JP2009215787A - 防音室および防音壁 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い室内においてカラオケを行ったとしても、スピーカーから出力された音を必要以上に反響させることなく減衰できる防音室およびその壁構造を提供すること。
【解決手段】長手方向の両端に形成した半円状に湾曲した湾曲壁５、６と、当該双方の湾曲壁５、６とともに室内空間を形成する正面壁７および背面壁８と、これら双方の湾曲壁、正面壁７および背面壁８の上端を塞ぐ天井壁４を有し、前記湾曲壁５、６、正面壁７、背面壁８および天井壁４の室内側の壁面を構成する内壁部材には、側面に隔壁で仕切られた凹部３０を複数形成した紙製パネルを用いるとともに、前記凹部３０を設けた側面を室内に向け、さらに当該凹部３０を設けた側面に繊維による織物、編み物または不織布として形成されたクロス２０を貼り付けたことを特徴とする防音室。
【選択図】図１

Description

本発明は、防音室および防音壁に関するものである。

従来、防音室として使用可能な組立式の建物として、特許文献１記載の組立式建物が知られている。当該組立式建物は、床骨組が角鋼管等の複数の横組み材、角鋼管等の複数の縦組み材を長方形の格子状に組み合わせて形成しており、その上面に鋼板等の床パネル５
が敷設されたものである。また、壁や天井等も鉄骨や鋼板を多用したものであるから、
小さな部屋を形成するとしてもその重量は重たいものとなる。一般的に質量の高い素材は音を減衰させる効果が高いので、当該組立式建物は、建物の形状や壁の構造について特に工夫をすることなく、鉄骨や鋼板を用いることのみによってある程度の防音効果を得ることができる。しかし、当該組立式建物の重量は、数人の作業者が安全に人力で運搬できるものではないから所定の運搬機材や重機を必要とするものであり、そのような制約から設置場所も限られてしまう。また、設置後の移動や撤去も大がかりになるという欠点を有している。
特許第３５４１０３１号公報

本願発明は、上記課題に鑑み発明されたものであって、ショッピングセンター内の遊技スペース、ゲームセンター等の屋内に、容易に設置することができるカラオケに使用可能な小型軽量の独立した防音室を提供することを課題とするものである。
また、狭い室内においてカラオケを行ったとしても、スピーカーから出力された音を必要以上に反響させることなく減衰できる防音室およびその壁構造を提供することを課題とするものである。
また、防音室内から外部への音の漏れについて、会話が困難な程の１１０dB（工場のサイレンの近く）の音を室内で発生させた場合であっても、外部において５０（劇場、映画館の観客のざわめき程度）〜６０dB（普通の会話程度）にまで騒音を低下させる防音室および防音壁を提供することを課題とするものである。
さらに、カラオケ室としての使用を考慮し、総合的な騒音レベルの減少のみならず、とくに人の声の遮音に効果を発揮する防音室および防音壁を提供することを課題とするものである。

上記課題に鑑み、本願発明は下記の構成を備えることを特徴とする。すなわち、請求項１記載の防音室は、
長手方向の両端に形成した半円状に湾曲した湾曲壁と、当該双方の湾曲壁とともに室内空間を形成する正面壁および背面壁と、これら双方の湾曲壁、正面壁および背面壁の上端を塞ぐ天井壁を有し、
前記湾曲壁、正面壁、背面壁および天井壁の室内側の壁面を構成する内壁部材には、側面に隔壁で仕切られた凹部を複数形成した紙製パネルを用いるとともに、
前記凹部を設けた側面を室内に向け、さらに当該凹部を設けた側面に繊維による織物、編み物または不織布として形成されたクロスを貼り付けたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の防音室であって、
前記湾曲壁、正面壁、背面壁および天井壁は、内壁部材となる前記紙製パネルと間隔を隔てて配置された外壁部材となる紙製パネル若しくは２枚の紙製パネルを用いた複合パネ
ルを有し、
前記内壁部材と外壁部材との間に形成された空間には、防音効果を有する防音素材が挿入されていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の防音室であって、
前記防音素材が、発泡ウレタンの破砕片を押し固めた少なくとも約３０ｍｍ以上の厚みを有するチップウレタンシートを含むことを特徴とする。

