(57)【要約】【課題】効率良く吸音を行うことができる吸音体を提供する。【解決手段】筐体１０の開口部には、振動部２０が張力を掛けられた状態で接着されている。振動部２０の基材層２１は、高分子化合物を膜状に形成した矩形の部材である。また、基材層２１の表面にある表面層２２と、裏面にある裏面層２３は、細かく切断された化学繊維が所定の密度となるように接着されている層である。振動部２０側から音波が入射すると、基材層２１の表側と裏側との音圧差により、振動部２０が振動する。吸音体１は、繊維で形成された表面層２２と裏面層２３とを有しているので、表面層２２と裏面層２３とが振動部２０近傍の空気の移動に対して抵抗となる。このため、表面層２２と裏面層２３とが無い場合と比較して、音波のエネルギーがより消費され、表面層２２と裏面層２３とが無い場合より吸音率が向上している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、
膜状または板状に形成された基材層を有し、少なくとも当該基材層の表面または裏面に複数の繊維片が接着されている振動部とを有し、
前記開口部が前記振動部で塞がれている吸音体。
【請求項２】
開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、
膜状または板状に形成された基材層を有し、少なくとも前記基材層の表面または裏面に複数の繊維片が植毛されている振動部とを有し、
前記開口部が前記振動部で塞がれている吸音体。
【請求項３】
開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、
膜状または板状に形成された基材層と、
膜状に形成された封止層と、
粉体とを有し、
前記開口部が前記基材層で塞がれ、
前記封止層は、当該封止層と前記基材層と前記筐体の内部空間を形成する内壁とで密閉空間が形成されるように前記基材層から前記内部空間側へ所定距離離れて配置され、
前記粉体が前記密閉空間に封じ込められている吸音体。
【請求項４】
開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、
膜状または板状に形成された基材層と、
通気性を有する第１繊維層と、
通気性を有する第２繊維層とを有し、
前記開口部が前記第２繊維層で塞がれ、
前記基材層は、当該基材層と前記第２繊維層との間に空間が形成されるように、前記第２繊維層から前記内部空間方向と反対側へ所定距離離れて配置され、
前記第１繊維層は、当該第１繊維層と前記基材層との間に空間が形成されるように、前記基材層から前記内部空間方向と反対側へ所定距離離れて配置されている吸音体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の吸音体を複数組み合わせた吸音体群。
【請求項６】
請求項１に記載の吸音体を有し、
さらに少なくとも請求項２，３，４のいずれか一に記載の吸音体を一つ以上有する吸音体群。
【請求項７】
請求項２に記載の吸音体を有し、
さらに少なくとも請求項３，４のいずれか一に記載の吸音体を一つ以上有する吸音体群。
【請求項８】
請求項３に記載の吸音体を有し、
さらに少なくとも請求項４に記載の吸音体を一つ以上有する吸音体群。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吸音体を有する音響室。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の吸音体群を有する音響室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音を吸音する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音を吸音する吸音体として、膜材と空気層を利用した吸音体がある（例えば、特許文献１〜２参照）。特許文献１に記載されている吸音体は、音波を透過する網目状の構造体が膜状材料の表側と裏側とに複数箇所で固定され、膜状材料の裏面側に空気層を有している。特許文献２に記載されている吸音体は、空気層が薄膜で密閉されており、この密閉された空気層に球状のダンパ部材が複数封じ込められている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２７３３３号公報
