JP2022103118A - 遮音補強材 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に施工することができる遮音補強材を提供することを目的の一つとする。【解決手段】遮音補強材は、一平面に対し垂直な方向に空洞を形成する部材を有し、空洞を形成する部材が複数個密集して配列されている。空洞を形成する部材の口径は、１ｍｍ～５０ｍｍであってもよく、空洞を形成する部材の一平面に対して垂直な方向の長さが１０ｍｍ～３００ｍｍであってもよい。空洞を形成する部材の材質は、金属、樹脂、木材、又は紙材であってもよく、空洞を形成する部材の一方の側に粘着材が設けられていてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、建物の壁、床、天井、扉、及び窓などに取り付けることのできる遮音補強材に関する。

道路、建物などの建設現場で発生する騒音が近隣に迷惑をかけないようにするために、建設現場を囲む防音壁が設置されている。防音壁を形成する防音パネルは、多くの場合、金属板と吸音材とを組み合わせた構造を有している。防音パネルの中には吸音材を用いない防音パネルも知られており、例えば、前面が開口し、平板パネルで背面が閉塞された筒状の収容筐体と、収容筐体内で平板パネルと所定の角度を形成し、鉛直方向下方に延びる複数の反射板とを備え、鉛直方向上下に隣接する反射板の間隔が５０ｍｍ以下である防音パネルが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０２０－１４３５３２号公報

防音壁の遮音効果を高めるためには、壁を複層構造にすること、壁を厚くして重量を上げることなどが考えられる。しかし、このような対策は、防音壁の厚さや重量の増加をもたらし、施工に際して時間と労力を増加させる要因となる。防音壁のみによらず、建設現場に隣接する住宅などに防音工事をする場合には、壁を取り替えたり増設したりする大がかりな改修工事が必要となり現実的ではない。一方、特許文献１に開示された防音パネルは、吸音材を用いない構造であるが、反射板の角度、ピッチ、大きさを所定の範囲にする必要があり、汎用性、構造の柔軟性に欠けることが問題となる。

本発明は、このような課題に鑑み、簡単に施工することができる遮音補強材を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態に係る遮音補強材は、一平面に対し垂直な方向に空洞を形成する部材を有し、空洞を形成する部材が複数個密集して配列されている。

空洞を形成する部材の口径は、１ｍｍ～５０ｍｍであってもよく、空洞を形成する部材の一平面に対して垂直な方向の長さが１０ｍｍ～３００ｍｍであってもよい。空洞を形成する部材の材質は、金属、樹脂、木材、又は紙材であってもよく、空洞を形成する部材の一方の側に粘着材が設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係る遮音補強材は、板状部材又はシート状部材の両面に開口部を形成する複数の貫通孔を含み、複数の貫通孔が板状部材又はシート状部材の略全面に亘って設けられている。

複数の貫通孔の孔径は、１ｍｍ～５０ｍｍであってもよく、板状部材又はシート状部材の厚さは１０ｍｍ～３００ｍｍであってもよい。板状部材又はシート状部材の材質が、金属、樹脂、木材、又は紙材であってもよく、板状部材又はシート状部材の一方の面に粘着材が設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係る遮音補強材は、一平面に平行に取り付けられる面状の遮音補強材であって、一平面に対し略垂直に立てられた複数の筒状部材を有し、複数の筒状部材が密集して配置されている。

複数の筒状部材の口径は１ｍｍ～５０ｍｍであってもよく、複数の筒状部材の一平面に対して垂直な方向の長さが１０ｍｍ～３００ｍｍであってもよい。複数の筒状部材の材質が、金属、樹脂、木材、又は紙材であってもよく、複数の筒状部材の一方の側に粘着材が設けられていてもよい。

本発明の一実施形態によれば、低コストで施工することができ、遮音効果の高い遮音補強材を提供することができる。また、本発明の一実施形態に係る遮音補強材によれば、大がかりな改修工事を必要とせず簡便に遮音構造を形成することができる。

