JP5940466B2 - 遮音材 - Google Patents

Description

本発明は、遮音すべき音（例えば、騒音）を十分に遮音可能な遮音材に関する。

特許文献１には、送風機、圧縮機、ポンプ類、トンネル、ダム・堰、橋梁、ボイラー、各種炉、振動機、風車等から放射される低周波音を遮音するハニカムパネル積層体が開示されている。

具体的には、特許文献１には、複数のセルを有するハニカム材と、連通気泡を有し、かつ複数のセル内を充填する硬質フェノールフォームと、ハニカム材の一方の面に接合され、かつ通気性面材と、炭酸カルシウム粒子入りエポキシ樹脂接着剤により、ハニカム材の他方の面に接合されたスラグせっこう板と、炭酸カルシウム粒子入りエポキシ樹脂接着剤によりスラグせっこう板に接着されたアルミニウム合金板と、を有するハニカムパネル積層体が開示されている。

特開２０１１−２２７４７０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたハニカムパネル積層体は、ハニカム材の両面に板材（具体的には、ハニカム材の一方の面に接合された通気性面材と、ハニカム材の他方の面に接合されたスラグせっこう板及びアルミニウム合金板）を有するため、遮音すべき音を遮音する際、ハニカム材の両面に配置された板材がハニカム材を介して、振動的に結合し、サウンドブリッジが生じることで、十分な遮音性能を得ることが困難であった。

そこで、本発明は、遮音すべき音を十分に遮音することの可能な遮音材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る遮音材は、軸方向に位置する両端が開放端とされ、かつ前記軸方向と交差する面方向に配置された複数のセルを区画する支持体と、空気と音響インピーダンスの異なる材料より形成されていると共に、前記複数のセル内の前記軸方向における一部で前記セルを閉塞している吸音部と、を有し、前記吸音部は、前記セルの前記軸方向において、複数の層に分割されており、前記複数の層の間に、隙間が介在し、前記セルの前記軸方向における前記隙間の幅は、遮音すべき音の波長の腹と節との間隔に対応することを特徴とする。

このように、セルの軸方向において、吸音部を複数の層に分割し、かつ複数の層の間に隙間を介在させることにより、遮音材の両面から遮音したい音が入射された場合でも十分な遮音効果を得ることができる。

また、複数の層に分割されていない吸音部を設けた場合と比較して、空気と吸音部（分割された層）との境界面の数を増加させることが可能になる。これにより、複数の層に分割されていない吸音部を設けた場合と比較して、遮音材の遮音効率を向上させることができる。

このように、セルの軸方向における隙間の幅を、遮音すべき音の波長の腹と節の間隔に対応させることで、隙間により遮音すべき音を遮音することができる。

上記本発明の一態様に係る遮音材において、前記複数のセル内に配置された前記隙間の幅が異なってもよい。

このように、複数のセル内に配置された隙間の幅を異ならせることにより、遮音すべき音の様々な音波成分を減衰させることが可能となるので、遮音効率を向上させることができる。

上記本発明の一態様に係る遮音材において、前記セル内には、複数の前記隙間が配置されており、前記複数の隙間の幅が異なってもよい。

このように、セル内に配置された複数の隙間の幅を異ならせることにより、遮音すべき音の様々な音波成分を減衰させることが可能となるので、遮音効率を向上させることができる。

上記本発明の一態様に係る遮音材において、前記吸音部は、第１の層と、前記隙間を介して、該第１の層と対向配置された第２の層と、を含み、前記第１の層の一方の端面が前記支持体の第１の面に対して面一となるように配置されていると共に、前記第２の層の一方の端面が前記第１の面の反対側に位置する前記支持体の第２の面に対して面一となるように配置されていてもよい。

このような構成とすることにより、セルの端から吸音部の面が引っ込んだ構成とされた遮音材や、セル内に複数の隙間が形成された遮音材を製造する場合と比較して、容易に遮音材を製造できる。

本発明の遮音材によれば、遮音すべき音を十分に遮音することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。 図１に示す第１の実施の形態に係る遮音材のＡ−Ａ線方向の断面図である。 図１に示す第１の実施の形態に係る遮音材を部分的に拡大した斜視図である。 第１の実施の形態の第１変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。 第１の実施の形態の第２変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。 図６に示す第２の実施の形態に係る遮音材のＥ−Ｅ線方向の断面図である。 第２の実施の形態の第１変形例に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。 本発明の第３の実施の形態に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。 図９に示す第３の実施の形態に係る遮音材のＦ−Ｆ線方向の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る遮音材の平面図（図１２に示す音響エネルギー入射方向Ｂ１側の遮音材の平面図）である。 図１１に示す第４の実施の形態に係る遮音材のＧ−Ｇ線方向の断面図である。 第４の実施の形態の第１変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。 第４の実施の形態の第２変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の遮音材の寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。図２は、図１に示す第１の実施の形態に係る遮音材のＡ−Ａ線方向の断面図である。図３は、図１に示す第１の実施の形態に係る遮音材を部分的に拡大した斜視図である。

