防音结构体的制作方法

文档序号:17439964发布日期:2019-04-17 04:37阅读:393来源:国知局
防音结构体的制作方法

本发明涉及一种防音结构体。



背景技术:

为了防音而使用房间(建筑物)的分隔板、门及壁或者设置在高速公路、一般道路及铁路沿线等中的防音壁等间壁部件。在这种用于防音的间壁部件中,存在如下问题,即存在由于声音从间壁部件的上部或横部回绕的“衍射现象”,即使设置间壁部件也得不到充分的防音效果的情况。为了得到充分的防音效果,需要更加提高间壁部件的高度。

为了解决该衍射现象,考虑通过在板部件(间壁部件)的上端部设置吸音材料来抑制声音的衍射而提高防音效果(专利文献1)。通过在板部件的上端部设置吸收体的结构,在板部件的表侧和背侧中产生声压差而增大声音的局部速度,通过作为多孔体的吸音材料来消耗所加速的空气的粒子速度的能量,由此得到防音效果。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5380610号



技术实现要素:

发明要解决的技术课题

然而,当设为在间壁部件(板部件)的上端部设置由多孔体构成的吸音体的结构时,入射于吸音体的声音被吸收,但通过吸音体的上部的声音不被吸收,且引起衍射现象。因此,以将作为多孔体的吸音材料配置于间壁部件的上端部的结构,防音效果并不充分。

本发明的目的在于解决上述现有技术的间题点,提供一种在用于防音的间壁部件中,抑制由衍射现象引起的回声而得到充分的防音效果的防音结构体。

用于解决技术课题的手段

本发明人等为了实现上述目的而进行深入研究的结果,发现通过具有防音单元及间壁部件而能够解决上述课题,从而完成了本发明,所述防音单元具有具备开口部的框体及覆盖开口部而配置的膜,膜根据入射于膜的声音来振动,所述间壁部件安装有1个以上的防音单元。

即,发现了通过以下结构能够实现上述目的。

[1]一种防音结构体,其具有:

防音单元,具有具备开口部的框体及覆盖开口部而配置的膜,膜根据入射于膜的声音来振动;

间壁部件,安装有1个以上的防音单元。

[2]根据[1]所述的防音结构体,其中,将开口部的贯穿方向上的框体的厚度和开口端校正距离的合计长度设为la,将空气中的音速设为c时,满足c/(4la)≤20000的关系。

[3]根据[2]所述的防音结构体,其中,将开口部的贯穿方向上的框体的厚度和开口端校正距离的合计长度设为la,将空气中的音速设为c时,满足c/(4la)≤2000的关系。

[4]根据[1]所述的防音结构体,其中,将开口部的贯穿方向上的框体的厚度和开口端校正距离的合计长度设为la,将膜的第一固有振动数设为f1,将空气中的音速设为c时,满足c/(4la)≤f1的关系。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的防音结构体,其中,防音单元安装在间壁部件的端面。

[6]根据[5]所述的防音结构体,其中,防音单元以使膜的膜面与间壁部件的主面平行的方式安装在间壁部件的端面。

[7]根据[1]~[7]中任一项所述的防音结构体,其中,膜由非通气性的材质形成。

[8]根据[1]~[7]中任一项所述的防音结构体,其中,防音单元的膜的第一固有振动频率为20000hz以下。

[9]根据[1]~[8]中任一项所述的防音结构体,其中,防音单元的膜的第一固有振动频率在可听范围内。

[10]根据[1]~[9]中任一项所述的防音结构体,其中,2个以上的防音单元排列在间壁部件的端面。

[11]根据[1]~[10]中任一项所述的防音结构体,其中,防音单元的膜具有贯穿孔。

[12]根据[1]~[11]中任一项所述的防音结构体,其中,防音单元的框体及膜具有透明性。

[13]根据[1]~[12]中任一项所述的防音结构体,其中,防音单元具有与间壁部件装卸的装卸部及与其他防音单元装卸的装卸部中的至少一个。

发明效果

根据本发明,能够提供一种在用于防音的间壁部件中,抑制由衍射现象引起的回声而得到充分的防音效果的防音结构体。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的防音结构体的一例的主视图。

图2是图1所示的防音结构体的侧视图。

图3是图1所示的防音结构体的局部放大立体图。

图4是图1所示的防音结构体的局部放大侧视图。

图5是示意性地表示图1所示的防音结构体的防音单元的立体图。

图6是图5所示的防音单元的侧视图。

图7是概念性地表示以往的防音结构体的情况下的声波的传播的图。

图8是概念性地表示本发明的防音结构体的情况下的声波的传播的图。

图9是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图10是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图11是示意性地表示用于本发明的防音结构体的防音单元的另一例的立体图。

图12是图11所示的防音单元的侧视图。

图13是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图14是图13所示的防音结构体的局部放大侧视图。

图15是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图16是图15所示的防音结构体的局部放大侧视图。

图17是示意性地表示用于本发明的防音结构体的防音单元的另一例的立体图。

图18是图17所示的防音单元的侧视图。

图19是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图20是示意性地表示用于本发明的防音结构体的防音单元的另一例的立体图。

图21是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图22是示意性地表示用于本发明的防音结构体的防音单元的另一例的立体图。

图23是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图24是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图25是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的局部放大立体图。

图26是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的侧视图。

图27是示意性地表示本发明的防音结构体的另一例的侧视图。

图28是用于说明声压分布的测定方法的图。

图29是表示频率与插入损耗差的关系的曲线图。

图30是表示声压分布的计算结果的图。

图31是表示声压分布的计算结果的图。

图32是表示声压分布的计算结果的图。

图33是表示声压分布的计算结果的图。

图34是表示声压分布的计算结果的图。

图35是表示声压分布的计算结果的图。

图36是表示比较例的防音结构体的局部放大立体图。

图37是表示比较例的防音结构体的局部放大立体图。

图38是表示声压分布的计算结果的图。

图39是表示声压分布的计算结果的图。

图40是表示声压分布的计算结果的图。

图41是表示声压分布的计算结果的图。

图42是表示声压分布的计算结果的图。

图43是表示声压分布的计算结果的图。

图44是表示频率与插入损耗差的关系的曲线图。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明。

以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式来进行的,但本发明并不限定于这种实施方式。

另外,本说明书中,使用“~”来表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。

并且,本说明书中,“正交”及“平行”是指包含本发明所属的技术领域中所容许的误差范围。例如,“正交”及“平行”是指相对于严格的正交或者平行在小于±10°的范围内的情况等,对于严格的正交或者平行的误差优选为5°以下,更优选为3°以下。

