JP2006328763A - 壁体及び壁構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸音特性を容易に維持することができる壁体及び壁構造体を提供する。
【解決手段】 壁体１１は、板状をなす基体１２と、気泡を有する吸音部材１３とを備えている。吸音部材１３は、基体１２の少なくとも一方の面に沿って配設されている。基体１２には、保持部材１４が設けられている。保持部材１４は、基体１２の外周縁部から立設される支持部１４ａと、支持部１４ａから基体１２の内側に延びるように設けられる係止部１４ｂとを備えている。吸音部材１３は、保持部材１４によって基体１２に対して着脱可能に保持されている。この壁体１１は、音が伝播する経路に配置される。壁構造体は壁体１１を、複数配列して構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音が伝播する経路に配置される壁体及び壁構造体に関するものである。

従来、この種の壁体は、板状をなす基体とその基体の一方の面に配置される吸音部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。こうした壁体は、例えばプレス機等の音源に対して吸音部材側を向けて立設される。そして、音源から吸音部材に伝播する音は、吸音部材の吸音性能によって減衰される。
特開２００４−２６４５８９号公報

ところで、壁体の設置環境下において吸音部材の汚染が進行すると、所望の吸音特性が発揮されにくくなるため、吸音部材の吸音特性を維持するには、吸音部材を交換する必要がある。しかしながら、従来の壁体における吸音部材は、接着剤等を用いた接着によって基体に接合されているため、基体から吸音部材のみを取り外して交換することは困難である。そこで従来では、壁体一式を交換することによって、壁体の吸音特性を維持していた。こうした壁体一式を交換する作業は煩雑であり、しかも壁体一式の費用を要することになる。特に、壁体が建造物の内壁材や外壁材に使用される際には、複数の壁体が連結された壁構造体として設置されているため、壁構造体を構成する壁体を部分的に交換する作業は極めて煩雑となる。すなわち、こうした壁体及び壁構造体の吸音特性を維持するためには、手間と維持費を要するものとなっており、その改善が切望されていた。

この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸音特性を容易に維持することができる壁体及び壁構造体を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、音が伝播する経路に配置される壁体において、板状をなす基体と、気泡を有する吸音部材とを備え、同吸音部材は前記基体の少なくとも一方の面に沿って配設され、同吸音部材を前記基体に対して着脱可能に保持すべく同基体に保持部材を設けたことを要旨とする。

この構成によれば、吸音部材は保持部材によって基体に保持されているため、基体に対して吸音部材のみを交換することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の壁体において、前記保持部材は、前記基体の外周縁部から立設され、前記吸音部材の周壁部を支持する支持部と、同支持部から前記基体の内側に延びるように設けられ、前記吸音部材の外周縁部を係止する係止部と、を備えることを要旨とする。

この構成によれば、吸音部材を取り外す際には、吸音部材を湾曲させて吸音部材の外周縁部を係止部から脱離させることで、吸音部材を容易に取り外すことができる。また一方、吸音部材を取り付ける際には、吸音部材を湾曲させて吸音部材の側壁部を支持部に支持させるとともに吸音部材の外周縁部を係止部に係止させることで、基体に吸音部材を容易に取着することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の壁体において、前記支持部は、前記基体の外周縁部に沿って枠状に設けられることを要旨とする。
この構成によれば、支持部によって吸音部材の周壁部全体を支持することができるため、基体に対して吸音部材を安定して保持させることができる。さらに、支持部によって吸音部材の周壁部全体を保護することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の壁体において、前記保持部材は、前記吸音部材に挿入すべく前記基体の少なくとも一方の面から突設される突出部を備えてなることを要旨とする。

この構成によれば、吸音部材に対する突設部の挿入及び離脱によって、基体に吸音部材を着脱することができるようになる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の壁体において、前記基体の振動を抑制する制振部材を、前記基体と吸音部材との間において前記基体の少なくとも一方の面に密着した状態で配設したことを要旨とする。

この構成によれば、基体の振動が制振部材に伝播することによって制振部材が変形し、この制振部材の変形に対する抵抗によって振動が減衰される。このため、基体の振動が減衰され、基体の振動に起因する放射音の発生を抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の壁体において、前記制振部材よりも弾性率の高い材料から構成される拘束部材を、前記制振部材と吸音部材との間において前記制振部材に密着した状態で配設したことを要旨とする。

この構成によれば、拘束部材によって制振部材の変形が拘束されることにより、制振部材の変形に対する抵抗が増大されるため、制振部材によって基体の振動は一層減衰される。従って、基体の振動に起因する放射音の発生を一層抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の壁体を、複数配列して構成されることを要旨とする。
この構成によれば、壁構造体の一部分を構成する壁体の吸音部材のみを交換することができるようになる。

