音響メタマテリアル – ダイナミックマップ

音響波や構造体の振動を制御する人工材料(メタマテリアル)である音響メタマテリアルに着目した特許レポート『ダイナミックマップ』を発刊しました。音響メタマテリアルは、建築や自動車などの分野で次世代防音材として期待されています。本ダイナミックマップでは、軽くて薄い防音・遮音材や吸音・消音機能に留まらず、薄型音響レンズの実現や、音波の自在な操作(任意方向への反射、ビームファーミング、増幅など)、可聴音だけでなく低周波数の振動あるいは超音波の制御など、音響メタマテリアルの具体例を把握することができます。 
出版社ネオテクノロジー
出版年月2024年5月
価格税込価格 198,000円
種別日本語調査報告書
レポートシリーズ - ダイナミックマップ
音響メタマテリアル
音響メタマテリアル

自然界にない負の誘電率/負の透磁率と持つメタマテリアルは、電磁波を吸収する、アンテナを薄層化できる、さらには反射・透過方向をダイナミックに変えることができるといった特性を持つため、次世代無線通信を切り拓くキー材料として開発が進められています。音響波の世界でも、負の密度/負の弾性率を人工的に設計して実現できれば、同じような機能・特性が期待できます。

また、軽くて薄い防音・遮音材や吸音・消音機能を発揮するメタマテリアルは建築や車両資材として開発が進められています。しかし、音響メタマテリアルの本領はこれに留まりません。薄型音響レンズ実現したり、任意の方向に反射させたり、ビームフォーミングしたり、増幅させたり、音波を自在に操ることができるようになります。可聴音だけでなく、低周波数の振動あるいは超音波を制御することができます。

格子振動に対するメタマテリアル(フォノニック)や熱膨張のない材料や負のポアソン比を有する機械的メタマテリアルまで視野を広げると、さらに広い世界が見えてきます。

技術分類

  • 吸音・遮音
  • 反射・透過制御
  • 制振・防振
  • 機械的メタマテリアル
  • フォノニック

主な出願人

三菱ケミカル/日産自動車/ルノーエス.ア.エス./三井化学/ソニーグループ/ザ・ボーイング/ピクシーダストテクノロジーズ/旭化成/ウシオ電機/トヨタ モーター エンジニアリング/竹中工務店/三菱造船/三菱重工業/日立製作所 など

調査対象技術

本ダイナミックマップでは、発明の特徴が音響波や構造体の振動を制御する人工材料(メタマテリアル)である特許情報を調査の対象としました。

可聴音領域だけでなく、構造物の振動といった低周波から、超音波といった高周波まで、広い周波数範囲を対象としています。空気中の波動だけでなく、固体の中の弾性波も含まれていますし、格子振動といった極めて高い周波数の技術も含まれます。また、厳密には音響波動ではありませんが、変形自在なソフトデバイスや熱膨張のない部材といった機械的メタマテリアルも含めました。

ただし、電磁波あるいは光波に対するメタマテリアルは対象としていません。明らかなノイズ情報も対象外です。

技術と企業の全体像を俯瞰できるダイナミックマップ

本ダイナミックマップは、タイトルテーマ技術に関する特許情報の調査結果を、技術分類ごとに分けた技術側と出願上位10社までの企業側の2軸から閲覧することができる電子版特許調査報告書です。『技術側』では出願件数推移グラフや技術の企業シェア等を掲載し、『企業側』では出願内容を技術分類ごとに分けたレーダーチャートや発明者リスト、共同出願人リスト等を掲載しています。

特許調査、技術動向把握、事業経営企画のための特許調査資料としてご利用ください。

当レポートはネオテクノロジーの『ダイナミックマップ』シリーズに属するレポートです。ダイナミックマップの詳細についてはこちらをご高覧ください。

目次/技術分類

◇吸音・遮音

外部の騒音や機器の発生する雑音を減音、吸音、防音、遮音、消音する技術を取り上げます。外壁や窓の防音対策や自動車などが発生するノイズを吸音して空気中に放射させない技術などを含みます。

◇反射・透過制御

音響波の伝搬を自在に制御する技術を取り上げます。レンズや、任意の方向に反射させる反射板、音響波のビームフォーミング、あるいは、特定の波長の音波を選択的に透過させるフィルタなどを含みます。

◇制振・防振

構造体の振動を抑制し、防振する技術を取り上げます。衝撃力から構造を保護する技術や異方性を有する防振構造なども含まれます。

◇機械的メタマテリアル

機械的なメタマテリアル技術を取り上げます。特定の力場を発生させる構造、変形自在なソフトデバイス、熱膨張のない部材などが含まれます。

◇フォノニック

固体内のフォノンに関するメタマテリアル技術を取り上げます。増幅機構を有する、あるいは、熱伝導率を制御する技術が含まれます。