【特許文献２】特開２００６−１９５００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、特許文献１に開示されている吸音体においては、吸音体に音波が入射すると、音波による振動で膜材と網目状構造体との間で摩擦が生じ、音波のエネルギーが熱エネルギーに変換されて吸音機能が発揮される。しかしながら、特許文献１に開示されている吸音体においては、膜材と網目状構造体との間に摩擦が生じるため、膜材が劣化する虞がある。
また、特許文献２に開示されている吸音体では、音波により吸音体が振動すると、振動がダンパ部材に伝わってダンパ部材が運動し、この運動により振動が吸収されて音が吸音される。しかしながら、球状のダンパ部材が吸音体内部の空間で自在に運動して吸音体の筐体や薄膜に衝突するため、この衝突により音が生じてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、効率良く吸音を行うことができる吸音体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】
【０００６】
上述した課題を解決するために本発明は、開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、膜状または板状に形成された基材層を有し、少なくとも当該基材層の表面または裏面に複数の繊維片が接着されている振動部とを有し、前記開口部が前記振動部で塞がれている吸音体（第１吸音体）を提供する。
【０００７】
また、本発明は、開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、膜状または板状に形成された基材層を有し、少なくとも前記基材層の表面または裏面に複数の繊維片が植毛されている振動部とを有し、前記開口部が前記振動部で塞がれている吸音体（第２吸音体）を提供する。
【０００８】
また、本発明は、開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、膜状または板状に形成された基材層と、膜状に形成された封止層と、粉体とを有し、前記開口部が前記基材層で塞がれ、前記封止層は、当該封止層と前記基材層と前記筐体の内部空間を形成する内壁とで密閉空間が形成されるように前記基材層から前記内部空間側へ所定距離離れて配置され、前記粉体が前記密閉空間に封じ込められている吸音体（第３吸音体）を提供する。
【０００９】
また、本発明は、開口部と当該開口部へ繋がる内部空間とを備えた筐体と、膜状または板状に形成された基材層と、通気性を有する第１繊維層と、通気性を有する第２繊維層とを有し、前記開口部が前記第２繊維層で塞がれ、前記基材層は、当該基材層と前記第２繊維層との間に空間が形成されるように、前記第２繊維層から前記内部空間方向と反対側へ所定距離離れて配置され、前記第１繊維層は、当該第１繊維層と前記基材層との間に空間が形成されるように、前記基材層から前記内部空間方向と反対側へ所定距離離れて配置されている吸音体（第４吸音体）を提供する。
【００１０】
また、本発明は、前記吸音体のいずれか一を複数組み合わせた吸音体群を提供する。
また、本発明は、前記第１吸音体を有し、さらに少なくとも前記第２吸音体と、第３吸音体と、第４吸音体とうちのいずれか一の吸音体を一つ以上を有する吸音体群を提供する。
また、本発明は、前記第２吸音体を有し、さらに少なくとも前記第３吸音体と前記第４吸音体のいずれか一の吸音体を一つ以上を有する吸音体群を提供する。
また、本発明は、前記第３吸音体を有し、さらに少なくとも前記第４吸音体を一つ以上を有する吸音体群を提供する。
また、本発明は、前記吸音体のいずれかを有する音響室を提供する。
また、本発明は、前記吸音体群のいずれかを有する音響室を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率良く吸音を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る吸音体１の外観の模式図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１，２に示した吸音体１においては、本実施形態の構成を分かりやすく図示するために、その寸法が実際の吸音体１とは異ならせてある。
【００１３】
図に示したように、吸音体１は、大別すると筐体１０と振動部２０とにより形成されている。筐体１０は、筐体１０の底面となる金属製で矩形の底面部材１１と、筐体１０の側壁となる金属製の側壁部材１２で形成されている。側壁部材１２は、角管の形状をしており、一方の開口部側の端面が底面部材１１に固着されている。なお、筐体１０を形成する部材の素材は、金属に限定されるものではなく、合成樹脂や木材など他の素材であってもよい。
