JPS5947785B2 - 防音用エレメント - Google Patents

防音用エレメント

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JPS5947785B2
JPS5947785B2 JP54148757A JP14875779A JPS5947785B2 JP S5947785 B2 JPS5947785 B2 JP S5947785B2 JP 54148757 A JP54148757 A JP 54148757A JP 14875779 A JP14875779 A JP 14875779A JP S5947785 B2 JPS5947785 B2 JP S5947785B2
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Description

【発明の詳細な説明】 吸音板による空気伝送音の防音効果は、主として質量即
ち上記板の表面積あたりの重量で表わされる。
２枚の防音板を互いに空隙をはさんで設置した構造は、
スフ刃ングで相互連結させた２個のマスから成る機械的
振動回路と基本的に対応する。
２枚の防音板の空隙が広くなるにつれて、スプリングの
弾力性が増しかつ鉄骨鉄筋コンクリ−１・構造物（ｃｏ
ｍｐｏｓｉｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）の防音効果が高
まる。
このマス−スプリング系は、音の周波数、即ち所謂基本
的共鳴周波数で、明らかに共鳴する。
この共鳴周波数は、防音板の面積当りの質量及び空隙の
幅で決まる。
基本的共鳴周波数をかなり下回る周波数では、前記構造
から成る２枚の板の総質量及び剛性とほぼ等しい質量及
び剛性を有する１枚の板の如き構造としで働く。
しかしながら、前記の如く基本的共鳴周波数以上の周波
数では同じ総質量を有する一枚の板よりも、二重壁の方
が、。
防音効果がかなり高い。
基本的共鳴周波数付近の周波数の範囲では二重構造でも
すぐれた防音効果はみられない。
このため基本的共鳴周波数をできる限り低く、できれば
２５０Ｈｚ以下、好ましくは１００Ｈｚ以下に調整する
ことが重要である。
防音性が良いと知られている構造の二重壁の場合にもか
なりの欠陥がある。
つまり前記構造の剛性及び機械的強度が、表面積当りの
重量が同じ同質の一枚の板に比して構造の厚さの割に極
度に低く、また時々低いことである。
二重板を有する構造の空隙を、結合材の如く軽くて堅い
材料を前記板と相互連結させで埋めれば、剛性と強度は
急激に増加するが同時に防音効果は減少する。
これは、音響学的に、前記構造がほとんど一枚の板とし
て作用するからであろう。
本発明は空気伝送音に対してすぐれた防音性を有しかつ
剛性及び強度の高い防音用エレメント、特に建築エレメ
ントに適するものに関する。
本発；明による防音用建築エレメント或いは構造エレメ
ント（建築エレメントという）の特徴は次の如くである
。
第１の内側の厚い板エレメントは実質的に堅固或いは剛
直であり、少なくともエレメントの主表面の横方向への
力に対しでは堅固で、その１第一の内側のエレメントに
は多数の内部細孔がある。
また第２の内側の堅い板ニレメンＩ・は薄く、実質的に
空気透過性でありかつその弾性率は１０９Ｎ ／ ｍ”
以−上である。
この第２の内側プレートニレメンＩ・は、前記の第１の
内側のエレメントの上表）面の一面と接している。
外側の実質的に空気不透過性の板エレメントは、前記の
第２の内側ニレメンＩ・近くの少し離れた所に、位置し
ている。
従って実質的に全体の外側のエレメントは前記の第２の
内側のエレメントとは実質的に無関係に振動することが
できる。
前記の第１の内側のニレメン１への第２主表面は、材料
の弾性率が１０９Ｎ／ｍ２以−Ｌの板と接し実質的に空
気不透過性、或いは前記の第２の内側のエレメントの如
く空気透過性であり、空隙を介して実質的に空気不透過
性の外側の板上１ レメンＩ・と接している。
本発明による建築エレメントのうち第１の内外のニレメ
ンＩ・及び前記の第１の内側のエレメントの各面に接し
