JPH089852B2

JPH089852B2 - 吸遮音防音パネル

Info

Publication number: JPH089852B2
Application number: JP2097281A
Authority: JP
Inventors: 栄一石井; 雅夫伊藤
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH03293409A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高架道路、鉄道、工場等の騒音防止用に適
用される吸音・遮音性能を向上させた吸遮音防音パネル
に関するものである。

（従来技術）高速道路や鉄道の沿線に設置して自動車や列車が発生
する騒音を吸遮音する目的の下に適用される防音パネル
は、多種多様のものがある。

これらの防音パネルは、音の吸収と音の遮蔽を行うも
のであり、通常、吸音機能を有する吸音部と該吸音部を
保持すると同時に音の透過を遮蔽する遮音部を備えてい
る。

例えば、第13図の正面図及び第14図の第13図Ｚ−Ｚ線
に沿う断面図に示される通り、防音パネル（11）構造は
多数のスリットを形成した金属性の正面板（12）と裏側
の金属性の背面板（13）と、正面板（12）及び背面板
（13）との間に設置された吸音材（14）とから構成され
ている。

そして、上記吸音材（14）にはグラスウール等の繊維
系材料が使用され、その吸音材（14）は保護の為に薄い
合成樹脂フイルムで包まれている。

以上の防音パネル（11）では、発生した音が正面板
（12）に設けたスリットを介して吸音材（14）に吸収さ
れると共に該吸音材（14）を透過した音は背面板（13）
で遮蔽されて外部に漏れることがない。

また、吸音材（14）としては上記の繊維系材料の他
に、セラミックや焼結金属等の多孔質材料も使用されて
いることは周知である。

吸音材（14）が多孔質材料からなる防音壁（11）構造
の場合には、発生した音が正面板（12）となる多孔質材
料製の吸音材（14）で吸収され、透過音は金属製背面板
（13）によって遮音される。

上述の構成例の防音パネル（11）は、前述の通り、高
速道路や鉄道の沿線に設置使用されることが多いが、最
近では高架道路、鉄道下面桁や堀割、半地下道路側壁等
に適用されている。

そして、これらの防音パネルに適用される吸音材は、
経済的な面からグラスウール、ロックウール等の無機質
系材料が多く使用されている。

ところが、この無機質系材料には６〜８μｍ程度のガ
ラス繊維によって成形されている為に風雨に長時間晒さ
れると短繊維に折れて飛散し、人体に悪影響を及ぼし公
害問題を引き起こしている。

この問題を解決する為に吸音材の材料として金属系、
無機質系多孔吸音材の適用が考えられる。

これら金属系、無機質系多孔吸音材は耐久性において
はグラスウール等と比較にならない程すぐれているが、
多孔板の吸音特性は吸音機構が共鳴吸収型であるが故
に、特定の周波数では吸音率は非常に高くなるが、その
周波数幅は狭い為に実用上吸音性能が不充分な場合があ
る。また、遮音機能を有する背面板は充分な遮音力を得
るため重く厚みの厚い板が用いられている。この為、防
音パネル全体の重量が嵩むと共に施工性を阻害している
のが現状である。

（発明が解決しようとする課題）高速道路や鉄道の沿線、高架道路、鉄道下面桁や堀
割、半地下道路側壁等に適用されている従来の防音パネ
ルは、防音パネル（11）構造として多数のスリットを形
成した金属性の正面板（12）と裏側の金属性の遮音機能
を有する背面板（13）と、正面板（12）及び背面板（1
3）との間に挟んで設置された吸音材（14）とから構成
されているが、この吸音パネルの全体構造或いは吸音材
（14）は平板状に構成されている。

そして、前記吸音材（14）は金属系、無機質系多孔材
料で成形された吸音材を用いた道路、鉄道防音壁用吸遮
音パネルにあっては、特定の周波数では吸音率は非常に
高くなるが、その周波数幅は極めて狭い為に実用上吸遮
音性能が不充分な場合があった。

本発明は前述の観点に鑑み成されたものであって、そ
の目的とするところは、吸音率を向上させ、且つ高い吸
音率示す周波数域の移行、調整を可能にすると共に、遮
音性を阻害することなく、しかも、全体重量の軽量化を
図った吸遮音防音パネルを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、前述の目的を達成するための手段として、
音源に対向する前面に剛性を持つ多孔体から成る吸音材
を配設し、その後方に空気層を設けて、吸音材とこの空
気層とによって共鳴現象による吸音作用を成す層が形成
されると共に、その背後に、共鳴振動可能に設けられた
薄板から成る共鳴弾性部材を配設し、その後方に空気層
を設けて、共鳴弾性部材とこの空気層とによって板膜振
動現象による吸音作用を成す層が形成され、さらにその
背面に、吸音材及び共鳴弾性部材を支持するパネル外板
の後面部である遮音板が配設されてなることによって、
吸遮音防音パネルを構成したことを特徴とする。

本発明はまた、前記吸遮音防音パネルにおいて、共鳴
弾性部材およびこれに続く空気層が、複数組の多層に配
設されてなる構成としたことを特徴とする。

（作用及び実施例）以下、本発明に係る吸遮音防音パネルの実施例を第１
図乃至第12図に基づき詳述する。

第１実施例第１図A,Bの断面図により本発明に係る吸遮音防音パ
ネル（以下、単にパネルと称する。）の基本構造につい
て詳述する。

同図において、符号（１）は吸音材であって、独立気
泡又は連続気孔を有するアルミニウムの発泡成形体で矩
形状に成形されている。

そして、上記吸音材（１）は所定の空気層を有する断
面構成の厚さ1mmの鋼板を曲げ加工したパネル外板
（５）の音源に向かう面に位置するように配設されてい
る。

符号（３）は上記パネル外板（５）内に前記吸音材
（１）と約50mmの空気層（２）を隔てた位置に取着した
厚さ0.6mm程度の薄鋼板の共鳴弾性部材であって、これ
はその厚み、背後空気層の厚みとの関係により選定して
成形されている。

尚、当該共鳴弾性部材（３）の取着は、図示の如く複
数のリベット（６）…で締結されている。

符号（４）は、前記パネル外板（５）の遮音板（5a）
と共鳴弾性部材（３）との間に設けた空気層であって、
30mmの空気層としている。

本発明の基本的実施例であるパネルの構造は以上の通
りであるが、その吸音特性を第２図のグラフにより考察
する。

同グラフは、残響室法吸音率と1/3オクターブバンド
中心周波数との関係を実験測定した結果を示したもので
あって、曲線Ａはパネル外板（５）内に吸音材（１）の
みを背後空気層50mm厚さにて配設した構成のパネル、曲
線Ｂはパネル外板（５）内に薄鋼板の共鳴弾性部材
（３）のみを背後空気層30mm厚さにて配設した構成のパ
ネル及び曲線Ｃは本発明のパネルを示す。

この実験測定結果からも明らかな如く、高い吸音率を
有する周波数領域（400〜1400hz）は、曲線Ｃの本発明
のパネルが、曲線Ｂのパネル外板（５）内に共鳴弾性部
材（３）のみを配設した構成のパネルと比較して大きく
拡大している事実が見られる。

例えば、吸音率が0.7以上の周波数領域の範囲におい
て比較すると、曲線Ａのパネルでは390〜1400hzの領域
を示しているのに対し、本発明の曲線Ｃのパネルにおい
ては330〜1400hzの範囲で高い吸音率を示す如く、約1/3
オクターブ程高吸音率領域が拡大している。

尚、上記高吸音率領域の範囲は、各背後空気層（２）
（４）の厚さと共鳴弾性部材（３）としての薄鋼板の板
厚の選択によって調整できる。

次に、吸音材（１）と背後空気層（２）との関係につ
いて、第３図の吸音率と周波数との関係を実験測定した
グラフにより考察する。

同図に示した曲線は、空気層を70mm、50mm、30mmに設
定した場合についての調査結果であるが、この測定の結
果によれば、背後空気層の厚みが大きくなればなる程最
大吸音率を示す周波数（以下、最大吸音率周波数と称す
る。）は低周波数の領域に移行している事実が判明し
た。

従って、本発明のパネルでは700HZ中心に1500HZまで
の間で吸音率0.7以上を得る為に約50mm程度の空気層を
選択した。

第４図は共鳴弾性部材（３）としての薄鋼板の吸音特
性と30mm、40mm、50mmの各背後空気層（４）との関係を
示した実験測定結果を示すグラフであるが、この結果に
よれば、第３図の場合と同様に最大吸音率周波数は背後
空気層（４）が大きくなればなる程低周波数の領域に移
行していることが判明した。

第５図は共鳴弾性部材（３）としての薄鋼板の最大吸
音率周波数と背後空気層（４）との関係を30mm、40mm、
50mmの３つについて実験測定した結果を示したものであ
って、この測定結果から背後空気層（４）を選択する。

従って、本発明のパネルにおける共鳴弾性部材（３）
と防音パネル外板（５）の遮音板（5a）間における背後
空気層（４）は300HZを中心にして、特に200HZまでの吸
音率0.5以上に改善する為に約30mm程度の厚みに選択し
た。

次に、共鳴弾性部材（３）の板厚と最大吸音率周波数
との関係を吸音材（１）の背後空気層（２）の厚さ50m
m、共鳴弾性部材（３）の背後空気層（４）の厚さ30mm
の条件で薄鋼板A,アルミニウムＢ及び木合板Ｃの３種類
についてみると、第６図に示す通りであった。最後に、
本発明の吸音材（１）と遮音板（5a）との間に薄鋼板の
共鳴弾性部材（３）を配設した構成のパネル（曲線Ａ）
と共鳴弾性部材（３）を配設せず、背後空気層（４）の
厚さ50mmの構成のパネル（曲線Ｂ）との遮音性能を比較
すると、第７図のグラフに示す通り、等しい面密度であ
りながら本発明のパネルの曲線Ａが共鳴弾性部材（３）
を配設しない構成のパネル（曲線Ｂ）よりも平均で3db
の増加をしていることが判明した。

この結果、遮音性能は同図の結果によって本実施例パ
ネルの方が遮音性能に優れていることが立証される。

従って、本実施例の如く、共鳴弾性部材（３）に薄鋼
板を採用することによって、吸音・遮音性能を旧来のパ
ネルに比較して大幅に改善できると共に軽量化目的が達
成できるものである。

第２実施例本実施例は、吸音材（１）に厚さ15mmのセラミック多
孔体を背後空気層（４）50mmの厚さにて適用すると共に
前述の基本的実施例に於ける共鳴弾性部材（３）として
の薄鋼板（３）単板の変わりに0.8mmのアルミニウム製
薄板を背後空気層（４）30mmの厚さにて使用し、更に、
パネル外板（５）として1.2mmの鋼板を曲げ加工して成
形したパネル構成である。

この実施例に於ける吸遮音性能を各々測定したとこ
ろ、その吸音特性は第８図の残響室法吸音率と1/3オク
ターブバンド中心周波数との関係を実験測定した結果を
示したグラフの通り、高吸音率周波数領域（0.7以上）
は250〜1600hzまでと拡大していることが判明した。

尚、曲線Ａはアルミニウム製薄板を背後空気層（４）
30mmの厚さにて使用した共鳴弾性部材（３）の吸音率、
曲線Ｂはアルミニウム製薄板の共鳴弾性部材（３）を配
設しないでセラミック多孔体で成形した吸音材（１）を
背後空気層（４）50mmの厚さにて配設した構造のパネル
の吸音率を各々示しているが、これによって、アルミニ
ウム製薄板の共鳴弾性部材（３）を配設した構成の本実
施例のパネルでは吸音率が改善されていることが明瞭に
判る。

次に、本実施例のパネルの遮音性能について実験測定
した結果について、第９図のグラフにより吟味すると、
本実施例の構成を有するパネルの遮音性能（曲線Ａ）と
前掲の第１実施例における薄鋼板を使用した弾性共鳴部
材（３）（0.6mm）と厚み1.0mmの遮音板（5a）と、吸音
材（１）としてセラミック多孔体を適用して構成された
パネル（曲線Ｂ）とでは、その遮音性能は殆ど変わらな
い。

また、パネル外板（５）及び弾性共鳴部材（３）につ
いて見ると面密度は共鳴弾性部材（３）に薄鋼板単板を
使用したパネルではその重量が12.5kgであるのに対し、
本実施例のパネルでは11.5kgとなり約８％程軽量となっ
ている。

第３実施例本実施例は、第10図の断面図に示す通り、吸音材
（１）として厚み9mmの発泡アルミニウムの成形体を使
用し、共鳴弾性部材（３）として厚み0.4mmの薄鋼板（3
a）二枚を約20mmの中間空気層を有する如く構成し、こ
れらをパネル外板（５）内に各々背後空気層（２）
（４）として約40mmの厚みを持たせて配設した構成のパ
ネルである。

本実施例の構成は以上の通りであるが、その吸音性能
は第11図の残響室法吸音率と1/3オクターブバンド中心
周波数との関係を実験測定した結果を示したグラフの通
りの結果を得た。

即ち、同グラフにおける曲線Ｄは本第３実施例に示す
構成のパネル、曲線Ａは吸音材（１）に発泡アルミニウ
ム成形体を用いると共に共鳴弾性部材（３）を配設せ
ず、背後空気層を40mm厚さとした構成のパネル、曲線Ｂ
は共鳴弾性部材（３）として中間空気層が20mm厚さの二
枚の薄鋼板の複合構造とすると共に1mmの厚さの鋼板で
成形されたパネル外板（５）の遮音板（5a）との間に40
mmの背後空気層（４）を設けて配設した構成のパネル、
曲線Ｃは0.4mmの共鳴弾性部材として薄鋼板を単板と
し、且つ1mmのパネル外板（５）の遮音板（5a）との間
に背後空気層（４）として40mmを持つ如く配設した構成
のパネルの各吸音性能を示している。

