JP2001003322A - 吸音構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性、耐候性及びリサイクル性に優れた吸
音構造体にある。 【解決課題】 吸音パネル１は、表面板が金属繊維を板
状に圧縮成形した吸音材６で構成された中空箱形構造体
２であり、この吸音材６の下面に背後空気層７とスリッ
ト構成の共鳴吸音構造８とが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性、耐候性及
びリサイクル性に優れた吸音構造体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高速道路や鉄道において、騒音の発生を
抑制するために防音壁が設けられている。一般に防音壁
は、ガラスウールやロックウールなどの無機質繊維をパ
ネル状の構造体に収納した吸音パネルによって構成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この無機質繊維からな
る吸音パネルには、次のような課題がある。 ガラスウールなどは、水分の抜けが悪いなど耐水性
に問題があり、水分の吸収により吸音性能が低下し、そ
の性能維持のメンテナンスが大変である。 ガラスウールなどは、長期間の使用により「へた
り」が生まれ、吸収性能の低下や強度低下の要因となっ
ている。 耐用年数が過ぎた場合、リサイクルするにはコスト
がかかり、一般に産業廃棄物として廃棄処理する必要が
ある。この場合、ロックウールのリサイクルは、ガラス
ウール程のコストはかからないが、低コストとは言えな
い。 ガラスウールなどは、気流にさらされると、繊維の
飛散や浮遊が発生し易くなり、吸音性能の低下の要因と
なっている。 特に、食品や薬品の生産現場などのクリーン度が要
求される環境では、繊維の飛散や浮遊が問題となり、利
用しづらいことになる。 取り扱い時に繊維の吸引やちくちく感が問題とな
る。 無機質繊維は、紫外線に長時間曝されると劣化し脆
くなるので、野外での利用には、その対策が必要であっ
た。 ，〜の問題を解決するためにＰＶＦフィルム
などで無機質繊維材料を被覆する手段がとられるが、吸
音性能の低下やフィルムの破損が問題となる。

【０００４】特に、高速道路や鉄道においては、吸音パ
ネルが多量に利用されるので、上述するの問題は、環
境保護の観点からも重要な問題となっている。

【０００５】このような無機質繊維の材料が有する問題
が発生しない吸音材料として、例えば、アルミニウム繊
維を加圧圧縮して板状としたものが知られている。ま
た、アルミニウム粒子の焼結体やアルミニウム材料を発
砲させた吸音材料が知られている。

【０００６】しかし、これらの金属材料でなる吸音材
は、ガラスウールやロックウールなどの無機質繊維の吸
音材に比較すると、吸音性能が低いという問題がある。

【０００７】以上述べたような吸音材は、繊維や粒子の
隙間を空気の分子が通り抜ける際に音響エネルギーの一
部が繊維や粒子に対する空気の分子の摩擦に起因する熱
エネルギーに変換させることで、吸音を行うものであ
る。

【０００８】このような吸音材を用いた吸音は、背後空
気層を厚くすることによって、より低音までの吸音が可
能となる。しかし、吸音パネルの寸法（特に、その厚
み）には、制限があるのが普通であり、一般に５００Ｈ
ｚ以下というような周波数での吸音性能を十分なものと
することは困難であった。特に、金属材料を用いた吸音
材では、その傾向が大であった。

【０００９】吸音を行うための手段の一つとして、次に
述べる共鳴構造を利用する方法が知られている。この方
法は、基本的な原理としてヘルムホルツの共鳴構造を利
用したものであり、繊維に代表される吸音材料によるも
のと異なり、ヘルムホルツの共鳴器と呼ばれる共鳴構造
が共鳴する際における空気の動きの摩擦損失によって共
鳴周波数付近の音響エネルギーを損失させ、そのことで
吸音力を得るものである。

【００１０】ヘルムホルツ共鳴器を原理的に利用した代
表的な吸音構造としては、壁の表面を多数の孔やスリッ
トを設けた板で構成し、背後に空気層を設けたものを挙
げることができる。以下、本明細書では、吸音の基本原
理としてヘルムホルツ共鳴を用いた構造を共鳴吸音構造
と称する。

【００１１】通常の共鳴吸音構造では、特定の共鳴周波
数付近にしか吸音性能が得られないという問題がある
が、吸音材料を用いた場合には得にくい低域での吸音が
行えるという特徴がある。

