JP7690167B2 - Sound absorbing material - Google Patents
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Description
本発明は、吸音材に関する。 The present invention relates to sound-absorbing materials.
吸音材や吸音構造としては、これまでに各種のものが提案されている。例えば、図1に示すように、ウレタンフォーム等の多孔質材料で形成した多孔質型の吸音材や、図2に示すように、多数の孔を有する板で形成した孔あき板型の吸音材や、図3に示すように、板の裏側に空気層を介在させた空気層介在型の吸音構造等が知られている(例えば、特許文献1~3を参照。)。これらの吸音材や吸音構造は、乗り物や、建築物や、道路施設等において採用されている。 Various types of sound-absorbing materials and structures have been proposed so far. For example, as shown in Figure 1, a porous type sound-absorbing material made of a porous material such as urethane foam, as shown in Figure 2, a perforated plate type sound-absorbing material made of a plate with many holes, as shown in Figure 2, and an air layer type sound-absorbing structure in which an air layer is placed on the back side of a plate as shown in Figure 3 are known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). These sound-absorbing materials and structures are used in vehicles, buildings, road facilities, etc.
ところが、多孔質型の吸音材は、図1の右側のグラフに示すように、高周波数帯域では、ある程度広い範囲で高い吸音率が得られるものの、低周波数帯域では、吸音率が低くなるという欠点を有していた。ただし、この多孔質型の吸音材でも、その厚さを大きくすれば、低周波数帯域における吸音率を高めることはできる。しかし、この場合には、厚さが制限されるアプリケーションではこの吸音材を採用しにくくなるという問題が生ずる。 However, as shown in the graph on the right side of Figure 1, porous sound-absorbing materials have the drawback that while they can achieve a high sound absorption coefficient over a fairly wide range in the high frequency band, they have a low sound absorption coefficient in the low frequency band. However, even with this porous sound-absorbing material, the sound absorption coefficient in the low frequency band can be increased by increasing its thickness. In this case, however, the problem arises that it becomes difficult to adopt this sound-absorbing material in applications where thickness is limited.
これに対して、孔あき板型の吸音材や、空気層介在型の吸音構造では、図2及び図3の右側のグラフに示すように、低周波数帯域で高い吸音率を得ることができる。しかし、孔あき板型の吸音材や、空気層介在型の吸音構造において、そのような高い吸音率が得られるのは、特定の周波数付近に限られるという欠点があった。 In contrast, perforated plate type sound absorbing materials and air layer type sound absorbing structures can achieve a high sound absorption rate in the low frequency range, as shown in the graphs on the right side of Figures 2 and 3. However, perforated plate type sound absorbing materials and air layer type sound absorbing structures have the disadvantage that such high sound absorption rates can only be achieved near certain frequencies.
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、吸音材の厚さを抑えながらも、低周波数帯域を含む広い周波数帯域で優れた吸音効果を奏することのできる吸音材を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a sound-absorbing material that can provide excellent sound-absorbing effects over a wide frequency range, including low frequencies, while keeping the thickness of the sound-absorbing material small.
上記課題は、通気性を有する吸音材本体における少なくとも一側の表面に、非通気性を有し、吸音材本体への入射音波を回折させる遮音部を配したことを特徴とする吸音材を提供することによって解決される。 The above problem is solved by providing a sound-absorbing material that is characterized by having a non-breathable sound-insulating part arranged on at least one surface of the breathable sound-absorbing body, which diffracts sound waves incident on the sound-absorbing body.
というのも、一般的な吸音材(例えば、上記の多孔質型の吸音材)では、その厚さが入射音波の波長の1/4に一致するときに、吸音率が高くなるところ、本発明の吸音材のように、通気性を有する吸音材本体の前記表面に、通気性を有さない遮音部を配することで、吸音材本体への入射音波が遮音部によって回折するようになる。このため、吸音材本体の内部における入射音波の経路長を長くし(吸音材本体の見掛けの厚さを大きくし)、吸音率が高くなる周波数帯域を低周波数側にシフトさせることができる。したがって、吸音材本体を厚くしなくても、低周波数から吸音することが可能になるからである。 This is because, whereas a typical sound-absorbing material (such as the porous sound-absorbing material described above) has a high sound absorption coefficient when its thickness is equal to 1/4 of the wavelength of the incident sound waves, the sound-absorbing material of the present invention has a non-breathable sound-insulating part arranged on the surface of the breathable sound-absorbing body, so that the sound waves incident on the sound-absorbing body are diffracted by the sound-insulating part. This lengthens the path length of the incident sound waves inside the sound-absorbing body (increases the apparent thickness of the sound-absorbing body), and shifts the frequency band where the sound absorption coefficient is high to the lower frequency side. This means that it is possible to absorb sound from low frequencies without making the sound-absorbing body thicker.
本発明の吸音材において、遮音部は、吸音材本体における少なくとも一側(音が入射する側)の表面に配すればよいが、吸音材本体における両側(音が入射する側及び音が透過する側)に配することもできる。以下においては、吸音材本体における、遮音部を配する側(又は遮音部を配した側)の表面を「遮音部配置表面」と呼ぶことがある。 In the sound-absorbing material of the present invention, the sound-insulating part may be disposed on at least one surface of the sound-absorbing material body (the side where sound is incident), but it may also be disposed on both surfaces of the sound-absorbing material body (the side where sound is incident and the side where sound is transmitted). Hereinafter, the surface of the sound-absorbing material body on which the sound-insulating part is disposed (or the side on which the sound-insulating part is disposed) may be referred to as the "sound-insulating part disposition surface."
本発明の吸音材において、遮音部は、吸音材本体の遮音部配置表面の少なくとも1箇所に設けられていればよい。このように、1つの遮音部でも、上記の回折作用が得られるので、吸音率が高くなる周波数帯域を低周波数側にシフトさせることができるからである。ただし、複数個所に遮音部を設けた方が、吸音材本体の場所によらず均一な吸音効果が得られやすくなる。このため、遮音部は、吸音材本体の遮音部配置表面における複数個所に設けることが好ましい。この場合には、遮音部配置表面に、複数の遮音部を、互いに隙間を隔てた状態で繰り返し配置することがより好ましい。遮音部の寸法形状は、1種類又は複数種類で揃えてもよいし、遮音部ごとに異ならせてもよい。 In the sound-absorbing material of the present invention, the sound-insulating portion only needs to be provided at least in one location on the surface of the sound-absorbing material body where the sound-insulating portion is arranged. In this way, even with one sound-insulating portion, the above-mentioned diffraction effect can be obtained, so that the frequency band where the sound absorption coefficient is high can be shifted to the lower frequency side. However, providing sound-insulating portions in multiple locations makes it easier to obtain a uniform sound-absorbing effect regardless of the location on the sound-absorbing material body. For this reason, it is preferable to provide the sound-insulating portion in multiple locations on the surface of the sound-absorbing material body where the sound-insulating portion is arranged. In this case, it is more preferable to repeatedly arrange multiple sound-insulating portions on the surface of the sound-insulating portion with a gap between them. The dimensions and shapes of the sound-insulating portions may be one or multiple types, or may be different for each sound-insulating portion.
本発明の吸音材において、吸音材本体の流れ抵抗(通気抵抗)は、遮音部の流れ抵抗(通気抵抗)よりも低くなっている。吸音材本体の流れ抵抗(国際標準化機構による規格「ISO 9053」又はアメリカ材料試験協会による規格「ASTM C522」に規定される方法で測定された流れ抵抗のこと。以下同じ。)は、107 N・s/m4以下とすることが好ましい。一方、遮音部の流れ抵抗は、108N・s/m4以上とすることが好ましい。吸音材本体の流れ抵抗が、上記の値(107 N・s/m4)よりも高いと、吸音材本体で音が反射しやすくなり、吸音材の吸音性能が低下するおそれがあり、遮音部の流れ抵抗が、上記の値(108N・s/m4)よりも低いと、遮音部の遮音性能が低下して、上記の回折が生じにくくなるおそれがあるからである。 In the sound-absorbing material of the present invention, the flow resistance (airflow resistance) of the sound-absorbing material body is lower than the flow resistance (airflow resistance) of the sound-insulating portion. The flow resistance of the sound-absorbing material body (meaning the flow resistance measured by the method specified in the International Organization for Standardization standard "ISO 9053" or the American Society for Testing and Materials standard "ASTM C522" (hereinafter the same)) is preferably 10 7 N·s/m 4 or less. On the other hand, the flow resistance of the sound-insulating portion is preferably 10 8 N·s/m 4 or more. If the flow resistance of the sound-absorbing material body is higher than the above value (10 7 N·s/m 4 ), sound is likely to be reflected by the sound-absorbing material body, and the sound-absorbing performance of the sound-absorbing material may be reduced, and if the flow resistance of the sound-insulating portion is lower than the above value (10 8 N·s/m 4 ), the sound-insulating performance of the sound-insulating portion may be reduced, and the above-mentioned diffraction may be difficult to occur.
本発明の吸音材において、遮音部の面密度は、特に限定されない。しかし、一般的に、面密度が低い材料は遮音性が低い。このため、遮音部の面密度が低いと、上述したような効果(吸音率が高くなる周波数帯域を低周波数側にシフトさせる効果)が奏されにくくなるおそれがある。したがって、遮音部の面密度は、0.01kg/m2以上とすることが好ましい。後述するように、遮音部は、吸音材本体に一体化する場合と一体化しない場合とがあるところ、遮音部を吸音材本体に一体化しない場合には、遮音部の面密度は、0.1kg/m2以上とすることがより好ましい。 In the sound-absorbing material of the present invention, the surface density of the sound-insulating part is not particularly limited. However, generally, a material with a low surface density has low sound-insulating properties. For this reason, if the surface density of the sound-insulating part is low, the above-mentioned effect (the effect of shifting the frequency band in which the sound absorption coefficient is high to the low frequency side) may be difficult to achieve. Therefore, it is preferable that the surface density of the sound-insulating part is 0.01 kg/ m2 or more. As described later, the sound-insulating part may or may not be integrated with the sound-absorbing material body, and when the sound-insulating part is not integrated with the sound-absorbing material body, it is more preferable that the surface density of the sound-insulating part is 0.1 kg/ m2 or more.
ここで、「遮音部を吸音材本体に一体化する」とは、遮音部と吸音材本体とが一体となって振動するように、遮音部を吸音材本体に一体化させることをいう。これに対し、「遮音部を吸音材本体に一体化しない」とは、遮音部を吸音材本体に密着(接触)させるか否かにかかわらず、遮音部と吸音材本体とが一体となって振動せず、それぞれが独立に振動する状態(付いたり離れたりしてお互いの振動に影響を及ぼさない状態。理想的には、遮音部と吸音材本体との間に薄い空気層(無限小の厚みの空気層)があるものとして考えることができる状態)で遮音部と吸音材本体とを設けることをいう。 Here, "integrating the sound-insulating part with the sound-absorbing material body" means integrating the sound-insulating part with the sound-absorbing material body so that they vibrate as one unit. In contrast, "not integrating the sound-insulating part with the sound-absorbing material body" means providing the sound-insulating part and the sound-absorbing material body in a state where the sound-insulating part and the sound-absorbing material body do not vibrate as one unit, but rather vibrate independently (a state where they do not affect each other's vibrations by coming together and separating. Ideally, a state where it can be thought of as if there is a thin layer of air (an air layer of infinitesimal thickness) between the sound-insulating part and the sound-absorbing material body), regardless of whether the sound-insulating part is in close contact (contact) with the sound-absorbing material body or not.
