JP5493378B2 - Sound absorbing structure - Google Patents
Sound absorbing structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP5493378B2 JP5493378B2 JP2009033494A JP2009033494A JP5493378B2 JP 5493378 B2 JP5493378 B2 JP 5493378B2 JP 2009033494 A JP2009033494 A JP 2009033494A JP 2009033494 A JP2009033494 A JP 2009033494A JP 5493378 B2 JP5493378 B2 JP 5493378B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- vibrating body
- sound absorbing
- absorbing structure
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
本発明は、音を吸収する吸音構造体に関する。 The present invention relates to a sound absorbing structure for absorbing sound.
吸音構造体としては、底部と開口部を有する筐体と、前記開口部に設けられ、前記筐体内に空気層を画成する板状または膜状の振動体と、を具備した板・膜振動型のものがある(特許文献1)。そして、この種の吸音構造体は、振動体の外側から加わる音圧と空気層側の音圧との差(即ち、振動体の前後の音圧差)によって振動体が弾性振動する。これにより、当該吸音構造体に到達する音波のエネルギーは、この振動体の振動により消費されて音が吸音されることになる。 As the sound absorbing structure, a plate / membrane vibration comprising a housing having a bottom portion and an opening, and a plate-like or membrane-like vibrating body provided in the opening and defining an air layer in the housing. There is a type (Patent Document 1). In this type of sound absorbing structure, the vibrating body elastically vibrates due to the difference between the sound pressure applied from the outside of the vibrating body and the sound pressure on the air layer side (that is, the sound pressure difference before and after the vibrating body). Thereby, the energy of the sound wave that reaches the sound absorbing structure is consumed by the vibration of the vibrating body, and the sound is absorbed.
この種の吸音構造体においては、振動体のマス(質量(mass))成分と、空気層のバネ成分とによってバネマス系が形成される。ここで、空気の密度をρ0[kg/m3]、音速をc0[m/s]、振動体の密度をρ[kg/m3]、振動体の厚さをt[m]、空気層の厚さをL[m]とすると、バネマス系の共振周波数f[Hz]は数式1のようなる。
In this type of sound absorbing structure, a spring mass system is formed by the mass component of the vibrating body and the spring component of the air layer. Here, the density of air is ρ 0 [kg / m 3 ], the speed of sound is c 0 [m / s], the density of the vibrating body is ρ [kg / m 3 ], the thickness of the vibrating body is t [m], Assuming that the thickness of the air layer is L [m], the resonance frequency f [Hz] of the spring mass system is expressed by
また、吸音構造体において、弾性を有した振動体が弾性振動する場合には、弾性振動による屈曲系の性質が加わることになる。
振動体の形状が長方形で一辺の長さをa[m]、もう一辺の長さをb[m]、振動体のヤング率をE[N/m2]、振動体のポアソン比をσ[−]、p,qを正の整数とすると、以下の数式2に示すようにして板・膜振動型吸音構造体の共振周波数が求められる。そして、建築音響の分野においては、この求めた共振周波数を音響設計に利用している(例えば、非特許文献2参照)。
In addition, in the sound absorbing structure, when a vibrating body having elasticity elastically vibrates, a bending system property due to elastic vibration is added.
The shape of the vibrator is rectangular, the length of one side is a [m], the length of the other side is b [m], the Young's modulus of the vibrator is E [N / m 2 ], and the Poisson's ratio of the vibrator is σ [ −], P and q are positive integers, the resonance frequency of the plate / membrane vibration type sound absorbing structure is obtained as shown in the
このように、吸音構造体の吸音特性(共振周波数f)は、振動体のバネマス系、および弾性振動による屈曲系振動体に依存する。よって、振動体および筐体によって形成される空気層の厚さLが決まった段階で、当吸音構造体による吸音特性が決まってしまうことになり、特性を変えることができなかった。 Thus, the sound absorption characteristic (resonance frequency f) of the sound absorbing structure depends on the spring mass system of the vibrating body and the flexural vibrating body due to elastic vibration. Therefore, when the thickness L of the air layer formed by the vibrating body and the casing is determined, the sound absorption characteristics of the sound absorbing structure are determined, and the characteristics cannot be changed.
一方、吸音効率を高めるために、表面を音場に臨ませた微細穿孔板の裏面に空気層を画成し、この空気層内に、微細穿孔板と直交する隔壁によって音場からの入射音の波長より小さい口径の複数の筒状空隙を区画する構造となった吸音構造体がある(特許文献2)。 On the other hand, in order to increase the sound absorption efficiency, an air layer is defined on the back surface of the fine perforated plate with the surface facing the sound field, and the incident sound from the sound field is separated into the air layer by a partition perpendicular to the fine perforated plate. There is a sound-absorbing structure that has a structure that partitions a plurality of cylindrical voids having a diameter smaller than the wavelength (Patent Document 2).
