JPS61216912A - 軽量防音壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中・低音域の騒音を効果的に吸音し得、とく
に充填材の材質や粒度の組合わせを選択して複数層の粒
子充填層を形成するととくよって種々の周波数の音源に
対し異なる吸音効果を得ることができる軽量かつ製造容
易な軽量防音壁に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

従来、一般的に使用されている防音壁としては、たとえ
ば、充填された粒子間の連続した空気孔によプ吸音させ
ながら音のエネルギーを粒子の振動によって摩擦のエネ
ルギーに変換減衰させる多孔質材料からなる吸音機構を
原理とし、音源側の吸音板と音源と反対側の遮音板との
間に比重の大きい粒子を充填し、騒音を吸音し減衰させ
る粒子充填防音壁がある。（特開昭５１−９４６２４　
）このもの［１０００１１ｚ以上の高音域の吸音性能は
すぐれているが、この防音壁だけのように単独の欅造で
は中・低音域の吸音性能は低く満足し得るものではなか
った。又、これらの防音壁は、比重の大きい粒子を充填
している九めに重量が重くなって設置場所への運搬や粒
子充填等の施工が面倒であるというような問題があった
。

又、鉄道、自動車等の走行時の騒音や建設土木工事等の
騒音のような中・低音域が大部分の騒音を軽減するため
に種々の手段がとられている。これらのうち、コンクＩ
Ｊ　）や肉厚の鉄板等の振動をおこさないような大きな
ｉｔ物によって音の透過を防ぐ方式があるが、表面にお
ける音の反射を防ぐ必要があり、又、取シ外し移動が困
難なものである。

さらに、低音域の対策としては、ヘルムホルツレゾネー
タ−が用いられているが、これは特定の周波数の音だけ
を吸音する周波数選択性があり、幅広い周波数に対応さ
せるためには、大小様々のレゾネータ−を作らねばなら
ず、現場での施工・調整が難かしく、そのため、たとえ
ば、特開昭関−４９４３９では断面を複層構造とし、特
殊々形状の中空ブロックを用いるので費用がかさみ、又
、製作も煩雑であった。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明者らは
、幅広く種々の周波数の音源に対して効果的に吸音し得
、かつ軽量な防音壁を得べく多くの研究を重ねた結果、
ヘルムホルツレゾネータ−は、その奥行によって定まる
特定の周波数の音だけを吸音する周波数選択性をもって
いること、及び、充填材の材質や粒度の組合わせを選択
して複数層の粒子充填層を形成することによって種々の
周波数の音源に対して異なる吸音効果を得ることができ
ることなどから、空胴部の奥行が一定でないような空気
層と前述のように構成した複数層の粒子充填層とを組合
わせることによって幅広い周波数に、わたって吸音可能
にし得ることを見出して本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、充填材粒子径より小さい径の多数
の小孔を有すゐ壁材によって形成された外面が平行な複
数の空間部の少なくとも一つの空間部には他の空間部と
は異なる材質又は粒径の嵩比重０．０１〜０．１の充填
材粒子を充填して形成した複数の粒子充填層と、前記壁
材外画の片方の壁材外面に接して設けられた壁材表面か
らの距離が該壁材面と直交する少なくとも一つの方向に
対して連続的に異なる外壁面により形成された複数個の
空気層とを具えた軽量防音壁である。

添付の図面に基づいて本発明軽量防音壁の構成実施例を
説明する。

第１図乃至ｔｓＧ図は、本発明軽量防音壁のそれぞれ異
なる実施例を示す要部縦断面図である。

１は、壁材であって、充填材粒子が外部にこぼれないよ
うな充填材粒子径より小さな径の小孔２が適当なピッチ
で穿設されており、壁材１−１、壁材１−２、壁材１−
３、壁材１−４を適当な間隔をおいて平行に配置され、
空間部３−１、空間部３−２、空間部３−３を形成して
いる。４は、粒子充填層であって、嵩比重０．０１〜１
．０の後述するような充填材粒子５が、空間部の少なく
とも一つの空間部には他の空間部とは異なる材質又は粒
径のものとして充填され、粒子充填層４−１、粒子充填
層４−２、粒子充填層４−３を形成している。６は、外
壁であって、壁材１の外面の片方の壁材１−４外面に接
して設けられ壁材１−４表面からの距離が該壁材１−４
と直行する少なくとも一方の方向に対して連続的に異な
る外壁面になるようく形成され壁材１−４表面に接合さ
れている。

７は、空気層であって、壁材１−４外面と外壁６内面と
の間に外壁６の形状に応じた形状で複数個形成されてい
る。しかして、粒子充填層４と空気層７とはその厚さが
ほぼ等しい厚さにすることがこの防音壁の吸音効果がも
っともすぐれているので好唆しい。