本発明の吸音材において、吸音材本体を形成する素材は、所望の通気性(吸音性)を有するのであれば、特に限定されない。吸音材本体を形成する素材(通気性を有する素材)としては、多孔質材料を挙げることができる。多孔質材料としては、ウレタンフォームやポリエチレンフォーム等の発泡樹脂(連通気泡型のもの)や、化学繊維フェルトや天然繊維フェルト等の不織布が例示される。「不織布」の概念には、グラスウールやロックウールも含まれる。 In the sound-absorbing material of the present invention, the material forming the sound-absorbing body is not particularly limited as long as it has the desired breathability (sound absorption). Examples of materials forming the sound-absorbing body (materials having breathability) include porous materials. Examples of porous materials include foamed resins (open-cell type) such as urethane foam and polyethylene foam, and nonwoven fabrics such as chemical fiber felt and natural fiber felt. The concept of "nonwoven fabric" also includes glass wool and rock wool.
本発明の吸音材において、遮音部を形成する素材は、所望の非通気性(遮音性)を有するのであれば、特に限定されない。遮音部は、吸音材本体における前記表面に取り付けられたパッチ状部材(面状のものだけでなく、細長い帯状のもの等も含む。)とすることができる。また、遮音部は、吸音材本体における前記表面に塗布された塗料系材料によって形成することもできる。さらに、遮音部は、吸音材本体の前記表面に形成された溶融膜部とすることもできる。 In the sound-absorbing material of the present invention, the material forming the sound-insulating portion is not particularly limited as long as it has the desired non-breathability (sound-insulating properties). The sound-insulating portion can be a patch-like member (including not only planar ones but also long, thin strip-like ones) attached to the surface of the sound-absorbing material body. The sound-insulating portion can also be formed by a paint-based material applied to the surface of the sound-absorbing material body. Furthermore, the sound-insulating portion can also be a molten film portion formed on the surface of the sound-absorbing material body.
本発明の吸音材において、吸音材本体の遮音部配置表面にどの程度の割合で遮音部を設けるかは、特に限定されない。しかし、遮音部を設ける割合が小さすぎると、上述した回折現象が生じにくくなるおそれがある。このため、吸音材本体における遮音部配置表面の面積S1に対する、同遮音部配置表面に配置された遮音部の合計面積S2の比S2/S1は、0.1以上とすることが好ましい。 In the sound-absorbing material of the present invention, the ratio of the sound-insulating parts to the sound-insulating part-arranged surface of the sound-absorbing material body is not particularly limited. However, if the ratio of the sound-insulating parts to be arranged is too small, the above-mentioned diffraction phenomenon may not easily occur. For this reason, it is preferable that the ratio S2 / S1 of the total area S2 of the sound-insulating parts arranged on the sound-insulating part-arranged surface of the sound-absorbing material body to the area S1 of the sound-insulating part-arranged surface of the sound-absorbing material body is 0.1 or more.
本発明の吸音材においては、遮音部における吸音材本体とは反対側の表面を、通気性を有する吸音被覆材で被覆することも好ましい。これにより、吸音率が高くなる周波数帯域をさらに低周波数側にシフトさせるだけでなく、高周波数帯域での吸音率も改善することができ、より広い周波数帯域で吸音効果が得られるようになる。吸音被覆材は、上述した吸音材本体と同様の素材で形成することができる。吸音被覆材は、厚手のもの(吸音材本体と同程度の厚みを有するもの)としてもよいし、薄手のもの(膜状のもの)としてもよい。 In the sound-absorbing material of the present invention, it is also preferable to cover the surface of the sound-insulating portion opposite the sound-absorbing material body with a breathable sound-absorbing covering material. This not only shifts the frequency band with a high sound absorption coefficient to the lower frequency side, but also improves the sound absorption coefficient in the high frequency band, making it possible to obtain a sound-absorbing effect over a wider frequency band. The sound-absorbing covering material can be made of the same material as the sound-absorbing material body described above. The sound-absorbing covering material may be thick (having a thickness similar to that of the sound-absorbing material body) or thin (membrane-like).
上述した本発明の吸音材は、それを厚さ方向に複数重ねて、重合タイプの吸音材とすることもできる。これにより、吸音率が高くなる周波数帯域をさらに低周波数側にシフトさせる等、より広い周波数帯域で吸音効果が得られるようになる。重合タイプの吸音材においては、一の層を為す吸音材の遮音部と、当該一の層の上側に配された他の層を為す吸音材の遮音部とが、厚さ方向に重ならないように配することも好ましい。 The sound-absorbing material of the present invention described above can also be stacked in the thickness direction to form a polymerized sound-absorbing material. This allows the frequency band with a high sound absorption rate to be shifted further to the lower frequency side, making it possible to obtain a sound-absorbing effect over a wider frequency band. In a polymerized sound-absorbing material, it is also preferable to arrange the sound-insulating portion of one layer of sound-absorbing material and the sound-insulating portion of another layer of sound-absorbing material arranged above the first layer so that they do not overlap in the thickness direction.
以上のように、本発明によって、吸音材の厚さを抑えながらも、低周波数帯域を含む広い周波数帯域で優れた吸音効果を奏することのできる吸音材を提供することが可能になる。 As described above, the present invention makes it possible to provide a sound-absorbing material that can provide excellent sound-absorbing effects over a wide frequency range, including low frequency ranges, while keeping the thickness of the sound-absorbing material small.
1.本発明の吸音材
本発明の吸音材の好適な実施形態について、図面を用いてより具体的に説明する。以下においては、第一実施形態から第十八実施形態までの18の実施形態の吸音材を例に挙げて、本発明の吸音材を説明するが、本発明の吸音材に係る技術的範囲は、これらの実施形態に限定されない。本発明の吸音材は、発明の趣旨を損なわない範囲でその構成を適宜変更することができる。
1. Sound-absorbing material of the present invention A preferred embodiment of the sound-absorbing material of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the following, the sound-absorbing material of the present invention will be described using 18 embodiments of the sound-absorbing material from the first embodiment to the eighteenth embodiment as examples, but the technical scope of the sound-absorbing material of the present invention is not limited to these embodiments. The configuration of the sound-absorbing material of the present invention can be appropriately changed within a range that does not impair the gist of the invention.
1.1 第一実施形態の吸音材
まず、第一実施形態の吸音材について説明する。図4は、第一実施形態の吸音材10の外観を示した斜視図である。図5は、第一実施形態の吸音材10をその表面α1に垂直な断面で切断した状態を示した断面図である。図6は、第一実施形態の吸音材10の外観を撮影した写真である。
1.1 Sound-absorbing material of the first embodiment First, the sound-absorbing material of the first embodiment will be described. Fig. 4 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material 10 of the first embodiment. Fig. 5 is a cross-sectional view showing the sound-absorbing material 10 of the first embodiment cut in a cross section perpendicular to its surface α1 . Fig. 6 is a photograph of the appearance of the sound-absorbing material 10 of the first embodiment.
第一実施形態の吸音材10は、図5に示すように、表面α1側から吸音材本体11に入射する入射音波50を吸収するものとなっている。この吸音材10は、図4~6に示すように、通気性(吸音性)を有する吸音材本体11と、非通気性(遮音性)を有する遮音部12とで構成されている。 As shown in Fig. 5, the sound-absorbing material 10 of the first embodiment absorbs incident sound waves 50 that are incident on the sound-absorbing material body 11 from the surface α1 side. As shown in Figs. 4 to 6, this sound-absorbing material 10 is composed of a sound-absorbing material body 11 that has air permeability (sound absorption properties) and a sound-insulating part 12 that has no air permeability (sound insulation properties).
遮音部12は、吸音材本体11の表面α1,α2の両方に設けてもよいが、第一実施形態の吸音材10では、一方の表面α1のみに設けている。換言すると、吸音材本体11の一対の表面α1,α2のうち、入射音波50が入射する側の表面α1のみが、「遮音部配置表面」となっている。遮音部12は、吸音材本体11の表面α1の全領域を覆うように配するのではなく、表面α1側から見たときに、その表面α1の少なくとも一部の領域が露出するように、局所的に配される。 The sound-insulating portion 12 may be provided on both surfaces α1 and α2 of the sound-absorbing material body 11, but in the sound-absorbing material 10 of the first embodiment, it is provided on only one surface, α1 . In other words, of the pair of surfaces α1 and α2 of the sound-absorbing material body 11, only the surface α1 on which the incident sound wave 50 is incident is the "sound-insulating portion arrangement surface." The sound-insulating portion 12 is not arranged so as to cover the entire area of the surface α1 of the sound-absorbing material body 11, but is arranged locally so that at least a part of the area of the surface α1 is exposed when viewed from the surface α1 side.
遮音部12は、1つの吸音材10における遮音部配置表面α1につき、1箇所のみ設けてもよい。しかし、第一実施形態の吸音材10では、複数の遮音部12を、互いに隙間を隔てた状態で遮音部配置表面α1に繰り返し配している。このように、複数の遮音部12を繰り返し設けることによって、後述する回折現象が遮音部配置表面α1におけるあらゆる箇所で同等に生ずるようにし、吸音材10の全体で略均一な吸音特性を得ることが可能になる。 The sound-insulating portion 12 may be provided at only one location on the sound-insulating portion mounting surface α1 of one sound-absorbing material 10. However, in the sound-absorbing material 10 of the first embodiment, a plurality of sound-insulating portions 12 are repeatedly arranged on the sound-insulating portion mounting surface α1 with gaps between them. By repeatedly providing a plurality of sound-insulating portions 12 in this manner, the diffraction phenomenon described below occurs equally at every location on the sound-insulating portion mounting surface α1 , and it becomes possible to obtain substantially uniform sound-absorbing characteristics throughout the sound-absorbing material 10.
第一実施形態の吸音材10では、図5に示すように、表面α1側から吸音材本体11に入射する入射音波50を遮音部12で回折させることができる。このため、吸音材本体11の内部における入射音波50の経路長を長くして、吸音材本体11の見掛けの厚さを大きくすることができる。 5, in the sound-absorbing material 10 of the first embodiment, incident sound waves 50 incident on the sound-absorbing material body 11 from the surface α1 side can be diffracted by the sound-insulating parts 12. This makes it possible to lengthen the path length of the incident sound waves 50 inside the sound-absorbing material body 11, and to increase the apparent thickness of the sound-absorbing material body 11.
既に述べたように、一般的な吸音材では、その厚さが入射音波の波長の1/4に一致するときに、吸音率が高くなるところ、第一実施形態の吸音材10をはじめ、本発明の吸音材10では、上記の回折現象によって、吸音材本体11の見掛けの厚さが大きくなるために、吸音率が高くなる周波数帯域を低周波数側にシフトさせることができる。したがって、吸音材本体11を厚くしなくても、低周波数帯域で効果的に吸音することができる。例えば、吸音材本体11の素材によっても異なるが、吸音材本体11の厚さを40mm以下や、30mm以下としても、低周波数帯域で効果的に吸音することが可能になる。 As already mentioned, in a typical sound absorbing material, the sound absorption coefficient becomes high when the thickness is equal to 1/4 of the wavelength of the incident sound wave. However, in the sound absorbing material 10 of the first embodiment and the sound absorbing material 10 of the present invention, the apparent thickness of the sound absorbing material body 11 becomes large due to the diffraction phenomenon described above, so that the frequency band in which the sound absorption coefficient becomes high can be shifted to the lower frequency side. Therefore, sound can be effectively absorbed in the low frequency band without making the sound absorbing material body 11 thick. For example, although it depends on the material of the sound absorbing material body 11, even if the thickness of the sound absorbing material body 11 is 40 mm or less or 30 mm or less, it is possible to effectively absorb sound in the low frequency band.
