波数と、各吸音室３の吸音率とを示している。なお、表２においても表１と同様に、孔１９１〜１９８と隅部Ｐとの離隔距離を、外周６までの距離として示している。
【００４１】
【表２】
2009084857.tif 000004
【００４２】
図８〜１０及び表２に示すように、第１実施例と同様に、孔１９の位置が外周６に近い吸音室３ほど低周波数の音を吸音することが確認され、また、孔１９の位置が外周６に近い吸音室３ほど吸音率も徐々に低下することが確認された。さらに、孔１９１〜１９４に関してみると、孔の位置を孔１９３から孔１９４に変更した場合の吸音率の低下量は、孔１９１から孔１９２へ、また孔１９２から孔１９３へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きく、さらに、孔１９５〜１９８に関してみても、孔の位置を孔１９７から孔１９８に変更した場合の吸音率の低下量は、孔１９５から孔１９６へ、また孔１９６から孔１９７へ孔の位置を変更した場合の吸音率の低下量より大きくなっている。これにより、孔を外側の範囲Ｃ，Ｅに形成した場合は、孔が内側の範囲Ｂ，Ｄに形成された吸音室３より吸音率が若干低くなることが確認された。
【００４３】
また、孔１９１の位置で３．５ｍｍや４．０ｍｍの径の孔が形成された吸音室３を備えた真鍮製の吸音構造体を製作し、これらの吸音室３で吸音される音の周波数を確認した。この結果、図８に示すように、３．５ｍｍや４ｍｍの径の孔が形成された吸音室３と孔１９８（径７ｍｍ）が形成された吸音室３とでは、吸音率がピークとなる周波数はほぼ同程度になるが、吸音率は、孔１９８が形成された吸音室３の方が大きくなることが確認された。これにより、孔を外周６近傍に形成することが、吸音率を低減させないで前記音の周波数を低くさせることに効果的であることが確認された。すなわち、本実施例や第１実施例で述べたように、同径の孔を中心４から外周６へ位置をずらした場合には吸音率は低下するものの、その低下の量は、孔を中心４から移さずに孔の径を小さくした場合に比して小さいため、孔の位置を外周６近くにずらすことの方が、孔の位置を変えずに孔の径を小さくすることよりも、吸音率の低下を抑えた状態で低周波数の音を吸音することに有利であることが確認された。
【００４４】
なお、本実施例では、吸音構造体を真鍮で製作しているが、この真鍮製の吸音構造体においても、樹脂製の吸音構造体と同様、吸音室内でヘルムホルツ共鳴が生じる現象により音が吸音されることから、本実施例で述べた吸音の傾向は、樹脂製の吸音構造体においても、同様に現れると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】吸音構造体を示す概略図である。
【図２】吸音室の内部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例で製作した吸音構造体の孔の位置を示す平面図である。
【図４】第１実施例で製作した吸音構造体の吸音特性を示すグラフである。
【図５】第１実施例で製作した吸音構造体の吸音特性を示すグラフである。
【図６】第１実施例において孔の位置と吸音室で吸音される音の周波数との関連を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施例で製作した吸音構造体の孔の位置を示す平面図である。
【図８】第２実施例で製作した吸音構造体の吸音特性を示すグラフである。
【図９】第２実施例で製作した吸音構造体の吸音特性を示すグラフである。
【図１０】第２実施例において孔の位置と吸音室で吸音される音の周波数との関連を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１  吸音構造体、
３  吸音室、
９  孔、
４  中心、
６  外周、
１１  連結部。  
【図１】
2009084857.tif 000005
【図２】
2009084857.tif 000006
【図３】
2009084857.tif 000007
【図４】
2009084857.tif 000008
【図５】
2009084857.tif 000009
【図６】
2009084857.tif 000010
【図７】
2009084857.tif 000011
【図８】
2009084857.tif 000012
【図９】
2009084857.tif 000013
【図１０】
2009084857.tif 000014