本発明は、板・膜振動型の吸音構造体において、当該吸音構造体における吸音効率を高めることのできる吸音構造体を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a sound absorbing structure that can enhance sound absorbing efficiency in the sound absorbing structure of the plate / membrane vibration type.
上述した課題を解決するために、本発明が採用する吸音構造体の構造は、開口部を有する筐体と、前記開口部に設けられ、前記筐体内に密閉された空気層を画成する板状または膜状の振動体と、前記振動体の外側に離間して設けられ、前記振動体に入射する音に、前記振動体に向かって略垂直方向から入射する成分を持たせるための流路を複数形成する流路形成手段と、を具備し、前記振動体の弾性振動による屈曲系の基本周波数と、前記振動体の質量と前記空気層のバネ成分とにより形成されるバネマス系の共振周波数とが次式を満たすことを特徴とする。
0.05≦fa/fb≦0.65
ここで、faは前記屈曲系の基本周波数、fbは前記バネマス系の共振周波数をそれぞれ示す。
In order to solve the above-described problems, the structure of the sound absorbing structure adopted by the present invention includes a housing having an opening and a plate that is provided in the opening and defines an air layer sealed in the housing. Or a film-like vibrating body, and a flow path that is provided outside the vibrating body and that has a component that is incident on the vibrating body from a substantially vertical direction to the sound that is incident on the vibrating body A plurality of flow path forming means, and a resonance frequency of a spring mass system formed by a fundamental frequency of a bending system due to elastic vibration of the vibrating body, a mass of the vibrating body, and a spring component of the air layer Satisfies the following equation .
0.05 ≦ fa / fb ≦ 0.65
Here, fa represents the fundamental frequency of the bending system, and fb represents the resonance frequency of the spring mass system.
上記構成において、前記流路は、音が入射する開口よりも前記振動体側の開口が、その面積が小さくなるように形成されることが好ましい。 In the above configuration, the flow path is preferably formed such that the opening on the vibrating body side is smaller than the opening through which sound enters.
本発明によれば、流路形成手段の各流路を通過した音は、振動体に対して垂直方向から入射されるため、流路形成手段を備えていない場合に比べて、当該振動体へ到達する垂直方向からの音を増やして音響エネルギーを増やす。これにより、当該吸音構造体における吸音効率を高めることができる。特に、本発明による吸音構造体は、複数の方向に音波が伝搬する場所に設置した場合に高い効果が期待できる。 According to the present invention, since the sound that has passed through each flow path of the flow path forming means is incident on the vibrating body from the vertical direction, compared to the case where the flow path forming means is not provided, Increase sound energy by increasing the sound coming from the vertical direction. Thereby, the sound absorption efficiency in the sound absorption structure can be increased. In particular, the sound absorbing structure according to the present invention can be expected to be highly effective when installed in a place where sound waves propagate in a plurality of directions.
<吸音構造体の構成>
図1は本発明の実施形態に係る吸音構造体10の分解斜視図、図2は吸音構造体10を上側から見た平面図、図3は図2中の矢視III−III方向から見た縦断面図である。なお、図面においては、本実施形態の構成を分かりやすく図示するために、吸音構造体10の実際の寸法とは異なる寸法で描画している。
図に示す如く、吸音構造体10は、当該吸音構造体10の基台をなす筐体20と、この筐体20の開口部23を施蓋する振動体30と、筐体20と振動体30によって筐体20内に画成される空気層40と、振動体30の外側(筐体20が設けられる面の反対面)に設けられ、流路形成手段となる音響フィルタ50と、を具備する。
<Configuration of sound absorbing structure>
1 is an exploded perspective view of a
As shown in the figure, the
筐体20は、合成樹脂(例えば、ABS樹脂)によって、矩形状で浅底の有底筒状に形成され、底板21、側板22、開口部23を有する。底板21は開口部23に対向する面に配置され、側板22は開口部23の周囲に配置される。振動体30は、弾性を有する高分子化合物(例えば、無機充填材入りオレフィン系共重合体)により正方形の板状に形成され、周縁が筐体20の開口部23に接着固定される。当該吸音構造体10の内部(振動体30の背後)には、筐体20の開口部23に振動体30が固定されることにより、密閉された空気層40が画成される。
The
本実施形態においては、振動体30の素材は合成樹脂としているが、振動体30の素材は合成樹脂に限るものではなく、弾性振動が生じる素材であれば紙、金属、繊維板など他の素材であってもよい。また、振動体30の形状は、板状に限らず膜状であってもよい。要は、振動体30は、力を加えると変形し、弾性または張力により復元力を発生して振動する形状・部材であればよい。
In the present embodiment, the material of the vibrating
ここで、板状とは、直方体(立体)に対して相対的に厚さが薄く2次元的な広がりを持つ形状であり、膜状(フィルム状、シート状)とは、板状よりもさらに相対的に厚さが薄く、張力により復元力を発生するものである。 Here, the plate shape is a shape having a relatively thin thickness and a two-dimensional extension with respect to a rectangular parallelepiped (solid), and the film shape (film shape, sheet shape) is more than the plate shape. It is relatively thin and generates a restoring force by tension.