また、本願請求項４記載の防音壁は、以下の構成を備えていることを特徴とする。すなわち、
側面に隔壁で仕切られた凹部を複数形成した紙製パネルを間隔を隔てて対向するように配置し、
前記紙製パネル間に、発泡ウレタンの破砕片を押し固めた少なくとも約３０ｍｍ以上の厚みに形成されたチップウレタンシートが配置されており、
少なくとも音源側に配置される前記紙製パネルは、凹部の開口が音源側を向くように配置されるとともに、繊維による織物、編み物または不織布として形成されたクロスが貼り付けられており、
音源とは反対側に位置する前記パネルの表面には、さらに前記パネルと同一構造のパネルが遮音シートを介して設けられていることを特徴とする。

本願発明に係る防音室は、鋼板によるパネルや木材パネル等よりもかさ比重の軽い紙製パネルを使用しているので、鋼板によるパネルや木材パネルを使用した場合と比較して軽量な防音室を提供することができるという効果を有している。
また、紙製パネルを壁材として使用しているにも関わらず防音効果が高く、さらに人の声を通しにくい防音室を提供することができるという効果を有している。

本願発明に係る防音壁は、鋼板によるパネルや木材パネル等よりもかさ比重の軽い紙製パネルを使用しているので、鋼板によるパネルや木材パネルを使用した場合と比較して軽量な防音室を提供することができるという効果を有している。
また、紙製パネルを壁材として使用しているにも関わらず防音効果が高く、さらに人の声を通しにくい防音壁を提供することができるという効果を有している。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本実施の形態に係る防音室１の外観図を表したものであり、図２は同防音室１の大まかな構成要素を表した分解斜視図である。
当該防音室１は、水平面で切った横断面が円を扁平させたマユ型のような筒状に形成されたものである。大凡の外形寸法は長手方向となる幅が２４００ｍｍ、奥行きが１４００ｍｍ、高さが２１５０ｍｍであり、他の構造物に依存することなく独立して自立するように形成されている。
当該防音室１は、横断面が前記のように扁平した円形状に形成された筒状の側壁２と、当該側壁２内の底部に設置される底壁３と、側壁２の上端部を塞ぐ天井壁４によって構成されている。

側壁２の長手方向の両端部は、それぞれ半円形状に湾曲した湾曲壁５、６として形成されている。そして、側壁２の正面には湾曲部の無い平らな壁として形成された正面壁７が設けられ、当該正面７の反対側に位置する背面には、湾曲部の無い平らな壁として形成された背面壁８が設けられている。側壁２を構成するこれらの各側壁部材は、組み立ての段階では互いに独立したパーツとして形成されているが（図示せず）、各パーツを組み合わ
せて結合させることによって１個の筒状の側壁２を構成している。
また、正面壁７には、取っ手９を設けたドア１０が開閉可能に取り付けられており、当該ドア１０にはさらに窓１１が設けられている。
側壁２を構成する各湾曲壁５、６、正面壁７、背面壁８の底縁部には、それぞれ防震ゴム１２が設けられている。当該防震ゴム１２は、互いの壁同士の接合と剛性を保つために各壁内に内蔵されたフレームの下端に接着されており、各壁を支えるとともに壁の振動を減衰させる作用を要している。

底壁３は、合板によって形成された２枚の半円状の床板３ａ、３ｂと１枚の矩形の床板３ｃの組み合わせによって形成されている。各床板３ａ、３ｂ、３ｃの底面には、防震ゴム１４を底に貼り付けた木質素材の集成材によって形成された長尺の角材が複数本並べて設けられている。当該防震ゴム１４を貼り付けた角材は、底壁３の支持脚として底壁３と床面との間に距離を設け、音の振動を減衰させることで床面に伝達される音を減少させるようになっている。
また、側壁２の内壁面と底壁３の外周縁との間には、僅かに隙間が形成されており、構造物として互いに分離されている。これは、側壁２と底壁３間において、接触に伴う振動の伝達を防止し、室外に漏れる騒音を軽減するためである。なお、この側壁２と底壁３間の隙間は、底壁３上に載置される防音性能を有したシート材（図示せず）によって塞がれ、室内の空気の振動を直接外部に漏らさないようになっている。

天井壁４は、２枚の半円状の複合壁４ａ、４ｂと１枚の矩形の複合壁４ｃの組み合わせによって形成されている。各複合壁４ａ、４ｂ、４ｃは、詳細には後述する紙製パネル１５を上下に間隔を隔てて配置し、当該紙製パネル間に防音効果を発揮する各部材と、フレームとなる集成材による角棒１６によって構成されたものである。当該各複合壁４ａ、４ｂ、４ｃは、端部において互いに嵌め合うように結合するので、結合後は１枚の天井壁４として筒状の側壁２上面を覆うようになっている。