本発明の一実施形態に係る遮音補強材の構造を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材を構成する筒状部材の形態を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材の平面視における形状を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材にランダムな角度で入射する音波が筒状部材の中を伝搬することにより壁面に垂直又は略垂直に入射される態様を模式的に示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材に粘着材が設けられるときの形態を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材に枠材が設けられるときの形態を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材の構造を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材に粘着材が設けられるときの形態を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材が音源（騒音源）に対して設置される態様を模式的に示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材が音源（騒音源）となる機械器具を囲む筐体に設けられる例を示す。 本発明の一実施形態に係る遮音補強材が建設現場や建設現場の近隣の建物に設置される態様を模式的に示す。 実施例１において遮音補強材の遮音性能を評価したときの測定環境の概要を示す。 実施例１において測定された遮音補強材の遮音特性を示す。 実施例において遮音補強材の遮音性能を評価したときの測定環境の概要を示し、（Ａ）は実施例２における構成、（Ｂ）は実施例３における構成を示す。 実施例２において測定された遮音補強材の遮音特性を示す。 実施例３において測定された遮音補強材の遮音特性を示し、（Ａ）は音響透過損失の周波数依存性を示すグラフであり、（Ｂ）は１０００Ｈｚ～４０００Ｈｚの範囲の拡大したグラフを示す。 実施例４において固体音に対する遮音性能を評価するために作製した残響箱の構造を示し、（Ａ）は残響箱の全体構成を示し、（Ｂ）は試験体設置部の詳細を示す。 実施例４において測定された遮音補強材の遮音特性を示し、（Ａ）は衝撃音の周波数スペクトルを示すグラフであり、（Ｂ）は衝撃音レベルの低減量を示すグラフである。 実施例４において測定された遮音補強材の遮音特性を示し、（Ａ）は衝撃音の周波数スペクトルを示すグラフであり、（Ｂ）は衝撃音レベルの低減量を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を、図面などを参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様を含み、以下に例示される実施形態の内容に限定して解釈されるべきではない。図面は本発明の内容を理解しやすくするために、実際の構造に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内容を限定するものではない。また、本明細書において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂ等を付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。

［第１の実施形態］
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る遮音補強材１００の構造を示す。図１（Ａ）は遮音補強材１００の斜視図を示し、図１（Ｂ）は遮音補強材１００の平面図を示す。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、遮音補強材１００は、一平面２００に対し垂直な方向に空洞１０２を形成する部材を含む。本実施形態において、空洞１０２を形成する部材は筒型の形状を有する。以下において、空洞１０２を形成する部材を筒状部材１０４と呼ぶ。

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、遮音補強材１００は複数の筒状部材１０４が密集して配置された構造を有する。複数の筒状部材１０４は隣接するもの同士が密接して配置されていてもよいし、間隙を有して配置されていてもよい。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、筒状部材１０４の断面形状が六角形である場合を示し、そのような断面形状の筒状部材１０４が最密に配置された例を示す。

筒状部材１０４は、一平面２００に接する一端とその反対側の他端が開放されており、他端の側から一端の側を透視できる形状を有する。筒状部材１０４の口径（内径）Ｄは１ｍｍ～５０ｍｍの大きさを有する。また、筒状部材１０４は一平面２００に対して垂直方向の長さＬが１０ｍｍ～３００ｍｍ大きさを有する。

なお、後述されるように、空洞１０２を形成する部材の断面形状は様々な形状が適用され得るが、断面形状が多角形である場合は、口径は一つの角部と他の角部を結ぶ直線の内、最大長さを有する直線の長さを指すものとする。また、空洞１０２を形成する部材の断面形状が円形の場合は直径の長さ、楕円の場合は長径の長さ、三角形の場合は隣接する２つの角部を結ぶ直線の内、最大長さを有する直線の長さを指すものとする。

筒状部材１０４は様々な材質で形成される。筒状部材１０４は、例えば、金属、樹脂、木材、紙材などで形成される。このような材質で形成される遮音補強材は、単体で形成された筒状部材１０４が集積され相互に連結（接着）されて板状又はシート状の部材に形成されたものであってもよいし、複数の筒状部材１０４が一体成型されて板状又はシート状に形成されたものであってもよい。

図２（Ａ）～（Ｄ）は、筒状部材１０４の形態の一例を示す。図２（Ａ）は、筒状部材１０４が円筒型である場合を示し、（Ｂ）は筒状部材１０４が角形（六角形）である場合を示す。図２（Ｃ）は、筒状部材１０４が、無垢の角柱状（又は円柱状）の部材の中央部分をくりぬいて形成された形状を示し、図２（Ｄ）は複数の板材を組み合わせて形成された形状を示す。図２（Ａ）～（Ｄ）に示すいずれの形状によって筒状部材１０４により空洞１０２が形成される。

図１（Ｂ）は、筒状部材１０４の平面視における形状が六角形である場合を示すが、本実施形態に係る遮音補強材１００はこの形状に限定されない。遮音補強材１００を構成する筒状部材１０４の平面視における形状は、図３（Ａ）に示すように四角形であってもよいし、図３（Ｂ）に示すように円形であってもよい。

図３（Ａ）に示すように筒状部材１０４の断面形状が四角形であれば、隣接する筒状部材同士を密接して配置することができる。また、図３（Ｂ）に示すように、筒状部材１０４の断面形状が円形の場合、隣接する筒状部材同士を密接して配置しても隙間１０８が形成される。この隙間１０８の部分も空洞を形成するので、同様に遮音効果を発現することができる。また、図３（Ｃ）に示すように、断面形状が円筒型の筒状部材１０４を用いた場合に、隙間１０８の部分に充填材１１０が充填されていてもよい。充填材１１０は、筒状部材１０４と同じ材質のものであってもよいし、吸音材が用いられてもよい。充填材１１０として吸音材が用いられる場合には、入射する音波の内、反射波の成分を低減することができるので、騒音を低減し、結果として遮音効果を高めることができる。