本発明によれば、吸音特性を容易に維持することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、壁体１１は四角板状をなす基体１２と、気泡を有する吸音部材１３とを備えて構成され、吸音部材１３は基体１２の一方の面に沿って配設されている。

基体１２には、吸音部材１３を同基体１２に対して着脱可能に保持する保持部材１４が設けられている。保持部材１４は、基体１２の外周縁部から立設される支持部１４ａと、支持部１４ａから基体１２の内側に延びるように設けられる係止部１４ｂとを備えている。支持部１４ａは、基体１２の外周縁部に沿って枠状に設けられ、この支持部１４ａの内面によって吸音部材１３の周壁部は全周にわたって支持されている。係止部１４ｂは支持部１４ａの先端部分から基体１２の面に沿って内側に延設され、基体１２に対して支持部１４ａは所定の間隔をおいて離間して設けられている。こうした係止部１４ｂによって吸音部材１３の外周縁部が係止されている。さらに、係止部１４ｂは支持部１４ａの先端部に沿って枠状に設けられることで、この係止部１４ｂによって吸音部材１３の外周縁部は全周にわたって係止されている。支持部１４ａ及び係止部１４ｂは、金属材料から基体１２と一体に設けられている。基体１２、支持部１４ａ及び係止部１４ｂを構成する金属材料としては、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等が挙げられる。

吸音部材１３は気泡を有する吸音材料から形成され、吸音部材１３に入射した音のエネルギーは吸音材料への衝突や吸音材料中の空気の振動等により減衰される。この吸音部材１３は基体１２の外周形状と略同形状である四角板状をなしており、基体１２の一方の面を覆うように配設されている。吸音部材１３を構成する吸音材料の具体例としては、多孔質材料、発泡材料等が挙げられる。多孔質材料の具体例としては、ガラス繊維から構成されるグラスウール、難燃ポリエステル繊維、炭素繊維等の繊維から構成される材料が挙げられる。発泡材料は連続気泡を有する材料や一部又は全体に独立気泡を有する材料をであって、具体例としてはセラミックフォーム、アルミフォーム、エポキシフォーム、ウレタンフォーム、ラバーフォーム等が挙げられる。これらの吸音材料は、単独で使用してもよいし、複数種を組み合わせて使用してもよい。本実施形態では、グラスウールを吸音材料とする吸音部材１３であって、この吸音部材１３における基体１２とは反対側の面には、吸音部材１３を保護する保護部材としてガラスクロスが積層されている（図示せず）。こうした保護部材を設けることによって、吸音部材１３の汚染や破損が抑制されるため、吸音部材１３の交換頻度を低減させることができるようになる。

基体１２と吸音部材１３との間には、基体１２の振動を抑制する制振部材１５が介在されている。この制振部材１５は、基体１２の一方の面に密着した状態で配設され、基体１２から伝播する振動エネルギーを減衰する役割を果たす。すなわち、制振部材１５は、基体１２の振動に追従するように弾性変形し、こうした弾性変形により、振動エネルギーを熱エネルギーに変換する。制振部材１５は、制振部材１５を構成する制振材料の自己粘着性等を利用して基体１２に接着されている。制振部材１５を構成する制振材料は、ポリマー成分を基材として、必要に応じて充填剤、軟化剤等の各種添加剤が配合された材料から構成される。ポリマー成分としては、合成ゴム、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂等が挙げられる。合成ゴムの具体例としては、イソブチレン／イソプレン共重合ゴム、スチレン／ブタジエンゴム等が挙げられる。熱可塑性エラストマーの具体例としては、スチレン／ブタジエンブロック共重合体、スチレン／イソプレンブロック共重合体等が挙げられる。熱可塑性樹脂の具体例としては、エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体、石油樹脂等が挙げられる。これらのポリマー成分は、単独で使用してもよく、複数種を組み合わせて使用してもよい。充填剤としては、炭酸カルシウム、マイカ、クレイ、タルク、硫酸バリウム等が挙げられる。軟化剤としては、パラフィン系可塑剤、ポリイソブチレン、ポリブテン等が挙げられる。これらの充填剤及び軟化剤は、それぞれ単独で配合してもよいし、複数種を組み合わせて配合してもよい。本実施形態では、イソブチレン／イソプレン共重合ゴムに対して硫酸バリウム及びポリブテンを配合した制振材料からなる制振部材１５を適用している。制振性能を十分に発揮させるという観点から、制振材料の組成は、ポリマー成分１００質量部に対し、無機充填剤５０〜３０００質量部、及び軟化剤１０〜３００質量部であることが好適である。