吸音材本体11を形成する素材(通気性を有する素材)としては、ウレタンフォームやポリエチレンフォーム等の発泡樹脂(連通気泡型のもの)や、化学繊維フェルトや天然繊維フェルト等の不織布の多孔質材料を挙げることができる。吸音材本体11は、その形態を特に限定されない。図4~6に示した吸音材10においては、吸音材本体11を、ウレタンフォームで形成した平板状部材としている。 Examples of materials (breathable materials) that form the sound-absorbing body 11 include foamed resins (open-cell type) such as urethane foam and polyethylene foam, and porous materials such as nonwoven fabrics such as chemical fiber felt and natural fiber felt. There are no particular limitations on the shape of the sound-absorbing body 11. In the sound-absorbing material 10 shown in Figures 4 to 6, the sound-absorbing body 11 is a flat plate-shaped member made of urethane foam.
一方、遮音部12を形成する素材(非通気性を有する素材)としては、ゴム、樹脂又は金属等からなる板材又はシート材等を挙げることができる。遮音部12は、パッチ状部材として設けることもできるし、吸音材本体11の遮音部配置表面α1に塗布された塗料系材料や、吸音材本体11の遮音部配置表面α1に局所的に形成した溶融膜部の形で設けることもできる。遮音部12の形状(平面視形状)も、特に限定されず、四角形等の多角形のほか、円形や楕円形等、各種の形状を採用することができる。図4~6に示した吸音材10においては、遮音部12を、ゴムで形成した正方形状(四角形状)のシート材としている。 On the other hand, examples of the material (non-breathable material) forming the sound insulation part 12 include a plate material or sheet material made of rubber, resin, metal, etc. The sound insulation part 12 can be provided as a patch-shaped member, or can be provided as a paint-based material applied to the sound insulation part arrangement surface α 1 of the sound absorbing material body 11, or as a molten film part locally formed on the sound insulation part arrangement surface α 1 of the sound absorbing material body 11. The shape (shape in plan view) of the sound insulation part 12 is not particularly limited, and various shapes such as a polygon such as a rectangle, a circle, an ellipse, etc. can be adopted. In the sound absorbing material 10 shown in Figures 4 to 6, the sound insulation part 12 is a square (rectangular) sheet material formed of rubber.
上述したように、吸音材本体11は、通気性を有する素材(流れ抵抗が小さい素材)で形成される。この点、吸音材本体11の吸音性を考慮すると、吸音材本体の流れ抵抗(通気抵抗)は、107 N・s/m4以下とすることが好ましい。吸音材本体の流れ抵抗は、106N・s/m4以下とすることがより好ましく、105N・s/m4以下とすることがさらに好ましい。 As described above, the sound-absorbing material body 11 is formed of a breathable material (a material with low flow resistance). In this regard, in consideration of the sound absorbing properties of the sound-absorbing material body 11, the flow resistance (airflow resistance) of the sound-absorbing material body is preferably 10 7 N·s/m 4 or less. The flow resistance of the sound-absorbing material body is more preferably 10 6 N·s/m 4 or less, and even more preferably 10 5 N·s/m 4 or less.
ただし、吸音材本体の流れ抵抗を低くしすぎても、吸音材本体の吸音性能が低下するおそれがある。このため、吸音材本体の流れ抵抗は、10N・s/m4以上とすることが好ましい。吸音材本体の流れ抵抗は、102N・s/m4以上とすることがより好ましく、103N・s/m4以上とすることがさらに好ましい。図4~6で示した吸音材10では、吸音材本体11の流れ抵抗は、1.1×104N・s/m4となっている。 However, if the flow resistance of the sound-absorbing material body is made too low, the sound-absorbing performance of the sound-absorbing material body may be reduced. For this reason, the flow resistance of the sound-absorbing material body is preferably 10 N·s/ m4 or more. The flow resistance of the sound-absorbing material body is more preferably 10 2 N·s/ m4 or more, and even more preferably 10 3 N·s/ m4 or more. In the sound-absorbing material 10 shown in Figures 4 to 6 , the flow resistance of the sound-absorbing material body 11 is 1.1 x 10 4 N·s/m4.
一方、遮音部12は、非通気性を有する素材(流れ抵抗が大きい素材)で形成される。この点、遮音部12における回折のしやすさを考慮すると、遮音部12の流れ抵抗(通気抵抗)は、108N・s/m4以上とすることが好ましい。遮音部の流れ抵抗は、109N・s/m4以上とすることがより好ましく、1010N・s/m4以上とすることがさらに好ましい。遮音部を完全に非通気の素材で形成すると、遮音部の流れ抵抗は無限大となる。図4~6で示した吸音材10では、遮音部12の流れ抵抗は、5.62×108N・s/m4(使用した測定器の測定限界値)以上となっている。 On the other hand, the sound insulation part 12 is formed of a material having no air permeability (a material having a large flow resistance). In this regard, in consideration of the ease of diffraction in the sound insulation part 12, the flow resistance (air flow resistance) of the sound insulation part 12 is preferably 10 8 N·s/m 4 or more. The flow resistance of the sound insulation part is more preferably 10 9 N·s/m 4 or more, and even more preferably 10 10 N·s/m 4 or more. If the sound insulation part is formed of a completely air-impermeable material, the flow resistance of the sound insulation part becomes infinite. In the sound absorbing material 10 shown in Figs. 4 to 6, the flow resistance of the sound insulation part 12 is 5.62 x 10 8 N·s/m 4 (the measurement limit value of the measuring device used) or more.
吸音材本体11の音響特性は、特に限定されない。しかし、吸音材本体11のポロシティ(多孔度)が小さすぎると、流れ抵抗(通気抵抗)が高くなり、吸音材本体11に音波が侵入しなくなるため、吸音材本体11の吸音性を確保しにくくなる。このため、吸音材本体11のポロシティは、0.7以上とすることが好ましい。吸音材本体11のポロシティは、0.8以上とすることがより好ましく、0.9以上とすることがさらに好ましい。 The acoustic characteristics of the sound-absorbing material body 11 are not particularly limited. However, if the porosity (porosity) of the sound-absorbing material body 11 is too small, the flow resistance (airflow resistance) increases and sound waves do not penetrate the sound-absorbing material body 11, making it difficult to ensure the sound absorption properties of the sound-absorbing material body 11. For this reason, the porosity of the sound-absorbing material body 11 is preferably 0.7 or more. The porosity of the sound-absorbing material body 11 is more preferably 0.8 or more, and even more preferably 0.9 or more.
ただし、吸音材本体11のポロシティが1(全て空気の場合の値)に近すぎても、吸音材本体11の吸音性を確保しにくくなる。このため、吸音材本体11のポロシティは、0.999以下とすることが好ましい。吸音材本体11のポロシティは、0.998以下とすることがより好ましく、0.994以下とすることがさらに好ましい。図4~6に示した吸音材10において、吸音材本体11のポロシティは、0.986となっている。 However, if the porosity of the sound-absorbing material body 11 is too close to 1 (the value when the sound-absorbing material body is entirely air), it becomes difficult to ensure the sound-absorbing properties of the sound-absorbing material body 11. For this reason, it is preferable that the porosity of the sound-absorbing material body 11 is 0.999 or less. It is more preferable that the porosity of the sound-absorbing material body 11 is 0.998 or less, and even more preferable that the porosity of the sound-absorbing material body 11 is 0.994 or less. In the sound-absorbing material 10 shown in Figures 4 to 6, the porosity of the sound-absorbing material body 11 is 0.986.
一方、遮音部12の面密度は、遮音部12を吸音材本体11に一体化させるかさせないか等によっても異なり、特に限定されない。というのも、遮音部12の面密度が小さいと、音波により遮音部12が大きく振動し、振動から音が反対側に再放射されて、音が透過しやすくなり、遮音部12の遮音性を確保しにくくなるところ、遮音部12を吸音材本体11に一体化させない場合には、遮音部12の質量や剛性自体で遮音性を確保しなければならないため、遮音部12の面密度を大きくする必要が生じるのに対して、遮音部12を吸音材本体11に一体化させる場合には、吸音材本体11の質量や剛性によって遮音部12が振動しにくくなるため、遮音部12の面密度を小さくすることができるからである。 On the other hand, the surface density of the sound-insulating part 12 varies depending on whether the sound-insulating part 12 is integrated with the sound-absorbing material body 11 or not, and is not particularly limited. This is because, if the surface density of the sound-insulating part 12 is small, the sound waves will cause the sound-insulating part 12 to vibrate significantly, and the sound will be re-radiated to the opposite side from the vibration, making it easier for the sound to pass through, making it difficult to ensure the sound insulation of the sound-insulating part 12. If the sound-insulating part 12 is not integrated with the sound-absorbing material body 11, the sound insulation must be ensured by the mass and rigidity of the sound-insulating part 12 itself, so the surface density of the sound-insulating part 12 needs to be increased, whereas if the sound-insulating part 12 is integrated with the sound-absorbing material body 11, the mass and rigidity of the sound-absorbing material body 11 will make it difficult for the sound-insulating part 12 to vibrate, so the surface density of the sound-insulating part 12 can be reduced.
以上のことを考慮すると、遮音部12を吸音材本体11に一体化させる場合には、遮音部の面密度は、0.01kg/m2以上とすることが好ましい。この場合において、遮音部の面密度は、0.05kg/m2以上とすることがより好ましく、0.1kg/m2以上とすることがさらに好ましい。 Considering the above, when the sound insulation part 12 is integrated with the sound-absorbing material body 11, the surface density of the sound insulation part is preferably 0.01 kg/ m2 or more. In this case, the surface density of the sound insulation part is more preferably 0.05 kg/ m2 or more, and further preferably 0.1 kg/ m2 or more.
一方、遮音部12を吸音材本体11に一体化させない場合には、0.1kg/m2以上とすることが好ましい。この場合において、遮音部の面密度は、0.5kg/m2以上とすることがより好ましく、1.0kg/m2以上とすることがさらに好ましい。遮音部12の面密度の上限は、特に制限されないが、通常、50kg/m2以下とされる。図4~6に示した吸音材10において、遮音部12の面密度は、2.24kg/m2となっている。 On the other hand, when the sound-insulating portion 12 is not integrated with the sound-absorbing material body 11, the surface density is preferably 0.1 kg/m2 or more . In this case, the surface density of the sound-insulating portion is more preferably 0.5 kg/ m2 or more, and even more preferably 1.0 kg/m2 or more . There is no particular upper limit to the surface density of the sound-insulating portion 12, but it is usually 50 kg/ m2 or less. In the sound-absorbing material 10 shown in Figures 4 to 6, the surface density of the sound-insulating portion 12 is 2.24 kg/ m2 .
既に述べたように、遮音部12は、吸音材本体11の遮音部配置表面α1に局所的に設けられる。吸音材本体11の遮音部配置表面α1にどの程度の割合で遮音部12を設けるかは、特に限定されない。しかし、遮音部12を設ける割合が小さすぎると、上述した回折現象が生じにくくなるおそれがある。このため、吸音率が高くなる周波数帯域を低周波数側にシフトさせにくくなる。 As already described, the sound-insulating parts 12 are provided locally on the sound-insulating part arrangement surface α1 of the sound-absorbing material body 11. There is no particular limitation on the proportion of the sound-insulating parts 12 provided on the sound-insulating part arrangement surface α1 of the sound-absorbing material body 11. However, if the proportion of the sound-insulating parts 12 provided is too small, there is a risk that the above-mentioned diffraction phenomenon will not easily occur. For this reason, it will be difficult to shift the frequency band in which the sound absorption coefficient becomes high to the lower frequency side.
したがって、吸音材本体11の遮音部配置表面α1の面積S1に対する、その遮音部配置表面α1に配置された遮音部12の合計面積S2の比S2/S1は、0.1以上とすることが好ましい。比S2/S1は、0.2以上とすることがより好ましく、0.3以上とすることがさらに好ましい。 Therefore, the ratio S2 /S1 of the total area S2 of the sound insulating parts 12 arranged on the sound insulating part arrangement surface α1 of the sound absorbing material body 11 to the area S1 of the sound insulating part arrangement surface α1 is preferably 0.1 or more. The ratio S2 / S1 is more preferably 0.2 or more, and even more preferably 0.3 or more.
