JPS6223094A - 遮音板材 - 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） 本発明は遮音性の改善された遮音板材に関するものであ
る。

（従来技術） 近年、住宅騒音例えばピアノ、ステレオ、ドアの開閉音
、家庭用（設備）機器、音、カラオケ騒音等に対処する
ために多（の遮音技術、遮音材料の研究開発が行なわれ
ている。一般に遮音材料においては、その遮音性能は音
響透過における質量則に基いて大略決定され、その遮音
性能を示す音響透過損失（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　
Ｌｏｓｓ、以下Ｔ、　Ｌ、と称す）は、材料の面密度が
増加するに従って向上する０また、質量則以上にＴ、　
Ｌ、を良くするため、遮音材料を特に軟質の遮音面材を
剛性の面材全面に積層し、あるいは多重壁構造体の一つ
または複数の壁面全面に軟質の遮音性面材を張設するな
どの施工法が行なわれ、遮音性の改善が行なわれている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの方法を用いてもなお、特定の周
波数領域において、Ｔ、　Ｉｔ、の低下、すなわち遮音
欠損を生ずる。例えば剛性面材の限界周波数付近におけ
るコインシデンス効果によるＴ、　Ｌ。

低下および二重壁等の場合における低音域の共鳴透過に
よるＴ、　Ｌ、の低下等が挙けられる。これらの問題点
を解決するために本発明者はすでに、特願昭５８−１１
５１９１及び特願昭５８−１４４４７０明細書において
遮音欠損の改善された遮音板等を提案したが、多重壁化
した場合の低音域の共鳴透過によるＴ、　Ｌ、の低下の
改善が必ずしも充分ではなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、これらの問題点につき種々検討した結果、前
記遮音欠損の改善が板材の固有振動にあることを見出し
、なされたものであって、その要旨は、屈曲の固有振動
数を異にする複数の領域から構成された板材であって、
該複数の領域における前記固有振動数を相互に１０％以
上異にする領域の面積が前記板材の総面積に対しともに
２０％以上有し、かつこれらの各領域に内包される最大
円の直径が５の以上である遮音板材に係る。

遮音欠損の改善は従来から用いられている所謂質量側の
適用だけでは解決できず、そこで本発明者は前記した出
願において板材の面密度等の不均質化をはかることによ
って大幅に改善したが、殊に多重壁化した場合における
低音域においては必ずしも充分でなかった。すなわち、
板材の固有振動数に起因する遮音欠損があるためで、そ
こで本発明者は板材の固有振動数の不均質化を特定の条
件下ではかることによって本発明を完成するに至った０ 板材の固有振動数は板材の有する形状、大きさ、厚み、
密度、ヤング率、ポアソン比が密接にからんで求められ
るものである。例えば、ａ（縦の長さ）ｘｂ（横の長さ
）からなる面積を有する長方形の場合の固有振動数Ｆｐ
は ’ｐ−ａＪ７（ａｓ＋許）ａＶ１７「；５式で求められ
る。式中、ａ、ｂは長方形の縦、横の長さ、Ｍ％Ｎはａ
、ｂ面における曲げの数（固有振動の次数）、■は厚み
、Ｅはヤング率、ρは密度、νはポアソン比を各示す。

なお、上式にもとづき、板材の固有振動数を測定する場
合には板材の４隅部を柔軟な支持材上に載架する周辺単
純支持か、４周辺を強固に固定する周辺固定で行われる
ことが好ましい。例えば、上式（本式は単純支持の場合
の適用である〕において、Ｍ、　Ｈの値を示す板材を例
示すると第１図に示す板材はＭ、　Ｎとも１でちシ、第
２図に示すものはＭ−２、Ｎ−１であり、第３図に示す
ものはＭ−２、Ｎ−２の場合である。

