JPH03197743A - 遮音パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軽量かつ薄型で、高遮音性を有する建築用
遮音パネルに関する。

〔従来の技術〕

従来、軽量で遮音性が高い建築用パネルとしては、第４
図にみるように、２枚の板１．１が、ガラスウール、ウ
レタンフオームなどの多孔質吸音材料からなるコア材２
を挟むようにしてなる二重パネル３が一般的である。

〔発明が解決しようとする課題〕

この二重パネル３の遮音性能上の特徴として、■低音域
における多孔質吸音材料２の吸音率が低いため、低音域
における透過損失が、中空の二重パネルに比べてあまり
増加しないこと、■二重壁特有の低音域における共鳴に
より、特定の周波数ｆ　ｒｅで透過損失の低下が起こる
こと等が挙げられる。たとえば、第５図（ａ）にみるよ
うに、２枚の板１．１を間隔７５鶴で配置してなる、コ
ア材が空気層４のみの二重パネル５ａと、−同図山）に
みるように、２枚の板１．１の間に、厚さ５０鶴の空気
層４を残して、コア材としてのガラスウール６を充填し
た二重パネル５ｂの透過損失を１００Ｈｚ〜４　ＫＨｚ
の音域で測定すると、同図（Ｃ）にみるようであって、
前記特徴■、■を裏付ける結果になっている。

なお、前記特定の周波数ｆ　ｒｅは、下式（１）によっ
て表される。

〔式中、ρは空気の密度、Ｃは空気の音速、ｍは両側の板の面重量、ｄは両側の板の間隔をそれぞれ表す、〕

この式（１）より、ｆ　ｒｓを１００Ｈｚ以下に移行さ
せ、建築音響上重要な周波数帯域である１００Ｈｚ〜４
にＨｚにおいて透過損失を向上させるためには、非常に
厚いパネルとする必要があることがわかる。なお、パネ
ルの両側の板の面重量を増やせば、透過損失は増加する
が、質量則により、板の総重量を２倍にしても、約６ｄ
ＢＬか遮音性能は向上しないため、大幅に透過損失を向
上しようとすると、非常に重いパネルになってしまう。

ところで、遮音性能向上のための基本原理として、音波
を伝える媒質の音速の違いによって起こる屈折現象に基
づく音波の反射現象がある。このことを説明するために
、たとえば、第６図（ａｌにみるように、１枚の板１を
挟んで、音速の違う気体７ａと気体７ｂが存在する場合
を考える。ここで、気体７ａの音速をＣ１、気体７ｂの
音速をＣｈとする。板１に気体７ａ側から音波８が入射
するとき、Ｃａ　＞Ｃｂであれば、音波８は、同図ｆｂ
）にみるように板１を透過し、ｃａ＜ｃｂであれば、音
波８は、同図（Ｃ）にみるように屈折して板１を透過し
て、気体７ｂ側へ進行する。この時の音波８の入射角θ
１、屈折角θ３、および、音速Ｃ１、ＣａＯ間には、下
式（２）のような関係がある。

ところが、ｃａ＜ｃｈの時において、同図（ｄ）にみる
ように、下式（３）により決定される臨界角θθ　＝　
５ｉｎ−’　（Ｃａ　／　Ｃｂ）　　　　−（３）より
大きい入射角で気体０１側から入射する音波、すなわち
、領域９に存在する音波は、気体７ａと板１との境界面
で全反射され、気体７ｂ側へ伝搬していかないため、Ｃ
ａ＞Ｃｂのときに比べて音波の透過損失が大きくなるの
である。

このことを実験的に確認するために、第７図（ａ）にみ
るように、２枚の板１．１で枠１１を挟み、これによっ
てできた内部空間１０に、音速が約１０００　ｍ／ｓｅ
ｃであるヘリウムガスを封入した二重パネル１２を作製
して、その透過損失を測定した。その結果を○印で、ま
た、ヘリウムガスを封入せず空気とした他は同構造の二
重パネルの透過損失をΔ印でそれぞれプロットし、グラ
フ化したものを同図中）に示す。この図にみるように、
音速が空気（約３４０１１１／ｓｅｃ　）より大きいヘ
リウムガスを充填した二重パネル１２の透過損失は、測
定した１２５Ｈｚ〜４にＨｚのいずれの音域においても
、内部空間の気体が空気である二重パネルの透過損失を
上回っている。

しかし、パネルを構成する板１および枠１１が、建築上
よく使われる合板や、石膏ボードである場合、空気とは
音速の異なる気体を２枚の板の間に長期的に封入してお
くことが難しく、所望の遮音性を長期間維持することが
できない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の事情に鑑み、この発明は、軽量かつ薄型で、高性
能の遮音性を長期間維持することができる遮音パネルを
提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため１、この発明は、２枚の板がコ
ア材を挟むようにしてなる遮音パネルであって、前記コ
ア材が、音速が空気と異なる気体を封入した中空セルで
あることを特徴とする。

〔作　　　用〕

この発明にかかる遮音パネルにおいては、２枚の板の間
に、音速が空気とは異なる気体を内部に封入した中空セ
ルがコア材として多数充填されているため、上記多数の
中空セル表面で音波の反射が乱雑に起こって、透過損失
が増大する。そのため、上記遮音パネルは、軽量かつ薄
型であっても、高遮音性を有するものとなっている。ま
た、上記気体が上記中空セルに封入されていて漏れ出な
いため、その高遮音性を長期間維持できるものとなって
いる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明にかかる遮音パネルを実施例に基づい
て詳しく説明する。なお、この発明は以下の実施例に限
定されない。