ただし、比S2/S1を大きくしすぎると、後述の実験結果でも説明するように、吸音率が高くなる周波数帯域は、低周波数側にシフトするものの、その周波数付近に先鋭な吸音ピークが1つ形成されるようになり、高い吸音率が得られる周波数の幅が狭くなる。これは、比S2/S1を大きくしすぎると、上述した回折現象が生じるのではなく、孔あき板吸音構造と同じヘルムホルツ共鳴が生じるためであると考えられる。したがって、比S2/S1は、ヘルムホルツ共鳴が生じない程度(例えば、0.99以下)に抑えることが好ましい。 However, if the ratio S2 / S1 is too large, as will be explained in the experimental results below, the frequency band where the sound absorption coefficient is high shifts to the lower frequency side, but a sharp sound absorption peak is formed near that frequency, narrowing the frequency range where a high sound absorption coefficient is obtained. This is thought to be because if the ratio S2 / S1 is too large, the above-mentioned diffraction phenomenon does not occur, but Helmholtz resonance occurs, the same as in the perforated panel sound absorbing structure. Therefore, it is preferable to keep the ratio S2 / S1 to a level where Helmholtz resonance does not occur (for example, 0.99 or less).
また、第一実施形態の吸音材10のように、複数の遮音部12を繰り返し配置する場合には、隣り合う遮音部12の隙間の幅も、吸音材10の吸音特性に影響を及ぼす。すなわち、この隙間が狭いと、必然的に、上記の比S2/S1が大きくなり、回折ではなく、上記のヘルムホルツ共鳴が生じるようになり、高い吸音率が得られる周波数の幅が狭くなるからである。 Furthermore, when multiple sound-insulating parts 12 are repeatedly arranged as in the sound-absorbing material 10 of the first embodiment, the width of the gap between adjacent sound-insulating parts 12 also affects the sound-absorbing characteristics of the sound-absorbing material 10. That is, if this gap is narrow, the above-mentioned ratio S2 / S1 inevitably becomes large, and the above-mentioned Helmholtz resonance occurs instead of diffraction, narrowing the frequency range at which a high sound absorption coefficient can be obtained.
したがって、隣り合う遮音部12の隙間の幅は、通常、1mm以上とされる。隣り合う遮音部12の隙間の幅は、3mm以上とすることが好ましく、5mm以上とすることがより好ましい。隣り合う遮音部12の隙間の幅に特に上限はないが、通常、100~300mm程度までである。 Therefore, the width of the gap between adjacent sound-proofing parts 12 is usually 1 mm or more. The width of the gap between adjacent sound-proofing parts 12 is preferably 3 mm or more, and more preferably 5 mm or more. There is no particular upper limit to the width of the gap between adjacent sound-proofing parts 12, but it is usually about 100 to 300 mm.
さらに、後述の実験結果でも説明するように、遮音部12の寸法も、吸音材10の吸音特性に影響を及ぼす。すなわち、それぞれの遮音部12の寸法が大きくなると、より低周波数から効果的に吸音できるようになる。このため、それぞれの遮音部12の寸法は、ある程度大きくした方が好ましい。 Furthermore, as will be explained in the experimental results below, the dimensions of the sound-insulating parts 12 also affect the sound-absorbing properties of the sound-absorbing material 10. In other words, as the dimensions of each sound-insulating part 12 become larger, sound can be effectively absorbed from lower frequencies. For this reason, it is preferable to make the dimensions of each sound-insulating part 12 somewhat larger.
遮音部12の具体的な寸法は、遮音部12の素材や形状等によっても異なるが、それぞれの遮音部12の差し渡し(等価円直径)は、通常、10mm以上に設定される。それぞれの遮音部12の差し渡しは、20mm以上とすることが好ましく、30mm以上とすることがより好ましく、40mm以上とすることがさらに好ましい。それぞれの遮音部12の差し渡しに上限は特にないが、通常、500mm程度までである。
The specific dimensions of the sound insulation parts 12 vary depending on the material and shape of the sound insulation parts 12, but the span (equivalent circular diameter) of each sound insulation part 12 is usually set to 10 mm or more. The span of each sound insulation part 12 is preferably 20 mm or more, more preferably 30 mm or more, and even more preferably 40 mm or more. There is no particular upper limit to the span of each sound insulation part 12, but it is usually up to about 500 mm.
1.2 第二実施形態の吸音材
続いて、第二実施形態の吸音材について説明する。図7は、第二実施形態の吸音材の外観を示した斜視図である。上述した第一実施形態の吸音材10(図4)では、遮音部12を四角形状としていたところ、第二実施形態の吸音材10では、図7に示すように、遮音部12を円形状としている。このように、遮音部12の形状は、四角形状以外の形状を採用することもできる。第二実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、第一実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.2 Sound-absorbing material of the second embodiment Next, the sound-absorbing material of the second embodiment will be described. Fig. 7 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material of the second embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the first embodiment described above (Fig. 4), the sound-insulating portion 12 is rectangular, but in the sound-absorbing material 10 of the second embodiment, as shown in Fig. 7, the sound-insulating portion 12 is circular. In this way, the shape of the sound-insulating portion 12 can be a shape other than a rectangular shape. For configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the second embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing material 10 of the first embodiment can be adopted.
1.3 第三実施形態の吸音材
続いて、第三実施形態の吸音材について説明する。図8は、第三実施形態の吸音材の外観を示した斜視図である。上述した第一実施形態の吸音材10(図4)や第二実施形態の吸音材10(図8)では、遮音部12の形状が1種類のみとなっていたところ、第三実施形態の吸音材10では、図8に示すように、遮音部12として、四角形状のものと円形状のものとを混在させている。このように、異なる形状の遮音部12を複数種類組み合わせることによって、回折する距離にバラツキを持たせることができ、一の周波数周辺だけでなく、複数の周波数周辺で吸音率が高くなるようにすることが可能になる。第三実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.3 Sound-absorbing material of the third embodiment Next, the sound-absorbing material of the third embodiment will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material of the third embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the first embodiment (FIG. 4) and the sound-absorbing material 10 of the second embodiment (FIG. 8) described above, the sound-insulating part 12 has only one shape, but in the sound-absorbing material 10 of the third embodiment, as shown in FIG. 8, the sound-insulating part 12 is a mixture of a square shape and a circular shape. In this way, by combining a plurality of types of sound-insulating parts 12 of different shapes, it is possible to provide a variation in the diffraction distance, and it is possible to make the sound absorption coefficient high not only around one frequency but also around a plurality of frequencies. For the configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the third embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.4 第四実施形態の吸音材
続いて、第四実施形態の吸音材について説明する。図9は、第四実施形態の吸音材の外観を示した斜視図である。上述した第一実施形態の吸音材10(図4)や第二実施形態の吸音材10(図8)では、遮音部12の寸法が1種類のみとなっていたところ、第四実施形態の吸音材10では、図9に示すように、遮音部12として、様々な寸法のもの(大きな寸法を有するものや小さな寸法を有するもの)を混在させている。このように、異なる寸法の遮音部12を複数種類組み合わせることによっても、回折する距離にバラツキを持たせることができ、一の周波数周辺だけでなく、複数の周波数周辺で吸音率が高くなるようにすることが可能になる。第四実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.4 Sound-absorbing material of the fourth embodiment Next, the sound-absorbing material of the fourth embodiment will be described. FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material of the fourth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the first embodiment (FIG. 4) and the sound-absorbing material 10 of the second embodiment (FIG. 8) described above, the sound-insulating portion 12 has only one size. In the sound-absorbing material 10 of the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the sound-insulating portion 12 has a variety of sizes (large sizes and small sizes). In this way, by combining a plurality of types of sound-insulating portions 12 of different sizes, it is possible to vary the diffraction distance, and it is possible to increase the sound absorption coefficient not only around one frequency but also around a plurality of frequencies. For the configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the fourth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.5 第五実施形態の吸音材
続いて、第五実施形態の吸音材について説明する。図10は、第五実施形態の吸音材の外観を示した斜視図である。上述した第一実施形態から第四実施形態までの吸音材10(図4及び図7~9)では、複数の遮音部12が四角格子の格子点上に規則正しく配置されていたところ、第五実施形態の吸音材10では、図10に示すように、複数の遮音部12が不規則(ランダム)に配置されている。第五実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.5 Sound-absorbing material of the fifth embodiment Next, the sound-absorbing material of the fifth embodiment will be described. Fig. 10 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material of the fifth embodiment. In the sound-absorbing materials 10 of the first to fourth embodiments described above (Figs. 4 and 7 to 9), the multiple sound-insulating parts 12 are regularly arranged on the lattice points of a square lattice, whereas in the sound-absorbing material 10 of the fifth embodiment, as shown in Fig. 10, the multiple sound-insulating parts 12 are irregularly (randomly) arranged. For configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the fifth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.6 第六実施形態の吸音材
続いて、第六実施形態の吸音材について説明する。図11は、第六実施形態の吸音材の外観を示した斜視図である。上述した第一実施形態から第五実施形態までの吸音材10(図4及び図7~10)では、パッチ状の遮音部12を2方向(縦方向及び横方向)に繰り返し配置していたところ、第六実施形態の吸音材10では、図11に示すように、一の方向(縦方向)に帯状に延びる遮音部12を他の方向(横方向)に繰り返し配置している。隣り合う遮音部12は、略平行に配置しており、その隙間がスリット状に形成されている。第六実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.6 Sound-absorbing material of the sixth embodiment Next, the sound-absorbing material of the sixth embodiment will be described. FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material of the sixth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the first to fifth embodiments described above (FIGS. 4 and 7 to 10), the patch-shaped sound-insulating parts 12 are repeatedly arranged in two directions (vertical and horizontal directions), whereas in the sound-absorbing material 10 of the sixth embodiment, as shown in FIG. 11, the sound-insulating parts 12 extending in a strip shape in one direction (vertical direction) are repeatedly arranged in the other direction (horizontal direction). The adjacent sound-insulating parts 12 are arranged approximately parallel to each other, and the gap between them is formed in a slit shape. For the configurations of the sound-absorbing material 10 of the sixth embodiment that are not particularly mentioned, the same configurations as those described for the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.7 第七実施形態の吸音材
続いて、第七実施形態の吸音材について説明する。図12は、第七実施形態の吸音材の外観を示した斜視図である。上述した第一実施形態から第六実施形態までの吸音材10(図4及び図7~11)では、1つの吸音材本体11に複数の遮音部12を配置していたところ、第七実施形態の吸音材10では、図12に示すように、1つの吸音材本体11につき遮音部12を1つのみ配置している。第七実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.7 Sound-absorbing material of the seventh embodiment Next, the sound-absorbing material of the seventh embodiment will be described. Fig. 12 is a perspective view showing the appearance of the sound-absorbing material of the seventh embodiment. In the sound-absorbing materials 10 of the first to sixth embodiments described above (Figs. 4 and 7 to 11), a plurality of sound-insulating parts 12 are arranged on one sound-absorbing material body 11, but in the sound-absorbing material 10 of the seventh embodiment, as shown in Fig. 12, only one sound-insulating part 12 is arranged on one sound-absorbing material body 11. For configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the seventh embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.8 第八実施形態の吸音材
続いて、第八実施形態の吸音材について説明する。図13は、第八実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第一実施形態から第七実施形態までの吸音材10(図4及び図7~12)では、遮音部12における吸音材本体11とは反対側の面には何も配置していなかったところ、第八実施形態の吸音材10では、図13に示すように、遮音部12における吸音材本体11とは反対側の面に厚手の通気性材料(ウレタンフォーム等)からなる吸音被覆材13を配置している。これにより、後述する実験3で説明するように、高周波数帯域での吸音を改善することが可能になる。第八実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.8 Sound-absorbing material of the eighth embodiment Next, the sound-absorbing material of the eighth embodiment will be described. FIG. 13 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the eighth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the first to seventh embodiments described above (FIGS. 4 and 7 to 12), nothing was arranged on the surface of the sound-insulating part 12 opposite to the sound-absorbing material body 11. In the sound-absorbing material 10 of the eighth embodiment, as shown in FIG. 13, a sound-absorbing covering material 13 made of a thick breathable material (urethane foam, etc.) is arranged on the surface of the sound-insulating part 12 opposite to the sound-absorbing material body 11. This makes it possible to improve sound absorption in the high frequency band, as will be described in Experiment 3 below. For the configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the eighth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.9 第九実施形態の吸音材