さらに、前記振動体30は、該振動体30以外の筐体20に対して剛性が相対的に低い(ヤング率が低い、厚さが薄い、断面2次モーメントが小さい)、或いは機械インピーダンス(8×(曲げ剛性×面密度)1/2)が相対的に低い形状・部材で形成される。即ち、振動体30は、筐体20に対して弾性振動を起こし易くすることにより、振動体30により当該吸音構造体10が吸音作用を発揮する。
Further, the vibrating
音響フィルタ50は、振動体30の外側に位置して設けられた、外形をなす矩形状の枠体51と、枠体51内に格子状に配置され、複数の流路53を形成する複数枚の板体52,52,・・・と、を具備する。各流路53の延伸方向は、振動体30に略垂直方向に等しくなる。各板体52は、枠体51の高さ寸法よりも短くなっており、音響フィルタ50の枠体51が振動体30の周囲に設けられた段階で、振動体30との間に隙間54(図3参照)が形成される。この隙間54は、振動体30と各板体52とが接触しないようにして、振動体30が振動する領域を確保する。
また、音響フィルタ50は、各流路53を通過した音に略垂直方向の成分を持たせる。これにより、音は、振動体30に対して略垂直方向から入射される。
The
In addition, the
<吸音構造体の動作>
このように構成される吸音構造体10においては、振動体30の外側から加わる音圧と空気層40側の音圧との差(即ち、振動体30の前後の音圧差)によって振動体30が弾性振動する。これにより、当該吸音構造体10に到達する音波のエネルギーは、この振動体30の振動により消費されて音が吸収されることになる。この際、振動体30は、前記数式2に示すようにして設定される共振周波数fを中心とした周波数を吸音することになる。
<Operation of sound absorbing structure>
In the
<実施形態における吸音構造体の作用・効果>
本実施形態による吸音構造体10においては、音響フィルタ50の各流路53を通過した音は、振動体30に向かって略垂直となる成分を持つことになるため、振動体30に対して略垂直方向から入射することになる。これにより、振動体30に対して垂直方向を含めて斜め方向から入射する音の伝搬方向を、音響フィルタ50によって振動体30に対して略垂直方向に変更することで、振動体30に音のエネルギーが効率良く伝わる。この結果、効率良く伝わった音は、振動体30による振動で吸音されるため、同じ音場であっても、音響フィルタ50を有する吸音構造体10は、音響フィルタ50を有していない吸音構造体に比べて、吸音効率を高めることができる。
<Operation and Effect of Sound Absorbing Structure in Embodiment>
In the
特に、本実施形態による吸音構造体10は、複数の方向に音波が伝搬する場所に設置した場合であっても、音響フィルタ50の各流路53を通過した音に、振動体30に対して略垂直方向となる成分が与えられるため、高い効果が期待できる。
In particular, the
<変形例>
以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
<変形例1>
前記実施形態では、音響フィルタ50の板体52を格子状に形成する場合を例示したが、本発明はこれに限らず、種々の音響フィルタ(流路形成手段)とすることが可能である。
<Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various other forms. For example, the present invention may be implemented by modifying the above-described embodiment as follows.
