JP2018022016A - 吸音パネル - Google Patents

Abstract

【課題】会話音を含む広い周波数帯域で吸音効果を有し、しかも、複数のブースを仕切るパーティションとして有効に活用できるよう両面機能型でありながら薄くて軽量な吸音パネルの提供。【解決手段】吸音パネル１は三層構造になっており、フェルト等の多孔質型吸音シート３の両面に剛性の保持プレート５、９が固着されている。保持プレート５のスリット孔７は、保持プレート９のプレート面により閉塞され、保持プレート９のスリット孔１１は保持プレート５のプレート面により閉塞されている。従って、薄くて軽量な三層構造になっており、両面側からヘルムホルツ共鳴型と多孔質型の二つの吸音機構が相乗的に発現されて、広い周波数帯域で吸音効果を有する。また、スリット孔の幅や間隔の選択により、周波数帯域は変更できるので、室内の音響設計にも活用できる。【選択図】 図１

Description

本発明は、室内に設置するだけで音響環境を調整できる吸音パネルに係り、特に、室内空間を仕切るパーティションとして利用できる吸音パネルに関するものである。

通常の公共施設やオフィス、会議室においては、音響に関しては特別な配慮はなされていない。例えば、金融機関や行政機関の相談窓口では、相談者どうしが顔を合わせずに済むよう、隣接するブースどうしをパーティション（間仕切り）で仕切っているが、音は漏れるので、近隣ブースでの話し声が混ざるだけでなく、ブース内では反響し易くなっているので、音響過多となって会話が聞き取り難くなりがちである。
このような室内音響環境に対しては、以前から改善要求がなされている。

特表２００８−５３４８２０号公報 特開２０１５−３０３３７号公報

従来から種々の吸音材は提案されており、例えば、特許文献１では、０．４５ｍｍ未満の微細スリットが形成されたパネル要素が、後部背面層から距離をあけて配置された吸音材が提案されている。この吸音材は、室内壁面や天井面に設置することが想定されている。また、特許文献２では、複数の通孔が形成されたカバー部材を、プレートに取り付けてヘルムホルツ共鳴式の吸音構造を構築することが提案されている。この吸音構造は、例えば、フェンダーライナに配設することが想定されている。

上記の特許文献１、２に代表されるような従来の吸音構造は、いずれも、中空層と背面層を必要とし、微細スリット等が形成された表面層側から吸音することが想定されたものであり、両面側から吸音させようとすると、背面層を挟んでその両側に中空層と表面層との組み合わせをそれぞれ配設することになり、少なくとも５層構造となり、厚くてそれなりに重量の有るものとなってしまう。しかしながら、ブースを囲むパーティションは、必要なときに必要な大きさで空間を容易に仕切れ、使用しないときには保管場所を大きく取らなくて済むよう、薄くて軽量なものが好まれている。
また、ヘルムホルツ共鳴の原理を利用するだけでは、吸音効果が狭い周波数帯域でしか得られないが、会話は案外広い周波数帯域にわたっており、小ブースが複数隣接しており、会話が大きく聞こえるような状況では、できるだけ広い周波数帯域で吸音効果を得たいのが実情である。

本発明は、上記課題を解決するために、広い会話音の周波数帯域で吸音効果を有し、しかも、複数のブースを仕切るパーティションとして有効に活用できるよう両面機能型でありながら薄くて軽量な吸音パネルを提供することを、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、多孔質型吸音シートと、前記吸音シートの両面にそれぞれ固着された、多数の開口を有する剛性の保持プレートとで構成され、一方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して他方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞され、前記他方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して前記一方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞されていることを特徴とする両面型吸音パネルである。

請求項２の発明は、請求項１に記載した吸音パネルにおいて、保持プレートの開口がスリット孔になっていることを特徴とする吸音パネルである。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した吸音パネルにおいて、吸音シートはフェルト等の繊維材料で構成されていることを特徴とする吸音パネルである。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した吸音パネルにおいて、保持プレートが木材や木質材によって形成されていることを特徴とする吸音パネルである。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した吸音パネルを本体として利用したことを特徴とするパーティションである。

本発明の吸音パネルによれば、会話音の広い周波数帯域で吸音効果を有し、しかも両面機能型でありながら、薄く且つ軽量になっている。
従って、パーティションとして利用すれば、ブース内音響対策にも同時に対応できる。
しかも、本発明の吸音パネルによれば、保持プレートの開口の形状や配置、更には開口率を設計パラメータとして、吸音特性を微妙に変えることができるので、室内音響環境をその使用状況に応じて適切に細かく調整できる。従って、会議室等だけでなく、オーディオルームや音楽室でも音響設計に積極的に活用できると期待される。