并且,关于由“正交”及“平行”以外表示的角度,例如15°或45°等具体的角度,也包含本发明所属的技术领域中所容许的误差范围。例如,在本发明中,角度是指相对于具体表示的严格的角度小于±5°的角度等,对于所表示的严格的角度的误差优选为±3°以下,优选为±1°以下。

[防音结构体]

本发明的防音结构体具有:

防音单元,具有具备开口部的框体及覆盖开口部而配置的膜,膜根据入射于膜的声音来振动;

间壁部件,安装有1个以上的防音单元。

利用图1~图6,对本发明的防音结构体的结构进行说明。

图1是表示本发明的防音结构体的优选实施方式的一例的示意主视图,图2是图1所示的防音结构体的侧视图,图3是图1所示的防音结构体的局部放大立体图,图4是图1所示的防音结构体的局部放大侧视图。并且,图5是构成图1所示的防音结构体的防音单元14a中的1个的示意立体图,图6是图5所示的防音单元14a的侧视图。

图1~图4所示的防音结构体10a具有板状的间壁部件12、及排列在间壁部件12的上端面(图中上下方向的上侧的端面)的多个防音单元14a。

在图1所示的例中,8个防音单元14a在宽度方向上排列配置于间壁部件12的上端面上,而且,在各防音单元14a上配置防音单元14a。即,防音结构体10a具有间壁部件12及在间壁部件12的上端面上排列的8×2个防音单元14a。

如图5及图6所示,防音单元14a具有具备贯穿的开口部22的框体20a及覆盖开口部22的开口面的一侧而配置的膜24a,膜24a根据入射于膜24a的声音来振动。

如图3及图4所示,在防音结构体10a中,防音单元14a在开口部22的贯穿方向上的厚度(以下,也简称为防音单元的厚度)与间壁部件12的厚度大致相同。

并且,图示例中,多个防音单元14a均以膜24a的膜面与间壁部件12的主面(最大面)平行的方式配置,且以膜24a的膜面与间壁部件12的主面呈同一水平面的方式配置。并且,多个防音单元14a中,将膜24a朝向同一方向而配置,以使各个膜24a的膜面成为相同的面。

另外,间壁部件12的主面是指最大面,当将防音结构体设置在目标场所时,其法线矢量为朝向被分隔的空间的面。

间壁部件12是指分隔2个空间的部件及壁等,例如为构成房屋、高楼、工厂等建筑物的结构体的固定壁、配置在建筑物的房间内,且分隔房间内的固定间壁(分隔板)等固定壁、配置在建筑物的房间内,且分隔房间内的可动间壁(分隔板)等可动壁、建筑物的门、窗户、窗框或者设置在高速公路、一般道路及铁路沿线等的防音壁等用于防音的各种公知的板状的部件。

间壁部件12的材质只要根据用途、所要求的功能等进行选择即可,能够适当利用各种金属、丙烯酸等树脂、玻璃、混凝土、砂浆及木材等。

并且,间壁部件12的大小并无限定,根据用途、所要求的功能等适当进行设定即可。

如前所述,在这种用于防音的间壁部件中,存在如下问题,即存在由于声音从间壁部件的上部或横部回绕的“衍射现象”,即使设置间壁部件也无法得到充分的防音效果的情况。

具体而言,如图7所示,从声源q产生的声音s0中,朝向间壁部件100的声音s0被间壁部件100遮挡而到达不了间壁部件100的背侧,但通过间壁部件100的上部的声音s1如作为声音s2所示,通过衍射现象回绕到间壁部件100的背侧,因此无法得到充分的防音效果。因此,为了得到充分的防音效果,需要更加提高间壁部件的高度。

为了解决该衍射现象,考虑通过在间壁部件的上端部设置由多孔体构成的吸音材料来抑制声音的衍射而提高防音效果。然而,当设为在间壁部件的上端部设置由多孔体构成的吸音体的结构时,入射于吸音体的声音被吸收,但通过吸音体的上部的声音不被吸收,且引起衍射现象。因此,以将作为多孔体的吸音材料配置于间壁部件的上端部的结构,防音效果并不充分。

相对于此,本发明的防音结构体10a具有在间壁部件12的上端面排列有多个防音单元14a的结构,所述防音单元14a具有具备开口部22的框体20a及覆盖开口部22而配置的膜24a。

该防音单元14a通过膜24a的膜振动来吸收所入射的声音,由此发挥防音效果,但一部分透射膜24a。换言之,透射膜24a(膜振动)的声音的声压下降。并且,透射膜的声音的相位发生变化。

因此,如图8所示,防音结构体10a中,从声源q产生的声音s0中,通过防音结构体10a的上部的声音s1与透射防音单元14a的膜24a的膜振动的声音s3的相位不同,因此相互干扰而相互减弱(相互抵消),如作为声音s4所示,通过衍射现象回绕到防音结构体10a的背侧的声音变小。

如此,本发明的防音结构体利用通过防音单元的声音的相位发生变化,并通过由通过防音结构体的上部的空间的声音与通过设置在防音结构体的防音单元的声音的相位差产生的相互抵消来进行防音。因此,能够以比在间壁部件设置由多孔体构成的吸音材料的结构小的面积发挥更高的防音效果。

并且,在防音单元中,膜的膜振动的共振频率附近的声音中,容易透射膜,因此在防音单元的膜的共振频率附近,得到由相位差产生的相互抵消的效果。并且,在并非共振频率附近的情况下,声音变得难以透射(即,已透射的声音的声压变小),但相位的变化量变大,因此有时得到由相位差产生的相互抵消的效果。因此,通过适当设定防音单元的膜的共振频率,能够选择性地对所期望的声音进行防音。

并且,防音单元能够仅由膜振动的膜及固定膜的框体构成,因此框体的内部能够设为空腔,且能够设为非常轻。

并且,聚氨酯、玻璃棉及石棉等通常用作吸音材料的多孔体其本身不透明,因此根据利用场所,有时损坏景观,或者损坏外观设计性。

相对于此,本发明的防音结构体中所使用的防音单元由膜及框体构成,因此通过作为膜及框体的形成材料使用具有透明性的部件,能够使防音单元具有透光性。由此,能够防止损坏景观及外观设计性的情况。