かつ弾力性の高いエレメントは、高い剛性を有する基本
的エレメントが組合わさったものである。
こうして所望の強度と剛性を有する建築エレメントが得
られる。
、第１の内側のエレメントは軽いのが好ましく、大部分
が建築エレメントの面に対して実質的に垂直に広がって
いる鉱物繊維の板或；いは層から作られるが、またポリ
ウレタンフォームの如く連通細孔（ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｎｇ ｐｏｒｅ）を有する堅いプラスチックフオー
ムのような板、或いは蜂の巣構造に類似の構造を有する
層、或いは板から作っても良い。
後者の場合、蜂の巣構造の穴は空であり （空気で満た
されでいる）、或いは連通細孔を有する多孔性の適当な
物質、弾力性のあるプラスチックフオームの如く吸音率
の高い弾力性に富んだ、或いは軟らかい物質で満たされ
ている。
鉄骨鉄筋構造物の建築エレメントは■−ビームに対応す
ると言える。
つまり前記の第１の内側のエレメントがビームのウェブ
を表わし、第１の内側のエレメントの各面に接している
２枚の板がビームのフランジを表わしている。
第１の内側のエレメントの空気層は、空気透過性板を通
過する空気と相通ずるべきであり、その空気層の空気は
建築エレメントの防音作用に利用される。
第１の内側のエレメントの空気層の総量は、少なくとも
エレメントの総量の９０％であることが好ましい。
本発明による建築エレメントに対応する機械的振動回路
の場合には、第１の内側のエレメントの空気層の空気が
、空気透過性エレメントと外側の空気不透過性エレメン
トの間の空隙にある空気に相当するスプリングが連結し
ている形のスプリングを表わしている。
この空隙は比較的狭く、一般に多くて１０ミリメートル
で、最高５ミリメートルが適当である。
一番内側のエレメントそれ自体も吸音率の高い方が好ま
しい。
外側の空気不透過性エレメントは、堅い、或いは弾力性
に富んだスペーシング材（ｓｐａｃｉｎｇ ｍｅｍ−ｂ
ｅｒｓ）を間に入れて空気透過性のエレメントと接して
いる。
このスペーシング材は、互いにかなりの距離を離七で置
き建築エレメントの総表面積に比してわす゛かの面積を
占めているだけである。
スペーシング材と他のエレメントとは点状あるいは線状
に接続している。
その接点、或いは接線の間は空隙で、この空隙は空か、
或いは開放性の連通細孔を有する弾力性に富んだプラス
チックフオームの如き柔らかく多孔性の空気透過性物質
で占められでいる。
後者の場合エレメントが外圧を受けるような時には、特
に外側のエレメントと空気透過性のエレメントが直接接
してはならない。
外側の空気不透過性のエレメントと空気透過性エレメン
トを開放性の細孔を有する弾力性に富むプラスチックフ
オームの如き多孔性の柔らかい空気透過性の物質の薄層
だはで相互連結させるために、多孔性の空気透過性物質
の代りに建築エレメントの総表面積に比較して少ない表
面積を占めるようなスペーシング剤を用いても良い。
添付図面により更に詳細に本発明を説明する。
第１−３図は公知の建築エレメント、第４，５図は本発
明による建築エレメント或いは構造壁材の第一実施例、
第６図はその第２実施例を表わした図面である。
第１図は、薄い一枚の堅い板或いはプレー１−１から成
る公知の建築エレメントである。
この板１は隙間がなく或いは空気不透過性で、従って大
量の空気が出入りすることはない。
この系は通常軽い一枚の壁として表わされる。
エレメントの一つの平面に入ってくる音Ｐ１に比して反
対の面から出ていく音Ｐ２の振幅はわずかに小さいだけ
である。
このことから、エレメントの防音効果は低いか、或いは
中程度へあることが知見される。
前記のエレメントに対応する機械的振動システムには、
実質的にニレメンＩ・の表面積の重量単位に相当する質
量のみが含まれる。
第２図の壁システムは、２枚の薄くて堅い（不透過性の
）プレート或いは板の間に間隙があり、その間隙には空
気が満ちている。
このシステムは機械的振動回路に対応し、２個のマスが
、前記プレート間に充たされた空気に相当する軟スプリ
ングで相互連結されている形である。