粒子充填層４の構成は、たとえば、第１図に示すように
壁材１−１、壁材１−２、壁材１−３、壁材１−４をそ
れぞれ等間隔に平行に配置して空間部３−１、空間部３
−２、空間部３−３を形成し、空間部３−１には充填密
度の大きい小粒径の充填材粒子５−１を充填して粒子充
填層４−１を形成し、空間部３−２には充填密度が中程
度になる粒径の充填材粒子５−２を充填して粒子充填層
４−２を形成し、空間部３−３１Ｃは充填密度が小さい
大粒径の充填材粒子５−３を充填して粒子充填層４−３
を形成して三層からなる粒子充填層５が形成されていて
も、第２図に示すように空間部を第１図と同様に形成し
、空間部３−１には充填密度小の粒子充填層４−３を、
空間部３−２には充填密度大の粒子充填層４−１を、空
間部３−３には充填密度小の粒子充填層４−３を形成す
るようにしても、第３図に示すように壁材１−１と壁材
１−４とを所望の粒子充填層４の厚さとなるような間隔
をおいて平行に設置しその間に壁材１−２と壁材１−３
とをその間に形成される空間部３−２が他の空間部異な
る外壁面により小さくなるようた間隔で千行く配置しこ
の空間部３−２には充填密度大の粒子充填層４−１を形
成し他の空間部３−１空間部３−３にはそれぞれ充填密
度率な粒子充填層４−１、粒子充填層４−１を形成する
ようにしてもよい。又、壁材１はすべてが平板状である
必要はなく、第４図に示すように壁材１−２壁材１−３
を波形板とし互に平行になるように壁材１−１壁材１−
４を所望の粒子充填層４の厚さになる間隔をとって平行
に配置して空間部３−２を形成し充填密度大の粒子充填
層４−１を形成し他の空間層には充填密度率の粒子充填
層４−２を形成するようにしても、第５図に示すように
波形板とした壁材１−２壁材１−３を波のピッチをＨだ
けずらせて広い部分と狭い部分が交互に連続するようＫ
して第４図と同様な粒子充填層４ｔ−形成しても、ある
いは、第６図に示すように音源側の壁材１−１として音
源側の表面が凹凸のある波状板（波のピッチは縦方向に
並んでいても横方向に並んでいてもよい・）として音源
側と反対側の壁材１−４とを実質的に等間隔を保つよう
に配置し第３図と同様な粒子充填層４を形成するように
してもよい。しかして、粒度のより小さい充填密度の大
きい充填材粒子５−１を音源側に接するように充填する
か、又は、音源側及びその反対側の壁に接しないように
中間の空間層に充填することが好ましく、同じ真比重の
材質であれば粒度が小さい方が充填密度が大となり、こ
のようなときには壁材全体の重量を軽くする意味で充填
密度の大きい層は薄くすることが好ましい。

又、外壁６したがって空気層７の形状は、前述の形成条
件を満足するものであればどのような形状でもよく、第
１図に示すような波形であっても、第２図に示すような
折曲げ部に平坦部がなく鋭角に折シ曲げた形状のもので
あっても、第３図に示すような壁材１−４の面に対して
直角に、等しいピッチで多数の隔壁８を設け、その先端
側に隔壁８と直交する方向に対しては壁材１−４からの
距離が連続的に異なるように外壁６が設けてあシ、隔壁
８と外壁６で形成された空気層７は、ヘルムホルツレゾ
ネータ−の空胴部分の奥行が一定テナいものに相当して
いるものでもよく、この第３図の例では、紙面と直角な
方向には空胴部分の奥行が変化しないものであるが、さ
らに紙面と直角の方向に空胴部分の奥行が変化したよう
なものであっても、第４図に示すように波形状の外壁６
の高さが隣接の波状突起の高さと連続して異なる高さく
形成されているものであってもよｈ０本発明のこのよう
な軽量防音壁を製造するための諸材料は、壁材としては
、充填材粒子が外部にこぼれ出ないような充填材粒子径
より小さい径の小孔を多数有し、伝播された音のエネル
ギーの全部を反射しないようにし、吸音性をもった材料
、たとえば、充填材粒子径より小さい径の小孔を多数穿
設した木製、金属製等の板材、補強用の格子等の内側に
張設した通気性のあるクロス、あるいは充填材粒子径よ
り小さい網目の金網などのように特に限定されるもので
はない。実用的には、たとえば板材としては、軽量で耐
候性、耐水性があり加工性も考慮し、アルミニウム板、
石綿セメント板、ヅム板等が好ましく、鉄板でも防錆処
理を施せば使用し得る。