【００１２】実公平５−２６４６号公報には、アルミニ
ウム繊維を吸音材料として用いた吸音体を配置する構成
において、空気層を設けた状態で配置し、かつ吸音体同
士の間隔を開けて配置することで、吸音体による吸音
と、吸音体間の隙間と背後の空気層とで構成される共鳴
構造（共鳴空間）による吸音とを同時に得る構造が示さ
れている。

【００１３】この構造では、アルミニウム繊維を用いる
ことで、前述したような無機繊維質吸音材を用いた場合
の問題を克服し、さらに、共鳴吸音構造を併用すること
で、低域での吸音性能向上を図っている。しかしなが
ら、この公報記載の構成は、構造が複雑であり、施工性
が悪いという問題がある。

【００１４】一般にアルミニウム繊維を板状とした吸音
材料は、強度があまりないので、それ自体で吸音体を構
成する場合、あまり大きな寸法にできない。このため、
上述した公報の構成では、吸音体の寸法をあまり大きな
ものとすることができず、小さな吸音体を多数取り付け
なければならないという問題があり、施工コストが高く
なる。

【００１５】また、各吸音体を所定の間隔を設けて個別
に配置する必要があり、さらに、吸音体を配置した状態
で背後に空気層を設けなければならないことから、全体
の構造が大きくなりまた複雑で、施工コストの高いもの
となる。

【００１６】しかも、この構造では、隙間部分における
ネックの長さ（共鳴構造の出入口部分における深さ方向
の寸法）を大きくとれないので、より低域まで機能する
効果的な共鳴吸音構造を得るには、共鳴空間の体積を大
きくしなければならず、結果として、全体の構造が大型
化し、吸音構造を配置する場所が限定されてしまう。道
路や鉄道における吸音では、配置スペースが限られ、厚
い空気層を設けることが困難となる場合が多く、上述し
た構造の実施化は一層困難なものとなっている。この点
に関し、配置場所の制約を受けにくい、厚さの薄い吸音
構造体の開発が望まれている。

【００１７】上記観点に鑑み、本発明は、吸音材料とし
て金属材料を用いた吸音構造体において、次の要求を満
たしたものを提供することを課題とするものである。 吸音材料による吸音作用と、スリット形共鳴吸音構
造による吸音作用とを併用して低域での吸音性能が図れ
ること。 広い周波数帯域において、高い吸音性能を有するこ
と。 構造に無駄がなく、簡単な構造であり、かつ軽量で
あること。 施工が簡易であり、低コストで行えること。 厚さの薄い構造であり、特に吸音パネルとした場合
に一体型のパネル構造とでき、ハンドリング性が良く、
施工場所が限定されないこと。 リサイクル性の高いこと。 耐候性の高いこと。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発明
は、表面板が板状又は面状の吸音材で構成され、前記吸
音材の背後には、背後空気層とスリット構成の共鳴吸音
構造とが形成されていることを要旨とする。表面板とな
る板状または面状の吸音材と背後空気層及びスリット構
成の共鳴吸音構造を１の構造体に併せ持つ構成としたも
のである。

【００１９】第２の発明は、表面板が金属繊維を板状に
圧縮成形した吸音材で構成され、前記吸音材の背後に
は、背後空気層とスリット構成の共鳴吸音構造とが形成
されていることを要旨とする。第３の発明は、吸音材の
表面板を除いて５面が、非通気性の材料からなる板材で
形成された中空箱形構造体であることを要旨とする。

【００２０】第４の発明は、背後空気層を形成する長手
形状部材が、吸音材の下面に任意の間隔を設けて複数配
置され、隣接する前記長手形状部材間の隙間を利用して
スリット構成の共鳴吸音構造が形成されることを要旨と
する。第５の発明は、吸音材は、構造体内に任意の間隔
で複数配置された長手形状部材によって支持され、前記
長手形状部材は、内部空間で吸音材の背後空気層が形成
される非通気性の材料からなる凹型の断面形状を有し、
前記長手形状部材と構造体の底面との間及び隣接する長
手形状部材間の隙間にスリット構成の共鳴吸音構造が形
成されていることを要旨とする。なお、構造体の底面
は、構造体が吸音パネルである場合には底板を、構造体
が建築構造物の壁面に一体に組み付けられたものである
場合には壁面を意味する。

【００２１】第６の発明は、長手形状部材の内部空間
（凹型の内部空間）内に、１又は２種類以上の背後空気
層及びスリット構成の共鳴吸音構造が形成されているこ
とを要旨とする。長手形状部材の内部空間内に別の長手
形状部材を１又は２以上配置することにより、新たな形
状・寸法の背後空気層及びスリット構成の共鳴吸音構造
を形成したものである。

