JPS5825814B2 - ボウオンヘキコウゾウタイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は音響エネルギーに対する吸音率と透過損失値
のすぐれた防音壁構造体に関する。

透過損失値の向上については質量法則によって音源に面
する側の板の面質量に従うというのが従来の考え方であ
った。

従って透過損失値を増そうとするためには面密度を増せ
ばよいが、共鳴現象によって透過損失値の降下現象を起
すために、防音上必要な音の周波数の範囲内では透過損
失値の最大値を求めることができない。

この傾向は一重壁、二重壁にも共通して現われる。

そこで共鳴現象によって起る透過損失値の降下現象を抑
え、さらに消音効果をもたせる目的をもってセル型箱体
を一体に押出成形したセル箱型防音構造体が提案される
に至った。

このセル箱型防音構造体は、セル箱型体の音源側面部を
所定の開孔率で穿孔した吸音孔壁部となし、該吸音孔壁
部と対向する他側面部を遮音壁部に形成し、箱体内部を
細胞空間室に仕切り各々に吸音材を充填してなる構造で
あって従来の単一壁や二重壁に比して共鳴現象による透
過損失値の降下現象を緩和させて透過損失値の増大が図
られる。

しかしながら、このセル箱型防音構造体においても共鳴
現象を全く避けることができず、成る周波数の範囲では
透過損失値の降下現象が現われる。

そこで透過損失値をより一層高める目的をもって、本発
明者は特願昭４９１３０４４９号において箱型防音構造
体の遮音壁部（音源と反対の側壁部）に弾性体を介して
自由空間板を設け、前記遮音壁部との間は自由空気層を
形成し、この自由空気層室で対向共鳴によって減音し、
この減音と消音、吸音、反射、遮音の総合作用によって
優れた透過損失値を発揮するセル箱型防音構造体を提案
した。

更に本発明者は特願昭５０−０６６０５０号において音
響エネルギーの減衰を図って吸音率と透過損失値のすぐ
れたセル箱型防音構造体を得る目的をもってセル箱型防
音構造体の両側面部を金属繊維−セメント系よりなる弾
性セル型に構成した防音箱体を提案した。

この発明は上記提案されたセル箱型防音構造体の防音特
性を更に改善して吸音率と透過損失値の極めてすぐれた
セル箱型防音構造体を提供することを意図して開発した
ものである。

この発明を理解するのに便ならしめるために、一つの実
施態様を示す第一図に基いて説明する。

第１図において、１はセル箱型防音構造体であって、例
えばアルミニウム材でセル型箱体１ａに成形し、この箱
体は仕切板１ｂで数区分されて細胞室１ｃを構成する。

細胞室は要求される設計値に基いて適宜定められる。

前記セル型箱体と仕切板は押出し成形によって一体的に
成形するのが透過損失値を高める点で好ましい。

セル型箱体の両端開口部はこのものを防音壁に組立てる
際、弾性体（例えばゴム材）で密封される。

このセル型箱体の音源側の側面部は所定の開孔率（例え
ば３０％）と孔径（例えば８ｍ１ｃｌ）で穿孔されて吸
音孔壁部１ｄに構成し、反対側の側面部を遮音壁部１ｅ
となし、各細胞室１ｃ内に吸音材１ｆ（例えば鉱物繊維
）を充填してなる構造である。

２は制振連結機構であって、図示のものは、断面截頭円
錐形状に形成した二つの多孔性質部材２ａの底面部を相
対向させ、この当接面間に高分子弾性接着剤（例えばゴ
ム系接着剤）２ｂを介在させて一体的に構成され、その
両端に連結弾性体（例えばゴム材）２ｅ、２ｅ’を介し
てセル箱型防音構造体１と自由空間板３を制振連結させ
ている。

多孔性質部材としては無機質、有機質繊維を結合剤で集
束結合した物、コルク材、発泡軽量コンクリートなどが
挙げられる。

自由空間板３は金属板３ａと非金属板（例えば石綿スレ
ート）３ｂを高分子接着剤３ｃ（例えばゴム系、エポキ
シ系、ビニル系、フェノール系、これらの共重合系もし
くはこれらを主体とする組成物など）によってサンドイ
ンチ形に貼着したもの（以下サンドイッチパネルという
）であり、保持金物６（ボルトナツト類）で制振連結機
構２を通してセル箱型防音構造体１に固定されるっ図中
６ａは締付杆、６ｂは座板、６ｃは弾性体、６ｄはナツ
トを示す。

サンドインチパネルの自由空間板３と遮音壁部１ｅとの
間隙部は自由空気層室４を形成する。

この自由空気層室４の間隔は基本共鳴周波数によって定
められる。

従って制振連結機構２の断面厚味もこの空気層室に関連
させて定められる。

自由空気層室４は音エネルギーを逃散させないように遮
音するために、サンドインチパネルの外側金属板３ａの
外縁部を延設し、更に内方に折曲し、この折曲端縁部を
連結弾性体２ｅに圧接する。