充填材としては、たとえば、／Ｑ−ライト、ガラスピー
ズ、シラスバルーン、人工軽量骨材等のような軽１１−
無機質材料、又は、ポリスチレン、ナイロン、塩化ビニ
ル等のプラスチックピーズや、それを発泡させたような
有機質材料であって、嵩比重が０．０１〜１．０　、好
ましくは、嵩比重０．１〜０．５の範囲のものを一つの
粒子充填層を形成するために単独で使用することが好ま
しい。嵩比重がｏ、ｏｉ以下の材料では強度が低く、充
填時に割れたシ、つぶれたりして粒子間の空気孔の大き
さが小さくなったり、閉塞したりして設計時の吸音性能
が変化するおそれがあシ、又、嵩比重が１．０以上の材
料では、一般の砂や砕石と重量的に大差がなく軽量化の
目的が達成できない。

充填材の粒度は、あまシ小さいものや大きいものは吸音
性が悪くなるので００５〜１０ｍの範囲のもの、好まし
くは１．０〜４１ｍを、形成する粒子充填層の所望の充
填密度に応じて、その充填密度になるような粒度のもの
を選定すればよい。

又、充填材粒子の形状は、充填時にこわれないものであ
ればよく、特定されないが球形が好ましい。形状が球形
であれば粒子サイズが揃っているとき空隙率は０．４程
度であシ、不揃いのときは空隙率が低←Ｂ吸音率が悪く
なることもある。又、やや大きい粒子を破砕して粒度を
揃えたものであってもよい。

一つの粒子充填層を形成するために、充填材の粒度又は
比重の異なるものを混合して使用すると、長時間の吸音
時等の振動によって充填材の自然分級がおこって粒子充
填層内の性質が異なってくるので単独材質・粒度で使用
することが好ましく、粒度、比重がそれぞれ類似で材質
だけが異なるような場合には混合して使用しても支障が
ない場合もある。

充填材粒子の粒度、材質等を変えると種々の周波数の音
源に対して異なる吸音特性を示すので、充填材の材質や
粒度を適宜組合せ選択して複数層の粒子充填層を形成す
る。

外壁を形成する材料としては、たとえば、厚さ０．５〜
１．６　ｍの金属板、直径０．２〜１．６ｍの線材で編
んだ金網、厚さ４ｕ程度の石綿セメント板などを所望の
形状に成形したものを使用する。

このような材料を使用して前述のようにして複数層の粒
子充填層と空気層とを組合わせることＫよって、粒子充
填層の粒子間の空気孔と、空気層とで共鳴現象を利用し
た吸音構造のへルムホルッレゾネーターの頚部と空胴部
をそれぞれ構成されたことくなシ、空胴部の奥行が一定
でないのに相当する空気層を形成させ、かつ複数層の充
填密度の異なる粒子充填層を形成させたので幅広い周波
数にわたって吸音可能になったものである。

、　　このようＫして製造した本発明の軽量防音壁は、
防音壁施工現場に設置するに際しては、空気層を設けた
側を音源とは反対側になるように設置するものである。

次に、本発明の軽量防音壁の実施例を述べる。

実施例　１ 壁材としてアルミニウム板（厚さ０．５ｍ）に直径０．
８諺の孔を１．５■ピツチであけたもの（開口率２２暢
）を３０Ｈ，４０１ＩＥ、　３１ＪｍＯ間隔で設置シテ
第１図に示すような空間部３−１、空間部３−２、空間
部３−３を形成し、膨張頁岩を粉砕・造粒・焼成して得
た人工軽量骨材（商品名セラボール、住友金属鉱山＠製
）をそれぞれ約４１ｆＩＩ、約１．５゜ｋ砕いた嵩比重
０．８〜１．０のものを、空間部３−１及び空間部３−
３にはそれぞれ約４ｆｉのものを、空間部３−２には約
１．５　ｍのものを充填して粒子充填層を形成し、壁材
１〜４の外面に厚さ０．６ｍｇの波形鋼板（波のピッチ
５０ｆｌｌ、波の高さ１００　ｍｍ　）を接合して空気
層を形成させ、第１図に示すような２．６　ｍ　Ｘ　３
．８　ｍの大きさの本発明の軽量防音壁を製造した。