【００２２】第７の発明は、背後空気層の開口部の幅
（溝幅）または／及びスリット構成の共鳴吸音構造のス
リット開口部の幅（スリット幅）を複数に設定したこと
を要旨とする。溝幅・スリット幅を一定の間隔で設ける
のではなく、溝幅・スリット幅に広狭の変化をもたせた
ものである。一定の規則に従ってスリット幅に変化をも
たせてもよいし、規則性がなくてもよい。なお、長手形
状部材の内部空間内に形成された溝幅・スリット幅につ
いても同様に変化をもたせるものである。

【００２３】第８の発明は、背後空気層の吸音性能とス
リット構成の共鳴吸音構造の吸音性能が相互に補完し合
い、幅広い周波数範囲における吸音性能が得られるよう
に形成されていることを要旨とする。これは、背後空気
層とスリット構成の共鳴吸音構造の吸音性能をグラフで
表した場合に、吸音率の弱い谷間部分を相互に補完し合
って谷間をなくし、吸音不能な周波数帯域をなくすよう
に形成されているものである。

【００２４】また、第９の発明は、長手形状部材の凹型
断面形状が、コ字形、Ｕ字形、Ｖ字形、半円形、三角
形、台形、またはこれらを組み合わせた形状を有するこ
とを要旨とし、第１０の発明は、長手形状部材によっ
て、構造体が補強されていることを要旨とし、第１１の
発明は、共鳴吸音構造が建築物の壁面を利用して構成さ
れていることを要旨とする。

【００２５】

【作用】本発明の第１、２の発明によれば、構造体の表
面板として板状又は面状の吸音材、とくに、金属繊維を
板状に圧縮成形した吸音材を用い、さらに、構造体の内
部に、この吸音材の背後空気層とスリット構成の共鳴吸
音構造を設けることで、簡単で軽量な構造でありなが
ら、高い吸音性能、特に低い周波数までの良好な吸音性
能が得られる。また、一体型としてハンドリング性の高
い吸音パネルを得ることができる。

【００２６】スリット構成の共鳴吸音構造において、特
定の共鳴周波数帯域（ある程度ブロードなもの）の音波
が入射すると、共鳴現象が発生し、空気の塊がスリット
部を激しく出入りする。この際、スリット部が有する音
響抵抗によって空気の動きの運動エネルギーが失われ、
それが音響エネルギーの損失となる。

【００２７】こうして上記特定の周波数帯域における吸
音が行われる。本発明では、金属繊維からなる吸音材が
スリットの開口部に存在するために、共鳴時にスリット
を出入りする空気が受ける抵抗がより高くなり、上述し
たメカニズムによる吸音がより高い効率で行われる。ま
た、吸音材として薄い板状のものを用いているので、限
られた寸法において、背後空気層やスリット構成の共鳴
吸音構造に必要とされる空間を有効に作りだすことがで
きる。

【００２８】第３の発明によれば、中空箱形構造体は、
吸音材の表面板を除いた底面板や左右の側面板などを非
通気性の材料で構成することで、簡単な構造でありなが
ら強度が高くハンドリング性の良い吸音パネルを得るこ
とができる。また、スリット構成の共鳴吸音機構におけ
る空気の出入口がスリット部のみに限定され、共鳴吸音
効果が高められる。

【００２９】第４、５及び９の発明によれば、簡単な構
造でありながら吸音材の背後空気層とスリット構成の共
鳴吸音構造が得られる。また、吸音材が確実に支持され
る構造が得られる。さらに、長手形状部材によってスリ
ット構成の共鳴吸音構造のネックの深さ（例えば、図２
の隙間１１の深さ方向の寸法）を確保することができ、
限られた共鳴空間を利用して低域まで機能する共鳴吸音
構造を得ることができる。

【００３０】さらに、第６の発明によれば、吸音構造体
内に形状・寸法の異なる背後空気層及びスリット構成の
共鳴吸音構造が得られることになる。また、同様に、第
７の発明によれば、溝幅・スリット幅の異なる２種類以
上の背後空気層やスリット構成の共鳴吸音構造が得られ
る。

【００３１】第１０の発明によれば、構造的に丈夫でハ
ンドリング性に優れた吸音パネルを得ることができる。
即ち、長手形状部材によってスリット構成の共鳴吸音構
造が形成され、また、吸音材が確実に支持され、さら
に、この長手形状部材が梁となって全体が補強された吸
音パネルが得られる。第１１の発明によれば、吸音パネ
ルの底板の代わりとして建築構造物の壁面を利用するこ
とで、低コストでスペースを有効利用した吸音構造が得
られる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に基づく吸音パネル
の一部を切欠した斜視図、図２は、同吸音パネルの内部
構造を示す説明用拡大断面図、図３は、表面板の吸音材
を省いた同吸音パネルを示す説明用平面図、図４は、同
吸音パネルの吸音性能を示すグラフである。

