【NOTE】制振材サウンドプルーフのテクノロジーについて


投稿日 Published: APRIL 25, 2016
最終更新日Last updated: April 8, 2017

【NOTE】サウンドプルーフのテクノロジーについて

こんにちは。

車の天井用としてこちらで紹介しているサウンドプルーフは、もともとは制振樹脂を不織布に含浸した新タイプの軽量制振・吸遮音材です。鋼板屋根裏や車両アンダーカバー・ルーフサイレンサーなどへの実装で、音・振動の低減や断熱・結露対策など様々な効果がある商品です。そして現在はその技術革新も進み、最薄で200ミクロンサイズの薄さながらも制振性のある「アドソーブ」(動画はこちら)も開発されその技術は愛知県を代表するメーカーで精密機器などに生かされています。

 

制振メカニズム

 サウンドプルーKG技術資料1

ナノという単位でダンパーが機能性の材料が細長いこととそれらがうまく分散しています。最終的には打ち消しあった熱という違うエネルギーになって振動が抑制されます。

 

 

 

 

 

 

POINT

クッションなのどの緩衝剤などとはまったく仕組みが違うということがわかっていただけたらと思います。

 

逆位相による振動元帥メカニズム

図1

①ポリマー中に有機フィラー、無機フィラー、制振フィラーが分散しており、無機フィラーは制振性フィラーと接触し、支点の役割をしている

 

図2

②振動による外力が加わると、有機フィラーに接触し、制振性フィラーは無機フィラーを支点とし、位相が変化する。その際に、制振性フィラー同士が接触し、摩擦熱が発生する

図3

③熱は空気中に発散し、結果的に振動エネルギーは消滅する。その後、各フィラーは元の安定な状態に戻る

POINT

振動がおこった場合、分散したフィラーが支点となって振動同士が打ち消しあうことです。以前テレビでやっていましたがいろんな音が打ち消しあって聞こえなくなるという現象と同じです。

 

実験による効果の測定~人口降雨試験での防音性能

 サウンドプルーKG技術資料5.1      

 

 

試験条件

サウンドプルーKG技術資料5左の絵のような人工降雨試験器を使用しました。

量換算値  150mm/h  
降雨落下高さ  5.5mm
試験基材 0.6t tガルバリュウム鋼折板   
試験体寸法 940mm 角
*鋼板裏側に貼り付け 

(用語)A特性:騒音計による測定に使われる、人間の聴覚を考慮した周波数重み付け特性

POINT

雨音の実験結果としては、最大で12デシベルの効果があります。資料を参考にいうなら、それぞれのA特性で掃除機の音(70デシベル)が普通の会話(60デシベル)になったり、大きく聞こえ、少しうるさい音(55デシベル)が聞こえるがほとんど気にならない(45デシベル)になる効果があります。

 

不織布制振材の性能

①不織布自体の利点

不織布制振吸遮音材は加水分解や紫外線による劣化がきわめて少なく耐久性が優れています。

②損失係数
サウンドプルーKG技術資料3

損失係数とは、制振材料の制振特性を評価する際の指標の一つです。どれだけ制振効果を損失したかを表す係数です。物体の動きに逆らうように働く力の摩擦力を表す時の摩擦係数と同じで、値が小さいほど効果が高いことを表します。一般的に損失係数が0.05程度あれば,制振性があると言われています。

③垂直入射吸音率

サウンドプルーKG技術資料3.1J

今回使用している商品とは違い吸音加工をした場合です。垂直入射吸音率と音響透過率音は物にあたると吸収されます。このことを吸音といいます。そして、この吸音の大きさを数値で表したものが吸音率です。これが高いことが効果が高いです。また、次の透過率は音は透過音は物にあたると通り抜ける音もあります。その量を数値で表したものが透過率です。これが高いことが効果が高いです。
800~2500Hzの周波数帯で一般的な吸音材より優位性が出ます。  

 

POINT

制振性能に合う基材としては制振性・コスト・その加工性不織布が一番よいと思います。

 

(参考)”騒音”とは

音の大きさを測る単位はデシベルです。そのデシベルという数値で様々な音の区別されます。

以下出典:日本建築学会編:建築物の遮音性能基準と設計指針

①日常生活での一般的な騒音レベル
日常生活で「静かだ」と感じるのは45dB(デシベル)以下、望ましい音のレベルは40-60dBであると言われている。

120デシベル 飛行機のプロペラエンジンの直前・近くの雷鳴
110デシベル ヘリコプターの近く・自動車のクラクションの直前
100デシベル 電車が通る時のガード下・自動車のクラクション
90デシベル   大声・犬の鳴き声・大声による独唱・騒々しい工場内
80デシベル   地下鉄の車内(窓を開けたとき)・ピアノの音 聴力障害の限界
70デシベル   掃除機・騒々しい街頭・キータイプの音
60デシベル   普通の会話・チャイム・時速40キロで走る自動車の内部
50デシベル   エアコンの室外機・静かな事務所
40デシベル   静かな住宅地・深夜の市内・図書館

②室内騒音と住宅における生活実感との対比例

騒音レベル[dB] 道路騒音などの不規則変動音 自室内の騒音
75 非常にうるさい うるさくて我慢できない
70 かなりうるさい 非常にうるさい
65 非常に大きく聞こえ、うるさい かなりうるさい、かなり大きな声を出さないと会話ができない
60 かなり大きく聞こえややうるさい 非常に大きく聞こえうるさい、声を大きくすれば会話ができる
55 大きく聞こえ、少しうるさい かなり大きく聞こえる、多少注意すれば通常の会話は可能
50 多少大きく聞こえる 大きく聞こえる、通常の会話は可能
45 聞こえるがほとんど気にならない 多少大きく聞こえる、通常の会話は十分に可能
40 小さく聞こえる 聞こえる会話には支障なし
35 非常に小さく聞こえる 小さく聞こえる
30 ほとんど聞こえない 非常に小さく聞こえる
25 通常では聞こえない ほとんど聞こえない

以上出典終わり

POINT

音は人ぞれぞれで同じ音でも気になったり、不快感とも思わなかったりと一人ひとりちがいます。また、実際この基準を見たらしたら制振ですよ!吸音ですよ!という共通の見解がない世界です。したがって、こういった基準を複数にわたって参考にする必要があります。

 

(参考)“防音“とは

サウンドプルーKG技術資料4

 

車の中であれば、車外の音隣接する家屋や道路など、屋外の音が車内に入ってくるのを防ぐ事です。具体的には、遮音・吸音・制振(制震)などに区別されます。

①遮音とは、物体の振動によって発生した音が内部に入り込んだりしないように音を遮断することをいいます。

②吸音とは、壁などで発生した音を吸収または透過させて反射させないことその表面で音を反射する事で音を漏れなくすることをいいます。

③制振とは、物体に振動を減衰する材料を貼り付けて、基材の振動を低減ことをいいます。

 

 

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 投稿日 Published: APRIL 25, 2016
最終更新日Last updated: April 8, 2017

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