JPH1144015A

JPH1144015A - 防音パネル

Info

Publication number: JPH1144015A
Application number: JP9199914A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yaoi; 健一矢追; Yuzo Okudaira; 有三奥平; Kenji Onishi; 兼司大西; Susumu Kobayashi; 晋小林; Hideyuki Ando; 秀行安藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】防音パネルを伝搬する音および振動に対し
て、広い周波数範囲で大きな減衰効果を有し、遮音性能
の経時的な劣化の少ない軽量な防音パネルを提供。【解決手段】二枚の表面板１、２を対向配置させて、
これらの表面板１、２の間に空間を形成するとともに、
この空間に仕切り３を設けて小空間を形成し、これらの
小空間に平均粒径が３０〜１００００μｍの中空粉体６
を充填して成る防音パネルにおいて、その表面を平滑と
する表面層８を中空粉体６に具備させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物、車両などの
天井、床もしくは壁などに設けられる防音パネル、また
は音および振動を伴う設備機器などから放射される騒音
を低減するように設けられる防音パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】防音特性が特に要求される部位には、従
来から二重構造のパネルがよく用いられている。このよ
うな二重構造を具備する防音パネルとしては、図５また
は図６に示す構成のものが一般的に用いられている。

【０００３】すなわち、図５に示す防音パネルでは、二
重パネルを形成する二枚の表面板１、２の間の空間に、
グラスウールもしくはウレタンフォームなどの多孔質吸
音材４を吸音層として設けている。また、図６に示す防
音パネルでは、表面板１、２の一方に、軟質系塩化ビニ
ル樹脂シート５を貼り付けている。

【０００４】多孔質吸音材４を用いた防音パネルは、そ
の多孔性を利用した吸音作用により、二重パネルの内部
を伝搬する音波を減衰させて、防音パネルからの放射音
を低減させている。また、軟質系塩化ビニル樹脂シート
５を用いた防音パネルは、軟質系塩化ビニル樹脂シート
５の内部摩擦と質量との効果により、表面板１、２の振
動を抑制して騒音を低減させる。

【０００５】しかしながら、多孔質吸音材４は一部の周
波数領域、特に高周波数領域の吸音にしか効果が期待で
きない場合が多く、また軟質系塩化ビニル樹脂シート５
などを用いた場合、遮音効果を上げるためにはシートの
重量を非常に大きくする必要があるなど、これらの対策
は遮音性、重量、強度、耐久性などの全ての性能を満足
できるものではない。

【０００６】このような防音パネルの改良例として、本
出願人は広い周波数域での遮音性能に優れる軽量な防音
パネルを、特願平９−０７６０５６号としてすでに提案
している。この防音パネルは、図７に示すように、表面
板１、２と仕切り３とで形成された二重パネルの内部の
空間に、平均粒径３０〜１００００μｍの中空粉体６を
充填した構成であり、防音パネルに加えられる振動によ
り、充填した中空粉体６が流動する現象を利用したもの
である。この場合、特に粉体内部に空間を有する中空粉
体６とすることによって、内部が密な粉体よりも流動性
が高く、より好ましい防音性能が得られている。

【０００７】中空のいかんを問わず、粉体6aの流動パタ
ーンは、概略を図８に示されるようになっている。つま
り、防音パネルを水平に置いた場合には、それぞれの空
間の水平方向の中央では、下方から上方に粉体6aが移動
し、それぞれの空間の周囲では、上方から下方に移動す
るように流動している。このような粉体6aの流動現象に
より、図９に示すように、粉体6aの粒子間の摩擦や衝
突、粉体6aの粒子と表面板１または仕切り３との間の摩
擦や衝突が起こって、エネルギの消散が生じ、音および
振動のエネルギが低減する。防音パネルに充填する粉体
6aの流動性が大きいほど、防音パネルの遮音性能が向上
する。平均粒径３０〜１００００μｍの中空粉体６は、
特に流動性が大きく、このような中空粉体６を充填した
防音パネルは軽量で高い遮音性能を発揮するのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような改善された構成の防音パネルにも、以下の（１）
〜（３）に示すような問題点がある。