続いて、第九実施形態の吸音材について説明する。図14は、第九実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第一実施形態から第七実施形態までの吸音材10(図4及び図7~12)では、遮音部12における吸音材本体11とは反対側の面には何も配置していなかったところ、第九実施形態の吸音材10では、図14に示すように、遮音部12における吸音材本体11とは反対側の面に薄手の通気性材料(メルトブローン不織布等の不織布膜)からなる吸音被覆材13を配置している。これにより、後述する実験4で説明するように、より低周波数側から吸音をすることが可能になる。第九実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.9 Sound-absorbing material of the ninth embodiment Next, the sound-absorbing material of the ninth embodiment will be described. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the ninth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the first to seventh embodiments described above (FIGS. 4 and 7 to 12), nothing was arranged on the surface of the sound-insulating part 12 opposite to the sound-absorbing material body 11. In the sound-absorbing material 10 of the ninth embodiment, as shown in FIG. 14, a sound-absorbing covering material 13 made of a thin breathable material (nonwoven fabric film such as melt-blown nonwoven fabric) is arranged on the surface of the sound-insulating part 12 opposite to the sound-absorbing material body 11. This makes it possible to absorb sound from a lower frequency side, as will be described in Experiment 4 below. For configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the ninth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.10 第十実施形態の吸音材
続いて、第十実施形態の吸音材について説明する。図15は、第十実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第一実施形態から第九実施形態までの吸音材10(図4及び図7~14)のうち、第七実施形態の吸音材10(図12)を除いたもの(複数の遮音部12を有するもの)においては、一の遮音部12に重なる吸音材本体11と、他の遮音部12に重なる吸音材本体11とが連続していたところ、第十実施形態の吸音材10では、図15に示すように、一の遮音部12に重なる吸音材本体11と、他の遮音部12に重なる吸音材本体11とが分断されている。換言すると、遮音部12に重なる箇所周辺にのみ吸音材本体11を配置しており、遮音部12の隙間に重なる箇所には吸音材本体11を配置していない。第十実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.10 Sound-absorbing material of the tenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the tenth embodiment will be described. Fig. 15 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the tenth embodiment. In the sound-absorbing materials 10 of the first to ninth embodiments (Figs. 4 and 7 to 14) described above, except for the sound-absorbing material 10 of the seventh embodiment (Fig. 12) (those having a plurality of sound-insulating parts 12), the sound-absorbing material body 11 overlapping one sound-insulating part 12 and the sound-absorbing material body 11 overlapping another sound-insulating part 12 are continuous, whereas in the sound-absorbing material 10 of the tenth embodiment, as shown in Fig. 15, the sound-absorbing material body 11 overlapping one sound-insulating part 12 and the sound-absorbing material body 11 overlapping another sound-insulating part 12 are separated. In other words, the sound-absorbing material body 11 is arranged only around the part overlapping the sound-insulating part 12, and the sound-absorbing material body 11 is not arranged in the part overlapping the gap of the sound-insulating part 12. For configurations of the sound-absorbing material 10 of the tenth embodiment that are not specifically mentioned, configurations similar to those described for the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.11 第十一実施形態の吸音材
続いて、第十一実施形態の吸音材について説明する。図16は、第十一実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。第十実施形態の吸音材10では、図16に示すように、吸音材10の裏側(吸音材本体11の面α2側)に空気層14を設けている。このように、吸音材10の面α2側(透過側)には、空気層14を設けることもできる。第十一実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.11 Sound-absorbing material of eleventh embodiment Next, the sound-absorbing material of the eleventh embodiment will be described. Fig. 16 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the eleventh embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the tenth embodiment, as shown in Fig. 16, an air layer 14 is provided on the back side of the sound-absorbing material 10 (the surface α2 side of the sound-absorbing material body 11). In this way, the air layer 14 can also be provided on the surface α2 side (transmission side) of the sound-absorbing material 10. For configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the eleventh embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.12 第十二実施形態の吸音材
続いて、第十二実施形態の吸音材について説明する。図17は、第十二実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第十一実施形態の吸音材10(図16)では、一の遮音部12に重なる吸音材本体11と、他の遮音部12に重なる吸音材本体11とが連続していたところ、第十二実施形態の吸音材10では、図17に示すように、一の遮音部12に重なる吸音材本体11と、他の遮音部12に重なる吸音材本体11とが分断されている。換言すると、第十二実施形態の吸音材10は、第十一実施形態の吸音材10(図16)に、第十実施形態の吸音材10(図15)の構成を組み合わせたものとなっている。第十二実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.12 Sound-absorbing material of the twelfth embodiment Next, the sound-absorbing material of the twelfth embodiment will be described. Fig. 17 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the twelfth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the eleventh embodiment (Fig. 16) described above, the sound-absorbing material body 11 overlapping one sound-insulating part 12 and the sound-absorbing material body 11 overlapping the other sound-insulating part 12 are continuous, whereas in the sound-absorbing material 10 of the twelfth embodiment, as shown in Fig. 17, the sound-absorbing material body 11 overlapping one sound-insulating part 12 and the sound-absorbing material body 11 overlapping the other sound-insulating part 12 are separated. In other words, the sound-absorbing material 10 of the twelfth embodiment is a combination of the sound-absorbing material 10 of the eleventh embodiment (Fig. 16) and the structure of the sound-absorbing material 10 of the tenth embodiment (Fig. 15). For the structures not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the twelfth embodiment, the same structures as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.13 第十三実施形態の吸音材
続いて、第十三実施形態の吸音材について説明する。図18は、第十三実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第一実施形態から第十二実施形態までの吸音材10(図4及び図7~17)では、吸音材本体11の表側(音が入射する面α1側)に遮音部12を設けていたところ、第十三実施形態の吸音材10では、図18に示すように、吸音材本体11の裏側(音が透過する面α2側)に遮音部12を設けている。第十三実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.13 Sound-absorbing material of thirteenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the thirteenth embodiment will be described. Fig. 18 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the thirteenth embodiment. In the sound-absorbing materials 10 of the first to twelfth embodiments described above (Figs. 4 and 7 to 17), the sound-insulating portion 12 is provided on the front side (the surface α1 side where sound is incident) of the sound-absorbing material body 11, whereas in the sound-absorbing material 10 of the thirteenth embodiment, as shown in Fig. 18, the sound-insulating portion 12 is provided on the back side (the surface α2 side where sound is transmitted) of the sound-absorbing material body 11. For configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the thirteenth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.14 第十四実施形態の吸音材
続いて、第十四実施形態の吸音材について説明する。図19は、第十四実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第十三実施形態の吸音材10(図18)では、一の遮音部12に重なる吸音材本体11と、他の遮音部12に重なる吸音材本体11とが連続していたところ、第十四実施形態の吸音材10では、図19に示すように、一の遮音部12に重なる吸音材本体11と、他の遮音部12に重なる吸音材本体11とが分断されている。換言すると、第十四実施形態の吸音材10は、第十三実施形態の吸音材10(図18)に、第十実施形態の吸音材10(図15)の構成を組み合わせたものとなっている。第十四実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.14 Sound-absorbing material of the fourteenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the fourteenth embodiment will be described. Fig. 19 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the fourteenth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the thirteenth embodiment (Fig. 18) described above, the sound-absorbing material body 11 overlapping one sound-insulating part 12 and the sound-absorbing material body 11 overlapping the other sound-insulating part 12 are continuous, whereas in the sound-absorbing material 10 of the fourteenth embodiment, as shown in Fig. 19, the sound-absorbing material body 11 overlapping one sound-insulating part 12 and the sound-absorbing material body 11 overlapping the other sound-insulating part 12 are separated. In other words, the sound-absorbing material 10 of the fourteenth embodiment is a combination of the sound-absorbing material 10 of the thirteenth embodiment (Fig. 18) and the structure of the sound-absorbing material 10 of the tenth embodiment (Fig. 15). For the structures not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the fourteenth embodiment, the same structures as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.15 第十五実施形態の吸音材
続いて、第十五実施形態の吸音材について説明する。図20は、第十五実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第一実施形態から第十四実施形態までの吸音材10(図4及び図7~19)では、吸音材本体11が単層構造となっていたところ、第十五実施形態の吸音材10では、図20に示すように、吸音材本体11が複層構造を有している。具体的には、流れ抵抗等の異なる複数種類の吸音材料11a,11b,11cを積層することで、吸音材本体11を構成している。図20に示した例では、吸音材本体11を3層構造としているが、吸音材本体11は、2層とすることもできるし、4層以上とすることもできる。第十五実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.15 Sound-absorbing material of the fifteenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the fifteenth embodiment will be described. FIG. 20 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the fifteenth embodiment. In the sound-absorbing materials 10 of the first to fourteenth embodiments described above (FIGS. 4 and 7 to 19), the sound-absorbing material body 11 has a single-layer structure, whereas in the sound-absorbing material 10 of the fifteenth embodiment, as shown in FIG. 20, the sound-absorbing material body 11 has a multi-layer structure. Specifically, the sound-absorbing material body 11 is formed by laminating a plurality of types of sound-absorbing materials 11a, 11b, and 11c having different flow resistances. In the example shown in FIG. 20, the sound-absorbing material body 11 has a three-layer structure, but the sound-absorbing material body 11 can also have two layers or four or more layers. For the configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material 10 of the fifteenth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.16 第十六実施形態の吸音材
続いて、第十六実施形態の吸音材について説明する。図21は、第十六実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。第十六実施形態の吸音材10では、図21に示すように、吸音材本体11を複層構造にするとともに、吸音材10の裏側(吸音材本体11の面α2側)に空気層14を設けている。換言すると、第十六実施形態の吸音材10は、第十五実施形態の吸音材10(図20)に、第十一実施形態の吸音材10(図16)の構成を組み合わせたものとなっている。第十六実施形態の吸音材10で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.16 Sound-absorbing material of the sixteenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the sixteenth embodiment will be described. Fig. 21 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the sixteenth embodiment. In the sound-absorbing material 10 of the sixteenth embodiment, as shown in Fig. 21, the sound-absorbing material body 11 has a multi-layer structure, and an air layer 14 is provided on the back side of the sound-absorbing material 10 (the surface α2 side of the sound-absorbing material body 11). In other words, the sound-absorbing material 10 of the sixteenth embodiment is a combination of the sound-absorbing material 10 of the fifteenth embodiment (Fig. 20) and the sound-absorbing material 10 of the eleventh embodiment (Fig. 16). For the configurations of the sound-absorbing material 10 of the sixteenth embodiment that are not particularly mentioned, the same configurations as those described for the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.17 第十七実施形態の吸音材
続いて、第十七実施形態の吸音材について説明する。図22は、第十七実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。第十七実施形態の吸音材は、図22に示すように、吸音材本体11及び複数の遮音部12からなる吸音材10を、厚さ方向に2枚重ねた重合タイプのものとなっている。この第十七実施形態の吸音材のように、複数枚の吸音材10を重ねて配置することができる。これにより、より低周波数側から吸音を行うことが可能になる。吸音材10を重ねる枚数は、2枚に限定されず、3枚以上とすることもできる。第十七実施形態の吸音材で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.17 Sound-absorbing material of the seventeenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the seventeenth embodiment will be described. FIG. 22 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the seventeenth embodiment. As shown in FIG. 22, the sound-absorbing material of the seventeenth embodiment is a laminated type in which two sound-absorbing materials 10 consisting of a sound-absorbing material body 11 and a plurality of sound-insulating parts 12 are laminated in the thickness direction. As in the sound-absorbing material of the seventeenth embodiment, a plurality of sound-absorbing materials 10 can be arranged in layers. This makes it possible to absorb sound from the lower frequency side. The number of layers of the sound-absorbing material 10 is not limited to two, and can be three or more. For the configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material of the seventeenth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing materials 10 of the other embodiments can be adopted.
