JPH04296798A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軽量化・薄型化に適
し、低周波域において優れた遮音性能を有する遮音パネ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軽量で遮音性能が比較的良好な建
築用途用の遮音パネルとしては、図６に示すような２枚
の表面板２０、２０が、グラスウール、ウレタンフォー
ムなどの多孔質吸音材からなるコア材２１を挟むように
してなる２重パネルがある。この２重パネルの遮音性能
上の難点として、■上記多孔質吸音材は低周波域の吸音
率が低いため、低周波域における透過損失が中空の場合
に比べてさほど増加しないこと、■２重パネル特有の共
鳴透過現象により低周波域において特定の周波数ｆｒｍ
ｄ（パネル共鳴透過周波数）で透過損失の著しい低下が
起こることが挙げられる。

【０００３】例えば、図７にみるように、２枚の表面板
２０、２０を間隔７５ｍｍで配置してある中空（コア部
分全体が空気層２２）の２重パネル３０と、図８にみる
ように、２枚の表面板２０、２０の間に、厚み５０ｍｍ
の空気層２２を残してコア材としてグラスウール２５を
充填した２重パネル４０の両パネル３０、４０の透過損
失を１００〜４ｋＨｚの範囲で測定すると、図９にみる
ように、前記難点■、■を裏付ける結果が現れる。なお
、図９においては、破線が２重パネル３０の透過損失を
示し、実線が２重パネル４０の透過損失を示している。

【０００４】２重パネルにおけるパネル共鳴透過周波数
ｆｒｍｄ　は、基本的には下記の式（１）に従う。 　　　　　　　　ｆｒｍｄ　＝０．５π−１（２ρＣ２
　／ｍｄ）１／２　　　　　・・・（１）但し、ρは空
気の密度、Ｃは空気中の音速、ｍは表面板の面重量、ｄ
は表面板の間隔である。

【０００５】式（１）から、パネル共鳴透過周波数ｆｒ
ｍｄ　を１００Ｈｚ程度の極く低い周波域に移行させて
建築用として極めて好適な遮音性能の遮音パネルにする
には、非常に厚みのあるパネルにする必要のあることが
分かる。また、パネルの両表面板の面重量を増せば透過
損失が増加し遮音性能は上がるのではあるが、重量を増
す割りには遮音性能の向上効果は小さく、それなりの遮
音性能の向上があるようにするとパネルが重くなり過ぎ
て実用的でなくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、軽量化・薄型化に適しており、しかも、低周波
域において優れた遮音性能を有する遮音パネルを提供す
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るため、この発明の遮音パネルは、２枚の表面板の間に
粉体充填部を備えた遮音パネルであって、この粉体充填
部の粉体共振周波数を、低周波域におけるパネル共鳴透
過周波数の０．７〜１．４倍の範囲にもってくるように
している。

【０００８】粉体充填部における粉体の粒径は、通常、
請求項２のように、０．５〜５００μｍ程度である。こ
の場合、粒径がある程度揃った粉体で平均粒径が０．５
〜５００μｍの範囲にあるという態様だけでなく、粒径
があまり揃ってはおらず０．５〜５００μｍの範囲の粉
体が混合された態様もある。また、粉体として、粒径１
μｍ以下の微粒子多数が集合した粉体、すなわち微粒子
が凝集した２次、あるいは、３次以上の高次粒子を用い
るようにしてもよい。粉体が１μｍ以下の微粒子多数が
集合したものである場合、粉体内に空隙があって粉体自
体が軽く、パネル重量の点で有利である。

【０００９】粉体充填部は、例えば、一面に開口を有す
る箱体に粉体が充填されてなるもの（開口は必要に応じ
て音透過性のよいシートで塞ぐ）が挙げられ、通常、こ
のような粉体充填部複数を表面板間に配設するようにす
る。粉体充填部は箱体開口面が音響的に開いた面になっ
ており、ここで音を受け粉体が強く振動して内部で音を
吸収することにより吸音作用を発揮するのである。箱体
の材料としては、アクリル、ガラス、ゴム、木、塩化ビ
ニル等が挙げられる。