また、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す構成において、筒状部材１０４の空洞１０２を形成する部分に吸音材が充填されてもよい。吸音材としては多孔質系吸音材が好ましく、例えば、グラスウール、ロックウールなどを用いることができる。空洞１０２に吸音材を充填することで、吸音効果と音波角度制御による遮音効果を得ることができる。

遮音補強材１００の平面視における形状及び大きさは任意であり、取り付ける対象物の形状、面積に応じて適宜変更することができる。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、仮想的な平面として一平面２００を示す。一平面２００を成すものとしては、壁、床、天井、扉、及び窓などの建築物の構成要素を例示することができる。

道路、建設現場や建物内などで発生する騒音は、音波として空気中を伝搬し、壁に入射した音波は、反射し、吸収され、一部は透過する。壁面を音波が透過することは、入射する音波により壁が微小な強制振動を起こし、この振動が壁の反対面の空気を励振しその側に音を発生させる現象である。壁による音波の遮断、すなわち壁による遮音性能は、音波の入射角により大きく変化し、壁面にランダムに入射する場合に比べて垂直に入射する場合の方が、１０ｄＢ程度遮音性能が向上することが知られている。なお、音が壁の反対側に伝搬する場合には回折という現象も伴うが、ここでは簡単のため省略するものとする。

本実施形態に係る遮音補強材１００は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、壁２０２に対して空洞１０２が垂直な方向に延びるように配置される。別言すれば、遮音補強材１００は、筒状部材１０４が壁面に対して垂直な方向に向けて配置される。

図４（Ａ）は、壁２０２の壁面に対し、音源（騒音源）３００からの音（音波）がランダムな角度で入射する状況（ランダム入射）において、遮音補強材１００が壁２０２の前面、すなわち音源側に配置される例を示す。筒状部材１０４に入射した音波は空洞１０２の内壁で反射し壁２０２の壁面に対して垂直又は略垂直（垂直に近い角度、以下において同じ）な角度で入射して透過する状態となる。すなわち、本実施形態に係る遮音補強材１００は、ランダムな角度で入射する音波を空洞１０２の部分で反射し、壁面に対して垂直又は略垂直な入射角で壁に入射させる機能を有する。

壁などの物体に入射する音波は、垂直入射の場合より斜め入射の方が物体を共振させやすく、遮音性能が低下する。すなわち、斜め入射の場合、壁２０２と共振し、特定の周波数域で遮音性能が大きく低下する場合がある。このような現象に対し、本実施形態に係る遮音補強材１００は、音波を壁面に対して垂直又は略垂直に入射させることができるので、壁２０２の遮音性能を高めることができる。

遮音補強材１００は、壁２０２が単層壁であっても複層壁であっても、同様に遮音効果を発現することができる。図４は壁２０２が例示されるが、遮音補強材１００が設置される対象物は前述のように、床、天井、扉、及び窓などの部材であってもよい。遮音補強材１００は、音波の進行方向を壁面に垂直又は略垂直にするために、入射面（壁２０２などの表面）に対して可能な限り近接して設けることが好ましく、理想的には密接して設けることが好ましい。

図４（Ｂ）は、遮音補強材１００を壁２０２の裏側（音源（騒音源）３００の反対側）に配置される例を示す。音源（騒音源）３００からランダムな角度で壁２０２に入射して壁２０２を透過した音波は、遮音補強材１００を通過する過程で空洞１０２内を反射し、壁面に対して垂直又は略垂直な角度で放射される。このように、壁２０２から放射される音波の放射角度を壁面に対して垂直方向に制御することで、壁２０２における共振を抑制し、遮音性能を向上させることができる。

また、図４（Ａ）及び（Ｂ）では図示されないが、遮音補強材１００を壁２０２の両側に配置することもでき、同様に遮音性能を向上させることができる。

図５（Ａ）～（Ｃ）は、遮音補強材１００の断面構造の一例を示す。図５（Ａ）は、遮音補強材１００の一方の面に粘着材１１２が設けられた構造を示す。遮音補強材１００は、粘着材１１２により壁などの面に取り付けることができる。図５（Ｂ）は、粘着材１１２が筒状部材１０４の構造部分に埋め込まれるように設けられた一例を示す。粘着材１１２は、遮音補強材１００の一方の面と面一になるように設けられる。この構造によれば、遮音補強材１００を壁などの面に密接して取り付けることができる。図５（Ｃ）は、粘着材１１２を遮音補強材１００の外周に沿って設けた例を示す。このような構造によっても、遮音補強材１００を壁などの面に密接して取り付けることができる。

遮音補強材１００は、図６に示すように、複数の筒状部材１０４が枠材１０６によって囲まれていてもよい。枠材１０６を用いることで平面状態を維持したまま、壁などの対象物に安定して取り付けることができる。枠材の裏面（壁などに接する側の面）には、図５（Ａ）～（Ｃ）に示すように粘着材が設けられていてもよい。また、枠材１０６にはフランジ１０７が設けられ、その部分で壁などに取り付ける構造を有していてもよい。