図１〜図３において、同一構成部分には、同一符号を付す。図１に示すＺ方向は、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向（言い換えれば、図２に示すセル１５の軸方向Ｊ）を示している。図２に示すＱは、図１に示すＸ方向及びＹ方向に対して平行な面方向（以下、「面方向Ｑ」という）を示している。つまり、面方向Ｑは、Ｚ方向に対して直交している。
図２及び図３に示すＢは、遮音すべき音の音響エネルギーの入射方向（以下、「音響エネルギー入射方向Ｂ」という）を示している。また、図２及び図３に示すＣは、遮音材１０を透過した音響エネルギーの出射方向（以下、「音響エネルギー出射方向Ｃ」という）を示している。

上記遮音すべき音を構成する音波成分は、吸音部１３の第１の端面１３ａに対して様々な角度で入射する。
図２及び図３では、実際には、様々な角度で吸音部１３の第１の端面１３ａに対して入射する遮音すべき音の音響エネルギーの入射方向（音響エネルギー入射方向Ｂ）を模式的図示に示している。
また、吸音部１３を通過した音響エネルギーは、第２の端面１３ｂに対して様々な角度を有する方向に吸音部１３から出射される。

図１〜図３を参照するに、第１の実施の形態の遮音材１０は、支持体１１と、吸音部１３と、を有する。
支持体１１は、複数のセル１５を有する板状の部材である。支持体１１は、セル１５の軸方向Ｊと交差（図２の場合、直交）する面方向Ｑに配置された複数のセル１５を区画している。

支持体１１の材料としては、軽量で剛性が高く、かつ耐水性や耐腐食性に優れた材料が好ましい。支持体１１の厚さＭ１は、軸方向Ｊにおけるセルの長さと一致している。

複数のセル１５は、セル１５の軸方向Ｊに位置する両端が開放端とされている。セル１５は、柱状とされた空間である。例えば、支持体１１の構造がハニカム構造の場合、セル１５の形状は、例えば、正六角柱にすることができる。

このように、支持体１１の構造をハニカム構造とすることで、ハニカム形状は空気に接する面積が小さくなるため、音波による曲げ振動が励起されにくいため、支持体１１自体が振動して音響パワーを放出することを抑制できる（言い換えれば、遮音すべき音を透過させることを抑制できる。）。

例えば、遮音すべき音の周波数が１ｋＨｚの場合、その波長は、３４ｃｍとなる。よって、遮音すべき音の周波数が１ｋＨｚの場合、セル１５の格子径Ｗ１（上記波長よりも小さい径）は、例えば、数ｃｍ程度とすることができる。

吸音部１３は、空気と音響インピーダンスの異なる材料よりなり、複数のセル１５内の一部（図２の場合、複数のセル１５の下部）を充填するように設けられている。吸音部１３の厚さＭ２は、支持体１１の厚さＭ１よりも薄くなるように構成されている。
吸音部１３は、セル１５の軸方向Ｊと交差（図２の場合、直交）する第１及び第２の端面１３ａ，１３ｂを有する。第１及び第２の端面１３ａ，１３ｂは、セル１５の軸方向Ｊと直交する平坦な面とされている。

このように、吸音部１３がセル１５の軸方向Ｊと直交する２つの端面（第１及び第２の端面１３ａ，１３ｂ）を有することにより、空気と第１の端面１３ａとの境界面、及び空気と第２の端面１３ｂとの境界面における音響インピーダンスが異なるため、遮音すべき音を透過させにくくすることができる。また、遮音すべき音の成分のうち、平面波を吸音部１３内で減衰させることができる。

第１の端面１３ａは、遮音すべき音の音響エネルギーが入射される側に配置されている。第１の端面１３ａは、遮音すべき音の音響エネルギーが入射される側に位置する支持体１１の第２の面１１ｂに対して面一とされておらず、支持体１１の第２の面１１ｂの位置からセル１５内に引っ込んだ位置に配置されている。

つまり、吸音部１３は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側（図２及び３に示す音響エネルギー入射方向Ｂと対向する側）に位置するセル１５の内面１５ａとセル１５内に配置された吸音部１３の第１の端面１３ａとにより区画された凹部状の空間１７が形成されるように配置されている。