本発明の実施の形態に係る吸音パネルの全体図、分解斜視図、並びに断面図である。 図１とは別例の吸音パネルを利用したパーティションの斜視図である。 実施例で使用したパネルの説明図である。 実施例で実施した吸音試験の結果図である。

本発明の実施の形態に係る吸音パネル１について、図１にしたがって説明する。
この吸音パネル１は、積層構造になっており、中間は多孔質型吸音シート３になっている。この多孔質型吸音シート３は、多孔質型吸音材、例えば、フェルト、布、グラスウール、ロックウール等の繊維材料や発泡材料により構成されている。音波をこれらの材料に透過させると、細孔中の空気の運動に対して摩擦抵抗が働き、音のエネルギーの一部が熱のエネルギーに変換されて吸音効果が生ずると言われており、従来から、剛性の壁面や天井面に貼着して音漏れを防止する意味での防音対策に利用されているものを、本発明でも構成要素の一つとして利用している。

この多孔質型吸音シート３の両面側に、保持プレート５、９が固着されている。この保持プレート５、９は剛性の壁面を構成できるものであれば、素材の種類は問わず、合成樹脂（プラスチック）材だけでなく、木材・木質材・合板でもよい。例えば、ヒノキ材や杉材を使用すれば、外形に木目が現れるので意匠性に優れるだけでなく、その使用が森林の保存・二酸化炭素排出の削減等にも繋がると期待される。

この保持プレート５、９にはそれぞれ開口として上下に長い矩形状のスリット孔７、１１が形成されている。スリット孔７、１１は多数並列した状態で配置されている。
保持プレート５、９のプレート厚さと共に、スリット孔７、１１の大きさ、すなわち長さ寸法や幅寸法、開口率、更に配置間隔は開口の設計パラメータになっており、吸音特性に影響を与えている。
この吸音パネル１の場合には、スリット孔７、１１のスリット幅ｗは同じであるが、長さ寸法はスリット孔７の方が大きく、その分だけ保持プレート５の上下縁近くまで延びている。また、スリット孔７、７の隣り合う間隔、すなわちスリット間隔ｄ１はスリット１１、１１のスリット間隔ｄ２よりも狭く、ｄ１：ｄ２＝１：３の関係になっている。また、スリット間隔ｄ１はスリット幅寸法ｗと同じになっている。

多孔質型吸音シート３の両面に、保持プレート５、９が固着されており、その状態では、保持プレート５のスリット孔７は保持プレート９のプレート面によって閉塞されており、保持プレート９のスリット孔１１も保持プレート５のプレート面によって閉塞されている。
すなわち、保持プレート５側から吸音される吸音機構として、「スリット孔７→多孔質型吸音シート３→保持プレート９（剛壁）」が構築され、保持プレート９側から吸音される吸音機構として、「スリット孔１１→多孔質型吸音シート３→保持プレート５（剛壁）」が構築されている。
また、多孔質型吸音シート３は必ず保持プレート５、９のいずれかに固着されていることから、保持プレート５から保持プレート９側へ、またはその反対側への音波の通り抜けは規制されている。

なお、多孔質型吸音シート３として挙げられた繊維材料は、損傷したり摩耗したりしたときに分離した繊維片が空中に飛散して、健康面に悪影響を及ぼすことが従来から懸念されているが、本発明では、上記したように、多孔質型吸音シート３の両面のかなりの面積分が保持プレート５、９により遮蔽されており、スリット孔７、１１から露出した箇所も孔縁の板厚分だけ奥まっているため、空気中への積極的な飛散は殆ど起こり得ないようになっている。

上記したように構成された吸音パネル１は、実効性の有る吸音効果を示す周波数帯域を広げることに成功している。
吸音の仕組みは複雑であり、スリット孔７、１１と多孔質型吸音シート３を設けることで、ヘルムホルツ共鳴型と多孔質型の二つの吸音機構が発現するが、これらは単純に総和されるのではなく、複雑に影響し合っているとしか思われない試験結果が得られている。
吸着機構を保持プレート５と保持プレート９の両面側から吸音させる両面型とする際に、保持プレート９側の吸音機構の剛壁として保持プレート５のプレート面を利用し、保持プレート５側の吸音機構の剛壁として保持プレート９のプレート面を利用することで三層化しており、パネルとしての形状保持は二つの保持プレート５、９で担っているので、各保持プレート５、９は薄くて済む。従って、薄肉化及び軽量化の要求も当然に満たしている。

