JPWO2012102278A1 - Sound insulation wall using sound absorber - Google Patents
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Abstract
吸音効果を高めることができながらも、部品点数の削減化及び小型化が実現できる吸音体及びそれを用いた遮音壁を提供する。端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させて圧力勾配を付けるための剛性を有する板部材(1)と、該圧力勾配によって加速された空気の粒子速度のエネルギを消費すべく前記板部材の端縁付近に配置された吸音材(2)とを備えた。Provided are a sound absorbing body capable of reducing the number of parts and reducing the size while enhancing the sound absorbing effect, and a sound insulating wall using the same. A plate member (1) having rigidity for creating a pressure gradient by generating a sound pressure difference between the front side and the back side near the edge, and the plate to consume energy of the particle velocity of air accelerated by the pressure gradient And a sound absorbing material (2) disposed in the vicinity of the edge of the member.
Description
本発明は、屋内又は屋外で使用して吸音効果を効率よく発揮できる吸音体及びそれを用いた遮音壁に関する。 The present invention relates to a sound absorbing body that can be used indoors or outdoors to efficiently exhibit a sound absorbing effect, and a sound insulating wall using the same.
かかる吸音体としては、繊維状物よりなる吸音材と、吸音材の両面のそれぞれに重ね合わせて配置される通気性保護材と、それら重ね合わせた通気性保護材及び吸音材の周縁部に装着してそれら3つの部材を一体化するための枠体とからなるものが既に提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As such a sound absorber, a sound absorbing material made of a fibrous material, a breathable protective material placed on both sides of the sound absorbing material, and a peripheral portion of the laminated breathable protective material and the sound absorbing material are mounted. And what consists of the frame for integrating these three members is already proposed (for example, refer to patent documents 1).
上記特許文献1の構成によれば、吸音体が、吸音材、2つの通気性保護材、枠体など、多くの部品から構成されているため、組立作業面及びコスト面の両方において不利になっていた。
According to the configuration of
また、前記吸音体は、所定の速度エネルギを有する空気の粒子が吸音材を通過する際に、空気の粒子を減速して速度エネルギを熱エネルギに変換することで吸音するよう構成されている。このような吸音体の吸音効果をある程度向上させるためには、吸音材の厚みを厚くしなければならない。このため、吸音体全体が大型化する不都合もあった。 The sound absorber is configured to absorb sound by decelerating the air particles and converting the velocity energy into thermal energy when air particles having a predetermined velocity energy pass through the sound absorbing material. In order to improve the sound absorbing effect of such a sound absorber to some extent, the thickness of the sound absorbing material must be increased. For this reason, there also existed a problem that the whole sound-absorbing body enlarged.
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、吸音効果を高めることができながらも、部品点数の削減化及び小型化が実現できる吸音体及びそれを用いた遮音壁を提供することを課題とする。 In view of the above-mentioned situation, the present invention intends to provide a sound absorber that can reduce the number of parts and can be downsized while improving the sound absorption effect, and a sound insulation wall using the sound absorber. Let it be an issue.
本発明の吸音体は、前述の課題解決のために、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させて圧力勾配を付けるための剛性を有する板部材と、該圧力勾配によって加速された空気の粒子速度のエネルギを消費すべく前記板部材の端縁付近に配置された吸音材とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the sound absorber of the present invention is accelerated by the plate member having rigidity for generating a pressure difference by generating a sound pressure difference between the front side and the back side near the edge, and the pressure gradient. And a sound absorbing material disposed in the vicinity of the edge of the plate member in order to consume the energy of the air particle velocity.
本発明の構成によれば、剛性を有する板部材により、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させることができ、その音圧差で端縁付近の表側と裏側とで圧力勾配を付けることができる。この圧力勾配によって、空気の粒子が加速される。そして、加速された粒子は、吸音材を通過する。粒子が吸音材を通過する際には、粒子速度のエネルギが熱エネルギとして消費されるため、吸音される。このように、空気の粒子が加速することで、吸音材を通過して消費される熱エネルギが大きくなるため、吸音効果が非常に大きくなる。しかも、圧力勾配は、板部材の厚みを薄くすればするほど大きくなり、吸音効果を飛躍的に向上させることができる。さらに、板部材と板部材の端縁付近に配置された吸音材とで吸音することができることから、少ない部品点数で、小型化を実現することができる吸音体を構成することができる。尚、ここでいう剛性を有する板部材としては、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させることができるものであれば、どのような材料であってもよく、例えば各種の金属で構成できる他、木や複数枚の紙を重ね合わせて一体化した複合紙などであってもよい。 According to the configuration of the present invention, it is possible to generate a sound pressure difference between the front side and the back side near the edge by the plate member having rigidity, and a pressure gradient is provided between the front side and the back side near the edge by the sound pressure difference. be able to. This pressure gradient accelerates air particles. Then, the accelerated particles pass through the sound absorbing material. When the particles pass through the sound absorbing material, the energy of the particle velocity is consumed as heat energy, so that the sound is absorbed. Thus, the acceleration of the air particles increases the heat energy consumed by passing through the sound absorbing material, so that the sound absorbing effect is greatly increased. In addition, the pressure gradient increases as the thickness of the plate member is reduced, and the sound absorption effect can be dramatically improved. Furthermore, since sound can be absorbed by the plate member and the sound absorbing material disposed in the vicinity of the edge of the plate member, it is possible to configure a sound absorber that can be reduced in size with a small number of parts. The plate member having rigidity here may be any material as long as it can generate a sound pressure difference between the front side and the back side near the edge, for example, various metals. In addition to the configuration, it may be a composite paper or the like in which wood or a plurality of papers are stacked and integrated.
また、本発明は、前記吸音体を用いて構成された遮音壁であってもよい。 Moreover, the present invention may be a sound insulation wall configured using the sound absorber.
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材が、前記板部材の端縁から該板部材の面方向に沿って外向きに延設されており、その吸音材の面密度及び流れ抵抗の値のうちの少なくとも一方の値が、該吸音材の面方向内側部分に比べて面方向外側部分が小さな値になるように設定されていることが好ましい。 In the sound insulation wall of the present invention, the sound absorbing material extends outward from the edge of the plate member along the surface direction of the plate member, and the surface density and flow resistance of the sound absorbing material are It is preferable that at least one of the values is set so that the outer portion in the surface direction is smaller than the inner portion in the surface direction of the sound absorbing material.
上記構成によれば、吸音材の面密度及び流れ抵抗の値のうちの少なくとも一方の値を、吸音材の面方向内側部分に比べて面方向外側部分が小さな値になるように設定しておけば、面方向内側部分から面方向外側部分まで面密度及び流れ抵抗の値を同一にした一様な吸音材に比べて、遮音効果(吸音効果)を高めることができる。 According to the above configuration, at least one of the surface density and flow resistance of the sound absorbing material may be set so that the outer portion in the surface direction is smaller than the inner portion in the surface direction of the sound absorbing material. For example, the sound insulation effect (sound absorption effect) can be enhanced as compared with a uniform sound absorbing material having the same surface density and flow resistance values from the inner surface portion to the outer surface portion.
以上の如く、本発明によれば、板部材と板部材の端縁付近に配置された吸音材とで吸音体を構成することによって、吸音効果を高めることができながらも、部品点数の削減化及び小型化が実現できる吸音体及びそれを用いた遮音壁を提供することができる。よって、組立作業面及びコスト面の両方において有利になるだけでなく、運搬面やハンドリング面においても有利になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to increase the sound absorption effect by configuring the sound absorber with the plate member and the sound absorbing material arranged in the vicinity of the edge of the plate member. Further, it is possible to provide a sound absorber that can be reduced in size and a sound insulation wall using the same. Therefore, it is advantageous not only in terms of assembly work and cost, but also in terms of transportation and handling.
