JP2016031483A - 気流を阻害しない防音板 - Google Patents

Abstract

【課題】人工エネルギーの消費がなく、且つ外気との流通を可能にする防音板の実現を目的とする。
【解決手段】複数の貫通孔４ａを形成した基板２と、該基板２に前記貫通孔４ａに軸線を合致させて設けられた中空軸部材３と、を備えた防音板１であって、前記中空軸部材３は、前記基板２から突出して設けられ、該中空軸部材３の軸長が１０ｍｍから７０ｍｍの範囲内であることを特徴とする気流を阻害しない防音板１。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気の流通を阻害せず、同時に透過音響エネルギーを有効に低減する防音板に関するものである。

室内や室外からの騒音を防音する方法として壁、扉、窓などで遮断する方法が一般的である。また、騒音が特定の領域内で発生している場合は、該当する領域を密閉する方法がとられる。その為に、扉や窓には密閉性の高いサッシの使用や二重構造にする方法、或いは吸音材料を使用する方法が採られる。何れにしても、一般には、騒音を発する領域と防音したい領域間では相互間の空気の流通が必然的に遮断されることになっていた。

一方で、気体流通が可能な防音方法としては、特開２００３−２１３７３号公報に見られる外気自然循環による防音・省エネルギー保健居室システムのように、空気流通孔のある箱筒を設け、空気流通孔の中に吸音材を詰め、更に箱内に騒音を軽減する為の複雑な空気流通路を設けた例や、特開平１０−３９８７５号公報の遮音材構造および空気調和機の防音構造のように、多孔質の貫通孔に加えて発泡材を使用したものがある。

或いは、エンジンの排気音対策用のマフラーや銃器の発射音を軽減する為の消音器もしくはサイレンサーのような方法もある。特開２００６−２５００２２号公報の内燃機関の排気音低減装置およびそれを用いた排気音の調律方法では、一定の長さ以上の気体の流通経路を持ち、且つ気体の流れを複雑にして遮音効果を上げるものである。

特開２００３−２１３７３号公報 特開平１０−３９８７５号公報 特開２００６−２５００２２号公報 特公平８−２３７５３号公報

しかしながら、前記の外気自然循環による防音・省エネルギー保健居室システム（特開２００３−２１３７３号公報）では、窓側に設けた空気流通孔のある箱筒内に吸音材を詰めるため、十分な自然風の流通が得難いという問題や、複雑な空気流通経路が必要なため、サイズが大きくなり、扉や窓などには構造上適用が難しいという問題がある。

さらに、前記遮音材構造および空気調和機の防音構造（特開平１０−３９８７５号公報）は、十分な自然風が得られないことに加え、自然光が入る透明な構造にすることができないために、室内には日中でも照明が必要になり、電気エネルギーを消費するという問題がある。

マフラーやサイレンサー（特開２００６−２５００２２号公報）は、気体の流れの方向が明確で、かつ、自然風でない一定の速さを持つことを前提としていることや、消音のために気体の流通経路を一定以上の長さにする必要があるため、オフィス及び住居の扉や窓への適用は難しいという問題がある。

上記問題を一部解決するものとして、特公平８−２３７５３号公報に、比較的小さな寸法で、通気型、非通気型のいずれにも対応できる、管体を消音要素の基本とする消音装置が見られる。しかし、適用される壁は例えば１０ｃｍ等を対象としており、壁が厚いため十分な通風が得られないという問題を依然有している。

本発明は、このような従来の構造が有していた問題を解決しようとするものであり、人工エネルギーの消費がなく、且つ外気との流通を可能にする防音板の実現を目的とするものである。

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、基板に取り付けるパイプの寸法設定を調整することで、顕著な防音効果が得られることを発見し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の防音板は、複数の貫通孔を形成した基板と、該基板に前記貫通孔に軸線を合致させて設けられた中空軸部材と、を備えており、前記中空軸部材は、前記基板から突出して設けられ、該中空軸部材の軸長が１０ｍｍから７０ｍｍの範囲内であることを特徴とする。

前記中空軸部材が前記基板の両面から突出して設けられていてもよいし、前記中空軸部材が前記基板の片面のみから突出して設けられていてもよい。

また、前記中空軸部材の軸長が２０ｍｍから５０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

また、前記中空軸部材の内径が１０ｍｍから３５ｍｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る防音板は、基板の複数の貫通孔にパイプが設けられているから、自然風を含めた気体の流通がパイプ付き防音板を通して可能になり、窓や扉に適用する場合は、外気が過ごしやすい温度でも必要であった空調が不要となり、年間を通して大幅な省エネルギー効果を得ることができる。

