JPS5817852Y2

JPS5817852Y2 - 吸音具

Info

Publication number: JPS5817852Y2
Application number: JP1976133032U
Authority: JP
Inventors: 義彦小沢; 秀雄新国; 昇杉浦
Original assignee: 株式会社豊田中央研究所
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1983-04-11
Also published as: JPS5350104U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はガラス発泡体よりなる吸音具に関するものであ
る。

無機質発泡体は軽量で断熱性及び加工性に勝れ、不燃性
であるため不燃建築材料として断熱性の要求される天井
板材あるいは側壁板材等に用いられている。

この場合、上記特性に加え、適当な吸音特性を持つこと
が要求されるが、従来の無機質発泡体よりなる不燃建築
材料はロックウール板等の多孔質繊維板に比べ吸音特性
が劣っていた。

そこで、この吸音特性を改善するため無機質発泡体の発
泡状態を独立気泡から連続気泡にする工夫がなされてい
た。

しかし、この工夫は吸音特性を改善する効果はあるが、
機械的強度が低下するという大きな欠点を持つものであ
った。

本考案は、特定の発泡状態のガラス発泡体に一定の条件
で穿設した穿孔を形成することにより勝れた吸音特性と
高い機械的強度を兼備させることができることを見出し
たことに基づく。

すなわち、本考案の吸音具は第１図にその斜視図を、及
び第２図及び第３図にその部分端面図を示すように、気
泡１の直径が１〜５ｍｍを中心に分布するガラス発泡体
で構成される板状体であり、該板状体の少なくとも表面
又は裏面の全面にわたり一つあたりの開口面積が０．１
〜１５ｍｍ２の範囲にありかつ深さが少なくとも３ｍｍ
の穿設した穿孔２を有し、該穿孔の全開口面積が説穿孔
を有する表面又は裏面の全面に対して４〜１０％の開口
率であることを特徴とするものである。

ここで開口率とは、全開口面積（１つの穿孔の開口面積
×穿孔の数）を、穿孔を有する面の面積で割り、その百
分率を求めたものである。

この吸音具の穿孔２は発泡体に穿設されたものであるた
め、穿孔２の径及び断面形状は該穿孔２の軸方向にそっ
て大きく変化している。

すなわち、穿孔２を形成している壁面は穿設時に破られ
た気泡壁の破面及び破られた気泡の内壁面で形成されて
いる。

そのため、穿孔２の壁面が気泡壁の破面で形成されてい
る部分の該穿孔２の径は最小になり、すなわちネックと
なり）逆に、破られた気泡壁内壁面で穿孔２の壁面が形
成されている部分の該穿孔２の径は大きく、かつ破られ
た気泡１の位置及び大きさにより大きく変化する。

すなわち、この穿孔２は、あたかも小さな開孔と空洞を
もつ共鳴器に直列に接続したものと同様な構造をもつ。

本吸音具の吸音作用は、一つ一つ穿孔２がそれぞれ狭立
した共鳴器として作用するためと解される。

ガラス発泡体の気泡１の直径が１〜５ｍｍを中心に分布
するものとして、気泡１の大きさを限定したのは以下の
理由による。

まず、気泡の直径が１ｍｍに滴たない場合、この気泡は
共鳴器の空洞としての作用が充分でなく、吸音率が低い
。

例えば気泡の平均径がＱ、５ｍｍ程度のガラス発泡体よ
りなる板材に直径１ｍｍ、深さｌＱｍｍ程度の有底孔を
穿設しても、この板材の吸音特性は、低く、穿孔による
効果は充分でない。

また、別の例としては発泡率が０に近い石膏ボード、及
び平均的発泡径が０゜１〜０．２ｍｍである発泡スチロ
ールに上記の同じように有底孔を穿設したが、穿孔によ
る吸音特性の顕著な効果はみられなかった。