并且,防音单元具有透明性,由此能够向由防音结构体分隔的空间内引导来自外部的光,且能够确保明度及视野。并且,不让人感受到大小,从而能够降低压迫感。

在此,本发明中,具有透明性的部件是指波长380nm~780nm的光的透射率为80%以上的部件。

另外,本发明中,透射率根据jisk7375《塑料-总光线透射率及总光线反射率的求法》的总光线透射率的测定方法来进行测定即可。

并且,本发明的防音结构体中所使用的防音单元由膜及框体构成,因此作为膜及框体的形成材料能够选择所期望的颜色的材料,或者能够轻松地进行着色,因此例如通过将膜及框体的形成材料的颜色设为与间壁部件的色彩类似的色彩,从而能够防止损坏景观及外观设计性的情况。

并且,本发明的防音结构体仅通过将防音单元设置于间壁部件而发挥效果,因此也能够轻松地将防音单元以后设的方式设置于原有的防音壁及分隔板等间壁部件。

在此,图3所示的例中,设为在间壁部件12的上端面排列2列的防音单元14a的结构,但并不限定于此,如图9所示的防音结构体10b,可以设为在间壁部件12的上端面具有1列的防音单元14a的结构,或者,也可以设为具有3列以上的防音单元14a的结构,例如,如图10所示的防音结构体10c,设为在间壁部件12的上端面具有4列的防音单元14a的结构。

并且,图3所示的例中,防音单元14a的厚度设为与间壁部件12的厚度大致相同的厚度,但并不限定于此,防音单元14a的厚度与间壁部件12的厚度也可以彼此不同。

例如,使用如图11及图12所示的将膜24a可振动地固定在薄的框体20b而成的防音单元14b,如图13及图14所示的防音结构体10d,可以设为防音单元14a的厚度比间壁部件12的厚度薄的结构。图14中,设为以间壁部件12的主面与防音单元14b的膜24a的膜面在同一平面的方式将防音单元14b配置于间壁部件12上的结构,但并不限定于此。厚度方向上的从间壁部件12的一主面到防音单元14b的距离t1并无限定,并且,只要防音单元14b的膜24a的膜面与间壁部件12的主面平行,则可以在同一面也可以不在同一面。

当防音单元的厚度为与间壁部件的厚度大致相同的厚度时,在提高防音单元的设置性的点上优选。另一方面,当防音单元的厚度比间壁部件的厚度薄时,能够使防音单元更加轻量化。

并且,图13所示的例中,防音单元14b的开口部22的形状设为大致正方形,但并不限定于此,如图15及图16所示的防音结构体10e,也可以设为使用将长方形的膜24b可振动地固定于具有长方形的开口部的框体20c而成的防音单元14c的结构。

并且,如图17及图18所示的防音单元14d,本发明的防音结构体中所使用的防音单元也可以在膜24c中形成有贯穿孔26。

图19所示的防音结构体10f具有将具备形成有贯穿孔26的膜24c的防音单元14d与图3所示的防音结构体10a相同地排列在间壁部件12的上端面的结构。如此,即使在膜中具有贯穿孔的情况下,也能够使透射膜振动的声音中产生相位差而进行防音。并且,在膜中具有贯穿孔的结构在能够确保通气性的点上优选。

贯穿孔26的大小并无限定,只要根据膜24的大小(框体20的开口部22的大小)进行设定即可。例如,相对于膜24的尺寸为20mm□,能够设置φ3mm左右的贯穿孔26。

并且,如图20所示的防音单元14e,本发明的防音结构体中所使用的防音单元可以设为在框体20a的开口部22的两面分别配置膜24a的结构。

图21所示的防音结构体10g具有如下结构:将在框体20a的两面分别固定膜24a而成的防音单元14e,与图3所示的防音结构体10a相同地,排列在间壁部件12的上端面。

并且,本发明的防音结构体中所使用的防音单元并不限定于膜24a可振动地固定在框体20a的端面的结构,如图22所示的防音单元14f,也可以设为膜24a可振动地固定在框体20a的开口部22内的结构。并且,图22所示的例中,防音单元14f设为具有3个膜24a的结构,但并不限定于此,也可以设为具有4个以上的膜的结构。

并且,图3所示的例中,设为使用多个相同结构的防音单元的结构,但并不限定于此,也可以设为组合使用结构不同的防音单元的结构。

在图23~图25中分别示出组合结构不同的防音单元的例。

图23所示的防音结构体10h具有防音单元14a及防音单元14g。防音单元14a与防音单元14g除了大小不同以外具有相同的结构。即,防音单元14g的框体20d(开口部)及膜24d小于防音单元14a的框体20a(开口部)及膜24a。

图23所示的防音结构体10h中,具有如下结构,即在间壁部件12的上端面排列有2列防音单元14a,而且在所排列的多个防音单元14a上排列有2列防音单元14g。

并且,图24所示的防音结构体10i中,具有如下结构,即在间壁部件12的上端面排列有2列图5所示的防音单元14a,而且在所排列的防音单元14a上排列有2列图17所示的防音单元14d。

并且,图25所示的防音结构体10j中,具有如下结构,即在间壁部件12的上端面排列有2列图5所示的防音单元14a,而且在所排列的防音单元14a上排列有2列图11所示的防音单元14b。

并且,图1及图2所示的防音结构体10a中,设为在间壁部件12的上端面排列有防音单元14a的结构,但并不限定于此,可以设为在间壁部件12的侧面配置防音单元的结构,也可以设为在间壁部件的下端面配置防音单元的结构。并且,例如如公共卫生间的隔板(门),当在隔板的上部和下部中具有空间时,如图26所示的防音结构体10k,可以设为分别在间壁部件12的上端面及下端面排列有防音单元14a的结构。并且,也可以设为在间壁部件12的整个端面排列有防音单元14a的结构。

并且,并不限定于在间壁部件12的端面配置防音单元14a的结构,也可以设为在壁的成为窗框部分的开口部及成为门(door)的安装部分的开口部等配置防音单元14a的结构。

并且,如图27所示的防音结构体101,可以设为在间壁部件12的上端面沿厚度方向重叠排列2个防音单元(14g及14h)的结构。

并且,图1所示的例中,设为在间壁部件的端面排列多个防音单元的结构,但只要具有至少1个防音单元即可。

并且,图3所示的例中,防音单元14a以使膜24a的膜面与间壁部件12的主面平行的方式配置在间壁部件12的端面上,但并不限定于此,也可以设为相对于间壁部件12的主面倾斜膜24a的膜面而配置防音单元14a的结构。