また、吸音パネル１は、設計パラメータの選択次第により、吸音特性、すなわち、吸音ピークの帯域を変えることができるので、上記したようにブースを仕切るパーティションとして使用して、会話音の周波数帯域を主な吸音対象とすることだけに限定されず、オーディオルームや音楽室の音響設計に利用することも可能となっている。

図２は、パーティション１３として製品化した例を示すものであり、一対の脚部１５、１５で吸音パネル１７を立てた状態で支持している。
この吸音パネル１７では、保持プレート１９、２１共に、上下方向に長い矩形のスリット孔２３が形成されている。スリット孔２３は多数並列した状態で配置されている。保持プレート１９側も保持プレート２１側もスリット孔２３は同じ設計になっており、その幅寸法とスリット間隔は同じになっている。スリット孔２３は同じ上下方向の列で上下方向にスペーサ２５の部分をあけて複数配置されているが、横方向に隣り合う列とはスペーサ２５の上下端がずれている。すなわち、隣り合う列のスペーサ２５、２５、……は斜め方向に連なるように配置されており、スリット孔２３、２３、……を筋交い状に斜めに分断している。この筋交い状になったスペーサ２５、２５、……の斜め方向の列は互いに平行に３つ形成されている。
このスペーサ２５の配置により、大判の保持プレート１９、２１が補強されており、安定的に立っていられるようになっている。
保持プレート１９側のスリット孔２３、２３、……は保持プレート２１側のスリット孔２３、２３、……と、多孔質型吸音材３を介して互い違いに配置されているので、二つの保持プレート１９、２１の両面側から吸音可能になっている。

図３に示すように、複数のパネルを準備し、それらの吸音特性を試験した。
全てのパネルは、全体のサイズが同じになっており、多孔質型吸音シート（フェルト）３が使用されている。保持プレートは全てヒノキ材で、板厚は２０ｍｍになっている。
パネル（Ａ）は、図１に示すものであり、多孔質型吸音シート３が、保持プレート５、９に固着されて三層化されている。保持プレート５のスリット孔７のスリット幅ｗは２０ｍｍ、スリット間隔ｄ１は２０ｍｍになっている。保持プレート９のスリット孔１１のスリット幅ｗは２０ｍｍ、スリット間隔ｄ２は６０ｍｍになっている。
パネル（Ｂ）は、多孔質型吸音シート３が、保持プレート５、２７に固着されている。この保持プレート２７には、スリット孔は形成されていない。

パネル（Ｃ）は、多孔質型吸音シート３が、保持プレート５、５（Ｃ）に固着されている。この保持プレート５（Ｃ）は、保持プレート５と、スリット孔７の配置が互い違いになっている点だけが異なっている。
パネル（Ｄ）は、多孔質型吸音シート３が、保持プレート５に固着されている。これだけは二層タイプになっている。

パネル（Ａ）とパネル（Ｃ）は、本発明の所謂両面吸音型に、パネル（Ｂ）は、片面吸音（共鳴）型に、パネル（Ｄ）は、多孔質吸音型にそれぞれ分類されている。
図４は吸音試験の結果を示すグラフである。吸音率０．８以上を有効範囲とすると、パネル（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、会話音の周波数帯域で吸音効果を有することが確認されたが、そのうち、特に、パネル（Ａ）、（Ｃ）で帯域が広げられたことが確認された。
また、パネル（Ａ）とパネル（Ｃ）とを比較すると、パネル（Ａ）は低い周波数帯域側に、パネル（Ｃ）は高い周波数帯域側にそれぞれ広がっていることが確認された。
上記の結果から、本発明の吸音パネルは、両面吸音型であり、広い周波数帯域にわたって吸音効果を有するだけでなく、その周波数帯域も調整できることが実証された。

１…吸音パネル ３…多孔質型吸音シート ５…保持プレート
７…スリット孔 ９…保持プレート １１…スリット孔
１３…パーティション １５…脚部 １７…吸音パネル
１９、２１…保持プレート ２３…スリット孔 ２５…スペーサ

Claims (5)

1. 多孔質型吸音シートと、前記吸音シートの両面にそれぞれ固着された、多数の開口を有する剛性の保持プレートとで構成され、一方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して他方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞され、前記他方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して前記一方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞されていることを特徴とする両面型吸音パネル。
2. 請求項１に記載した吸音パネルにおいて、
   保持プレートの開口がスリット孔になっていることを特徴とする吸音パネル。
3. 請求項１または２に記載した吸音パネルにおいて、
   吸音シートはフェルト等の繊維材料で構成されていることを特徴とする吸音パネル。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した吸音パネルにおいて、
   保持プレートが木材や木質材によって形成されていることを特徴とする吸音パネル。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した吸音パネルを本体として利用したことを特徴とするパーティション。