1.18 第十八実施形態の吸音材
続いて、第十八実施形態の吸音材について説明する。図23は、第十八実施形態の吸音材の外観を示した断面図である。上述した第十七実施形態の吸音材(図22)では、異なる層の吸音材10を構成する遮音部12同士が、吸音材10の厚さ方向で重なるように配されていたところ、第十八実施形態の吸音材では、図23に示すように、異なる層の吸音材10を構成する遮音部12同士が、吸音材10の厚さ方向で重ならないように互い違いに配している。これにより、さらに低周波数側から吸音を行うことが可能になる。異なる層の吸音材10を構成する遮音部12は、一の方向(図23の紙面に向かって左右方向)だけでなく、他の方向(同図の紙面に垂直な方向)でも互い違いに配することがより好ましい。第十八実施形態の吸音材で特に言及しない構成については、他の実施形態の吸音材10で述べたものと同様の構成を採用することができる。
1.18 Sound-absorbing material of the eighteenth embodiment Next, the sound-absorbing material of the eighteenth embodiment will be described. FIG. 23 is a cross-sectional view showing the appearance of the sound-absorbing material of the eighteenth embodiment. In the sound-absorbing material of the seventeenth embodiment (FIG. 22) described above, the sound-insulating parts 12 constituting the sound-absorbing material 10 of different layers are arranged so as to overlap each other in the thickness direction of the sound-absorbing material 10. In the sound-absorbing material of the eighteenth embodiment, as shown in FIG. 23, the sound-insulating parts 12 constituting the sound-absorbing material 10 of different layers are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the sound-absorbing material 10. This makes it possible to absorb sound from the lower frequency side. It is more preferable that the sound-insulating parts 12 constituting the sound-absorbing material 10 of different layers are arranged so as to be staggered not only in one direction (the left-right direction on the paper surface of FIG. 23) but also in another direction (the direction perpendicular to the paper surface of the same figure). For the configurations not specifically mentioned in the sound-absorbing material of the eighteenth embodiment, the same configurations as those described in the sound-absorbing material 10 of the other embodiments can be adopted.
1.19 その他
以上で説明した第一実施形態から第十八実施形態の吸音材10では、いずれも、複数の遮音部12(パッチ状部材)が、互いに離隔して配されていたが、遮音部12で入射音波を回折することにより、上述した原理で、吸音する周波数帯域を低周波数側にシフトできるのであれば、これらの遮音部12は、互いに繋がった形態とすることもできる。図39は、遮音部12の変形例を示した図である。図40は、遮音部12のまた別の変形例を示した図である。図39及び図40に示した遮音部12は、方形部を市松模様状に繰り返し配置したものとなっている。図39の遮音部12では、それぞれの方形部の角部頂点で点状に繋がった状態となっており、図40の遮音部12では、それぞれの方形部の角部が僅かに重なる形で繋がった状態となっている。図39及び図40に示した例では、遮音部12を形成する単位を方形部としたが、遮音部12を形成する単位の形状は、方形以外(例えば、円形や楕円形等)とすることもできる。また、複数種類の形状を組み合わせて配置することもできる。
1.19 Others In the sound absorbing material 10 of the first to eighteenth embodiments described above, the multiple sound insulating parts 12 (patch-like members) are arranged at a distance from each other. However, if the frequency band of sound absorption can be shifted to the lower frequency side by diffracting the incident sound waves in the sound insulating parts 12 according to the above-mentioned principle, these sound insulating parts 12 can be connected to each other. FIG. 39 is a diagram showing a modified example of the sound insulating part 12. FIG. 40 is a diagram showing another modified example of the sound insulating part 12. The sound insulating parts 12 shown in FIG. 39 and FIG. 40 are formed by repeatedly arranging square parts in a checkerboard pattern. In the sound insulating part 12 of FIG. 39, the corner vertices of each square part are connected in a dot-like manner, and in the sound insulating part 12 of FIG. 40, the corners of each square part are connected in a slightly overlapping manner. 39 and 40, the units forming the sound insulation parts 12 are rectangular, but the shapes of the units forming the sound insulation parts 12 may be other than rectangular (for example, circular or elliptical). Also, a combination of a plurality of different shapes may be used.
2.数値解析及び実験
本発明の吸音材の有効性を確認するため、以下の数値解析1~4及び実験1~3を行った。
2. Numerical Analyses and Experiments In order to confirm the effectiveness of the sound-absorbing material of the present invention, the following Numerical Analyses 1 to 4 and Experiments 1 to 3 were carried out.
2.1 数値解析1
まず、本発明の吸音材において、入射音波が吸音材本体の内部をどのように伝搬するのかを確認する数値解析1を行った。この数値解析1を含め、後述する数値解析2~3では、FEM(Finite Element Methоd:有限要素法)により行った。音響解析ソフトは、Siemens社製の「Simcenter3D」を用いた。図24は、数値解析1で用いた吸音材の有限要素モデルを示した図である。数値解析1では、吸音材本体の厚さを20mmに設定した場合と、60mmに設定した場合との2つの場合について行った。
2.1 Numerical analysis 1
First, in the sound-absorbing material of the present invention, Numerical Analysis 1 was performed to confirm how incident sound waves propagate inside the sound-absorbing material body. This Numerical Analysis 1 as well as Numerical Analysis 2 to 3 described below were performed using FEM (Finite Element Method). The acoustic analysis software used was "Simcenter3D" manufactured by Siemens. FIG. 24 shows a finite element model of the sound-absorbing material used in Numerical Analysis 1. Numerical Analysis 1 was performed for two cases, one where the thickness of the sound-absorbing material body was set to 20 mm and the other where it was set to 60 mm.
図25に、数値解析1で求めた音圧分布及び粒子速度分布を示す。図25(a),(b)は、吸音材本体の厚さを20mmにしたときの結果を示し、このうち、図25(a)は音圧分布を、図25(b)は粒子速度分布をそれぞれ示している。また、図25(c),(d)は、吸音材本体の厚さを60mmにしたときの結果を示し、このうち、図25(c)は音圧分布を、図25(d)は粒子速度分布をそれぞれ示している。図25を見ると、遮音部の縁で入射音波が回折し、遮音部の裏側に回り込んでいることが分かる。また、吸音材本体の厚さが大きい場合(図25(d))よりも、吸音材本体の厚さが小さい場合(図25(b))の方が、回折具合が大きくなることも分かる。既に述べたように、本発明の吸音材で低周波数から吸音できるようになる理由として、吸音材本体への入射音波が遮音部で回折することで、吸音材本体の内部における入射音波の経路長を長くなることを挙げていたところ、この現象が数値解析1の結果から裏付けられた。
FIG. 25 shows the sound pressure distribution and particle velocity distribution obtained in the numerical analysis 1. FIG. 25(a) and (b) show the results when the thickness of the sound absorbing material body is set to 20 mm, of which FIG. 25(a) shows the sound pressure distribution and FIG. 25(b) shows the particle velocity distribution. FIG. 25(c) and (d) show the results when the thickness of the sound absorbing material body is set to 60 mm, of which FIG. 25(c) shows the sound pressure distribution and FIG. 25(d) shows the particle velocity distribution. From FIG. 25, it can be seen that the incident sound wave is diffracted at the edge of the sound insulation part and goes around to the back side of the sound insulation part. It can also be seen that the degree of diffraction is greater when the thickness of the sound absorbing material body is small (FIG. 25(b)) than when the thickness of the sound absorbing material body is large (FIG. 25(d)). As already mentioned, the reason why the sound-absorbing material of the present invention is able to absorb sound from low frequencies is that the sound waves incident on the main body of the sound-absorbing material are diffracted at the sound-insulating part, thereby lengthening the path length of the incident sound waves inside the main body of the sound-absorbing material. This phenomenon is supported by the results of Numerical Analysis 1.
2.2 実験1
続いて、本発明に係る吸音材の垂直入射吸音率を測定する実験1を行った。図26は、実験1で用いた垂直入射吸音率測定装置を音響管の中心線を含む平面で切断した状態を示した断面図である。図26に示すように、内径100mmの円筒型の音響管の内部における中途部分に円盤状の試料(吸音材)を配置し、音響管の一端部に設けた音源から試料(吸音材)に対して音波を垂直に入射させ、音源と試料(吸音材)との間に配置したマイクで反射波の強度を検出することにより、試料(吸音材)の反射率を求め、垂直入射吸音率を算出した。
2.2 Experiment 1
Next, experiment 1 was carried out to measure the normal incidence sound absorption coefficient of the sound absorbing material according to the present invention. Fig. 26 is a cross-sectional view showing the normal incidence sound absorption coefficient measuring device used in experiment 1 cut along a plane including the center line of the sound tube. As shown in Fig. 26, a disk-shaped sample (sound absorbing material) was placed in the middle of the inside of a cylindrical sound tube with an inner diameter of 100 mm, and sound waves were perpendicularly incident on the sample (sound absorbing material) from a sound source provided at one end of the sound tube, and the intensity of the reflected wave was detected by a microphone placed between the sound source and the sample (sound absorbing material), thereby obtaining the reflectance of the sample (sound absorbing material) and calculating the normal incidence sound absorption coefficient.
図27は、実験1で用いた試料(比較例1及び実施例1.1~1.3の試料)を示した斜視図である。図27に示すように、本発明に係る吸音材(実施例1.1~1.3の試料)は、いずれも、外径が100mmで厚さが20mmの円盤状を為す吸音材本体と、吸音材本体における片面(音波が入射する側の面)の中心部に設けられた円形状の遮音部とで構成している。遮音部の直径は、実施例1.1の試料では40mm、実施例1.2の試料では60mm、実施例1.3の試料では80mmとなっている。吸音材本体は、ウレタンフォームで形成しており、遮音部は、ゴムシートで形成している。実験1では、本発明の吸音材の有効性を確認するため、遮音部を設けていない比較例1の試料についても同様の測定を行った。比較例1の試料における吸音材本体の寸法や素材は、実施例1.1~1.3で用いた吸音材本体と同じである。 Figure 27 is a perspective view showing the samples (samples of Comparative Example 1 and Examples 1.1 to 1.3) used in Experiment 1. As shown in Figure 27, the sound-absorbing material according to the present invention (samples of Examples 1.1 to 1.3) is composed of a disk-shaped sound-absorbing material body with an outer diameter of 100 mm and a thickness of 20 mm, and a circular sound-insulating part provided in the center of one side (the side on which sound waves are incident) of the sound-absorbing material body. The diameter of the sound-insulating part is 40 mm in the sample of Example 1.1, 60 mm in the sample of Example 1.2, and 80 mm in the sample of Example 1. The sound-absorbing material body is made of urethane foam, and the sound-insulating part is made of a rubber sheet. In Experiment 1, in order to confirm the effectiveness of the sound-absorbing material of the present invention, the same measurements were also performed on the sample of Comparative Example 1 that does not have a sound-insulating part. The dimensions and material of the sound-absorbing material body in the sample of Comparative Example 1 are the same as those of the sound-absorbing material body used in Examples 1.1 to 1.3.
