JP2878091B2 - 多孔質構造体モジュールを用いた音響パネル及び音響装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、騒音発生源の周囲も
しくは伝搬経路に設置される音響パネル及び音響装置の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３０は従来の音響パネルの構成を示す
斜視図、図３１は縦断面図である。図において、１は箱
形状の遮音板、５は遮音板１の解放部を塞ぐように遮音
板１に固着されたパンチングメタル等の開孔を有する保
護板、５２は保護板５を遮音板１に固着する留め具、７
０は遮音板１と保護板５との間に配置された吸音材、８
６は入射音である。

【０００３】上記従来の音響パネルでは、保護板５側か
らの入射音８６は吸音材７０を通り、吸音材７０を構成
する繊維との摩擦損失等により音波は減衰をして吸音さ
れていく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の音響パネル
では、吸音材７０の材料として、グラスウール、ロック
ウールが多く用いられている。これらの材料は繊維質の
非剛体であるため、材料自体の充填具合が不揃いで、品
質上、吸音特性にバラツキが生じ易かった。かつ、経時
変化に伴い、自重によって形状が変化し、吸音材の無い
空間が生じることがあり、十分な吸音性能が得られない
ことがあった。さらに、上記材料は、水分を吸収し易
く、吸水した後急激に吸音性能が悪化することがあっ
た。また、製作上も、非剛体のため形状が不安定で作業
性が悪く、かつ、材料が短い繊維質のため、その材料が
飛散し健康上においても有害であった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、経時変化や吸音特性のバラツキ
が少なく、製作時の作業性が良く、しかも吸音材料が飛
散せず健康上有害な影響を与えないような音響パネル及
び音響装置を得ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る多孔質構造体モジュールを用いた音響装置は、プラス
チック粒子を部分的に加熱溶着した薄板構造の多孔質構
造体からなる吸音板と、それぞれが独立した複数の背面
空気層を形成するように吸音板を支持する支持部材とで
多孔質構造体モジュールを形成し、この多孔質構造体モ
ジュールを、遮音板上に背面空気層と遮音板が対向する
ように配列したものである。

【０００７】請求項２記載の発明に係る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、プラスチック粒子を部
分的に加熱溶着した薄板構造の多孔質構造体からなる吸
音板と、それぞれが独立した複数の背面空気層を形成す
るように吸音板を支持する支持部材とで多孔質構造体モ
ジュールを形成し、この多孔質構造体モジュールを、遮
音板上に背面空気層と遮音板とが対向するように配列し
たものである。

【０００８】請求項３記載の発明に関る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、吸音板に対向配置され
開孔を有する保護板を備えるものである。

【０００９】請求項４記載の発明に関る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、支持部材が外枠および
仕切り部を有し、上記外枠の内側の側面および仕切り部
の側面が、吸音板と垂直より大きな角度をなすように構
成されると共に、上記外枠および仕切り部の反吸音板側
に切り欠き部を有するものである。

【００１０】請求項５記載の発明に関る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、多孔質構造体モジュー
ルと保護板の隙間に緩衝材を挿入したものである。

【００１１】請求項６記載の発明に関る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、多孔質構造体モジュー
ルを吸音板が保護板側に来るように同一方向に複数個積
層したものである。

【００１２】請求項７記載の発明に関る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、支持部材が並列配置さ
れた仕切り部を有し、上記仕切り部間の間隔をＷ、入射
音波の中で最も音圧レベルの高い音波の波長をλ、上記
支持部材が上記吸音板と接合する部分における支持部材
の稜線に対してほぼ直交する方向から入射する音波の吸
音板に対する平均的な入射角をβとしたとき、Ｗ＜λ／
４ｃｏｓ（β）を満足するように構成したものである。

【００１３】請求項８記載の発明に関る多孔質構造体モ
ジュールを用いた音響パネルは、支持部材が格子状に配
置された仕切り部を有し、上記仕切り部間の一方の間隔
をＷ、他方の間隔をＺ、入射音波の中で最も音圧レベル
の高い音波の波長をλ、周囲方向から入射する音波の吸
音板に対する平均的な入射角をβとしたとき、２ＷＺ／
（Ｗ＋Ｚ）＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足するように構成
したものである。

【００１４】

【作用】請求項１及び２記載の発明においては、吸音材
料として、プラスチック粒子を部分的に加熱溶着した薄
板構造の多孔質構造体を用いているので、材料が飛散す
ることはない。また、その吸音板と支持部材とで、背面
空気層を含む多孔質構造体モジュールを構成し、複数の
多孔質構造体モジュールを、遮音板上に上記背面空気層
と遮音板が対向するように配列して固定したので、全体
を１枚の吸音板で構成するのに比べて組み立て上の作業
性が良く、かつ、背面空気層の間隔が一定で吸音特性等
の品質も安定している。