次に、ドア１０および底壁３を除いた、側壁２および天井壁４の構造およびこれら側壁２および天井壁４を構成する各部材の内容を説明する。
図３は、側壁２および天井壁４の構成内容をカットモデルとして表した説明図である。当該構成内容を室内側から外壁に向かって説明すると、壁紙となるクロス２０、９ｍｍ厚の紙製パネル２１、９ｍｍ厚のインシュレーションボード２２、４０ｍｍ厚のチップウレタンシート２３、紙製パネル２４、遮音シート２５、紙製パネル２６、外装用樹脂シート２７となっている。また、紙製パネル２１と紙製パネル２４の間には、木材の集成材による角柱２８（天井壁４の場合は角棒１６）が適切な間隔で設けられている。

前記クロス２０は、繊維による織物、編み物または不織布として形成された壁紙として使用される布状のシートである。当該クロス２０は、空気を透過することで音の振動を受けても膜のように振動せず、共振しない性質を有している。また、クロスを構成する繊維自体は、音の振動を受けて僅かに振動するので、振動エネルギーを吸収して音を減衰させる作用がある。

紙製パネル２１は、段ボール紙に使用するパルプを成形して、厚みが９ｍｍの剛性の高い軽量のパネルとして形成したものである。カットモデルとして図示している紙製パネル２４の外形はおよそ２００×２００ｍｍであるが、図示しているように当該大きさのパネル表面に多数の凹部３０を規則的に配置したものである。
凹部３０の深さは大凡７ｍｍに形成されている。パネル自体の厚みは９ｍｍであるから、当該凹部３０の底壁の厚みは約２ｍｍである。また、凹部３０の開口形状は６角形であり、これに合わせて内部の形状も６角形に近い形成されている。また、横断面から見た凹部３０の形状は、開口に対して中間部が広く、再び狭くなるという円を潰したような形状
を成している。隣り合う各凹部の間に設けられている隔壁は、所謂ハニカム状の形態を成すように互いに連結しており、紙製パネル２１は、当該構造によって軽量であるにもかかわらず曲げなどに対して強い剛性を発揮するようになっている。当該紙製パネル２１のかさ比重は約０．２６ｇであり、木材のおよそ１／３の比重である。また、圧縮強度は約０．２５Mpa、曲げ強度は約６．８６Mpaとなっている。

前述したクロス２０は、前記凹部３０を塞ぐように紙製パネル２１の表面に貼り付けられている。このように、凹部３０をクロス２０によって塞ぐと、音源から発せられた音の振動は、クロス２０の通過によって僅かに減衰しながら凹部３０内面に到達する。凹部３０内面に到達した音の一部は反射して再びクロス２０によって減衰されつつ室内にもどり、再び室内の何れかの部位に到達して、同様の反射を繰り返しながら次第に消滅する。また、凹部３０内面に到達した音の一部は、湾曲した内面の中で反射を繰り返しつつ減衰し、紙製パネル２１自体を振動させる。

一般的に音が反射する場合、反射面に対する入射角が直角に近い場合にもっとも反射による損失が大きく、入射角が浅い場合には損失が小さい。反射による音の損失が大きいということは、反射する音が少ないということであり、音の損失が小さいということは反射する音が大きく、大きな音が大きなまま反射するということである。
前述した凹部３０は、入り口よりも中が広く、しかも内部が壺のように湾曲して膨らんでいるので、浅い入射角で侵入した音は凹部３０内で乱反射を繰り返すことになり、反射音が次第に減衰される効果を有している。
本実施の形態に係る防音室は、室内の容積が極めて小さいため、内部で発生した音の反響を十分に抑制する必要がある。そうしないと、特にカラオケに使用する場合、スピーカーから出力された演奏や歌唱の音声と反射による２次的な音声が重なってしまい、室内は騒音につつまれることになる。また、スピーカーの音をマイクが拾って増幅を繰り返すハウリングの発生も助長されてしまう。このような観点から、室内に面した壁には、前述した形状の凹部を設けた紙製パネル２１を用いるとともに、当該紙製パネル２１の凹部表面にクロス２０を貼り付けた構成を採用している。