制振部材１５と吸音部材１３との間には、制振部材１５よりも弾性率の高い材料から構成される拘束部材１６が介在されている。この拘束部材１６は制振部材１５に密着した状態で配設されることで、制振部材１５を拘束する作用を有する。すなわち、拘束部材１６は制振部材１５の変形を拘束することで、制振部材１５の変形に対する抵抗を増大させる。拘束部材１６は、制振部材１５を構成する制振材料の自己粘着性によって制振部材１５に密着かつ接合されている。拘束部材１６の具体例としては、アルミ箔、各種金属フィルム、ガラスクロス、鋼板等が挙げられる。この拘束部材１６は単独の材料から構成してもよいし、複数種の材料から構成してもよい。本実施形態では、拘束部材１６としてアルミ箔を適用している。吸音部材１３は拘束部材１６に対して密接した状態で配設されている。

この壁体１１はプレス機等を音源として、その音源から発生する音が伝播する経路に配置される。すなわち、プレス機が設置される工場の内壁や外壁として、音源であるプレス機に吸音部材１３を向けるようにして配置される。詳述すると、複数の壁体１１を準備し、これらの壁体１１を構成する基体１２を連結具を用いて連結することで、壁体１１を横方向及び縦方向に配列し、外壁や内壁等の壁構造体が構築される。

さて、プレス機の作動に伴って発生した音は、空気を媒体として吸音部材１３に伝播する。そうした音が吸音部材１３に入射すると、吸音部材１３によって音のエネルギーから熱エネルギーに変換される。すなわち、吸音部材１３に入射した音は、吸音部材１３によって減衰される。また、吸音部材１３を透過することで拘束部材１６に到達した音は、拘束部材１６によって反射される。その反射音は吸音部材１３に再び入射され、そうした反射音も同様に吸音部材１３によって減衰されることになる。

また、プレス機の振動は、工場の床を媒体として壁体１１に伝播し、基体１２を振動させることがある。このとき、基体１２の振動は制振部材１５及び拘束部材１６によって減衰され、基体１２の振動に基づく音の発生が抑制される。

工場内の塵や、プレス機等から発生するオイルミスト等によって、吸音部材１３の汚染が進行すると、吸音部材１３による所望の吸音性能が発揮されなくなるため、吸音部材１３を交換する必要がある。吸音部材１３を交換するには、まず吸音部材１３を湾曲させて吸音部材１３の外周縁部を係止部１４ｂから離脱させることで、吸音部材１３を取り外す。次いで、新しい吸音部材１３を湾曲させて吸音部材１３の側壁部を支持部１４ａの内側に支持させるとともに吸音部材１３の弾力性を利用して外周縁部を係止部１４ｂに係止させる。この吸音部材１３の外周縁部は、拘束部材１６と係止部１４ｂとに挟持されるようにして係止される。このようにして、基体１２は設置された状態で、吸音部材１３のみを交換することができる。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１） 基体１２には支持部１４ａ及び周壁部が設けられ、これら支持部１４ａ及び周壁部によって吸音部材１３が着脱可能に保持されている。このため、吸音部材１３の交換が必要になった際には、壁体１１一式を交換せずに吸音部材１３のみを交換することができる。従って、壁体１１及び壁体１１から構成される壁構造体の吸音特性を容易に維持することができる。さらに、吸音部材１３のみを交換することができるため、壁体１１一式を交換する場合よりも、維持費を削減することができる。

壁体１１を複数配列して構成される壁構造体によれば、壁構造体のうち、一部の壁体１１について、他の部分とは異なる吸音特性を有する吸音部材１３に交換することができる。つまり、壁構造体の一部について、吸音部材１３のみを交換するだけで、他の部分との吸音特性を異ならせることが可能となる結果、壁構造体を構築した後であっても、壁構造体の吸音特性を容易に調整することができる。

（２） 保持部材１４は支持部１４ａ及び係止部１４ｂから構成され、支持部１４ａによって吸音部材１３の周壁部は支持されるとともに、係止部１４ｂによって吸音部材１３の外周縁部は係止されている。このように構成した場合、吸音部材１３を取り外す際には、吸音部材１３を湾曲させて吸音部材１３の外周縁部を係止部１４ｂから脱離させることで、吸音部材１３を容易に取り外すことができる。また一方、吸音部材１３を取り付ける際には、吸音部材１３を湾曲させて吸音部材１３の周壁部を支持部１４ａに支持させるとともに吸音部材１３の外周縁部を係止部１４ｂに係止させることで、基体１２に吸音部材１３を容易に取着することができる。従って、交換作業の手間を一層軽減することができるため、壁体１１の吸音特性を一層容易に維持することができる。さらに、こうした支持部１４ａ及び係止部１４ｂによれば、壁体１１の構造における複雑化を招くことなく、基体１２に対して吸音部材１３を着脱可能に保持させることができる。