また、本発明に係る防音板は構造が単純なため、安価に大量生産できる。同様に、本発明に係る防音板は軽量であるから、掃除機のファン等に簡単に取り付けられ、機器の温度を一定に保ちながら防音することが可能になる。

本発明に係る防音板をコンピュータに適用した場合には、防音ラックが不要になり、機器の温度を一定に保つ為に必要であった防音ラック内の空調用エネルギーが不要になる。更に、騒音の為に支障をきたしていたコンピュータルーム内の作業性も格段に向上する。

本発明に係る防音板はさらに、ディーゼルエンジン、発電機、工作機械、圧延装置等の騒音源を含む産業用機器を設置した場合に、騒音源に対して必要な給排気のための気流を容易に確保し、同時に十分な防音効果を発揮して作業員の作業環境の向上あるいは外部に対する騒音の減少を図ることができる。

本発明の第一実施形態に基づく防音板の断面図である。 本発明の実施形態用の貫通孔が設けられた基板を示す図である。 本発明の第一実施形態に基づく防音板を示す接写図である。 本発明の第一実施形態に基づく防音板を示す全体図である。 本発明の第二実施形態に基づく防音板の断面図である。 実験構成を示す図である。 パイプの寸法（軸長と内径）と防音効果との関係を示すグラフである。 パイプの軸長と特定音源別防音効果との関係を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について、必要に応じて図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に記載する本発明の実施の形態は本発明の理解を助けるために例示するものであって、本発明は以下に記載する実施の形態に限定されるものではない。

（第一実施形態）
以下に、本願発明の第一の実施形態について記載する。図１は、第一実施形態に基づく防音板１を示す断面図である。この図に示すように、防音板１は、複数の貫通孔４ａが設けられた基板２に、中空軸部材３が基板２の片面のみから突出するように設けられたものである。

図２は、基板２を示す（パイプ未装着）。基板２には、基板２の一方側から他方側に通じる貫通孔４ａが設けられている。ここに示す例では、６０ｃｍ×６０ｃｍの厚み３ｍｍのアクリル板に、内径１０ｍｍの貫通孔４ａが合計２２５個、均等に穿孔されている。

中空軸部材３は、円筒形の部材で、その内部は貫通孔４ｂとなっている。図１に示す例では、中空軸部材３の外径は１２ｍｍ、内径が１０ｍｍ、厚みが１ｍｍで、軸長は１０ｍｍである。ここで内径は１０〜３５ｍｍが好ましい。軸長は１０〜７０ｍｍが好ましく、より好ましくは２０〜５０ｍｍである。中空軸部材３は、その貫通孔４ｂが基板２の貫通孔４ａと軸線が合致するよう、基板２の貫通孔４ａを通して、基板２の片面のみを突出するように設けられている。図３、図４はそれぞれ、第一実施形態を示す接写図および全体図である。第一実施形態における基板２および中空軸部材３はアクリル製であるが、これらに限定されるものではない。

第一実施形態は、一方から他方に伝播する騒音レベルの低減のみを目的とする場合や、基板２の一方の面を平滑にする必要がある場合などに好適である。

（実施例）
図６は、上記の防音板１の防音効果を実験するための構成を示す。

各辺約５ｍの立方体状の防音室５に、６０ｃｍ四方の窓６が設けられている。鉛製の枠体で囲まれた１辺１ｍの箱を用意し、その中に、スピーカを入れ、その箱を防音室５内に設置する。窓６から１ｍ離れた位置に、音量を測定するための騒音測定器７が設置されている。

窓６に防音板１を取り付けず、開け放った状態（開放時）と、窓６に後述する各種実験対象である防音板１を取り付けた状態とで、防音効果を比較実験する。

（実験結果１）
以下に実験結果１について説明する。測定の音源には、周波数ごとの防音効果測定用にＷｈｉｔｅノイズ音源を用いた。実験で使用した防音板１は、表１の通りである。

表１

実施例１〜５では、６０ｃｍ×６０ｃｍの厚み３ｍｍのアクリル板に、内径１０ｍｍの貫通孔を合計２２５個、均等に穿孔した。このアクリル板にアクリルパイプ（外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍ）を、パイプ長をそれぞれ１０、２０、３０、５０、７０ｍｍと５種類に設定して取り付けた。