この２重壁ニレメンＩ・の防音効果は、第１図に示す一
重壁に比して高い。
即ち系の基本的共鳴周波数以上の周波数ではＰ３が実質
的にＰｌより小さい。
しかしながら、エレメントの剛性及び強度は、いろいろ
な面に利用できる程満足いくものではない。
後者の欠点を改善したものが、第３図に示す構造である
。
この構造では、空隙３の代りに堅固或いは剛直なプラス
チックフオームから成る比較的厚い層、或いは板４を用
いその全面或いは表面に、隙間のない薄くて堅い板１と
２が張り合わさっている。
こうして得られた系は、２個のスプリングを平行に接続
して相互連結させた２個のマスから成る振動系に対応す
る。
つまり一個のスプリングがプラスチックフオームから成
るプレート４の空気含量を表わし、他方のスプリングが
前期プレート４のプラスチックフオームの割合を表わし
ている。
しかしながら剛性及び強度は改善されるが、逆に建造物
の防音効果は低下し、Ｐ４は実質的にＰｌに比して低く
ない。
このことから鉄骨鉄筋コンクリ−１・構造物は、事実上
、実質的に堅固或いは硬直な一枚のプレートとして作用
すゆであろうと知見される。
第４，５図には、本発明による構造成いは建築エレメン
トを表わす断面図の具体例を示す。
このエレメントは剛性及び強度も高くかつ空気伝送音に
対する防音効果もすぐれている。
エレメントは、とりわけ壁構造として或いは壁構造の中
に使われる力へこれには内部細孔を有する一番内側にあ
る厚い第１の内側プレーＩ・エレメントとしてのエレメ
ント１０が含まれる。
前記の具体例ではこのエレメントは、エレメントの主要
な面に対して実質的に垂直に広がっている鉱物繊維から
成る力へポリウレタンプラスチックフオームや図６に示
す蜂の巣構造の如く連通内部細孔を有する堅い多孔性の
プラスチック層或いは樹脂層を用いても良い。
エレメント１０の一方の面には、第１の外側プレートエ
レメントとしての薄くて隙間のない堅い板２が張りつけ
てあり （膠着結合する）、多くの穴（細孔）６が適当
に均等に分布している第２の内側プレートエレメントと
しての堅い板５がエレメント１０の反対側に張りつけで
ある（膠着結合する）。
多くのスペーシング材９を用いて第２の外側プレートエ
レメントとしての薄くて隙間のない外側の板７が、小さ
な空間、或いは空隙をへてプレート５に接している。
この空隙は１ミリメートル或いは数ミリメートルである
。
スペーシング材９は壁エレメントの主表面に平均に分散
しているスペースド・リッジ（ｓｐａｃｅｄ ｒｉｄｇ
ｅｓ）或いはストリップ（ｓｔｒｉｐｓ）の形であるが
、他の形のものでも良い。
例えば接続帯、或いは接続点が互いにがなりの距離をお
いて位置している狭く、細長い、或いは短かい材料から
成るものでも良い。
スペーシング材９と堅い板５と板７は、例えば膠着剤で
接合する。
板エレメント７は任意の堅固或いは硬直な材料、好まし
くは高密度を有する材料から成る。
第４゜５図による建築エレメントに対応する機械的振動
。
回路は板２と７に対応する２つのマスを含む。
そのマスは、空隙の空気に相当する第一スプリングと内
側のエレメント１０内の空気に相当する第ニスプリング
が連続的に接続して相互連結している形で、エレメント
１０にある内部空洞、或いは細孔は、１空隙８と相通じ
ている。
系の基本的共鳴周波数は低く、防音効果も良い。
即ち広い周波数の範囲内でＰ４はＰｌに比して極度に小
さい。
板５に隙間がない（空気不透過性）場合には狭い空隙８
だはで基本的共鳴周波数が決まり、そのような場合の基
本的共鳴周波数は非常に高い。
空気透過性のある堅い板５に関して、図４には金属板と
して示したが、現存の要件に応じた別の構造から成るも
のでも構わない。
例えばプラスチック、或いは樹脂、特に補強プラスチッ
ク或いは樹脂、金属ネット等から構成しても良い。
第６図には、第４，５図に示した具体例とは異なる本発
明による建築エレメントの具体例を示す。
第４，５図に示した具体例の一番内側のエレメント１０
は、ガラス繊維の層から成っている力へ本具体例ではそ
の代りに蜂の巣構造１０′ を成し、その空洞は空気
或いは前記の如く防音効果のすぐれた多孔性の物質で埋