本発明の一実施形態に係る遮音補強材は、筒状の部材で形成されることにより、大きさを自由に設計することができ、材質の如何にかかわらず軽量化を図ることができる。それにより、低コストで施工することができ、遮音効果の高い遮音補強材を提供することができる。また、遮音補強材は、大がかりな改修工事を必要とせず簡便に壁などの部材に取り付けることができ、取り付けにより遮音効果を高めることができる。

本実施形態に係る遮音補強材は、床、壁、天井、及び防音壁のような面材の音源（騒音源）側、音源（騒音源）とは反対側、及び面材の両側に設置することができ、簡便な施工で遮音性能を向上させることができる。

［第２の実施形態］
図７（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施形態とは異なる形態を有する遮音補強材１００の一例を示す。図７（Ａ）は本実施形態に係る遮音補強材１００の斜視図を示し、図７（Ｂ）はその平面図を示す。

図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、遮音補強材１００は、板状又はシート状の部材１１４の両面に空洞を形成する複数の貫通孔１１６を含む。複数の貫通孔１１６は、板状又はシート状の部材１１４の略全面に亘って設けられている。板状又はシート状の部材１１４は、１０ｍｍ～３００ｍｍの厚さを有する。板状又はシート状の部材１１４の材質は、金属、樹脂、木材、又は紙材である。板状又はシート状の部材１１４は撓まない硬質な形態を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。

貫通孔１１６の平面視における形状は、第１の実施形態における筒形部材と同様に様々な形状をとすることができ、その口径（内径）は１ｍｍ～５０ｍｍの大きさを有する。また、第１の実施形態と同様に、貫通孔１１６には吸音材が充填されていてもよい。貫通孔１１６に吸音材を充填することで、吸音効果と音波角度制御による遮音効果を得ることができる。

遮音補強材１００は、壁、扉、及び窓などの面に取り付けることができるように、一方の面に粘着材が設けられていてもよい。図８（Ａ）～（Ｃ）は、粘着材１１２が設けられた遮音補強材１００の断面構造の一例を示す。図８（Ａ）は、板状又はシート状の部材１１４の一方の面に粘着材１１２が設けられた構造を示す。図８（Ｂ）は、粘着材１１２が板状又はシート状の部材１１４に埋め込まれるように設けられた一例を示す。粘着材１１２は、板状又はシート状の部材１１４の面と面一になるように設けられる。図８（Ｃ）は、粘着材１１２を板状又はシート状の部材１１４の外周に沿って設けた例を示す。図８（Ｂ）及び（Ｃ）のような構造によれば、遮音補強材１００を壁などの面に密接して取り付けることができる。

本実施形態に係る遮音補強材１００は、貫通孔１１６が設けられることにより、第１の実施形態と同様にランダムな角度で入射する音波を壁などの面に垂直又は略垂直に入射させることができ、遮音効果を高めることができる。また、第１の実施形態で説明したように、壁などの面を挟んで音源（騒音源）とは反対側に本実施形態に係る遮音補強材１００を配置しても、同様に遮音効果を高めることができる。本実施形態において、遮音補強材１００を形成する板状又はシート状の部材は大きさを自由に設計することができ、材質の如何にかかわらず軽量化を図ることができる。それにより、低コストで施工することができ、遮音効果の高い遮音補強材を提供することができる。また、遮音補強材は、大がかりな改修工事を必要とせず簡便に壁などの部材に取り付けることができ、取り付けにより遮音効果を高めることができる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態で例示される遮音補強材１００の設置例を示す。

図９は建物の一例として、鉄筋コンクリート構造の建物の断面図を示す。図９に示す建物は、床スラブ２０６の上に床板２１０が設けられ、天井スラブ２０８の下に天井板２１２が設けられている。また、部屋２０４Ａと部屋２０４Ｂとを仕切る壁２１４が設けられている。図９は、部屋２０４Ａに音源（騒音源）３００があることを示す。音源（騒音源）３００の位置は任意であるが、図９は簡単のため部屋２０４Ａの中心にあることを示す。

音源（騒音源）３００から広がる音波は部屋２０４Ａの全方向に広がり、床板２１０、天井板２１２、壁２０２を透過して減衰しながら伝搬する。例えば、壁２１４の方向に伝搬する音波はランダムな角度で壁２１４に入射し、減衰しながら隣の部屋２０４Ｂに伝搬する（以下において「経路Ａ」ともいう）。音源（騒音源）３００から伝搬する音波の床板２１０、天井板２１２、及び壁２１４に対する入射角はランダムであり、垂直入射の成分のみでなく斜め入射の成分が含まれる。また、部屋２０４Ａから部屋２０４Ｂに伝搬する音波は、壁２１４を透過する音波のみでなく、回折により壁２１４を超えて天井板２１２や床板２１０を通して伝搬する成分もある（以下において「経路Ｂ」ともいう）。