上式は前記した如（長方形の場合についてのものであり
、他の形状の場合にはその形状に応じた固有振動数が求
められる。

このような固有振動数を板材において不均質化すること
によシ、該板材における固有振動数を分散させ、固有振
動に起因する遮音欠損を改善しようとするものである。

固有振動数を異にする複数の領域から構成される板材は
一枚の板材において、面密度、厚み、剛性、ヤング率等
を任意に異ならせて固有振動数を異にした複数の領域を
構成し形成してもよ（、固有振動数を異にする複数枚の
板を連接して形成してもよい。この場合において、少な
くとも２領域の同じ次数（以下同義で用いるので省略）
の固有振動数が相互に１０％以上異にする必要がある０
１０％未満では、特に低音域における共鳴透過周波数領
域における固有振動数の分散化、平準化効果が乏しくな
るためであり、好ましくは２０％以上である。

ま九、前記１０％以上異圧する領域において、１０チ以
上の領域の部分の面積と１０％以下の領域の部分の面積
とがともに板材の総面積の２０％以上、好ましくは３０
％以上必要である。各２０係未満では前記した分散化効
果に乏しくなシ、本発明の目的金運しなくなるからであ
る。

前記固有振動数の相違は板材全体の面積に対し、ともに
２０チ以上を有する２領域間だけで（他領域はこれらの
いずれかと同じ固有撮動数を有していてもよ（、異なる
固有振動数でおってもよい）なされていてもよく、全複
数領域の各々の固有振動数が相互に１０％以上異にして
形成されていてもよい。その場合において、最大の固有
振動数を有する領域又は最小の固有振動数を有する領域
のいずれかの面積が板材全体の面積に対し２０％以上有
することが好ましい。

さらに前記相互に固有振動数を１０％以上異にする領域
の大きさが面積比だけでな（、一定の大きさを有するも
のでなければならない。例えば、細ひも状や櫛刃状の面
積では前記した分散化効果に乏しくなるからで、少な（
とも該領域に内包される最大円の直径が５１以上有する
必要があり、好ましくは１０００以上である。５信以下
では固有振動数の付与条件によっては前記した分散化効
果に乏しくな力木発明の目的を達しなくなるからである
。ただし、該最大円の設定は西該領域の外周よシ内部に
侵入した切れこみ程度のものは、当該領域の音響的挙動
に殆んど影響を及ぼさないので無視してよい。

また、音の入射（すなわち、空気振動の伝達）により遮
音板材中には、各種モードの振動が生じ、さらに板材後
方（入射音の反対側）へ音が放射・伝達される。しかし
、この過程には、２種類の音の伝達機構が介在する。一
つは、単なる音響インピーダンス特性による音の反射、
透過をもたらすいわゆる質量側支配機構であり、他の一
つは、板材中に励起した各種モードの板振動に応じた後
方への音響放射機構である０板材特有の遮音欠損を生じ
るコインシデンス効果はまさにこの機構によるものであ
る。このコインシデンス効果は、基本的には均質の無限
平板を対象としており、またせいぜい高剛性高インピー
ダンス壁の開口部中に挿入された有限均質板の範囲に止
まっている。ここで本発明にもとづ（不均質板は、その
各不均質化領域毎にかなり異なった振動挙動を示し、そ
の結果、板全体の振動モードが多様化し音響放射効率が
極度に低下し、最終的に遮音欠損が著しく軽減される。

一方、複数の板材等を空気層等をはさんでほぼ平行に配
置した多重壁構造では板材と空気層との連成的な共振が
生じ、低音域の共鳴透過現象を発生させる。この時の板
材の振動形式は先のコインシデンス効果時の屈曲振動と
は異なりピストン振動となる。しかし、この時も板材固
有の振動特性すなわち、（屈曲の）固有振動数が大きな
役割を果す事が見い出され、板の固有振動数を各領域毎
に適宜異ならせる事によシ、後方への音響放射を著しく
低減できる事がわかった。すなわち、板各部の放射音の
位相のずれによる放射音の緩衝によるものであり、板材
の固有振動数を不均質化する事によりこの機能を生せし
める事ができる。

板材の不均質化の形態は特に限定されないが、例えば第
４図に示す如き市松模様状に固有振動数の異なる複数領
域を組合せたものであってよ（、第５図に示す如きスト
ライブ状に固有振動数の異なる複数の領域から構成され
たものであってもよい。また、第６図に示す如き水玉模
＆状に固有振動数を異にする複数の領域を設は形成して
もよく、第７図に示す如きひよう友ん状に固有振動数を
異にする複数の領域を設けてもよい。いずれにせよ、前
記した諸条件を満して形成されればよい。