一方、気泡の直径が５ｍｍをこえる場合には無機質発泡
体の強度が充分でない場合が多い。

特に板材とした場合、気泡の直径が５ｍｍをこえると、
板材の板厚を相当厚いものにしなければ充分な強さの材
料とすることができない等の不都合が生じる。

本考案の吸音具は独立気泡の一体成形ガラス発泡材料で
あり、それ自体で充分に吸音材としての特性を有するも
のである。

本吸音具に穿設されている穿孔２は発泡体に穿設された
ものであることが必要である。

すなわち、穿孔２を形成する際発泡体の気泡１を破壊し
、気泡１の内壁面が穿孔２の壁面となるものでなければ
ならない。

これは気泡１を破壊することにより共鳴器の空洞に相当
する部分が形成されるからである。

穿孔２を形成するには、針、ドリル等の突起を直接発泡
体に突き刺すことによりなされる。

穿孔２の形状は断面円形のものでも三角形、四角形等も
使用できその形状にはよらない。

しかし穿孔２一つの開口面積はＱ、ｌ−１５ｍｒｒ１２
の範囲内になければならない。

なお、ここで開口面積とは穿孔２を形成する針等の突起
の断面積に等しい。

これはまた穿孔２におけるネック部の断面積に相当する
。

開口面積が０．１ｍｍ２未満では穿孔２を形成するのが
困難となる。

一方開口面積が大きくなるに従い、気泡によって形成さ
れる空洞に相当する部分の大きさに比し開口に相当する
部分の大きさが大きくなり、穿孔２の共鳴器としての作
用が少なくなり、吸音率が低下する。

特に開口面積が１５ｍｍ２をこえる場合には充分な吸音
効果を得ることができず、好ましくは５ｍｍ２以下がよ
い。

穿孔２の深さは少なくとも３ｍｍ必要であり、深ければ
深い程低い周波数域まで吸音率が高くなる。

なお、穿孔２はかならずしも有底孔である必要はなく貫
通孔でもよい。

また、吸音特性をそこなうことのないよう本吸音具は４
〜１０％の開口率を有する。

すなわち、開口率が４％未満の場合は吸音率が低下し吸
音具としての役目を得ない。

逆に１０％をこえる開口率を有する場合は、吸音率は若
干増大するが増加の割合は極めてゆるやかになる。

また、１０％をこえる開口率の増大は生産性、強度の低
下および外観の悪下を吸音具におよぼすものである。

なお吸音板の穿孔２は音源に対向している面の全面に穿
設されている必要がある。

音源が吸音板の両側に存在する場合には、吸音板の両面
に穿孔を必要とする。

なお、本吸音具による吸音特性は、気泡１の大きさ、一
つの穿孔２の開口面積、深さ、断面形状及び穿孔２の全
開口面積が該穿孔２を有する面、全面に対する割合によ
って変化する。

従って、上記気泡１の大きさとか穿孔２の開口面積等を
変化することにより任意の吸音特性をもつ吸音板を得る
ことができる。

また、この場合、種々の穿孔２を組み合せる事も可能で
ある。

さらに、穿孔２は吸音具の外面を装飾する作用を併せも
ち得る。

従って穿孔２の配列は勝れた美観を具備すべく配列する
事が可能であり、このために吸音特性が大きく低下する
等の不都合はない。

以下実施例を示し、本考案の吸音具を詳細に説明する。

実施例本実施例では嵩比重が約０．２４、気泡の直径が２〜３
ｍｍを中心に分布している従、横、厚さ３０ｃｍ、６０
ｃｍ、２．１ｃｒｎの板状のガラス発泡体を用いた。

そして、このガラス発泡体の一面全面に針状の突起ある
いはドリル刃を押しつけ第１図に示すごとき本考案の吸
音具とした。

なお、突起及びドリル刃の径を種々に変え、また押し込
み深さ、開口率を種々変化せしめ多種類の吸音具を調製
した。

また得られた吸音具の吸音率の測定は、上記吸音具から
直径９９ｍｍ及び直径２ｇｍｍの２種類の試験片（厚さ
は共に２１ｍｍ）を切り出し、これらの試験片について
ＪＩＳＡ１４０５−１９６３に準じて垂直入射吸音率
を測定したものである。

すなわち、円筒直管の一端に試料を取りつけ、他端に取
り付けたスピーカから正弦波音波を発射し、試料で反射
した音波と入射音波によってできる定在波の最大振幅部
分と最小振幅部分の音圧を直管内にあり、かつ移動可能
なマイクロフォンによって測定し、その比から吸音率を
求めたものである。