このように、音響エネルギー入射方向Ｂと対向する側に位置する遮音材１０に複数の凹部状の空間１７（以下、単に「空間１７」という）を配置することにより、複数の空間１７において、遮音すべき音のうち、吸音部１３の第１の端面１３ａに対して斜めに入射する音波を反射させることで減衰させ、その後、吸音部１３により、空間１７を通過した平面波を減衰させることが可能となる。
また、遮音材１０は、複数のセル１５を区画する支持板１１の両面に板状の部材を有していないため、該板材に起因するサウンドブリッジが発生することがない。したがって、第１の実施の形態の遮音材１０は、十分な遮音性能を得ることができる。

なお、セル１５の軸方向Ｊにおける複数の空間１７の深さＤ１（支持体１１の第２の面１１ｂから吸音部１３の第１の端面１３ａまでの深さ）は、遮音すべき音の周波数に基づき適宜選択することができる。

第２の端面１３ｂは、第１の端面１３ａの反対側に位置する吸音部１３の端面である。第２の端面１３ｂは、遮音すべき音の音響エネルギーが出射される側に配置されている。
第２の端面１３ｂは、第２の面１１ｂの反対側に位置する支持体１１の第１の面１１ａ（凹部状の空間１７が配置されていない側に位置する支持体１１の面）に対して面一とされている。

このように、空間１７が配置されていない側に位置する支持体１１の第１の面１１ａに対して、吸音部１３の第２の端面１３ｂを面一にすることで、セル１５の軸方向Ｊにおける吸音部１３の厚さを十分に厚くすることが可能となるので、吸音部１３による遮音性能を向上させることができる。

また、吸音部１３の第２の端面１３ｂを支持体１１の第１の面１１ａに対して面一にすることで、吸音部１３の第１及び第２の端面１３ａ，１３ｂがセル１５内に配置された場合と比較して、吸音部１３を容易に形成することができる。

吸音部１３の材料として、粘性を有する材料（例えば、ゴム）、弾性変形する特性を有する材料、及び摩擦力によりセル１５の内面１５ａと接触する材料のうち、いずれかの材料を用いてもよい。

このように、吸音部１３の材料として、粘性を有する材料、弾性変形する特性を有する材料、及び摩擦力によりセル１５の内面１５ａと接触する材料のうち、いずれかの材料を用いることで、吸音部１３とセル１５の内面１５ａとを接着させる接着剤を用いることなく、吸音部１３をセル１５の内面１５ａに固定させることが可能となる。
これにより、遮音材１０を製造する際、接着剤を用いて、吸音部１３とセル１５の内面１５ａとを接着させる工程が不要となるので、遮音材１０の製造方法を簡略化することができる。

また、吸音部１３の材料として接着性を有する材料を用いてもよい。このように、吸音部１３の材料として接着性を有する材料を用いることで、吸音部１３とセル１５の内面１５ａとを接着させることが可能となるため、吸音部１３をセル１５の内面１５ａに対して強固に固定することができる。

上記構成とされた遮音材１０（音響エネルギー入射方向Ｂに対して吸音部１３が２つの端面（第１及び第２の端面１３ａ，１３ｂ）を有する遮音材）の透過損失ＴＬは、下記（１）式により算出することができる。
なお、下記（１）式において、ρ_ａは空気の密度（約１．２ｋｇ／ｍ^３）、ｃ_ａは空気中を伝わる音の速さ（約３４０ｍ／ｓ）、ρ_ｇは吸音部１３の密度、ｃ_ｇは吸音部１３中を伝わる音の速さをそれぞれ示している。
ＴＬ＝２×１０×ｌｏｇ１０｛（ρ_ａｃ_ａ＋ρ_ｇｃ_ｇ）^２／（４ρ_ａｃ_ａρ_ｇｃ_ｇ）｝・・・（１）

例えば、音響インピーダンスの変化だけを考慮し、かつ吸音部１３を構成する材料の物理量を水相当と仮定すると、ρ_ｇは約１０００ｋｇ／ｍ^３、ｃ_ｇは約１５００ｍ／ｓとなる。
この場合、透過損失ＴＬは、上記（１）式から算出でき、６０（ｄＢ）となる。

一方、参考までに、厚さ６ｍｍの鋼板において、質量則が成立する周波数域（ｆｃ＝約２ｋＨｚ）での透過損失ＴＬは、下記（２）式より算出することができる。なお、下記（２）式において、ｍは鋼板の面密度（ｋｇ／ｍ^２）、ｆは周波数（Ｈｚ）を示している。
ＴＬ＝１８×ｌｏｇ１０（ｍｆ）−４４ ・・・（２）

ｍは鋼板の面密度が約４７ｋｇ／ｍ^２の場合、上記（２）式から、透過損失ＴＬは、周波数が１００Ｈｚの場合には２２（ｄＢ）となり、周波数が１ｋＨｚの場合には４０（ｄＢ）となる。
よって、第１の実施の形態の遮音材１０は、鋼板よりも良好な遮音効果を得ることができる。