【００１０】続いて、この発明における粉体充填部の粉
体共振周波数（以下、「共振周波数」と言う）について
説明する。各粉体充填部（例えば、上に説明したような
、箱体に粉体が充填されなるもの）は共振周波数に該当
する周波数の音を箱体の開口（吸音面）で受けると粉体
が強く振動して音を非常に良く吸収する。この共振周波
数の音はその前後の周波数の音よりもよく吸収され、す
なわち、この共振周波数の位置では、吸音率が極めて高
く、ピークが出る。この発明で言う共振周波数は、粉体
充填部の吸音率の対周波数特性における上記ピークが出
る位置の周波数を言う。ただ、ピークが複数の位置に出
る場合には、この発明では低周波域を問題としているた
め、最も周波数の低い位置で出るピークの周波数（通常
、１次共振周波数と呼ばれる）が共振周波数となる。

【００１１】上記のような粉体充填部の吸音率の対周波
数特性は、ＪＩＳ　　Ａ１４０９−１９７７　　「残響
室法吸音率の測定方法」に準じて求めることができる。 すなわち、この測定方法に規定する残響室に粉体充填部
を入れ、単一周波数の音を室内で発して残響時間を計測
するとともに、粉体充填部を入れていない残響室におい
ても同じ単一周波数の音を室内で発して残響時間を計測
し、下記式（２）で残響室法吸音率Ｋを求める。発生音
の周波数を次々変え、各周波数の残響室法吸音率Ｋを求
めれば、粉体充填部の吸音率の対周波数特性が求まる。 残響室に入れる粉体充填部の数は１個でよく、複数でも
よい。

【００１２】 　　　　　　　　　　Ｋ＝５５．３Ｖ（Ｔ１　−１−Ｔ
２　−１）／ｃＳ・・・（２）Ｔ１　：残響室に粉体充
填部を入れた場合の残響時間（秒） Ｔ２　：残響室に粉体充填部を入れない場合の残響時間
（秒） Ｖ：残響室容積（ｍ３　）　　Ｓ：粉体充填部における
吸音面の面積（ｍ３　） ｃ：残響室内の空気の音速 なお、粉体充填部の共振周波数は、基本的には下記の式
（３）に従う。

【００１３】 　　　　ｆｒｍｄ　＝０．２５ｔ−１（Ｅ／ρ）１／２
　　　　　　　　　・・・（３）ｔ：粉体充填層厚み、
Ｅ：粉体充填層のヤング率、ρ：粉体充填層のかさ密度
粉体充填部の共振周波数は、粉体の種類、かさ密度（充
填状態）、充填厚み等を調整して透過共鳴周波数に合わ
せることができる。もちろん、粉体充填部の共振周波数
に、透過共鳴周波数を合わせるように設計してもよい。

【００１４】具体的な粉体としては、かさ密度が約１ｇ
／ｃｍ３　以下のものが好ましく、たとえば、湿式シリ
カ粉体、金マイカ粉体、湿式シリカ以外のシリカ粉体、
アクリル超微粒子体、タルク粉体、ケイ酸カルシウム粉
体などが挙げられる。

【００１５】

【作用】この発明の遮音パネルの場合、表面板の間の粉
体充填部の粉体共振周波数が、低周波域におけるパネル
共鳴透過周波数の０．７〜１．４倍と非常に近く、透過
しようとする共鳴透過周波域の音を受けて粉体充填部内
で強い粉体振動が起こり、その結果、パネル共鳴透過周
波数の音も吸収されるので、低周波域で優れた遮音性能
を発揮するようになる。

【００１６】このように、表面板間の間隔や表面板の重
量を増さず、比較的軽量の粉体充填部を介在させるだけ
で遮音性能を格段に向上させることができるのであるか
ら、薄型化・軽量化に適する構成であると言える。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照しな
がら詳しく説明する。もちろん、この発明は、以下の実
施例に限らない。 −実施例− 図１は、実施例にかかる遮音パネルの外観を一部を破断
してあらわす。