図28に、実験1で測定した、各試料(比較例1及び実施例1.1~1.3の試料)の垂直入射吸音率のグラフを示す。図28を見ると、比較例1の試料よりも、本発明に係る吸音材(実施例1.1~1.3の試料)の方が、低周波数帯域での吸音率が高くなっていることが分かる。このことから、本発明の吸音材が、低周波数帯域から吸音できるものであることが分かった。また、図28からは、遮音部の直径が40mmの実施例1.1の試料よりも、遮音部の直径が60mmの実施例1.2の試料の方が低周波数帯域から吸音しており、さらに、遮音部の直径が60mmの実施例1.2の試料よりも、遮音部の直径が80mmの実施例1.3の試料の方が低周波数帯域から吸音していることも分かる。このことから、遮音部の寸法を大きくすることでより低周波数帯域から吸音できることも分かった。
FIG. 28 shows a graph of the normal incidence sound absorption coefficient of each sample (samples of Comparative Example 1 and Examples 1.1 to 1.3) measured in Experiment 1. From FIG. 28, it can be seen that the sound absorbing material according to the present invention (samples of Examples 1.1 to 1.3) has a higher sound absorption coefficient in the low frequency range than the sample of Comparative Example 1. From this, it was found that the sound absorbing material of the present invention can absorb sound from the low frequency range. Also, from FIG. 28, it can be seen that the sample of Example 1.2, whose sound insulation part has a diameter of 60 mm, absorbs sound from the low frequency range more than the sample of Example 1.1, whose sound insulation part has a diameter of 40 mm, and further, the sample of Example 1.3, whose sound insulation part has a diameter of 80 mm, absorbs sound from the low frequency range more than the sample of Example 1.2, whose sound insulation part has a diameter of 60 mm. From this, it can be seen that sound can be absorbed from a lower frequency range by increasing the dimensions of the sound insulation part.
2.3 実験2
続いて、本発明に係る吸音材の残響室法吸音率を測定する実験2を行った。実験2における残響室法吸音率の測定は、JISA1409「残響室法吸音率の測定方法」に規格化された方法に準拠して行った。
2.3 Experiment 2
Next, experiment 2 was carried out to measure the reverberation room sound absorption coefficient of the sound absorbing material according to the present invention. The measurement of the reverberation room sound absorption coefficient in experiment 2 was carried out in accordance with the method standardized in JIS A1409 "Method of measuring reverberation room sound absorption coefficient."
図29は、実験2で用いた試料(比較例2及び実施例2.1,2.2の試料)を撮影した写真である。本発明に係る吸音材(実施例2.1及び実施例2.2の試料)は、面積が4m2(=2m×2m)で厚さが20mmのウレタンフォームからなる吸音材本体の片面に、ゴム製の複数の遮音部を四角格子の格子点上に配置したものである。実施例2.1の試料において、それぞれの遮音部は、80mm×80mmの正方形状を為しており、実施例2.2の試料において、それぞれの遮音部は、200mm×200mmの正方形状を為しいている。遮音部の個数及び隙間は、実施例2.1及び実施例2.2の試料において、上記の比S2/S1が0.64で等しくなるように設定した。実験2では、遮音部を設けていないこと以外は、実施例2.1及び実施例2.2の試料と同一条件の比較例2の試料についても同様の測定を行った。 FIG. 29 is a photograph of the samples (samples of Comparative Example 2 and Examples 2.1 and 2.2) used in Experiment 2. The sound-absorbing material according to the present invention (samples of Examples 2.1 and 2.2) is a sound-absorbing material body made of urethane foam with an area of 4 m 2 (=2 m×2 m) and a thickness of 20 mm, on one side of which a plurality of rubber sound-insulating parts are arranged on the lattice points of a square lattice. In the sample of Example 2.1, each sound-insulating part is in the shape of a square of 80 mm×80 mm, and in the sample of Example 2.2, each sound-insulating part is in the shape of a square of 200 mm×200 mm. The number of sound-insulating parts and the gaps were set so that the above ratio S 2 /S 1 was equal at 0.64 in the samples of Examples 2.1 and 2.2. In Experiment 2, the same measurements were performed on the sample of Comparative Example 2, which was the same as the samples of Examples 2.1 and 2.2, except that no sound-insulating parts were provided.
図30に、実験2で測定した、各試料(比較例2及び実施例2.1,2.2の試料)の残響室法吸音率のグラフを示す。図30の結果からも、本発明に係る吸音材(実施例2.1及び実施例2.2の試料)の方が、低周波数帯域から吸音できていることが分かる。また、実施例2.1及び実施例2.2の試料についての測定結果の比較から、比S2/S1を一定とした場合でも、それぞれの遮音部の寸法を大きくした方が、低周波数帯域から吸音できることが分かった。なお、図30では吸音率が1を超えている(入射音のエネルギーよりも吸収されたエネルギーが大きい)ところ(例えば、実施例2.1における、1000Hz、1250Hz及び1600Hz帯域)があるが、これは、試験体面積が規格で規定された10m2よりも小さいために生じる面積効果が原因である。大きな試験体で測定を行えば、吸音率は、この測定値より小さくなるが、試験体間の大小関係は変わらないと考えられる。
FIG. 30 shows a graph of the reverberation room sound absorption coefficient of each sample (samples of Comparative Example 2 and Examples 2.1 and 2.2) measured in Experiment 2. From the results of FIG. 30, it can be seen that the sound absorbing material according to the present invention (samples of Examples 2.1 and 2.2) can absorb sound from a lower frequency band. Furthermore, from a comparison of the measurement results for the samples of Examples 2.1 and 2.2, it was found that even if the ratio S2 / S1 is constant, the larger the dimensions of each sound insulation part, the more sound can be absorbed from a lower frequency band. Note that in FIG. 30, there are some places (for example, the 1000 Hz, 1250 Hz, and 1600 Hz bands in Example 2.1) where the sound absorption coefficient exceeds 1 (the absorbed energy is greater than the energy of the incident sound), but this is due to the area effect that occurs because the test specimen area is smaller than the 10 m2 specified by the standard. If a measurement is performed using a larger test specimen, the sound absorption coefficient will be smaller than this measured value, but it is considered that the relationship between the test specimens will not change.
2.4 実験3
続いて、実験2と同様の残響室吸音率を、ウレタンフォーム(吸音材本体又は吸音被覆材)を2枚重ねた試料についても測定する実験3を行った。図31は、実験3で用いた試料(比較例3及び実施例3.1及び実施例3.2の試料)を示した断面図である。実施例3.1の試料は、吸音材本体を、厚さ20mmのウレタンフォームを2枚重ねて構成し、当該吸音材本体における表層に、200mm×200mmの正方形状を為す遮音部を四角格子の格子点上に配置したものである。また、実施例3.2の試料は、厚さ20mmのウレタンフォームからなる1枚の吸音材本体の表層に、200mm×200mmの正方形状を為す遮音部を四角格子の格子点上に配置するとともに、遮音部における吸音材本体とは反対側の表面を、厚さ20mmのウレタンフォームからなる1枚の吸音被覆材で覆ったものである。この実施例3.2の試料は、2枚のウレタンフォームの間(中間層)に遮音部を配置したものと捉えることもできる。さらに、比較例3の試料は、実施例3.1の試料から遮音部を取り除いたものである。
2.4 Experiment 3
Next, experiment 3 was conducted to measure the reverberation chamber sound absorption coefficient of a sample in which two sheets of urethane foam (sound-absorbing material body or sound-absorbing covering material) were stacked, similar to experiment 2. Figure 31 is a cross-sectional view showing the samples (samples of Comparative Example 3, Example 3.1, and Example 3.2) used in experiment 3. The sample of Example 3.1 is a sample in which the sound-absorbing material body is composed of two sheets of urethane foam with a thickness of 20 mm stacked, and a sound-insulating part having a square shape of 200 mm x 200 mm is arranged on the lattice points of a rectangular lattice on the surface layer of the sound-absorbing material body. The sample of Example 3.2 is a sample in which a sound-insulating part having a square shape of 200 mm x 200 mm is arranged on the lattice points of a rectangular lattice on the surface layer of a single sound-absorbing material body made of urethane foam with a thickness of 20 mm, and the surface of the sound-insulating part opposite to the sound-absorbing material body is covered with a single sound-absorbing covering material made of urethane foam with a thickness of 20 mm. The sample of Example 3.2 can be regarded as a sample in which a sound-insulating portion is disposed between two sheets of urethane foam (middle layer). Furthermore, the sample of Comparative Example 3 is a sample in which the sound-insulating portion is removed from the sample of Example 3.1.
図32に、実験3で測定した、各試料(比較例3及び実施例3.1,3.2の試料)の残響室法吸音率のグラフを示す。図32を見ると、遮音部を表層に配置した実施例3.1の試料よりも、遮音部を中間層に配置した実施例3.2の試料の方が、高周波数帯域での吸音率が改善していることが分かる。このことから、遮音部における吸音材本体とは反対側の表面を、通気性を有する吸音被覆材で被覆すること(吸音性を有する材料で遮音部を挟み込んだ構造とすること)によって、低周波数帯域から高周波数帯域に至るまでの広い範囲で優れた吸音効果が奏されることが分かった。
Fig. 32 shows a graph of the reverberation room sound absorption coefficient of each sample (samples of Comparative Example 3 and Examples 3.1 and 3.2) measured in Experiment 3. As can be seen from Fig. 32, the sample of Example 3.2 in which the sound insulation part is arranged in the middle layer has an improved sound absorption coefficient in the high frequency band compared to the sample of Example 3.1 in which the sound insulation part is arranged in the surface layer. From this, it was found that by covering the surface of the sound insulation part opposite to the sound absorbing material body with a breathable sound absorbing covering material (a structure in which the sound insulation part is sandwiched between materials having sound absorption properties), an excellent sound absorption effect can be achieved in a wide range from low to high frequency bands.
2.5 数値解析2
続いて、垂直入射吸音率に対する比S2/S1の依存性を確認する数値解析2を行った。図33は、数値解析2で定義した試料(実施例4.1~4.9の試料)を示した斜視図である。実施例4.1~4.9の試料において、遮音部は、いずれも、100mm×100mmの正方形状で定義しており、吸音材本体は、いずれも、厚さ20mmの繊維系吸音材料で定義している。実施例4.1~4.9の試料においては、遮音部の面積を一定としながらも、吸音材本体の面積を変化させることで、比S2/S1を異なるものとした。比S2/S1の値は、実施例4.1の試料で約0.995、実施例4.2の試料で約0.990、実施例4.3の試料で約0.980、実施例4.4の試料で約0.943、実施例4.5の試料で約0.907、実施例4.6の試料で約0.640、実施例4.7の試料で約0.503、実施例4.8の試料で約0.401、実施例4.9の試料で約0.200となっている。比較例4の試料は、実施例4.1の試料から遮音部を取り除いたものとなっている。
2.5 Numerical Analysis 2
Next, Numerical Analysis 2 was performed to confirm the dependency of the ratio S2 / S1 on the normal incidence sound absorption coefficient. Fig. 33 is a perspective view showing the samples defined in Numerical Analysis 2 (samples of Examples 4.1 to 4.9). In the samples of Examples 4.1 to 4.9, the sound-insulating portion was defined as a square shape of 100 mm x 100 mm, and the sound-absorbing material body was defined as a fiber-based sound-absorbing material having a thickness of 20 mm. In the samples of Examples 4.1 to 4.9, the area of the sound-insulating portion was kept constant, but the area of the sound-absorbing material body was changed to vary the ratio S2 / S1 . The value of the ratio S2 / S1 is about 0.995 for the sample of Example 4.1, about 0.990 for the sample of Example 4.2, about 0.980 for the sample of Example 4.3, about 0.943 for the sample of Example 4.4, about 0.907 for the sample of Example 4.5, about 0.640 for the sample of Example 4.6, about 0.503 for the sample of Example 4.7, about 0.401 for the sample of Example 4.8, and about 0.200 for the sample of Example 4. The sample of Comparative Example 4 is the sample of Example 4.1 without the sound insulating portion.