【０００９】（１）防音パネルに充填する中空粉体６と
して、例えばシラスバルーンのような天然のものを用い
た場合、この中空粉体６の表面には凹凸や孔が存在する
場合があり、その凹凸や孔の作用によりこの中空粉体６
の流動が妨げられて、所望の遮音性能が発現しない場合
がある。（２）流動にともなって摩擦や衝突をすることによっ
て、中空粉体６の表面が摩耗すると、流動性能を決定づ
けるその表面状態が悪化するので、防音パネルの遮音性
能が経時的に低下する。（３）中空粉体６の表面に水分が付着すると、中空粉体
６の凝集が起こるので、流動性が小さくなり防音パネル
の遮音性能が低下する。

【００１０】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、防音パネルを伝搬
する音および振動に対して、広い周波数範囲で大きな減
衰効果を有し、遮音性能の経時的な劣化の少ない軽量な
防音パネルを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、二枚の表面板１、２を対向配置させ
て、これらの表面板１、２の間に空間を形成するととも
に、この空間に仕切り３を設けて小空間を形成し、これ
らの小空間に平均粒径が３０〜１００００μｍの中空粉
体６を充填して成る防音パネルにおいて、その表面を平
滑とする表面層８を中空粉体６に具備させて成ることを
特徴として構成している。

【００１２】以上の中空粉体６としては特に限定はされ
ないが、たとえば、ガラスバルーン、シリカバルーン、
シラスバルーン、ヒルイシ、パーライトなどが上げられ
る。また、中空粉体６の表面層８を形成する物質として
は特に限定はされないが、たとえば、高分子材料、有機
系材料、無機系材料、金属など種々の物質が上げられ
る。より詳細には、アラビアゴム、油脂、ポリエチレ
ン、エポキシ樹脂、二酸化チタン、銅、金、ガラス、合
金などが上げられる。

【００１３】このような防音パネルでは、表面層８によ
って、この中空粉体６の表面が平滑化されているので、
この中空粉体６は流動性が向上している。そして、中空
粉体６間の摩擦や衝突、中空粉体６と表面板１、２また
は仕切り３との間の摩擦や衝突によって生ずるエネルギ
消散が大きくなるので、防音パネルの遮音性能は高くな
る。

【００１４】すなわち、中空粉体６が流動するために
は、摩擦力を断ち切るだけの振動加速度がこれらの中空
粉体６に加えられなければならない。表面層８が形成さ
れることによって、表面層８を取り除いた状態の表面に
存在する凹凸や孔がならされて平滑化されるため、中空
粉体６表面の摩擦力が低減する。したがって、表面層８
が形成された中空粉体６は、表面層８がないものに比
べ、低い振動加速度においても流動を生じるだけでな
く、同じ振動加速度が加わった場合に、より激しく流動
化されるのである。ゆえに表面層８のない中空粉体６で
は流動が起こらないような低い振動加速度レベルであっ
ても、表面層８が形成された中空粉体６を充填した防音
パネルでは、中空粉体６の流動が生じるため、遮音性能
が向上している。

【００１５】さらに表面層８のない中空粉体６が流動し
ていた高い振動加速度レベルにおいても、表面層８が形
成された中空粉体６を充填したこの発明の防音パネルで
は、中空粉体６の流動性がさらに増大するため、遮音性
能が向上しているのである。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記表面層６を金属で形成して成ることを
特徴として構成している。

【００１７】上記の金属としては特に限定はされない
が、例えば、鉄、タングステン、アルミナなどが上げら
れる。

【００１８】このような防音パネルでは、中空粉体６の
表面が金属であるため硬く形成され、流動に伴う衝突や
摩擦によっても表面が摩耗されるようなことが少ないた
め、防音パネルの遮音性能が経時的に低下することが少
なくなっている。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記表面層６をワックスで形成して成るこ
とを特徴として構成している。

【００２０】上記のワックスとしては、たとえば、天然
ワックス、石油ワックス、合成ワックスなどが上げられ
る。より詳細には、天然ワックスとしてはカルナバロ
ウ、石油ワックスとしてはパラフィンワックス、合成ワ
ックスとしては、ポリエチレン系ワックスなどが上げら
れる。

【００２１】このような防音パネルでは、中空粉体６の
表面がワックスであるため、その表面摩擦は極めて小さ
くなっている。つまり、中空粉体６間の摩擦力が著しく
減少しているので、その流動性を大きくすることができ
ている。

【００２２】また、このような粉体を用いる防音パネル
は、使用環境によっては結露など湿気に対する対策が必
要となる。なぜなら、その表面に水分が付着すると、中
空粉体６どうしが凝集して流動性が低下してしまうから
である。