第１の実施の形態の遮音材によれば、軸方向Ｊに位置する両端が開放端とされ、かつ軸方向Ｊと交差する面方向Ｑに配置された複数のセル１５を区画する支持体１１と、複数のセル１５内の一部を充填するように設けられ、かつ空気と音響インピーダンスの異なる材料よりなる吸音部１３と、を有し、吸音部１３は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側に位置するセル１５の内面１５ａと該セル１５内に配置された吸音部１３の第１の端面１３ａとにより、凹部状の空間１７が区画されるように配置することにより、音響エネルギー入射方向Ｂと対向する側に位置する遮音材１０に複数の空間１７が配置される。

これにより、複数の空間１７内において、遮音すべき音のうち、吸音部１３の第１の端面１３ａに対して斜めに入射する音波を反射させることで減衰させ、その後、吸音部１３により、該空間１７を通過した平面波を減衰させることが可能となる。
また、第１の実施の形態の遮音材１０は、複数のセル１５を区画する支持板１１の両面（第１及び第２の面１１ｂ，１１ｂ）に板状の部材を有していないため、該板材に起因するサウンドブリッジが発生することがない。
したがって、第１の実施の形態の遮音材１０は、十分な遮音性能を発揮することができる。

図４は、第１の実施の形態の第１変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。図４において、図２に示す第１の実施の形態の遮音材１０と同一構成部分には、同一符号を付す。
なお、図４では、図２に示す吸音部１３と同じ材料で構成され、図２に示す吸音部１３とは厚さの異なる２種類の吸音部を「吸音部１３−１，１３−２」として示す。吸音部１３−１，１３−２は、厚さが異なること以外は、図２に示す吸音部１３と同様な構成とされている。

図４に示す空間１７−１，１７−２は、図２に示す空間１７と深さが異なること以外は、図２に示す空間１７と同様な構成とされている。
また、図４では、複数の吸音部１３，１３−１，１３−２及び空間１７，１７−１，１７−２を図示することが困難なため、それぞれ１つのみを図示する。
図４において、深さＤ２は、支持体１１の第２の面１１ｂから吸音部１３−１の第１の端面１３−１ａまでの深さ（空間１７−１の深さ）を示しており、深さＤ３は、支持体１１の第２の面１１ｂから吸音部１３−２の第１の端面１３−２ａまでの深さ（空間１７−２の深さ）を示している。

図４を参照するに、第１の実施の形態の第１変形例に係る遮音材２５は、吸音部１３，１３−１，１３−２の第２の端面１３ｂ，１３−１ｂ，１３−２ｂを支持体１１の第１の面１１ａに対して面一にした状態で、吸音部１３−１，１３−２の厚さを吸音部１３の厚さＭ１とは異ならせることで、空間１７，１７−１，１７−２の深さＤ１〜Ｄ３を異ならせたこと以外は、第１の実施の形態の遮音材１０と同様な構成とされている。

吸音部１３−１の厚さは、吸音部１３，１３−２よりも厚くなるように構成されており、
吸音部１３−２の厚さは、吸音部１３，１３−２よりも薄くなるように構成されている。
これにより、空間１７−１の深さＤ２は、他の空間１７，１７−２の深さＤ１，Ｄ３よりも浅くなるように構成されており、空間１７−２の深さＤ３は、他の空間１７−１，１７−３よりも深くなるように構成されている。

つまり、遮音材２５は、音響エネルギー入射方向Ｂと対向する側に、異なる３つの深さとされた空間１７，１７−１，１７−２を複数有する。

第１の実施の形態の第１変形例に係る遮音材によれば、音響エネルギー入射方向Ｂと対向する側に、異なる３つの深さＤ１〜Ｄ３とされた凹部状の空間１７，１７−１，１７−２を複数有することにより、複数の空間１７，１７−１，１７−２内において、吸音部１３，１３−１，１３−２の第１の端面１３ａ，１３−１ａ，１３−２ａに対して様々な角度で斜め方向から入射する音波を減衰させることが可能となるので、遮音材２５による遮音性能を向上させることができる。

なお、図４では、一例として、深さの異なる３種類の空間１７，１７−１，１７−２を設けた場合を例に挙げて説明したが、深さの異なる空間は、２種類でもよいし、３種類以上でもよい。

図５は、第１の実施の形態の第２変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。図５において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図５に示すＢ１は、遮音すべき第１の音の音響エネルギーが入射する方向（以下、「第１の音響エネルギー入射方向Ｂ１」という）を示しており、Ｂ２は、遮音すべき第２の音の音響エネルギーが入射する方向（以下、「第２の音響エネルギー入射方向Ｂ２」という）を示している。
また、図５に示すＣ１は、遮音材１０を透過した音響エネルギーが出射する方向（以下、「第１の音響エネルギー出射方向Ｃ１」という）を示しており、Ｃ２は、遮音材１０を透過した音響エネルギーが出射する方向（以下、「第２の音響エネルギー出射方向Ｃ２」という）を示している。