【００１４】
振動部２０は、基材層２１、表面層２２および裏面層２３を有している。基材層２１は、高分子化合物を膜状に形成した矩形の部材である。また、基材層２１の表面にある表面層２２と、裏面にある裏面層２３は、短く切断または成形された化学繊維が所定の密度となるように接着されている層である。なお、表面層２２と裏面層２３を形成する繊維は、空気を流れにくくする流れ抵抗を有する部材であれば良いので、化学繊維ではなく、天然繊維（植物繊維、動物繊維、鉱物繊維）であってもよい。また、基材層２１は、金属材料や木質材料などを膜状に形成したものであってもよい。
振動部２０は、底面部材１１側に固着された側壁部材１２の端面とは反対側の端面に張力を掛けられた状態で接着されており、これにより、筐体１０と振動部２０とで吸音体１の内部に空気層３０が形成されている。
【００１５】
図に示したように形成された吸音体１は、振動部２０の表面層２２側が音源側に向けられるように音場に配置され、音場に発せられた音波は、吸音体１の振動部２０側に入射する。膜状の部材に音波が入射した場合、膜の表側と裏側との音圧差により膜が振動する。この際、膜の表側近傍と裏側近傍にある空気が移動（振動）するが、この移動（振動）速度は膜の振動速度と一致する。
また、表面層２２及び裏面層２３は、基材層２１とは互いに接触せず、振動する膜（基材層２１）により排除される空気流に対して抵抗を付与するように、基材層２１のごく近傍に配置されており、表面層２２及び裏面層２３は、基材層２１とは接触しないので、基材層２１の固有振動に影響を与えない。
本実施形態に係る吸音体１においても、振動部２０側から音波が入射すると、基材層２１の表側（音波の入射側）と裏側（吸音体１の空気層側）との音圧差により、振動部２０が振動する。
ここで、本実施形態においては、繊維で形成された表面層２２と裏面層２３とを有しているので、表面層２２と裏面層２３とが振動部２０近傍の空気の移動（振動）に対して機械的な抵抗となる。
この構成は、音波の粒子速度が大きい場所、即ち振動する振動部２０の近傍に抵抗材（繊維）を配置することで吸音力を得ることを意図するものであり、このため、表面層２２と裏面層２３とが無い場合と比較して、入射する音波のエネルギーがより消費され、表面層２２と裏面層２３とが無い場合より吸音率が向上する。
なお、本実施形態においては、表面層２２及び裏面層２３は、基材層２１とは互いに接触していない構成となっているが、基材層２１の固有振動に影響を与えず、基材層２１により排除される空気流に抵抗を付与するのであれば、表面層２２及び裏面層２３は、基材層２１のごく近傍に配置されて基材層２１に多少接触してもよい。
【００１６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る吸音体１Ａについて説明する。図３は、吸音体１Ａの外観の模式図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。図に示したように、吸音体１Ａは、大別すると筐体１０と振動部２０Ａとにより形成されている。なお、筐体１０は、第１実施形態の筐体１０と同じ構成で底面部材１１と側壁部材１２で形成されている。
【００１７】
次に、本実施形態に係る振動部２０Ａは、基材層２１、粉体２４および封止層２５を有している。
基材層２１は、高分子化合物を膜状に形成した矩形の部材である。基材層２１は、底面部材１１側に固着された側壁部材１２の端面とは反対側の端面に張力を掛けられた状態で接着されている。
封止層２５は、高分子化合物を膜状に形成したものであって、膜厚は基材層２１より薄くなっている。封止層２５は、筐体１０の内部において、基材層２１から筐体１０の底面部に向かって所定距離離れた位置に固定され、吸音体１の内部の空気層を、封止層２５と筐体１０とで囲まれた第１空気層と、基材層２１、筐体１０および封止層２５とで囲まれた第２空気層との２つに分けている。これにより第２空気層の内部に粉体２４を留める（封入する）ことが可能となり、粉体２４の拡散を防ぐこととなる。
粉体２４は、その素材は例えば亜鉛華デンプンであり、基材層２１と封止層２５との間の空間に封入されている。粉体２４は、基材層２１の表面で所定の厚みの層となるようにならされる。
【００１８】
