JPH084364A - 音鳴りを防止した建材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 戸外で利用される建材に関し、強風時に耳障
りな音が発生するのを防止する。 【構成】 建材が有する空間部に制振材を設ける。制振
材として、発泡ゴムからなるもの、粘土からなるもの、
砂やビーズなどの粒状物からなるものが利用される。建
材の空間部に設ける構成として、充填、接着、係合が利
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、手摺やフェンスある
いは建物の屋上設備を目隠しするために使用されるスク
リーン体などに利用される建材に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物に付属の外付け階段の手摺や桟、フ
ェンス、あるいは建物の屋上にあって、エレベーター棟
屋やクーリングタワーを隠蔽して建物全体の外観を整え
るためのスクリーン体は、戸外に配置されていることか
ら風にさらされる。また、これらを構成する建材は棒状
であったり細長いパネルであることが多いので、風当た
りの強い場所であると建材が振動して音を発する。この
音は、静かな夜間にはかなり耳障りなものになる。

【０００３】なお、スクリーン体１（図３）は、直方体
形に組まれた基枠２とその各外側面に構成されたスクリ
ーン面３とで形成され、スクリーン面３は複数のルーバ
ー形のパネル４と複数のストリンガー５とで構成されて
いるものである（図４）。パネル４は、アルミ合金の押
出し成形材を切断して形成されており、中空断面のもの
もあるが通常は図２、図４のように、断面において引き
伸ばされたＣ字形の開放された断面形状となっている。
そして、複数のパネル４が、横方向に配置されてストリ
ンガー５に、両側の屈曲部をストリンガーの係合爪６に
弾性的に係合させて取付けられている。

【０００４】図５（イ）（ロ）は、中空建材の風による
振動を調査するために設定した風胴実験の状況を簡易に
示したもので、風胴７の機壁８間に架設した平行な２本
の支持ビーム９間に試験体としてアルミ合金の押し出し
成形品である中空の手摺り格子１０の両端を固定し、そ
の中央付近にレーザー変位計１１を配置してこの部分の
変位を記録できるようにしたものである。なお、手摺り
格子１０は長さ９３４ｍｍ、矩形断面で短辺１５ｍｍ、
長辺２０ｍｍである。

【０００５】実験は手摺り格子１０の中空部になにも入
れない試験体（Ａ）、発泡ポリスチレンビーズ（１〜２
φ）を充填した試験体（Ｂ）、クロロプレンスポンジゴ
ムの小切片（５×５ｍｍ）を充填した試験体（Ｃ）、砂
を充填した試験体（Ｄ）および発泡ウレタンを充填した
試験体（Ｅ）を準備し、これらについて順次に風を当て
てデータを集めたものである。なお、風は、手摺り格子
１０の長手方向と直交する方向から断面における短辺の
面に向けて当て、段階的に風速１４ｍ／ｓｅｃまで上昇
させたものである。図６は各試験体Ａ〜Ｅの特性を示
し、図７は風速と振動振幅の関係（各種制振材による振
動応答の変化）を図に示したものである。

【０００６】図８は、スクリーン体１の騒音に関するも
ので、多数のルーバーパネル４（建材）を上下に間隔を
とって取り付けたスクリーン面３を風速１７ｍ／ｓｅｃ
の環境下において測定した騒音レベルの結果である。複
数の周波数に分割して表示されている。人間の可聴域は
２０〜２０００Ｈｚで、この中に突出する音があると耳
障りに聞え、この実験の場合１２５ＨZ を中心とした帯
域に突出部があり、約６９．２ｄＢ前後の大きさで周囲
の音から突出している。