図５では、実際には、様々な角度で吸音部１３の第１の端面１３ａまたは第２の端面１３ｂに対して入射する遮音すべき第１及び第２の音の音響エネルギーの入射方向（第１及び第２の音響エネルギー入射方向Ｂ１，Ｂ２）を模式的図示に示している。
なお、吸音部１３を通過した音響エネルギーは、第１の端面１３ａまたは第２の端面１３ｂに対して様々な角度を有する方向に出射される。

図５を参照するに、第１の実施の形態の第２変形例に係る遮音材３０は、図２に示す第１の実施の形態の遮音材１０を構成する吸音部１３を上方に移動させて、吸音部１３の第１及び第２の端面１３ａ，１３ｂをセル１５内に配置させることで、第１の端面１３ａ側に第１の空間３１を形成すると共に、第２の端面１３ｂ側に第２の空間３２を形成したこと以外は、遮音材１０と同様に構成される。

第１の実施の形態の遮音材１０では、第１の端面１３ａ側のみに空間１７を形成したが、遮音材３０では、第１及び第２の面１３ａ，１３ｂに空間（第１及び第２の空間３１，３２）を配置させたことが、遮音材１０とは異なる。

支持体１１の第２の面１１ｂを基準としたときの第１の空間３１の深さＤ４、及び支持体１１の第１の面１１ａを基準としたときの第２の空間３２の深さＤ５は、同じ深さにしてもよいし、異ならせてもよい。
第１及び第２の空間の深さＤ４，Ｄ５は、遮音すべき第１及び第２の音により適宜選択することができる。

第１の実施の形態の第２変形例に係る遮音材３０によれば、遮音材３０の両面に空間３１，３２を配置させることにより、第１の空間３１により、第１の音響エネルギー入射方向Ｂ１から入射される第１の音の平面波を減衰させることが可能になると共に、第２の空間３２により、第２の音響エネルギー入射方向Ｂ２から入射される第２の音の平面波を減衰させることが可能になるので、遮音材３０の両面から入射される第１及び第２の音を十分に遮音することができる。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。図７は、図６に示す第２の実施の形態に係る遮音材のＥ−Ｅ線方向の断面図である。図６及び図７において、図１及び図２に示す第１の実施の形態の遮音材１０と同一構成部分には同一符号を付す。

図６及び図７を参照するに、第２の実施の形態の遮音材４０は、支持体４１と、吸音部１３と、を有する。
支持体４１は、セル４４を区画する筒状部材４２が、セル４４の軸方向Ｋと交差（図７の場合、直交）する面方向Ｑに複数配置された構成とされている。複数の筒状部材４２は、隣接する筒状部材４２との間に形成される隙間が最も小さくなるように配置されている。
複数の筒状部材４２は、隣接する筒状部材４２と連結されている。筒状部材４２は、１つのセル４４を区画している。

筒状部材４２の形状は、例えば、円筒形状とすることができる。この場合、セル４４の形状は、円筒形状となる。遮音すべき音の周波数が１ｋＨｚの場合、筒状部材４２の内径Ｒ１は、例えば、数ｃｍ程度とすることができる。

上記構成とされた支持体４１の厚さＭ３（筒状部材４２の高さＨ１）は、例えば、図２に示す支持体１１の厚さＭ１と等しくすることができる。
なお、支持体４１の厚さＭ３（筒状部材４２の高さＨ１）は、吸音部１３の厚さＭ２よりも厚くなるように構成されている。

吸音部１３は、その第２の端面１３ｂが筒状部材４２の第１の面４２ａ（言い換えれば、支持体４１の第１の面４１ａ）に対して面一となるように、複数のセル４４にそれぞれ配置されている。
吸音部１３の第１の端面１３ａは、遮音すべき音の音響エネルギーが入射される側に位置する支持体４１の第２の面４１ｂ（言い換えれば、筒状部材４２の第２の面４２ｂ）に対して面一とされておらず、支持体１１の第２の面１１ｂの位置からセル４４内に引っ込んだ位置に配置されている。

つまり、吸音部１３は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側に位置するセル４４の内面４４ａとセル４４内に配置された吸音部１３の第１の端面１３ａとにより区画された凹部状の空間４６が形成されるように配置されている。

上記構成とされた第２の実施の形態に係る遮音材４０は、第１の実施の形態の遮音材１０と同様な効果を得ることができる。

図８は、本発明の第２の実施の形態の第１変形例に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。図８において、図６に示す第２の実施の形態の遮音材４０と同一構成部分には同一符号を付す。