加えて、係止部１４ｂによる吸音部材１３の係止は、吸音部材１３の厚さを規制することになる。このため、非装着状態において厚さが異なる吸音部材１３でも、所定の厚さの範囲内であれば、係止部１４ｂと拘束部材１６（すなわち基体１２）とによって吸音部材１３を挟み込むようにして装着することができる。従って、壁体１１を複数配列して構成される壁構造体によれば、壁構造体のうち、一部の壁体１１について、他の部分とは異なる厚さの吸音部材１３に交換することができる。つまり、壁構造体の一部について、吸音部材１３のみを交換するだけで、他の部分との吸音特性を異ならせることが可能となる結果、壁構造体を構築した後であっても、壁構造体の吸音特性を容易に調整することができる。

（３） 支持部１４ａは基体１２の周縁部に沿って枠状に設けられているため、こうした支持部１４ａによって吸音部材１３の周壁部全体が支持される。このため、基体１２に対して吸音部材１３を安定して保持させることができる。さらに、支持部１４ａによって吸音部材１３の周壁部全体を保護することができる。

（４） 係止部１４ｂは支持部１４ａに沿って枠状に設けられているため、吸音部材１３の外周縁部は全周にわたって係止される。従って、基体１２に対して吸音部材１３を一層安定して保持させることができる。

（５） 基体１２と吸音部材１３との間には制振部材１５が設けられ、この制振部材１５は基体１２の少なくとも一方の面に密着した状態で配設されている。このように構成した場合、基体１２から制振部材１５に伝播した振動は、制振部材１５によって減衰される。このようにして基体１２の振動が減衰されるため、基体１２の振動に起因する放射音の発生を抑制することができる。

（６） 制振部材１５と吸音部材１３との間には拘束部材１６が設けられ、この拘束部材１６は制振部材１５に密着した状態で配設されている。このように構成した場合、拘束部材１６によって制振部材１５の変形が拘束されることにより、制振部材１５の変形に対する抵抗が増大されるため、制振部材１５によって基体１２の振動は一層減衰される。従って、基体１２の振動に起因する放射音の発生を一層抑制することができる。

また一方、吸音部材１３を透過することで拘束部材１６に到達した音は、拘束部材１６によって反射される。その反射音は吸音部材１３に再び入射され、そうした反射音も同様に吸音部材１３によって減衰されることになる。従って、壁体１１の吸音性能を向上させることができる。さらに、吸音部材１３を透過した音は、拘束部材１６によって反射されるため、吸音部材１３を透過した透過音が基体１２まで到達し、その透過音が基体１２を振動させるという現象を抑制することができるようになる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・ 前記係止部１４ｂは支持部１４ａに沿って枠状に設けられているが、係止部１４ｂは支持部１４ａに沿って部分的に設けられていてもよい。同様に、前記支持部１４ａは基体１２の外周縁部に沿って枠状に設けられているが、例えば図３に示すように支持部１４ａは基体１２の外周縁部に沿って部分的に設けられていてもよい。このように、支持部１４ａを部分的に設けた場合には、支持部１４ａに対応して係止部１４ｂを設ければよい。

・ 前記支持部１４ａ及び係止部１４ｂ以外の代わりに、保持部材１４として例えば図４に示す突出部１４ｃを採用してもよい。突出部１４ｃは、基体１２の一方の面に突設される。同突出部１４ｃが吸音部材１３に設けられる挿入孔１３ａに挿入されることで、基体１２に対して吸音部材１３を着脱可能に保持させることが可能である。さらに、保持部材１４として、支持部１４ａ、係止部１４ｂ及び突出部１４ｃを組み合わせることも可能である。こうした突出部１４ｃは、保持力が十分に得られるという観点から、図４に示すように複数設けることが好ましい。

・ 前記支持部１４ａ及び係止部１４ｂは基体１２と一体形成されている。この他に、支持部１４ａ及び係止部１４ｂを基体１２と別体で形成し、基体１２に連結する構成であってもよい。