【０００７】風胴実験などで同じ形態のスクリーン面３
に関し気流を調べると、風速１７ｍ／ｓｅｃの強い風で
は、パネル間の間隙を通り抜ける気流によってパネル４
の裏面側に渦が発生し、また、この渦が風圧の微妙な変
動によって複雑に振動している。パネル４が振動するメ
カニズムは風の強度や方向、パネル間の間隙の大きさあ
るいは間隙の断面形態などが関連し単純ではないが、パ
ネル４の裏面側に発生する渦の振動数とパネル４の固有
振動数が一致し、いわゆる共振状態になり、かつ、その
振動数が可聴音域にあるときに周辺の音よりも突出した
音になり、騒音となることが判明している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、強風時
に、戸外に使用されている建材、特に棒状や細長いパネ
ル形態をした建材から発生する耳障りな音を簡単な構造
で解消することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】建材が有する空間部に制
振材を設ける。制振材は、発泡ゴム、粘土、発泡ウレタ
ン、砂、ポリエチレンビーズのいずれかからなる。建材
に対する装着の態様として充填、接着、係合がある。

【００１０】

【作用】建材の空間部に設けられた制振材は、建材の減
衰定数を大きくし、また振幅を小さくして、強風時に建
材が可聴音を発するのを防止する。

【００１１】

【実施例】図６をもとに、図７の結果について解析する
と、試験体Ａに比較し、試験体Ｂでは重量増加率は２％
足らずであるが減衰定数がそれ以上に増えており、振動
変位が半減している。同様に、試験体Ｃでは重量増加率
は約７％、減衰定数の増加は約４倍強となり、実験風速
範囲ではほとんど振動が発生しない。試験体Ｄでは重量
増加率２．６倍、減衰定数の増加率３．３倍、試験体Ｅ
では重量増加率約１７％で試験体Ｃより大きいが、減衰
定数は試験体Ｃより小さい。このため試験体Ｅでは、風
速１０ｍ／ｓｅｃ付近から急に振動を生じはじめ、風速
１１ｍ／ｓｅｃ以上では試験体Ａの応答値とほぼ同じ応
答の大きさを示す。この結果から、減衰定数を０．５％
以上にすると顕著な振動は生じないことが判明する。

【００１２】したがって、手摺格子を構成する建材１０
の中空部に制振材１２としてクロロプレンスポンジゴム
の小切片を充填する（図１…第１の実施例）。充填可能
な空間を備えた戸外に配置される他の建材、すなわち、
桟やフェンス用の建材１０あるいはスクリーン体を構成
するためのパネル４にも同様の構造を採用できる。小切
片としては、クロロプレンスポンジゴムの他に、ＥＰＤ
Ｍ（エチレン・プロピレンジェンモノマー）、発泡オレ
フィンのスポンジゴムなどのいわゆる合成ゴムのスポン
ジを採用できる。

【００１３】手摺格子を構成する建材１０の中空部に制
振材１２として砂、発泡ポリスチレンビーズのように粒
状物を充填することもある（第２の実施例）。図６の試
験体Ｂ，Ｄのデータおよび図７に見るように、粒状物の
充填によっても制振効果がある。特に砂の場合、重量が
大きくなる難点があるものの、素材が安価であると共
に、減衰定数の増加が高く、実際の風速範囲（２〜１４
ｍ／ｓｅｃ）では建材１０にほとんど振動が発生しな
い。発泡ポリスチレンビーズの場合、風速１１ｍ／ｓｅ
ｃ付近から急に振動を始める傾向が見られるが、何も充
填しない試験体Ａの場合に比べて一定の制振効果があ
り、予想風速がそれ程高くなく、かつ、軽量であること
が必要な場合には制振材１２として好適である。なお、
小切片あるいは粒状物としての砂、ポリスチレンビーズ
などの制振材１２は、建材１０の空間部に１００％の状
態で充填されることが好ましいが、１００％でなく部分
的に充填された状態であっても大きな制振効果がある。

