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公開番号2025168264
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2025062927
出願日2025-04-07
発明の名称多層空洞音響材
出願人横浜ゴム株式会社,川崎重工業株式会社
代理人個人
主分類G10K 11/168 20060101AFI20251030BHJP(楽器;音響)
要約【課題】高圧下であっても音響性能を保持でき、かつ製造および維持コストを低減できる新たな構造の音響材を提供する。
【解決手段】最表面PSと最背面PBとを有する粘弾性体100の内部に複数の空洞Cが設けられた音響材Aが、粘弾性体100が最表面PSと最背面PBとの間で複数の層A1～A3をなし、複数の空洞Cの各々が円柱状の閉空間をなす。空洞Cが複数の層の少なくとも2層に跨がって形成され、円柱状の閉空間は最表面側の第1平坦面と最背面側の第2平坦面とを有し、第1平坦面の径がゼロより大きくかつ第2平坦面の径以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
最表面と最背面とを有する粘弾性体の内部に複数の空洞が設けられた音響材であって、
前記粘弾性体が前記最表面と前記最背面との間で複数の層をなし、前記複数の空洞の各々が円柱状の閉空間をなすことを特徴とする多層空洞音響材。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記複数の空洞が前記複数の層の少なくとも２層に跨がって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の多層空洞音響材。
【請求項３】
前記円柱状の閉空間は前記最表面の側の第１平坦面と前記最背面の側の第２平坦面とを有し、第１平坦面の径がゼロより大きく、かつ前記第２平坦面の径以下であることを特徴とする請求項１に記載の多層空洞音響材。
【請求項４】
前記第１平坦面のエッジ部および前記第２平坦面のエッジ部が曲面であることを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の多層空洞音響材。
【請求項５】
前記複数の空洞には気体が充填されたことを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の多層空洞音響材。
【請求項６】
前記粘弾性体の前記複数の層は前記最表面の側の層が前記最背面の側の層より大きな比重を有することを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の多層空洞音響材。
【請求項７】
前記粘弾性体の前記複数の層は１．０～２．０の比重を有することを特徴とする請求項６に記載の多層空洞音響材。
【請求項８】
前記複数の空洞は１以上の配列層からなり、前記円柱状の閉空間の厚さ方向に１個以上の空洞を有することを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の多層空洞音響材。
【請求項９】
前記最表面に最も近い空洞の前記最表面の側の第１平坦面と前記最表面との間は１０ｍｍ以上の粘弾性体からなり、
前記最背面に最も近い空洞の前記最背面の側の第２平坦面と前記最背面との間は１０ｍｍ以上の粘弾性体からなる、
ことを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の多層空洞音響材。
【請求項１０】
前記最表面および前記最背面のうちの少なくとも１つの面に設けられた繊維強化プラスチック層を更に有することを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の多層空洞音響材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は媒質中を伝播する音を吸収する音響材の構造に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
ゴム状の弾性体内部に多数の空洞を配置した水中吸音体が提案されている（特許文献１を参照）。特に空洞を錐形、錐台形等に形成することで所望の周波数領域における吸音効果を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭５９－２００２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された水中吸音体では、水圧が高くなるに従って各空洞が圧縮される。空洞の体積縮小および変形は音響性能を劣化させ、特に低い周波数帯域の吸音効果の低下を招来する。また特許文献１に開示された空洞の形状は成型および形状の維持が困難であり、製造および維持コストが増大する。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、高圧下であっても音響性能を保持でき、かつ製造および維持コストを低減できる新たな構造の音響材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため本発明の一実施の形態によれば、最表面と最背面とを有する粘弾性体の内部に複数の空洞が設けられた音響材であって、前記粘弾性体が前記最表面と前記最背面との間で複数の層をなし、前記複数の空洞の各々が円柱状の閉空間をなすことを特徴とする。
本発明の一実施の形態によれば、前記複数の空洞が前記複数の層の少なくとも２層に跨がって形成され得る。
本発明の一実施の形態によれば、前記円柱状の閉空間は前記最表面の側の第１平坦面と前記最背面の側の第２平坦面とを有し、第１平坦面の径がゼロより大きく、かつ前記第２平坦面の径以下であり得る。
本発明の一実施の形態によれば、前記第１平坦面のエッジ部および前記第２平坦面のエッジ部が曲面であり得る。
本発明の一実施の形態によれば、前記複数の空洞には気体が充填され得る。