、５は自由空気層室内に充填された吸音材（例えばガラ
スウール）であって、防音条件によっては特に充填する
ことを要しない。

自由空間板３を構成するサンドイッチパネルの金属板は
鉄、アルミニウム、鉛など、非金属板は石綿スレート、
石膏ボード、合成樹脂板のような物が挙げられる。

高分子接着剤層の厚味は金属板３ａと非金属板３ｂが高
分子接着剤層を破壊して直接連結状態になることを防ぐ
ために０．２ｔｎｍ以上が望ましく０．２〜２． Ｏｍ
ｍ１ｉＮ度が実用的である。

この高分子接着剤層はエネルギーの接触面からの漏洩を
防ぐと共に、歪効果によるエネルギー転換により振動減
衰特性を高め、音響エネルギーの吸収に寄与する。

入射される音響エネルギーはセル箱型防音構造体で減衰
され、更に制振連結機構によってエネルギーの転換およ
び伝達方向変位によって音響と振動を減衰させると共に
板振動エネルギーを吸収減衰させ、自由に近い位相差の
もとて更に自由空気層室内で吸音と複層対向共鳴による
減音を図ると共に、サンドインチパネルの自由空間板に
よって反射音の遮音を二重に行なうと共にその板の膜振
動を抑えるなどの総合作用によって高度の吸音率と透過
損失値を発揮させることができる。

制振連結機構の形態は、上述のように音響及び振動エネ
ルギーの相の変位と方向変位との転換可能な形態にする
とね；好１しく、おの代表例として断面羨望、丸型（円
柱状、円筒状）が挙げられもなお図中、多孔性質部材を
二つ割の例で説明したが、より多層に構成することは本
発明の本旨に反するものではない。

第２図は制振連結機構２の別の態様を示す。

板材の組合わせで一体化したセル箱型防音構造体１の遮
音側板を外方に折曲させ、その折曲上部を玉ぶち状２３
′に屈成し、更にセル箱型防音構造体１の細胞室１ｃ内
側面部に固定した制振連結板２ｄの上部工ぶち２ｂ’を
前記玉ぶち２ａ′に嵌合し、更にその嵌合部を覆うて隣
接する遮音側板の折曲部の玉ぶち２ｃ’を嵌合するよう
に構成された制振連結腕機構２′にサンドイッチパネル
の高分子接着剤層と金属板３３′を、前記嵌合させた玉
ぶち２０′の外周部形状に合わせて嵌装し、金属板３
ａ ／の端縁部を連結弾性体２ｅ、に圧接することによ
り自由空間板３をセル箱型防音構造体に連結した点を除
けば、第１図と対応して表わされる符号は同様である。

上記制振連結機構は円筒状を呈し、音、響及び振動エネ
ルギーは方向変位されると共に高分子接着剤に転換吸収
されて制振減音効果をもたらす。

第３図は別の制振連結機構を示すものにして、単一セル
箱型防音構造体の相互の当接面部に、サンドインチパネ
ルの金属板３ａの端縁部を菱形状に折曲し続いて水平に
延設させ、その水平縁部間に頂部を中空菱形２ａ“に成
形した制振連結板２ｄ’を嵌挿し、パネルの水平縁部と
制振連結板の水平縁部をセル箱型防音構造体双方の当接
面に弾性体２ｅ、２ｅ’を介して締付金物で固定するよ
うにして自由空間板３を連結した例を示すものである。

上記パネルの菱形部と制振連結板の菱形部とのなす間隙
部に高分子接着剤３ｃが充填される。

この制振連結機構においても既述せる理由によって割振
減音機能を果す。

また第３図中、菱形状の連結形状を第２図の円筒状にし
ても既述の通り同様な制振減音機能を果す。

また制振連結機構としては防振ゴムも必要により用いら
れる。

この発明の防音壁構造体は、すぐれた防音特性を発揮す
ることについては、先きに述べたとおりであるが、その
効果をより一層明確にするために、実験した数値を示し
て実証する。

第４図は実験データを図表化して示したものであって、
図中、■は１０ｍｍ厚鉄板と１．０關厚鉄板をアスファ
ルト乳剤にビニルアセテートエチレンコポリマーを混合
した組成物を接着剤としてサンドインチパネルに構成し
た自由空間板を、後述する皿のセル箱型防音構造体の遮
音壁部に６０ｍｍの間隔をおいて第２図に示す制振連結
機構によって連結した防音構造体である。

■は自由空間板を１．０ｍｍ厚鉄板の単板としＷ□ｕＩ
の場合と同様である。

■はアルミニウム１．０關厚の箱型防音構造体であって
、側板間距離７０ｍｍ、長さ３ｍＸ高さ１ｍのもの２個
組、吸音孔壁部は開孔率３０％、孔径８朋び、千鳥形配
孔、グラスウール３６ｋｇ／ｍ’挿入の構造である。