図９は、遮音補強材１００が、部屋２０４Ａ側の壁２１４、床スラブ２０６、天井スラブ２０８、部屋２０４Ｂの床板２１０の下面及び天井板２１２の上面に設けられた例を示す。壁２１４に遮音補強材１００が設置されることで、音源（騒音源）３００から壁２１４に入射する音波は壁面に対して垂直又は略垂直に入射させることができる。これにより、経路Ａで伝搬する音に対する遮音効果を高めることができる。また、部屋２０４Ｂの床板２１０及び天井板２１２に設置された遮音補強材１００により、経路Ｂで伝搬する音に対する遮音効果も高めることができる。さらに、床スラブ２０６や天井スラブ２０８に遮音補強材１００が設置されることにより下方及び上方に伝搬する音の遮音効果を高めることができる。この場合、遮音補強材１００は、床スラブ２０６、天井スラブ２０８、床板２１０、天井板２１２、及び壁２０２になるべく近接させて、理想的には密接した状態で取り付けることが好ましい。

図１０（Ａ）は、機械器具３０２を囲むように筐体２１６が設けられ、筐体２１６の内側に遮音補強材１００が設けられた態様を示す。機械器具３０２は、モータ、内燃機関、コンプレッサなどを含む機械器具であり、機械器具３０２が音源（騒音源）３００となる。筐体２１６は、金属、木材、樹脂、又はこれらの素材の組み合わせで形成される。音源（騒音源）３００となる機械器具３０２の周りに筐体２１６を設け、筐体２１６の側板、天板に遮音補強材１００を設けることで、外側に漏れ出る音を低減し遮音性能を高めることができる。

図１０（Ｂ）は、音源（騒音源）３００となる機械器具３０２を囲む筐体２１６の内側に吸音材１２２を設け、外側に遮音補強材１００を設けた態様を示す。筐体２１６の内側に設けられた吸音材１２２で機械器具３０２の騒音を吸収し、筐体２１６の外側に設けられた遮音補強材１００により筐体２１６の共振を抑制することで遮音性能を向上させることができる。

図１１（Ａ）は、建設現場を囲む遮音壁（仮囲い）２１８と、建設現場の近隣の建物２２０の窓２２２に遮音補強材１００が設置された例を示す。遮音壁（仮囲い）２１８は金属板（例えば、亜鉛めっき鋼板）で形成されたものであり、それ自体でも一定の遮音効果が得られる。このような遮音壁（仮囲い）２１８に遮音効果を高めることができる。

窓２２２にはガラス板が嵌められているだけであり、防音構造を形成することのできる壁と比べて遮音性能が低い部分となる。しかし、窓２２２に対して遮音補強材１００を取り付けることで、遮音性能を高めることができる。遮音補強材１００は、両端が開いた筒状部材１０４、又は板状又はシート状の部材１１４に形成された貫通孔１１６を含んで形成されるので、採光をすることが可能であり、外の景色を視認することができる。すなわち、遮音補強材１００は、居住性を損なわずに窓２２２に取り付けることができ、遮音性能を高めることができる。

遮音補強材１００は、窓２２２への取り付ける場合、遮音補強材１００をサッシ１２０で囲み窓枠に取り付ける構造を有していてもよいし、図１１（Ｂ）に示すようにシャッター式（巻き上げ式）で取り付ける構造を有していてもよい。シャッター式の場合は、巻き取り部１１８を窓２２２の上部に設け、折り畳み式に形成された遮音補強材１００を巻き取り部１１８から引き出すことで遮音補強材１００を設置することができる。また、図１１（Ｃ）に示すように、網戸のサッシ１２０を利用して網の部分に遮音補強材１００を張り付けてもよい。図１１（Ｂ）及び（Ｃ）に示す遮音補強材１００の取り付け構造は、窓２２２に対して着脱可能とすることができ、例えば、建設工事が施工されるときだけ建物２２０に取り付けることができる。

このように、本発明の一実施形態に係る遮音補強材は、大がかりな改修工事を必要とせず簡便に壁などの部材に取り付けることができ、取り付けにより遮音効果を高めることができる。

［実施例１］
遮音補強材１００による遮音性能を実験により評価した結果を示す。図１２に実験に用いた設備、及び試料と機器の配置を示す。実験は無響室２２６と残響室２２８が連結された設備を用い、無響室２２６と残響室２２８の境界部分に試料を取り付け、無響室２２６の側にスピーカ３０４を設置し、残響室２２８の側にマイクロフォン３０６を設置して測定を行った。スピーカ３０４は、遮音補強材１００から４ｍの位置に配置し、０度の位置（垂直入射）の場合と、７５度の位置（斜め入射）の場合について測定を行った。そして、スピーカ３０４から６３Ｈｚ～１６０００Ｈｚの音を試料に放射した。

試料は、面材２２４の前面（無響室２２６側）に遮音補強材１００を設置した構造を有する。面材２２４は、厚さ１．２ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板と、厚さ１２ｍｍの石膏ボートの２種類を用意した。遮音補強材１００は、筒状部材の口径が３ｍｍのものを用い、長さが１０ｍｍ（試料Ａ）、５０ｍｍ（試料Ｂ）、１００ｍｍ（試料Ｃ）の３種類を用意した。遮音補強材１００は面材２２４の表面に密接して取り付けた。

