JP 2021-156933 A 2021.10.7(57)【要約】（修正有）【課題】剛性が高く、外観に影響を与えることなく幅広い周波数帯域で吸音効果が高い吸音構造体を提供する。
【解決手段】吸音構造体１０は、板状の本体部１１、第一面２１、第二面２２及び吸音経路部２３を備える。第
一面２１は、本体部１１の一方の面側に設けられ音波が入力される。第二面２２は、本体部１１の他方の面側に設けられている。吸音経路部２３は、第一面２１に形成されている第一開口部３１と第二面２２に形成されている第二開口部３２とを接続し、本体部１１の内側に本体部１１の板厚よりも長く形成され、本体部１１に全体が収容されている。
【選択図】図３

(2)JP 2021-156933 A 2021.10.7【特許請求の範囲】【請求項１】
板状の本体部と、前記本体部の一方の面側に設けられ音波が入力される第一面と、前記本体部の他方の面側に設けられている第二面と、前記第一面に形成されている第一開口部と前記第二面に形成されている第二開口部とを接続し、前記本体部の内側に前記本体部の板厚よりも長く形成され、前記本体部に全体が収容されている吸音経路部と、を備える吸音構造体。
【請求項２】
前記吸音経路部は、前記本体部に複数設けられている請求項１記載の吸音構造体。
【請求項３】
前記吸音経路部は、前記第一開口部から前記第二開口部までの間で２ヶ所以上折れ曲がっている請求項１又は２記載の吸音構造体。
【請求項４】
前記吸音経路部は、４５°以上の角度で折れ曲がっている請求項３記載の吸音構造体。
【請求項５】
前記本体部は、前記第一面から前記第二面まで継ぎ目なく一体の１つの部材で形成されている請求項１から４のいずれか一項記載の吸音構造体。
【請求項６】
前記本体部は、弾性体で形成されている請求項１から５のいずれか一項記載の吸音構造体。
【請求項７】
前記第一面又は前記第二面の少なくとも一方の面側に設けられている多孔性の多孔質体をさらに備える請求項１から６のいずれか一項記載の吸音構造体。
【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、例えば機器等の遮音や室内の環境向上のために、各種の吸音構造体が提案されている。例えば、特許文献１は、ヘルムホルツ共鳴を利用した吸音構造体を提案している。
この特許文献１は、ヘルムホルツ共鳴器のネック部を空気層側へ延長している。これにより、吸音構造体は、入力側の端面の意匠に与える影響を低減しつつ、低周波領域の音波の吸収を図っている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の場合、ヘルムホルツ共鳴器のネック部は、空気層側へ突出するとともに、空気層に収容されている。そのため、共鳴器のネック部の剛性が低く、ネック部は音波に共鳴する際の振動にともなって二次的な音を発生する。その結果、吸音効果が低いという問題がある。
【先行技術文献】【特許文献】【０００４】【特許文献１】特開２０１３−８０１２号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００５】
そこで、剛性が高く、外観に影響を与えることなく幅広い周波数帯域で吸音効果が高い吸音構造体を提供することを目的とする。