<
In the embodiment, the case where the
<変形例1−1>
図4に示す音響フィルタ50Aは、矩形状の枠体51Aに対して板体52Aをハニカム状に形成して、板体52A間に六角形状の流路53Aを形成したものである。
<Modification 1-1>
An
<変形例1−2>
図5に示す音響フィルタ50Bは、矩形状の枠体51Bに対して互いに径寸法の異なった筒体52Bを同心円状に配置して、筒体52B間に環状の流路53Bを形成したものである。
<Modification 1-2>
An
<変形例1−3>
図6に示す音響フィルタ50Cは、矩形状の枠体51Cに対して板体52Cを平行状態で配置して、板体52C間にスリット状の流路53Cを形成したものである。
<Modification 1-3>
An
<変形例1−4>
この変形例に記載の吸音構造体10Dは、図7および図8に示すように、当該吸音構造体10Dの基台をなす有底筒状の筐体20Dと、この筐体20Dの開口部23Dを施蓋する円板状の振動体30Dと、筐体20Dと振動体30Dによって筐体20D内に画成される空気層40Dと、振動体30Dの外側に設けられ、流路形成手段となる音響フィルタ50Dと、を具備する。
音響フィルタ50Dは、円錐体の頭部を切り取った円錐台状の枠体51Dに対して、同様の形状で径寸法の異なった複数個の筒体52Dを同心円状に配置して、筒体52D間に環状の流路53D,53D…を形成したものである。枠体51Dの両開口には、図8に示すように、各筒体52Dを固定するための梁55D,55Dが架設される。また、各筒体52Dと振動体30Dとの間には、振動体30Dが振動する領域を確保するための隙間54Dが形成される。
<Modification 1-4>
As shown in FIGS. 7 and 8, the
The
このように構成される吸音構造体10Dの音響フィルタ50Dは、振動体30D側に向けて径寸法が漸次縮小するする筒体52Dを有し、音が入射する側の開口よりも振動体30D側の開口が、その面積が小さくなる流路53Dを形成する。これにより、集めた音を振動体30Dに与えることができる。
The
<変形例1−5>
図9に示す吸音構造体10Eは、音響フィルタ50Eの枠体51Dを筐体20Eの一部として形成することで、空気層40Eの容量を変形例1−4に比べて大きく確保する構成となっている。なお、変形例1−4と同一の構成要素には、添え字「E」を付けて、その説明を省略する。この吸音構造体10Eにおいて、振動体30Eが取り付けられる筐体20Eの開口部23Eは、枠体51Eの縮径部となる。
このように構成される吸音構造体10Eにあっては、変形例1−4に記載の吸音構造体10Dの最大寸法(枠体51Dの径寸法)と同じ大きさであっても、空気層40Eの容量を大きく確保できる。そして、吸音構造体10Eは、空気層40Eで形成される空気バネの係数を下げることで振動体30Eの振幅が大きくなり、吸音効率を高めることができる。
<Modification 1-5>
The
In the
<変形例1−6>
図10に示す吸音構造体10Fは、音響フィルタ50Fの枠体51Fを筐体20Fの一部として形成すると共に、振動体30Fを筐体20Fに設けるようにすることで、空気層40Fの容量を変形例1−4に比べて大きく確保する構成となっている。なお、変形例1−4と同一の構成要素には、添え字「F」を付けて、その説明を省略する。
この吸音構造体10Fにおいては、振動体30Fが取り付けられる筐体20Fの開口部23Fの径寸法をL1、枠体51Fの縮径部の径寸法をL2とした場合、L1>L2となる。そして、音響フィルタ50Fは、径寸法L2となった振動体30Fの中央部に向けて音を入射する。
<Modification 1-6>
The
In the
このように構成される吸音構造体10Fにあっては、変形例1−4に記載の吸音構造体10Dの最大寸法(枠体51Dの径寸法)と同じ大きさであっても、空気層40Fの容量を大きく確保できる。そして、吸音構造体10Fは、空気層40Fで形成される空気バネの係数を下げることで、振動体30Fの振動が大きくなり、吸音効率を高めることができる。
In the
<変形例1−7>
図11に示す吸音構造体10Gは、音響フィルタ50Gの各流路53G内に多孔質材56G(例えば、発泡樹脂、フェルト,ポリエステルウール等の綿状繊維)が充填される。なお、変形例1−5と同一の構成要素には、添え字「G」を付けて、その説明を省略する。
このように構成される吸音構造体10Gにあっては、音響フィルタ50Gに振動体30Gの振動によって吸音する周波数と異なった周波数を吸音する構造を設けることにより、吸音周波数の帯域を広帯域化することが可能となる。
<Modification 1-7>
A
In the
なお、音響フィルタに持たせる吸音構造は、多孔質材に限らず、実施形態および変形例1−1で示した流路のように管状とし、この流路の流路面に抵抗を持たせて流路抵抗を発生されることにより、管吸音としても、他の吸音構造を音響フィルタに組み込むようにしてもよい。 Note that the sound absorption structure provided to the acoustic filter is not limited to the porous material, but is formed into a tubular shape like the flow path shown in the embodiment and the modified example 1-1, and the flow path surface of the flow path is provided with resistance. By generating the path resistance, other sound absorbing structures may be incorporated in the acoustic filter, either as tube sound absorption.