図１３（Ａ）は、面材２２４として溶融亜鉛めっき鋼板を用いた場合の音響透過損失（ｄＢ）の周波数依存性を示す。図１３（Ａ）は、リファレンス試料として面材２２４のみで垂直入射のときの特性と、試料Ａ、試料Ｂ、及び試料Ｃを用いたときに７５度の角度から音波を放射したときの特性を示す。また、図１３（Ａ）には、比較例として面材２２４のみで７５度の角度から音波を放射した結果も示す。

図１３（Ａ）は、音響透過損失の値が大きいほど遮音効果が大きいことを意味するが、リファレンス試料と比較例の特性を比較すると、斜め入射の場合に遮音効果が低下することが判る。これに対し、試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃの測定結果は、比較例の特性よりも高い遮音効果を確認することができ、特に５００Ｈｚ以上の周波数において改善が見られている。

図１３（Ｂ）は、面材２２４として石膏ボードを用いた場合の特性を示し、リファレンス試料として面材２２４のみで垂直入射のときの特性と、試料Ａ、試料Ｂ、及び試料Ｃを用いたときに７５度の角度から音波を放射したときの特性と、比較例として面材２２４のみで７５度の角度から音波を放射した結果を示す。図１３（Ｂ）の場合も同様に、試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃの測定結果は、比較例の特性よりも高い遮音効果を確認することができる。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）の両方を参照し、試料Ａ、と試料Ｂ及び試料Ｃを比較すると、筒状部材の長さが長い方が、遮音性能が高いことが判る。また、試料Ｂと試料Ｃとを比較すると、周波数の帯域によって変動はあるものの、両者は同等の遮音性能を有していることが判る。図１３（Ａ）及び（Ｂ）からは、遮音補強材１００として筒状部材の長さ（空洞の長さ）が１０ｍｍあれば遮音性能を発現することができ、５０ｍｍ以上であれば、面材２２４に垂直入射した場合と同等の遮音性能が得られることが判明した。

［実施例２］
遮音補強材１００の遮音性能を、残響室を用いて評価した。図１４（Ａ）に実験に用いた設備、及び試料と機器の配置を示す。実験は、第１の残響室２２８Ａと第２の残響室２２８Ｂとの間に試料を設置して音響透過損失を測定した。試料は、面材２２４として厚さ３ｍｍのガラス板を用い、実施例１の試料Ｃ（口径３ｍｍ、長さ１００ｍｍ）と同じ遮音補強材１００を用いた。実験は、第１の残響室２２８Ａに音源としてスピーカ３０４を配置し、第２の残響室２２８Ｂもマイクロフォン３０６を配置した場合（経路Ａ）と、第２の残響室２２８Ｂにスピーカ３０４を配置し、第１の残響室２２８Ａにマイクロフォン３０６を配置した場合（経路Ｂ）について行った。

図１５は、音響透過損失の周波数依存性を示し、経路Ａで測定した場合と経路Ｂで測定した場合の結果を示す。また、図１５は、比較例として厚さ３ｍｍのガラス板のみの試料で同様の測定を行った結果を示す。

図１５に示すように、遮音補強材１００が設けられた試料Ｃの測定結果と、比較例とを比べると、５００Ｈｚ以上の周波数において透過音響損失が大きくなっており、比較例の測定結果に対して有意な差が認められた。試料Ｃは、経路Ａで測定した場合も、経路Ｂで測定した場合も同様の測定結果が得られている。この測定結果より、遮音補強材１００が、音源側（スピーカ３０４側）に配置された場合と、面材（ガラス板）２２４を挟んで音源と反対側に配置された場合とで、同等の音響透過損失特性が得られることが確認された。

本実施例によれば、面材に対し、音波の入射側に遮音補強材１００を配置した場合及び音波の放射側に配置した場合の両方において遮音効果が得られることが確認された。

このように、本実施例によれば、既存の壁、窓、扉などに本発明の一実施形態に係る遮音補強材１００を取り付けることで、遮音性能を高めることができることが確認された。

［実施例３］
遮音補強材１００の遮音性能を、残響室を用いて評価した。本実施例では、遮音補強材１００を面材２２４として用いた厚さ３ｍｍのガラス板から離れた状態に配置して音響透過損失を測定した。測定には、実施例１の試料Ｂ（口径３ｍｍ、長さ５０ｍｍ）と同じ遮音補強材１００を用いた。第１の残響室２２８Ａ及び第２の残響室２２８Ｂの構成は第２実施例と同様である。そして、図１４（Ｂ）に示すように面材２２４から遮音補強材１００までの距離Ｌを、０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍに変化させて音響透過損失を測定した。

図１６（Ａ）は、面材２２４から遮音補強材１００を水平に離し、離れた距離Ｌが、０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍのときの音響透過損失の周波数依存性を示し、図１４（Ｂ）に示す経路Ａで測定した場合の結果を示す。また、図１６（Ｂ）は、１０００Ｈｚ～４０００Ｈｚの範囲の拡大したグラフを示す。図１６（Ａ）及び（Ｂ）には、比較例として面材２２４のみで測定された特性も示す。

図１６（Ａ）のグラフに示すように、オクターブバンドの中心周波数が１０００Ｈｚ以下の中音領域及び低中音領域では距離依存性が大きく観測されていないが、１０００Ｈｚ～４０００Ｈｚの中高音領域において明らかな距離依存性が観測されている。図１６（Ｂ）に示すグラフを参照すると、遮音補強材１００が面材２２４に密着している場合（距離Ｌ＝０ｍｍ）に対し、特に２０００Ｈｚ～３０００Ｈｚの範囲で距離Ｌが大きくなるに従い音響透過損失が低下する傾向が確認されている。例えば、中心周波数２５００Ｈｚの点を比較すると、距離Ｌ＝０ｍｍに対し、距離Ｌ＝２０ｍｍの場合には０．４ｄＢ低下し、距離Ｌ＝３０ｍｍの場合には１．１ｄＢ低下し、距離Ｌ＝５０ｍｍの場合には２．６ｄＢ低下する結果が得られている。

図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフによれば、音響透過損失は遮音補強材１００を面材２２４に密着させたときに最も大きくなるが、２０ｍｍ離れたとしてもその低下は僅かであり十分な遮音効果が得られることがわかる。また、面材２２４のみの場合と比較すると、遮音補強材１００が面材２２４から３０ｍｍ～５０ｍｍ離れたとしても遮音効果が得られていることがわかる。

以上の結果より、遮音補強材１００が面材２２４に密接していない状態であっても遮音効果が得られることがわかる。遮音補強材１００が面材２２４から２０ｍｍ程度離れていても十分な遮音効果を得ることができる。このことから面材２２４としての壁、天井、床、窓等）の表面が平坦でなく多少凹凸があっても、遮音補強材１００を取り付けることで遮音効果が得られることがわかる。

本実施例によれば、既存の壁、窓、扉などに本発明の一実施形態に係る遮音補強材１００を取り付ける場合に、対象物に凹凸があったとしても、また対象物に密接せずに離れて配置されたとしても遮音効果が得られることが確認された。

［実施例４］
本実施例は、固体音に対する遮音性能を評価した結果を示す。この評価は、図１７（Ａ）に示すアクリル製の残響箱３１０を作製し、その上部に面材２２４と遮音補強材１００とが重ねられた試験体１０１を設置して行った。残響箱３１０は多面体の箱であり、内部空間に平行に対向する面が存在しない構造を有する。本実施例の残響箱３１０は、上面及び下面を変形５角形とし、各辺に対応する側壁を設けてその内側に空洞を形成した。上面と下面とは平行に対向しないように下面が斜めになるように配置した。残響箱３１０の上部に内部の空間に繋がる箱形の試験体設置部３１２を設け、図１７（Ｂ）に示すように試験体設置部３１２の上面に面材２２４を配置し、その下（残響箱３１０の内側）に遮音補強材１００遮音材が配置された構造を有する試験体１０１を設置した。

試験体１０１は、面材２２４として厚さ１２．５ｍｍの石膏ボードを用い、遮音補強材１００として長さを１０ｍｍ一定として、口径が３ｍｍ（試料Ｄ）、８ｍｍ（試料Ｅ）、２０ｍｍ（試料Ｆ）の３種類を用意して遮音補強材１００の口径依存性を評価した。測定は、６０ｍｍの高さからゴルフボールを試験体中央に落下させ、残響箱３１０の内部に放射される音をマイクロフォン３０６で収録した。

図１８（Ａ）は、衝撃音の周波数スペクトルを示すグラフであり縦軸は衝撃音レベル（ｄＢ）を表している。グラフには試料Ｄ、試料Ｅ、及び試料Ｆの周波数スペクトルと、比較例として面材２２４のみ（石膏ボードのみ）の特性を示している。図１８（Ａ）に示すグラフから明らかなように、比較例の特性に対して試料Ｄ、試料Ｅ、及び試料Ｆは１０００Ｈｚ以上の周波数におおて衝撃音レベルが低下していることがわかる。図１８（Ｂ）は、衝撃音レベルの低減量を示すグラフであり、試料Ｄ、試料Ｅ、及び試料Ｆでは１０００Ｈｚより高い周波数（中音域～中高音域）において５～１５ｄＢの減衰効果が得られることがわかる。試料Ｄ、試料Ｅ、及び試料Ｆを比較すると、試料Ｅの低減量が大きく観測されていることがわかる。特に試料Ｄは２０００Ｈｚにおいて１５ｄＢ以上の減衰が観測されている。また、試料Ｅと試料Ｆを比較した場合でも、２０００Ｈｚにおいては試料Ｅの方が、低減量が大きくなる傾向が観測されている。このことから、遮音補強材１００の厚さが一定の場合には、口径が小さい方が遮音性能か向上するものと考えられる。