第１図は第１実施例を表す。この遮音パネルＡは、図（
ａ）にみるように、外径２〜５ｍ１１、内径１〜４、５
　ｍｍのガラス製の殻壁１３を有し、その中空部分１０
にヘリウムガスを９．３Ｘ１０−〜８．５　Ｘ　１（Ｉ
”ｍｇ封入′した球状のマイクロセル１４を、図（ｂ）
にみるように、間隔１５ｍで配置された厚さ１２鶴の２
枚の石膏ボード１５．１５の間に多数充填し、さらに、
枠１１でパネル周辺を囲んでマイクロセル１４がパネル
外にこぼれ出ないようにしたものである。

第２図は第２実施例を表す。図にみるように、この遮音
パネルＢは、上記第１実施例にかかる遮音パネルにおい
て、２枚の石膏ボード１５．１５の間に充填されている
マイクロセル１４同士の隙間に、従来の遮音パネルと同
様に、発泡ウレタンなどの多孔質吸音材料２が充填され
ていること以外は、上記遮音パネルＡと同様の構成を持
つものである。このような多孔質吸音材料２の存在によ
り、この遮音パネルＢは、遮音パネルＡに比べて、マイ
クロセル１４の位置が固定され、隣接するマイクロセル
１４が互いに衝突して割れたりすることがなくなってい
るとともに、遮音性能がさらに向上したものとなってい
る。

第３図は第３実施例を表す０図にみるように、この遮音
パネルＣは、間隔３０ｍで配置された２枚の石膏ボード
１５．１５の間に、ヘリウムガスを封入したマイクロセ
ル１４に加えて、マイクロセル１４と同内外径、同材質
だが、ヘリウムガスの代わりに六フッ化イオウ３．４Ｘ
１０−”〜３．１×１ＣＩ’Ｂを封入したマイクロセル
１５を共に多数充填し、さらに、枠１１でパネル周辺を
囲んでマイクロセル１４およびマイクロセル１６がパネ
ル外にこぼれ出ないようにしたものである。この遮音パ
ネルＣにおいては、六フッ化イオウ中の音速が約１６０
１ｗ／ｓｅｃと空気中より遅く、六フッ化イオウを封入
したマイクロセル１６の殻壁から、ヘリウムガスを封入
したマイクロセル１４の殻壁へ直接音波が伝わるとき、
臨界角がさらに小さくなる。そのため、この遮音パネル
Ｃは、遮音パネルＡに比べて、遮音性能がさらに向上し
たものとなっている。

なお、この発明にかかる遮音パネルにおいて用いられる
中空セルの材質としては、特に限定されず、上記実施例
のようなガラスの他に、たとえば、アクリル、ポリアク
リルなどの樹脂、ゴム等が挙げられる。マイクロセルの
大きさは特に限定されるわけではないが、外径０．０１
〜１００ｆｉ、内径ｏ、　ｏ　ｏ　ｓ〜９９龍程度が好
ましい。マイクロセルに封入される空気とは音速の異な
る気体としては、特に限定されず、たとえば、音速が空
気より大きいものとしては上記ヘリウムガスの他に水素
等が、また、音速が空気より小さいものとしては上記六
フッ化イオウの他にフレオンガス、窒素等が、それぞれ
挙げられる。それら中空セルに封入される気体の量も特
に限定されないが、５×１０−１〜５×１０″ｌＩＩｇ
程度が好ましい。

遮音パネルの表裏面板は、上記実施例で使用されている
石膏ボードに限定されるわけではなく、合板、ガラス板
、鉄板等であってもよい、上記板の厚さは、１〜２０ｔ
ｍ程度が好ましいが、これに限定されない。また、上記
２枚の板を遮音パネルの表裏面に配置する間隔も、特に
限定されるわけではないが、１〜１５０ｆｌ程度が望ま
しい。

〔発明の効果〕

この発明にかかる遮音パネルは、以上のようなものであ
り、軽量かつ薄型で、高遮音性を長期間維持できる建築
用パネルとして用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図＋８）は、第１〜３実施例で用いられるマイクロ
セルの構造を説明する断面図、同図（ｂ）は、第１実施
例にかか、る遮音パネルの構造を説明する一部切り欠き
斜視図、第２図は、第２実施例にかかる遮音パネルの構
造を説明する一部切り欠き斜視図、第３図は、第３実施
例にかかる遮音パネルの構造を説明する一部切り欠き斜
視図、第４図は、従来の遮音パネルの構造を説明する一
部切り欠き斜視図、第５図１８）は、中空の二重パネル
の側断面図、同図偽）は、同二重パネルの中空部分の一
部にガラスウールを挿入した二重パネルの側断面図、同
図（Ｃ）は、上記２種類の二重パネルの透過損失の測定
結果を示すグラフ、第６図（ａ）ないしくｄ）は、音波
の反射現象を説明する図、第７図（ａ）は、コア材とし
てヘリウムガスを封入した二重パネルの一部切り欠き斜
視図、同図（ト））は、上記ヘリウムガスを封入した二
重パネルおよび空気封入の二重パネルの透過損失の測定
結果を示すグラフである。 ＡＳＢＳＣ・・・遮音パネル　１４・・・ヘリウムガス
を封入したマイクロセル　１６・・・六フッ化イオウを
封入したマイクロセル　１５・・・石膏ボード　１１・
・・枠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　２枚の板がコア材を挟むようにしてなる遮音パネル
   であって、前記コア材が、音速が空気と異なる気体を封
   入した中空セルであることを特徴とする遮音パネル。