さらに、多孔質材は、変形例1−5に記載した吸音構造体10Eに用いるだけでなく、実施形態に記載の吸音構造体10、変形例に記載の吸音構造体10A〜10D,10F,10Gに用いてもよいことは勿論である。
Furthermore, the porous material is used not only for the
<変形例2>
このように構成される吸音構造体においては、バネマス系による共振周波数と、板の弾性による弾性振動による屈曲系の共振周波数との関連性については、前記数式2によって一義的に決められるものの、実際には十分に解明されておらず、低音域で高い吸音力を発揮する吸音構造体の構造が確立されていないのが実情である。
<
In the sound absorbing structure configured as described above, the relationship between the resonance frequency of the spring mass system and the resonance frequency of the bending system due to the elastic vibration due to the elasticity of the plate is uniquely determined by
そこで、発明者達は鋭意実験を行った結果、屈曲系の基本振動周波数の値をfa、バネマス系の共振周波数の値をfbとし場合、以下の数式3の関係を満足するように、上記パラメータを設定する。これにより、屈曲系の基本振動が背後の空気層のバネ成分と連成して、バネマス系の共振周波数と屈曲系の基本周波数との間の帯域に振幅の大きな振動が励振されて(屈曲系共振周波数fa<吸音ピーク周波数f<バネマス系基本周波数fb)、吸音率が高くなるという事実を検証した。
(数3)
0.05≦fa/fb≦0.65
Therefore, the inventors conducted intensive experiments, and as a result, when the value of the fundamental vibration frequency of the bending system is fa and the value of the resonance frequency of the spring mass system is fb, the above parameters are satisfied so as to satisfy the relationship of Equation 3 below. Set. As a result, the fundamental vibration of the bending system is coupled with the spring component of the air layer behind, and a vibration having a large amplitude is excited in the band between the resonance frequency of the spring mass system and the fundamental frequency of the bending system (the bending system). The fact that the resonance frequency fa <the sound absorption peak frequency f <the spring mass system fundamental frequency fb) and the sound absorption rate is high was verified.
(Equation 3)
0.05 ≦ fa / fb ≦ 0.65
さらに、以下の数式4に設定する場合、吸音ピークの周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さくなる。この場合、低次の弾性振動のモードにより屈曲系の基本周波数がバネマス系の共振周波数より十分に小さく、300[Hz]以下の周波数の音を吸音する吸音構造として適していることも検証した。
(数4)
0.05≦fa/fb≦0.40
このように、上記した数式3,4の条件を満足するように各種パラメータを設定することにより、吸音のピークとなる周波数を低くした吸音構造体が構成できる。
Furthermore, when the following
(Equation 4)
0.05 ≦ fa / fb ≦ 0.40
As described above, by setting various parameters so as to satisfy the conditions of the above-described
前記各種パラメータとは、数2に示した共振周波数fを設定するパラメータであり、気体の密度ρ0、音速c0、振動体の密度ρ、振動体の厚さt、気体層の厚さL、、筐体の長さa、筐体の長さb、振動体のヤング率E、ポアソン比σ、モード次数p,q等である。
The various parameters are parameters for setting the resonance frequency f shown in
<変形例3>
上記例においては、振動体を一様な構成として記載したが、振動体30のその一部が他の部分と異なる密度となるように形成したり、その一部が他の部分よりも異なる厚さに形成したり、その一部に錘を付与して形成したりして、振動体30の一部が他の部分と異なる質量を有するように形成してもよい。このように振動体30を形成することによって、振動体30に対して振動条件を変更することが可能となる。
<Modification 3>
In the above example, the vibrating body has been described as having a uniform configuration. However, a part of the vibrating
吸音構造体10は、先にも説明した通り、バネマス系と屈曲系で吸音メカニズムが構成される。ここで、発明者達は、振動体30の面密度を変えた際の共振周波数における吸音率の実験を行った。