作为将与间壁部件12的主面和配置有防音单元14a的端面相接的端边平行的方向设为旋转轴时的、相对于间壁部件12的主面的膜24a的膜面的倾斜度,优选-90°~90°,更优选-30°~30°。

另外,上述倾斜度的值为正的情况表示向成为防音对象的声音的声源侧倾斜的情况,为负的情况表示向与声源相反的一侧倾斜的情况。

并且,作为将与间壁部件12的主面和配置有防音单元14a的端面相接的端边正交的方向设为旋转轴时的、相对于间壁部件12的主面的膜24a的膜面的倾斜度,优选-90°~90°,更优选-30°~30°。

接着,对防音单元的构成要件进行详细说明。

以下说明中,当没必要特别区分时,将防音结构体10a~101统称为防音结构体10,将防音单元14a~14i统称为防音单元14,将框体20a~20d统称为框体20,将膜24a~24d统称为膜24。

如前所述,防音单元14具有:框体20,具有贯穿的开口部22;及膜24,覆盖开口部22的开口面的一侧而配置,膜24根据入射于膜24的声音来振动。

框体20具有1个以上的开口部22,以覆盖开口部22的方式固定膜24,且用于可振动地支撑该膜24。

另外,框体20优选为关闭且连续的形状,以使能够固定限制膜24的整周,但并不限定于此,框体20也可以为一部分被切断而不连续的形状。

并且,框体20的开口部22的形状并无特别限制,例如可以为正方形、矩形、菱形或平行四边形等其他四边形、正三角形、等腰三角形或直角三角形等三角形、包含正五边形或正六边形等正多边形的多边形、或者圆形、椭圆形等,也可以为不规则的形状。另外,框体20的开口部22的两侧的端面均未被封闭,而是都原样向外部开放。即,开口部22贯穿框体20。

框体20的尺寸为俯视观察时的尺寸,能够定义为其开口部22的尺寸,因此以下中设为开口部22的尺寸,但在圆形或如正方形的正多边形的情况下,能够定义为通过其中心的相对的边之间的距离或当量圆直径,在多边形、椭圆或不规则的形状的情况下,能够定义为当量圆直径。本发明中,当量圆直径及半径是指分别换算为面积相等的圆时的直径及半径。

这种框体20的开口部22的尺寸并无特别限制,只要根据为了防音而适用本发明的防音结构体的防音对象物适当进行设定即可。例如,框体20(开口部)的尺寸优选为0.5mm~200mm,更优选为1mm~100mm,最优选为2mm~30mm。

另外,只要能够可靠地同定并支撑膜24,则框体20的框架的壁厚及厚度也并无特别限制,但例如能够根据框体20的尺寸来进行设定。

例如,当框体20的尺寸为0.5mm~50mm时,框体20的框架的壁厚优选为0.5mm~20mm,更优选为0.7mm~10mm,最优选为1mm~5mm。

若框体20的壁厚相对于框体20的尺寸的比率过大,则整体中所占的框体20部分的面积率变大,从而担忧设备变重。另一方面,若上述比率过小,则该框体20部分中难以通过粘接剂等牢固地固定层叠体。

并且,当框体20的尺寸为大于50mm且200mm以下时,框体20的壁厚优选为1mm~100mm,更优选为3mm~50mm,最优选为5mm~20mm。

并且,框体20的厚度即开口部22的贯穿方向的厚度优选为与间壁部件12的厚度大致相同,但也优选为0.5mm~200mm,也更优选为0.7mm~100mm,也进一步优选为1mm~50mm。

框体20的形成材料只要能够支撑膜24,并具有适度的强度,且对防音对象物的防音环境具有耐性,则并无特别限制,能够根据防音对象物及其防音环境来进行选择。例如,作为框体20的材料,能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼、它们的合金等金属材料、丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素等树脂材料、碳纤维增强塑料(cfrp:carbonfiberreinforcedplastics)、碳纤维及玻璃纤维增强塑料(gfrp:glassfiberreinforcedplastics)等。

并且,也可以组合使用这些框体20的多种材料。

并且,作为具有透明性的框体20的材料,可举出透明树脂材料、透明无机材料等。作为透明树脂材料,具体而言,可举出三乙酰纤维素等乙酰纤维素系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂;聚乙烯(pe)、聚甲基戊烯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物等烯烃系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚碳酸酯等。另一方面,作为透明无机材料,具体而言,可举出钠玻璃、钾玻璃、铅玻璃等玻璃;透光性压电陶瓷(plzt)等陶瓷;石英;萤石等。

并且,作为框体20使用具有透明性的材料时,可以对框体20赋予防反射层等。由此,能够降低可见性(难以看得清),且能够提高透明性。

并且,可以在框体20的开口部22内配置以往公知的吸音材料。

配置吸音材料,由此通过由吸音材料产生的吸音效果,能够更加适宜地调整隔音特性。

作为吸音材料,并无特别限定,能够利用聚氨酯板、无纺布等各种公知的吸音材料。

膜24以覆盖框体20的开口部22的方式被限制于框体20而固定,并且通过与来自外部的声波对应地进行膜振动来吸收或者反射声波的能量从而进行防音。并且,具有错开透射膜振动的声音的相位的效果。因此,优选膜24相对于空气具有不渗透性,即膜由非通气性的材质形成。

在此,本发明中,非通气性的材质是指每一单位厚度的流阻为1000000(n·s/m4)以上的材质。

然而,由于需要以框体20为波节而进行膜振动,因此膜24需要可靠地限制于框体20而被固定,成为膜振动的波腹。因此,膜24优选为具有挠性的粘弹性材料制的膜。

因此,膜24的形状为框体20的开口部22的形状,并且,膜24的尺寸为框体20的尺寸,更详细而言,能够称为框体20的开口部22的尺寸。

在此,固定在防音单元14的框体20的膜24作为最低阶的固有振动模式的频率即共振频率,具有透射损失成为最小例如0db的第一固有振动频率。该第一固有振动频率由包括框体20及膜24的结构确定。因此,被本发明人等发现,如图17所示的防音单元14d,在膜24中打穿贯穿孔26的情况下,也成为与没有贯穿孔26的情况大致相同的值。

在此,包括框体20及膜24的结构中的、即以限制于框体20的方式被固定的膜24的第一固有振动频率为固有振动模式的频率,所述固有振动模式的频率中,在声波通过共振现象使膜振动的摇动最大处,声波在该频率下大量透射。