図８を参照するに、第２の実施の形態の第１変形例に係る遮音材５０は、Ｘ方向及びＹ方向のみに複数の筒状部材４２を配置させたこと以外は、第２の実施の形態の遮音材４０と同様に構成される。
このような構成とされた第２の実施の形態の第１変形例の遮音材５０は、第２の実施の形態の遮音材４０と同様な効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る遮音材の平面図（遮音すべき音が入射される側の遮音材の平面図）である。図１０は、図９に示す第３の実施の形態に係る遮音材のＦ−Ｆ線方向の断面図である。
図９及び図１０において、図１及び図２に示す第１の実施の形態の遮音材１０と同一構成部分には同一符号を付す。図１０に示すＬは、Ｚ方向と一致するセル６３の軸方向（以下、「軸方向Ｌ」という）を示している。

図９及び図１０を参照するに、第３の実施の形態の遮音材６０は、支持体６１と、吸音部１３と、を有する。
支持体６１は、四角柱形状とされた複数のセル６３を有する板状の部材である。支持体６１は、セル６３の軸方向Ｌと交差（図１０の場合、直交）するＸ方向及びＹ方向に配置された複数のセル６３を区画している。
遮音すべき音の周波数が１ｋＨｚの場合、セル６３の格子径Ｗ２は、例えば、数ｃｍ程度とすることができる。また、支持体６１の材料としては、第１の実施の形態で説明した支持体１１の材料と同様な材料を用いることができる。

複数のセル６３内には、第２の面６１ｂに対して第２の端面１３ｂが面一となるように、吸音部１３が配置されている。
つまり、吸音部１３は、遮音すべき音の音響エネルギーが入射する側（図１０に示す音響エネルギー入射方向Ｂと対向する側）に位置するセル６３の内面６３ａとセル６３内に配置された吸音部１３の第１の端面１３ａとにより区画された凹部状の空間６５が形成されるように配置されている。空間６５の形状は、四角柱とされている。

このような構成とされた第３の実施の形態の遮音材６０は、第１の実施の形態の遮音材１０と同様な効果を得ることができる。

なお、第３の実施の形態の遮音材６０では、一例として、四角柱形状とされた複数のセル６３を有する支持体６１を例に挙げて説明したが、支持体６１に替えて、図６または図８に示す配列とされた複数のセル４４を有する支持体を用いてもよい。
このような構成とされた遮音材は、第３の実施の形態の遮音材６０と同様な効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る遮音材の平面図（図１２に示す第１の音響エネルギー入射方向Ｂ１側の遮音材の平面図）である。図１２は、図１１に示す第４の実施の形態に係る遮音材のＧ−Ｇ線方向の断面図である。
図１１及び図１２において、図１及び図２に示す第１の実施の形態の遮音材１０と同一構成部分には同一符号を付す。また、図１２には、説明の便宜上、図５に示す第１の音響エネルギー入射方向Ｂ１、第２の音響エネルギー入射方向Ｂ２、第１の音響エネルギー出射方向Ｃ１、及び第２の音響エネルギー出射方向Ｃ２を図示する。

図１１及び図１２を参照するに、第４の実施の形態の遮音材７０は、第１の実施の形態の遮音材１０を構成する吸音部１３及び空間１７に替えて、吸音部７１及び隙間７２を有すること以外は、遮音材１０と同様に構成されている。

吸音部７１は、セル１５の軸方向Ｊにおいて、２つの層に分割されている。吸音部７１は、空気と音響インピーダンスの異なる材料により構成された第１及び第２の層７３，７４を有する。第１及び第２の層７３，７４の合計の厚さは、支持体１１の厚さＭ１よりも薄くなるように構成されている。

第１の層７３は、セル１５の一方の開放端を塞ぐように、セル１５内に設けられている。第１の層７３の一方の端面７３ａは、支持体１１の第１の面１１ａに対して面一となるように配置されている。
第２の層７４は、セル１５の他方の開放端を塞ぐように、セル１５内に設けられている。第２の層７４の一方の端面７４ａは、支持体１１の第２の面１１ｂに対して面一となるように配置されている。第２の層７４の他方の端面７４ｂは、第１の層７３の他方の端面７３ｂに対して対向配置されている。

吸音部７１は、第１及び第２の音響エネルギー入射方向Ｂ１，Ｂ２と交差する４つの端面（具体的には、一方の端面７３ａ，７４ａ、及び他方の端面７３ｂ，７４ｂ）を有する。
つまり、吸音部７１は、空気と４つの端面とで構成される４つの境界面（音響インピーダンスが異なる面）を有する。
これにより、２つの境界面のみ有した第１の実施の形態の遮音材１０よりも遮音効果を向上させることができる。