【００３３】図１〜図３に示するように、本発明に基づ
く吸音パネル１は、中空箱形構造体２からなり、底板３
と左右の側面板４，４及び両端面板５，５が非通気性の
材料である金属材料などで構成され、残る一面の表面板
が金属繊維を板状に圧縮成形した吸音材６で構成されて
いる。そして、中空箱形構造体２の内部には、吸音材６
の背後空気層７とスリット構成の共鳴吸音構造８とが設
けられている。なお、吸音材６としては、金属繊維以外
の材料でなるものを用いることもできる。例えば、高密
度の不織布や多孔質材料を用いることもできる。しかし
ながら、コスト、軽量性、性能、リサイクル性といった
点から、アルミニウム繊維を用いることが好ましい。

【００３４】この中空箱形構造体２は、吸音材６の表面
板を除いて、底板３や左右の側面板４，４などは、上述
するように非通気性の材料である金属材料などで構成さ
れている。非通気性の材料としては、鋼板、アルミ板、
各種合金板、樹脂材料板、木材板、これらの積層板など
金属及び非金属の材料を用いることができる。なお、吸
音性能はやや低下するが、左右の側面板４，４などを通
気性の材料で構成したり、左右の側面板４，４などの代
わりに角材などで補強した構造とすることもできる。

【００３５】吸音材６は、アルミニウム繊維などの金属
繊維を厚さ１〜５ｍｍ程度の板状に形成したものを用い
るとよく、例えば、アルミニウム繊維の場合、直径が５
０μｍ〜２００μｍの繊維を面密度が５００〜４０００
ｇ／ｍ^２となるように板状に圧縮成形したものが好まし
い。また、アルミニウム繊維の他にステンレス繊維を略
同様に圧縮成形したものを用いることができる。

【００３６】また、金属繊維からなる吸音材６の表面及
び／または裏面に、図示省略するパンチングメタルやエ
キスパンドメタルなどの吸音性能を損なわない程度の被
覆材を設けてもよい。

【００３７】中空箱形構造体２内に設ける背後空気層７
は、吸音材６の下面に長手方向に沿って任意の間隔で複
数設置した断面形状が凹型の長手形状部材９の内部空間
１０によって形成されており、隣接する長手形状部材
９，９間の隙間１１がスリットとなり、長手形状部材９
の下面に形成される共鳴空間１２とでスリット構成の共
鳴吸音構造８が形成される。

【００３８】この共鳴吸音構造８は、前述のように基本
原理としてヘルムホルツの共鳴構造を利用している。従
って、この共鳴吸音構造８は、隙間１１の寸法や形状、
共鳴空間１２の容積、吸音材６の音響抵抗などによって
決まる共鳴周波数において吸音作用を有する。特に、こ
の構造では、スリットの深さ方向の寸法、すなわち隙間
１１の深さ方向の寸法（ネックの長さ）を長くすること
ができ、厚さの薄い吸音パネルでありながら共鳴周波数
をより低音域に設定できる。なお、このような構成の共
鳴吸音構造８の場合、多数のパラメータが複雑に関係す
るので、共鳴周波数を正確に求めることは簡単ではな
く、実際に吸音効果の高い吸音パネルを作製するには、
実験的に最適寸法を求めることが必要である。

【００３９】長手形状部材９の形状は、図示のように凹
型の断面形状であることが必要であり、具体的には、凹
型の断面形状として、コ字形、Ｕ字形、Ｖ字形、半円
形、三角形、台形、またはこれらを組み合わせた形状を
採用することができ、一般的にコ字形形状のものを用い
るのが、簡単な構造で高い吸音性能が得られる。

【００４０】また、この長手形状部材９は、非通気性の
材料である金属材料などで構成されている。具体的に
は、鋼板、アルミ板、各種合金板、樹脂材料板、木材
板、これらの積層板など金属及び非金属の材料を用いる
ことができる。しかし、長手形状部材として通気性の材
料を用いることは、共鳴吸音構造８の機能および背後空
気層７の機能が損なわれるので好ましくない。

【００４１】そして、この長手形状部材９は、吸音材６
を支持・補強し、その両端部が中空箱形構造体２の両端
面板５，５にそれそれ固定されることで、中空箱形構造
体２を補強する梁として機能している。