As described above, the
図12は、空気層40の縦と横の大きさが100mm×100mmで厚さが10mmの筐体20に振動体30(大きさが100mm×100mm、厚さ0.85mm)を固着し、中央部(大きさが20mm×20mm、厚さ0.85mm)の面密度を変化させた際の吸音構造体10の垂直入射吸音率のシミュレート結果を示した図である。なお、シミュレート手法は、JISA 1405−2(音響管による吸音率及びインピーダンスの測定−第2部:伝達関数法)に従って、上記吸音構造体10を配置した音響室の音場を有限要素法により求め、その伝達関数より吸音特性を算出した。
FIG. 12 shows that a vibrating body 30 (size: 100 mm × 100 mm, thickness: 0.85 mm) is fixed to a
具体的には、中央部の面密度を、(1)399.5[g/m2]、(2)799[g/m2]、(3)1199[g/m2]、(4)1598[g/m2]、(5)2297[g/m2]とし、周縁部材の面密度を799[g/m2]とし、振動体30の平均密度を、(1)783[g/m2]、(2)799[g/m2]、(3)815[g/m2]、(4)831[g/m2]、(5)863[g/m2]とした場合のシミュレーション結果である。
シミュレートの結果を見ると、300〜500[Hz]の間と、700[Hz]付近において吸音率が高くなっている。
Specifically, the surface density of the central part is set to (1) 399.5 [g / m 2 ], (2) 799 [g / m 2 ], (3) 1199 [g / m 2 ], (4) 1598 [g / m 2 ], (5) 2297 [g / m 2 ], the surface density of the peripheral member is 799 [g / m 2 ], and the average density of the vibrating
Looking at the simulation results, the sound absorption rate is high between 300 and 500 [Hz] and in the vicinity of 700 [Hz].
700[Hz]付近で吸音率が高くなっているのは、振動体30のマスと空気層40のバネ成分によって形成されるバネマス系の共振によるものである。吸音構造体10においては上記バネマス系の共振周波数での吸音率をピークとして音が吸音されており、中央部の面密度大きくしても、振動体30全体のマスは大きく変わらないので、バネマス系の共振周波数も大きく変わらないことが分かる。
The high sound absorption rate near 700 [Hz] is due to resonance of the spring mass system formed by the mass of the vibrating
また、300〜500[Hz]の間で吸音率が高くなっているのは、振動体30の屈曲振動によって形成される屈曲系の共振によるものである。吸音構造体10においては、屈曲系の共振周波数での吸音率が低音域側のピークとして表れており、振動体30が屈曲振動をする際に腹となる領域に相当する中央部の面密度を大きくしてゆくと屈曲系の共振周波数だけが低くなっていることが分かる。
Further, the sound absorption coefficient between 300 and 500 [Hz] is high due to the resonance of the bending system formed by the bending vibration of the vibrating
一般に、屈曲系の共振周波数は、振動体30の弾性振動を支配する運動方程式で決定され、振動体30の密度(面密度)に反比例する。また、前記共振周波数は、固有振動の腹(振幅が極大値となる場合)の密度により大きく影響される。このため、上記シミュレーションでは、1×1の固有モードの腹となる領域を中央部で異なる面密度に形成したので、屈曲系の共振周波数が変化したものである。
In general, the resonance frequency of the bending system is determined by an equation of motion governing the elastic vibration of the vibrating
このように、シミュレーション結果は、中央部の面密度を周縁部の面密度より大きくすると、吸音のピークとなる周波数のうち、低音域側の吸音率のピークがさらに低音域側へ移動することを表している。従って、中央部の面密度を変更することにより吸音のピークとなる周波数の一部をさらに低音域側または高音域側に移動(シフト)させることができることを表している。 Thus, the simulation results show that when the surface density of the central part is made larger than the surface density of the peripheral part, the peak of the sound absorption coefficient on the low frequency side of the frequency that becomes the peak of sound absorption moves further to the low frequency side. Represents. Therefore, it is shown that by changing the surface density of the central portion, a part of the frequency at which the sound absorption is peaked can be moved (shifted) further to the low sound region side or the high sound region side.