【００１５】また、請求項３記載の発明においては、吸
音板に対向配置され開孔を有する保護板を備えるので、
石等の異物が当たって吸音板が破損するのを防止する。

【００１６】また、請求項４記載の発明においては、吸
音板がプラスチック粒子を部分的に加熱溶着した薄板構
造の多孔質構造体のため、水分が透過し易く、かつ、多
孔質構造体モジュールの支持部材の仕切り部および外枠
の内側の側面が、吸音板と垂直より大きな角度をなすと
ともに、その外枠および仕切り部の吸音板面の反対側に
切り欠き部を設けているので、水が下に流れ易く、容易
に音響パネル内部の水を抜くことができる。

【００１７】また、請求項５記載の発明においては、多
孔質構造体モジュールと保護板の隙間に緩衝材を挿入し
たので、多孔質構造体モジュールのがたつき音の発生を
防止できる。

【００１８】また、請求項６記載の発明においては、多
孔質構造体モジュールを吸音板が保護板側に来るように
同一方向に複数個積層したので、その分、吸音特性が向
上する。

【００１９】また、請求項７記載の発明においては、支
持部材が並列配置された仕切り部を有し、上記仕切り部
間の間隔をＷ、入射音波の中で最も音圧レベルの高い音
波の波長をλ、上記支持部材が上記吸音板と接合する部
分における支持部材の稜線に対してほぼ直交する方向か
ら入射する音波の吸音板に対する平均的な入射角をβと
したとき、Ｗ＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足するように構
成したので、支持部材にほぼ直交方向から入射する音波
によって、支持部材間の吸音板面上に音圧分布が生じる
のを防止でき、吸音板と背面空気層間の共鳴現象が増長
され吸音性能が向上する。

【００２０】さらに、請求項８記載の発明においては、
支持部材は格子状に配置された仕切り部を有し、上記仕
切り部間の一方の間隔をＷ、他方の間隔をＺ、入射音波
の中で最も音圧レベルの高い音波の波長をλ、周囲方向
から入射する音波の吸音板に対する平均的な入射角をβ
としたとき、２ＷＺ／（Ｗ＋Ｚ）＜λ／４ｃｏｓ（β）
を満足するように構成したので、周囲方向から吸音板に
入射する音波によって、格子状の支持部材で囲まれた部
分の吸音板面上に音圧分布が生じるのを防止でき、吸音
板と背面空気層間の共鳴現象が増長され吸音性能が向上
する。

【００２１】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の―実施例を例えば防音壁に用いられる
音響パネルについて説明する。図１は請求項１〜５記載
の発明の一実施例による多孔質構造体を用いた音響パネ
ルの構成を示す斜視図、図２は縦断面図である。図にお
いて、１は遮音板であり、この例では箱形状のものであ
る。２は遮音板１の中に組み込まれた多孔質構造体モジ
ュール、５は遮音板１に固着された開孔を有する保護
板、６ａは遮音板１の開放部分に折り返された爪部と多
孔質構造体モジュール２の隙間に挿入された緩衝材、６
ｂは保護板５と多孔質構造体モジュール２の隙間に挿入
された緩衝材、１０は遮音板１の側面下部に設けられた
水抜き孔、５２は保護板５を遮音板１に固定する留め具
である。

【００２２】図３は実施例１に係わる多孔質構造体モジ
ュール２の構成を示す斜視図、図４は縦断面図である。
図において、７はプラスチック粒子を部分的に加熱溶着
した薄板構造の多孔質構造体を用いた吸音板であり、例
えば同一出願人による特開平２−２８９３３３号公報
「多孔質構造体」に詳述されているようなものである。
２０は外枠であり、内側の側面が吸音板７に対して垂直
より大きな角度θをなす。２１は仕切り部であり、側面
が吸音板７と垂直より大きな角度θをなす。２２は外枠
２０と仕切り部２１からなる格子状の仕切り構造を持つ
支持部材、２３は外枠２０および仕切り部２１の反吸音
板７側に設けた切り欠き部、２４は吸音板７を支持部材
２２に固定するために外枠２０に設けられた突起部、８
０は吸音板７の背面空気層、θは吸音板７と外枠２０の
内側側面または仕切り部２１側面のなす角度であり、９
０度より大きい。

【００２３】吸音板７、支持部材２２の材料としては、
ポリプロピレン樹脂、塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂、
ポリカーボネート樹脂等を用いることができ、多孔質構
造体モジュール２は、吸音板７を支持部材２２の外枠２
０と仕切り部２１と突起部２４の間にできる隙間に挿入
して固定する。支持部材２２の外枠２０と仕切り部２１
が補強となり、吸音板７の強度を増すことができる。ま
た、外枠２０と仕切り部２１の高さだけ吸音板７の背面
空気層８０となるので多孔質構造体モジュール２は構造
的に背面空気層８０を持つこととなる。さらに、吸音板
７に雨等の水分が降りかかった時、外枠２０と仕切り部
２１は吸音板７と直角より大きな角度（例えば、θは９
０．３〜１２０゜）をなしているので、図１〜４に示す
ように立てて設置した場合、吸音板７から透過した水分
は傾斜に従い低いほうへ流れ、支持部材２２の切り欠き
２３から下へ流れ落ちる。

【００２４】遮音板１の材料としては、厚さ１〜２ｍｍ
の亜鉛メッキ鋼板を用い、図１のように折り曲げて箱状
に形成してもよい。音響パネルは、例えば、寸法が約６
００ｍｍ×３０００ｍｍ×６０ｍｍのこのように構成さ
れた遮音板１に、寸法が約３００ｍｍ×２５０ｍｍ×５
０ｍｍの上記多孔質構造体モジュール２を２４個配置
し、保護板５として厚さ１．５ｍｍで開孔率約５５％の
アルミ板を遮音板１に、留め具５２としてリベットで固
定する。このように、組み立てるので従来例のように大
きな吸音板を１枚用いるのに比べて作業性が良く、か
つ、吸音板７の背面空気層８０も確保することができ
る。また、多孔質構造体モジュール２は支持部材２２の
切り欠き部２３から水が下へ流れる構造になっているた
め、音響パネルの遮音板１の下部に水がたまり、側面下
部の水抜き孔１０から音響パネル内部の水を抜くことが
可能である。

【００２５】なお、多孔質構造体モジュール２を遮音板
１に組み込む時、作業上、多孔質構造体モジュール２と
遮音板１の間に隙間が必要となる。また、構造上、多孔
質構造体モジュール２と保護板５との間に隙間ができ
る。しかし、遮音板１および保護板５と、多孔質構造体
モジュール２の間に隙間があると実使用上、多孔質構造
体モジュール２が、がたつき音を発生する。そのため、
材料としては天然ゴム、合成ゴムや発泡材等の弾性を有
し、形状としては棒状またはパイプ状からなる緩衝材を
上記隙間にはめ込んで多孔質構造体モジュール２を固定
することにより、多孔質構造体モジュール２のがたつき
音を抑えることができる。

【００２６】保護板５としては平板を遮音板１に固定す
る例について述べてきたが、図５、６に斜視図で示すよ
うに、保護板５を折り曲げて、遮音板１の側面で留め具
５２を用いて固定しても同様の効果を奏する。また、保
護板５の材料としては、開孔を有していればよく、図５
に示したパンチング・メタル５０や図６に示した金網５
１等を用いることができる。

【００２７】実施例２． 図７は請求項６記載の発明の一実施例による音響パネル
の構成を示す縦断面図である。図において、２ａ、２ｂ
は遮音板１の中に組み込まれた各々独立した多孔質構造
体モジュールである。この例では、多孔質構造体モジュ
ール２ａ、２ｂは、吸音板７が保護板５側に来るように
同一方向に、遮音板１の中に２層重ねて配置されてい
る。このように構成すると多孔質構造体モジュール２
ａ、２ｂの各々の吸音特性を加えあわせた特性を持つ音
響パネルが得られる。なお、図７では多孔質構造体モジ
ュールを２個積層した場合について示しているが、これ
に限るものではなく、３個以上積層してもよく、同様の
効果が得られる。

【００２８】実施例３． なお、音響パネルは場合によっては屋外で用いられるこ
ともあり、風圧等任意の外力に耐える構造である必要が
ある。上記実施例１では図３等に示したように、支持部
材２２が外枠２０と格子状に形成された仕切り部２１に
より構成される場合について説明したが、これに限るも
のではなく、以下、多孔質構造体モジュール２の補強構
造に関する他の実施例を図について説明する。

【００２９】図８は請求項１及び２記載の発明の他の実
施例に係わる多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視
図である。図において、２２ａは吸音板７の背面に配さ
れ、吸音板７を補強する長方形平板の支持部材であり、
この例では４枚が並列に配置されている。このように構
成することにより、吸音板７単体よりも高い剛性が確保
でき、強度を向上させる効果がある。なお、支持部材２
２ａは吸音板７に接着剤等で接着する、あるいはねじ等
の締結部材で結合するか、支持部材２２ａと吸音板７を
一体成形しても同様の効果が期待できる。

【００３０】実施例４． 図９は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わる
多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。こ
の例では、波板状の支持部材２２ｂが用いられており、
上記実施例３の場合と同様の効果がある。

【００３１】実施例５． 図１０は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。
この例では格子状の支持部材２２ｃが用いられている。

【００３２】実施例６． 図１１（ａ）（ｂ）は請求項１及び２記載の発明の他の
実施例に係わる多孔質構造体モジュールの構成を示すそ
れぞれ平面図および側面図である。この例ではハニカム
構造の支持部材２２ｄが用いられている。

【００３３】実施例７． 図１２（ａ）（ｂ）は請求項１及び２記載の発明の他の
実施例に係わる多孔質構造体モジュールの構成を示すそ
れぞれ平面図および側面図である。この例では円筒状の
支持部材２２ｅが用いられている。

【００３４】実施例８． 図１３は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。
この例では柱状の支持部材２２ｆが用いられている。

【００３５】実施例９． 図１４は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。
図において、２０ａは外枠でありこの例では格子形状
で、内壁面の上方には吸音板７を支える出っぱりを有し
ている。この例では４枚の吸音板７がこの外枠２０ａに
図面に向かって上方から挿入されて組み立てられる。な
お、吸音板７は外枠２０ａに接着剤等で接着する、ある
いはねじ等の締結部材で結合することによりさらに強度
の向上が期待できる。

【００３６】実施例１０． 図１５は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。
図において、２０ｂは断面コの字状に折り曲げられた外
枠であり、吸音板７の外周は外枠２０ｂにより補強され
ている。この実施例の場合も吸音板７単体よりも高い剛
性が確保でき、強度を向上させる効果がある。また特に
強い力が作用しやすい外周を保護することで、強度の向
上策としては非常に効果的である。なお、吸音板７は外
枠２０ｂに接着剤等で接着することによりさらに強度の
向上が期待できる。

【００３７】実施例１１． 図１６は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。
この実施例では、実施例３の図８で示したような長方形
状の支持部材２２ａで補強された吸音板７を更に上端を
内側に折り曲げた外枠２０ａにより補強した構造であ
り、支持部材２２ａと外枠２０ａの相乗的な補強効果に
より、吸音板単体よりも大幅に高い剛性が確保でき、強
度を向上させることができる。なお、本実施例では支持
部材として実施例３で示した長方形平板状の部材２２ａ
を示したが実施例４〜実施例８で示した他の支持部材を
採用しても同様の効果が期待できる。

【００３８】実施例１２． 図１７は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る多孔質構造体モジュールの構成を示す斜視図である。
この実施例では、実施例３〜８で示したような支持部材
２２ａ〜２２ｆで補強した複数の吸音板７（この例では
９枚）をまとめて外枠２０ａにより補強しており、さら
に高い強度が期待できる。

【００３９】実施例１３． 次に、請求項１及び２記載の発明の他の実施例であり、
吸音板に留め具挿入用等の孔が開けられた場合の吸音板
の開孔部周辺の補強構造について説明する。図１８は請
求項１記載の発明の他の実施例に係わる吸音板の構成を
一部破断して示す斜視図である。この実施例では、吸音
板７に開けられた孔の回りは、多孔質構造体を形成して
いる粒子状の素材の圧着度合いを強めることにより孔を
補強した構造であり、特に強い力が作用しやすい孔の回
りの剛性を高めることで、強度の向上策としては非常に
効果的である。なお、本実施例では丸孔についての例を
示したが、他の切り欠きについても同様の効果が期待で
きる。また、図１９に示すように、吸音板７に開けた孔
の回りに接着剤７０等を流して固着することによりさら
に強度の向上が期待できる。

【００４０】実施例１４． 図２０は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る吸音板の構成を一部破断して示す斜視図である。この
実施例では、吸音板７に開けられた孔にはめ具７１を挿
入することにより孔を補強した構造であり、特に強い力
が作用しやすい孔の回りの剛性を高めることで、強度の
向上策としては非常に効果的である。なお、はめ具７１
を接着剤等で吸音板７に接着することによりさらなる強
度の向上が期待できる。

【００４１】実施例１５． 図２１は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る吸音板の構成を一部破断して示す斜視図である。この
実施例では、吸音板７に開けられた孔の回りの厚みを厚
くすることにより孔を補強しており、特に強い力が作用
しやすい孔の回りの剛性を高めることで、強度を向上さ
せている。なお、孔の回りに接着剤等を流して固着する
ことによりさらに強度の向上が期待できるのは実施例１
３の場合と同様である。

【００４２】実施例１６． 図２２は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る吸音板の構成を一部破断して示す斜視図である。この
実施例では、吸音板７の板厚を変化させて板厚の増加部
１００を設けることにより補強リブの役割をさせ、剛性
を高めて強度を向上させている。なお、図２２では板厚
増加部１００を吸音板７の外周および内部の対角方向に
設けたが、これに限るものではなく、例えば板厚増加部
１０１を格子状に設けてもよく、同様の効果が期待でき
る。

【００４３】実施例１７． 図２３は請求項１及び２記載の発明の他の実施例に係わ
る吸音板の構成を一部破断して示す斜視図である。この
実施例では、多孔質構造体を形成している粒子状の素材
の圧着度合いを強めた加圧密着部１０１を、吸音板７の
外周および内部に設けることにより、補強リブの役割を
させ、剛性を高めて強度を向上させている。なお、板の
内部では加圧密着部１０１を対角方向に設けたり格子状
に設けたりしてもよく、図２３の場合と同様の効果が期
待できる。

