JP7306757B2 - 吸音板ユニット及びそれを用いた吸音装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸音板ユニット及びそれを用いた吸音装置に関する。

吸音装置は、道路などの騒音防止の目的で反射音を低減する屋外吸音板ユニット、空調設備の排気・吸気装置に設置される吸音板ユニット、又は、天井材・壁材に設置される室内吸音板ユニット等を備えている。これらの吸音板ユニットとして、表面スリット振動共鳴型吸音タイプトと、内部スリット振動共鳴型吸音タイプがある。このいずれも、後面板と音源側の前面板との間の空間が、吸音空間とされている。

この種の吸音装置として、例えば、特許文献１～３等に記載の提案がなされている。
特許文献１（特開平６－１２９０２９公報）に記載の吸音・遮音パネルの提案は、新幹線や高速道路などの防音対策を念頭におくものであって、吸音を必要とする周波数幅（帯域）に対応した複数の共鳴室を有し、耐候性、耐久性、均一な品質と施工性、吸音効率と遮音性能などを謳ったものである。

このパネルは、底面壁部と、この底面壁部と相対向して配置された表面壁部と、これら底面壁部と表面壁部間にその面方向に所定間隔をおいて配置された複数の仕切壁部とにより吸音目標周波数に合わせた２種類以上の異なる断面積の共鳴室を複数形成し、これら各共鳴室と外部とを連通する吸音孔を表面壁部に形成していた。共鳴室は同じ断面積のものが隣り合わないように配列され、かつ表面壁部には吸音孔の深さを延長するためのリップ状の突出部が設けられていた。

そして、このような構造の吸音・遮音パネルは、好ましくは繊維強化セメント、すなわち耐アルカリガラス繊維または合成繊維を混入したセメントを主原料として、これを押出し成形により連続的にブロック状の基体に形成されたものであった。

特許文献２（特開平９－２５６７１公報）に記載の共鳴型吸音板は、鉄道、高架道路、橋梁や高架道等の高架構造物の下部、あるいは堀割や半地下道路の側面、高速道路、または一般ビルの壁面や地下道の天井面等に取り付けられるための吸音構造体であって、吸音性能を高めることを企図した提案である。

この吸音板は、複数のスリットが形成された前面板の背後に背面板が設けられ、前面板と背面板との間が仕切板によりスリットごとに仕切られて複数の共鳴室が形成され、各共鳴室の内腔がそれぞれ曲折されている。密閉された共鳴室内に入射された音波は通常該共鳴室内で反響し、共鳴しあって減衰されるが、共鳴室の内壁が曲折されていることにより、乱反射が促進され、共鳴による減衰も促進され、共鳴室内での減衰効果が増大し、吸音性能が向上するとされている。共鳴室内に入射された音波は複雑に反射し、速やかに減衰して吸音されるとのことである。

なお、この発明を提案する出願人は樹脂メーカー企業であることから、前記吸音板は、樹脂製であることが前提にあるものと推認される。

特許文献３（特開２０２０－６３６５５公報）に記載の吸音パネルは、吸音材を内装した吸音空間を内部に形成するものであり、吸音空間に外方の音を取り入れ自在な音挿通孔を多数形成してあるガラリ構造からなる音透過面が、外枠体の音源側表面部に形成され、外枠体の音源側とは反対側の背面部には、孔の開いてない鉄板製の遮音板が設けられている。

この防音パネルは、道路側からの発生音を防音壁の背面側には逃がさないようにと構成されいる。そして、吸音空間の内部にグラスウールまたはポリエステル繊維ウール等からなる吸音材が内装されていた。

特開平６－１２９０２９号公報 特開平９－２５６７１号公報 特開２０２０－６３６５５号公報

前記特許文献１に記載のものは合成繊維を混入したセメント製であり、特許文献２に記載のものは樹脂製と推測され、特許文献３に記載のものは、グラスウールやポリエステルウール等からなる吸音材を充填したものであったので、リサイクルが難点で、最終的に産業廃棄物になるものが多かった。

そこで、本発明は、リサイクル可能な吸音板ユニット及びそれを備えた吸音装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた。すなわち、本件発明は、音源側の前面部と、該前面部の反対側の後面部とを有し、前記前面部と後面部間に吸音空間が形成され、該吸音空間に連通する開口部が前記前面部に設けられた吸音板ユニットにおいて、前記吸音空間に、リサイクル可能な金属材料の板状材で構成された共振手段が配置され、前記共振手段は、前記板状材が共鳴室を構成するのではなく、それ自体で共振して吸音するよう構成された吸音板ユニットである。

前記共振手段は、共振数が異なる複数の板状材で構成されているのが好ましい。

前記吸音板ユニットは、互いに直行する長手方向・幅方向・厚み方向の寸法を有し、前記開口部は、長手方向に沿って連続し、幅方向に沿って複数設けられており、前記板状材は、前記各開口部に対応して前記長手方向に沿って配置されているのが好ましい。

前記板状材は、前記厚み方向に平行に配置されているのが好ましい。

前記板状材は、前記幅方向に平行に配置されているのが好ましい。

前記板状材は、前記厚み方向に対して所定角度を有して配置されているのが好ましい。

前記板状材は、前記幅・厚み方向断面において渦巻き状に形成されているのが好ましい。

前記共振手段が金属材料により形成されているのが好ましい。

本発明の吸音板ユニットは、音源側の前面部と、該前面部の反対側の後面部と、前記前面部と後面部間に形成された吸音空間に連通すべく前記前面部に設けられた開口部からの音を吸音する吸音手段とが、リサイクル可能な部材で構成されたものである。

前記吸音手段は、縦材と横材とからなる四ツ目編み構造体で構成されて前記前面部とされ、前記開口部は、前記四ツ目編み構造体の編み目の隙間により形成されているのが好ましい。

前記吸音手段は、レーザ加工により形成されたスリットを有する板材から構成されて前記前面部とされ、前記開口部は、前記スリットから構成することができる。

前記吸音手段は、前記吸音空間に配置された共振手段で構成することができる。

本発明は、前記吸音板ユニットを用いた吸音装置である。

本発明は、リサイクル可能な部材からなる板状材で構成された共振手段を吸音空間に配置したので、リサイクル可能になった。

本発明の第１の実施の形態を示す道路の防音壁の説明図。 図１の防音壁を構成する吸音板ユニットの斜視図。 図２の要部拡大図。 本発明の第２の実施の形態を示す吸音板ユニットの斜視図。 図４の要部拡大図。 本発明の第３の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第４の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第５の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第６の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第７の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第８の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 図１０に示す実施の形態の変形例である。 進入通路１７に音エネルギー吸収部２１を設けた図１０の要部拡大図。 特殊吸音材２０の一例を示す斜視図。 四ツ目編み構造の特殊吸音材２０の正面図。 図１５の平面図。 図１５の縦材を鋼線に変えた特殊吸音材２０の平面図。 本発明の第９の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第１０の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第１１の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 本発明の第１２の実施の形態を示す吸音板ユニットの要部拡大図。 騒音が斜め下方から来るものに対応した吸音板ユニットの要部拡大図。 防音装置として建物の天井に設けられるものに用いられる吸音板ユニット４の要部拡大図。 第１テストピースの正面図。 第１テストピースのＡ－Ａ線断面図。 第１テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第１テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第２テストピースの断面図。 第２テストピースに用いられる板状材の折り曲げ前の平面図。 上記板状材を折り曲げした正面図。 第２テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第３テストピースの断面図。 第３テストピースに用いられる板状材の断面図。 第３テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第４テストピースの正面図。 第４テストピースのＢ－Ｂ線断面図。 第５テストピースの正面図。 第５テストピースのＣ－Ｃ線断面図。 第６テストピースの断面図。 第６テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第７テストピースの断面図。 第７テストピースに用いられる板状材の折り曲げ前の平面図。 第８テストピースの断面図。 第９テストピースの正面図。 第９テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第９テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第１０テストピースの断面図。 第１０テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第１１テストピースの正面図。 第１１テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第１２テストピースの正面図。 第１２テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第１２テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 第１３テストピースの正面図。 第１４テストピースの正面図。 第１５テストピースの正面図。 第１６テストピースの正面図。 第１６テストピースの吸音率測定結果のグラフ。 本発明の第１３の実施の形態を示す吸音板ユニットの断面図。 図５９の前面部に用いられる四ツ目編み構造体の正面図。 図５９の前面部に用いられるスリット板の正面図。 本発明の第１４の実施の形態を示す斜視図。 第１４の実施の形態のスパンドレール方式の取付金具の断面図。 第１４の実施の形態のハット型取付金具の断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１に示すものは、第１の実施の形態に係わり、吸音装置は、道路の防音壁１として例示される。
防音壁１は、道路の側部に設けられた基礎外壁２と、基礎外壁２に所定間隔を有して立設された支柱３と、支柱３間に配置された吸音板ユニット４とを有する。吸音板ユニット４は、支柱３、３間に上下方向複数枚、密着して配置されている。

図２は、吸音板ユニット４の斜視図であり、図３はその要部拡大図である。
図２において、吸音板ユニット４は、音源（図１に示す自動車）側の前面部５と、前面部５の反対側の後面部６とを有する。前面部５と後面部６間に吸音空間７が形成されている。吸音空間７に連通する開口部８が前面部５に設けられている。

吸音板ユニット４は、互いに直行する長手方向Ｌ・幅方向Ｗ・厚み方向Ｔの寸法を有し、開口部８は、長手方向Ｌに沿って連続し、幅方向Ｗに沿って複数設けられている。

前記吸音空間７に、リサイクル可能な板状材９で構成された共振手段１０が配置されている。共振手段１０は、共振数が異なる複数の平板状材９で構成されている。板状材９は、各開口部８に対応して長手方向Ｌに沿って配置されている。

前面部５は、幅方向Ｗに所定間隔を有して配置された複数枚の前面板１１で構成されている。前面板１１の所定間隔が、開口部８を構成している。この開口部８を塞ぐように吸音空間７内にスリット板１２が長手方向Ｌに配置されている。スリット板１２と前面板１１との厚み方向Ｔの吸音空間７に、共振手段１０が配置されている。

後面部６は、一枚の後面板１３で構成されている。後面板１３の幅方向中央部に、吸音空間７に突出する突条１４が長手方向に形成されている。図２に示す吸音板ユニット４は、防音壁１の最上部に設けられるものであり、後面板１３の上端部は前面部５側に折れ曲げされて吸音空間７を塞ぐ上面部１５とされている。後面部６と前面部５の下端は、吸音空間７に開放されている。最上部以外の吸音板ユニット４の上端部と下端部において、吸音空間７は解放されている。なお、最下部の吸音板ユニット４の下端は、吸音空間７を閉じる下面部で塞がれていてもよい。

なお、前面板１１、後面板１３、スリット板１２、及び、板状材９の位置保持は、長手方向Ｌ両端部の支柱３によって行う。または、前面板１１又は後面板１３の長手方向Ｌ両端部に設けた位置保持手段によって行ってもよく、また、この位置保持手段は、吸音空間７内に設けられたものであってもよい。

図３に示すように、前面板１１の開口部８に臨む幅方向Ｗ端部は、吸音空間７側に折り曲げ形成された端部１６とされている。この端部１６とスリット板１２との間に音の進入通路１７が形成されている。板状材９は、厚み方向Ｔに平行に複数枚配置されている。板状材９は、共振数が異なるように、幅方向Ｗの寸法が異なるものとされている。共振数を異ならすために厚み方向Ｔ寸法を変えたものであってもよい。

前面板１１、後面板１３、スリット板１２、及び、板状材９は、リサイクル可能な金属材料で構成されている。

開口部８の表面開口率は２０％以上とされている。吸音空間７の厚み方向寸法は１００ｍｍ以下である。板状材９は、板厚みが０．２ｍｍ～０．８ｍｍであり、０．５ｍｍの幅違いを４ｍｍ前後の厚み方向Ｔ間隔を設けて配置されている。

なお、板状材９は、平坦面を有する平板であるが、曲面を有していてもよく、板幅方向の広いものから狭いものが順次配置されているが、図３配置の順序に限定されず、配置間隔も一定に限定されるものではなく、配置位置もスリット板１２と表面板１１との間に限定されるものではなく、枚数も限定されるものではない。

上記実施の形態によれば、音源側からの騒音が、図２の矢印で示すように、開口部８か吸音空間７に進入する。この時、図３に示す進入通路１７を通って吸音空間７に曲がって進入する。音は曲がれば減衰する。進入した騒音は、共振手段１０の板状材９を共振させて減衰する。共振手段１０は、共振数の異なる板状材９からなるので、吸音周波数領域帯を広げることができる。よって、騒音の吸音効果を向上させることができる。また、吸音空間７内に進入した騒音は、図２の矢印で示すように後面板１３に反射して共振手段１０を共振させて減衰する。

なお、この実施の形態の吸音板ユニット４は、開口部８が道路平面と平行な水平方向に配置されているが、上下方向に配置されたものであってもよい。

図４に示すものは、第２の実施の形態に係わり、吸音装置は、道路の防音壁１として例示される。
この実施の形態では、開口部８の幅方向Ｗ中央に、仕切り部材１８が長手方向Ｌに沿って配置されている。この仕切り部材１８で幅方向Ｗに分割された開口部８に、複数枚の板状材９が、幅方向Ｗに平行に配置されている。開口部８が、騒音の進入通路１７とされている。

図５は図４の要部拡大図であり、分割された開口部８の幅方向Ｗ寸法は、１４ｍｍ前後とされている。その開口部８に板厚みが０．２ｍｍ～０．８ｍｍで、０．５ｍｍの幅違いの板状材９が、４ｍｍ前後の幅方向Ｗ間隔を設けて配置されている。板状材９の吸音空間内の端部９ａは、Ｌ字状に屈曲されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同じである。

なお、端部９ａのＬ字状屈曲は、直角に限らず鋭角や鈍角であってっもよく、また直線状に限らず曲線状に屈曲されたものであってもよい。また屈曲の向きも図示のものに限定されるものではなく、その反対方向に向くものであってもよく、その向きが統一されたものに限られない。また、板状材９は、板幅の寸法が順次変化するように配置するものに限定されない。板状材９の枚数や寸法、形状は、図５に示すものに限定されるものではない。

第２の実施の形態によれば、図４の矢印で示すように騒音が開口部８（進入通路１７）を通って吸音空間７に進入する。この時、共振手段１０の板状材９を共振させることにより、騒音は減衰する。また、騒音は、板状材９の端部９ａの屈曲部により曲げられて減衰して吸音空間７に進入し、減衰する。

図６に示すものは、第３の実施の形態に係わり、前記第２の実施の形態の仕切り部材１８を有しないものであり、開口部８の幅方向寸法は３９ｍｍとされ、その他は第２の実施の形態と同じである。

図７に示すものは、第４の実施の形態に係わり、板状材９は、厚み方向Ｔに対して所定角度を有して配置されている。
前面板１１の幅方向Ｗ寸法は８０ｍｍ、開口部８の幅方向Ｗ寸法は２０ｍｍ、前面板１１の端部１６と後面板１３との距離は１０ｍｍ、吸音空間７の厚み方向Ｔ寸法は５０ｍｍ前後とされている。前面板１１の幅方向Ｗ中央部に、後面板１３に達する仕切り板１９が設けられて吸音空間７を区画している。

板状材９は、断面Ｖ字状又はＵ字状に形成され、その中央部が前面板１１に取り付けられている。Ｖ字又はＵ字の両端部の開口角度が異なる複数枚の板状材９が、その中央部で共締めされて前面板１１に固定されている。
板状材９は、アルミ押し出し型材またはアルミ板曲げ加工材で構成されている。

図７の矢印で示すように騒音は開口部８を通って吸音空間７に進入する。前面板１１の端部１６と後面板１３の隙間が、騒音の進入通路１７とされている。進入路１７から曲がって進入した騒音は、共振手段１０の板状材９を共振させて減衰する。

なお、図７の実施の形態では、後面板１３が複数枚で後面部６を構成している。また、仕切り板１９により吸音空間７を仕切って、一つの吸音空間７内に一つの共振手段１０を設けているが、共振手段１０を複数設けたものであってもよい。また、仕切り板１９を設けるものに限定されるものではない。

図８は、第５の実施の形態に係わり、板状材９の厚み方向Ｔに対しする所定角度が、第４の実施の形態と異なるものである。共振手段１０は、一枚の前面板１１に対応して設けられ、開口方向（扇形となった形状の開いた部分の向き）が前面板１１を向いている点で、後面板１３側を向いている前記第４の実施の形態とその構成を異にする。また、共振手段１０は、後面板１３に設けられている。

図９は、第６の実施の形態に係わり、板状材９が、幅Ｗ・厚みＴ方向断面において渦巻き状に形成されている。前面板１１の端部１６が、図７に示すものよりもさらに折り曲げられ、吸音空間７内に入り込んでいる。その端部１６に渦巻き状の板状材９が設けられている。

図９の矢印で示すように、騒音は、開口部８から入って後面板１３と仕切り板１９によって曲げられる進入通路１７を通って吸音空間７に入り、減衰する。進入路１７からの騒音は共振手段１０を共振させて減衰する。吸音空間７や共振手段１０の大きさは、同じとされているが、吸音周波数領域帯を広げることができるよう異なる大きさとすることができる。

図１０に示すものは、第７の実施の形態に係わり、開口部８の集音効果を高めたものである。
開口部８の幅方向Ｗに複数個の仕切り部材１８を設け、進入通路１７のスリット幅を狭めている。仕切り部材１８は、断面砲弾型とされ進入路１７への集音効果を高めている。相隣接する前面板１１の端部１６間の開口部８を塞ぐように、仕切り部材１８の後方に、特殊吸音材２０が配置されている。特殊吸音材２０は、リサイクル可能な素材で構成されている。

前面板１１の端部１６に、共振手段１０の板状材９が、吸音空間７内に突出するよう設けられている。板状材９は、共振数が異なるもの（板幅や厚み等が異なるもの）が複数枚、取り付け角度を異ならして、放射状に端部１６に設けられている。

この実施の形態では、騒音は、開口部８の進入路１７から特殊吸音材２０を通って吸音空間７内に進入するとき、特殊吸音材２０により吸音される。そして吸音空間７内の共振手段１０により減衰する。仕切り部材１８は、断面砲弾型とされ、吸音空間７内の騒音をウナギ仕掛け効果のように外に逃がさない。

図１１に示すものは、第８の実施の形態に係わり、前記第７の実施の形態の共振手段１０の取り付け向きを逆にしたものである。すなわち、共振手段１０の板状材９は、後面板１３に設けられている。その他は図１０に示すものと同じである。

図１２に示すものは、仕切り部材１８を開口部８に一つ設けたものであり、その他は図１０に示すものとほぼ同じである。

上記図１０～図１２に示す実施の形態によれば、開口部８が拡声器型であるので、集音効果が向上する。

図１３に示すものは、前面板１１の端部１６や、仕切り部材１８の端部に音エネルギー吸収部２１を設け、進入通路１７を通過する騒音の音エネルギーを低減させるものである。この音エネルギー吸収部２１は、端部の表面に凹凸を設け、音エネルギー摩擦の効果で振動及び熱エネルギーに転換させるものである。

図１４に示すものは、前記特殊吸音材２０の具体例の一例を示すものである。特殊吸音材２０は、パンチングメタル等を折り曲げ成型して形成されている。パンチングメタルの丸穴や長穴の寸法、折り曲げピッチ、板厚、板幅を変えることにより、吸音効果を向上させることができる。

図１５、１６に示すものは、特殊吸音材２０の他の例である。図に示すように縦金属板２０ａと横金属板２０ｂを、四ツ目編み状に組み合わせることにより、金属板平織吸音材２０を構成することができる。

一方の金属板を鋼線に変えることが出来る。図１７に示すものは、縦材を鋼線２０ａとしたものである。

このような四ツ目編み状の特殊吸音材２０は、縦材２０ａと横材２０ｂとの間に空気層ができる。音は、空気の流れではなく、粗密で空気を媒体として伝達される。その方向は指向性はあるものの直進と回折の性質があり、波長より小さい物体に対しては、音は廻り込んでいく。それを利用して吸音性能を得る。金属板２０ａ、ｂの板厚、板幅を変えて各周波数対応する。板厚は０．１ｍｍ～０．３ｍｍである。板材２０ａ、ｂの表面を粗面とすることで、吸音性能が向上する。

このような特殊吸音材２０を開口部８を塞ぐように配置することにより、吸音空間７に入る騒音を低減させるとともに、中に入った音を外に逃がさない効果が向上する。

図１８に示すものは、第９の実施の形態に係わり、共振手段１０を放射型にして吸音性の向上を図ったものである。

すなわち、開口部８に対面して、放射型の共振手段１０を吸音空間７内に配置したものである。共振手段１０の板状材９は、放射角度を変えて複数枚が配置されている。いちばん外側の板状材９の傾斜角度に平行に、前面板１１の端部１６が配置されている。この端部１６と板状材９間の隙間が進入通路１７とされている。

図１９に示すものは、第１０の実施の形態に係わり、前面板１１が山形に形成され、その谷底側端部１６の間が開口部８とされ、この開口部８に共振手段１０の板状部材９が、幅方向Ｗに所定間隔を置いて複数枚配置されている。

図２０に示すものは、第１１の実施の形態に係わり、前面板１１の端部に、Ｊ字状の板状材９が取り付けられている。この実施の形態では、板状材９で進入通路１７が形成されて、音の通路を曲げている。

図２１に示すものは、第１２の実施の形態に係わり、開口部８に共振手段１０が配置されている。板状材９の振動板形状（大きさ、厚み、枚数）を変えたものである。

図２２に示すものは、音源からの騒音が斜め下方から来る場合のものであり、前面板１１の端部１６が音の進行方向に沿った角度で形成されており、その端部に、板状材９が放射角度を変えて複数枚設けられている。

図２３に示すものは、吸音装置として建物の天井に設けられたものに用いられる吸音板ユニット４の一例であり、前面板１１の端部１６間に形成される開口部８に対面して、共振手段１０である板状材９が台形状に配置されている。

地方独立法人大阪産業技術研究所において、装置番号：Ａ６００１，装置構成・型番：ブリュエル・ケアー Ｔｙｐｅ４２０６の「吸音率測定システム」により、垂直入射による吸音率測定を行った。なお、この吸音率測定システムに使用される「テストピース」の直径は１００ｍｍである。測定手法は、２マイクロホン法（伝達関数法）である。適用規格は、ＩＳＯ１０５３４－２及びＡＳＴＭＥ１０５０である。測定周波数範囲は、１００から１６００Ｈｚである。

図２４、図２５に示すものは、前記「吸音率測定システム」に使用した第１テストピースである。この第１テストピースは、前記図２３に示す吸音板ユニット４に対応したものある。

第１テストピースは、直径９９ｍｍの円形の前面板１１と、板状材９を有する。前面板１１のセンターに幅２０ｍｍの開口部８が形成されている。前面板１１は厚み１．０ｍｍのアルミ板である。前面板１１の背後に所定厚みの「背後空気層」が形成されている。板状材９は、厚み０．２７ｍｍのトタン板を折り曲げて、集音型に成型されて、開口部８に対面して振動板として配置されている。

なお、前記「背後空気層」の厚みは、前記図２３における板状材９と後面板１３との距離をいう。吸率音測定システムには、後面板１３に相当する部材が設けられている。

図２６は、前記「背後空気層」を２０ｍｍとした時の第１テストピースの吸音率測定結果のグラフである。このグラフの縦軸が吸音率（０～１．０）とされ、横軸が音源の周波数（Ｈｚ）とされている。音源より、１００～１６００Ｈｚの音がテストピースに対して垂直入射され、その吸音率の測定結果が示されている。同グラフによれば、吸音率の良い「代表周波数」は、１２００Ｈｚである。

図２７は、「背後空気層」を３０ｍｍとした場合であり、「代表周波数」は、８００Ｈｚである。

以上のことから、「背後空気層」の厚さを変えることにより、「代表周波数」を変えられることが分かる。

図２８に示すものは、第２テストピースであり、前記図４～図６に示す第２、３の実施の形態の吸音装置の吸音板ユニット４に対応したものある。

第２テストピースは、直径９９ｍｍ、厚み１．０ｍｍのアルミ板の前面板１１を有し、この前面板１１に幅１７ｍｍの開口部８が設けられている。この開口部８は、前面板１１を直角に折り曲げた端部１６によって形成されている。開口部８の中央に断面コ字型の仕切り部材１８が配置され、仕切り部材１８で分割された開口部８に板状材９が、端部１６と平行に配置されている。

図２９に示すものは、４種類の板状材９であり、厚み０．２７ｍｍのトタン板である。この板状材９の中心に、長さの異なる長孔９ｂが形成されている。

図３０に示すものは、図２９に示す板状材９の長孔９ｂをセンターにして二つ折りされたものである。この二つ折りされた板状材９が、その折り目（長孔９ｂ）が音の進入側になるよう、図２８に示すように開口部８に、複数枚が所定間隔を有して振動板として配置されている。
長孔９ｂの寸法、形状を変えることにより、板状材９のバネ定数に変化を持たせることができる。振動板としての固有振動周波数領域を広げることができる。

図３１は、「背後空気層」を２０ｍｍとした場合の第２テストピースの吸音率のグラフであり、代表周波数は１２００Ｈｚである。背後空気層の厚みは、図２８における板状材９の後端から後面板（図示省略）までの距離である。
グラフは図示省略するが、「背後空気層」を２５ｍｍとした場合、「代表周波数」は１０００Ｈｚである。

図３２に示すものは、第３テストピースである。この第３テストピースは、前記図２及び図３に示す第１の実施の形態の吸音装置の吸音板ユニット４に対応したものある。

第３テストピースは、直径９９ｍｍの円形の前面板１１を有する。前面板１１に幅１５ｍｍの開口部８が形成されている。前面板１１は厚み１．０ｍｍのアルミ板である。開口部８を挟んだ前面板１１の背面側に、前面板１１と平行になるよう、折り曲げ成型された２枚の板状材９が振動板として配置されている。その後に、１枚の両端部９ａのみを折り曲げた板状材９が開口部８を塞ぐように配置されている。

図３３に示すように、板状材９は、厚み０．２７ｍｍのトタン板を折り曲げ成型し、その両端部９ａはＬ字状に背後空気層に突出している。両端部９ａは位置ずれするよう折り曲げられている。幅の異なる板状材９が所定隙間を有して複数枚重ねられている。複数枚の板状材９は、折り曲げ部が開口部８のセンターに順次近づくように、ずらされて配置されている。

図３４は、「背後空気層」を２０ｍｍとした時の第３テストピースの吸音率測定結果のグラフであり、「代表周波数」は、８５０Ｈｚである。
図示省略するが、「背後空気層」を４０ｍｍとした場合、「代表周波数」は、５５０Ｈｚである。

図３５及び図３６に示すものは、第４テストピースである。この第４テストピースは、直径９９ｍｍの円形の前面板１１を有する。前面板１１は厚み０．２７ｍｍのトタン板である。前面板１１に幅広の大きな開口部８が形成されている。開口部８の前面板端部１６は直角に折り曲げられた後、さらに前面板１１と平行になるよう端部が折り曲げられて、段部１６ａを形成している。両側の段部１６ａの間に小開口部８ａが形成されている。この段部１６ａの前面に、複数枚の板状材９が振動板として所定間隔を有して積層されている。

板状材９は、厚み０．２７ｍｍのトタン板を、前記図３０に示すように折り曲げ成型したものである。長孔９ｂが外側になり、かつ、その位置が開口部８の幅方向にずれるように積層されている。板状材９の対向端部間の距離は、小開口部８ａの開口幅を保って積層されている。

小開口部８ａの前面側は前遮蔽板２２で閉じられている。小開口部８ａの後ろ側は、背後空気層に音の進入を許容する空間を有して後遮蔽板２３が配置されている。
図示省略するが、「背後空気層」を２５ｍｍとした時の「代表周波数」は、１１００Ｈｚである。「背後空気層」を４０ｍｍとした場合、「代表周波数」は、８００Ｈｚである

図３７及び図３８に示すものは、第５テストピースである。この第５テストピースは、直径９９ｍｍの円形の前面板１１を有する。前面板１１は厚み０．２７ｍｍのトタン板である。前面板１１に幅広の大きな開口部８が形成されている。開口部８の前面板端部１６は直角に折り曲げられた後、さらに前面板１１と平行になるよう端部が折り曲げられて、段部１６ａを形成している。両側の段部１６ａの間に小開口部８ａが形成されている。この段部１６ａの前面に、複数枚の板状材９が振動板として所定間隔を有して積層されている。

板状材９は、厚み０．５ｍｍのアルミ板を、前記図３０に示すように折り曲げ成型したものである。同じ幅のものが６層に積層されている。

小開口部８ａの前面側は前遮蔽板２２で閉じられているが、小開口部８ａの後ろ側は、背後空気層に開放されている。

図示省略するが、「背後空気層」を２０ｍｍとした時の「代表周波数」は、１１００Ｈｚである。「背後空気層」を３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は、８００Ｈｚである。

なお、第４、第５テストピースにおける「背後空気層」の厚みは、段部１６ａからの距離である。

図３９に示すものは、第６テストピースである。この第６テストピースは、直径９９ｍｍの円形の前面板１１を有する。前面板１１は厚み０．２７ｍｍのトタン板である。前面板１１に開口部８が形成されている。開口部８の前面板端部１６は内側に折り曲げられた後、さらに前面板１１と平行になるよう端部が内側に折り曲げられて、段部１６ｂを形成している。この段部１６ｂの背面に、複数枚の板状材９が振動板として所定間隔を有して積層されている。

板状材９は、厚み０．５ｍｍのアルミ板を、前記図３０に示すように折り曲げ成型したものである。同じ幅のものが６層に積層されている。板状材９の背面で、開口部８は、後遮蔽板２３で閉じられている。

図４０は、「背後空気層」を１５ｍｍとした時の第６テストピースの吸音率測定結果のグラフである。
なお、第６テストピースにおける「背後空気層」の厚みは、後遮蔽板２３からの距離である。

図４１に示すものは、第７テストピースである。この第７テストピースは、直径９９ｍｍの円形の前面板１１を有する。前面板１１は厚み０．２７ｍｍのトタン板である。前面板１１の二か所に開口部８が形成されている。各開口部８に板状材９が振動板として配置されている。

図４２に示すように、板状材９は、厚み０．５ｍｍのアルミ板であり、両端の端部９ａの間に、長孔９ｂと丸穴９ｃの列が複数列形成されている。端部９ａ、長孔９ｂ、丸穴９ｃの列を折り目として折り曲げ成型されたものである。この折り畳まれた板状材９は、開口部８を塞ぐように、その両端部９ａが、図４１に示すように、前面板１１の背面に取り付けられている。なお、この板状材９は、前記図１４に示す特殊吸音材２０に対応するものである。

図示省略するが、「背後空気層」を３０ｍｍとした時の第７テストピースの「代表周波数」は、１１５０Ｈｚである。

図４３に示すものは、第８テストピースであり、前記図１８に示す第９の実施の形態の吸音装置の吸音板ユニット４に対応したものある。

第８テストピースは、厚み１．０ｍｍのアルミ板の前面板１１を有し、前面板１１に幅２３ｍｍの開口部８が設けられ、この開口部８に板状材９が配置されている。

板状材９は、厚み０．５ｍｍのアルミ板をコ字状に折り曲げるか、アルミ押し出し型材で製作されている。６個の折り曲げ成型された板状材９が、所定隙間を有して放射状に配置されている。

図示省略するが、「背後空気層」を１０ｍｍとした時の「代表周波数」は、７００Ｈｚである。「背後空気層」を１５ｍｍとした場合であり、「代表周波数」は、５００Ｈｚである

図４４に示すものは、第９テストピースであり、前記図１５及び図１６示す特殊吸音材２０に対応する。

この第９テストピースは、図１５、図１６に示すように縦板２０ａと横板２０ｂを編んで、四ツ目編み構造体としたものを前面板１１としたものであり、後面板との間の背後空気層には振動吸収部材は配置していない。四ツ目編み構造体の隙間が音進入通路となり、この特殊吸音材２０自体が振動吸収部材として機能するものである。

編み板の縦板２０ａと横板２０ｂの材質や厚み幅、及び、背後空気層を各種変化させた場合の吸音率を測定した。その吸音率測定結果のグラフが、図４５及び図４６に示されている。

第９テストピースの構成、背後空気層、吸収のよい代表周波数、及び、図番の関係を、下記「表１」に示す。

図４７に示すものは、第１０テストピースであり、四ツ目編み構造体の特殊吸音材２０を折り曲げたものである。縦板、横板は、厚さ０．２ｍｍのアルミの帯板である。横板の幅は９ｍｍで、縦板の幅は、６／６．５／７／７．５／８／８．５／９／９．５ｍｍである。

図４８は、「背後空気層」を１５ｍｍとした時の第１０テストピースの吸音率測定結果のグラフであり、「代表周波数」は、１０００Ｈｚである。

このグラフより、四ツ目編み構造体を折り曲げることにより、吸音面積を広げることで、吸音率の高い周波数領域を広げることが可能となることが分かる。

図４９は、第１１テストピースである。第１１テストピースは、図４４に示す四ツ目編み構造の特殊吸音材２０の前面を、開口部を有するカバー部材２４で被覆し、前面板１１の吸音面積を３割減少させたものである。前面板１１は、板厚０．２７ｍｍのトタン塗装編み板で、横板の幅は７ｍｍで、縦板の幅は、８／１１／１２／１３／１４／８ｍｍで、前記「表１」の「６」の試験に使用した四ツ目編み構造体と同じである。

図５０は、「背後空気層」を４０ｍｍとした時の第１１テストピースの吸音率測定結果のグラフであり、「代表周波数」は、９００Ｈｚである。

この試験は、殊吸音材２０をカバー部材２４で覆うことにより、吸音面積が前記「表１」の「６」に示すものに対して３割程度低下しているが、吸音率は１０％程度の低下である。

図示省略するが、透明のポリカーボネートからなる厚み０．５ｍｍの帯板を、図４４に示すように編んだテストピースの吸音率測定を行った。その結果、「背後空気層」が５０ｍｍの場合、「代表周波数」は１０００Hｚである。

また、木材の「ひのき」の厚さ０．５ｍｍの帯板を図４４に示すように編んだテストピースの吸音率測定を行った。縦板の幅は、１０／２０／１０／２０／１０／２０／１０ｍｍであり、横板の幅は１０ｍｍ一定である。「背後空気層」は４０mmで、「代表周波数」は１０００Hｚであった。

上記テスト結果から、図１５に示す四ツ目編み構造体の特殊吸音材２０を、図１０や図１２に示すように板状材９と組み合わせて使用することなく、特殊吸音材２０単独で開口部８を塞ぐように用いても、吸音装置として機能する。

また、この四ツ目編み構造体の特殊吸音材２０を、前面板１１として使用することができる。この場合、吸音空間に連通する開口部は、縦板２０ａと横板２０ｂの編み目の隙間により形成される。この特殊吸音材２０自体が振動吸収版として機能する。

図５１に示すものは、第１２テストピースであり、図１０及び図１２に記載の特殊吸音材２０に対応するものである。このテストピースは、特殊吸音材２０を前面板１１としたものである。

この第１２テストピースは、直径９９．５ｍｍの吸音スリット板２５を有する。このスリット板２５に、図に示すようなスリット２６が形成されている。スリット２６の溝幅は０．１ｍｍであり、レーザ加工で形成されている。このスリット２６を音が通過するとき、スリット板２５は振動吸収板として機能する。

図５２は、第１２テストピースの吸音率測定結果のグラフであり、吸音スリット板２５は厚み０．５ｍｍのステンレス板で、「背後空気層」は３０ｍｍとした場合で、「代表周波数」は、１２００Ｈｚである。

図５３は、「背後空気層」を４０ｍｍとした場合で、「代表周波数」は１０００Ｈｚである。

図示省略するが、吸音スリット板２５を厚み１．０ｍｍのアルミ板とし、「背後空気層」を３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は１０００Ｈｚである。

図５４に示すものは、第１３テストピースであり、吸音スリット板２５に、図に示すようなスリット２６が形成されている。スリット２６の溝幅は０．１ｍｍであり、レーザ加工で形成されている。

図示省略するが、第１３テストピースの円板の吸音スリット板２５の厚みは０．５ｍｍのステンレス板で、「背後空気層」は３０ｍｍとした場合で、「代表周波数」は、１０００Ｈｚである。「背後空気層」を５０ｍｍとした場合、「代表周波数」は８００Ｈｚである。また、吸音スリット板２５を厚み１．０ｍｍのアルミ板とし、「背後空気層」を３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は８００Ｈｚである。

図５５に示すものは、第１４テストピースであり、吸音スリット板２５に、図に示すようなひし形スリット２６が形成されている。スリット２６の溝幅は０．１ｍｍであり、レーザ加工で形成されている。

図示省略するが、第１４テストピースの吸音スリット板２５を厚み０．５ｍｍのステンレス板で、「背後空気層」は３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は、１５００Ｈｚである。「背後空気層」を４０ｍｍとした場合で、「代表周波数」は１３００Ｈｚである。

また、スリット板２５を１０ｍｍ間隔で２枚配置し、「背後空気層」を３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は１１００Ｈｚである。「背後空気層」を４０ｍｍとした場合、「代表周波数」は９００Ｈｚである。

図５６に示すものは、第１５テストピースであり、吸音スリット板２５に、図に示すような放射状スリット２６が形成されている。スリット２６の溝幅は０．１ｍｍであり、レーザ加工で形成されている。

図示省略するが、第１５テストピースの吸音スリット板２５は厚み０．５ｍｍのステンレス板で、「背後空気層」は３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は、１０００Ｈｚである。「背後空気層」を５０ｍｍとした場合で、「代表周波数」は７５０Ｈｚである。

吸音スリット板２５は厚み０．５ｍｍのアルミ板として、「背後空気層」を１０ｍｍとした場合、「代表周波数」は１０００Ｈｚである。２枚配置で、「背後空気層」を３０ｍｍとした場合、「代表周波数」は５００Ｈｚである。

図５７に示すものは、第１６テストピースであり、吸音スリット板２５に、図に示すような卍字状スリット２６が形成されている。スリット２６の溝幅は０．３ｍｍであり、レーザ加工で形成されている。

図５８は、第１６テストピースの吸音率測定結果のグラフであり、吸音スリット板２５は厚み０．５ｍｍのステンレス板で、「背後空気層」は３０ｍｍとした場合で、「代表周波数」は、１１００Ｈｚである。

上記測定結果より、次のことがいえる。

スリット２６を音が通過するとき、吸音スリット板２５が振動板として機能し、溝幅が０．３ｍｍ以上になると吸音性能が低下する。したがって、溝幅は、０．１～０．２ｍｍが好ましい。

スリットで描く形状を変えることにより、バネ定数を変化させることができ、吸音領域（周波数）を変えることが可能である。バネ定数を変化させることで背後空気層の変化（パネルの厚さ）が可能となる。バネ定数が増えると共振する周波数が多く出現する傾向にある。

空気層を変えると吸音代表周波数を自在に変えることが可能である。

また、上記テスト結果から、レーザ加工によりスリットを形成した板材を、図１０や図１２に示す特殊吸音材２０として用いることができる。また、スリット加工の特殊吸音材２０を、図１０や図１２に示すように板状材９と組み合わせて使用することなく、特殊吸音材２０単独で開口部８を塞ぐように用いても、吸音装置として機能する。

また、このレーザ加工の特殊吸音材２０を、前面板１１として使用することができる。この場合、吸音空間に連通する開口部は、スリット２６により形成される。この特殊吸音材２０自体が振動吸収板として機能する。

図５９に示すものは、本発明の第１３の実施の形態である。この実施の形態の吸音板ユニット４は、前面部５を構成する前面板１１と、後面部６を構成する後面板１３と、前面板１１と後面板１３の間を塞ぐ上面部１５を有する。前面板１１と後面板１３の間が、吸音空間７であり、「背後空気層」を形成している。

同図（ａ）に示すものは、背後空気層変化型で、低～中周波数対応であり、（ｂ）に示すものは、背後空気層厚型で、低周波数対応であり、（ｃ）に示すものは、背後空気層薄型で、中周波数対応である。

図６０に示すものは、第１３の実施の形態の第１実施例であり、図５９に示す前面板１１が、四ツ目編み構造体の特殊吸音材２０で形成されている。

図６１に示すものは、第１３の実施の形態の第２実施例であり、図５９に示す前面板１１が、吸音スリット板２５で形成されている。

図６２に示すものは、本発明の第１４の実施の形態である。この実施の形態は、室内の天井や壁面に取付金具２７を介して前面板１１を取り付け、天井面や壁面を後面板１３とするものである。前面板１１と、後面板１３との間の吸音空間７が「背後空気層」を形成している。

前面板１１として四ツ目編み構造体の特殊吸音材２０や吸音スリット板２５が用いられる。

図６３に示すものは、取付金具２７がスパンドレール方式とされたものである。取付金具の一方が取付ネジ２８で壁面１３に固定され、他方がネジ２８を覆うように差し込まれたものであり、取付ネジ２８が外部から見えないようにされている。この取付金具２７に特殊吸音材２０や吸音スリット板２５からなる前面板１１が取り付けられる。

図６４に示すものは、取付金具２７がハット型鋼板で形成されたものであり、取付ネジ２８が外部から見えるものである。この取付金具２７に特殊吸音材２０や吸音スリット板２５からなる前面板１１が取り付けられる。この取付金具２７は左右分離されたものが例示されているが、一体成型されたものであってもよい。

本発明は、上記各実施の形態に示されたもの、又は、テストピースに示されたものに限定されない。例えば、テストピースで示された構成を吸音板ユニットにする場合、前面板とするか、前面板の背後空間内に配置するか、開口部に配置するか等、その配置は任意である。

本発明の実施の形態では、音源側の前面部と、該前面部の反対側の後面部とを有し、前記前面部と後面部間に吸音空間が形成され、該吸音空間に連通する開口部が前記前面部に設けられた吸音板ユニットにおいて、前記前面部は、縦材と横材とからなる四ツ目編み構造体で構成され、前記開口部は、前記四ツ目編み構造体の隙間により形成されている吸音板ユニットとすることができる。

また本発明の実施の形態として、音源側の前面部と、該前面部の反対側の後面部とを有し、前記前面部と後面部間に吸音空間が形成され、該吸音空間に連通する開口部が前記前面部に設けられた吸音板ユニットにおいて、前記前面部は、板材から構成され、前記開口部は、前記板材にレーザ加工により形成されたスリットからなる吸音板ユニットとすることができる。。

上記各実施の形態において、吸音板ユニット４は、金属材料のリサイクル可能な素材で構成されているので、従来の樹脂製品等のものに比べてリサイクルが可能になる。また、共振手段１０が、共振数が異なる複数の板状材９で構成されているので、吸音周波数領域帯を広げることができる。

本実施の形態では、吸音装置として道路の防音壁１を例示したが、本発明は、これに限らず、空調設備の排気・吸気装置に設置される吸音板ユニット、又は、天井材・壁材に設置される室内吸音板ユニット等を備えるものであってもよい。図１に示す「音源」は自動車に限らず、機械・工場・プラント等であってもよい。また、リサイクル可能なものであれば、金属材料に限定されるものではない。

本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 防音壁
２ 基礎外壁
３ 支柱
４ 吸音板ユニット
５ 前面部
６ 後面部
７ 吸音空間
８ 開口部（８ａ：小開口部）
９ 板状材（９ａ：端部、９ｂ：長孔 ９ｃ：丸穴）
１０ 共振手段
１１ 前面板
１２ スリット板
１３ 後面板
１４ 突条
１５ 上面部
１６ 前面板の端部（１６ａ：段部 １６ｂ：段部）
１７ 進入通路
１８ 仕切り部材
１９ 仕切り板
２０ 特殊吸音材（２０ａ：縦材、２０ｂ：横材）
２１ 音エネルギー吸収部
２２ 前遮蔽板
２３ 後遮蔽板
２４ カバー部材
２５ 吸音スリット板
２６ スリット
２７ 取付金具
２８ 取付ネジ
Ｌ 長手方向
Ｗ 幅方向
Ｔ 厚み方向

Claims (11)

1. 音源側の前面部と、該前面部の反対側の後面部とを有し、前記前面部と後面部間に吸音空間が形成され、該吸音空間に連通する開口部が前記前面部に設けられた吸音板ユニットにおいて、
   前記吸音空間に、リサイクル可能な金属材料の板状材で構成された共振手段が配置され、
   前記共振手段は、前記板状材が共鳴室を構成するのではなく、それ自体で共振して吸音するよう構成された吸音板ユニット。
2. 前記板状材は、共振数が異なる複数の平板状材で構成されている請求項1記載の吸音板ユニット。
3. 前記吸音板ユニットは、互いに直行する長手方向・幅方向・厚み方向の寸法を有し、前記開口部は、長手方向に沿って連続し、幅方向に沿って複数設けられており、前記板状材は、前記各開口部に対応して前記長手方向に沿って配置されている請求項２記載の吸音板ユニット。
4. 前記板状材は、前記厚み方向に平行に配置されている請求項３記載の吸音板ユニット。
5. 前記板状材は、前記幅方向に平行に配置されている請求項３記載の吸音板ユニット。
6. 前記板状材は、前記厚み方向に対して所定角度を有して配置されている請求項３記載の吸音板ユニット。
7. 前記板状材は、前記幅・厚み方向断面において渦巻き状に形成されている請求項３記載の吸音板ユニット。
8. 音源側の前面部と、該前面部の反対側の後面部と、前記前面部と後面部間に形成された吸音空間に連通すべく前記前面部に設けられた開口部からの音を吸音する吸音手段とが、リサイクル可能な金属製部材で構成され、
   前記吸音手段は、前記共振手段で構成されている請求項１記載の吸音板ユニット。
9. 前記吸音手段は、縦材と横材とからなる四ツ目編み構造体で構成されて前記前面部とされ、
   前記開口部は、前記四ツ目編み構造体の編み目の隙間により形成されている請求項８記載の吸音板ユニット。
10. 前記吸音手段は、レーザ加工により形成されたスリットを有する板材から構成されて前記前面部とされ、
    前記開口部は、前記スリットからなる請求項８記載の吸音板ユニット。
11. 請求項１～１０のいずれか一つに記載の吸音板ユニットを用いた吸音装置。

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