前記紙製パネル２１の背面には、９ｍｍ厚のインシュレーションボード２２が設けられている。インシュレーションボードとは、木材などの微細繊維を硬質のウレタンスポンジ程度の弾力を有するように低圧で押し固めたものである。

前記インシュレーションボード２２の背面には、４０ｍｍ厚のチップウレタンシート２３が設けられている。チップウレタンシートとは、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの破砕した不規則な形状の破砕片を押し固めて、シート状に切り出したものである。チップウレタンシートには、数種類の密度の異なるものがある。後述する実験の結果、密度の高い７００番（＃７００）よりも密度の低い５００番（＃５００）のほうが防音効果が高かったので、本実施の形態では５００番のチップウレタンシートを採用している。当該５００番のチップウレタンシートは、指で強く潰すと厚みが４０ｍｍから約１０ｍｍまで潰れる程度の柔らかさをもったものである。
なお、当該チップウレタンシートは、使用する厚みによって防音効果に差が出やすい素材となっており、少なくとも４０ｍｍ以上の厚みを有していることが望ましい。

前記チップウレタンシート２３の背面には、紙製パネル２４が設けられている。当該紙製パネル２４は、前記紙製パネル２１と同一の構造を有するものであるが、この場合表面の凹部が外側を向くように配置されている。すなわち、チップウレタンシート２３側には、凹部の無い紙製パネル２４の平坦面が接触する構造となっている。
紙製パネル２４の平坦面を室内側に向けたのは、チップウレタンシート２３内を通過した振動を再びチップウレタンシート２３側に反射するためである。これによって、紙製パ
ネル２４の共振を軽減することで透過する音を減少させ、反射した振動を再びチップウレタンシート２３に吸収させるようになっている。

紙製パネル２４の背面には、１．２ｍｍ厚の遮音シート２５を介して紙製パネル２６が設けられている。遮音シート２５は市販されているものであり、一例として日東紡績株式会社の「遮音シート・Ｊ」（品番Ｊ５００）を用いている。当該遮音シート２５は、ゴムのような柔軟性を有しており、音の減衰量の目安となる音響透過損失が１２５Hzで約１３dB、２５０Hzで約１４dB、５００Hzで約２２dB、１kHzで約２５dB、２kHzで約３０dB、４kHzで約３５dBという性質を有したシートである。この遮音シート２５は、高周波になる
ほど音を減衰させる能力が高くなっている。また、当該遮音シート２５は、特定の周波数で共振しにくい性質を持ったシートであるから、接触している紙製パネル２４および次に説明する紙製パネル２６の共振を防ぐ効果を有している。

前記遮音シート２５の背面には、前記紙製パネル２１および紙製パネル２４と同一構造の紙製パネル２６が、凹部を設けた面が遮音シート２５と接するように設けられている。すなわち、前記紙製パネル２４と紙製パネル２６の各凹面が、遮音シート２５を挟む構造になっている。
前記紙製パネル２６の背面である平坦面には、一般的にターポリンと称される外装用樹脂シート２７が貼り付けられる。当該外装用樹脂シート２７には、印刷により絵や文字が表示され防音室１自体の外観に装飾が行われるようになっている。

次に、前記側壁２および天井壁４として、前述した壁の構造を採用した理由について説明する。後に示す表１乃至表４は、実験を行った壁の構造ごとの防音効果を表したものである。当該表１乃至表４に示した各左欄のＮｏ.１乃至Ｎｏ.２１は、図４乃至図６に示した各図の左欄の番号に対応している。
また、実験は防音室１内において最高値が１１０dBとなる音を発生させ、防音室１の外部において漏れた騒音を測定することにより行った。使用した騒音計は、国際騒音計規格
IEC61672-1 Class 2に適合した32〜130 dBの範囲で測定できるハンディタイプのデジタ
ル騒音計（CENTER 328）である。
また、実験には女性ヴォーカル（約４０００Hz）の声が入った音源を使用し、防音室１の外において、「透過」（ヴォーカルの歌声が透過する）、「無し」（ヴォーカルの歌声が透過しない）という評価を４名の人間によって行い結果を集計した。
なお、実験場所において無音とされる状態で計測した防音室１周囲の騒音は約４０〜４２dBであった。したがって、各表に示す実際に計測された騒音（外部音量）は、無音室において実験を行った場合と比較してやや高めに表示されている可能性がある。