在此,如前所述,本发明的防音结构体10中,透射防音单元14的声音其相位发生变化,因此通过由与通过防音结构体10的周围的声音的干扰产生的相互抵消的效果来发挥防音效果。

因此,防音单元14中,由于在膜24的第一固有振动频率中声音的透射率变大,因此在膜24的第一固有振动频率附近由相位偏移的声音的相互抵消产生的防音效果变高。

因此,以限制于框体20的方式被固定的膜24的第一固有振动频率优选为20000hz以下,更优选在可听范围(20hz~20000hz)内,进一步优选为40hz~16000hz的范围,尤其优选为100hz~12000hz的范围。

并且,本发明的防音结构体10通过适当设定防音单元14的膜24的第一固有振动数,能够选择性地对以第一固有振动频率为基准的一定频带的声音进行防音。

并且,通过组合膜24的第一固有振动频率不同的多个防音单元,也能够在宽带上进行防音。

在包括框体20及膜24的防音单元14中,为了将膜24的第一固有振动频率设为可听范围内的任意频率,只要适当设定膜24的厚度、材质(杨氏模量)、框体20(开口部22)的尺寸等即可。

并且,膜24的厚度只要能够进行膜振动,就并无特别限制。例如,在本发明中,膜24的厚度能够根据框体20的尺寸即膜的尺寸来设定。

例如,膜24的厚度优选为0.005mm(5μm)~5mm,更优选为0.007mm(7μm)~2mm,最优选为0.01mm(10μm)~1mm。

在此,如前所述,防音结构体10中,包括框体20及膜24的防音单元14中的膜24的第一固有振动频率能够由防音单元14的框体20的几何形式例如框体20的形状及尺寸(size)及防音单元14的膜24的刚性例如膜24的厚度及挠性(杨氏模量)来确定。

另外,作为表征膜24的第一固有振动模式的参数,在同种材料的膜24的情况下,能够使用膜24的厚度(t)与框体20的尺寸(a)的平方之比,例如,在正四边形的情况下能够使用与一边的大小之比[a2/t],当该比[a2/t]相等时,例如(t、a)为(50μm、7.5mm)的情况和(200μm、15mm)的情况下,上述第一固有振动模式成为相同的频率即相同的第一固有振动频率。即,通过将比[a2/t]设为恒定值,从而比例定律成立,能够选择适当的尺寸。

并且,膜24的杨氏模量只要具有膜24能够进行膜振动的弹性,则并无特别限制。例如,本发明中,膜24的杨氏模量能够根据框体20的尺寸即膜的尺寸来设定。

例如,膜24的杨氏模量优选为1000pa~3000gpa,更优选为10000pa~2000gpa,最优选为1mpa~1000gpa。

并且,膜24的密度也只要能够进行膜振动,则并无特别限制,例如,优选为10kg/m3~30000kg/m3,更优选为100kg/m3~20000kg/m3,最优选为500kg/m3~10000kg/m3

关于膜24的材料,设为膜状材料或箔状材料时,只要具有适用于上述的防音对象物时适当的强度,对防音对象物的防音环境具有耐性,且膜24能够进行膜振动,则并无特别限制,能够根据防音对象物及其防音环境等来进行选择。例如,作为膜24的材料,能够举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯酸(pmma)、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、三乙酰纤维素、聚偏二氯乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、芳香族聚酰胺、硅酮树脂、乙烯丙烯酸乙酯、乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯等能够制成膜状的树脂材料、铝、铬、钛、不锈钢、镍、锡、铌、钽、钼、锆、金、银、铂、钯、铁、铜、坡莫合金等能够制成箔状的金属材料、纸、纤维素等成为其他纤维状的膜的材质、无纺布、包含纳米尺寸的纤维的膜、进行了薄加工的聚氨酯或thinsulate等多孔材料、加工成薄膜结构的碳材料等、能够形成薄结构的材质或结构等。

并且,作为具有透明性的膜24的材料,例如可举出透明树脂材料、透明无机材料等。作为透明树脂材料,具体而言,可举出三乙酰纤维素等乙酰纤维素系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂;聚乙烯(pe)、聚甲基戊烯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物等烯烃系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚碳酸酯等。

并且,作为膜24使用具有透明性的材料时,可以对膜24赋予防反射层等。由此,能够降低可见性(难以看得清),且能够提高透明性。

膜24固定于框体20的方法并无特别限制,只要能够将膜24以成为膜振动的波节的方式固定在框体20,则可以是任一种方法,例如,能够举出使用粘接剂的方法或使用物理固定用具的方法等。

关于使用粘接剂的方法,如图6所示,在包围框体20的开口部22的表面上涂布粘接剂28,并在其之上载置膜24,通过粘接剂28将膜24固定于框体20。作为粘接剂,例如能够举出环氧系粘接剂(araldite等)、氰基丙烯酸酯系粘接剂(aronalpha等)、superx(cemedineco.,ltd.制)、丙烯酸系粘接剂等。

并且,也可以使用双面胶进行固定。

作为使用物理固定用具的方法,能够举出将以覆盖框体20的开口部22的方式配置的膜24夹在框体20与棒等固定部件之间,并使用螺丝或螺钉等固定用具将固定部件固定于框体20的方法等。

并且,将膜24固定于框体20时,可以对膜24赋予张力而进行固定,但优选并不赋予张力而进行固定。

并且,将膜24固定于框体20时,只要膜24的端部的至少一部分被固定即可。即,一部分可以是自由端,也可以有简单支撑而不固定的部分。优选膜24的端部与框体20相接,并优选膜24的端部(周缘部)的50%以上固定在框体20,更优选90%以上固定在框体20。

并且,可以是框体20和膜24由相同的材质形成,且一体形成的结构。

框体20和膜24成为一体的结构能够通过压缩成型、注射成型、压印、切削加工及使用了三维形状形成(3d)打印机的加工方法等简单的工序进行制作。

在此,将开口部22的贯穿方向上的框体20的厚度和开口端校正距离的合计长度设为la,将所述膜的第一固有振动数设为f1,将空气中的音速设为c时,优选满足如下关系,

c/(4la)≤20000……(1)

更优选满足如下关系,

c/(4la)≤2000……(2)

也优选满足如下关系。

c/(4la)≤f1……(3)

另外,开口部的截面形状为圆形时的开口端校正距离大约为0.61×开口部半径。众所周知,声场的驻波的波腹向开口部的外侧突出与开口端校正的距离相当的量。当开口部的截面形状为圆形以外的形状时,视为面积相同的圆形,能够根据当量圆半径来求出开口端校正距离。