図1(a),(b)及び図2には、本発明の吸音体Sが示されている。この吸音体Sは、正方形の板部材1と、この板部材1の4つの端縁のそれぞれに端面から離間する側に延びる帯状の吸音材2とを備えている。ここでは、4枚の吸音材2から構成しているが、1枚又は2枚あるいは3枚の吸音材から構成することもできる。また、板部材1は、正方形の他、長方形あるいは円形や楕円形、更には三角形や多角形に構成することができる。板部材1は、縦0.6m×横0.6mで厚みが9ミリメートルに構成され、また、吸音材2は、図1(a)において、上辺が0.7mで下辺が0.56mで高さ(幅)が0.07mの帯状部材からなり、板部材1とラップしている部分の長さRが0.01mになっている。
1 (a), 1 (b) and 2 show a sound absorber S of the present invention. The sound absorbing body S includes a
板部材1は、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させて圧力勾配を付けるための剛性を有する材料で構成されている。ここでは、剛性を有する材料として、木を用いているが、各種の金属又は複数枚の紙を重ね合わせて一体化した複合紙など、剛性を有する材料であれば、どのような材料であってもよい。金属としては、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、マグネシウム、鉛などの他、これら2種以上の金属からなる合金であってもよい。音を吸音する観点からすれば、面密度が3kg/m2以上の材料であれば十分であるが、遮音壁として用いた場合に、ある程度の効果を期待するのであれば、面密度が12kg/m2以上の材料が好ましい。The
板部材1の4つの角部には、角部から離間する側に延びる板部材1と同一の厚みを有する板状で木製の補助突起3が配置され、その状態で板部材1の表面と補助突起3の表面とに渡って連結部材4が配置されて、押しピンやビスなどの止め具5により板部材1と補助突起3とが連結部材4を介して連結固定されている。
At the four corners of the
補助突起3は、長手方向一端(板部材側端)に板部材1の角部に嵌まり込む三角形状の切欠部3Aを備えるとともに、長手方向他端(板部材から離間する側端)に三角形状の突起部3Bを備え、補助突起3のうちの特定の補助突起3に吊下用の紐状体(ワイヤや糸などでもよい)6を通すための孔3Kを形成している。尚、孔3Kは、1つの補助突起3だけでなく、複数又は全ての補助突起3に形成してもよい。図1,2では、1つの補助突起3に形成された孔3Kに通された紐状体6にて吸音体Sを吊り下げることによって、正方形の板部材1の1つの角部が上方を向いた菱形状に吸音体Sが吊り下げられているが、例えば2つの補助突起3,3に孔を開け、それらに通された紐状体の2本を利用して吸音体Sを図1から45°傾けて正方形状となる姿勢で吊り下げてもよく、吸音体Sを吊り下げる姿勢は、自由に変更可能である。
The
4つの吸音材2のそれぞれは、板部材1に備えた補助突起3のうちの周方向で隣り合う2つの補助突起3,3間に張った状態で取り付けられている。詳述すれば、各吸音材2は、左右方向に長い帯状で正面視においてほぼ逆台形状に構成され、それの左右方向両端部が2つの補助突起3,3の一部を覆うように配置され、かつ、短手方向板部材側端の一部が板部材1の端縁を覆うように配置している。このように配置された吸音材2は、押しピンやビスなどの止め具7により補助突起3,3間に固定されている。この止め具7は、前記止め具5と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
Each of the four
吸音材2としては、例えば面密度0.66kg/m2、流れ抵抗が924Ns/m3の織布や編布を用いているが、不織布でもよいし、グラスウールやロックウールなどの無機繊維からなる多孔質体や、各種の金属繊維からなる多孔質体などであってもよい。As the sound-absorbing
前記のように構成された吸音体Sを例えば音が発生している空間中に配置すると、剛性を有する板部材1により、板部材1の端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させることができる。つまり、音源側の圧力が板部材1の表側に発生しているとすると、表側の圧力振幅に対して音源とは反対側の音の発生していない裏側の圧力振幅が小さくなるため、板部材1の端縁付近の表側と裏側とで音圧差が発生し、端縁付近の表側と裏側とで圧力勾配を付けることができる。この圧力勾配によって、音を伝える空気の粒子が板部材1の端縁付近において加速され、加速された粒子が板部材1の端縁に備えた吸音材2を通過することによって、減速され、速度エネルギが熱エネルギに消費されて、吸音される。このように、空気の粒子が加速されることで、吸音材2を通過して消費される熱エネルギが大きくなるため、吸音効果が非常に大きくなる。このことから、吸音材2の厚みを厚くする必要もない。しかも、圧力勾配は、板部材1の厚みを薄くすればするほど大きくなり、吸音効果を飛躍的に向上させることができる。さらに、板部材1と板部材1の端縁付近に配置された吸音材2とで吸音することができることから、少ない部品点数で、小型化を実現することができる吸音体Sを構成することができる。
When the sound absorber S configured as described above is disposed in a space where sound is generated, for example, a sound pressure difference is generated between the front side and the back side near the edge of the
図5のように、1m×1mの剛な平板に速度ポテンシャルで振幅1の平面波が垂直に入射する場合において、網掛けした領域の粒子速度振幅|v|の分布を計算した例が、図6(a),(b)である。図6(a),(b)を見れば、剛板(板部材1)の端縁(エッジ)のごく近傍で非常に粒子速度振幅が大きくなる領域が存在することがわかる。端縁(エッジ)近傍に大きな粒子速度振幅が生成される現象をここではエッジ効果と呼んでいる。端縁(エッジ)近傍で粒子速度振幅が非常に大きくなる理由は、図7に示すドット部分の音圧分布|p|を計算し表示すると、図8(a),(b)のようになり、端縁(エッジ)近傍では音圧勾配が非常に大きくなるのが原因である。このような非常に大きな粒子速度振幅となる領域(空気の粒子が非常に激しく振動している領域)に布や薄い多孔質材などの吸音材を置けば、空気の粒子と布や多孔質材の繊維の摩擦によって音のエネルギが熱エネルギに変換され、大きな吸音性能が得られるものと考えられる。尚、粒子速度は、音圧勾配に比例する。 As shown in FIG. 5, when a plane wave having an amplitude of 1 with a velocity potential is vertically incident on a rigid plate of 1 m × 1 m, an example of calculating the distribution of the particle velocity amplitude | v | in the shaded region is shown in FIG. (A), (b). 6 (a) and 6 (b), it can be seen that there is a region where the particle velocity amplitude is very large in the very vicinity of the edge of the rigid plate (plate member 1). A phenomenon in which a large particle velocity amplitude is generated in the vicinity of the edge (edge) is called an edge effect here. The reason why the particle velocity amplitude becomes very large in the vicinity of the edge is that when the sound pressure distribution | p | of the dot portion shown in FIG. 7 is calculated and displayed, it is as shown in FIGS. This is because the sound pressure gradient becomes very large in the vicinity of the edge. If a sound absorbing material such as cloth or thin porous material is placed in such a region where the particle velocity amplitude is very large (region where the air particles vibrate extremely intensely), the air particles and the cloth or porous material It is considered that the sound energy is converted into heat energy by the friction of the fibers, and a large sound absorbing performance can be obtained. The particle velocity is proportional to the sound pressure gradient.
また、道路騒音や鉄道騒音等の遮音に多く用いられている遮音壁においても同様のアイデアで遮音性能を向上させることができると考えられる。布や多孔質材などの吸音材を端縁(エッジ)近傍に設置することにより粒子速度が弱められることから、一層の減音効果があると考えられる。なお、半無限の平面剛壁の場合には遮音壁背後の回折領域の速度ポテンシャルが端縁(エッジ)から上方の領域における粒子速度分布の積分値として表すことが可能である。 Moreover, it is considered that the sound insulation performance can be improved with the same idea in the sound insulation wall that is often used for sound insulation such as road noise and railway noise. Since the particle velocity is reduced by installing a sound absorbing material such as a cloth or a porous material in the vicinity of the edge, it is considered that there is a further sound reduction effect. In the case of a semi-infinite planar rigid wall, the velocity potential of the diffraction region behind the sound insulation wall can be expressed as an integral value of the particle velocity distribution in the region above the edge (edge).