められている。
また第４，５図のストリップ９の代りに、本具体例では
短かく不連続性のスペーシング材９′がエレメントの主
表面にわたり平均に分散している形を呈している。
エレメント２とエレメント５の弾性率（エレメントのプ
レーンで測定する）は少なくとも１０９Ｎ／ｍ２、好ま
しくは最低１０１ＯＮ／ ｍ２、更に好ましくは最低２
Ｘｌ０１ＯＮ／ ｍ２である。
本発明の建造物壁材料の各種板、或いはエレメントの厚
さは、下記の範囲内で選ぶが、ニレメンｌ−２，５及び
７が鉄板或いは鋼板の如く金属板から作られている場合
には特にその範囲が重要である。
ニレメンｌ−２：０．５−５ミリメートル、好ましくは
１−２ミリメートル ニレメンｌ−５： ０．５−５ミリメートル、好ましく
は１−２ミリメートル エレメント７：０．５−５ミリメートル、好ましくは２
−４ミリメートル ニレメンｈ １０ ： ２０−１５０ミリメートル、好
ましくは２５−１００ミリメートル ニレメンｌ−２，５及び７に金属よりも軽い材料を用い
た場合、それぞれのエレメントの厚さはより大きくなる
。
外側エレメント７にはいろいろな異なる材料が使われる
ために、厚さが増加するという傾向は特に顕著である。
エレメント７は、例えば、プラスチック板、或いは粒子
板、厚紙、或いはカードボード、繊維ボード、プラスタ
ーボード、或いは石こう板、柔軟性のあるプラスチック
フィルム、或いはホイル等から作られる。
第４゜５．６図に示した構造は非対称である。
つまり第４図に断面で示されている建築ニレメンＩ・に
おいて、一点鎖線１１の両側の構成部分は相互に基本的
構成が異っている。
しかしながら、場合によっては前記一点鎖線１１で分離
される構成部分が互いに同じ構成を有することが好まし
いこともある。
即ち、第４図に示す一点鎖線１１の右側の部分が線１１
の左側に示した構成部分と基本的に同一の構成を有して
、互いに対称的に形成されてもよい。
本発明による建築エレメント或いは構造材料は、いろい
ろ接合して使用され得る。
例えば建物、船、車、装置、機械設備などの壁構造の中
に、或いは壁構造として使用され、そのような場合には
防音効果が良くかつ強度が高いことが重要な要件である
。
本発明の防音用エレメントは上述のような構成を有して
なるため、第４図に示されるように外側エレメント７の
横方向から進行してくる音波は、まず、エレメント７に
より進行を妨げられ、エレメント７を音波の圧力により
振動させて音のエネルギを吸収させる。
ここでは特にプレートエレメント７が共振する周波数で
よく吸音がなされ、中低音域の音が吸音される。
次に、ニレメンｌ−７を透過する音は空隙８を通過し、
硬い空気透過性の内側プレートエレメント５の穴６にお
いて共鳴現象を起し空気を激しく動かして、その時発生
する摩擦熱で音のエネルギーが吸収される。
ここでも中低音域の音が多く吸音される。
更に、内側のプレーＩ・ニレメン１−１０．１０’の連
通細孔によって高域の音が主として吸収されるため、は
ぼ全域にわたって音の吸収がなされる。
又、外側エレメント７は空隙８を介在させてエレメント
５に接続しているため、独立に振動自在であり、従って
金体の□エレメントを共振させる基本周波数を低くおさ
えることが可能であり、極めて実効的な防音機能を達成
できる。
【図面の簡単な説明】
第１−３図は公知の建築エレメントを示す断面図であり
、第４−５図は本発明による建築エレメント或いは構造
壁材の第１実施例を示す断面図であり、第６図はその第
２実施例を示す断面図である。 １．２：板、或いはプレート、３：空隙、４：；層、或
いはプレート、５，７：板、或いはプレート・６：細孔
、８：空隙、９． ９’ ニスベーシング材、１０．
１０’ ：エレメント。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 間に複数個の吸音層を具えた２個の空気不透過性外
    側プレートエレメントから成る防音用建築エレメントで
    あって、吸音層は二つの主表面を有する厚い第１の内側
    プレートエレメントｌｏ、 １０’を含んでおり、この