【００４２】本発明の実施にあっては、吸音パネル１の
形状を直方体形状である箱形構造体以外の構成、例え
ば、湾曲した構造などの形状に構成することもできる。
また、吸音パネル１の平面形状も矩形形状に限定される
ものではない。

【００４３】

【実施例】次に、図１〜図３に示す吸音パネルの実施例
を説明する。この例で示す寸法は、本発明者らが見出し
た好ましい例示であり、本発明の実施にあっては、この
寸法に限定されるものではない。ここに示す実施例で
は、吸音パネルを取り付けるための構造などについては
言及しないが、当然のことながら、そのための構造の付
加や変形を加えることもできる。なお、図中同じ構成部
材は、同一符号を付してある。

【００４４】吸音パネル１を構成する中空箱形構造体２
の外装は、厚さ２ｍｍのアルミニウム板でなる底板３、
左右の側面板４，４、両端面板５，５と吸音材６からな
る表面板とで構成されている。

【００４５】また、中空箱形構造体２の内部には、厚さ
１．５ｍｍのアルミニウム板で構成された断面形状がコ
字形の長手形状部材９，９，…が所定間隔を設けて複数
配置されており、この長手形状部材９は、その両端が両
端面板５，５に固定されている。

【００４６】吸音材６は、直径が１００μｍのアルミニ
ウム繊維を有機バインダーによってバインドしたもの
で、密度１．３ｇ／ｃｍ^３、厚さは１．５ｍｍとしてあ
る。この場合、面密度は２０００ｇ／ｍ^２となる。

【００４７】この吸音材６は、先ず溶融アルミニウムを
加圧して小径のノズルから吹き出させる。そして、これ
を冷却することによってアルミニウム繊維を得る。この
アルミニウム繊維に有機バインダーを加えて圧縮成形し
て板状に形成することによって作製する。

【００４８】図１〜図３に示す吸音パネル１では、吸音
材６と背後空気層７とによって得られる吸音のピーク
と、スリット構成の共鳴吸音構造８のピーク（共鳴周波
数）とを意図的にずらした構成としている。

【００４９】このように構成することで、広い周波数帯
域に渡って高い吸音性能を得ることができる。また、図
示しないが、野外での使用を前提として、吸音パネル１
の底板３及び左右の側面板４，４などには、水抜き穴が
設けられているが、この水抜き穴は、共鳴を妨げないよ
うに小さな寸法とする必要がある。

【００５０】この吸音パネル１は、５００ｍｍ×２００
０ｍｍと大型な構成であるにも関わらず、重量は２０ｋ
ｇ弱と軽く、厚さが約９５ｍｍと薄いにも関わらず、低
音域における高い吸音性能を有している。

【００５１】この吸音パネル１の吸音性能を図４に示
す。この吸音性能は、吸音率の周波数依存性を測定した
ものであり、Ｄに示すのが、この吸音パネル１の吸音性
能である。Ａ〜Ｃに示すのが、上述のアルミニウム繊維
を用いた吸音材６の背後に厚さが６０ｍｍ、８０ｍｍ、
１００ｍｍの背後空気層を設けた例の吸音性能である。

【００５２】Ａ〜Ｃに示す性能は、図３に示す吸音パネ
ル１において、長手形状部材９を設けず、表面板として
吸音材６を用いた構造の吸音パネルの性能に相当する。
即ちＡ〜Ｃに示す性能は、スリット構成の共鳴吸音構造
８を用いず、単に吸音材６と背後空気層による吸音作用
の吸音性能を示すものである。

【００５３】図４から明らかなように、この実施例の吸
音パネル１は、広い周波数帯域に渡って高い吸音性能を
有している。これは、吸音材の背後に空気層を設けた吸
音構造（即ち、第１の吸音構造）とスリット共鳴による
吸音構造（即ち、第２の吸音構造）とを組み合わせたこ
とに起因している。

【００５４】また、吸音周波数帯域が広くなるだけでは
なく、吸音率自体も大きくなるのは、上記第１の吸音構
造による吸音性能と、第２の吸音構造による吸音性能の
ピークがずれていると共に、それぞれの吸音性能が重ね
合わせられるからである。

【００５５】図４のＡで示される吸音性能は、背後空気
層の厚さが６０ｍｍと薄いので低域での吸音性能が低く
なっている。Ｂで示される吸音性能は、背後空気層の厚
さが８０ｍｍとＡの場合に比較して厚いので、低域での
吸音性能がＡに比べれば改善されている。