まず、上記発泡ガラス板の一面に直径１ｍｍの針状突起
をｌＱｍｍの深さまで押しつけ、開口率０．５９％、１
５．５％、４．４０％の３種類の吸音具を調製した。

これら３種類の吸音具の吸音特性を第４図に示す。

なお、第４図は従軸に垂直入射吸音率、横軸に音の周波
数をとったものである（以下の図においても同じ）。

なお、符号Ａ、Ｂ及びＣは各々開口率０．５９％、１．
５５％、４．４０％の上記吸音具の吸音率−周波数関係
線図を示す。

なお、符号Ｏは参考試料である穿孔をもたない発泡ガラ
ス板の吸音率−周波数関係線図を示す。

すなわち符号０は開口率Ｏ％の吸音率−周波数関係線図
とみることができる。

第４図より開口率が増加すると共に吸音率が増大する傾
向がみられる。

次に、同種の発泡ガラス板に直径１ｍｍの針状突起を種
々の深さに押しつけ、深さ５ｍｍ、１０ｍｍ及び１５ｍ
ｍの３種類の吸音具を調製した。

なお、これら３種類の吸音具の開口率は２．５％と一定
にした。

これら３種類の吸音具の吸音特性を第５図に示す。

なお、図中符号り、Ｅ及びＦは各々深さ５ｍｍ、ｌＱｍ
ｍ及び１５ｍｍの穿孔をもつ上記吸音具の吸音率−周波
数関係線図を示す。

第５図より穿孔の深さは吸音率の最大値にはあまり影響
しないが吸音率が最大になる周波数が影響され、深さが
増すにつれて吸音率が最大になる周波数が低周波数側に
移行するのがわかる。

次に、一つの穿孔の間口面積の影響をみるために、針状
突起の径がＱ、８ｍｍ、１．□ｍｍ、２．□ｍｍ及び３
．２ｍｍと異る４種類の突起を用いて４種類の吸音具を
調製した。

なお、各吸音具の開口率を２．５％穿孔の深さを１５ｍ
ｍとした。

これら４種類の吸音具の吸音特性を第６図に示す。

図中符号Ｇ、Ｈ。■及びＪはそれぞれ針状突起の直径（
穿孔の開口面積）がＱ、３ｍｍ（Ｑ、５ｒｎｍ
２）、ｌ、Ｑｍｍ（Ｑ、７９ｍｍ２）、２．
０ｍｍ（３，１４ｍｍ２）、及び３．２ｍｍ
（８，０４ｍｍ２）の吸音具の吸音率−周波数関係線図
を示す。

第６図より穿孔の開口面積を小さくすることにより、吸
音重性（こ低周波数域における吸音率が高くなる傾向が
みられる。

次に、一つの吸音具に３種類穿孔をもつ吸音具の吸音特
性を示す。

この吸音具は、上記した同種の発泡ガラス板の同一面に
直径１ｍｍ及び直径２ｍｍの針状突起を該面全体にわた
って押しつけ、直径１ｍｍ（開口面積Ｑ、７９ｍｍ２）
深さｌＱｍｍ開口率２％の穿孔と、直径１ｍｍ深さ２０
ｍｍ開口率０．５％の穿孔、及び直径２ｍｍ（開口面積
３．１４ｍｍ）開口率２．４％で貫通した穿孔を設けて
吸音具を調製したものである。

なお、この吸音具の全体としての開口率は４．９％であ
る。

この吸音具の吸音特性を第７図に示す。

第７図より、種々の穿孔を組み合せることにより広い周
波数範囲にわたって高い吸音率が得られることがわかる
。

また第８図は発泡ガラス板の一面に直径２ｍｍの針状突
起を面全体にわたって押しつけ、直径２ｍｍ、深さ１０
ｍｍ開口率１０％の穿孔を有する吸音具と、他に比較の
為直径２．６ｍｍ、深さ１０ｍｍ開ロ率開口率９％で穿
孔した吸音具をそれぞれ調製した。

このものの吸音特性−周波数関係線図を示す。

なお、図中には１０％の開口率、Ｌは１６，９％の開口
率のものを示す。

図より知られるごとく、開口率かｌ０％と１６．９％を
比べた場合、１０％以上では開口率の増大により吸音率
の変化は余り認められない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の吸引具を示す斜視図、第２図及び第３
図は本考案の吸引具の異った部分の部分端面図である。第４図〜第８図は実施例に示す１１種類の吸音具の吸音
率−周波数関係線図である。図中符号１はガラス発泡体の気泡を、符号２は本考案の
吸音具の穿孔を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）独立気泡の直径が１〜５ｍｍを中心に分布するガ
ラス発泡体で構成される板状体から成り、該板状体の少
なくとも表面又は裏面の全面にわたり一つあたりの開口
面積が０．１〜１５ｍｍ２の範囲にありかつ深さが少な
くとも３ｍｍの穿設した穿孔を有し、該穿孔の全開口面
積が該穿孔を有する表面又は裏面の全面に対して４〜１
０％の開口率であることを特徴とする吸音具。
（２）一つの穿孔の開口面積が０．１〜５ｍｍ２以下で
あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
載の吸音具。
（３）一つの開口面積の異る少くとも２種類の穿孔を有
する実用新案登録請求の範囲第１項記載の吸音具。