本発明の一実施の形態によれば、前記粘弾性体の前記複数の層は前記最表面の側の層が前記最背面の側の層より大きな比重を有することができる。
本発明の一実施の形態によれば、前記粘弾性体の前記複数の層は１．０～２．０の比重を有することができる。
本発明の一実施の形態によれば、前記複数の空洞は１以上の配列層からなり、前記円柱状の閉空間の厚さ方向に１個以上の空洞を有することができる。
本発明の一実施の形態によれば、前記最表面に最も近い空洞の前記最表面の側の第１平坦面と前記最表面との間は１０ｍｍ以上の粘弾性体からなり、前記最背面に最も近い空洞の前記最背面の側の第２平坦面と前記最背面との間は１０ｍｍ以上の粘弾性体からなり得る。
本発明の一実施の形態によれば、前記最表面および前記最背面のうちの少なくとも１つの面に設けられた繊維強化プラスチック層を更に有することができる。
本発明の一実施の形態によれば、前記繊維強化プラスチック層の厚さは、減衰させるべき音の周波数帯における最高周波数の波長の１／１６～１／４であってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、最表面と最背面との間で複数の層をなす粘弾性体に複数の空洞が設けられ、各空洞が円柱状の閉空間をなすことにより、高圧下であっても音響性能を保持でき、かつ製造および維持コストを低減できるという効果を奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、複数の空洞が複数の層の少なくとも２層に跨がって形成されることで任意の大きさおよび高さの空洞を容易に形成できるという効果を奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、円柱状の閉空間の第１平坦面の径がゼロより大きく、かつ第２平坦面の径以下であることにより、第１平坦面により高水圧下にて頂部の閉塞が緩和され性能低下を抑制でき、さらにメンテナンスコストを低減できるという効果を奏し、また第１平坦面の径を第２平坦面の径より小さくすることで音響インピーダンスに勾配をつけることができるという効果も奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、第１平坦面および第２平坦面のエッジ部を曲面にすることで、製造およびメンテナンスを容易にできるという効果を奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、複数の空洞に気体が充填されることで、所望の周波数領域における吸音効果を向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、粘弾性体の複数の層は最表面の側の層が最背面の側の層より大きな比重を有することで、高圧下であっても音響性能を保持できるという効果を奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、粘弾性体の複数の層は１．０～２．０の比重を有することにより、高圧下であっても音響性能を保持できるという効果を奏する。
また、本発明の一実施形態によれば、空洞の配列層が形成された領域の表面側と背面側に１０ｍｍ以上の粘弾性体の層を設けたことで、高圧下でも空洞の変形および閉塞を抑制できる。
また、本発明の一実施形態によれば、繊維強化プラスチック層を更に有することで、高圧下であっても空洞の変形および閉塞が抑制され、低周波域での吸音効果の低減を抑制できる。
本発明の一実施形態によれば、繊維強化プラスチック層の厚さを減衰させるべき音の周波数帯における最高周波数の波長の１／１６～１／４にすることで、吸音効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１実施形態による多層空洞音響材の概略的構成を例示する斜視図である。
第１実施形態による多層空洞音響材の構成を模式的に示す側面断面図である。
（Ａ）は多層空洞音響材における空洞形状の第１例を示す縦断面図であり、（Ｂ）は同じく空洞形状の第２例を示す縦断面図である。
（Ａ）は図３（Ａ）の変形例を示す縦断面図であり、（Ｂ）は図３（Ｂ）の変形例を示す縦断面図である。
多層空洞音響材の多層構造の一例を示す模式的側面断面図である。
本発明の第２実施形態による多層空洞音響材における周期単位の積層構成の第１例を模式的に示す側面断面図である。
第２実施形態による多層空洞音響材における周期単位の積層構成の第２例を模式的に示す側面断面図である。
本発明の第３実施形態による多層空洞音響材の構成を模式的に示す側面断面図である。
本発明の第４実施形態による多層空洞音響材における周期単位の積層構成の第１例を模式的に示す側面断面図である。
第４実施形態による多層空洞音響材における周期単位の積層構成の第２例を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素は単なる例示であって、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。たとえば本発明による多層空洞音響材が利用される環境は音を伝播する媒質中であればよく、以下の記載において「水中」には海、河川、湖沼、無響水槽等の水中が含まれる。
【００１０】
１．第１実施形態
図１に例示するように、本実施形態による多層空洞音響材Ａは背面構造体Ｍに装着され、媒質中を伝播する入射波を吸収減衰させる。ここで背面構造体Ｍはたとえば水中構造物であり、鉄等の金属板、コンクリート、ＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastics)等の強度部材から構成されうる。以下、便宜上、多層空洞音響材Ａの背面および表面が広がる方向をＸ軸およびＹ軸で表し、それらに直交する方向をＺ軸とする。ここでは入射波がＺ軸の方向で入射するものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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