図に示したように形成された吸音体１Ａは、振動部２０Ａ側が音源側に向けられるように音場に配置され、音場に発せられた音波は、吸音体１Ａの振動部２０Ａ側に入射する。振動部２０Ａ側から音波が入射すると、基材層２１の表側（音波の入射側）と裏側（第２空気層側）との音圧差により、基材層２１が振動する。ここで、基材層２１の裏側においては、第２空気層に粉体２４が封入されているため、粉体２４は、第１実施形態の表面層２２及び裏面層２３と同様に作用して、基材層２１近傍の空気の移動（振動）に対して機械的な抵抗となる。併せて、基材層２１の振動により接触した粉体２４が排除される際には、基材層２１の運動エネルギーが粉体２４の運動エネルギーへと転換され、この運動エネルギーの授受に際してエネルギーのロスが発生する。
このため、粉体２４が無い場合と比較して、入射する音波のエネルギーがより消費され、粉体２４が無い場合より吸音率が向上する。また、本実施形態においては、封止層２５が設けられているため、振動が粉体２４に伝わっても、粉体２４が第１空気層に拡散することがなく、音波のエネルギーが効率良く消費される。
また、粉体２４の個々の粒子は基材層２１に対して非常に小さく軽いため、粉体２４の粒子が基材層２１に衝突しても、基材層２１が粉体２４の粒子から受ける力は非常に小さく、衝突音が発生するという問題が発生しない。
また、粉体２４が基材層２１と封止層２５との間に封入されるので、振動部２０Ａの向きを問わず、振動部２０Ａの側が上や下を向いても、同じ吸音効果を得ることができる。
【００１９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る吸音体１Ｂについて説明する。図５は、吸音体１Ｂの外観の模式図であり、図６は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図に示したように、吸音体１Ｂは、大別すると筐体１０Ａと、振動部２０Ｂとで形成されている。
【００２０】
筐体１０Ａは、第１実施形態の筐体１０と同じ構成であり、底面部材１１と側壁部材１２とで形成されている。筐体１０Ｂ，１０Ｃは、側壁部材１２と同じ形状の角管であり、その内周長および外周長は側壁部材１２の内周長および外周長と同じとなっている。基材層２１は、高分子化合物を膜状に形成した矩形の部材である。表面層２７と裏面層２８は通気性がある不織布であり、その面積、形状は、それぞれ底面部材１１の面積、形状と同じとなっている。なお、筐体１０Ｂと筐体１０Ｃの高さは、表面層２７及び裏面層２８が基材層２１と互いに接触しない高さとなっている。
【００２１】
吸音体１Ｂにおいては、矩形の裏面層２８の４辺は、底面部材１１側に固着された側壁部材１２の端面とは反対側の端面に接着されている。筐体１０Ｂは、この裏面層２８の上で、開口部の各辺が、側壁部材１２の開口部の各辺と突き合わされるようにして裏面層２８に固着されている。また、矩形の基材層２１の４辺は、筐体１０Ｂの裏面層２８に固着されている側の端面とは反対側の端面に張力を掛けられた状態で接着されている。筐体１０Ｃは、この基材層２１の上で、開口部の各辺が、筐体１０Ｂの開口部の各辺と突き合わされるようにして基材層２１に固着されている。そして、矩形の表面層２７の４辺は、筐体１０Ｃの基材層２１に固着されている側の端面とは反対側の端面に接着されている。
この構成により、吸音体１Ｂにおいては、表面層２７と基材層２１との間、基材層２１と裏面層２８との間、および裏面層２８と筐体１０Ａとの間に空気層が形成されている。
【００２２】
図に示したように形成された吸音体１Ｂは、表面層２７側が音源側に向けられるように音場に配置され、音場に発せられた音波は、表面層２７側に入射する。表面層２７側から音波が入射すると、基材層２１の表側（音波の入射側）と裏側（裏面層２８側）との音圧差により、基材層２１が振動する。ここで、本実施形態においては、不織布で形成された表面層２７と裏面層２８とを有しているため、表面層２７と裏面層２８とが基材層２１近傍の空気の移動に対して抵抗となる。このため、表面層２７と裏面層２８とが無い場合と比較して、音波のエネルギーがより消費され、表面層２７と裏面層２８とが無い場合より吸音率が向上している。また、本実施形態では、基材層２１と表面層２７および裏面層２８との間には空気層があり、振動部２０Ｂと表面層２７および裏面層２８は接触しないため、基材層２１が劣化するという問題が発生しない。
【００２３】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００２４】
本発明においては、基材層２１は、弾性を有する板状部材であってもよい。
また、本発明においては、吸音体内部に形成されている空気層の形状は直方体に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。