    第１の内側プレートエレメントは少なくとも二つの主表
    面の横方向に作用する力に関し実質的に剛性であり、か
    つ多数の空洞を有し、第１の内側プレートエレメント１
    ０．１０’の主表面の一方は第１の外側プレートエレメ
    ント２の内側表面に接続されており、また第１の内側プ
    レートエレメントの他方の主表面は、剛性で実質的に空
    気透過性である第２の内側プレートエレメント５に接続
    されており、更に第２の外側プレートニレメンｌ−７が
    第２の内側プレートエレメント５に対しで離隔しつつ平
    行に伸張し、かつこの内側プレートエレメント５と僅か
    な表面領域を介して接続されて空隙８を形成し、その際
    形成される空隙８の幅は第２の外側プレートエレメント
    ７が第２の内側プレートエレメント５に関し揺動自在で
    １あるように規定されており、第２の内側プレートエレ
    メント５と第１の外側プレートエレメント２とは１０９
    Ｎ／ｍ２より大きい弾性係数を有する材料から成ること
    を特徴とする建築エレメント。 ２ 第２の内側プレートエレメント５が一様に分こ散装
    置された多数の細孔６を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項に記載の建築エレメント ３ 第２の外側プレートエレメント７が第２の内側プレ
    ートエレメント５と、互いに離隔して配置；される多数
    のスペーシング材９，９′ によって接続されており
    、その際スペーシング材９，９′ の前記外側プレート
    エレメント側表面全体は該外側プレートエレメントの内
    側表面の小部分しか占有しないことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項ま′たは第２項に記載の建築エレメント
    。 ４ スペーシング材９，９′ 間に多孔性プラスチック
    材が配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    ３項に記載の建築エレメント。 ５ 第２の外側プレートエレメント７が第２の内側プレ
    ートエレメント５に柔軟な多孔性材料層のみによって固
    定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
    たは第２項に記載の建築エレメント０ ６ 第１の内側プレートエレメント１０が鉱物繊維層か
    ら成り、前記繊維は第１の内側プレートエレメントの表
    面に対して実質的に垂直に伸長していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の建築ニレメンＩ・。 ７ 第１の内側プレートエレメント１０が硬質の多孔性
    プラスチック材料から成り、前記材料の空孔は互いに連
    通していることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の建築エレメント。 ８ 第１の内側プレートニレメンＪｉｏ’ がハニカ
    ム構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の建築エレメント。 ９ 第１の内側プレートニレメン１−１０．１０’ の
    一方の主表面ど第１の外側プレートエレメント２の内側
    表面との間においては第１の内側プレートエレメントｌ
    ｏ、 １０’ の他方の主表面と第２の外側プレートエ
    レメント７の内側表面との間におけると同一の構成を有
    することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項
    のいずれかに記載の建築エレメント。
JP54148757A 1978-11-17 1979-11-16 防音用エレメント Expired JPS5947785B2 (ja)

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