如前所述,远离膜的第一固有振动频率的频率的声音难以透射膜,因此难以得到由通过防音结构体的上部空间的声音与通过膜的声音的相位差产生的相互抵消的效果。

在此,具有开口部22的框体20中,根据框体20的厚度(开口部22的贯穿方向的厚度),在开口部22内产生气柱共振。在开口部22中气柱共振的共振频率附近的声音在开口部22内进行共振,因此透射膜的声音的声压在气柱共振的共振频率附近变大。因此,在气柱共振的共振频率附近,能够适当地得到由通过防音结构体的上部空间的声音与通过膜的声音的相位差产生的相互抵消的效果。因此,即使是远离膜的第一固有振动频率的频带,也通过利用开口部22的气柱共振,能够更加适当地得到由相位差产生的相互抵消的效果。

从气柱共振的共振频率成为可听范围的点,即对可听范围的声音进行防音的点考虑,优选满足上述式(1),从对人类的耳朵容易听见(灵敏度高)的频率的声音进行防音的点考虑,优选满足式(2),或者优选满足式(3)。

以下,对能够组合于具有本发明的防音结构体的防音部件的结构部件的物性或特性进行说明。

[阻燃性]

当使用具有本发明的防音结构体的防音部件而作为建材时,要求具有阻燃性。

因此,膜优选阻燃性的膜。当使用树脂而作为膜时,例如使用作为阻燃性的pet膜的lumirror(注册商标)非卤素阻燃型zv系列(torayindustries,inc.制)、teijintetoron(注册商标)uf(teijinlimited制)和/或作为阻燃性聚酯系膜的dialamy(注册商标)(mitsubishiplastics,inc.制)等即可。

并且,通过使用铝等金属材料,也能够赋予阻燃性。

并且,框体也优选为阻燃性的材质,可举出铝等金属、陶瓷等无机材料、玻璃材料、阻燃性聚碳酸酯(例如,pcmupy610(takironcorporation制))和/或阻燃性丙烯酸(例如,acrylite(注册商标)fr1(mitsubishirayonco.,ltd.制))等阻燃性塑料等。

而且,将膜固定于框体的方法也优选利用阻燃性粘接剂(threebond1537系列(threebondco.,ltd.制))、焊锡进行的粘接方法、或由2个框体夹持膜而固定等机械固定方法。

[耐热性]

担忧防音特性因伴随环境温度变化的本发明的防音结构体的结构部件的膨胀伸缩而发生变化,因此构成该结构部件的材质优选耐热性尤其低热收缩的材质。

膜例如优选使用teijintetoron(注册商标)膜sla(teijindupontfilmsjapanlimited制)、pen膜teonex(注册商标)(teijindupontfilmsjapanlimited制)和/或lumirror(注册商标)离线退火低收缩型(torayindustries,inc.制)等。并且,也优选使用一般热膨胀率小于塑料材料的铝等金属膜。

并且,框体优选使用聚酰亚胺树脂(tecasint4111(engineerjapancorporation制))和/或玻璃纤维增强树脂(tecapeekgf30(engineerjapancorporation制))等耐热塑料,和/或优选使用铝等金属或陶瓷等无机材料或玻璃材料。

而且,粘接剂也优选使用耐热粘接剂(tb3732(threebondco.,ltd.制)、超耐热1成分收缩型rtv硅酮粘接密封材(momentiveperformancematerialsjapanllc制)和/或耐热性无机粘接剂aronceramic(注册商标)(toagoseicompany,limited制)等)。优选将这些粘接涂布于膜或框体时,通过设为1μm以下的厚度,能够降低膨胀收缩量。

[耐候/耐光性]

当具有本发明的防音结构体的防音部件配置在屋外或光照射的场所时,结构部件的耐候性成为问题。

因此,膜优选使用特殊聚烯烃膜(artply(注册商标)(mitsubishiplastics,inc.制))、丙烯酸树脂膜(acryplen(mitsubishirayonco.,ltd.制))和/或scotchcalfilm(商标)(3mcompany制)等耐候性膜。

并且,框体优选使用聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(丙烯酸)等耐候性高的塑料或铝等金属、陶瓷等无机材料和/或玻璃材料。

而且,粘接剂也优选使用环氧树脂系的粘接剂和/或dryflex(repaircareinternational制)等耐候性高的粘接剂。

关于耐湿性,也优选适当选择具有高耐湿性的膜、框体及粘接剂。关于吸水性、耐化学性,也优选适当选择适当的膜、框体及粘接剂。

[垃圾]

在长期的使用中,在膜表面附着有垃圾,有可能对本发明的防音结构体的防音特性造成影响。因此,优选防止垃圾的附着或去除所附着的垃圾。

作为防止垃圾的方法,优选使用垃圾难以附着的材质的膜。例如,通过使用导电性膜(fleclear(注册商标)(tdkcorporation.制)和/或ncf(nagaokasangyouco.,ltd.制))等,从而膜不带电,由此能够防止由带电引起的垃圾的附着。并且,通过使用氟树脂膜(di-nocfilm(商标)(3mcompany制))和/或亲水性膜(miraclean(lifecardco.,ltd.制)、rivex(rikentechnoscorp制)和/或sh2clhf(3mcompany制)),也能够抑制垃圾的附着。而且,通过使用光催化剂膜(laclean(kimotoco.,ltd.制)),也能够防止膜的污染。通过将具有这些导电性、亲水性和/或光催化性的喷雾剂和/或包含氟化合物的喷雾剂涂布于膜,也能够得到相同的效果。

除了使用如上所述的特殊的膜以外,通过在膜的上部设置罩体,也能够防止污染。作为罩体,能够使用薄膜材料(saranwrap(注册商标)等)、具有不通过垃圾的大小的网眼的网状物、无纺布、聚氨酯、气凝胶、多孔状的膜等。

作为去除所附着的垃圾的方法,通过放射膜的共振频率的声音,且使膜强烈振动,从而能够去除垃圾。并且,使用鼓风机或擦拭,也能够得到相同的效果。

[风压]

由于强风撞击到膜,从而膜成为被按压的状态,共振频率有可能发生变化。因此,通过用无纺布、聚氨酯和/或膜等覆盖膜上,能够抑制风的影响。与上述垃圾的情况相同地,优选在膜的上部设置罩体来配置,以避免风直接撞击到膜。

[防音单元的组合]