前記のように板部材1のまわりの音場および吸音材2のまわりの音場についての考察を踏まえて、本発明の吸音体Sについて説明すれば、薄い剛板である板部材1の端縁(エッジ)近傍の領域では、粒子が非常に激しく振動することを先に示した。このような領域に粒子速度分布をあまり乱さないような布や薄い多孔性吸音材などの吸音材を置けば、空気の粒子と吸音材の繊維との摩擦によって音のエネルギが熱エネルギに変換され、大きな吸音効果が期待される。尚、摩擦抵抗は、粒子速度に比例すると考えられる。図11は、そのような原理を応用した吸音体Sの一例である。
In consideration of the sound field around the
図12は、図11に示した吸音体Sを空間中に設置した場合の乱入射吸音力を式(6)及び式(14)を連立させて求めた結果である。端縁(エッジ)付近のみを吸音しただけにもかかわらず、比較的大きな吸音力が得られていることがわかる。なお、流れ抵抗rSは415Ns/m3及び830Ns/m3の2種類について計算している。尚、吸音率×面積で、等価吸音面積とも言う。吸音体Sは、前記のように板部材1と布でなる吸音材2とから構成されている。板部材1の寸法が0.9m×0.9mの正方形であり、この板部材の外周縁に0.1m幅を有する環状の布2が配置されている。FIG. 12 shows the result of obtaining the turbulent incident sound absorption force when the sound absorber S shown in FIG. 11 is installed in the space by simultaneously combining the equations (6) and (14). It can be seen that a relatively large sound-absorbing force is obtained even though the sound is absorbed only near the edge. The flow resistance r S is calculated for two types of 415 Ns / m 3 and 830 Ns / m 3 . In addition, it is also called an equivalent sound absorption area by sound absorption coefficient × area. As described above, the sound absorber S is composed of the
図1(a),(b)および図2で示した吸音体Sは、図3(a)から(g)に示すように構成されてもよい。つまり、図1(a),(b)および図2で示した吸音体Sの吸音材2は、板部材1に比べて薄く構成されていたが、図3(a)では、板部材1の厚みに対して吸音材2の厚みが同一の場合を示し、図3(b)では、板部材1の厚みに対して吸音材2が厚い大きさに構成され、吸音材2が板部材1の表裏から厚み方向両側に食み出している状態を示している。また、図3(c)では、板部材1の厚みに対して吸音材2の厚みが薄い場合を示し、図3(d)では、板部材1が端面側ほど先細りとなる先細り部1Tを備えた形状になっている。また、図3(e)では、板部材1が図において左側に緩やかに凸となる湾曲面に構成され、図3(f)では、板部材1の端面1Aが上方に凸となる湾曲面に構成されている。また、図3(g)では、板部材1の端面側に厚みが細くなっている細幅部分1Wを備えている。
The sound absorber S shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 2 may be configured as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (g). That is, the
また、本発明の吸音体Sを用いて構成された遮音壁Wが、図13に示されている。この遮音壁Wは、道路側からの音を吸音することによって、道路から住宅側へ車両Cの走行音やエンジン音などが侵入するのを可及的に抑制することができる。この遮音壁Wは、端縁付近での音圧差を付けて勾配を付けるための剛性を有する板部材10を備え、この板部材10の道路面(表面とする)10Bの上部の表側とこれの反対側となる裏側とで音圧差を発生させるようにしている。板部材10の道路面10Bの下部の表面には、吸音処理層10Aが施されている。また、遮音壁Wの住宅側の面(裏面とする)は、剛面にするか、あるいは吸音処理を施して実施してもよい。そして、板部材10の上端面に、上方に延びる吸音材としての多孔質の吸音層(無機繊維からなる多孔質体や、各種の金属繊維からなる多孔質体の他、布で構成してもよい)11を配置し、吸音層11の表側及び裏側を金網またはパンチングメタルなどの保護材12で保護し、保護材12の上端に雨除用のキャップ13を設けて、遮音壁Wを構成している。
Moreover, the sound insulation wall W comprised using the sound absorption body S of this invention is shown by FIG. The sound insulation wall W can suppress the intrusion of the traveling sound of the vehicle C or the engine sound from the road to the house side as much as possible by absorbing the sound from the road side. The sound insulation wall W includes a
従って、前記のように遮音壁Wを構成することによって、道路交通騒音(鉄道騒音等でも利用できる)の低減に効果的である。つまり、端縁(エッジ)近傍の領域に現れる加速された大きな粒子速度を吸音層11で音のエネルギを熱エネルギに変換し、粒子速度を低減させることによって、回折側の領域の音圧を減少させることが可能である。このことは、図14に示すように、遮音壁(薄い半無限剛平板)の先端部分に布を設置して回折音場の計算を試みた例で理解できる。半無限遮音壁などでは、遮音壁の上部に延長した面における粒子速度分布の積分によって回折側領域の音圧を求めることができる。従って、それらの領域、特に端縁(エッジ)近傍の大きな粒子速度を低減させることにより、回折音を減少させることができる。
Therefore, the construction of the sound insulation wall W as described above is effective in reducing road traffic noise (which can also be used for railway noise or the like). In other words, the sound pressure in the region on the diffraction side is reduced by converting the sound energy into thermal energy in the
図15は、図14に示す音源位置から球面波を発生させた時、布が無いときの遮音壁上方における粒子速度振幅の分布を計算により求めたものである。図中、横軸は遮音壁先端から上方への距離を表している。遮音壁の上方、端縁(エッジ)近傍において非常に粒子速度振幅が大きくなっていることがわかる。なお、音源は1m離れた位置で速度ポテンシャルの振幅が1となる強さで計算した。 FIG. 15 shows the calculation of the particle velocity amplitude distribution above the sound insulation wall when there is no cloth when a spherical wave is generated from the sound source position shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the distance from the front end of the sound insulation wall. It can be seen that the particle velocity amplitude is very large above the sound insulation wall and in the vicinity of the edge. It should be noted that the sound source was calculated with the intensity at which the amplitude of the velocity potential becomes 1 at a position 1 m away.
図16は、図14に示す回折側の受音位置において、遮音壁を設置することによるレベルの減衰量(挿入損失とも言われる)を計算した結果である。図中(a)は遮音壁のみの場合、(b)は先端上部に50cm幅の布を設置した場合、(c)は布を設置せず遮音壁の高さを布上端と一致させた場合の結果である。なお、これらは125Hzにおける計算結果で、布の流れ抵抗は830Ns/m3である。これらの結果をみれば、設置した布の効果は想像以上に大きなものと言える。FIG. 16 shows the result of calculating the level attenuation (also referred to as insertion loss) by installing the sound insulation wall at the diffraction side sound receiving position shown in FIG. In the figure, (a) shows only the sound insulation wall, (b) shows the result when 50cm wide cloth is installed at the top of the tip, and (c) shows the result when the height of the sound insulation wall is matched with the top edge of the cloth without installing cloth. It is. These are the calculation results at 125 Hz, and the cloth flow resistance is 830 Ns / m 3 . From these results, it can be said that the effect of the installed cloth is greater than expected.
図17は、吸音体1個当たりの吸音力の測定値と理論計算値を示したグラフである。測定値は、図1(a),(b)及び図2の吸音体Sを室内の空間中に吊り下げて測定したものであり、理論計算値と測定値とが同じような値になっている。また、周波数が高くなるほど、吸音力が大きくなっており、特に高い周波数に有効である。 FIG. 17 is a graph showing measured values and theoretical calculation values of the sound absorbing force per sound absorber. The measured values were measured by suspending the sound absorber S of FIGS. 1 (a), 1 (b) and 2 in the indoor space, and the theoretically calculated values and the measured values are similar. Yes. In addition, the higher the frequency, the greater the sound absorption force, which is particularly effective for higher frequencies.
近年、先端改良型の遮音壁が種々提案されているが、高コストの割には効果的でないものが多いように思われる。また、ここで示したようなエッジ効果を利用したものも見られない。この発明は、非常にシンプルでコンパクトであるが、性能が良く製造コストや施工の容易さなどの面から広く応用できるものと考えられる。また、吸音体Sを構成する板部材1の面積を増大させるほど低い周波数の音を吸音することができ、吸音したい周波数に応じて板部材1の面積(大きさ)を変更することができる。
In recent years, various advanced sound insulation walls have been proposed, but it seems that many of them are not effective for the high cost. Moreover, the thing using the edge effect as shown here is not seen. Although the present invention is very simple and compact, it is considered that the present invention has good performance and can be widely applied from the viewpoint of manufacturing cost and ease of construction. Moreover, the sound of a low frequency can be absorbed, so that the area of the
また、図18に、遮音壁の遮音(吸音)の実験結果及び計算値のグラフを示している。具体的には、図14に記載の遮音壁を小さくした模型を作製し、それを用いて遮音壁から所定距離離れた地点での挿入損失の実験結果及び計算値(前述した式(14)を用いて計算した値)を、図18のグラフに示している。前記模型としては、厚みが9mmで縦90cm×横180cmの木製の板部材から構成された壁と、前記板部材の上端に吸音材である布(縦5cm×横180cmの大きさのもの)を設置した遮音壁の2つの壁を用意した。そして、図18のグラフでは、前記遮音壁を用いて挿入損失を測定しその測定値をプロットして直線で結んだ折れ線K1と、前記遮音壁の板部材を半無限障壁と見なして式(14)で挿入損失を計算した計算値をプロットして直線で結んだ折れ線K2と、前記壁の上端が遮音壁の板部材に設置した布の上端と同じ高さになるように壁を高くしその壁を半無限障壁と見なして式(14)で挿入損失を計算した計算値をプロットして直線で結んだ直線K10と、壁の板部材を半無限障壁と見なして式(14)で挿入損失を計算した計算値をプロットして直線で結んだ折れ線K11と、壁を用いて挿入損失を測定しその測定値をプロットして直線で結んだ折れ線K12とが描かれている。尚、布は、面密度が0.6kg/m2で、流れ抵抗が789Ns/m3である。また、測定値の周波数は、模型で測定した周波数を1/10にした値をプロットしている。FIG. 18 shows a graph of experimental results and calculated values of sound insulation (sound absorption) of the sound insulation wall. Specifically, a model in which the sound insulation wall shown in FIG. 14 is made small is produced, and the experimental results and calculated values of the insertion loss at a point away from the sound insulation wall by using the model are used (using the above-described equation (14)). The calculated values are shown in the graph of FIG. As the model, a wall made of a wooden plate member having a thickness of 9 mm and a length of 90 cm × width 180 cm, and a cloth (size of 5 cm length × width 180 cm) as a sound absorbing material at the upper end of the plate member. Two walls of sound insulation wall were prepared. In the graph of FIG. 18, the insertion loss is measured using the sound insulation wall, the measured value is plotted and the broken line K1 connected by a straight line, and the plate member of the sound insulation wall is regarded as a semi-infinite barrier. Plot the calculated value of the insertion loss and connect it with a straight line K2 and the wall so that the top of the wall is the same height as the top of the cloth installed on the plate member of the sound insulation wall. The insertion loss was calculated according to equation (14) by regarding the straight line K10 obtained by plotting the calculated value obtained by calculating the insertion loss by the equation (14) assuming that it is an infinite barrier and connecting it with a straight line, and the plate member of the wall as a semi-infinite barrier. A broken line K11 plotted by plotting the calculated values and a broken line K12 connecting the straight lines by measuring the insertion loss using a wall and plotting the measured values are drawn. The cloth has an areal density of 0.6 kg / m 2 and a flow resistance of 789 Ns / m 3 . Moreover, the frequency of the measured value is plotted as a value obtained by reducing the frequency measured by the model to 1/10.