■は２．０ｍｍ厚鉄板を自由空間板にした場合の■をベ
ースに質量法則分だけスライドさせた仮想線、■は１．
０關厚鉄板の単板における一重壁の質量法則による理論
線を示す。

第４図によって判明するように、この発明の防音構造体
は他の構造体（例えば鉄板の一重壁■、あるいは先願記
載の構成によるＩＩｌ、、ｎ、ＩＶ）に比して極めて良
好な透過損失値特性を示している。

第５図は鉄板厚みを０．６ ｍｍに変更した以外は実験
Ｉと同様な構成からなるサンドイッチパネルを、従来方
式に従って単独に防音構造板とした場合の実験データを
図表化して示したものである。

第５図に示すように、サンドインチパネルの特性Ｉ′は
１．２ｍｍ厚鉄板の単板の特性■′と比較すると、３０
００〜５０００Ｈｚの特定周波域で共鳴現象による透過
損失値の低下分５〜８ｄＢを回復できただけで質量法則
をはるかに超えて各周波数域での向上は見られなかった
。

図中、■′線は一重壁の質量法則による理論線（面密度
１０ ｋｇ／ｉ ）を示す。

このように本発明においては、サンドインチパネルが単
に質量法則によって透過損失値を向上させるばかりでは
なく、自由空間板としての機能と制振連結機構及びセル
型箱体との相互相乗作用が防音特性の向上に寄与する。

第６図は第１図の実施態様における実験によって自由空
間板の質量に対する透過損失値の関係を示すものであっ
て、既述せるように透過損失値を増そうとするために板
質量を増すことを指摘したが、この考え方に立脚して自
由空間板の質量を増加しても尚図のＩ“線で示される特
性線（３，２ｍｍ厚鉄板）は■“線で示される特性線（
１，６ｕ＋厚鉄板）に対して１０００Ｈｚ近傍以上の高
周波領域では対向共鳴による透過損失値の増大は頭打現
象（Ａの矢印で示す）を引き起すが、サンドイッチパネ
ルを自由空間板として使用すると、図中■“の特性線（
］、、６６ｍｍ厚鉄板２で実験Ｉと同じ構成にしたサン
ドインチパネルに見られるように質量法則を超えて透過
損失値を向上させることができる。

なお、■“は第１図に示すセル箱型防音構造体単体の特
性線を示す。

上記一連の実験例においては、鉄板−高分子接着剤−鉄
板のサンドインチパネルの例を示したが、アルミニウム
板（０，３ｍｍ）−高分子接着剤−アルミニウム板（０
，３ｍｍ）−高分子接着剤−ポリエチレン板（１，，４
ｍｍ）からなるサンドインチパネルを実験Ｉと同様にし
て行なった結果では、６３０Ｈｚ以下にて８〜３ｄＢと
特に向上した。

更に金属と非金属または非金属板と非金属板とのサンド
インチパネルにおいても各局派数領域で良好な透過損失
値を発現した。

また上記セル箱型防音構造体のほか箱型防音構造体にも
適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の防音壁構造体の組立断面図、第２図及
び第３図は別の実施態様を示す組立断面図、第４図は実
験結果を図表化して示した線図、第５図はサンドイッチ
パネルを単に防音構造板として用いた場合の実験結果の
線図、第６図は自由空間板の質量と透過損失値との関係
を示す図表である。 １・・・・・・セル箱型防音構造体、１ａ・・・・・・
セル型箱体、１ｂ・・・・・・仕切板、１ｃ・・・・・
・細胞室、１ｄ・・・・・・吸音孔壁部、１ｅ・・・・
・・遮音壁部、１ｆ・・・・・・吸音材、２・・・・・
・制振連結機構、２′、２“・・・・・・制振連結腕機
構、２ａ・・・・・・多孔性質部材、２ｂ・・・・・・
高分子弾性接着剤、２ｅ、２ｅ’・・・・・・連結弾性
体、２ａ′。 ２ｂ’、２ｃ’・・・・・・玉ぶち、２ａ“・・・・・
・中空菱形頭部、２ｄ、２ｄ′・・・・・・制振連結板
、３・・・・・・サンドイッチパネルの自由空間板、３
ａ、３ａ’・・・・−・金属板、３ｂ・・・・・・非金
属板、３ｃ・・・・・・高分子接着剤、４・・・・・・
自由空気層室、５・・・・・・吸音材、６・・・・・・
保持金物、６ａ・・・・・・締付杆、６ｂ・・・・・・
座板、６ｃ・・・・・・弾性体、６ｄ・・・・・・ナツ
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属板と金属板もしくは非金属板または非金属板相
   互を高分子接着剤で貼着させてなるサンドインチパネル
   を自由空間板となし、該自由空間板を箱型防音構造体の
   音源側と反対の側面部に制振連結機構によって連結して
   なる防音壁構造体。