【００１４】図２は、スクリーン体１に使用するルーバ
ー形のパネル４（建材１０）を示し、これに粘土からな
る制振材１２が設けられた第３の実施例である。パネル
４は引き伸ばされたＣ字形状の断面を備え、裏面側の中
間部が開放されている。制振材１２は油粘土１３で、パ
ネル４裏面の一部に充填され、裏面側空間を埋め、空間
部内面に密着して配置されている。油粘土１３は耐候性
があり雨にさらされても溶け出すことはない。また、重
量を有する。パネル４の裏面に粘土を配置する態様は図
９ イ、ロのように裏面側の空間全体へ配置しても良く
（第４の実施例）、また、図１０のようにパネル４の長
手方向に沿って細く長く配置しても良い（第５の実施
例）。なお、粘土としては紙粘土や小麦粉粘土を使用す
ることもできる。これらは耐候性に多少の難があって
も、装着される個所が建材の空間部内面なので、簡単な
塗装を施すことで十分に使用することができる。

【００１５】さらに、粘土をパネル４の空間部内面に配
置する態様としては充填の他に、図１１ イ、ロのよう
に係合部材１４を用いた係合（第６の実施例）やパネル
４の下方の屈曲部に載置させた形の係合（第７の実施
例）による場合等がある。係合部材１４はビス止めある
いは接着などにより取付けられており、粘土は押付けら
れるようにして係合される。図１０のようにパネル４の
長手方向に沿って細く長く配置する場合は、係合あるい
は接着によることが必要である。充填、係合、接着の態
様を組み合わせて粘土からなる制振材１２を建材１０に
配置することもある。

【００１６】各パネル４の裏面全体に油粘土１３を充填
して設けたルーバー形のパネル４を用いたスクリーン体
１を風速１７ｍ／ｓｅｃの環境下において、観察したが
耳障りな音の発生はなかった。すなわち、スクリーン体
１から発する音を周波数に分割して調べた強度（図１
２）では、１２５ＨZ で６７．２ｄＢとこの周波数附近
の突出が鈍化し全体が滑らかになっている。油粘土１３
によってパネル４全体の質量が増加したためと考えられ
る。なお、パネルの裏側全体ではなく、部分的に油粘土
を充填した場合や選択したパネル４にのみ油粘土１３を
充填してもほぼ同様の効果を得られる。さらに、この作
用効果は制振材１２として粘土を使用した場合に一般的
に得られる。

【００１７】以上において、発泡ゴムからなる制振材と
してクロロプレンスポンジゴムの小切片を例示したが、
発泡ゴムからなる制振材としては、成形されたブロック
や目的の空間に充填した後に発泡させる形態がある。成
形されたブロックの場合には、接着や係合によって建材
に装着される。空間に充填した後に発泡させる形態では
部分的な充填であっても良い。

【００１８】また、制振材１２は発泡ウレタンからなる
ものであっても良く、発泡ポリスチレンビーズを充填し
た場合と同様の効果がある。発泡ウレタンについても発
泡ゴムの場合と同様に小切片として使用する他に、建材
１０の空間部に充填して発泡させたり、ブロックに成形
して使用することができる。充填の場合、密閉された空
間部の内部に充填するときは、目立たない位置に小孔を
あけて充填し、開放した空間部に対しては閉鎖部材をあ
てがってから充填する。さらに、砂や発泡ポリスチレン
ビーズなど粒状物からなる制振材１２あるいは小切片か
らなる制振材は、これらを中空空間に充填する場合の他
に、粒状物や小切片を粘着材と混練してモルタル状とし
たものを建材１０の空間部内面に吹き付けやコテ当てで
接着させたり、これら粒状物あるいは小切片をバインダ
ーで結合して成形したブロックであっても良い。

【００１９】以上、実施例について説明したが本発明は
図示された具体例な構成に限定されない。建材１０は合
成樹脂製のこともあり、制振材１２が配置される空間の
形態も種々のものが考えられる。

【００２０】

【発明の効果】制振材（発泡ゴム、粘土など）を設ける
簡単な構成で、建材の音鳴りを防止することができ、強
風時に格子桟やフェンス、スクリーン体から発する耳障
りな音を防止することができる。請求項１に記載の構成
によれば、発泡ゴムからなる制振材は制振効果が高く、
音鳴り防止を効率良く行える。請求項２に記載の構成に
よれば、粘土からなる制振材は建材の空間部内面に密着
させて配置し易く、制振効果も高い。変形が自在なので
取付け個所に制限されることが少ない。さらに、既存の
スクリーン体にも簡単に施工することができる利点があ
る。

【００２１】請求項３に記載の構成によれば、発泡ウレ
タンからなる制振材は軽量で、建材が使用される個所に
対する荷重が小さい。また、充填時に流動性があるの
で、工場などで建材の空間部へ自動的に制振材を配置す
る場合に便利である。閉鎖された空間にも建材の一部に
孔をあけるだけで充填することができる。この結果、既
存のものにも施工しやすい。請求項４に記載の構成によ
れば、砂からなる制振材は、制振効果が大きく、かつ、
安価である。請求項５に記載の構成によれば、ポリスチ
レンビーズからなる制振材は軽量で取り扱いやすく、建
材を使用する個所に対する荷重を小さくできる。それ程
強くない風の場合には十分な制振効果を期待できる。

【００２２】請求項６に記載の構成によれば、粒状また
は小切片からなる制振材は、ある程度の流動性があり、
また、量の調整が比較的簡単なので施工しやすい。請求
項７に記載の構成によれば、砂は制振効果が高く、また
安価である。さらに、流動性も高く建材の中空空間への
充填が容易である。請求項８に記載の構成によれば、ポ
リスチレンビーズは軽量であり、流動性も良いので建材
の中空空間に充填しやすい。請求項９に記載の構成によ
れば、発泡ゴムは制振効果が大きく、小切片にして充填
された場合でも音鳴り防止効果が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】建材の一部を示した斜視図（第１の実施例）。

【図２】ルーバー形パネルの一部を示す斜視図（第３の
実施例）。

【図３】スクリーン体の斜視図。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面で示す側面図。

【図５】（イ）実験風胴の状況を示す正面図。（ロ）試
験体の断面図（第１の実施例）。

【図６】試験体の特性を示す表。

【図７】実験結果を示すグラフ。

【図８】スクリーン体から発する音を周波数に分割して
調べた強度を示す図（従来）。

【図９】（イ）スクリーン面を背面から見た正面図（第
４の実施例）。（ロ）パネルの断面図。

【図１０】ルーバー形パネルの一部を示す斜視図（第５
の実施例）。

【図１１】ルーバー形パネルの一部を示す斜視図、
（イ）…第６の実施例、（ロ）…第７の実施例。

【図１２】スクリーン体から発する音を周波数に分割し
て調べた強度を示す図（第４の実施例）。

【符号の説明】

１ スクリーン体 ２ 基枠 ３ スクリーン面 ４ パネル ５ ストリンガー ６ 係合爪 ８ 機壁 ９ 支持ビーム １０ 手摺格子 １１ レーザー変位計 １２ 制振材 １３ 油粘土 １４ 係合部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 昌毅 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内 (72)発明者 澤山 穣 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建材が有する空間部に発泡ゴムからなる
   制振材を設けていることを特徴とした音鳴りを防止した
   建材。
2. 【請求項２】 建材が有する空間部に粘土からなる制振
   材を設けていることを特徴とした音鳴りを防止した建
   材。
3. 【請求項３】 建材が有する空間部に発泡ウレタンから
   なる制振材を設けていることを特徴とした音鳴りを防止
   した建材。
4. 【請求項４】 建材が有する空間に砂からなる制振材を
   設けていることを特徴とした音鳴りを防止した建材。
5. 【請求項５】 建材が有する空間にポリエチレンビーズ
   からなる制振材を設けていることを特徴とした音鳴りを
   防止した建材。
6. 【請求項６】 建材が有する中空空間に粒状又は小切片
   の制振材が充填されていることを特徴とする音鳴りを防
   止した建材。
7. 【請求項７】 粒状の制振材が砂であることを特徴とし
   た請求項６に記載の音鳴りを防止した建材。
8. 【請求項８】 粒状の制振材がポリスチレンビーズであ
   ることを特徴とした請求項６に記載の音鳴りを防止した
   建材。
9. 【請求項９】 小切片の制振材が発泡ゴムであることを
   特徴とした音鳴りを防止した建材。