当具有多个防音单元时,可以是多个框体由连续的1个框体构成的结构,或者也可以将各个防音单元作为单位单元而具有多个防音单元。

作为单位单元具有多个防音单元时,作为多个防音单元的连结方法,可以在框体安装magictape(注册商标)、磁铁、按钮、吸盘及/或凹凸部来进行组合,也能够使用胶带等来连结多个防音单元。

[对间壁部件的装卸]

本发明的防音结构体中,为了使防音单元能够简便地安装于间壁部件或者进行拆卸,优选在防音单元及间壁部件的端面安装包括磁性体、magictape(注册商标)、按钮、吸盘及/或凹凸部等的装卸机构。

[框机械强度]

本发明的防音结构体中,防音单元配置在间壁部件的端面,因此优选防音单元(框体)是轻量的。若仅使框体的框架变薄而轻量化,则框体的刚性降低而框体本身就变得容易振动,从而作为固定端的功能下降。

因此,为了在维持高刚性的状态下减少质量的增加,优选在框体中形成孔或槽。例如,通过使用桁架结构、刚性框架结构等,能够兼顾高刚性及轻量化。

如上所述,本发明的防音结构体用于高速公路、一般道路及铁路沿线等的防音壁、建筑物的门及壁、卫生间的门、用于办公室及会议室的分隔板等。或者,通过设置在阳台,或者设置在柜台厨房与起居室之间,能够在要求寂静的居住空间中实现静音化。

实施例

以下根据实施例对本发明进一步进行详细说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨,就能够适当进行变更。因此,本发明的范围不应该被以下所示的实施例作限定性解释。

[实施例1-1]

<防音单元的制作>

作为框体20,制作了开口部22的尺寸为40mm□,框架的宽度为5mm,厚度为20mm的丙烯酸制框体。

在该框体20的开口面通过双面胶(3mcompany制、scotch)粘贴厚度50μm的pet膜(torayindustries,inc.制、lumirror),从而制作了如图13所示的防音单元14。

测定了该防音单元14的膜24的第一固有振动频率的结果,小于100hz。

<防音结构体的制作>

作为间壁部件12,使用了厚度为50mm,宽度为0.350m,且材质为不锈钢的板状部件。

在该间壁部件12的上端面在高度方向上配置2个防音单元14,在宽度方向上配置7个,从而制作了如图13所示的防音结构体10。

另外,包括防音单元14的防音结构体10的高度设为0.5m。

[实施例1-2]

除了将膜的厚度设为125μm以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体。

另外,防音单元的膜的第一固有振动频率为250hz。

[实施例1-3]

除了将膜的厚度设为250μm以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体。

另外,防音单元的膜的第一固有振动频率为500hz。

[比较例1-1]

除了不具有防音单元以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体。即,将间壁部件单体设为比较例1-1。因此,将间壁部件的高度设为0.5m。

[比较例1-2]

如图36所示的防音结构体106,除了不具有膜以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体。图36所示的防音结构体106具有在间壁部件12的上端面排列有框体20b的结构。

[比较例1-3]

如图37所示的防音结构体108,除了使用了框体20的开口部微小且膜24的第一固有振动频率在可听范围外的防音单元110以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体。具体而言,框体20的开口部的尺寸为2mm,框架宽度为1mm。关于防音单元110,在间壁部件12的上端面在高度方向上配置40个,在宽度方向上配置140个。防音单元110的膜24的第一固有振动数大于20000hz。

[比较例1-4]

除了将膜的材质设为不锈钢,将厚度设为1000μm以外,与比较例1-3相同地制作了防音结构体。

该膜能够视为刚体,且不会振动。

[评价]

<插入损耗差>

通过求出使用各防音结构体时的插入损耗差来评价了防音效果。

具体而言,准备了如图28所示的被丙烯酸制的地板f、将聚氨酯制的吸音体设置在整面的壁面w及将聚氨酯制的吸音体设置在整面的天花板c包围的测定空间。该测定空间的高度设为1m,深度(图中左右方向的长度)设为1.5m,宽度(与纸面垂直的方向的长度)设为0.350m。

在该测定空间的宽度方向的中央、一个壁w侧的地板f上作为声源而配置扬声器q(fostex公司制、fe103en),在深度方向上从扬声器q隔开0.5m的位置上设置了防音结构体10。将防音结构体10的与扬声器q相反的一侧的面侧的0.25m×0.25m的区域设为测定区域r,在测定区域r中以41.7mm间隔设置了5×5个扩音器m(acoco.,ltd.制、type4160n),并用扩音器m测定了测定区域r中的声压。

将不设置防音结构体10并用25个扩音器m测定的声压的平均值设为p0。将设置防音结构体10并用25个扩音器m测定的声压的平均值设为p1,插入损耗l由以下式进行定义。

l=20×log(|p0|/|p1|)

将各实施例及比较例的插入损耗lx与作为间壁部件单体的比较例1-1的插入损耗l0之差lx-l0作为插入损耗差δl而求出。若该插入损耗差δl的值为正,则表示与间壁部件单体相比防音效果高,若为负值,则表示与间壁部件单体相比防音效果低。

在表1中示出结果。另外,在表1中表示1600hz中的插入损耗差。

[表1]

如表1所示,可知实施例1-1~1-3的插入损耗差δl高于比较例,从而防音效果高。

[实施例1-4]

除了将框体20的厚度设为50mm以外,与实施例1-2相同地制作了防音结构体10,并测定了插入损耗差。

[实施例1-5~1-9]

除了如表2所示变更了膜的材质及膜的厚度以外,与实施例1-4相同地制作了防音结构体10,并测定了插入损耗差。

在表2中示出结果。

[表2]

如表2所示,可知本发明的实施例1-4~1-9的插入损耗差δl为正值,从而防音效果高。

[实施例1-10]

除了将膜的材质设为聚酰亚胺,将膜的厚度设为100μm以外,与实施例1-4相同地制作了防音结构体。

另外,防音单元的膜的第一固有振动频率为200hz。

[实施例1-11]

除了将膜的厚度设为200μm以外,与实施例1-10相同地制作了防音结构体。

另外,防音单元的膜的第一固有振动频率为340hz。

在表3中示出结果。另外,表3中表示2000hz中的插入损耗差。

[表3]

[比较例1-5]

在间壁部件的上端面配置了作为纤维性多孔吸音材料的玻璃棉(asahiglassfiberco.,ltd.制、gw64、厚度50mm),来代替防音单元,除此以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体,并测定了插入损耗差。