上記実験の結果、測定されたデータの数値がよい（外部音量が小さい）こと、およびヴォーカルの歌声の透過が無いことを鑑みて、最適な実施例としてＮｏ．１に示された壁の構造を採用した。

また、本発明は側壁２および天井壁４の主要構造として、前述した紙製パネルの使用を前提としている。これは、防音室が設置場所にかかわらず、設置、移動、撤去を容易にすべく軽量であり、しかも自立可能な部屋として必要な強度を備えているからである。
一般的に重量のある壁材ほど防音効果が高いものであるが、本願発明は上記のように独立して設置される防音室でありながら、軽量であることを一つの課題としているので、このような理由から通常の木材よりも比重が軽く、しかも強度の高い紙製パネルを採用している。そして、室内側に設けた紙製パネル２１と、室外側に設けた２枚の紙製パネル２４、紙製パネル２６によって、壁として備えるべき強度を確保している。
また、本実施の形態に係る防音室は、両端が湾曲した壁面を成している。この構造により、さらに上下方向および横方向から荷重を受けても容易に変形しない強度を確保している。

上記紙製パネル２１と、紙製パネル２４および紙製パネル２６によって形成された空間に挿入する防音材については、現在までに終了している実験結果の中から最適な素材および配置条件などを決定した。
実験の結果、必須の構成とされるのはチップウレタンシート２３の厚みが４０ｍｍ以上であることである。これは、Ｎｏ．１とＮｏ．４、Ｎｏ．７およびＮｏ．８との対比より見いだされる。

本発明は、防音室および当該防音室を形成する防音壁に利用可能である。

本実施の形態に係る防音室の外観図である。 本実施の形態に係る防音室の分解斜視図である。 本実施の形態に係る防音壁の説明図である。 実験した防音壁の説明図である。 実験した防音壁の説明図である。 実験した防音壁の説明図である。

符号の説明

１ 防音室
２ 側壁
３ 底壁
４ 天井壁
５、６ 湾曲壁
７ 正面壁
８ 背面壁
９ 取っ手
１０ ドア
１１ 窓
１２支持脚
１３ 防震ゴム
１４ 防震ゴム
１６ 角棒
２０ クロス
２１ 紙製パネル
２２ インシュレーションボード
２３ チップウレタンシート
２４ 紙製パネル
２５ 遮音シート
２６ 紙製パネル
２７ 外装用樹脂シート
２８ 角柱
３０ 凹部

Claims (4)

1. 長手方向の両端に形成した半円状に湾曲した湾曲壁と、当該双方の湾曲壁とともに室内空間を形成する正面壁および背面壁と、これら双方の湾曲壁、正面壁および背面壁の上端を塞ぐ天井壁を有し、
   前記湾曲壁、正面壁、背面壁および天井壁の室内側の壁面を構成する内壁部材には、側面に隔壁で仕切られた凹部を複数形成した紙製パネルを用いるとともに、
   前記凹部を設けた側面を室内に向け、さらに当該凹部を設けた側面に繊維による織物、編み物または不織布として形成されたクロスを貼り付けたことを特徴とする防音室。
2. 前記湾曲壁、正面壁、背面壁および天井壁は、内壁部材となる前記紙製パネルと間隔を隔てて配置された外壁部材となる紙製パネル若しくは２枚の紙製パネルを用いた複合パネルを有し、
   前記内壁部材と外壁部材との間に形成された空間には、防音効果を有する防音素材が挿入されていることを特徴とする請求項１記載の防音室。
3. 前記防音素材が、発泡ウレタンの破砕片を押し固めた少なくとも約３０ｍｍ以上の厚みを有するチップウレタンシートを含むことを特徴とする請求項２記載の防音室。
4. 側面に隔壁で仕切られた凹部を複数形成した紙製パネルを間隔を隔てて対向するように配置し、
   前記紙製パネル間に、発泡ウレタンの破砕片を押し固めた少なくとも約３０ｍｍ以上の厚みに形成されたチップウレタンシートが配置されており、
   少なくとも音源側に配置される前記紙製パネルは、凹部の開口が音源側を向くように配置されるとともに、繊維による織物、編み物または不織布として形成されたクロスが貼り付けられており、
   音源とは反対側に位置する前記パネルの表面には、さらに前記パネルと同一構造のパネルが遮音シートを介して設けられていることを特徴とする防音壁。

Images