【００５６】Ｃで示される吸音性能は、背後空気層の厚
さを１００ｍｍとしてあるが、Ｂで示される性能に比較
して、低域での性能はあまり改善されず、高音での吸音
性能が低下している。これは、金属繊維の吸音材が背後
空気層を持つ場合、特定の周波数に対する吸音性能のピ
ークを有するが、背後空気層を厚くすることで、その傾
向が顕著に現れてしまっこことに起因する。なお、図４
において、吸音率の最大値が１を越えているのは、残響
を利用した測定方法に起因するもので、実質的な吸音率
の最大値は１となる。

【００５７】この実施例において、吸音パネル１の吸音
性能は、板状の吸音材６の厚み、背後空気層７の厚さ、
共鳴空間１２の体積、スリット開口部の寸法などを変化
させることで制御できる。

【００５８】一方、吸音パネル１自体の厚さを厚くし、
共鳴吸音構造８の共鳴空間１２の体積を大きくすると、
より低い周波数帯域における吸音率を高めることができ
る。なお、一般的な防音用途で用いる目的の吸音パネル
においては、図２に示す各寸法において、ａ＝２５ｍ
ｍ、ｂ＝５５ｍｍ、ｃ＝３０ｍｍ、ｄ＝３５ｍｍの各寸
法を±１０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。本
発明者らによるコンピュータシミュレーションによれ
ば、上記寸法範囲内に各寸法を適宜設定することで、道
路交通騒音に対する平均斜入射吸音率で０．９以上が得
られることが判明している。

【００５９】また、この実施例では、上述するように吸
音材６とその背後空気層７による吸音のピークと、共鳴
吸音構造８による吸音のピークとを意図的にずらした構
造としてあるが、両者の吸音のピークを意図的に一致さ
せる構造としてもよい。このような構造は、特定の周波
数だけを選択的に吸音する場合に有効なものである。

【００６０】さらに、この実施例では、この吸音パネル
１の内部に長手形状部材９以外に何も設けず、充填させ
ていない例を示してあるが、従来知られている各種吸音
材料などを内部に配置したり充填することもできる。ま
た、この吸音材６に重ねてさらに別種の吸音材料を加え
ることもできる。

【００６１】図５及び図７〜図１０は、長手形状部材９
の内部空間１０内にさらに１又は２種類以上の背後空気
層及びスリット構成の共鳴吸音構造が形成された吸音パ
ネルの内部構造を示す説明用拡大断面図である。

【００６２】図５に示す吸音パネル２０は、内部空間１
０内をＬ字形の長手形状部材２１で仕切り、背後空気層
２２とスリット構成の共鳴吸音構造２３が設けられてい
る。この吸音パネル２０によれば、１の吸音パネル内に
スリット構成の共鳴吸音構造８，２３という異なる形状
・寸法のスリット構成の共鳴吸音構造が形成できる。こ
の場合、同じスリット構成の共鳴吸音構造であっても形
状・寸法の相違から異なる吸音性能が発揮され、全体と
しては、それらが重ね合わされた吸音性能が得られる。

【００６３】図６は、図５に示す吸音パネル２０の吸音
性能を示したグラフである。このグラフには、スリット
構成の共鳴吸音構造８単体の吸音性能を示す領域Ａと、
背後空気層２２単体の吸音性能を示す領域Ｂと、スリッ
ト構成の共鳴吸音構造２３単体の吸音性能を示す領域Ｃ
が示されている。このグラフからわかるように、スリッ
ト構成の共鳴吸音構造８，２３は同じスリット構成の共
鳴吸音構造であっても形状・寸法を異にするため、吸音
性能が異なる。従って、スリット構成の共鳴吸音構造８
が吸音できない周波数帯域をスリット構成の共鳴吸音構
造２３がカバーできることになり、図２に示す背後空気
層とスリット構成の共鳴吸音構造が１種類ずつの吸音パ
ネルよりも吸音周波数帯域が広くなる。

【００６４】図７に示す吸音パネル２５は、長手形状部
材９の内部空間１０内をコ字形の長手形状部材２６で仕
切り、吸音パネル２０と同じように、１種類の背後空気
層２７と、２種類のスリット構成の共鳴吸音構造８，２
８を設けたものである。

【００６５】また、図８〜図１０に示す吸音パネル３
０，４０，５０のように、内部空間１０内に複数の長手
形状部材を配置し、複数種の背後空気層又はスリット構
成の共鳴吸音構造を形成することもできる。この場合
も、異なる形状・寸法の背後空気層及びスリット構成の
共鳴吸音構造は、それぞれ異なる吸音性能を発揮する。