隙間７２は、第１の層７３と第２の層７４との間に配置されており、セル１５の内面１５ａ、第１の層７３の他方の面７３ｂ、及び第２の層７４の他方の面７４ｂで区画されている。
セル１５の軸方向Ｊにおける隙間７２の幅Ｗ３は、遮音すべき第１及び第２の音の波長λの腹Ｐ１と節Ｐ２の間隔に対応させる。遮音すべき第１及び第２の音の波長λの腹Ｐ１と節Ｐ２の間隔に対応させるとは、第１及び第２の層７３，７４の他方の端面７３ｂ，７４ｂのうち、どちらか一方の端面に波長λの腹Ｐ１が位置し、他方の端面に波長λの節Ｐ２が位置することをいう（図１２参照）。

このような関係となる隙間７２の幅Ｗ３としては、例えば、λ／４、３λ／４、５λ／４、・・・を例示することができる。
このように、隙間７２の幅Ｗ３を遮音すべき第１及び第２の音の波長λの腹Ｐ１と節Ｐ２の間隔に対応させることで、隙間７２により遮音すべき第１及び第２の音を減衰させることが可能となるため、遮音材７０の遮音効果を向上させることができる。

遮音すべき第１及び第２の音の波長λ（ｍ）は、下記（３）式により求めることができる。下記（３）式において、ｃは空気中における音速（３４３ｍ／ｓ）を示しており、ｆは周波数（Ｈｚ）を示している。
λ＝ｃ／ｆ ・・・（３）

例えば、遮音すべき第１及び第２の音の周波数が１ｋＨｚの場合、遮音すべき第１及び第２の音の波長λは、上記（３）式のｆ（Ｈｚ）を１０００（Ｈｚ）とし、ｃ（ｍ／ｓ）を３４３（ｍ／ｓ）とすることで求めることができる。
この場合、遮音すべき第１及び第２の音の波長λは、０．３４３（ｍ）となる（下記（４）式参照）。
λ＝ｃ／ｆ＝３４３／１０００＝０．３４３（ｍ）・・・（４）

よって、遮音すべき第１及び第２の音の周波数が１ｋＨｚで、かつ隙間７２の幅Ｗ３がλ／４の場合、隙間７２の幅Ｗ３は、０．０８７５（ｍ）となる（下記（５）式参照）。
λ／４＝０．３４３／４＝０．０８７５（ｍ）・・・（５）

なお、隙間７２の幅Ｗ３を遮音すべき第１及び第２の音の波長λの節と節との間隔に対応させる（つまり、隙間７２の幅Ｗ３をλ／２、λ、３λ／２、・・・とする）と遮音すべき第１及び第２の音が大きくなるため注意が必要である。

第４の実施の形態の遮音材によれば、セル１５の軸方向Ｊにおいて分割された第１及び第２の層７３，７４を有する吸音部７１と、第１の層７３と第２の層７４との間に配置された隙間７２と、を有すると共に、セル１５の軸方向Ｊにおける隙間７２の幅Ｗ３を遮音すべき第１及び第２の音の波長λの腹Ｐ１と節Ｐ２との間隔に対応させることで、隙間７２により遮音すべき第１及び第２の音を減衰させることが可能となるため、遮音効果を向上させることができる。

図１３は、第４の実施の形態の第１変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。図１３において、図１２に示す第４の実施の形態の遮音材７０と同一構成部分には同一符号を付す。

図１３を参照するに、第４の実施の形態の第１変形例に係る遮音材８０は、第４の実施の形態の遮音材７０に設けられた複数の隙間７２に替えて、隙間７２−１，７２−２，７２−３を有すること以外は、遮音材７０と同様に構成される。

隙間７２−１，７２−２，７２−３は、それぞれ第１の層７３と第２の層７４との間に配置されている。隙間７２−１，７２−２，７２−３の幅Ｗ４〜Ｗ６は、遮音すべき第１及び第２の音の波長λの腹Ｐ１と節Ｐ２との間隔に対応すると共に、異なる大きさとされている。

なお、図１３では、隙間７２−１，７２−２，７２−３の幅Ｗ４〜Ｗ６の一例として、幅Ｗ４がλ／４、幅Ｗ５が３λ／４、幅Ｗ６が５λ／４の場合を図示しているが、隙間７２−１，７２−２，７２−３の幅Ｗ４〜Ｗ６は、遮音すべき音の波長λの腹Ｐ１と節Ｐ２の間隔に対応していればよく、図１３に示す大きさに限定されない。

このように、複数のセル１５内に配置された隙間７２−１，７２−２，７２−３の幅Ｗ４〜Ｗ６を異ならせることにより、遮音すべき第１及び第２の音の様々な成分を減衰させることが可能となるので、遮音効率を向上させることができる。