実施例６では、６０ｃｍ×６０ｃｍの厚み３ｍｍのアクリル板に、内径３５ｍｍの貫通孔を合計２２５個、均等に穿孔した。このアクリル板にアクリルパイプ（外径３７ｍｍ、内径３５ｍｍ）を取り付け、パイプ長は２０ｍｍに設定した。

比較例１は、６０ｃｍ×６０ｃｍの厚み３ｍｍのアクリル板に、内径１０ｍｍの貫通孔を合計２２５個、均等に穿孔したものに、パイプを取り付けず用いた。すなわち比較例１は、パイプなしの貫通孔のみのアクリル板である。

図７は、パイプ長およびパイプ内径と防音効果との関係を示すグラフである。

可聴範囲で特に耳障りな音の周波数を５００〜５０００Ｈｚとし、開放時との比較で１０ｄＢ前後以上の防音効果が実用上必要であると想定している。図７のグラフから、パイプ長が長くなるにつれ、防音効果が急激に落ち始める周波数が低くなる傾向が見られる。

表２

パイプ長１０ｍｍでは、６３００Ｈｚ以上で急激に防音効果が落ちるが、耳障りな可聴範囲の周波数を超える領域であるため、十分な防音効果を発揮できる。ただし、１０００Ｈｚ以下では防音効果が１０ｄＢぎりぎりとなり、パイプ長１０ｍｍ未満では防音効果が少なくなることが明らかになった。

パイプ長７０ｍｍでは、防音効果が急激に落ちる周波数が１２５０Ｈｚ近辺まで低くなり、パイプ長７０ｍｍを超えると効果が少なくなることが明らかになった。

パイプ長２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲が、グラフの太線内の領域を広くカバーしており、特に好ましいことがわかる。

実施例６のパイプ内径３５ｍｍの場合は、１０００Ｈｚ以下および５０００Ｈｚ超の領域では効果がかなり低くなり、パイプ内径の上限は３５ｍｍ以下で効果があると言える。

比較例１のパイプなしの貫通孔のみのアクリル板の場合、耳障りな可聴範囲の周波数である５００〜５０００Ｈｚの領域において、１０ｄＢをはるかに下回る防音効果しか得られないことがわかる。

（実験結果２）
次に、実験結果２について説明する。ＪＥＴ機の離陸時、太陽光発電用のパワーコンディショナー、新幹線の通過音、Ｗｈｉｔｅノイズの４種類の特定音源を用いて測定を行った。この実験も、第一実施形態の防音板で行った。図８は、パイプ長と音源別防音効果との関係を示すグラフである。

特定音源による防音効果のテストでも、１０ｍｍ長から防音効果が見られ始める。７０ｍｍ長では、新幹線の通過音の場合のみ効果が低くなるが、その他３種類の音源では十分効果が得られており、十分な防音効果を発揮できるパイプ長の上限である。

実験はアクリル製の基板および中空軸部材で行ったが、基板および中空軸部材の内部壁への音波の反射による減音効果によるものと考えられるため、材質には基本的には依存しない。

（第二実施形態）
図５は、第二実施形態に基づく防音板１を示す断面図である。第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。第二実施形態の防音板１は、複数の貫通孔４ａが設けられた基板２に、中空軸部材３が基板２の貫通孔４ａを通して、基板２の両面を突出するように設けられたものである。第二実施形態の防音板１においても、上記第一実施形態と同様の作用効果が得られる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、各種の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲であることは当業者に理解されるところである。

１ 防音板
２ 基板
３ 中空軸部材
４ａ 貫通孔
４ｂ 貫通孔
５ 防音室
６ 窓
７ 騒音測定器

Claims (5)

1. 複数の貫通孔を形成した基板と、
   該基板に前記貫通孔に軸線を合致させて設けられた中空軸部材と、
   を備えた防音板であって、
   前記中空軸部材は、前記基板から突出して設けられ、
   該中空軸部材の軸長が１０ｍｍから７０ｍｍの範囲内であることを特徴とする気流を阻害しない防音板。
2. 前記中空軸部材が前記基板の両面から突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気流を阻害しない防音板。
3. 前記中空軸部材が前記基板の片面のみから突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気流を阻害しない防音板。
4. 前記中空軸部材の軸長が２０ｍｍから５０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の気流を阻害しない防音板。
5. 前記中空軸部材の内径が１０ｍｍから３５ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の気流を阻害しない防音板。