【００６６】図８に示す吸音パネル３０は、内部空間１
０内を大きさの異なるＬ字形の長手形状部材３１，３
２，３３…で複数に仕切り、背後空気層３４と複数種の
スリット構成の共鳴吸音構造８，３５，３６，３７…が
形成されている。図９に示す吸音パネル４０は、内部空
間１０内を大きさの異なるコ字形の長手形状部材４１，
４２，４３…で複数に仕切り、背後空気層４４と複数種
のスリット構成の共鳴吸音構造８，４５，４６，４７…
が形成されている。図１０に示す吸音パネル５０は、内
部空間１０内の吸音材６の下面にコ字形の長手形状部材
５１，５２…を並列させ、背後空気層５３，５４…とス
リット構成の共鳴吸音構造８，５５，５６が形成されて
いる。

【００６７】なお、１の吸音パネル内に形成される内部
空間１０内の背後空気層及びスリット構成の共鳴吸音構
造は全て同じ構成である必要はなく、複数種のものを組
み合わせた構成としてもよい。例えば、図示省略する
が、吸音パネル２０と３０を組み合わせたものなどであ
る。また、吸音パネルの構成は図示されたものに限られ
ない。

【００６８】図１１に示す吸音パネル６０は、長手形状
部材６１間の隙間に形成されるスリット構成の共鳴吸音
構造６２のスリット幅ｅを、１つのパネル内において広
狭に変化させたものである。スリット幅ｅを変化させる
ことにより、多様な共鳴吸音構造が形成される。スリッ
ト幅ｅの変化は図示したものに限られず、徐々にスリッ
ト幅ｅを広げたり、ある一定の規則に従ってスリット幅
ｅが決められていくようにしてもよい。また、同様に、
背後空気層６３の溝幅ｆを変化させてもよい。さらに、
図１２に示す吸音パネル６５のように、内部空間１０内
に設けられたスリット構成の共鳴吸音構造６６のスリッ
ト幅ｇや背後空気層６８の溝幅ｈを変化させてもよい。

【００６９】また、吸音パネルのような独立した構造と
するのではなく、建築構造物の壁面を利用して吸音構造
体を構成してもよい。即ち、図２や図５などの底板３に
相当する部分を建築構造物の壁面で代用することで、建
築構造物の壁面に本発明の吸音構造体が一体に組み付け
られたものが得られる。この場合、スペースを有効利用
することができ、また軽量で施工が容易な吸音構造体が
得られる。なお、ここでいう建築構造物の壁面というの
は、吸音構造を配置せんとする構造物の表面のことであ
る。この建築構造物の具体的な例としては、建物の壁や
天井、掘り割り道路の壁面、トンネルの壁面や天井、高
架橋の下面、道路や鉄道に沿って設けられた壁等を挙げ
ることができる。

【００７０】図１３は、本発明者らの実験により得られ
た、図５に示す吸音パネル２０の最適構造の一実施例で
ある。この吸音パネル２０の吸音性能をグラフにしたも
のが図１４であり、背後空気層２２の吸音性能とスリッ
ト構成の共鳴吸音構造８，２３の吸音性能が相互に補完
し合い、漏れのない吸音を可能とするように形成されて
いる実施例であることがわかる。すなわち、共鳴吸音構
造８の吸音曲線の最大値と最小値、背後空気層２２の吸
音曲線の最大値と最小値とが互いに補完し合うように設
定し、さらに共鳴吸音構造２３の吸音性能を曲線Ａと曲
線Ｂの交差部分にピークがき、さらにそれらの吸音性能
が最大となる部分にその最小値がくるように設定するこ
とで、それぞれの吸音性能の弱い部分が補完され、全体
として広い周波数範囲にわたり高い吸音性能が得られる
ことがわかる。なお、吸音パネルの最適構造はこの実施
例に限られるものではない。

【００７１】

【発明の効果】本発明によって、次のような優位性のあ
る吸音パネルを得ることができる。 金属繊維の背後空気層と、共鳴吸音構造の組み合わ
せにより高い吸音性能を持つ。 構造に無駄がなく、簡単な構造であり、かつ軽量で
ある。 施工が簡単に、低コストで行える。 特に吸音パネルとした場合、高い吸音性能を有しな
がら厚さの薄いパネル構造とすることができ、取り扱い
性に優れ、施工場所が限定されない。 金属材料だけで構成することで耐久性、耐候性及び
リサイクル性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸音パネルの一部を切欠した斜視
図。