図１４は、第４の実施の形態の第２変形例に係る遮音材を部分的に拡大した断面図である。図１４において、図１３に示す第４の実施の形態の第１変形例に係る遮音材８０と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１４を参照するに、第４の実施の形態の第２変形例に係る遮音材９０は、第４の実施の形態の第１変形例に係る遮音材８０を構成する吸音部７１及び隙間７２に替えて、吸音部９１及び隙間９７，９８を有すること以外は、遮音材８０と同様に構成されている。

吸音部９１は、セル１５内に設けられており、セル１５の軸方向Ｊにおいて、３つの層に分割されている。つまり、吸音部９１は、空気と音響インピーダンスの異なる材料により構成された第１ないし第３の層９２〜９４を有する。第１ないし第３の層９２〜９４の合計の厚さは、支持体１１の厚さＭ１よりも薄くなるように構成されている。

隙間９７は、第１の層９２と第２の層９３との間に設けられている。隙間９８は、第２の層９３と第３の層９４との間に設けられている。セル１５の軸方向Ｊにおける隙間９７，９８の幅は、遮音すべき第１及び第２の音の波長の腹と節との間隔に対応している。
また、セル１５の軸方向Ｊにおける隙間９７，９８の幅は、同じ大きさにしてもよいし、異ならせてもよい。

このように、セル１５の軸方向Ｊにおいて、３つの層（第１ないし第３の層９２〜９４）に分割された吸音部９１と、第１ないし第３の層９２〜９４間に配置された隙間９７，９８を有する第４の実施の形態の第２変形例に係る遮音材９０は、第４の実施の形態の第１変形例に係る遮音材８０と同様な効果を得ることができる。

なお、図１３では吸音部７１を２層に分割し、図１４では吸音部９１を３層に分割した場合を例に挙げて説明したが、吸音部７１，９１は、複数（２層以上）に分割されていればよく、図１３及び図１４に示す吸音部７１，９１の構造に限定されない。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明は、遮音すべき音（例えば、騒音）を十分に遮音可能な遮音材に適用できる。

１０，２５，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０…遮音材、１１，４１，６１…支持体、１１ａ，４１ａ,４２ａ，６１ａ…第１の面、１１ｂ，４１ｂ,４２ｂ，６１ｂ…第２の面、１３，１３−１，１３−２，７１，９１…吸音部、１３ａ，１３−１ａ，１３−２ａ…第１の端面、１３ｂ，１３−１ｂ，１３−２ｂ…第２の端面、１５，４４，６３…セル、１５ａ，４４ａ，６３ａ…内面、１７，１７−１，１７−２，４６，６５…空間、３１…第１の空間、３２…第２の空間、４２…筒状部材、７２，７２−１，７２−２，７２−３，９７，９８…隙間、７３，９２…第１の層、７４，９３…第２の層、７３ａ，７４ａ…一方の端面、７３ｂ，７４ｂ…他方の端面、９４…第３の層、Ｂ…音響エネルギー入射方向、Ｂ１…第１の音響エネルギー入射方向、Ｂ２…第２の音響エネルギー入射方向、Ｃ…音響エネルギー出射方向、Ｃ１…第１の音響エネルギー出射方向、Ｃ２…第２の音響エネルギー出射方向、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５…深さ、Ｈ１…高さ、Ｊ，Ｋ，Ｌ…軸方向、Ｍ１,Ｍ２,Ｍ３…厚さ、Ｐ１…腹、Ｐ２…節、Ｒ１…内径、Ｗ１，Ｗ２…格子径、Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６…幅

Claims (4)

1. 軸方向に位置する両端が開放端とされ、かつ前記軸方向と交差する面方向に配置された複数のセルを区画する支持体と、
   空気と音響インピーダンスの異なる材料より形成されていると共に、前記複数のセル内の前記軸方向における一部で前記セルを閉塞している吸音部と、
   を有し、
   前記吸音部は、前記セルの前記軸方向において、複数の層に分割されており、
   前記複数の層の間に、隙間が介在し、
   前記セルの前記軸方向における前記隙間の幅は、遮音すべき音の波長の腹と節との間隔に対応することを特徴とする遮音材。
2. 前記複数のセル内に配置された前記隙間の幅が異なることを特徴とする請求項１に記載の遮音材。
3. 前記セル内には、複数の前記隙間が配置されており、前記複数の隙間の幅が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮音材。
4. 前記吸音部は、第１の層と、前記隙間を介して、該第１の層と対向配置された第２の層と、を含み、
   前記第１の層の一方の端面が前記支持体の第１の面に対して面一となるように配置されていると共に、前記第２の層の一方の端面が前記第１の面の反対側に位置する前記支持体の第２の面に対して面一となるように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の遮音材。

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