JP2009264102A

JP2009264102A - 吸音板

Info

Publication number: JP2009264102A
Application number: JP2009123738A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Hiramatsu; 友孝平松; Masaki Seki; 雅樹関; Takashi Oguchi; 貴士小口; Akihisa Miura; 明久三浦
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2024-04-16
Also published as: JP5130255B2

Abstract

【課題】軽量で、しかも吸音性能の高い吸音板を提供する。
【解決手段】吸音板１は、発泡高分子徴脂素材の板体２に一面側から他面側に多数の穴３を形成して、多数の閉管気柱部を構成している。多数の閉管気柱部を構成する穴の長さを異にしてある。多数の穴を板体の拡がり方向に対し斜め方向に形成してある。吸音板の嵩比重は０．４以下である。板体の少なくとも前面部と側面部が保護板で被覆され、保護板は、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値１．５以上の有機高分子材料からなる制振シートと、制振シートの外側に設けられた縦弾性係数１ＧＰａ以上の拘束部材とからなる。保護板の前面部には板体の多数の穴に対応する連通部が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、吸音板に関するものである。

鉄道軌道に近接した建物では、鉄道軌道からの騒音が影響するため、防音塀が設置されることがある。一般に、高架軌道では高欄が設置されているが、これに防音板を取り付けることにより、騒音の影響を低減する方法が取られる場合がある。

この場合、構造耐力上の制限から、重量のある付属物を新たに設置することができない既存鉄道高架軌道がある。

従来の吸音板としては、代表的な吸音材としてのグラスウールを取付用の枠や表面保護用のパンチングメタル等の補助板等で被覆して板体に構成したもの（例えば特許文献１参照）や、セラミック系、モルタル系材料を板体に成形してなる吸音板等がある。セラミック吸音板としては、多孔セラミック板の焼成品からなる吸音板（例えば特許文献２参照）が知られている。

特開平１０−１８３５３９号公報。特開平７−１１０６９２号公報。

吸音材としてのグラスウールは、それ自体は比較的軽いのであるが、材料が軟らかいため、これを板体に構成する場合には上記パンチングメタル等の補助板で全体を被覆する必要があり、吸音板全体としては重量が大きくなってしまう。

また補助板等で被覆せずに、そのまま下地材にボルト、ナット等で取り付けることができるセラミック系やモルタル系の吸音板は、重量が非常に大きい。

上記特許文献２記載の吸音板は吸音率は高いものの、重くて脆くという難点がある。

従って、上述の従来の吸音板はいずれも、構造耐力上の制限から、重量のある付属物を設置することができない既存鉄道高架軌道には採用するのは困難である。

そこで、本発明は、このような従来の課題を解決して、軽量で、吸音性能の高い吸音板を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、請求項１において、素材板体に一面側から他面側に多数の穴を形成して、多数の閉管気柱部を構成し、閉管気柱部を構成する各穴の長さを異ならしめた吸音板であって、同板の嵩比重が０．４以下であり、多数の穴は板体の拡がり方向に対し斜め方向に形成され、板体の少なくとも前面部と側面部は保護板で被覆され、保護板は、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値１．５以上の有機高分子材料からなる制振シートと、制振シートの外側に設けられた縦弾性係数１ＧＰａ以上の拘束部材とからなり、保護板の前面部には板体の多数の穴に対応する連通部を形成したことを特徴とする吸音板を提供する。

また、請求項２は、吸音板の非開口側の面に吸音材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の吸音板を提供する。

本発明では、閉管気柱部の共鳴により吸音を図るので、閉管気柱部を構成する穴の長さすなわち深さを調節することにより、吸音対象の周波数帯域を設定することができる。また、多数の閉管気柱部を構成する各穴の長さ（深さ）を異ならしめることで、吸音対象の周波数帯域を複数設定することができる。多数の閉管気柱部を構成する穴の長さ（深さ）が均一であると、特定の周波数の音に対してしか吸音効果が生じない。例えば、騒音レベルのピークが５００〜２０００Ｈｚといった広い範囲において平坦な特性を示す場合には、特定周波数のみではオールパス騒音レベルへの効果は小さい。それよりは騒音特性に対応する幅広い周波数での吸音率を示す吸音板の方が効果的である。

さらに、本発明の吸音板では、その嵩比重は０．４以下であるので、軽量であり、既存の高架橋、鉄橋等に取付ける際に構造物への負担が小さくて済み、補強が必要でなく、寿命の短縮を招くことがない。より好ましくは嵩比重は０．２以下、さらに好ましくは０．１以下である。