次に、試験体１０１として、面材２２４として厚さ１２．５ｍｍの石膏ボードを用い、遮音補強材１００として口径を３ｍｍ一定として、長さを１０ｍｍ（試料Ｇ）、５０ｍｍ（試料Ｈ）、１００ｍｍ（試料Ｉ）の３種類を用意して、遮音補強材１００の厚さ依存性を評価した。測定は、６０ｍｍの高さからゴルフボールを試験体中央に落下させ、残響箱３１０の内部に放射される音をマイクロフォン３０６で収録した。

図１９（Ａ）は、衝撃音の周波数スペクトルを示すグラフであり縦軸は衝撃音レベル（ｄＢ）を表している。グラフには試料Ｇ、試料Ｈ、及び試料Ｉの周波数スペクトルと、比較例として面材２２４のみ（石膏ボードのみ）の特性を示している。図１９（Ａ）に示すグラフから明らかなように、比較例の特性に対して試料Ｇ、試料Ｈ、及び試料Iは１０００Ｈｚ以上の周波数におおて衝撃音レベルが低下していることがわかる。図１９（Ｂ）は、衝撃音レベルの低減量を示すグラフであり、試料Ｇ、試料Ｈ、及び試料Ｉでは１０００Ｈｚより高い周波数（中音域～中高音域）において５～１５ｄＢの減衰効果が得られることがわかる。試料Ｇ、試料Ｈ、及び試料Ｉを比較すると、試料Ｈ及び試料Ｉの低減量が大きく観測されていることがわかる。このことから、遮音補強材１００の口径が一定の場合には、長さが長い方が遮音性能か向上するものと考えられる。

本実施例によれば、遮音補強材１００の長さが同じ場合には、口径が小さいほど遮音性能が向上し、口径が同じ場合には長さが大きいほど遮音性能が向上することが確認された。

１００・・・遮音補強材、１０１・・・試験体、１０２・・・空洞、１０４・・・筒状部材、１０６・・・枠材、１０７・・・フランジ、１０８・・・隙間、１１０・・・充填材、１１２・・・粘着材、１１４・・・板状又はシート状の部材、１１６・・・貫通孔、１１８・・・巻き取り部、１２０・・・サッシ、１２２・・・吸音材、２００・・・一平面、２０２・・・壁、２０４・・・部屋、２０６・・・床スラブ、２０８・・・天井スラブ、２１０・・・床板、２１２・・・天井板、２１４・・・壁、２１６・・・筐体、２１８・・・遮音壁（仮囲い）、２２０・・・建物、２２２・・・窓、２２４・・・面材、２２６・・・無響室、２２８・・・残響室、３００・・・音源、３０２・・・機械器具、３０４・・・スピーカ、３０６・・・マイクロフォン、３１０・・・残響箱、３１２・・・試験体設置部

Claims (15)

1. 一平面に対し垂直な方向に空洞を形成する部材を有し、前記空洞を形成する部材が複数個密集して配列されていることを特徴とする遮音補強材。
2. 前記空洞を形成する部材の口径が１ｍｍ～５０ｍｍである、請求項１に記載の遮音補強材。
3. 前記空洞を形成する部材の前記一平面に対して垂直な方向の長さが１０ｍｍ～３００ｍｍである、請求項１又は２に記載の遮音補強材。
4. 前記空洞を形成する部材の材質が、金属、樹脂、木材、又は紙材である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の遮音補強材。
5. 前記空洞を形成する部材の一方の側に粘着材が設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の遮音補強材。
6. 板状部材又はシート状部材の両面に開口部を形成する複数の貫通孔を含み、
   前記複数の貫通孔が前記板状部材又はシート状部材の略全面に亘って設けられていることを特徴とする遮音補強材。
7. 前記複数の貫通孔の孔径が１ｍｍ～５０ｍｍである、請求項６に記載の遮音補強材。
8. 前記板状部材又はシート状部材の厚さが１０ｍｍ～３００ｍｍである、請求項６又は７に記載の遮音補強材。
9. 前記板状部材又はシート状部材の材質が、金属、樹脂、木材、又は紙材である、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の遮音補強材。
10. 前記板状部材又はシート状部材の一方の面に粘着材が設けられている、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の遮音補強材。
11. 一平面に平行に取り付けられる面状の遮音補強材であって、
    前記一平面に対し略垂直に立てられた複数の筒状部材を有し、
    前記複数の筒状部材が密集して配置されていることを特徴とする遮音補強材。
12. 前記複数の筒状部材の口径が１ｍｍ～５０ｍｍである、請求項１１に記載の遮音補強材。
13. 前記複数の筒状部材の前記一平面に対して垂直な方向の長さが１０ｍｍ～３００ｍｍである、請求項１１又は１２に記載の遮音補強材。
14. 前記複数の筒状部材の材質が、金属、樹脂、木材、又は紙材である、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の遮音補強材。
15. 前記複数の筒状部材の一方の側に粘着材が設けられている、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の遮音補強材。

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