上述した吸音構造体10においては、振動体中央部の面密度を変えるだけで、吸音される音のピークの周波数を変える(シフトさせる)ことができるため、振動体30を吸音構造体10全体と同じ素材で板状に形成し、吸音構造体10全体の質量を重くして吸音する音を変更する場合と比較して、吸音構造体10全体の質量を大きく変えることなく吸音させる音を低くできる。
In the
<変形例4>
また、前記実施形態における吸音構造体10の構成は、矩形状の筐体20、筐体20の開口部23を閉塞する振動体30と、筐体20内に画成される空気層40と、を具備する構成としたが、本発明による筐体の形状は矩形状に限らず円形状、多角形状であってもよい。
<
In addition, the configuration of the
さらに、吸音構造体10の空気層40内には、多孔質吸音材(例えば、発泡樹脂、フェルト,ポリエステルウール等の綿状繊維)を充填することにより、吸音率ピーク値を増加させてもよい。
Furthermore, the sound absorption coefficient peak value may be increased by filling the
<変形例5>
また、本発明においては、吸音構造体群を形成する場合、上述した実施形態または変形例のいずれか一種類の吸音構造体を複数組み合わせて吸音構造体群とするだけでなく、例えば、吸音特性の異なった吸音構造体を組み合わせたり、3種類以上の吸音特性の異なった吸音構造体を組み合わせたりするというように、異なった吸音特性を有する吸音構造体を組み合わせて吸音構造体群としてもよい。
<
Further, in the present invention, when the sound absorbing structure group is formed, not only the sound absorbing structure group is formed by combining a plurality of sound absorbing structures of any one of the above-described embodiments or modifications, but for example, a sound absorbing characteristic Sound absorbing structures having different sound absorbing characteristics may be combined to form a sound absorbing structure group, such as combining sound absorbing structures having different sound absorption characteristics, or combining sound absorbing structures having three or more different sound absorbing characteristics.
また、本発明に係る吸音構造体および吸音構造体を組み合わせた吸音構造体群は、音響特性を制御する各種の音響室に配置することが可能である。ここで、各種音響室とは、防音室、ホール、劇場、音響機器のリスニングルーム、会議室等の居室、車両など各種輸送機器の空間、スピーカや楽器などの筐体などである。 Further, the sound absorbing structure according to the present invention and the sound absorbing structure group obtained by combining the sound absorbing structures can be disposed in various acoustic chambers that control acoustic characteristics. Here, the various acoustic rooms include soundproof rooms, halls, theaters, listening rooms for audio equipment, living rooms such as conference rooms, spaces for various transport equipment such as vehicles, and housings for speakers and musical instruments.
10,10D〜10G・・・吸音構造体、20,20D〜20G・・・筐体、21・・・底板、22・・・側板、23,23D〜23G・・・開口部、30,30D〜30G・・・振動体、40,40D〜40G・・・空気層、50,50A〜50G・・・音響フィルタ、51,51A〜51G・・・枠体、52,52A,52C・・・板体、52B,52D,52E,52F,52G・・・筒体、53,53A〜53G・・・流路。 10, 10D to 10G ... sound absorbing structure, 20, 20D to 20G ... casing, 21 ... bottom plate, 22 ... side plate, 23, 23D-23G ... opening, 30, 30D ... 30G ... vibrating body, 40, 40D-40G ... air layer, 50, 50A-50G ... acoustic filter, 51, 51A-51G ... frame, 52, 52A, 52C ... plate , 52B, 52D, 52E, 52F, 52G ... cylindrical body, 53, 53A-53G ... flow path.
Claims (2)
前記開口部に設けられ、前記筐体内に密閉された空気層を画成する板状または膜状の振動体と、
前記振動体の外側に離間して設けられ、前記振動体に入射する音に、前記振動体に向かって略垂直方向から入射する成分を持たせるための流路を複数形成する流路形成手段と、
を具備し、
前記振動体の弾性振動による屈曲系の基本周波数と、前記振動体の質量と前記空気層のバネ成分とにより形成されるバネマス系の共振周波数とが次式を満たす
ことを特徴とする吸音構造体。
0.05≦fa/fb≦0.65
ここで、faは前記屈曲系の基本周波数、fbは前記バネマス系の共振周波数をそれぞれ示す。 A housing having an opening;
A plate-like or membrane-like vibrator provided in the opening and defining an air layer sealed in the housing;
A flow path forming means provided apart from the vibrating body and forming a plurality of flow paths for giving the sound incident on the vibrating body a component that is incident from a substantially vertical direction toward the vibrating body; ,
Equipped with,
A sound-absorbing structure characterized in that a fundamental frequency of a bending system due to elastic vibration of the vibrating body and a resonance frequency of a spring mass system formed by a mass of the vibrating body and a spring component of the air layer satisfy the following expression: .
0.05 ≦ fa / fb ≦ 0.65
Here, fa represents the fundamental frequency of the bending system, and fb represents the resonance frequency of the spring mass system.