この結果によれば、本第３実施例のパネルは、高い吸
音率を有する周波数領域（400〜1400hz）は、他のパネ
ルに比較して大きく拡大している事実が見られる。

第12図は音響透過損失dbと1/3オクターブバンド中心
周波数との関係を実験測定した結果を示したものであっ
て、曲線Ｄは本第３実施例に示す構成のパネル、曲線Ｂ
は薄鋼板の共鳴弾性部材（３）を単板として配設すると
共に吸音材（１）と弾性共鳴部材（３）の背後空気層
（４）の厚さが40mmに構成されたパネル、曲線Ａは共鳴
弾性部材（３）を配設せず吸音材（１）として9mmの発
泡アルミニム成形体を使用した背後空気層（４）の厚さ
が40mm構成のパネルに係る各音響透過損失dbを示してい
る。

同図のグラフに示す結果から、本第３実施例のパネル
は、音響透過損失dbが他に比較して改善されていること
が判る。

（発明の効果）本発明は以上述べた通り、音源に対向する前面に剛性
を持つ多孔体から成る吸音材を配設し、その後方に空気
層を設けて、吸音材とこの空気層とによって共鳴現象に
よる吸音作用を成す層が形成されると共に、その背後
に、共鳴振動可能に設けられた薄板から成る共鳴弾性部
材を配設し、その後方に空気層を設けて、共鳴弾性部材
とこの空気層とによって板膜振動現象による吸音作用を
成す層が形成され、さらにその背面に、吸音材及び共鳴
弾性部材を支持するパネル外板の後面部である遮音板が
配設されてなることを特徴とする吸遮音防音パネルであ
って、また本発明は、前記吸遮音防音パネルにおいて、
共鳴弾性部材およびこれに続く空気層が、複数組の多層
に配設されてなる構成としたものであるから、吸音材と
空気層とから成る共鳴器型吸音機構と、共鳴弾性部材
（振動板）と空気層とから成る板膜振動吸音機構とを前
後に重ねた状態で同時に働かせることによって、広域周
波数の音源に対して優れた吸音特性を得ることができる
ところから、高吸音率周波数領域の調整が可能になると
共に吸音率の向上、特に、低周波領域における吸音率が
他に比較して改善される。また、等しい遮音性能をもつ
パネルについて面密度（kg/m²）を比較すると複層化さ
れた吸遮音パネルは軽量化できる為、防音壁そのものが
軽量化され、施工性、コスト等実用性が非常に高くな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図A,Bは本発明の第１実施例における吸遮音防音パ
ネルを示す断面図、第２図は同残響室法吸音率と1/3オ
クターブバンド中心周波数との関係を示すグラフ、第３
図及び第４図は同吸音率と周波数との関係を示すグラ
フ、第５図は同最大吸音率周波数と背後空気層との関係
を示すグラフ、第６図は同板厚と最大吸音率周波数との
関係を示すグラフ、第７図は同音響透過損失と周波数と
の関係を示すグラフ、第８図は第２実施例における残響
室法吸音率と1/3オクターブバンド中心周波数との関係
を示すグラフ、第９図は同音響透過損失と周波数との関
係を示すグラフ、第10図は本発明の第３実施例を示す断
面図、第11図は第３実施例のおける残響室法吸音率と1/
3オクターブバンド中心周波数との関係を示すグラフ、
第12図は同音響透過損失と周波数との関係を示すグラ
フ、第13図及び第14図は従来の吸遮音防音パネル構造を
示す正面図、断面図である。符号の名称は以下の通りである。（１）……吸音材、（２）（４）……背後空気層、
（３）……共鳴弾性部材、（５）……吸遮音防音パネル
外板、（5a）……遮音板、（６）……リベット、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音源に対向する前面に剛性を持つ多孔体か
ら成る吸音材を配設し、その後方に空気層を設けて、吸
音材とこの空気層とによって共鳴現象による吸音作用を
成す層が形成されると共に、その背後に、共鳴振動可能
に設けられた薄板から成る共鳴弾性部材を配設し、その
後方に空気層を設けて、共鳴弾性部材とこの空気層とに
よって板膜振動現象による吸音作用を成す層が形成さ
れ、さらにその背面に、吸音材及び共鳴弾性部材を支持
するパネル外板の後面部である遮音板が配設されてなる
ことを特徴とする吸遮音防音パネル。
【請求項２】前記請求項（１）記載の共鳴弾性部材およ
びこれに続く空気層が、複数組の多層に配設されてなる
ことを特徴とする吸遮音防音パネル。