【００２３】この理由を以下に示す。すなわち流動性を
大きくするためには、防音パネルに充填される中空粉体
６の粒径が小さい方が良い。なぜなら同じ振動加速度が
加わった場合、個々の中空粉体６の質量が小さいほう
が、より激しく流動化されるからである。中空粉体６が
凝集する場合には、複数の中空粉体６が一体となって運
動する状態が生じるので、運動単位の質量が大きくな
り、流動性が小さくなる。その結果、防音パネルの遮音
性能が劣化するのである。ところがワックスの層を表面
に形成したこの発明の防音パネルにおける中空粉体６
は、その表面に水分の付着が起こりにくいため凝集が起
こらず、使用環境によらず、長期間に渡って安定した遮
音性能を発揮できるのである。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記表面層６をゴムで形成して成ることを
特徴として構成している。

【００２５】上記のゴムとしては特に限定はされない
が、たとえば、天然ゴム、アラビアゴムなどが上げられ
る。

【００２６】このような防音パネルでは、加えられる振
動加速度が大きく、充填された中空粉体６が激しく流動
する場合、流動によるエネルギ消散の要因としては、中
空粉体６間の摩擦よりもその衝突によるものが主とな
る。衝突によるエネルギ消散の大きさは、中空粉体６表
面の衝撃力減衰効果に依存する。衝撃力減衰効果が高い
中空粉体６を用いた場合、衝突による高いエネルギ消散
が得られ、良好な制振効果が得られる結果、遮音性能が
向上する。つまり、ゴムの表面層８を有する中空粉体粒
子６は表面の衝撃力減衰効果が高いので、この中空粉体
６を充填した防音パネルは、加えられる振動加速度が大
きい場合に、特に高い遮音性能を発揮するのである。

【００２７】また、上記のそれぞれの請求項記載の発明
における中空粉体６に形成される表面層８の平均厚み
は、特に限定されないが、概略５〜５０μｍの範囲であ
ることが望ましい。なぜなら、平均厚みが５μｍ以下の
薄い表面層８では、中空粉体６表面の凹凸を平滑化する
ことが難しく、中空粉体６の流動性が向上しないのであ
る。また、平均厚みが５０μｍを越える表面層８を形成
した場合には、中空粉体６の重量が大きくなるため、前
述の理由から流動性が小さくなるからである。

【００２８】また、表面板１、２としては特に限定はさ
れないが、木質系材料（合板、ＭＤＦ、パーティクルボ
ードなど）、金属板（鉄板、鋼板、アルミ板、銅板な
ど）、樹脂板（プラスチック板など）、無機板（ケイ酸
カルシウム板、スレート板、石膏ボードなど）が上げら
れる。また、仕切り３としても特に限定はされないが、
木質系枠、金属系枠などが上げられる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１および
図２を参照して以下に説明する。

【００３０】図１はこの実施の形態の防音パネルの一つ
を示す概略断面図である。この図に示すように、この防
音パネルは、二枚の表面板１、２を対向配置させて、こ
れらの表面板１、２の間に空間を形成するとともに、表
面板１、２の内面側に端部を固定される仕切り３を前記
空間に設けて、この空間を小空間に分割形成し、これら
の小空間に中空粉体６を充填して形成されているもので
ある。表面板１、２または仕切り３としては、木質材、
金属材など種々の材料が用いられる。

【００３１】また、図２は上記の中空粉体６を模式的に
示した概略断面図である。この図に示すように、この中
空粉体６には、その表面を平滑とする表面層８が具備さ
れている。

【００３２】ここで、パネルの厚みは特に限定するもの
ではなくが、中空粉体６の部分の層厚みが、概略２〜３
ｍｍ以上であれば、中空粉体６の流動が生じ、遮音効果
が得られることが確認されている。

【００３３】なお、この図の防音パネルは水平方向に設
けられて使用された状態を示している。そして、このよ
うな状態の防音パネルにおいて、中空粉体６が加振され
て流動した場合、流動性が大きくなるほど中空粉体６の
部分の層の厚みが増加する。そこで、中空粉体６を充填
する際には、体積増加した中空粉体６の部分の層が上側
の表面板２と接触しないように、上側の表面板２との間
に空間が必要となる。なぜなら、この空間が確保されて
いない場合には、運動している中空粉体６の粒子が上側
の表面板２に衝突することで、下側の表面板１および仕
切り３を伝わる振動エネルギが、上側の表面板２に伝達
されるため、防音パネルの遮音性能が著しく低下するか
らである。