図18のグラフを見れば、直線K10の値より、折れ線K2の値の方が高い値である。これより、遮音壁の布の上端と同じ高さにした壁の挿入損失(遮音効果)よりも、遮音壁の板部材を半無限障壁と見なして式(14)で計算した挿入損失(遮音効果)が高いことがわかる。これとは逆に、直線K10の値より、折れ線K11の値が低い。これより、遮音壁の布の上端と同じ高さにした壁の挿入損失(遮音効果)よりも、壁を半無限障壁と見なして式(14)で計算した挿入損失(遮音効果)が壁の高さが低くなっている分だけ低いことがわかる。また、折れ線K1の値と折れ線K2の値とは非常に近い値である。これより、遮音壁の板部材を半無限障壁と見なして式(14)で挿入損失を計算した計算値(折れ線K2の値)が信頼性の高い値であることが明らかである。また、折れ線K11の値と折れ線K12の値とは非常に近い値である。これより、布を設置しない壁を半無限障壁と見なして式(14)で計算した計算値(折れ線K11の値)が信頼性の高い値であることが明らかである。前記遮音効果の一部には、吸音効果も含まれている。 In the graph of FIG. 18, the value of the broken line K2 is higher than the value of the straight line K10. From this, the insertion loss (sound insulation effect) calculated by the equation (14) with the plate member of the sound insulation wall regarded as a semi-infinite barrier rather than the insertion loss (sound insulation effect) of the wall made the same height as the upper end of the cloth of the sound insulation wall. I understand that it is expensive. On the contrary, the value of the broken line K11 is lower than the value of the straight line K10. Therefore, the insertion loss (sound insulation effect) calculated by equation (14) with the wall regarded as a semi-infinite barrier is higher than the insertion loss (sound insulation effect) of the wall that is the same height as the top edge of the cloth of the sound insulation wall. It can be seen that it is low by the amount that is low. Further, the value of the broken line K1 and the value of the broken line K2 are very close values. From this, it is clear that the calculated value (value of the broken line K2) obtained by calculating the insertion loss by the equation (14) by regarding the plate member of the sound insulating wall as a semi-infinite barrier is a highly reliable value. Further, the value of the broken line K11 and the value of the broken line K12 are very close values. From this, it is clear that the calculated value (value of the broken line K11) calculated by the equation (14) by considering the wall on which the cloth is not installed as a semi-infinite barrier is a highly reliable value. A part of the sound insulation effect includes a sound absorption effect.
要するに、遮音壁において板部材の上端に吸音材(図18では布)を設置すれば、挿入損失(遮音効果)が高くなることが、図18のグラフから明らかである。しかも、計算で求めた挿入損失の値は、測定した値と略等しい信頼性の高いものである。 In short, it is clear from the graph of FIG. 18 that if a sound absorbing material (cloth in FIG. 18) is installed at the upper end of the plate member in the sound insulating wall, the insertion loss (sound insulation effect) increases. In addition, the value of the insertion loss obtained by calculation is highly reliable with approximately the same value as the measured value.
図18では、遮音壁を構成する板部材の上端に、面密度が0.6kg/m2で、流れ抵抗が789Ns/m3の布を設置した場合に、布を設置していない壁に比べて、遮音効果がある場合を示した。一方、図19は、面密度及び流れ抵抗が下側部分から上側部分まで一定となる一様な吸音材を用いた遮音壁に対し、面密度及び流れ抵抗の値のいずれもが吸音材の上側部分ほど小さな値になるように構成された吸音材(一様な吸音材と区別するために、グラデーション吸音材という)を用いた遮音壁が更に遮音効果が高いという結果を示すグラフである。尚、図19のグラフは、自動車における騒音レベル(A特性音圧レベル)に対する挿入損失を表しており、前述のように信頼性が高い挿入損失の計算値を基に作成している。尚、一様な吸音材とは、下から上まで面密度及び流れ抵抗の値が同じになるように構成されているものをいう。In FIG. 18, when a cloth having a surface density of 0.6 kg / m 2 and a flow resistance of 789 Ns / m 3 is installed at the upper end of the plate member constituting the sound insulation wall, the cloth member is not equipped with a cloth. The case where there is a sound insulation effect is shown. On the other hand, FIG. 19 shows that the surface density and the flow resistance are both the upper part of the sound absorbing material, whereas the surface density and the flow resistance are uniform from the lower part to the upper part. It is a graph which shows the result that the sound-insulating wall using the sound-absorbing material (it is called gradation sound-absorbing material in order to distinguish from a uniform sound-absorbing material) comprised so that it may become a small value has a further sound-insulating effect. The graph of FIG. 19 represents the insertion loss with respect to the noise level (A characteristic sound pressure level) in the automobile, and is created based on the calculated insertion loss with high reliability as described above. In addition, a uniform sound-absorbing material means what is comprised so that the value of surface density and flow resistance may become the same from the bottom to the top.
図19のグラフでは、板部材の上端に布を設置した遮音壁と同じ高さの板部材を半無限障壁と見なして挿入損失を計算した計算値をプロットして直線で結んだ折れ線Hと、板部材の上端に一様な吸音材を設置した遮音壁の板部材を半無限障壁と見なして挿入損失を計算した計算値をプロットして直線で結んだ5本の折れ線U1〜U5と、板部材の上端にグラデーション吸音材を設置した遮音壁の板部材を半無限障壁と見なして挿入損失を計算した計算値をプロットして直線で結んだ5本の折れ線G1〜G5とが描かれている。尚、下記表1に壁からの距離(m)に対する挿入損失の計算値(dB)を記載している。また、前記計算値は、前述した式(14)を用いて計算した値である。 In the graph of FIG. 19, a broken line H obtained by plotting a calculated value obtained by calculating the insertion loss by regarding a plate member having the same height as the sound insulation wall having a cloth installed on the upper end of the plate member as a semi-infinite barrier, Five broken lines U1 to U5, in which the calculated values of the insertion loss calculated by regarding the plate member of the sound insulation wall with a uniform sound absorbing material installed at the upper end of the member as a semi-infinite barrier, are connected by straight lines, Five broken lines G1 to G5 are drawn in which calculated values obtained by calculating the insertion loss are regarded as semi-infinite barriers, assuming that the sound insulating wall plate member provided with a gradation sound absorbing material at the upper end is connected by a straight line. Table 1 below shows the calculated insertion loss (dB) with respect to the distance (m) from the wall. The calculated value is a value calculated using the above-described equation (14).
折れ線U1の一様な吸音材は、面密度が192kg/m2で流れ抵抗が6400Ns/m3である。折れ線U2の一様な吸音材は、面密度が96kg/m2で流れ抵抗が3200Ns/m3である。折れ線U3の一様な吸音材は、面密度が12kg/m2で流れ抵抗が400Ns/m3である。折れ線U4の一様な吸音材は、面密度が48kg/m2で流れ抵抗が1600Ns/m3である。折れ線U5の一様な吸音材は、面密度が24kg/m2で流れ抵抗が800Ns/m3である。The uniform sound absorbing material of the polygonal line U1 has a surface density of 192 kg / m 2 and a flow resistance of 6400 Ns / m 3 . The uniform sound absorbing material of the broken line U2 has a surface density of 96 kg / m 2 and a flow resistance of 3200 Ns / m 3 . The uniform sound absorbing material of the broken line U3 has a surface density of 12 kg / m 2 and a flow resistance of 400 Ns / m 3 . The uniform sound absorbing material of the broken line U4 has a surface density of 48 kg / m 2 and a flow resistance of 1600 Ns / m 3 . The uniform sound absorbing material of the broken line U5 has a surface density of 24 kg / m 2 and a flow resistance of 800 Ns / m 3 .
折れ線G1のグラデーション吸音材は、その吸音材の下端部分の面密度が192kg/m2で流れ抵抗が6400Ns/m3であり、上端に行くに従ってそれらの値が小さくなり、上端では零又は零に近い値になるように構成されている。折れ線G2のグラデーション吸音材は、その吸音材の下端部分の面密度が96kg/m2で流れ抵抗が3200Ns/m3であり、上端に行くに従ってそれらの値が小さくなり、上端では零又は零に近い値になるように構成されている。折れ線G3のグラデーション吸音材は、その吸音材の下端部分の面密度が12kg/m2で流れ抵抗が400Ns/m3であり、上端に行くに従ってそれらの値が小さくなり、上端では零又は零に近い値になるように構成されている。折れ線G4のグラデーション吸音材は、その吸音材の下端部分の面密度が48kg/m2で流れ抵抗が1600Ns/m3であり、上端に行くに従ってそれらの値が小さくなり、上端では零又は零に近い値になるように構成されている。折れ線G5グラデーション吸音材は、その吸音材の下端部分の面密度が24kg/m2で流れ抵抗が800Ns/m3であり、上端に行くに従ってそれらの値が小さくなり、上端では零又は零に近い値になるように構成されている。The gradation sound absorbing material of the polygonal line G1 has a surface density of 192 kg / m 2 at the lower end portion of the sound absorbing material and a flow resistance of 6400 Ns / m 3 , and those values decrease toward the upper end and become zero or zero at the upper end. It is comprised so that it may become a near value. The gradation sound absorbing material of the polygonal line G2 has a surface density of 96 kg / m 2 at the lower end portion of the sound absorbing material and a flow resistance of 3200 Ns / m 3 , and those values decrease toward the upper end, and become zero or zero at the upper end. It is comprised so that it may become a near value. The gradation sound absorbing material of the polygonal line G3 has a surface density of 12 kg / m 2 at the lower end portion of the sound absorbing material and a flow resistance of 400 Ns / m 3 , and those values decrease toward the upper end, and become zero or zero at the upper end. It is comprised so that it may become a near value. The gradation sound absorbing material of the polygonal line G4 has a surface density of 48 kg / m 2 at the lower end portion of the sound absorbing material and a flow resistance of 1600 Ns / m 3 , and those values decrease toward the upper end and become zero or zero at the upper end. It is comprised so that it may become a near value. The broken line G5 gradation sound-absorbing material has a surface density of 24 kg / m 2 at the lower end portion of the sound-absorbing material and a flow resistance of 800 Ns / m 3 , and those values become smaller toward the upper end and close to zero or zero at the upper end. It is configured to be a value.
図19のグラフを見れば、折れ線Hの値よりも、折れ線U1〜U5の値も折れ線G1〜G5の値も高い値であることがわかる。これより、板部材の上端に吸音材としての布を設けた遮音壁は、吸音材を用いていない壁に比べて遮音効果が優れていることがわかる。また、グラフの中で、折れ線G2が最も挿入損失(遮音効果)が高い。さらに、折れ線G3を除いた残りの折れ線G1,G2,G4,G5の挿入損失(遮音効果)が、折れ線U1〜U5の中でも最も高い挿入損失(遮音効果)を有する折れ線U5よりも高い値になっている。さらにまた、前記折れ線G3の挿入損失(遮音効果)が、グラフの中で最も挿入損失(吸音効果)が低い折れ線U1の挿入損失(遮音効果)よりも高い値になっている。 From the graph of FIG. 19, it can be seen that the values of the polygonal lines U1 to U5 and the values of the polygonal lines G1 to G5 are higher than the value of the polygonal line H. From this, it can be seen that the sound insulating wall provided with a cloth as a sound absorbing material on the upper end of the plate member has a better sound insulating effect than a wall not using the sound absorbing material. In the graph, the polygonal line G2 has the highest insertion loss (sound insulation effect). Furthermore, the insertion loss (sound insulation effect) of the remaining broken lines G1, G2, G4, and G5 excluding the broken line G3 is higher than the broken line U5 having the highest insertion loss (sound insulation effect) among the broken lines U1 to U5. ing. Furthermore, the insertion loss (sound insulation effect) of the broken line G3 is higher than the insertion loss (sound insulation effect) of the broken line U1 having the lowest insertion loss (sound absorption effect) in the graph.
要するに、遮音壁において板部材の上端に一様の吸音材を設置すれば、挿入損失(遮音効果)が高くなることが、図19のグラフから明らかである。また、板部材の上端にグラデーション吸音材を設置すれば、一様の吸音材を設置するものに比べて挿入損失(遮音効果)が高くなることが、図19のグラフから明らかである。尚、図19では、5種類のグラデーション吸音材の場合を示しているが、面密度が12kg/m2〜192kg/m2の範囲内の任意の面密度と、流れ抵抗が400Ns/m3〜6400Ns/m3の範囲内の任意の面密度とを組み合わせたグラデーション吸音材を作製すれば、挿入損失(遮音効果)が高くなることが推察できる。In short, it is clear from the graph of FIG. 19 that the insertion loss (sound insulation effect) increases if a uniform sound absorbing material is installed at the upper end of the plate member in the sound insulation wall. Further, it is apparent from the graph of FIG. 19 that if a gradation sound absorbing material is installed at the upper end of the plate member, the insertion loss (sound insulation effect) becomes higher than that in which a uniform sound absorbing material is installed. In FIG. 19, it shows the case of the five gradation sound absorbing material, and any surface density in the range areal density of 12kg / m 2 ~192kg / m 2 , the flow resistance is 400ns / m 3 ~ It can be inferred that the insertion loss (sound insulation effect) increases if a gradation sound absorbing material is combined with an arbitrary surface density in the range of 6400 Ns / m 3 .
前記遮音壁の各種の具体例を、図20(a)〜(e)に基づいて説明する。遮音壁Wは、端縁付近での音圧差を付けて圧力勾配を付けるための剛性を有する板部材10と、その上端に設置され前記圧力勾配によって加速された空気の粒子速度のエネルギを消費するためのグラデーション吸音材14とから構成されている。図20(a)では、グラデーション吸音材14が、下側ほど厚みが厚くなっている3種類の吸音材14A,14B,14Cから構成されている。つまり、グラデーション吸音材14の厚みが上の方が薄くなるように厚みの異なる3つの吸音材14A,14B,14Cを上下方向に配置して、グラデーション吸音材14が上下方向で複数の段部を有する複数段形状に構成されている。下側の吸音材14Aの面密度及び流れ抵抗の値は、その上の中間の吸音材14Bの面密度及び流れ抵抗の値よりも大きな値になっている。一番上の吸音材14Cの面密度及び流れ抵抗の値は、その下の吸音材14Bの面密度及び流れ抵抗の値よりも小さな値になっている。図20(b)では、グラデーション吸音材14が上側に向かうほど厚みが薄くなるように直線状(湾曲でもよい)の傾斜面を有する略三角形状に構成されている。このグラデーション吸音材14の面密度及び流れ抵抗の値は、上側ほど徐々に小さな値になっており、上端で零又は零に近い値になっている。このように構成することによって、グラデーション吸音材14の面密度及び流れ抵抗の値が上下方向に沿って線形(連続)に変化するので、非線形(不連続)に変化する場合の該非線形部分での遮音効果の低下をなくして、効果的に遮音できる。図20(c)では、グラデーション吸音材14が同一の厚みで同一の大きさからなり、しかも面密度及び流れ抵抗の値が同じ値となる6つの吸音材14Aから構成されている。つまり、板部材10の上端に3つの吸音材14Aを厚み方向に重ねて配置し、それら3つの吸音材14A,14A,14Aの上端に2つの吸音材14A,14Aを重ねて配置し、それら2つの吸音材14A,14Aの上端に1つの吸音材14Aを配置している。この場合も、グラデーション吸音材14が上下方向で複数の段部を有する複数段形状に構成されている。このように吸音材を配置することによって、最下段に位置する3つの吸音材14Aの面密度及び流れ抵抗の値が最も大きな値になり、最上段に位置する1つの吸音材14Aの面密度及び流れ抵抗が最も小さな値になる。図20(d)では、グラデーション吸音材14が同一厚みで高さ(上下方向寸法)の異なる5つの吸音材14A,14B,14Cから構成されている。つまり、最も背の高い第1吸音材14Cの厚み方向の両側にこれよりも背の低い第2吸音材14Bを配置し、これら第2吸音材14B,14Bの外面にこれよりも背の低い第3吸音材14Aを配置している。この場合も、グラデーション吸音材14が上下方向で複数の段部を有する複数段形状に構成されている。このように吸音材を配置することによって、グラデーション吸音材14の厚みは、下側から2枚の第3吸音材14Aと2枚の第2吸音材14Bと1枚の第1吸音材14Cの5枚分、2枚の第2吸音材14Bと1枚の第1吸音材14Cの3枚分、1枚の第1吸音材14Cの1枚分と、順に薄くなる。よって、グラデーション吸音材14の面密度及び流れ抵抗の値は、下側から順に小さい値となる。図20(e)では、グラデーション吸音材14は、上下方向で同一厚みに構成されているが、上下方向において下側部位14aの面密度及び流れ抵抗の値が最も大きく、中間部位14bの面密度及び流れ抵抗の値が下側部位14aの面密度及び流れ抵抗の値よりも小さく、上側部位14cの面密度及び流れ抵抗の値が最も小さくなるように構成されている。例えば、図20(e)のグラデーション吸音材14は、スポンジや発泡体などから構成され、下側部位14aに形成される孔が最も密になるように形成されるとともに、下側部位14aの孔の流れ抵抗が最も大きくなるように孔の形状や大きさを決定する。これとは反対に、上側部位14cに形成される孔が最も疎に形成されるとともに、孔の流れ抵抗の値が最も小さくなるように孔の形状や大きさを決定する。
Various specific examples of the sound insulation wall will be described with reference to FIGS. The sound insulation wall W consumes energy of the particle velocity of the air that is installed at the upper end of the
また、図20(a)では、3つの吸音材14A,14B,14Cからグラデーション吸音材14を構成したが、1つの吸音材からグラデーション吸音材14を構成してもよい。また、図20(a),(c),(d),(e)では、吸音材の面密度及び流れ抵抗の値を上下方向三段階に変化させる場合を示したが、四段階以上に変化する構成にすることによって、上下方向における面密度及び流れ抵抗の値を線形に近い状態で変化させることができる。また、上下方向二段階にグラデーション吸音材の面密度及び流れ抵抗の値が変化する、つまりグラデーション吸音材の面密度及び流れ抵抗の値を、グラデーション吸音材の下側部分に比べて上側部分が小さな値になるように設定する構成であってもよい。また、グラデーション吸音材の面密度の値と流れ抵抗の値の両方の値を、グラデーション吸音材の下側部分に比べて上側部分が小さな値になるように設定した方が、遮音効果が一層高くなるが、面密度の値及び流れ抵抗の値のいずれか一方のみを、グラデーション吸音材の下側部分に比べて上側部分が小さな値になるように設定してもよい。
In FIG. 20A, the gradation
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
前記実施形態では、板部材1の端縁のほぼ全域に渡って吸音材2を備えさせたが、一部のみに設けて実施してもよい。また、板部材1の端縁を一部覆うように吸音材2を配置したが、板部材1の端縁を全く覆うことがないように吸音材2を配置して実施してもよい。
In the said embodiment, although the sound-absorbing
また、前記実施形態では、吸音体Sを吊り下げて使用する他、床などに固定してパーテーション(仕切り材)などに使用してもよい。 Moreover, in the said embodiment, you may use the sound-absorbing body S for hanging (partition material) etc. by fixing to the floor etc. besides using it hanging.
また、前記実施形態では、板部材の上端に吸音材を配置したが、板部材の横側端に吸音材を配置してもよい。要するに、吸音材が板部材の端縁から該板部材の面方向に沿って外向きに延設されるように配置されるのであれば、吸音材の取付位置は特に制限されない。 Moreover, in the said embodiment, although the sound-absorbing material was arrange | positioned at the upper end of a plate member, you may arrange | position a sound-absorbing material at the side end of a plate member. In short, if the sound absorbing material is disposed so as to extend outward from the edge of the plate member along the surface direction of the plate member, the mounting position of the sound absorbing material is not particularly limited.
1…板部材、1A…端面、1W…細幅部分、2…吸音材、3…補助突起、3A…切欠部、3B…突起部、3K…孔、4…連結部材、5…ビス、6…紐状体、7…ビス、10…板部材、10A…吸音処理層、11…吸音層、12…保護材、13…キャップ、14…グラデーション吸音材、S…吸音体、W…遮音壁
DESCRIPTION OF
【0001】
技術分野
[0001]
本発明は、屋内又は屋外で使用して吸音効果を効率よく発揮できる吸音体を用いた遮音壁に関する。
背景技術
[0002]
かかる吸音体としては、繊維状物よりなる吸音材と、吸音材の両面のそれぞれに重ね合わせて配置される通気性保護材と、それら重ね合わせた通気性保護材及び吸音材の周縁部に装着してそれら3つの部材を一体化するための枠体とからなるものが既に提案されている(例えば、特許文献1参照)。
先行技術文献
特許文献
[0003]
特許文献1:日本国実開昭60−75509号公報(図1参照)
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0004]
上記特許文献1の構成によれば、吸音体が、吸音材、2つの通気性保護材、枠体など、多くの部品から構成されているため、組立作業面及びコスト面の両方において不利になっていた。
[0005]
また、前記吸音体は、所定の速度エネルギを有する空気の粒子が吸音材を通過する際に、空気の粒子を減速して速度エネルギを熱エネルギに変換することで吸音するよう構成されている。このような吸音体の吸音効果をある程度向上させるためには、吸音材の厚みを厚くしなければならない。このため、吸音体全体が大型化する不都合もあった。
[0006]
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、吸音効果を高めることができながらも、部品点数の削減化及び小型化が実現できる吸音体を用いた遮音壁を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段[0001]
Technical field [0001]
The present invention relates to a sound insulating wall using a sound absorbing body that can be used indoors or outdoors to efficiently exhibit a sound absorbing effect.
Background art [0002]
As such a sound absorber, a sound absorbing material made of a fibrous material, a breathable protective material placed on both sides of the sound absorbing material, and a peripheral portion of the laminated breathable protective material and the sound absorbing material are mounted. And what consists of the frame for integrating these three members is already proposed (for example, refer to patent documents 1).
Prior Art Literature Patent Literature [0003]
Patent Document 1: Japanese Utility Model Publication No. 60-75509 (see FIG. 1)
SUMMARY OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention [0004]
According to the configuration of
[0005]
The sound absorber is configured to absorb sound by decelerating the air particles and converting the velocity energy into thermal energy when air particles having a predetermined velocity energy pass through the sound absorbing material. In order to improve the sound absorbing effect of such a sound absorber to some extent, the thickness of the sound absorbing material must be increased. For this reason, there also existed a problem that the whole sound-absorbing body enlarged.
[0006]
In view of the above-mentioned situation, the problem to be solved by the present invention is to provide a sound-insulating wall using a sound-absorbing body capable of reducing the number of parts and reducing the size while improving the sound-absorbing effect. To do.
Means for solving the problem
【0002】
[0007]
本発明の遮音壁は、前述の課題解決のために、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させて圧力勾配を付けるための剛性を有する板部材と、該圧力勾配によって加速された空気の粒子速度のエネルギを消費すべく前記板部材の端縁付近に配置された吸音材とを備えた吸音体を用いて構成された遮音壁であって、前記吸音材は、前記板部材の端縁から該板部材の面方向に沿って外向きに延設されており、その吸音材の面密度及び流れ抵抗の値のうちの少なくとも一方の値が、該吸音材の面方向内側部分に比べて面方向外側部分が小さな値になるように設定されていることを特徴とする。
[0008]
本発明の構成によれば、剛性を有する板部材により、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させることができ、その音圧差で端縁付近の表側と裏側とで圧力勾配を付けることができる。この圧力勾配によって、空気の粒子が加速される。そして、加速された粒子は、吸音材を通過する。粒子が吸音材を通過する際には、粒子速度のエネルギが熱エネルギとして消費されるため、吸音される。このように、空気の粒子が加速することで、吸音材を通過して消費される熱エネルギが大きくなるため、吸音効果が非常に大きくなる。しかも、圧力勾配は、板部材の厚みを薄くすればするほど大きくなり、吸音効果を飛躍的に向上させることができる。さらに、板部材と板部材の端縁付近に配置された吸音材とで吸音することができることから、少ない部品点数で、小型化を実現することができる吸音体を構成することができる。尚、ここでいう剛性を有する板部材としては、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させることができるものであれば、どのような材料であってもよく、例えば各種の金属で構成できる他、木や複数枚の紙を重ね合わせて一体化した複合紙などであってもよい。また、吸音材の面密度及び流れ抵抗の値のうちの少なくとも一方の値を、吸音材の面方向内側部分に比べて面方向外側部分が小さな値になるように設定することによって、面方向内側部分から面方向外側部分まで面密度及び流れ抵抗の値を同一にした一様な吸音材に比べて、遮音効果(吸音効果)を高めることができる。
[0009]
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材が、前記板部材の厚みよりも薄く構成されていてもよい。
[0010]
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材が、上側に向かうほど厚みが薄くなるように構成されていてもよい。
[0011]
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材が、同一厚みに構成され、上下方向で複数の段部を有する複数段形状に構成されていてもよい。また、本発明の遮音壁は、前記吸音材が、上下方向で同一厚みに構成され、上下方向において下側部位の面密度及び流れ抵抗の値が最も大きく、中間部位の面密度及び流れ抵抗の値が下側部位の面密度及び流れ抵抗の値よりも小さく、上側部位の面密度及び流れ抵抗の値が最も小さくなるように構成されていてもよい。[0002]
[0007]
In order to solve the above-described problem, the sound insulating wall of the present invention includes a plate member having rigidity for generating a sound pressure difference between the front side and the back side in the vicinity of the edge and applying a pressure gradient, and air accelerated by the pressure gradient. A sound-insulating wall comprising a sound-absorbing material disposed near the edge of the plate member to consume energy at a particle velocity of the plate member, wherein the sound-absorbing material is an edge of the plate member Is extended outward along the surface direction of the plate member, and at least one of the surface density and the flow resistance of the sound absorbing material is larger than the inner portion of the sound absorbing material in the surface direction. The outer portion in the surface direction is set to have a small value.
[0008]
According to the configuration of the present invention, it is possible to generate a sound pressure difference between the front side and the back side near the edge by the plate member having rigidity, and a pressure gradient is provided between the front side and the back side near the edge by the sound pressure difference. be able to. This pressure gradient accelerates air particles. Then, the accelerated particles pass through the sound absorbing material. When the particles pass through the sound absorbing material, the energy of the particle velocity is consumed as heat energy, so that the sound is absorbed. Thus, the acceleration of the air particles increases the heat energy consumed by passing through the sound absorbing material, so that the sound absorbing effect is greatly increased. In addition, the pressure gradient increases as the thickness of the plate member is reduced, and the sound absorption effect can be dramatically improved. Furthermore, since sound can be absorbed by the plate member and the sound absorbing material disposed in the vicinity of the edge of the plate member, it is possible to configure a sound absorber that can be reduced in size with a small number of parts. The plate member having rigidity here may be any material as long as it can generate a sound pressure difference between the front side and the back side near the edge, for example, various metals. In addition to the configuration, it may be a composite paper or the like in which wood or a plurality of papers are stacked and integrated. Further, by setting at least one of the surface density and flow resistance of the sound absorbing material so that the outer portion in the surface direction is smaller than the inner portion in the surface direction of the sound absorbing material, The sound insulation effect (sound absorption effect) can be enhanced as compared with a uniform sound absorbing material having the same surface density and flow resistance value from the portion to the outer portion in the surface direction.
[0009]
In the sound insulation wall of the present invention, the sound absorbing material may be configured to be thinner than the thickness of the plate member.
[0010]
Moreover, the sound insulation wall of this invention may be comprised so that thickness may become thin, so that the said sound-absorbing material goes to the upper side.
[0011]
In the sound insulating wall of the present invention, the sound absorbing material may be formed in a plurality of steps having the same thickness and a plurality of steps in the vertical direction. Further, in the sound insulation wall of the present invention, the sound absorbing material is configured to have the same thickness in the vertical direction, and the surface density and flow resistance value of the lower part are the largest in the vertical direction, and the surface density and flow resistance value of the intermediate part are the highest. May be configured to be smaller than the surface density and the flow resistance value of the lower part, and the surface density and the flow resistance value of the upper part to be the smallest.
【0003】
発明の効果
[0012]
以上の如く、本発明によれば、板部材と板部材の端縁付近に配置された吸音材とで吸音体を構成することによって、吸音効果を高めることができながらも、部品点数の削減化及び小型化が実現できる吸音体を用いた遮音壁を提供することができる。よって、組立作業面及びコスト面の両方において有利になるだけでなく、運搬面やハンドリング面においても有利になる。
図面の簡単な説明
[0013]
[図1](a)は本発明の吸音体の正面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図である。
[図2]本発明の吸音体の背面図である。
[図3](a)〜(g)は他の吸音体を示す断面図である。
[図4]板部材まわりの音場計算に用いる説明図である。
[図5]板部材に平面波が垂直に入射した状態を示す説明図である。
[図6](a)は図5の網掛けした領域の粒子速度振幅を示す斜視図、(b)は図5の網掛けした領域の粒子速度振幅を等高線表示した平面図である。
[図7]板部材の端縁付近の音圧分布を示す斜視図である。
[図8]板部材の端縁付近の音圧振幅の分布を示し、(a)は斜視図、(b)は等高線表示した平面図である。
[図9]布もしくは薄い多孔質吸音層のインピーダンスを示す説明図である。
[図10]布まわりの音場計算に用いる説明図である。
[図11]吸音体の正面図である。
[図12]周波数に対する吸音力を示すグラフである。
[図13]道路と住宅地との間に遮音壁が設置された説明図である。
[図14]吸音体を用いてなる遮音壁の減衰量計算に用いる説明図である。
[図15]遮音壁の先端付近の粒子速度分布を示すグラフである。
[図16]遮音壁の挿入損失を示すグラフである。[0003]
Effects of the Invention [0012]
As described above, according to the present invention, it is possible to increase the sound absorption effect by configuring the sound absorber with the plate member and the sound absorbing material arranged in the vicinity of the edge of the plate member. In addition, it is possible to provide a sound insulation wall using a sound absorber that can be reduced in size. Therefore, it is advantageous not only in terms of assembly work and cost, but also in terms of transportation and handling.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0013]
[FIG. 1] (a) is a front view of the sound absorber of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a).
FIG. 2 is a rear view of the sound absorber according to the present invention.
[FIG. 3] (a)-(g) is sectional drawing which shows another sound-absorbing body.
[FIG. 4] It is explanatory drawing used for the sound field calculation around a board member.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which a plane wave is vertically incident on a plate member.
6A is a perspective view showing the particle velocity amplitude in the shaded area of FIG. 5, and FIG. 6B is a plan view showing the particle velocity amplitude of the shaded area in FIG. 5 in contour lines.
FIG. 7 is a perspective view showing the sound pressure distribution near the edge of the plate member.
[FIG. 8] A distribution of sound pressure amplitude in the vicinity of the edge of the plate member is shown, (a) is a perspective view, and (b) is a plan view displayed in contour lines.
[FIG. 9] It is explanatory drawing which shows the impedance of cloth or a thin porous sound absorption layer.
[FIG. 10] It is explanatory drawing used for the sound field calculation around a cloth.
FIG. 11 is a front view of the sound absorber.
FIG. 12 is a graph showing the sound absorption force with respect to frequency.
[FIG. 13] It is explanatory drawing in which the sound insulation wall was installed between the road and the residential area.
[FIG. 14] It is explanatory drawing used for attenuation amount calculation of the sound insulation wall which uses a sound absorber.
FIG. 15 is a graph showing particle velocity distribution near the tip of the sound insulation wall.
FIG. 16 is a graph showing insertion loss of a sound insulation wall.
【0004】
[図17]吸音体1個当たりの吸音力の測定結果と理論計算値とを示すグラフである。
[図18]板部材に布を設置した場合と布を設置いていない場合の計算値と実験値の挿入損失を示すグラフである。
[図19]板部材に一様な吸音材を設置した場合とグラデーション吸音材を設置した場合の計算値の挿入損失を示すグラフである。
[図20](a)〜(e)はグラデーション吸音材の各種の具体例を示す遮音壁の上部側の断面図である。
発明を実施するための形態
[0014]
図1(a),(b)及び図2には、吸音体Sが示されている。この吸音体Sは、正方形の板部材1と、この板部材1の4つの端縁のそれぞれに端面から離間する側に延びる帯状の吸音材2とを備えている。ここでは、4枚の吸音材2から構成しているが、1枚又は2枚あるいは3枚の吸音材から構成することもできる。また、板部材1は、正方形の他、長方形あるいは円形や楕円形、更には三角形や多角形に構成することができる。板部材1は、縦0.6m×横0.6mで厚みが9ミリメートルに構成され、また、吸音材2は、図1(a)において、上辺が0.7mで下辺が0.56mで高さ(幅)が0.07mの帯状部材からなり、板部材1とラップしている部分の長さRが0.01mになっている。
[0015]
板部材1は、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させて圧力勾配を付けるための剛性を有する材料で構成されている。ここでは、剛性を有する材料として、木を用いているが、各種の金属又は複数枚の紙を重ね合わせて一体化した複合紙など、剛性を有する材料であれば、どのような材料であってもよい。金属としては、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、マグネシウム、鉛などの他、これら2種以上の金属からなる合金であってもよい。音を吸音する観点からすれば、面密度が3kg/m2以上の材料であれば十分であるが、遮音壁として用いた場合に、ある程度の効果を期待するのであれば、面密度が12kg/m2以上の材料が好ましい。[0004]
FIG. 17 is a graph showing the measurement results and theoretical calculation values of the sound absorption force per sound absorber.
FIG. 18 is a graph showing insertion loss of calculated values and experimental values when a cloth is placed on a plate member and when no cloth is placed.
FIG. 19 is a graph showing insertion loss of calculated values when a uniform sound absorbing material is installed on a plate member and when a gradation sound absorbing material is installed.
[FIG. 20] (a)-(e) is sectional drawing of the upper part side of the sound insulation wall which shows the various specific examples of a gradation sound-absorbing material.
MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [0014]
A sound absorber S is shown in FIGS. 1A, 1B and 2. The sound absorbing body S includes a
[0015]
The
【0012】
言う。吸音体Sは、前記のように板部材1と布でなる吸音材2とから構成されている。板部材1の寸法が0.9m×0.9mの正方形であり、この板部材の外周縁に0.1m幅を有する環状の布2が配置されている。
[0030]
図1(a),(b)および図2で示した吸音体Sは、図3(a)から(g)に示すように構成されてもよい。つまり、図1(a),(b)および図2で示した吸音体Sの吸音材2は、板部材1に比べて薄く構成されていたが、図3(a)では、板部材1の厚みに対して吸音材2の厚みが同一の場合を示し、図3(b)では、板部材1の厚みに対して吸音材2が厚い大きさに構成され、吸音材2が板部材1の表裏から厚み方向両側に食み出している状態を示している。また、図3(c)では、板部材1の厚みに対して吸音材2の厚みが薄い場合を示し、図3(d)では、板部材1が端面側ほど先細りとなる先細り部1Tを備えた形状になっている。また、図3(e)では、板部材1が図において左側に緩やかに凸となる湾曲面に構成され、図3(f)では、板部材1の端面1Aが上方に凸となる湾曲面に構成されている。また、図3(g)では、板部材1の端面側に厚みが細くなっている細幅部分1Wを備えている。
[0031]
また、吸音体Sを用いて構成された本発明の遮音壁Wが、図13に示されている。この遮音壁Wは、道路側からの音を吸音することによって、道路から住宅側へ車両Cの走行音やエンジン音などが侵入するのを可及的に抑制することができる。この遮音壁Wは、端縁付近での音圧差を付けて勾配を付けるための剛性を有する板部材10を備え、この板部材10の道路面(表面とする)10Bの上部の表側とこれの反対側となる裏側とで音圧差を発生させるようにしている。板部材10の道路面10Bの下部の表面には、吸音処理層10Aが施されている。また、遮音壁Wの住宅側の面(裏面とする)は、剛面にするか、あるいは吸音処理を施して実施してもよい。そして、板部材10の上端面に、上方に延びる吸音材としての多孔質の吸音層(無機繊維からなる多孔質体や、各種の金属繊維からなる多孔質体の他、布で構成してもよい)11を配置し、吸音層11の表側及び裏側を金網またはパンチングメ[0012]
say. As described above, the sound absorber S is composed of the
[0030]
The sound absorber S shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 2 may be configured as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (g). That is, the
[0031]
Moreover, the sound insulation wall W of this invention comprised using the sound absorption body S is shown by FIG. The sound insulation wall W can suppress the intrusion of the traveling sound of the vehicle C or the engine sound from the road to the house side as much as possible by absorbing the sound from the road side. The sound insulation wall W includes a
本発明の遮音壁は、前述の課題解決のために、端縁付近の表側と裏側とで音圧差を発生させて圧力勾配を付けるための剛性を有する板部材と、該圧力勾配によって加速された空気の粒子速度のエネルギを消費すべく前記板部材の端縁付近に配置された吸音材とを備えたことを特徴とする吸音体を用いて構成された遮音壁であって、前記吸音材が、その両面の音圧差によって励振させられる布あるいは薄い多孔質吸音層から構成され、前記吸音材は、前記板部材の端縁から該板部材の面方向に沿って外向きに延設されており、その励振させられる吸音材の面密度及び流れ抵抗の値のうちの少なくとも一方の値が、該吸音材の面方向内側部分に比べて面方向外側部分が小さな値になるように設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the sound insulating wall of the present invention includes a plate member having rigidity for generating a sound pressure difference between the front side and the back side in the vicinity of the edge and applying a pressure gradient, and air accelerated by the pressure gradient. A sound-insulating wall comprising a sound-absorbing material disposed near an edge of the plate member to consume energy at a particle velocity of the plate member, wherein the sound-absorbing material is It is composed of a cloth or a thin porous sound absorbing layer excited by a sound pressure difference between both surfaces, and the sound absorbing material extends outward from the edge of the plate member along the surface direction of the plate member, The value of at least one of the surface density and flow resistance of the sound absorbing material to be excited is set so that the outer portion in the surface direction is smaller than the inner portion in the surface direction of the sound absorbing material. Features.
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材は、上下方向で同一厚みに構成され、上下方向において下側部位の面密度及び流れ抵抗の値が最も大きく、中間部位の面密度及び流れ抵抗の値が下側部位の面密度及び流れ抵抗の値よりも小さく、上側部位の面密度及び流れ抵抗の値が最も小さくなるように構成されていてもよい。
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材の下端が、前記板部材の上端の厚みよりも薄く構成されていてもよい。
また、本発明の遮音壁は、前記吸音材は、上下方向において下側部位の面密度及び流れ抵抗の値が最も大きく、中間部位の面密度及び流れ抵抗の値が下側部位の面密度及び流れ抵抗の値よりも小さく、上側部位の面密度及び流れ抵抗の値が最も小さくなるように構成されていてもよい。
また、本発明の遮音壁は、前記面密度が、12kg/m 2 〜192kg/m 2 の範囲内の任意の値であることが好ましい。
また、本発明の遮音壁は、流れ抵抗が、400Ns/m 3 〜6400Ns/m 3 の範囲内の任意の値であることが好ましい。
Further, in the sound insulating wall of the present invention, the sound absorbing material is configured to have the same thickness in the vertical direction, and the surface density and flow resistance value of the lower part are the largest in the vertical direction, and the surface density and flow resistance value of the intermediate part are the highest. May be configured to be smaller than the surface density and the flow resistance value of the lower part, and the surface density and the flow resistance value of the upper part to be the smallest.
In the sound insulating wall of the present invention, the lower end of the sound absorbing material may be configured to be thinner than the thickness of the upper end of the plate member.
In the sound insulating wall of the present invention, the sound absorbing material has the highest surface density and flow resistance value in the lower part in the vertical direction, and the surface density and flow resistance value in the intermediate part are the surface density and flow in the lower part. You may comprise so that the value of the surface density of the upper part and flow resistance may become the smallest, smaller than the value of resistance.
Also, sound insulating wall of the present invention, the surface density is preferably any value in the range of 12kg / m 2 ~192kg / m 2 .
The sound insulation wall of the present invention preferably has a flow resistance of any value within the range of 400 Ns / m 3 to 6400 Ns / m 3 .
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