1020304050

(3)JP 2021-156933 A 2021.10.7【課題を解決するための手段】【０００６】
上記の課題を解決するために本実施形態の吸音構造体は、板状の本体部と、前記本体部の一方の面側に設けられ音波が入力される第一面と、前記本体部の他方の面側に設けられている第二面と、前記第一面に形成されている第一開口部と前記第二面に形成されている第二開口部とを接続し、前記本体部の内側に前記本体部の板厚よりも長く形成され、前記本体部に全体が収容されている吸音経路部と、を備える。
このように、第一開口部と第二開口部との間を接続する吸音経路部は、本体部に内側に形成され、本体部の板厚よりも長く形成されている。つまり、吸音経路部は、本体部の内側に全体が収容され、本体部の外側に露出していない。これにより、吸音経路部は、例えば継ぎ目や接続部等といった不連続な部分を有していない。その結果、吸音経路部を含む本体部は、剛性が高められ、入力される音波による二次的な音の発生を招かない。また、
吸音経路部は、全体が本体部に収容されているため、本体部の内側において形状や全長を変更することにより、低減を図る周波数帯域が任意に調整される。さらに、吸音経路部は、全体が本体に収容されるため、形状が複雑化しても外観の意匠に影響を与えない。したがって、剛性を高めることができるとともに、外観に影響を与えることなく幅広い周波数帯域で吸音効果を高めることができる。
【０００７】
本実施形態の吸音構造体では、前記吸音経路部は、前記本体部に複数設けられている。
これにより、吸収する音波の強度に応じた吸音効果を得ることができる。
本実施形態の吸音構造体では、前記吸音経路部は、前記第一開口部から前記第二開口部までの間で２ヶ所以上折れ曲がっている。
これにより、吸音経路部を通過する音波は、複数の折れ曲がった吸音経路部を形成する本体部の内壁と衝突する。そのため、音波は、内壁との衝突にともなう摩擦によってエネルギーが減衰される。したがって、吸音効果をより高めることができる。
【０００８】
本実施形態の吸音構造体では、前記吸音経路部は、４５°以上の角度で折れ曲がっている。
これにより、吸音経路部を通過する音波は、本体部の内壁との衝突が促される。そのため、音波は、内壁との衝突にともなう摩擦によってエネルギーが減衰される。したがって、吸音効果をより高めることができる。
【０００９】
本実施形態の吸音構造体では、前記本体部は、前記第一面から前記第二面まで継ぎ目なく一体の１つの部材で形成されている。
これにより、剛性が高められるとともに、部品点数の低減を図ることができる。
本実施形態の吸音構造体は、前記本体部は、弾性体で形成されている。
これにより、吸音経路部を通過する音波が本体部の内壁と衝突するとき、内壁との摩擦によるエネルギーがより効果的に減衰される。したがって、吸音効果をより高めることができる。
【００１０】
本実施形態の吸音構造体は、前記第一面又は前記第二面の少なくとも一方の面側に設けられている多孔性の多孔質体をさらに備える。
これにより、多孔質体は、本体部に形成された吸音経路部で減衰される音波とは異なる、より高周波帯域の音波の減衰を促す。したがって、より幅広い帯域において吸音効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】【００１１】【図１】図２のＩ部分の拡大図【図２】第１実施形態による吸音構造体の平面視を示す模式図【 図 ３ 】 図 １ の 矢 印 III− III線 に お け る 断 面 図1020304050(4)JP 2021-156933 A 2021.10.7【図４】第１実施形態による吸音構造体の変形例を示す図であり、図１に相当する拡大図【図５】吸音構造体を試験するための垂直入射吸音率の試験装置の概略的な構成を示す模式図【図６】比較例の吸音構造体を示す模式図【図７】第１実施形態による吸音構造体と比較例との試験結果を示す概略図【図８】第２実施形態による吸音構造体を示す図であり、図３に相当する断面図【図９】第３実施形態による吸音構造体を示す図であり、図３に相当する断面図【図１０】その他の実施形態による吸音構造体を示す図であり、図３に相当する断面図【図１１】その他の実施形態による吸音構造体を示す図であり、図３に相当する断面図【発明を実施するための形態】【００１２】
以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に共通する構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図１〜図３は、第１実施形態による吸音構造体１０を示す。吸音構造体１０は、共鳴を利用して特に８００Ｈｚ以下の低周波を吸収するヘルムホルツ型の吸音機構である。第１実施形態による吸音構造体１０は、継ぎ目なく一体の本体部１１を備えている。第１実施形態の場合、本体部１１は、板状に形成されている。吸音構造体１０は、図３に示すようにこの本体部１１の一方の側に第一面２１を備えるとともに、第一面２１と反対側となる本体部１１の他方の側に第二面２２を備える。この第二面２２は、ヘルムホルツ型の吸音機構における空気層に面している。なお、本体部１１の形状は、図２に示す円板状に限らず、任意の形状とすることができる。
【００１３】
吸音構造体１０は、本体部１１に吸音経路部２３を備えている。吸音経路部２３は、本体部１１を貫いて第一面２１と第二面２２とを接続している。具体的には、吸音経路部２３は、第一面２１に開口している第一開口部３１と、第二面２２に開口している第二開口部３２とを接続する空間によって形成された経路である。これにより、吸音経路部２３は、その全体が本体部１１に収容されている。本体部１１は、１つ又は２つ以上の吸音経路部２３を有している。
【００１４】
第１実施形態の場合、吸音経路部２３は、第一開口部３１から第二開口部３２まで断面が円形状に形成されている。吸音経路部２３の断面の形状は、円形状に限らず、例えば楕円、多角形、スリット状など、任意の形状とすることができる。また、吸音経路部２３は、第一開口部３１から第二開口部３２までの間で断面の形状が変化してもよい。
【００１５】
第１実施形態の場合、本体部１１は、板状に形成されている。本体部１１は、板状に限らず、例えば筒状に形成してもよい。本体部１１を筒状に形成する場合、例えば筒状の内周側が第一面２１に、外周側が第二面２２に設定される。本体部１１は、外周側を第一面２１とし、内周側を第二面２２としてもよい。
【００１６】
吸音経路部２３は、本体部１１の第一面２１と第二面２２との間を接続するとともに、第一開口部３１から第二開口部３２までの経路の全長が本体部１１の板厚よりも長く設定されている。吸音経路部２３は、図３に示すように本体部１１の内側で折れ曲がることにより、その全長が本体部１１の板厚よりも長くなっている。吸音経路部２３は、図３に示す例に限らず、図４に示すように２ヶ所以上の複数の位置で本体部１１の板厚方向に対して垂直、斜め、又は平行な方向へ折れ曲がっていてもよい。
【００１７】
この吸音経路部２３は、４５°以上の角度で折れ曲がることが好ましい。図３に示す例の場合、吸音経路部２３は、ほぼ９０°で折れ曲がっている。この吸音経路部２３は、本体部１１の第一面２１及び第二面２２と平行に伸びる経路を有していてもよく、第一面２1020304050(5)JP 2021-156933 A 2021.10.7