この製品を使用して、残響家法吸音率をＪＩＳ　Ａ１４
０９−１９７７の方法に従って測定した。結果を第７図
に示す。（図中・−・） 実施例　２ 実施例１と同様に空間部を形成し、同様な充填材をそれ
ぞれ約２ｆｌ、約３１１１．約５諺に粉砕し、空間部３
−１には粒度約２聰のものを、空間部３−２には粒度約
３額のものを空間部３−３には粒度約５ｆｉのものをそ
れぞれ充填して粒子充填層を形成し、実施例１と同様な
空気層を形成して２．６ｙ１　ｘ　３．８　ｍの大きさ
の製品を製造し、実施例１と同様忙して残響家法吸音率
を測定した。結果を第７図に示す。（図中■−■） 比較例　１ 厚さ９■の石膏ボードに、直径６難の孔をηｍｘピッチ
であけたもの（開口率５．８　％　）に、実施例１と相
似形の波形鋼板（波の高さ１５０　、　）を取付け２．
６　ｒｎ　ｘ　３．８　ｍの大きさのものを製造し、実
施例１と同様に残響家法吸音率を測定した。結果を第７
図に示す。（図中Δ−Δ） 比較例　２ １９５　Ｂ　Ｘ　３９５　ｍ、厚さ１００ｆｉの空胴部
のな込／Ｉ！−ライトブロック（単位面積流れ抵抗１５
００ｄｙｎｅ・ｄ３・Ｓ）をモルタルで接着しながら積
み上げ、その−面と平行に１００ｏｔの間隔をあけて厚
さが０．６諺の鉄板を取付け、ブロックと鉄板との外周
を厚さ０．６ｓＩｍの鉄板で覆った２、６　ｍ　ｘ　３
．８ｍの大きさのものを製造し、実施例１と同様に残響
家法吸音率を測定した。結果を第７図に示す。（図中Ｘ
−×　） 比較例　３ 厚さ２１）ｖｘのセラ之ツク吸音パネル（焼結磁器を砕
いた後、焼成固結したもの、空隙本釣４０ｑ６、日本碍
子＃＃りＫ、厚さ１鴎のアルミニウム板をセラミック吸
音／Ｑネルと平行に２００ｆｌの間隔をあけて取付け、
セラミック吸音／Ｑネルとアルミニウム板両方の外周の
間を同厚のアルミニウム板で覆った２、６　ｍ　Ｘ　３
．８　ｍの大きさのものを製造し、実施例１と同様に残
響家法吸音率を測定した。結果を第７図に示す。（図中
０−０） この結果から比較例１及び比較例２のものでは中、低周
波数領域における吸音率は全般に小である。

これに対して比較例３のものは実施例１及び実施例２と
同様に、中・°低周波数領域で特に吸音率が高く大差は
ないが、比較例３のセラミック吸音ノ々ネルは高価でｓ
ｂ、本発明製品の方が経済的にすぐれている。

〔発明の効果〕

本発明は、充填密度が真なるように特定の嵩比重をもっ
た充填材を充填した複数層の粒子充填層と、その外側の
一方に多数の空気層を粒子充填層の直角方向に少なくと
も一方向く距離を連続的に異なるように設けた外壁によ
って形成するようにしたので、幅広い周波数とくに中・
低音域の周波数の音源に対して吸音性がよく、軽量かつ
耐候性、耐水性がよく、充填材の粒度、材質等を変える
ことによって種々の周波数の音源に対し異なる吸音特性
が得られ、充填材の粒度や材料の組合わせを適宜選択す
ることによって任意の周波数の吸音が行ない得、所望の
充填材を単に充填するだけでよいので製作も簡単であシ
、耐候性や耐水性が大きな粒子とそうでない粒子とを併
用できるので安価に製造し得、外側に近い層に強度のあ
る粒子を、内側に弱い粒子として防音壁の表面強度を上
げ得るし、又、防音壁の一部を形成する空気層をたとえ
ば波形金物を使用して形成すればその構造上強度がある
ので平板を用いるよりも薄い材料を使用することができ
経済的かつ効果的な軽量防音壁を得ることができるなど
すぐれた効果が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、それぞれ本発明軽量防音壁の異な
る実施例を示す要部縦断面図、第７図は、音源の周波数
（横軸）と残響家法吸音率（縦軸）との関係を示す図で
ある。 １・・・壁材、２・・・小孔、３−１．３−２．３−３
・・・空間部、４・・・粒子充填層、５・・・充填材粒
子、６・・・外壁、７・・・空気層、８・・・隔壁。 特許出願人　住友金属鉱山株式会社 代　理　人　　押　　　１）　　良　　久し虱謁第４［
！２］　　　　　ＩＪＡ５図　　　　　第６図８：１＃
１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 充填材粒子径より小さい径の多数の小孔を有する壁材に
   よって形成された外面が平行な複数の空間部の少なくと
   も一つの空間部には他の空間部とは異なる材質又は粒径
   の嵩比重０．０１〜１．０の充填材粒子を充填して形成
   した複数の粒子充填層と、前記壁材の片方の壁材外筒に
   接して設けられた壁材表面からの距離が該壁材面と直交
   する少なくとも一つの方向に対して連続的に異なる外壁
   面により形成された複数個の空気層とを具えたことを特
   徴とする軽量防音壁。