图29中示出表示实施例1-1及比较例1-5的插入损耗差与频率的关系的曲线图。

如从图29可知,本发明的实施例1-1在宽带中具有比以往结构更高的防音效果。

[实施例2-1~2-2]

除了将防音单元14的高度方向的数量分别设为1个、4个以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体10,并测定了插入损耗差。

在表4中示出结果。另外,在表4中,关于实施例1-1表示1600hz中的插入损耗差,关于实施例2-1及2-2表示2000hz中的插入损耗差。该频率为各实施例中插入损耗差最大的频率。

[表4]

如表4所示,可知通过配置多个防音单元,与配置1个的情况相比插入损耗差δl变高且防音效果高。

[实施例3]

作为防音单元14使用了如图20所示的在框体20的两面固定膜24的结构的防音单元14,除此以外,与实施例1-5相同地制作了防音结构体10,并测定了插入损耗差。

频率2000hz中的插入损耗差为5.3。因此,可知防音效果高。

[实施例4-1~4-3]

除了在膜24的中央形成了表5所示的直径的贯穿孔26以外,与实施例1-1相同地制作了防音结构体10,并测定了插入损耗差。

表5中示出结果。

[表5]

如表5所示,可知在膜中形成有贯穿孔的防音单元的情况下,插入损耗差δl也变高且防音效果高。而且,通过具有贯穿孔,能够确保通气性。

[实施例5-1]

增高间壁部件12的高度,将包括防音单元14的防音结构体10的高度设为1m,除此以外,与实施例2-2相同地,制作了防音结构体10,并测定了插入损耗。

另外,本实施例中,测定插入损耗时,将测定空间的高度设为2m,将测定区域的大小设为0.5m×0.5m。

并且,插入损耗差δl作为与比较例5-1的插入损耗之差进行了计算。

[比较例5-1]

除了不具有防音单元14,且将间壁部件的高度设为1m以外,与实施例5-1相同地制作了防音结构体,并测定了插入损耗。

[实施例5-2]

增高间壁部件12的高度,将包括防音单元14的防音结构体10的高度设为2m,除此以外,与实施例2-2相同地,制作了防音结构体10,并测定了插入损耗。

另外,测定插入损耗时,将测定空间的高度设为3m,将自声源的距离设为1m,将测定区域的大小设为1.5m×1.5m。

并且,插入损耗差δl作为与比较例5-2的插入损耗之差进行了计算。

[比较例5-2]

除了不具有防音单元14,且将间壁部件的高度设为2m以外,与实施例5-2相同地制作了防音结构体,并测定了插入损耗。

在表6中示出结果。

[表6]

如表6所示,可知在增高间壁部件的情况下,也通过防音单元发挥有效作用而插入损耗差δl变高,从而得到良好的防音效果。

[实施例6-1]

除了相对于间壁部件12的主面将膜24的膜面倾斜-30°而配置了防音单元14(参考图42)以外,与实施例1相同地制作了防音结构体,并测定了插入损耗,求出与比较例1-1的插入损耗差。

[实施例6-2]

除了相对于间壁部件12的主面将膜24的膜面倾斜30°而配置了防音单元14(参考图43)以外,与实施例1相同地制作了防音结构体,并测定了插入损耗,求出插入损耗差。

在表7中示出结果。

[表7]

如表7所示,可知在倾斜了防音单元的情况下,插入损耗差δl也变高且防音效果高。

[模拟]

接着,为了估计防音性能,通过有限元法的模拟软件即comsolmultiphysics5.2的、使用了压力声音模块及结构力学模块的声学结构耦合分析模拟,再现上述实施例及比较例并通过计算来求出声压分布。计算模型中,将地板f及间壁部件12设定为刚体壁。并且,壁面w及天花板c设为没有声音的反射的完全吸收层(pml层:perfectmatchedlayer),膜的4边设定为固定端。框体设为刚体。并且,采用了在宽度方向上无线延续的周期性边界条件。

对于在这种计算模型中所得到的声压p,计算log(|p|)(log为常用对数),得到了测定空间中的声压分布。

图30中示出未设置防音结构体时的声压分布。

图31中示出比较例1-1的情况下的声压分布。

图32中示出比较例1-5的情况下的声压分布。

图33中示出实施例1-1的情况下的声压分布。

图34中示出实施例1-8的情况下的声压分布。

图35中示出实施例4-3的情况下的声压分布。

图38中示出比较例5-1的情况下的声压分布。

图39中示出实施例5-1的情况下的声压分布。

图40中示出比较例5-2的情况下的声压分布。

图41中示出实施例5-2的情况下的声压分布。

图42中示出实施例6-1的情况下的声压分布。

图43中示出实施例6-2的情况下的声压分布。

另外,实施例6-1及实施例6-2以外的例为频率1600hz中的声压分布,实施例6-1及实施例6-2为频率2200hz中的声压分布。

从图30~图35及图38~图43的对比,明确了相当于本发明的实施例1-1、实施例1-10、实施例4-3、实施例5-1、实施例5-2、实施例6-1及实施例6-2的声压分布与对应于各实施例的比较例相比,在测定区域r中声压变低。

[实施例7-1~7-5]

接着,为了研究在框体20的开口部22内产生的气柱共振的影响,对框体20的厚度进行各种变更而进行了模拟。

膜24设为厚度188μm的pet膜,关于框体20,开口部22的尺寸设为20mm□,将框体20的厚度分别设为10mm、30mm、50mm、75mm、100mm,除此以外,与实施例1相同,且与上述相同地进行了模拟。

固定在20mm□的框体20的膜24的第一固有振动数为1520hz。

将防音结构体10的与声源相反的一侧的面侧的0.25m×0.25m的区域设为测定区域r,计算测定区域r中的声压来求出插入损耗,求出相对于间壁部件单体的情况下的插入损耗的插入损耗差δl。

在图44中示出结果。并且,在表8中示出实施例7-1~实施例7-5中的c/(4la)的值。

[表8]

从图44可知,若c/(4la)为2000以下,则在2000hz以下的频带中得到更高的插入损耗差。并且,可知若c/(4la)为膜的第一固有振动数f1以下,则在膜的第一固有振动数以下的频带中得到更高的插入损耗差。

根据以上结果,本发明的效果是显而易见的。

符号说明

10a~101-防音结构体,12-间壁部件,14a~14i-防音单元,20a~20d-框体,22-开口部,24a~24d-膜,26-贯穿孔,28-粘接剂,q-声源,s0~s4-声波,w-壁面,c-天花板,f-地板,r-测定区域,m-扩音器。

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