１及び第二面２２と垂直や斜めに伸びる経路を有していてもよい。このように、吸音経路部２３が本体部１１において複雑に折り曲げられた経路を形成することにより、第一開口部３１から入力された音波は、経路の折れ曲がり部分において、吸音経路部２３を形成する本体部１１の内壁３３と衝突する。これにより、音波を形成する空気の流れは、本体部１１の内壁３３との衝突によって摩擦が生じる。その結果、吸音経路部２３を通過する音波のエネルギーは、熱エネルギーに変換されて減衰される。また、この吸音経路部２３が４５°以上の角度で折れ曲がっていることにより、音波を形成する空気の流れと本体部１１の内壁３３との摩擦が大きくなり、音波のエネルギーの減衰がより促進される。なお、
吸音経路部２３は、第一開口部３１から第二開口部３２までの間で２つ以上に分岐していてもよい。
【００１８】
第１実施形態の場合、本体部１１は、継ぎ目なく一体に１つの部材で形成されている。
つまり、本体部１１は、複数の部材を積層したりつなぎ合わせたりすることなく形成されている。本体部１１は、例えば３Ｄプリンタを用いることにより、複雑な形状の吸音経路部２３を含みつつ１つの部材として形成される。本体部１１は、例えばシリコーンゴム、ＡＢＳ樹脂、ＰＬＡ樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂などの樹脂で形成されている。また、本体部１１は、石膏などの無機化合物、又は鉄、アルミニウム、銅、チタンなどの金属若しくは各種合金で形成してもよい。さらに、本体部１１は、ガラスで形成してもよい。この場合、本体部１１は、例えばゴムなどの弾性体で形成することが好ましい。特に、本体部１１は、例えばシリコーンゴムなどのように粘性を有する弾性体であることがより好ましい。このように、本体部１１を弾性体で形成することにより、音波を形成する空気の流れと本体部１１の内壁３３との摩擦が大きくなり、音波のエネルギーは熱エネルギーに変換されやすく減衰が促進される。
【００１９】
次に、上記の構成の吸音構造体１０の吸音性能について説明する。
吸音構造体１０は、図５に示すような試験装置４０を用いて吸音性能を評価した。試験
装置４０は、垂直入射吸音率の測定装置であり、筒状の音響管４１に、遮音壁４２を有し、スピーカ４３から発した音波をマイクロフォン４４で取得する。吸音構造体１０と遮音壁４２との間には、空気層４５が設けられている。この試験装置４０を用いて、第１実施形態の吸音構造体１０と比較例との間で吸音性能を比較した。比較例は、図６に示すように従来例の吸音構造体５０であり、板状部材５１と延長部５２とを有している。板状部材５１は、内部を貫く穴部５３を有しており、この穴部５３の一端が開口部５４である。吸音構造体５０は、この板状部材５１を貫く穴部５３の空気層側に筒状の延長部５２を有している。
【００２０】
図７に示すように第１実施形態の吸音構造体１０は、比較例と比較して４００Ｈｚ付近の周波数帯域において吸音率が大きく向上している。これは、第１実施形態は、本体部１１に吸音経路部２３が収容されており、本体部１１と吸音経路部２３とが一体に構成されていることによるものと考えられる。つまり、第１実施形態は、本体部１１に継ぎ目がないため、この継ぎ目を起因とする二次的な振動及びこれにともなう音の発生が低減される。これに対し、比較例は板状部材５１と延長部５２とが接合されていることから、これらの接合部分から二次的な振動が発生し、これにともなう音が発生する。これらの結果、第１実施形態の吸音構造体１０は、比較例の吸音構造体５０と比較して吸音率が向上する。
特に、４００Ｈｚ付近の周波数帯域は、例えばモータ、エンジン又は風力発電機等のような回転や振動をともなう機器、及び人の声等のように日常に幅広く存在する音に相当する。そのため、第１実施形態の吸音構造体１０は、４００Ｈｚ付近における吸音率が大きく向上することにより、日常的な騒音の軽減に寄与する。
【００２１】