【図２】同吸音パネルの内部構造を示す説明用拡大断面
図。

【図３】表面板の吸音材を省いた同吸音パネルを示す説
明用平面図。

【図４】同吸音パネルの吸音特性を示すグラフ。

【図５】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用拡
大断面図。

【図６】同吸音パネルの吸音特性を示すグラフ。

【図７】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用拡
大断面図。

【図８】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用拡
大断面図。

【図９】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用拡
大断面図。

【図１０】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用
拡大断面図。

【図１１】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用
拡大断面図。

【図１２】その他の吸音パネルの内部構造を示す説明用
拡大断面図。

【図１３】図５に示す吸音パネルの最適構造の一実施例

【図１４】同吸音パネルの吸音特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 吸音パネル ２ 中空箱形構造体 ６ 吸音材 ７ 背後空気層 ８ 共鳴吸音構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000110804 ニチアス株式会社 東京都港区芝大門１丁目１番26号 (72)発明者 横山 義明 福岡県大牟田市四山町80番地の23株式会社 アルム内 (72)発明者 右田 慎司 福岡県大牟田市四山町80番地の23株式会社 アルム内 (72)発明者 奥園 伸一 福岡県大牟田市四山町80番地の23株式会社 アルム内 (72)発明者 藤原 恭司 福岡県筑紫郡那珂川町王塚台２丁目172番 (72)発明者 藤本 卓也 福岡県福岡市南区高宮２丁目９−27−405 (72)発明者 服部 幸夫 千葉県千葉市稲毛区轟町５−１−９−201 Ｆターム(参考） 2D001 AA01 BA01 CA01 CB01 CC01 5D061 AA16 AA22 BB01 BB12 BB37 CC04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面板が板状または面状の吸音材で構成
   され、前記吸音材の背後には、背後空気層とスリット構
   成の共鳴吸音構造とが形成されていることを特徴とする
   吸音構造体。
2. 【請求項２】 表面板が金属繊維を板状に圧縮成形した
   吸音材で構成され、前記吸音材の背後には、背後空気層
   とスリット構成の共鳴吸音構造とが形成されていること
   を特徴とする吸音構造体。
3. 【請求項３】 吸音材の表面板を除いて５面が、非通気
   性の材料からなる板材で形成された中空箱形構造を有す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の吸音構造体。
4. 【請求項４】 背後空気層を形成する長手形状部材が、
   吸音材の下面に任意の間隔を設けて複数配置され、隣接
   する前記長手形状部材間の隙間を利用してスリット構成
   の共鳴吸音構造が形成されることを特徴とする請求項１
   から３記載の吸音構造体。
5. 【請求項５】 吸音材は、構造体内に任意の間隔で複数
   配置された長手形状部材によって支持され、前記長手形
   状部材は、内部空間で吸音材の背後空気層が形成される
   非通気性の材料からなる凹型の断面形状を有し、前記長
   手形状部材と構造体の底面との間及び隣接する長手形状
   部材間の隙間にスリット構成の共鳴吸音構造が形成され
   ていることを特徴とする請求項１から３記載の吸音構造
   体。
6. 【請求項６】 長手形状部材の内部空間内に、１又は２
   種類以上の背後空気層及びスリット構成の共鳴吸音構造
   が形成されていることを特徴とする請求項１から５記載
   の吸音構造体。
7. 【請求項７】 背後空気層の開口部の幅または／及びス
   リット構成の共鳴吸音構造のスリット開口部の幅が複数
   に設定されていることを特徴とする請求項１から６記載
   の吸音構造体。
8. 【請求項８】 背後空気層の吸音特性とスリット構成の
   共鳴吸音構造の吸音特性が相互に補完し合い、幅広い周
   波数範囲における吸音性能が得られるように形成された
   請求項１から７記載の吸音構造体。
9. 【請求項９】 長手形状部材の凹型断面形状が、コ字
   形、Ｕ字形、Ｖ字形、半円形、三角形、台形、またはこ
   れらを組み合わせた形状を有することを特徴とする請求
   項４から８記載の吸音構造体。
10. 【請求項１０】長手形状部材によって、構造体が補強さ
    れていることを特徴とする請求項４から９記載の吸音構
    造体。
11. 【請求項１１】共鳴吸音構造が建築構造物の壁面を利用
    して構成されていることを特徴とする請求項１、２、
    ４、５、６、７、８、９又は１０記載の吸音構造体。