【００３４】なお、防音パネルの設置状態は、水平方向
のみならず、種々の状態がとられることは言うまでもな
い。そして、たとえば、垂直方向としたときには、小空
間を形成している上方の仕切り３との間に空間が存在す
るようになっていることが好ましい。また、小空間をさ
らに縦横に仕切ったりして、細かく分割することもでき
る。

【００３５】

【実施例】以下に、より具体的に実施例を上げて説明す
る。

【００３６】（実施例１）この実施例では、中空粉体６
としては、平均粒径３００μｍで、かさ密度が１４０ｋ
ｇ／ｍ³のシラスバルーンを用い、特に表面層８として
平均厚さが約１０μｍのポリエチレン層が具備されてい
るまた、上側の表面板２としては、厚さ１. ２ｍｍのア
ルミ製パネルを、下側の表面板１としては、厚さ０. ６
ｍｍのアルミ製パネルをそれぞれ用いている。

【００３７】また、仕切り３としては、一辺６ｍｍの六
角形状で、高さ２０．２ｍｍのセルを構成要素として具
備しているアルミハニカムを用いている。

【００３８】（実施例２）この実施例では、上記実施例
１の防音パネルにおいて、中空粉体６として、同様のシ
ラスバルーンの表面に、平均層厚さが１０μｍのタング
ステンから成る表面層８を具備させている。

【００３９】（実施例３）この実施例では、上記実施例
１の防音パネルにおいて、中空粉体６として、同様のシ
ラスバルーンの表面に、平均層厚さが１０μｍのカルナ
バロウから成る表面層８を具備させている。

【００４０】（実施例４）この実施例では、上記実施例
１の防音パネルにおいて、中空粉体６として、同様のシ
ラスバルーンの表面に、平均層厚さが１０μｍの天然ゴ
ムから成る表面層８を具備させている。

【００４１】上記いずれの実施例においても、中空粉体
６の面重量は、約２．２ｋｇ／ｍ²程度である。

【００４２】以下に、比較例を上げて、それぞれの実施
例とこの比較例とを対比して説明する。

【００４３】（比較例）上記実施例の防音パネル内部に
充填する中空粉体６として、均粒径３００μｍ、かさ密
度が１４０ｋｇ／ｍ³のシラスバルーンを面重量２．２
ｋｇ／ｍ²で充填している。つまり、上記実施例の中空
粉体６から表面層８を取り除いた状態のものを中空粉体
６として用いて、その面重量を合わすように充填してい
るのである。

【００４４】以上の実施例１〜４および比較例の防音パ
ネルの遮音性能を調べる実験を、以下のようにして行っ
ている。

【００４５】すなわち、図３は遮音性能測定装置を示す
構成図であり、この図に示すように、一方の表面板１の
略中央を加振器13で加振して、他方の表面板２から放射
される放射音レベルを、この他方の表面板２の略中央か
ら３０ｃｍ離れた位置でマイク14によって測定している
のである。なお、この図において、17はノイズジェネレ
ータであり、このノイズジェネレータ17で発生させたノ
イズ信号を、アンプ18を経て加振器13に加えて振動を発
生させるようにしている。また、マイク14に入射した放
射音を、ＦＥＴアナライザー15を通してパソコン16で解
析するようにしている。そして、このような実験によっ
て得られた結果から、表面板１、２の間に何も設けない
状態における放射音レベルを基準とし、この基準の値か
ら実施例１〜４および比較例１の防音パネルの放射音レ
ベルを差し引いた値を、放射音低減量として比較した。

【００４６】加振力としては２Ｎおよび５Ｎを与え、加
振力が２Ｎの場合はパネルの平均振動加速度レベルが１
１５ｄＢであり、加振力が５Ｎの場合は平均振動加速度
レベルが１２５ｄＢである。