前記流路は、音が入射する側の開口よりも前記振動体側の開口が、その面積が小さくなるように形成される
ことを特徴とする吸音構造体。 The sound absorbing structure according to claim 1,
In the sound absorbing structure, the flow path is formed such that an opening on the vibrating body side is smaller than an opening on a sound incident side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009033494A JP5493378B2 (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Sound absorbing structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009033494A JP5493378B2 (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Sound absorbing structure |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010191029A JP2010191029A (en) | 2010-09-02 |
JP2010191029A5 JP2010191029A5 (en) | 2012-01-19 |
JP5493378B2 true JP5493378B2 (en) | 2014-05-14 |
Family
ID=42817158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009033494A Expired - Fee Related JP5493378B2 (en) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | Sound absorbing structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5493378B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5816007B2 (en) * | 2011-07-08 | 2015-11-17 | 大成建設株式会社 | Sound absorbing material |
US8714304B2 (en) | 2012-09-21 | 2014-05-06 | Yoshiharu Kitamura | Soundproofing plate and soundproofing device permitting air flow |
CN106322724A (en) * | 2015-09-30 | 2017-01-11 | 无锡威胜环保设备制造有限公司 | Novel noise reduction machine room housing structure |
JPWO2019138969A1 (en) * | 2018-01-10 | 2021-01-21 | 富士フイルム株式会社 | Soundproof box |
JP6550523B1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-24 | 富士フイルム株式会社 | Soundproof construction, soundproof enclosure and soundproof box |
WO2019138884A1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | 富士フイルム株式会社 | Sound-proofing structure, sound-proofing enclosure, and sound-proofing box |
MX2021001714A (en) | 2018-09-25 | 2021-04-19 | Mt Tec Llc | Sound insulating material for vehicle. |
CN109448687B (en) * | 2018-11-06 | 2023-12-26 | 株洲国创轨道科技有限公司 | Sound absorbing device and method for manufacturing the same |
CN113685645B (en) * | 2021-09-22 | 2022-09-27 | 南京航空航天大学 | Pipeline noise control device and method based on local resonance mechanism acoustic metamaterial |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517232Y2 (en) * | 1986-08-08 | 1993-05-10 | ||
JPS63108398A (en) * | 1986-10-27 | 1988-05-13 | 松下電工株式会社 | Resonance type sound absorber |
JPH0249405U (en) * | 1988-10-01 | 1990-04-05 | ||
JP2005017636A (en) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Toyota Motor Corp | Sound absorbing structure |
JP5008277B2 (en) * | 2005-06-30 | 2012-08-22 | 鹿島建設株式会社 | Sound absorbing structure and sound absorbing material using fine perforated plates |
-
2009
- 2009-02-17 JP JP2009033494A patent/JP5493378B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010191029A (en) | 2010-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5493378B2 (en) | Sound absorbing structure | |
JP5245641B2 (en) | Sound absorbing structure | |
JP5402025B2 (en) | Sound absorption structure and acoustic room | |
EP2764509B1 (en) | High bandwidth antiresonant membrane | |
JP2009198902A (en) | Sound absorbing structure, sound absorbing structure group, acoustic chamber, method of adjusting sound absorbing structure and noise reduction method | |
JP5332495B2 (en) | Sound absorption structure | |
JP5167751B2 (en) | Sound absorption structure | |
KR101117078B1 (en) | Recoilless speaker system | |
JP5597913B2 (en) | Sound absorbing structure | |
JP5446134B2 (en) | Sound absorbing structure | |
CN108457393A (en) | Anechoic room sound-absorption structural body and the anechoic room for including anechoic room sound-absorption structural body | |
JP2012073472A (en) | Sound absorber | |
JP4126082B2 (en) | Non-rebound speaker system and unit | |
JP3583644B2 (en) | Soundproofing material | |
JP5262800B2 (en) | Sound absorbing structure | |
JP2010097145A (en) | Sound absorbing structure, sound absorbing structure group and acoustic room | |
JP5286949B2 (en) | Sound absorption structure | |
JP2009198901A (en) | Sound absorption structure, sound absorption structure group, acoustic chamber, method of adjusting sound absorption structure and noise reduction method | |
JP2009204836A (en) | Sound absorption structure, sound absorption structure group, sound box, method of adjusting sound structure and noise reduction method | |
JP5233747B2 (en) | Flat speaker | |
WO1998018291A1 (en) | Acoustic piezoelectric vibrator and loudspeaker using the same | |
JP2008067375A (en) | Sound propagation path type speaker system | |
JP2009145740A (en) | Sound absorber, sound absorber group and acoustic room | |
US20120024624A1 (en) | Acoustic panel for receiving, emitting or absorbing sounds | |
JP4354887B2 (en) | Tandem-driven speaker device and its structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111130 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130312 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5493378 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |