JP3523497B2 - 吸音板 - Google Patents
吸音板Info
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Description
にわたって吸音性能を改善した吸音材からなる安全性に
優れた吸音板の改良された構造に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、高速道路などの外構施設としての
防音壁や掘割、トンネルなどの反射音対策に用いられる
吸音材としては、グラスウール、ロックウールなどの無
機繊維系吸音材、センメント、珪酸カルシウムを主成分
とする発泡吸音材、あるいは多孔質セラミック吸音材が
採用されている。これら吸音材を平板状に構成した吸音
板は、所定の化学的組成、気孔率、空気の流れ抵抗(通
気抵抗)、機械的強度など一定の固有的特性を持ってお
り、空隙構造を変更して吸音性能を改良することは困難
なことであった。 【0003】特に、セメント系、珪酸カルシウム系、ま
たは焼結セラミック系などの剛体組織からなる多孔質吸
音材の場合、吸音周波数特性が平坦でなくピーク性が有
ること、強度を高めるため厚さを大きくすると、通気抵
抗が大きくなり吸音率が低下しやすくなるなどの不具合
があった。 【0004】また、このような剛体組織からなる多孔質
吸音材は、背後空気層を設けた吸音パネルとして高速道
路用防音壁や掘割、トンネル壁面に設置されることが多
いが、この場合には、車両の衝突事故などの際には吸音
材が破損し飛散して、二次災害を起こす可能性があっ
た。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、無機多孔質体
からなる吸音周波数特性が比較的平坦でかつ高吸音率の
吸音材を用い、衝突事故でも飛散しにくい構造を有する
吸音板を提供する。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の問題を解決した本
発明の吸音板は、表裏を連通する無数の細孔を有する無
機多孔質材からなる平板状吸音材であって、その片側表
面に多数の凹溝を整列させて形成し、その凹溝の開口面
積合計を前記平板状吸音材の表面積の10〜50%と
し、かつその深さを前記平板状吸音材の厚さの10〜5
0%の範囲に設定した吸音材に、前記凹溝を形成した面
を音源側にして金属性またはセメント製枠材を組み合わ
せてパネル化した吸音板であって、前記枠材が前記吸音
材の裏面を被覆する遮音背面板を備えていて、その遮音
背面板と前記吸音材の間に背後空気層を設けることなく
遮音背面板と前記吸音材とを接着剤で一体に接合して前
記枠材に組み合わせパネル化したことを特徴とするもの
である。 【0007】 【0008】 【発明の実施の形態】次に、本発明の吸音板に係る実施
形態について、図1を参照しながら説明する。この実施
形態に用いられる吸音材の正面図である図1(A)およ
びその縦断面図である図1(B)に例示する通り、本発
明における吸音材は、表裏を連通する無数の細孔を有す
る無機多孔質材からなる平板状吸音材1であって、その
片側表面に多数の凹溝11を整列させて形成した外観を
なすものであり、その特徴とするところは、その凹溝1
1の開口面積合計を前記平板状吸音材1の表面積の10
〜50%とし、かつその深さを前記平板状吸音材1の厚
さの10〜50%の範囲に設定したところにある。 【0009】ここで、この吸音材に用いられる無機多孔
質材について説明する。本発明では、表裏を連通する無
数の細孔を有する剛体組織が適当であり、(1)大きさ
0.01〜5mmφの無機質粒子を結合材で結合した材
料、(2)セメント質発泡成体、珪酸カルシウム発泡
体、石炭灰泡成体、陶磁器質泡成体などが好ましく適用
できる。 【0010】そして無機質粒子としては、アルミナ、シ
リカ、コージライト、ムライトなどの単独あるいは結合
された陶磁器質粒子やセラミック質粒子、その他に珪
砂、花崗岩などの砕石粒子、または黒曜石、真珠岩、松
脂岩など天然岩石の発泡粒子、あるいは陶磁器屑、シリ
カ、ガラスなどの粉砕粒子、さらにはフライアッシュ、
汚泥焼却灰、石炭灰を焼結した骨材粒子が適宜に応用可
能である。 【0011】これら無機質粒子の結合材としては、無機
接着剤(水ガラス系、セメント系)、有機接着剤(ポリ
エステル、エポキシ、フェノール、シリコン系など)、
高温結合材(釉薬、ガラス、フリット、粘土、セメント
など)が応用できる。 【0012】これら無機多孔質材の物性は特に限定され
るものではないが、嵩比重が0.1〜1.8、気孔率が
30〜90%、空隙の相当直径は0.1〜5mmφ、単
位面積当たりの通気抵抗(空気の流れ抵抗)が100〜
3000N・Sec /m3 の範囲の材料が適当である。 【0013】本発明における吸音材は、先ず、このよう
な表裏を連通する無数の細孔を有する無機多孔質材から
なるものであり、それを縦横サイズを適宜に設定するも
のの、後記の吸音特性を改良するための凹溝のサイズと
の関係において、その厚さサイズは、30〜100mm
とするのが好適である。 【0014】次に、本発明の特徴的事項の一つである凹
溝11について説明する。この凹溝11は、平板状吸音
材1の片側表面に整列させて形成されるものであり、そ
の凹溝11の開口幅サイズは、5〜30mmであって、
その開口面積合計を前記平板状吸音材1の表面積の10
〜50%の範囲とするのがよい。また、同時に、その開
口深さは5〜40mmであって、前記平板状吸音材1の
厚さの10〜50%の範囲ににするのがよい。このよう
に凹溝11のサイズを設定するのは、後記のように吸音
周波数特性を向上させるために必要な要件となっている
のである。 【0015】本発明においては、この凹溝11は、図1
の示されるような水平は平行直線状の形態に限られるこ
となく、縦方向平行直線状または斜め方向平行直線状、
繰り返し波形状の形態も適用可能であり、その凹溝の断
面形状も、逆ハット型、V字型、U字型、逆台形型、段
付き逆台形型、それら開口に面取り加工した形状など各
種の変形が適用され得る。さらに、これら凹溝の深さ
は、1枚の吸音板の中で浅深に変化を持たせてもよく、
1列の凹溝でも深さに変化をつけてもよく、さらには凹
溝をこま切れ状に断続して形成してもよい。 【0016】 【実施例】次に、表1、図2、3を参照しながら実施例
に基づき、本発明における吸音材の吸音特性について、
詳細に説明する。 (実施例1) シリカ系磁器を粉砕して粒度が0.2〜2.0mmに分
級して得た無機粒子に、結合材として釉薬粉末と成形助
剤として澱粉を加え、適量の水分とともに混合した後、
ガラス発泡粒子を添加して得た混合物を、平板用金型に
充填し、振動加圧成形機で成形し、所定形状の平板に成
形した。なお、この平板用金型には、次の表1に示す形
状の凹溝が形成されるよう凹凸が設けられたものを使用
し、また、平板のサイズは縦横500×500mmで共
通であるが、厚さは表1に示す値になるようそれぞれに
ついて充填量を調整した。 【0017】この成形体を乾燥後、1300℃にて焼成
して、表1に示す本発明の実施例(NO.1〜9、1
1、12)、本発明の範囲外の凹溝が設けられている比
較例(NO.13〜19)、凹溝が存在しない比較例
(NO.20〜22)の仕様の吸音材試験体を得た。こ
の試験体は、表裏に連通する無数の気孔を有する無機多
孔質体からなるものでその気孔率は、55〜60%の範
囲であった。 【0018】この得られた試験体について、パルス音源
を用い垂直に入射させた場合の吸音率測定法により周波
数100Hz〜4000Hzの範囲の吸音率を計測し、
表1には、周波数400Hz〜4000Hzの平均吸音
率を例示した。 【0019】 【表1】 なお、表面積の欄は、表面積に対する溝の開口面積比
(%)を示す。また、深さ比の欄は、吸音材全厚さに対
する溝の深さの比(%)を示す。 【0020】(実施例2) 石炭灰とセメントの混合物に発泡剤を加え、発泡させて
表裏に連通する気孔を有する気孔率が80〜85%、サ
イズ縦×横×厚さ:500×500×100の多孔質体
を製作し、この表面に溝付け加工を行い表1のNO.1
0の吸音材試験体を得た。なお、溝の無いものをNO.
23の吸音材試験体とした。そして、これらについて
も、同様に吸音率測定を行った。 【0021】この表1の平均吸音率のデータによれば、
本発明の実施例である試験体NO.1〜12の場合は、
84%以上であって90%を超えるデータが得られたの
に対して、凹溝が設けられているものの本発明の仕様か
ら外れる比較例の試験体NO.13〜19の場合は、最
高80%であって70%台の吸音率しか得られなかっ
た。また、凹溝を設けていない比較例の試験体NO.2
0〜23の場合は、最高70%に達することもなく、6
0%台の吸音率しか得られなかった。 【0022】さらに、周波数100〜4000Hzの範
囲においてこの吸音率の周波数特性を比較した1例を図
2、3に示す。図2は、凹溝有りのNO.2と凹溝なし
のNO.22の比較、図3は、凹溝ありのNO.11と
凹溝なしのNO.20の場合でいずれも背後空気層を設
けた事例の比較であって、いずれの場合も、凹溝を設け
た本発明の実施例の場合には400Hz以上の高周波数
領域で優れた吸音特性を示すことが分かる。 【0023】次に、本発明の吸音板に係る実施形態につ
いて、図4、5を参照しながら説明する。本発明の吸音
板は、その縦断面を示す図4のように、表面に多数の凹
溝11を整列させて形成し、その凹溝11の開口面積合
計を表面の面積の10〜50%とし、かつその深さを厚
さの10〜50%の範囲に設定して高周波数領域の吸音
特性を改良した、表裏を連通する無数の細孔を有する無
機多孔質材からなる平板状吸音材1に、前記凹溝11を
形成した表面を音源側にして、金属製またはセメント製
の枠材2を組み合わせてパネル化したものである。 【0024】そして、さらに本発明の吸音板では、その
枠材2は、前記吸音材1の裏面の全体を被覆できるサイ
ズの遮音背面板21を備えたものであって、その遮音背
面板21と前記吸音材1の裏面との間に背後空気層を設
けることなく、エポキシ、ポリエステル、ウレタン、シ
リコン系などの接着剤22で一体的に接着して組み合わ
せてパネル化した形態に好ましく具体化することができ
る。 【0025】この実施形態によれば、吸音周波数特性が
中、高周波域においても平坦でかつ吸音率が高いという
利点の他、道路用吸音板として用いたとき、車両が衝突
しても、吸音材が裏面の遮音背面板に一体的に接合され
ているから破損しにくく、仮に亀裂が生じたとしても脱
落したり飛散したりすることがなく、安全性が高いとい
う利点がある。 【0026】図5は、本発明の吸音板の施工水平断面図
(A)正面図(B)であって、吸音板間の1取付態様を
示す。ここでは、平板状吸音材1を収容した枠材2の端
部をハット型金具41に差し込み、取付用埋め込みボル
ト・ナット42により、容易にコンクリート下地3など
に取り付けることができる。本発明の吸音板は、枠材2
でパネル化されているので、このように容易に取付施工
などが行えるのである。 【0027】 【発明の効果】本発明の吸音板は、以上に説明したよう
に構成されているので、吸音材としては、吸音周波数特
性において比較的平坦で中、高周波領域の吸音率に優
れ、また吸音板としては、衝突事故などの衝撃によって
も破損しにくく、また破損しても飛散しにくいうえ、容
易に施工できるという優れた効果があるから高速道路用
防音壁などに有用に提供される。よって本発明は従来の
問題点を解消した吸音板として、その工業的価値は極め
て大なるものがある。
び縦断面図(B)。 【図2】実施例における1吸音周波数特性を示すグラ
フ。 【図3】実施例における別の吸音周波数特性を示すグラ
フ。 【図4】本発明の吸音板の縦断面図。 【図5】本発明の吸音板の取付施工の要部を示す水平断
面図(A)、正面図(B)。 【符号の説明】 1 平板状吸音材、11 凹溝、2 枠材、21 遮音
背面板、22 接着剤。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 表裏を連通する無数の細孔を有する無機
多孔質材からなる平板状吸音材であって、その片側表面
に多数の凹溝を整列させて形成し、その凹溝の開口面積
合計を前記平板状吸音材の表面積の10〜50%とし、
かつその深さを前記平板状吸音材の厚さの10〜50%
の範囲に設定した吸音材に、前記凹溝を形成した面を音
源側にして金属性またはセメント製枠材を組み合わせて
パネル化した吸音板であって、前記枠材が前記吸音材の
裏面を被覆する遮音背面板を備えていて、その遮音背面
板と前記吸音材の間に背後空気層を設けることなく遮音
背面板と前記吸音材とを接着剤で一体に接合して前記枠
材に組み合わせパネル化したことを特徴とする吸音板。
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