【００１８】遮音パネル１は、２枚の石膏ボード（表面
板）２、３の間に、複数の粉体充填部４・・が配設され
ている。各石膏ボート２、３は、厚み９ｍｍであって間
隔は１００ｍｍである。各粉体充填部４は、厚み１ｍｍ
のアクリル製の箱体５に粉体６が充填されたものである
。この箱体５は縦７０ｍｍ、横７０ｍｍ、深さ５４ｍｍ
の直方体であり、上面が開口（音響的に透明なシートで
塞がれていてもよい）している。粉体６は、平均粒径３
μｍ、かさ密度０．４５ｇ／ｃｍ３　の湿式シリカ粉体
である。開口面で音を受ける。なお、７は側板である。

【００１９】図２に、実施例の遮音パネルの透過損失の
対周波数特性を実線で示す。なお、破線は粉体充填部を
除いた他は実施例の遮音パネルと同じ構成の中空遮音パ
ネルの透過損失の対周波数特性を示す。また、粉体充填
部４の吸音率の対周波数特性を図３に示す。図３の最も
低い周波数位置に出るピークＰ１の周波数（約１００Ｈ
ｚ）が共振周波数である。

【００２０】一方、パネル共鳴透過周波数ｆｒｍｄ　は
、図２にみるように、約１００Ｈｚであって、他方の粉
体充填部４における共振周波数の約１００Ｈｚに略一致
している。実施例の遮音パネルは粉体充填部４を有する
ことで、パネル共鳴透過周波数ｆｒｍｄ　である１００
Ｈｚにおいて６ｄＢも遮音性能が向上している。 −比較例− 比較例にかかる遮音パネルは、実施例において、箱体の
深さを２７ｍｍと半分にした以外は同じ構成のパネルで
ある。

【００２１】図４に、比較例の遮音パネルの透過損失の
周波数特性を実線で示す。なお、破線は粉体充填部を除
いた他は比較例の遮音パネルと同じ構成の中空遮音パネ
ルの透過損失の周波数特性を示す。また、比較例の粉体
充填部の吸音率の対周波数特性を図５に示す。パネル共
鳴透過周波数ｆｒｍｄ　は、図４にみるように、やはり
約１００Ｈｚであるが、粉体充填部の共振周波数は、図
５にみるように、約２００Ｈｚと約２倍である。比較例
の遮音パネルは粉体充填部を有していても、パネル共鳴
透過周波数ｆｒｍｄ　である１００Ｈｚにおいて３ｄＢ
と実施例の半分の遮音性能の向上が見られるに過ぎない
。

【００２２】

【発明の効果】以上に述べたように、この発明の遮音パ
ネルは、表面板の間に設けられた粉体充填部の粉体共振
周波数が、低周波域におけるパネル共鳴透過周波数の０
．７〜１．４倍の範囲にあるため、低周波域で優れた遮
音性能を有するとともに薄型化・軽量化に適しており、
非常に実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の遮音パネルを一部破断してあらわす外
観斜視図である。

【図２】実施例の遮音パネルの透過損失の周波数特性を
あらわすグラフである。

【図３】実施例の遮音パネルの粉体充填部の吸音率の対
周波数特性をあらわすグラフである。

【図４】比較例の遮音パネルの透過損失の対周波数特性
をあらわすグラフである。

【図５】比較例の遮音パネルの粉体充填部の吸音率の対
周波数特性をあらわすグラフである。

【図６】従来の遮音パネルを一部破断してあらわす外観
斜視図である。

【図７】従来の他の遮音パネルの要部をあらわす部分断
面図である。

【図８】従来の他の遮音パネルの要部をあらわす部分断
面図である。

【図９】図７および図８の遮音パネルの透過損失の対周
波数特性をあらわすグラフである。

【符号の説明】

１　　遮音パネル ２　　石膏ボード（表面板） ３　　石膏ボード（表面板） ４　　粉体充填部 ６　　粉体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２枚の表面板の間に粉体充填部を備え
   た遮音パネルであって、この粉体充填部における粉体共
   振周波数が、低周波域におけるパネル共鳴透過周波数の
   ０．７〜１．４倍の範囲にあることを特徴とする遮音パ
   ネル。
2. 【請求項２】　　粉体の粒径が０．５〜５００μｍであ
   る請求項１記載の遮音パネル。