【００４７】以上の実験から選られた防音パネルの放射
音低減量（１００〜１０００Hzのオーバーオール値）を
以下に示す。

【００４８】すなわち、加振力が２Ｎの時、実施例１〜
４および比較例の防音パネルの順に放射音改善量は、
４、４、５、４、３ｄＢである。加振力が５Ｎの時、実
施例１〜４および比較例の防音パネルの順に放射音改善
量は、５、５、６、７、４ｄＢである。この結果から、
防音パネル内部に充填する中空粉体６として、表面層８
を具備しない中空粉体６を用いるより、表面層８を具備
した中空粉体６を用いる方が防音パネルに加えられる振
動加速度が低い場合から高い場合にわたって、遮音性能
が高い防音パネルを提供できることが分かる。特にワッ
クスの表面層８を具備した中空粉体６を充填した防音パ
ネルは、振動加速度の大きさによらず高い遮音性能を示
している。またゴムの表面層８を具備した中空粉体６を
充填した防音パネルは、振動加速度の大きい場合に特に
大きな遮音性能を示すことが分かる。

【００４９】さらに、防音パネルの遮音性能の経時的な
変化を調べる実験として加振力を５Ｎとして、連続的に
加振した場合の放射音低減量を調べた。

【００５０】図４は上記放射音低減量の経時変化を示す
グラフ図である。この図に示すように、比較例の防音パ
ネルの放射音低減量は、初期の値が低い上に、時間が経
過するとともに低下するが、いずれの実施例の防音パネ
ルにおいても、８時間経過した後であっても、初期と同
じ高い放射音低減量を維持して、低下が見られなかっ
た。つまり、中空粉体６に表面層８を具備させると、遮
音性能の経時的な劣化がほとんどないことが確認され
た。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明の防音パネルでは、
中空粉体の粒子の表面が、この中空粉体に具備される表
面層によって平滑化されているので、中空粉体の流動性
が向上し、遮音性能が向上している。特に、表面層のな
い中空粉体では流動が起こらないような低い振動加速度
レベルであっても、この表面層が形成された中空粉体を
充填した防音パネルでは、中空粉体の流動が生じるた
め、広い周波数範囲で遮音性能が向上している。

【００５２】請求項２記載の発明の防音パネルでは、中
空粉体の表面が金属であって硬く、耐久性の面でも有利
であり、防音パネルの遮音性能の経時劣化が特に少なく
なっている。

【００５３】請求項３記載の発明の防音パネルでは、中
空粉体の表面がワックスなので耐湿性が向上し、湿気に
よる遮音性能の低下が特に少なくなっている。

【００５４】請求項４記載の発明の防音パネルでは、中
空粉体の表面がゴムなので、中空粉体表面の衝撃力減衰
効果が高くなり、衝突による高いエネルギ消散が得られ
る。したがって、特に防音パネルが高い振動加速度を受
ける場合に、広い周波数範囲で大きな遮音性能が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る一つの防音パネルを
示す概略断面図である。

【図２】同上の防音パネルを構成する中空粉体を模式的
に示した概略断面図である。

【図３】遮音性能測定装置を示す構成図である。

【図４】実施例および比較例における防音パネルの放射
音低減量の経時変化を示すグラフ図である。

【図５】従来例の一つの防音パネルを示す概略断面図で
ある。

【図６】従来例の一つの防音パネルを示す概略断面図で
ある。

【図７】従来例の一つの防音パネルを示す概略断面図で
ある。

【図８】防音パネル内部に充填された粉体の流動パター
ンを示す概略断面図である。

【図９】粉体の摩擦や衝突を示す説明図である。

【符号の説明】

１表面板２表面板３仕切り４多孔質吸音材５軟質系塩化ビニル樹脂シート６中空粉体 6a 粉体８表面層 13 加振器 14 マイク 15 ＦＦＴアナライザ 16 パソコン 17 ノイズジェネレータ 18 アンプ 19 フォーストランスデューサ

フロントページの続き (72)発明者小林晋大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者安藤秀行大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二枚の表面板を対向配置させて、これら
の表面板の間に空間を形成するとともに、この空間に仕
切りを設けて小空間を形成し、これらの小空間に平均粒
径が３０〜１００００μｍの中空粉体を充填して成る防
音パネルにおいて、その表面を平滑とする表面層を中空
粉体に具備させて成ることを特徴とする防音パネル。
【請求項２】上記表面層を金属で形成して成ることを
特徴とする請求項１記載の防音パネル。
【請求項３】上記表面層をワックスで形成して成るこ
とを特徴とする請求項１記載の防音パネル。
【請求項４】上記表面層をゴムで形成して成ることを
特徴とする請求項１記載の防音パネル。