吸音板の材質は、好ましくは紙、アルミニウム、プラスチックである。プラスチック材料は、発泡スチロール、発泡ポリウレタン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン等の各種の発泡高分子樹脂素材である。材料の形態は中実体のほか、発泡体であってもよい。嵩比重０．１以下の吸音材が望まれる場合は、発泡体が好ましいが、吸音率に関係する穴の密度、すなわち開口率に限界があるため、重量的に許容される範囲で中実体の方が好ましい。

本発明では、多数の穴を板体の拡がり方向に対して直角方向に形成する場合と比較して、穴の長さ、従って閉管気柱部を構成する穴の長さを長くすることが可能であり、従って板体を厚くせずに、より低い周波数帯域に適合させることができる。

本発明では、吸音板の非開口側面に吸音材を設けるので、吸音効果を一層高めることができる。吸音材としては繊維状物、連続気泡の発泡体等が好ましい。

耐火性や耐候性、対擦過性を必要とする用途では、板体を保護板で被覆しても良い。この場合も、被覆は、板体の全体を被覆する必要はなく、少なくとも前面部と側面部を被覆すれば良いので、全体を被覆しなければならないグラスウールを吸音材とする場合よりも軽量に構成することができる。

本発明による吸音板は、既存の防音壁にこれを設置する使用形態の外、吸音板自体を防音壁として用いることもできる。例えば、耐火性や耐候性、対擦過性を必要とする用途では、新設もしくは既存の防音壁を撤去して新たに本発明による吸音板を防音壁として設置する場合は、板体の前面部と側面部の外に後面部も保護板で被覆する。板体の後面部の被覆は、板体の前面部の被覆と同様に行ってもよいし、比較的薄い金属板もしくはフレキシブルボードなど、前面部および側面部の保護板材料とは異なる材料を用いて行ってもよい。

板体を保護板で被覆すると、板体と保護板が列車の通過時に振動により互いに衝突して新たな音源になることがある。これを防ぐために、これら両者を強固に接合する必要がある。また、樹脂発泡体では約５００〜２０００Ｈｚの範囲で共鳴現象が発生して防音性能が著しく低下する。そこで、保護板としては、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値１．５以上の有機高分子材料からなる制振シートと、制振シートの外側に設けられた縦弾性係数１ＧＰａ以上の拘束部材とからなるものを用いると、板体と保護板を強固に接合することができる上に、その優れた制振性能により防音性能の低下を防ぐことができる。制振シートと拘束部材からなる保護板を板体の穴開口面側すなわち全面部に設ける場合は、板体の穴に対応する位置で保護板にも連通部すなわち貫通穴を開けることが好ましい。制振シートは、１００Ｈｚで計測した損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値が１．５以上である有機高分子材料からなるものであれば、特に限定されないが、極性基を有する高分子材料が好ましい。このような高分子材料の例として、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素系ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、クロロスルフォン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、塩化ビニル系樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ハロゲン化ポリマー、フッ素系ポリマー、臭素系ポリマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。拘束部材としては耐火性や耐候性、対擦過性の点から金属製であることが好ましい。

本発明は、以上に説明したとおり、軽量で、吸音性能の高い吸音板を提供することができるので、以下に示すような効果が奏される。

ａ．構造耐力上の制限から重量のある付属物を設置することができない既存鉄道高架軌道の高欄に、鉄道騒音の近隣への影響を低減するための吸音板を設置することができる。

ｂ．このような軽量の吸音板は、普及率の高い発泡スチロール製の板体をはじめとして、発泡ポリウレタン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン等の各種の発泡高分子樹脂素材の板体の表面に多数の穴を形成するという、非常に簡易な吸音構造であり、非常に安価に構成することができると共に、穴の深さや、異なった深さの穴を組み合わせる等により吸音周波数特性を簡易に制御することができる。

ｃ．軽量であることから、高欄等への取り付け作業を容易に行うことができる。

ｄ．制振シートと拘束部材とからなる保護板で板材の少なくとも全面部と側面部を被覆することにより、板体と保護板を強固に接合することができる上に、その優れた制振性能により防音性能の低下を防ぐことができる。

実施例１を示す平面図である。図１の一部の拡大図である。図２中のIII−III線に沿う断面図である。実施例２、比較例１〜３を示す説明図である。実施例３を示す要部断面図である。実施例３による周波数と吸音率の関係を示すグラフである。実施例４を示す要部断面図である。実施例４による周波数と吸音率の関係を示すグラフである。実施例５を示す、第３図に相当する断面図である。

次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。

実施例１
図１は吸音板の平面図、図２はその一部の拡大図、図３は図２中のIII−IIIに沿う断面図である。

各図において、符号(1) は本発明により構成した吸音板を示すものであり、吸音板(1) は、例えば発泡スチロール、発泡ポリウレタン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン等の各種の発泡高分子樹脂素材から成る板体(2) の一面側から他面側に向かって多数の穴(3) を形成し、多数の穴(3) を多数の閉管気柱部として構成している。吸音板の嵩比重は０．０２５である。