以上説明した第１実施形態では、第一開口部３１と第二開口部３２との間を接続する吸音経路部２３は、本体部１１に内側に形成され、本体部１１の板厚よりも長く形成されて1020304050(6)JP 2021-156933 A 2021.10.7いる。つまり、吸音経路部２３は、本体部１１の内側に全体が収容され、本体部１１の外側に露出していない。これにより、吸音経路部２３を含む本体部１１は、全体が一体として形成されており、例えば接続部等の不連続な部分を有していない。その結果、吸音経路部２３を含む本体部１１は、剛性が高められ、入力される音波による二次的な音の発生を招かない。また、吸音経路部２３は、全体が本体部１１に収容されているため、本体部１１の内側において形状や全長を変更することにより、低減を図る周波数帯域が任意に調整される。さらに、吸音経路部２３は、全体が本体部１１に収容されるため、形状が複雑化しても外観の意匠に影響を与えない。したがって、剛性を高めることができるとともに、外観に影響を与えることなく幅広い周波数帯域で吸音効果を高めることができる。
【００２２】
第１実施形態では、吸音経路部２３は、本体部１１に複数設けられている。これにより、吸収する音波の強度に応じた吸音効果を得ることができる。第１実施形態の吸音経路部２３は、２ヶ所以上で４５°以上の角度で折れ曲がっている。これにより、吸音経路部２３を通過する音波は、複数の折れ曲がった吸音経路部２３を形成する本体部１１の内壁３３との衝突が促される。そのため、音波は、内壁３３との衝突にともなう摩擦によってエネルギーが減衰される。したがって、吸音効果をより高めることができる。
【００２３】
第１実施形態では、本体部１１は、第一面２１から第二面２２まで継ぎ目なく一体の１つの部材で形成されている。したがって、剛性を高めて二次的な振動が低減されるとともに、部品点数の低減を図ることができる。
第１実施形態では、本体部１１は、弾性体で形成されている。これにより、吸音経路部２３を通過する音波が本体部１１の内壁３３と衝突するとき、内壁３３との摩擦によるエネルギーがより効果的に減衰される。したがって、吸音効果をより高めることができる。
【００２４】（第２実施形態）
第２実施形態による吸音構造体を図８に示す。
図８に示す第２実施形態による吸音構造体１０は、多孔質体６０を備えている。多孔質体６０は、本体部１１の第一面２１又は第二面２２の少なくともいずれか一方の側に設けられている。多孔質体６０は、例えばグラスウール、合成樹脂、金属、セラミックスなどの多孔質の材料で形成されている。多孔質体６０は、本体部１１と異なる周波数帯域の音波を減衰する。具体的には、多孔質体６０は、本体部１１よりも高周波帯域の音波の減衰を促す。第２実施形態の場合、多孔質体６０は、図８に示すように本体部１１と密着して配置するだけでなく、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の空間を確保して配置してもよい。
【００２５】
第２実施形態では、多孔質体６０を備えている。したがって、本体部１１で低周波帯域の音波を減衰できるだけでなく、多孔質体６０によってより高周波帯域の音波も減衰することができ、幅広い帯域の吸音を図ることができる。
【００２６】（第３実施形態）
第３実施形態による吸音構造体を図９に示す。
図９に示す第３実施形態による吸音構造体７０は、本体部７１が複数の板状の部材を積層して形成されている。つまり、第３実施形態の場合、本体部７１は、第一面２１から第二面２２まで複数の部材で形成されている。図９に示す例の場合、本体部７１は、第一層部８１、第二層部８２及び第三層部８３を有している。これら第一層部８１から第三層部８３は、順に積層されている。第一層部８１は、第三層部８３と反対側に第一面２１を有している。また、第三層部８３は、第一層部８１と反対側に第二面２２を有している。
【００２７】
このように、第３実施形態では、本体部７１を１つ以上の層部で形成することにより、本体部７１の内側に３次元構造の吸音経路部２３が容易に形成される。つまり、第３実施形態では、吸音経路部２３に相当する開口が形成された単数又は複数の層部を重ねること1020304050(7)JP 2021-156933 A 2021.10.7

により、第一面２１から第二面２２までの間に複雑な形状の吸音経路部２３が形成される。
【００２８】
第３実施形態では、本体部７１は複数の層部を積層することにより形成されている。これにより、例えば３Ｄプリンタなどを用いることなく、本体部７１の内側に本体部７１の板厚よりも長い吸音経路部２３が設けられる。したがって、より簡易な手法で吸音構造体７０を製造することができる。
【００２９】
なお、第３実施形態では、第一面２１を有する第一層部８１から第二面２２を有する第三層部８３までの間に第二層部８２の１つの層部を挟み込む例について説明した。しかし、本体部７１は、第一層部８１から第三層部８３までの間に、２つ以上の層部を挟み込んでもよい。これにより、より形状が複雑で全長の長い吸音経路部２３を形成することができる。
【００３０】（その他の実施形態）
上述の複数の実施形態では、第一面２１の第一開口部３１から第二面２２の第二開口部３２まで１本の吸音経路部２３を形成する例について説明した。しかし、吸音経路部２３は、途中で分岐してもよい。例えば図１０に示すように、吸音構造体１０の吸音経路部２３は、１つの第一開口部３１から２つの第二開口部３２へ途中で分岐する構成とすることができる。この場合、吸音経路部２３は、第一開口部３１を複数にしたり、３つ以上の第二開口部３２に接続する構成としたりしてもよい。他にも、吸音構造体１０は、吸音経路部２３を分岐することによって、第一開口部３１の数が第二開口部３２よりも多い構成、又は逆に第一開口部３１の数が第二開口部３２よりも少ない構成等、任意に設定することができる。また、例えば図１１に示すように、吸音経路部２３は、第一開口部３１から第二開口部３２までの間で分岐するとともに、分岐した経路の一部において端部が閉塞する構成としてもよい。これらのように、吸音経路部２３を分岐、及び吸音経路部２３の構成を変化させることにより、吸音効果の高い周波数帯域が高周波側又は低周波側へ変化し、より幅広い帯域において吸音効果の向上に対応することができる。
【００３１】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】【００３２】
図面中、１０、７０は吸音構造体、１１、７１は本体部、２１は第一面、２２は第二面、２３は吸音経路部、３１は第一開口部、３２は第二開口部、６０は多孔質体を示す。

102030

(8)

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

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(9)

【図５】

【図７】

【図６】

【図８】

【図９】

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(10)

【図１０】

【図１１】

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(11)JP 2021-156933 A 2021.10.7

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フロントページの続き(72)発明者 根崎楓真

愛知県犬山市大字前原字天道新田
Ｆターム(参考) 5D061 AA06

AA12

AA16 AA25

大同メタル工業株式会社内
BB31BB40