また、本発明の第１実施形態においては、表面層２２と裏面層２３とで、繊維の素材を異ならせてもよく、また、本発明の第３実施形態においても、表面層２７と裏面層２８とで繊維の素材を異ならせてもよい。
また、本発明の第１実施形態においては、繊維を基材層２１に植毛して表面層２２と裏面層２３とを形成してもよく、また、毛糸を基材層２１の表面と裏面に配置して表面層２２と裏面層２３を形成してもよい。
また、本発明の第１実施形態においては、複数の異なる種類の繊維を混ぜ合わせて接着または植毛して表面層２２と裏面層２３とを形成してもよく、また、本発明の第３実施形態においても、複数の異なる種類の繊維を混ぜ合わせた不織布で表面層２７と裏面層２８を形成してもよい。
また、本発明の第１実施形態においては、基材層２１の表面または裏面のいずれか一方の面にのみ繊維を接着または植毛するようにしてもよい。
また、本発明の第３実施形態においては、合成繊維を織った通気性のある布を表面層２７および裏面層２８として使用してもよい。
【００２５】
また、本発明の第２実施形態においても、基材層２１の表面または裏面に繊維を植毛または接着してもよく、表面と裏面との両方に繊維を植毛または接着してもよい。
また、本発明の第２実施形態においては、粉体２４は、亜鉛華デンプンに限定されるものではなく、コーンスターチや、タルク、シリカ、亜鉛華など他の有機物または無機物の粉体であってもよい。
また、本発明の第２実施形態においては、異なる複数の素材の粉体を混ぜ合わせて基材層２１と封止層２５との間に封じ込めてもよい。
また、本発明の第２実施形態においては、基材層２１と封止層２５との間の距離は、任意に設定することができる。また、粉体２４の量も任意に設定することができる。
【００２６】
本発明においては、側壁部材１２の形状は、角管以外の円筒形状や多角形の管形状であってもよい。
また、本発明においては、吸音体を単体で使用するのではなく、上述した実施形態または変形例のいずれかに係る吸音体を複数組合せ吸音体群として使用してもよい。
なお、吸音体群においては、組み合わせる吸音体の各々について、吸音体の形成条件（例えば、空気層の厚さ、基材層の素材や基材層に掛ける張力、表面層や裏面層の厚さや素材、粉体の種類など）を変えて吸音される音の周波数を異ならせるようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明においては、吸音体群を形成する場合、上述した実施形態または変形例のいずれか一種類の吸音体を複数組み合わせて吸音体群とするだけでなく、例えば、第１実施形態に係る吸音体と第２実施形態に係る吸音体とを組み合わせたり、３種類以上の吸音体を組み合わせたりするというように、異なる種類の吸音体を組み合わせて吸音体群としてもよい。
また、異なる種類の吸音体を組み合わせて吸音体群を形成する場合、各種類の吸音体は、複数であってもよい。
この吸音体群においても、組み合わせる吸音体毎に吸音体の形成条件を異ならせ、吸音する音の周波数を異ならせるようにしてもよい。
【００２８】
また、本発明に係る吸音体および吸音体を連結した吸音体群は、音響特性を制御する各種の音響室に配置することが可能である。ここで各種音響室とは、防音室、ホール、劇場、音響機器のリスニングルーム、会議室等の居室、車両など各種輸送機器の空間、スピーカや楽器などの筐体などである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る吸音体１の外観の模式図である。
【図２】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る吸音体１Ａの外観の模式図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る吸音体１Ｂの外観の模式図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・吸音体、１０・・・筐体、１１・・・底面部材、１２・・・側壁部材、２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・振動部、２１・・・基材層、２２・・・表面層、２３・・・裏面層、２４・・・粉体、２５・・・封止層、２７・・・表面層、２８・・・裏面層、３０・・・空気層
【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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