（実施例） 以下に本発明を実施例にもとづき更に説明する。

実施例１ （ＳＯＸ４５儂で厚み１２１１１１１．密度（Ｌ　７１
／ｌｘ”からなる固有振動数８０Ｈｚの石こうボード（
第４図におけるり、　Ｂ、　？領域）と同じ大きさ及び
厚みを有し密度１．　ＯＰ／ｃｍ”からなる固有振動数
７０Ｈ２＋の石こうボード（Ａ−に、Ｃ！領領域とを用
い、第４図に示す如（又互に市松模様状に配して構成し
、本発明に係る遮音板材を形成した。なお、上記固有振
動数はともに１次（Ｍ−１，Ｎ−１）のものである。

本板材の異なる２領域における固有振動数の割合はｔ１
４で目標とする１０％以上をクリアしておフ、また２領
域の全板材面積に占める面積割合も各５０％であシ、最
大円の直径も４５（Ｅ）と本発明に要求される諸条件を
全て満している。

本遮音板材に関して、各１／３オクタ一ブ中心周波数（
Ｉｌｉｉｒ）における音響透過損失（Ｔ、Ｌ、）を測定
した。測定はＪ工５−Ａ−１４１６にもとづく残響点に
おける音響透過損失測定法によった。

以下の実施例及び比較例もすべてこの方法により測定し
た。結果を第９図に示す。

比較例１ 実施例１で用いた固有振動数８０Ｈｉ＋の石こうボード
を実施例１と同じ大きさく９０Ｘ１８０清）で形成し、
実施例１と同様にＴ、　Ｌ、の測定を行った。結果を第
９図に示す。

比較例２ 実施例１で用いた２種の石こうボードにおいて固有振動
数７０Ｈｚのものを第４図におけるＥ領域のみに用い、
他は実施例１と同様に作成し、Ｔ。

Ｌ、測定を行った。結果を第９図に示す。本例では固有
振動数７０Ｈｔｓの石こうボードの面積が１７優しかな
（、本発明の条件を溝していない。

第９図に示す如く、比較例１のものにあっては３１５０
Ｈｍ付近に著しい遮音欠損を生じている。

これに対し、実施例１においては該遮音欠損を６＋１ｓ
以上改善している。一方比較例２のものにあっては比較
例１よシ改善されてはいるが（約２ｄＢ程度）依然とし
て遮音欠損が認められる。

実施例２ ９０Ｘ３００Ｂで厚み１２龍で固有振動数１２７Ｈ１ｌ
＋の石こうボードと同形で固有振動数１１２Ｈｇの石こ
うボードの２種を用い、第５図に示す如（縦方向に交互
に配置、連設して構成し、本楯明に係る遮音板材を形成
し九〇 本板材の異なる２領域における固有振動数の割合はｔ１
３であシ、２領域の全板材面積にしめる面積割合は各５
０％であり、最大円の直径は３゜（至）であった。本遮
音板材に関しても実施例１と同様にしてＴ、　Ｌ、の測
定を行なった。結果を第１０図に示す。

比較例３ 実施例２で用いた２糧の板材を各１８０Ｘ９０（７１板
とし、これらを貼合せて積層して、全面均質厚み板とし
、実施例１と同様にＴ、　Ｌ、を測定した。

結果を第１０図に示す。

第１０図に示す通り実施例２では、実施例１とはぼ同様
なＴ、Ｌ、カーブが得られ、両者の不均質化領域の形状
（不均質化パターン）が異なっていても本出願の目的を
同様に満たす事にょシ、同様の欠損改善効果が得られる
事がわかる。一方比較例３では、２種の石こうボードを
単に積層したため、重量増（実施例２の２倍の重量を持
つ〕にょシ質量則上の全般的なＴＬの向上があるにも拘
わらず、また積層に伴なう接触ロスの寄与があるにも拘
わらず、コインシデンス効果による欠損域では実施例２
を大巾に下まわってしまい、遮音等級値も劣ったものと
なっている。