・ 前記支持部１４ａ及び係止部１４ｂを金属以外の材料、例えば合成樹脂から形成してもよい。ただし、壁体１１自体の剛性が維持されるとともに、遮音性が良好であることから、基体１２は金属材料から形成されることが好ましく、基体１２に加えて支持部１４ａ及び係止部１４ｂも金属材料から形成されることがさらに好ましい。

・ 拘束部材１６を省略してもよい。図４に示すように、前記拘束部材１６を省略することに加えて、制振部材１５を更に省略してもよい。
・ 基体１２と吸音部材１３との間に介在される部材は、制振部材１５及び拘束部材１６の２部材に限定されず、３部材以上の構成であってもよい。例えば、前記拘束部材１６と吸音部材１３との間に別の制振部材及び拘束部材を更に設けてもよい。

・ 前記基体１２と吸音部材１３との間に別の吸音部材を介在させてもよい。別の吸音部材を介在させた場合、外部に露出している吸音部材１３のみを、本明細書でいう吸音部材１３として構成する。すなわち、基体１２と吸音部材１３との間に介在される別の吸音部材は、基体１２、制振部材１５又は拘束部材１６に接着されることで、着脱不能に接合されていてもよい。

・ 前記吸音部材１３は拘束部材１６に対して密接した状態で配設されているが、吸音部材１３は拘束部材１６に対して離間して配設されていてもよい。この離間した部分は、空気層として吸音性能の向上に寄与する。

・ 図５に示すように、基体１２の他方の面に吸音部材１３を更に配設してもよい。
・ 図６に示すように、基体１２の一方の面側と同様に、基体１２の他方の面にも制振部材１５、拘束部材１６及び吸音部材１３を配設してもよい。

・ 前記吸音部材１３には、吸音部材１３を保護する保護部材としてガラスクロスが設けられている。こうした保護部材としては、ガラスクロス、アルミ繊維不織布等の不燃性不織布以外に、例えばエキスパンドメタルを設けてもよい。保護部材は、吸音部材１３の吸音性能に対する影響を考慮して適宜選択すればよいが、吸音部材１３の吸音性能に対する影響も少なく、保護性能に優れることから、ガラスクロスを設けることが好ましく、更にエキスパンドメタルを設けることが好ましい。

・ 基体１２の形状は、例えば三角板状、六角板状等に変更してもよい。壁体１１を設置し易いという観点から、基体１２は四角板状であることが好ましい。
・ 前記壁体１１は、防音壁として各種発生源から発生される音に対して有効である。すなわち、音の発生源は特に限定されず、プレス機の他にポンプ、コンプレッサ等が挙げられる。

・ 壁体１１は、例えば工場等の建造物の内部に設置される内壁材として使用してもよく、建造物の外壁を構成する外壁材として使用してもよい。

実施形態における壁体の一部を切り欠いた状態を示す分解斜視図。 一部を切り欠いた壁体を示す斜視図。 別の壁体を示す分解斜視図。 別の壁体の一部を切り欠いた状態を示す分解斜視図。 別の壁体の一部を切り欠いた状態を示す分解斜視図。 別の壁体の一部を切り欠いた状態を示す分解斜視図。

符号の説明

１１…壁体、１２…基体、１３…吸音部材、１３ａ…挿入孔、１４…保持部材、１４ａ…支持部、１４ｂ…係止部、１４ｃ…突出部、１５…制振部材、１６…拘束部材。

Claims (7)

1. 音が伝播する経路に配置される壁体において、板状をなす基体と、気泡を有する吸音部材とを備え、同吸音部材は前記基体の少なくとも一方の面に沿って配設され、同吸音部材を前記基体に対して着脱可能に保持すべく同基体に保持部材を設けたことを特徴とする壁体。
2. 前記保持部材は、前記基体の外周縁部から立設され、前記吸音部材の周壁部を支持する支持部と、
   同支持部から前記基体の内側に延びるように設けられ、前記吸音部材の外周縁部を係止する係止部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の壁体。
3. 前記支持部は、前記基体の外周縁部に沿って枠状に設けられることを特徴とする請求項２に記載の壁体。
4. 前記保持部材は、前記吸音部材に挿入すべく前記基体の少なくとも一方の面から突設される突出部を備えてなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の壁体。
5. 前記基体の振動を抑制する制振部材を、前記基体と吸音部材との間において前記基体の少なくとも一方の面に密着した状態で配設したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の壁体。
6. 前記制振部材よりも弾性率の高い材料から構成される拘束部材を、前記制振部材と吸音部材との間において前記制振部材に密着した状態で配設したことを特徴とする請求項５に記載の壁体。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の壁体を、複数配列して構成されることを特徴とする壁構造体。

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