多数の穴(3) は縦横に整列して形成されているが、千鳥状に配置したり、ランダムに配置したり、適宜に配置することができる。

吸音板(1) は、発泡スチロール製の板体(2) によって構成しているので、パンチングメタル等の補助板等で被覆せずに、その形状を維特することができる。従って、ボルト、ナット等の適宜の取り付け部材により、そのまま吸音を行う個所における下地材に設置することができ、非常に軽量である。

閉管気柱部の長さ、即ち穴(3) の長さ（深さ）は、図３に示すように、異ならしめられている。これにより、穴(3) による閉管気柱部の共鳴が生じ、吸音対象の周波数帯域を設定することができる。

実施例２
１枚の板体に上記２０ｍｍ、３６ｍｍ、４０ｍｍの穴が等面積、即ち、板体の全面積の１／３ずつ形成されている。その他の構成は実施例１のものと同じである。この吸音板（嵩比重：０．０２５）について、吸音率の測定を行った。この結果を図４に示す。

比較例１〜３
穴径２．２ｍｍ、穴ピッチ５．５ｍｍで、穴深さが夫々２０ｍｍ（比較例１）、３０ｍｍ（比較例２）、４０ｍｍ（比較例３）になるように夫々の板体に穴が形成されている。その他の構成は実施例１のものと同じである。これらの吸音板（嵩比重：０．０２５）について、吸音率の測定を行った。この結果も図４に示す。

図４によれば、板体の全てに夫々２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの深さの穴を形成した吸音板（比較例１〜３）は、夫々特定の周波数帯域で顕著なピークを持つ吸音特性を有することが分かる。

これに対して、一枚の板体に２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの穴を等面積で形成した吸音板（実施例２）では、他の吸音板と比較して吸音率のピークの高さが低くなり、即ち吸音率が低下している。すなわち、他の３枚の吸音板では、夫々の特定の周波数帯域を外れた周波数帯域において吸音率が大きく低下しているのに対して、この吸音板では、他の夫々の吸音板の吸音率のピークの周液数帯域を包括する周波数帯域においても吸音率が高い傾向を示している。

従って、一枚の板体に構成する多数の閉管気柱部の長さ、即ち穴の深さを群毎に異ならせれば、吸音対象の周波数帯域を複数設定して、広い周波数帯域に渡って吸音を行うことができることがわかる。

実施例３
図５に示すように、長さを異にする多数の貫通穴(3) を有する吸音板（材質：厚さ５ｍｍの段ボール、板サイズ：４００ｍｍ×７００ｍｍ、吸音板厚：最大１４０ｍｍ〜最小６０ｍｍ、重ね枚数：８０枚、穴径：４ｍｍ、開口率：７０％、、目付：８００ｇ／ｍ^２）(1) １０枚を残音室（容積２００ｍ^２）の床上に壁から１．５ｍ離して、各傾斜面(8) が上に来るように、敷設した。この構造で、音源として１個のスピーカーを３．５ｍの間隔で残音室内の壁付近に設置し、３個のマイクを吸音板から１．５ｍ、壁および床からそれぞれ１．５ｍ、かつ音源（ピンクノイズ）から２．５ｍ離れた位置で残音室内に設置し、吸音率を測定した（温度２０℃、相対湿度５０％）。この測定結果を図６のグラフに示す。

実施例４
図７に示すように、図５に示す実施例３の吸音板(1) において、吸音板(1) と反射用板体床(9) の間に吸音材（密度１３ｋｇ／ｃｍ^３、厚さ９０ｍｍのポリエステル繊維製シート）(10)を介設させた。その他の点は実施例３の操作と同様に行い、吸音率を測定した。この測定結果を図８のグラフに示す。

実施例５
図９において、長さ（深さ）を異にする多数の穴(3) が板体(2) に斜め方向に形成されている。その他の構成は実施例１のものと同じである。

１吸音板
２板体
３穴（閉管気柱部）
８傾斜面
９反射用板体床
１０吸音材

Claims

素材板体に一面側から他面側に多数の穴を形成して、多数の閉管気柱部を構成し、閉管気柱部を構成する各穴の長さを異ならしめた吸音板であって、同板の嵩比重が０．４以下であり、多数の穴は板体の拡がり方向に対し斜め方向に形成され、板体の少なくとも前面部と側面部が保護板で被覆され、保護板は、損失正弦（ｔａｎδ）のピーク値１．５以上の有機高分子材料からなる制振シートと、制振シートの外側に設けられた縦弾性係数１ＧＰａ以上の拘束部材とからなり、保護板の前面部には板体の多数の穴に対応する連通部が形成されていることを特徴とする吸音板。
吸音板の非開口側の面に吸音材を設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吸音板