実施例３ 実施例１で作成した遮音板材１を２枚用い、第８図（、
）の断面図に示す如く、厚さ２５龍、密度８０に＃／ｆ
ｆ’のグラスウールを介挿し、米栂製木軸（２０Ｘ２５
Ｌｔｍ角）を棧として用いて、二重壁パネルを形成した
。棧の配置及び石こうボードの配列は？Ｘ８図（ｂ＋の
正面図に示す通シである０　２枚の遮音板材の対置はＡ
　−Ｆ領域が各対向するように配した。本パネルに関し
ても実施例１と同様にＴ。

Ｌ、を測定した。結果を第１１図に示す。

比較例４ 実施例３で用いた遮音板材に代えて比較例１で用いた石
こうボードによシ、実施例３と同様に二重壁パネルを形
成し、同様にＴ、Ｌ、の測定を行った。結果を第１１図
に示す。

第１１図に示す如く、比較例４においては比較例１で見
られたコインシデンス効果による遮音欠損（３４Ｈｚ前
後）だけでな（、二重壁特有の低音域の共鳴透過による
遮音欠損（２００Ｈｇ前後）も明確に認められるのに対
し、実施例３にあっては、コインシデンス効果による欠
損域は勿論、低音域の共鳴透過による欠損域をも大幅に
改善している。

本例では不均質化領域の境界部分と棧の位置が一致して
いないことよシ、−見遮音欠損を分散化することには不
利と考えられる構造であるにかかわらず、低音域におけ
る遮音欠損をも十分に改善していることは不均質化領域
における固有振動数が適切に異なっていてそのことによ
り欠損域の分散化をはかつているためと考えられる。

（発明の効果〕 以上、説明した如く、本発明に係る遮音板材は固有振動
数という音響振動特性上、板が本来有する性質に着目し
て、該振動数を異にする複数の領域を、特定の条件下で
組合せて形成することにょシ、実施例で示す如（、高音
域でのコインシデンス効果による遮音欠損は勿論、殊に
従来困難とされていた多重壁における低音域での遮音欠
損も大幅に改善したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は板の屈曲振動の振動モードを示す状
態図であり、第４図乃至第７図は本発明に係る遮音板材
の不均質化形態を示す平面図であり、第８図は実施例３
及び比較例４で用いた二重壁パネルの断面図（−１及び
正面図（ｂｌであシ、第８図は実施例１、比較例１及び
比較例２の、第９図は実施例２、比較例３の、第１０図
は実施例３及び比較例４の各音響透過損失の測定結果を
示す図である。 特許出願人　　日本ゼオン株式会社 第８図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） ＋７３７ｔクターフ゛申心同、７（＆（Ｈｚ）第１０図 １／３オクタ１ブ宇１℃局浪牧（Ｈｚ）第１１図 １／３オ’７ターフ゛申ｅｒＪｌ：皮、！（Ｈｚ）手続
補正書（方力 昭和６０年１１月１日 １、事件の表示　　昭和６０年特許願第１６２５３９号
２、発明の名称　　遮音板材 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、補正命令の８１寸（発送日）　昭和６０年１０月２
９日（発送日）５、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄及び図面の欄６、補正の
内容 （別紙） １．明細書の図面の簡単な説明の欄を下記の通り訂正す
る。 ４、図面の簡単な説明 第１図乃至第３図は板の屈曲振動の振動モードを示す状
態図であり２第４図乃至第７図は本発明に係る遮音板材
の不均質化形態を示す平面図であり、第８図＆！Ｘｌ＃
１３及び比較例４で用いた二重壁パネルの断面図（ａ）
及び正面図（ｂ）であり。 第９図番ｊ弓鮒１１．比較例１及び比較例２の、第１０
図ｃｏｍｅｊ２　、比較例３の、第１１図は実施示す図
である。 ２、図面中、第１１図を外添の図面の通り訂正する。 以上 Ｅｆ；　ｌ　１口１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、屈曲の固有振動数を異にする複数の領域から構成さ
   れた板材であつて、該複数の領域における前記固有振動
   数を相互に１０％以上異にする領域の面積が前記板材の
   総面積に対しともに２０％以上有し、かつこれらの各領
   域に内包される最大円の直径が５ｃｍ以上であることを
   特徴とする遮音板材。