【００４４】実施例１８． 図２４は請求項７記載の発明の一実施例による多孔質構
造体を用いた音響パネルの要部の構成を説明する斜視図
である。この実施例は、音響パネルに入射する音波の方
向がほぼ一定している場合である。例えば、サイレンサ
ーなどに本音響パネルを応用する場合に相当する。図に
おいて、１は遮音板、７は吸音板、２０は外枠、２１は
仕切り部であり、この例では外枠２０と仕切り部２１と
で支持部材を構成している。８０は吸音板７の背面空気
層、８１は音響パネルに入射する音波の波面、８２は入
射音波の進行方向を示すベクトル、８３は音響パネルに
対する法線、８４は吸音板７と仕切り部２１とが接合す
る部分における仕切り部２１の稜線、Ｗは支持部材２２
の外枠２０と仕切り部２１または仕切り部２１と仕切り
部２１の間隔、βは仕切り部２１の稜線８４にほぼ直交
する方向から音響パネルに入射する音波の平均的な入射
角度、λは入射音波の中で最も音圧レベルが高い音波の
波長である。

【００４５】図２５、図２６は吸音板７に入射する音波
の音圧分布を示す説明図である。図２５は仕切り部２１
の間隔Ｗが、ほぼ吸音板７上の見かけの入射音波の波長
λ／ｃｏｓ（β）の場合、図２７は仕切り部２１の間隔
が、ほぼ見かけの入射音波の波長λ／ｃｏｓ（β） の
１／４の場合である。音圧分布を示す図において＋は正
圧、−は負圧が吸音板７に作用することを示す。矢印８
５、８６は吸音板７を介して背面空気層８０に作用する
入射音波の圧力の向きである。

【００４６】図２７は仕切り部２１の間隔Ｗと入射音波
の波長λ、入射角βによる吸音率の違いを示す図であ
る。

【００４７】吸音板７と仕切り部２１からなる音響パネ
ルの吸音原理について説明する。吸音板７は、例えば特
開平２−２８９３３３号公報に示すようなプラスチック
粒子を加熱、圧縮成形により製造した多孔質構造体であ
る。音響的には、吸音板７は音響質量ｍと音響抵抗ｒに
相当する。吸音板７と仕切り部２１と遮音板１とで囲ま
れた背面空気層８０は音響的には音響容量ｃに相当す
る。吸音板７と背面空気層８０は等価音響回路で表現す
ればｒ−ｍ−ｃの直列共鳴回路となっている。ここで共
鳴周波数ｆ₀は、

【００４８】

【数１】

【００４９】となる。この共鳴周波数近くの周波数を持
つ音波が吸音板７に入射すると、音源側から見た入力イ
ンピーダンスは最小になり、吸音板７の持つ音響抵抗ｒ
だけになる。そこで吸音板７の音響抵抗ｒを空気の特性
インピーダンスρａ（ρ：空気の密度、ａ：音速）に近
い値になるようにプラスチック粒子間の溶着状態をチュ
ーニングすれば、空気の特性インピーダンスとの整合が
とれ、最も効率的に音波は音響パネルの中に進入する。
進入した音波は背面空気層８０に存在する空気（音響容
量ｃ）を強制加振する。強制加振された空気は、吸音板
７の隙間を出入りし、隙間の音響抵抗ｒにて熱に変換さ
れエネルギーの散逸が生じる。これは、入射音波が音響
パネル内でエネルギーが吸収されたこと、すなわち吸音
が行われたことになる。

【００５０】ただし、上記吸音は音波が吸音板７に対し
て垂直に入射した場合、最も効果が高い。すなわち垂直
入射の状態では吸音板７上の音波の位相関係はどこでも
同じであり、全吸音板７は全背面空気層８０と一体とな
り共鳴吸音を行うことができる。一方、音波は吸音板７
に垂直ではなく、ある入射角度βにて吸音板７に対して
入射した場合を考える。図２４において、波長λの音波
が吸音板７に入射すると吸音板７上では、λ／cos(β)
幅の音圧分布が生じる。基本的に共鳴現象を使って音波
を吸収するので吸音板７の面方向に音圧分布が生じる
と、背面空気層８０の隣り合った部分が逆方向の音響加
振を受けることになり、背面空気層８０内で圧力バラン
スし、入射音波に同期した空気振動が起こらなくなる。
すなわち吸音板７と背面空気層８０との間で共鳴現象が
起こらなくなり吸音効果を著しく阻害する。

【００５１】図２４〜図２６をもとに上記吸音阻害現象
を防止するための仕切り部２１の動作原理を説明する。
仕切り部２１は、仕切り部２１の稜線８４が入射音波の
方向に対してほぼ直交するように設置してある。図２５
より、仕切り部２１の間隔Ｗが見かけの音波の波長λ／
ｃｏｓ（β）程度では、吸音板７を介して、背面空気層
８０に反対符号の圧力８５、８６が作用する。そのため
吸音板７に含まれる音響質量ｍと背面空気層８０に含ま
れる音響容量ｃは集中常数系として直列共鳴する事がで
きなくなり吸音力が低下する。図２５には、仕切り部２
１の間隔Ｗを見かけの音波の波長λ／ｃｏｓ（β）の１
／４程度にしたときの音圧分布を示す。この程度の間隔
Ｗで仕切り部２１を設置すれば、各背面空気層８０は各
々独立に動作し、共鳴現象が起きやすくなり、吸音性能
が向上する。

【００５２】図２７には仕切り部２１の間隔Ｗを見かけ
の音波の波長λ／ｃｏｓ（β）で規格化したときの吸音
率の変化を調べた結果を示す。図よりＷｃｏｓ（β）／
λが０．２５より小さければ、すなわちＷ＜λ／４ｃｏ
ｓ（β）を満足すれば、十分な吸音特性（最大吸音率
０．９以上）を得ることができる。

【００５３】なお、本実施例では、支持部材の外枠２０
または仕切り部２１を縦方向に多重に並んだ構造を示し
たが、強度対策上、外枠２０または仕切り部２１と直行
する方向に補強用の外枠または仕切り部を支持部材に設
けても性能上問題ない。また、仕切り部２１の間隔Ｗは
基本条件Ｗ＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足していれば等間
隔にしなくても同様な効果が得られる。

【００５４】実施例１９． 図２８は請求項８記載の発明の一実施例による多孔質構
造体を用いた音響パネルの要部の構成を説明する斜視図
である。この実施例は、音響パネルに入射する音波の入
射方向が周方向に分布している場合である。例えば防音
壁に本音響パネルを応用する場合に相当する。図におい
て、１は遮音板、７は吸音板、２０は一方の外枠、３０
は他方の外枠、２１は一方の仕切り部、３１は他方の仕
切り部、２２は外枠２０、３０と仕切り部２１、３１か
らなる格子状の支持部材、８０は吸音板７の背面空気
層、８２は入射音波の進行方向を示すベクトル、８３は
音響パネルに対する法線、Ｗは支持部材２２の外枠２０
と仕切り部２１または仕切り部２１と仕切り部２１の間
隔、Ｚは支持部材２２の外枠３０と仕切り部３１または
仕切り部３１と仕切り部３１の間隔、βはこの例では周
囲方向から音響パネルに入射する音波の入射角度であ
る。

【００５５】本実施例では、音響パネルに入射する音波
の入射方向が特定できず、周方向の至る所から音波が入
射する場合の多孔質構造体を用いた音響パネルの構造を
示す。図２８に示すように、吸音板７の背面空気層８０
は支持部材２２の外枠２０、３０、仕切り部２１、３１
で格子状に仕切られている。吸音板７としては例えば、
特開平２−２８９３３３に示すようなプラスチック粒子
を加熱、圧縮成形により製造した多孔質構造体である。
本実施例では背面空気層８０が格子状に仕切られている
ので、どの方向から吸音板７に入射角βで音波が入射し
ても、各モジュールにおいては独立に共鳴状態を維持す
ることができる。この場合、代表格子間隔は仕切り部２
１の一方の間隔Ｗと、他方の間隔Ｚより２ＷＺ／（Ｗ＋
Ｚ）に定義できる。図２９に２ＷＺｃｏｓ（β）／（Ｗ
＋Ｚ）λをパラメータとして吸音性能を調べた結果を示
す。ここでλは、入射音波の中で最も音圧レベルが高い
音波の波長である。図２９より代表格子間隔２ＷＺ／
（Ｗ＋Ｚ）を見かけの入射音波の波長λ／ｃｏｓ（β）
で規格化した値が０．２５より小さければ、すなわち２
ＷＺ／（Ｗ＋Ｚ）＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足していれ
ば、十分な吸音特性が得られることがわかる。

【００５６】なお本実施例では、支持部材の一方の外枠
２０と他方の外枠３０および一方の仕切り部２１と他方
の仕切り部３１を直交させて格子を形成していたが、格
子を直交させなくても同様の効果が得られる。また仕切
り部２１の間隔Ｗ、Ｚともに基本の条件２ＷＺ／（Ｗ＋
Ｚ）＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足していれば等間隔でな
くても同様の効果が得られる。さらに、上記実施例１
８、１９では共に保護板が無い場合について説明した
が、保護板の有無に係わらず上記実施例と同様の効果を
そうするものである。

【００５７】なお、上記各実施例では主に鉄道や道路等
の屋外で使用される防音壁について述べてきたので、石
等の異物が当たったりして吸音板７が破損するのを防ぐ
ために保護板５を備えた請求項２記載の発明の一実施例
を示した。しかし、例えば変圧器の防音等に使用される
音響パネルは屋内で使用されるため保護板５が無くても
よく、この場合も吸音特性については上記各実施例と同
等の効果が得られるものである。なお、保護板が無い場
合は、多孔質構造体モジュール２を固定するために遮音
板１に固定枠を設けたり、あるいは接着剤で接着した
り、ねじ止めする等の方法がある。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、請求項１及び２記載の発
明によれば、プラスチック粒子を部分的に加熱溶着した
薄板構造の多孔質構造体からなる吸音板と、それぞれが
独立した複数の背面空気層を形成するように上記吸音板
を支持する支持部材とで多孔質構造体モジュールを形成
し、この多孔質構造体モジュールを、遮音板上に上記背
面空気層と遮音板が対向するように配列したので、経時
変化や吸音特性のバラツキが少なく、組み立て上の作業
性が良く、しかも吸音材料が飛散せず健康上有害な影響
を与えない。

【００５９】請求項３記載の発明によれば、吸音板に対
向配置され開孔を有する保護板を備えるので、吸音板の
破損を防止できる。

【００６０】請求項４記載の発明によれば、支持部材が
外枠および仕切り部を有し、上記外枠の内側の側面およ
び仕切り部の側面が、吸音板と垂直より大きな角度をな
すように構成されると共に、上記外枠および仕切り部の
反吸音板側に切り欠き部を有するので、水が下に流れ易
く、容易に音響パネル内部の水を抜くことができる。

【００６１】請求項５記載の発明によれば、多孔質構造
体モジュールと保護板の隙間に緩衝材を挿入したので、
多孔質構造体モジュールのがたつき音の発生を防止でき
る。

【００６２】請求項６記載の発明によれば、多孔質構造
体モジュールを複数個積層して用いるので、その分、吸
音特性が向上する。

【００６３】請求項７記載の発明によれば、支持部材が
並列配置された仕切り部を有し、上記仕切り部間の間隔
をＷ、入射音波の中で最も音圧レベルの高い音波の波長
をλ、上記支持部材が上記吸音板と接合する部分におけ
る支持部材の稜線に対してほぼ直交する方向から入射す
る音波の吸音板に対する平均的な入射角をβとしたと
き、Ｗ＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足するように構成した
ので、支持部材にほぼ直交方向から入射する音波によっ
て、支持部材間の吸音板面上に音圧分布が生じるのを防
止でき、吸音板と背面空気層間の共鳴現象が増長され吸
音性能が向上する。

【００６４】請求項８記載の発明によれば、支持部材は
格子状に配置された仕切り部を有し、上記仕切り部間の
一方の間隔をＷ、他方の間隔をＺ、入射音波の中で最も
音圧レベルの高い音波の波長をλ、周囲方向から入射す
る音波の吸音板に対する平均的な入射角をβとしたと
き、２ＷＺ／（Ｗ＋Ｚ）＜λ／４ｃｏｓ（β）を満足す
るように構成したので、周囲方向から吸音板に入射する
音波によって、格子状の支持部材で囲まれた部分の吸音
板面上に音圧分布が生じるのを防止でき、吸音板と背面
空気層間の共鳴現象が増長され吸音性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１による多孔質構造体を用いた音響パ
ネルの構成を一部破断して示す斜視図である。

【図２】 実施例１による多孔質構造体を用いた音響パ
ネルの構成を示す縦断面図である。

【図３】 実施例１に係わる多孔質構造体モジュールの
構成を一部破断して示す斜視図である。

【図４】 実施例１に係わる多孔質構造体モジュールの
構成を示す縦断面図である。

【図５】 実施例１による多孔質構造体を用いた音響パ
ネルの全体の構成を示す斜視図である。

【図６】 実施例１による多孔質構造体を用いた音響パ
ネルの他の例の全体の構成を示す斜視図である。

【図７】 実施例２による多孔質構造体を用いた音響パ
ネルの構成を示す縦断面図である。

【図８】 実施例３に係わる多孔質構造体モジュールの
構成を示す斜視図である。

【図９】 実施例４に係わる多孔質構造体モジュールの
構成を示す斜視図である。

【図１０】 実施例５に係わる多孔質構造体モジュール
の構成を示す斜視図である。

【図１１】 実施例６に係わる多孔質構造体モジュール
の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図１２】 実施例７に係わる多孔質構造体モジュール
の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図１３】 実施例８に係わる多孔質構造体モジュール
の構成を示す斜視図である。

【図１４】 実施例９に係わる多孔質構造体モジュール
の構成を示す斜視図である。

【図１５】 実施例１０に係わる多孔質構造体モジュー
ルの構成を示す斜視図である。

【図１６】 実施例１１に係わる多孔質構造体モジュー
ルの構成を示す斜視図である。

【図１７】 実施例１２に係わる多孔質構造体モジュー
ルの構成を示す斜視図である。

【図１８】 実施例１３に係わる吸音板の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図１９】 実施例１３に係わる吸音板の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図２０】 実施例１４に係わる吸音板の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図２１】 実施例１５に係わる吸音板の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図２２】 実施例１６に係わる吸音板の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図２３】 実施例１７に係わる吸音板の構成を一部破
断して示す斜視図である。

【図２４】 実施例１８による多孔質構造体を用いた音
響パネルの要部構成を説明する斜視図である。

【図２５】 実施例１８の作用を説明する説明図であ
る。

【図２６】 実施例１８の作用を説明する説明図であ
る。

【図２７】 実施例１８の作用を説明する説明図であ
る。

【図２８】 実施例１９による多孔質構造体を用いた音
響パネルの要部構成を説明する斜視図である。

【図２９】 実施例１９の作用を説明する説明図であ
る。

【図３０】 従来の音響パネルの構成を示す斜視図であ
る。

【図３１】 従来の音響パネルの構成を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 遮音板 ２ 多孔質構造体モジュール ５ 保護板 ６ａ、６ｂ 緩衝材 ７ 吸音板 ２０、２０ａ、２０ｂ 外枠 ２１ 仕切り部 ２２、２２ａ〜２２ｆ 支持部材 ２３ 切欠き部 ７０ 接着剤 ７１ 補強はめ具 ８０ 背面空気層 １００ 加圧密着部 １０１ 板厚増加部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 周一 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (72)発明者 来会 雄司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 清二郎 赤穂市天和651番地 三菱電機株式会社 赤穂製作所内 (72)発明者 江頭 英明 長崎市丸尾町６番14号 三菱電機株式会 社 長崎製作所内 (72)発明者 今井 智久 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地 １ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−289333（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−60811（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01F 8/00 E01F 8/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック粒子を部分的に加熱溶着し
   た薄板構造の多孔質構造体からなる吸音板と、それぞれ
   が独立した複数の背面空気層を形成するように上記吸音
   板を支持する支持部材とで多孔質構造体モジュールを形
   成し、この多孔質構造体モジュールを、遮音板上に上記
   背面空気層と遮音板が対向するように配列したことを特
   徴とする多孔質構造体モジュールを用いた音響装置。
2. 【請求項２】 プラスチック粒子を部分的に加熱溶着し
   た薄板構造の多孔質構造体からなる吸音板と、それぞれ
   が独立した複数の背面空気層を形成するように上記吸音
   板を支持する支持部材とで多孔質構造体モジュールを形
   成し、この多孔質構造体モジュールを、遮音板上に上記
   背面空気層と遮音板とが対向するように配列したことを
   特徴とする多孔質構造体モジュールを用いた音響パネ
   ル。
3. 【請求項３】 吸音板に対向配置され開孔を有する保護
   板を備えることを特徴とする請求項２記載の多孔質構造
   体モジュールを用いた音響パネル。
4. 【請求項４】 支持部材は外枠および仕切り部を有し、
   上記外枠の内側の側面および仕切り部の側面が、吸音板
   と垂直より大きな角度をなすように構成されると共に、
   上記外枠および仕切り部の反吸音板側に切り欠き部を有
   することを特徴とする請求項２または３記載の多孔質構
   造体モジュールを用いた音響パネル。
5. 【請求項５】 多孔質構造体モジュールと保護板の隙間
   に緩衝材を挿入したことを特徴とする請求項３または４
   記載の多孔質構造体モジュールを用いた音響パネル。
6. 【請求項６】 多孔質構造体モジュールを複数個積層し
   て用いることを特徴とする請求項２ないし５の何れかに
   記載の多孔質構造体モジュールを用いた音響パネル。
7. 【請求項７】 支持部材は並列配置された仕切り部を有
   し、上記仕切り部間の間隔をＷ、入射音波の中で最も音
   圧レベルの高い音波の波長をλ、上記支持部材が上記吸
   音板と接合する部分における支持部材の稜線に対してほ
   ぼ直交する方向から入射する音波の吸音板に対する平均
   的な入射角をβとしたとき、Ｗ＜λ／４ｃｏｓ（β）を
   満足するように構成したことを特徴とする請求項２ない
   し６の何れかに記載の多孔質構造体モジュールを用いた
   音響パネル。
8. 【請求項８】 支持部材は格子状に配置された仕切り部
   を有し、上記仕切り部間の一方の間隔をＷ、他方の間隔
   をＺ、入射音波の中で最も音圧レベルの高い音波の波長
   をλ、周囲方向から入射する音波の吸音板に対する平均
   的な入射角をβとしたとき、２ＷＺ／（Ｗ＋Ｚ）＜λ／
   ４ｃｏｓ（β）を満足するように構成したことを特徴と
   する請求項２ないし６の何れかに記載の多孔質構造体モ
   ジュールを用いた音響パネル。