図34に、数値解析2で求めた、各試料(比較例4及び実施例4.1~4.9の試料)の垂直入射吸音率のグラフを示す。図34を見ると、比S2/S1が小さくなればなるほど、低周波数帯域を含むより広い周波数帯域で吸音効果が生じていることが分かる。具体的には、比S2/S1が0.990未満の実施例4.3~4.9の試料において、比較的広い周波数帯域で吸音効果が得られている。一方、比S2/S1が大きい場合(例えば、比S2/S1が0.990以上の実施例4.1及び実施例4.2の試料)では、周波数帯域においては、優れた吸音効果が得られるものの、そのような効果が得られる周波数の幅は狭くなることが分かった。その理由は、比S2/S1を大きしていくと、上述した回折現象による効果よりも、ヘルムホルツ共鳴による影響が強く表われるからであると考えられる。
FIG. 34 shows a graph of the normal incidence sound absorption coefficient of each sample (samples of Comparative Example 4 and Examples 4.1 to 4.9) obtained by Numerical Analysis 2. As shown in FIG. 34, the smaller the ratio S 2 /S 1 , the wider the frequency band including the low frequency band is in which the sound absorption effect occurs. Specifically, in the samples of Examples 4.3 to 4.9 in which the ratio S 2 /S 1 is less than 0.990, the sound absorption effect is obtained in a relatively wide frequency band. On the other hand, when the ratio S 2 /S 1 is large (for example, the samples of Examples 4.1 and 4.2 in which the ratio S 2 /S 1 is 0.990 or more), it was found that although an excellent sound absorption effect is obtained in the frequency band, the frequency range in which such an effect is obtained is narrow. The reason for this is considered to be that, as the ratio S 2 /S 1 is increased, the effect of Helmholtz resonance appears more strongly than the effect of the diffraction phenomenon described above.
2.6 数値解析3
続いて、比S2/S1を一定としたときの、垂直入射吸音率に対する遮音部及び吸音材本体の寸法の依存性を確認する数値解析3を行った。図35は、数値解析3で定義した試料(実施例5.1~5.5の試料)を示した斜視図である。実施例5.1~5.5の試料においては、比S2/S1を0.5で一定としている。吸音材本体はいずれも、厚さ80mmの繊維系吸音材料で定義した。ただし、遮音部及び吸音材本体の寸法は、実施例5.1の試料から実施例5.5の試料にかけて、段階的に大きくしている。すなわち、実施例5.1の試料においては、遮音部の寸法を100mm×100mmとし、実施例5.2の試料においては、遮音部の寸法を150mm×150mmとし、実施例5.3の試料においては、遮音部の寸法を200mm×200mmとし、実施例5.4の試料においては、遮音部の寸法を300mm×300mmとし、実施例5.5の試料においては、遮音部の寸法を500mm×500mmとしている。これらの寸法の遮音部のもと、比S2/S1が0.5となるように吸音材本体の寸法を調整している。比較例5の試料は、実施例5.1の試料から遮音部を取り除いたものとなっている。
2.6 Numerical Analysis 3
Next, Numerical Analysis 3 was carried out to confirm the dependency of the dimensions of the sound insulation part and the sound absorbing body on the normal incidence sound absorption coefficient when the ratio S2 / S1 was constant. Figure 35 is a perspective view showing the samples defined in Numerical Analysis 3 (samples of Examples 5.1 to 5.5). In the samples of Examples 5.1 to 5.5, the ratio S2 / S1 was constant at 0.5. The sound absorbing body was defined as a fiber-based sound absorbing material with a thickness of 80 mm. However, the dimensions of the sound insulation part and the sound absorbing body were gradually increased from the sample of Example 5.1 to the sample of Example 5.5. That is, in the sample of Example 5.1, the sound insulation part has dimensions of 100 mm x 100 mm, in the sample of Example 5.2, the sound insulation part has dimensions of 150 mm x 150 mm, in the sample of Example 5.3, the sound insulation part has dimensions of 200 mm x 200 mm, in the sample of Example 5.4, the sound insulation part has dimensions of 300 mm x 300 mm, and in the sample of Example 5.5, the sound insulation part has dimensions of 500 mm x 500 mm. With these dimensions of the sound insulation part, the dimensions of the sound absorbing material body are adjusted so that the ratio S2 / S1 is 0.5. The sample of Comparative Example 5 is the sample of Example 5.1 without the sound insulation part.
図36に、数値解析3で求めた、各試料(比較例5及び実施例5.1~5.5の試料)の垂直入射吸音率のグラフを示す。図36を見ると、比S2/S1が一定である場合においては、遮音部及び吸音材本体の寸法が大きくなるほど、吸音効果が得られる周波数帯域が低周波数側にシフトすることが分かる。その理由は、既に述べたように、一般的な吸音材では、その厚さが入射音波の波長の1/4に一致するときに、吸音率が高くなり、吸音材本体の表面に遮音部を配した本発明の吸音材では、遮音部の縁部で生じる回折現象によって、吸音材本体の内部における入射音波の経路長を長くする(吸音材本体の見掛けの厚さが大きくなる)ことで、吸音率が高くなる周波数帯域を低周波数側にシフトさせるところ、遮音部の寸法が大きくなると、回折する距離が長くなり、吸音材本体の見掛けの厚さが大きくなるためと考えられる。
Fig. 36 shows a graph of the normal incidence sound absorption coefficient of each sample (samples of Comparative Example 5 and Examples 5.1 to 5.5) obtained by Numerical Analysis 3. From Fig. 36, it can be seen that, when the ratio S2 / S1 is constant, the frequency band where the sound absorption effect is obtained shifts to the lower frequency side as the dimensions of the sound insulation part and the sound absorbing material body become larger. The reason for this is that, as already mentioned, in a general sound absorbing material, when its thickness coincides with 1/4 of the wavelength of the incident sound wave, the sound absorption coefficient becomes high, and in the sound absorbing material of the present invention in which a sound insulation part is arranged on the surface of the sound absorbing material body, the diffraction phenomenon occurring at the edge of the sound insulation part lengthens the path length of the incident sound wave inside the sound absorbing material body (the apparent thickness of the sound absorbing material body becomes larger), shifting the frequency band where the sound absorption coefficient becomes high to the lower frequency side, but when the dimensions of the sound insulation part become larger, the diffraction distance becomes longer and the apparent thickness of the sound absorbing material body becomes larger.
2.7 実験4
最後に、遮音部における吸音材本体とは反対側の表面に、吸音被覆材として不織布膜を配した場合の吸音効果について確認する実験4を行った。図37は、実験4で用いた試料(比較例6及び実施例6.1,6.2の試料)を示した斜視図である。実施例6.1の試料は、厚さ20mmの円盤状を為すウレタンフォームからなる吸音材本体の片面の中心部に、直径80mmの円形を為す遮音部を設けたものとなっている。実施例6.2の試料は、実施例6.1の試料における、遮音部のさらに上側(遮音部における吸音材本体とは反対側の表面)を、不織布膜(メルトブローン不織布)からなる吸音被覆材で覆ったものとなっている。比較例6の試料は、実施例6.1の試料から遮音部を取り除いたものとなっている。
2.7 Experiment 4
Finally, experiment 4 was conducted to confirm the sound absorbing effect when a nonwoven fabric film was arranged as a sound absorbing covering material on the surface of the sound insulating part opposite to the sound absorbing material body. Figure 37 is a perspective view showing the samples (samples of Comparative Example 6 and Examples 6.1 and 6.2) used in experiment 4. The sample of Example 6.1 is a sample in which a circular sound insulating part with a diameter of 80 mm is provided at the center of one side of a sound absorbing material body made of a urethane foam in a disk shape with a thickness of 20 mm. The sample of Example 6.2 is a sample in which the upper side of the sound insulating part in the sample of Example 6.1 (the surface of the sound insulating part opposite to the sound absorbing material body) is covered with a sound absorbing covering material made of a nonwoven fabric film (meltblown nonwoven fabric). The sample of Comparative Example 6 is a sample in which the sound insulating part has been removed from the sample of Example 6.1.
図38に、実験4で測定した各試料(比較例6及び実施例6.1,6.2の試料)の垂直入射吸音率のグラフを示す。図38を見ると、不織布膜からなる吸音被覆材を有さない実施例6.1の試料よりも、不織布膜からなる吸音被覆材を有する実施例6.2の試料の方が、低周波数側から優れた吸音率が得られることが分かる。このことから、より低周波数側から優れた吸音率を得るためには、不織布膜からなる吸音被覆材で遮音部を覆うことが有効であることが分かった。 Figure 38 shows a graph of the normal incidence sound absorption coefficient of each sample (samples of Comparative Example 6 and Examples 6.1 and 6.2) measured in Experiment 4. From Figure 38, it can be seen that the sample of Example 6.2, which has a sound-absorbing covering material made of a nonwoven fabric membrane, has a better sound absorption coefficient from the low frequency side than the sample of Example 6.1, which does not have a sound-absorbing covering material made of a nonwoven fabric membrane. From this, it was found that in order to obtain a better sound absorption coefficient from the lower frequency side, it is effective to cover the sound-insulating part with a sound-absorbing covering material made of a nonwoven fabric membrane.
10 吸音材
11 吸音材本体
11a 吸音材料
11b 吸音材料
11c 吸音材料
12 遮音部
13 吸音被覆材
14 空気層
20 壁
50 入射音波
α1 表面(遮音部配置表面)
α2 表面
REFERENCE SIGNS LIST 10 Sound absorbing material 11 Sound absorbing material body 11a Sound absorbing material 11b Sound absorbing material 11c Sound absorbing material 12 Sound insulating part 13 Sound absorbing covering material 14 Air layer 20 Wall 50 Incident sound wave α 1 Surface (sound insulating part arrangement surface)
α2 surface
Claims (8)
吸音材本体が、流れ抵抗が107 N・s/m 4 以下の多孔質素材で形成され、
遮音部が、流れ抵抗が108N・s/m4以上のゴム、樹脂又は金属で形成され、
吸音材本体における前記表面の面積S1に対する、前記表面に配置された遮音部の合計面積S2の比S2/S1を0.1以上で0.99未満とすることにより、ヘルムホルツ共鳴が生じないようにした
ことを特徴とする吸音材。
A plurality of non-air-permeable sound-insulating parts that diffract sound waves incident on the sound-absorbing body are repeatedly arranged on at least one surface of the air-permeable sound-absorbing body in the vertical and horizontal directions of the surface with gaps of 5 mm or more between each other,
The sound-absorbing body is formed of a porous material having a flow resistance of 107 N·s/m4 or less ,
The sound-insulating portion is formed of rubber, resin, or metal having a flow resistance of 10 8 N·s/m 4 or more;
A sound-absorbing material characterized in that a ratio S2 / S1 of a total area S2 of sound-insulating parts arranged on the surface to an area S1 of the surface of the sound-absorbing material body is set to 0.1 or more and less than 0.99, thereby preventing Helmholtz resonance from occurring.
2. The sound-absorbing material according to claim 1, wherein the surface density of the sound-insulating portion is 0.01 kg/ m2 or more.
3. The sound absorbing material according to claim 1, wherein the sound insulating portion is a patch-like member attached to the surface of the sound absorbing body.
3. The sound absorbing material according to claim 1, wherein the sound insulating portion is formed by a paint-based material applied to the surface of the sound absorbing body.
3. The sound absorbing material according to claim 1, wherein the sound insulating portion is a molten film portion formed on the surface of the sound absorbing body.
6. The sound absorbing material according to claim 1, wherein the surface of the sound insulating portion opposite to the sound absorbing body is covered with a breathable sound absorbing covering material.
A polymerized sound absorbing material in which a plurality of sound absorbing materials according to any one of claims 1 to 6 are stacked in the thickness direction.
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