JPH0347348A - 複合吸音壁材及び複合吸音壁構造 - 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、複合吸音壁材及び複合吸音壁構造に関し、特
に、吸音率周波数特性の異なる複数の吸音材を積層し、
それらの吸音率周波数特性を相補的に改善したものであ
る。

（従来技術） 発泡アルミニウムは、アルミニウムの薄い膜により構成
された気泡の集合体で、各気泡が立体的に最も安定した
多面体を形成している為に、吸音効果、遮音効果等の優
れた防音機能を備えた物質である上に切削、穿孔、曲げ
加工等の加工性及び接着性が高いことが知られおり、工
場、道路、鉄道、音響ルームその他の吸音材或いは防音
材として使用されている。

上記の用途に使用される吸音材或いは防音材は、発泡ア
ルミニウムの表裏面にアルミニウム、銅、チタン等の金
属薄板の何れかを接着した構造のものが知られている。

発泡アルミニウム吸音材を吸音壁に適用した例では、吸
音率が最大となる周波数は背後空気層厚さの増大と共に
低下するので、低音域において高い吸音率を得る為には
大きな背後空気層が必要となる。又吸音壁に多孔質吸音
材料を適用した場合においても、低音域において高い吸
音率を得る為には、背後空気層の厚さ及び吸音材の厚み
を大きくする必要がある。

従来、防音壁（吸音壁）の吸音材には上記の発泡アルミ
ニウム吸音材又は多孔質吸音材を吸音壁に各々単独で使
用されていた。この場合、低音域の２５０１１２近傍で
７０χの吸音率を得る為には、第９図に示す残響室法に
よる吸音率のグラフにある通り、上記の吸音材では何れ
も最大吸音率周波数（但し、最大吸音率周波数ｆ１．え
とは第１０図Ａの吸音曲線で示される第１ピークＰの最
大吸音率となる周波数を言う、）を５００Ｈ２以下に調
整することが肝要であった。

即ち、第１０図Ｂの最大吸音率周波数Ｌｍ□と背後空気
層厚さとの関係を示すグラフから明らかなように、４０
０ｈｚの周波数では発泡アルミニウム吸音材では７５１
１Ｌ１１と従来の防音壁全体の厚さと同程度の厚さとな
っているが（実線グラフ）、布状多孔質吸音材の場合に
は１５０１１１！Ｉ以上となり（点線グラフ）、大きな
層厚の背後空気層が必要であることが判る。又中高音域
では発泡アルミニウム吸音材の吸音率は充分に高（なく
、布状多孔質吸音材の場合では、背後空気層を大きくし
て吸音曲線を低周波側にシフトさせた場合でも中高音域
での吸音率の落ち込みは僅かである。

以上の如く、従来、吸音壁の吸音壁材として適用される
材料としては、発泡アルミニウム吸音材や布状多孔質吸
音材が各々単独で使用されているが、その実情は上述の
通りであった。

（発明が解決しようとする課題） 前掲の通り、発泡アルミニウム吸音材や布状多孔質吸音
材を各々単独で吸音壁に適用されているが、低音域で高
い吸音率を得る目的として発泡アルミニウム吸音材を単
独で吸音壁に適用した場合には低音域では上記の目的に
副うことになるが、中高音域では目的とする吸音率が得
られない。

また、布状多孔質吸音材を単独で吸音壁に適用した場合
には、背後空気層を大きくしなければ目的とする吸音率
が得られないので、結果として吸音壁全体の寸法が大き
くなる。この為、設置した室内有効空間が狭くなり、そ
れを道路用防音壁等に適用した場合には、空間利用面積
が広くなると共に建造費用も上昇する。

以上要するに、従来の発泡アルミニウム吸音材や布状多
孔質吸音材を各々単独で吸音壁に適用した場合では、中
高音及び低音の何れにあっても高い吸音率が得られず、
又空間占有率が高（、建造費用も高騰して芳しくない。

本発明は以上の諸点に鑑みて発明されたものであって、
中高音及び低音の何れにあっても高い吸音率を有し、又
有効空間利用率が高く、しかも、建造費用の低廉化が図
れる複合吸音壁材及び複合吸音壁構造を提供するもので
ある。

（課題を解決するための手段） 前掲の課題を解決する手段として本発明は、共鳴型吸音
機構を有する発泡アルミニウム吸音材と、Ｎ擦型吸音機
構を有する多孔質吸音材とを積層状態に重合した構成の
複合吸音壁材と、共鳴型吸音機構を有する発泡アルミニ
ウム吸音材と摩擦型吸音機構を有する多孔質吸音材とを
積層状態に重合して複合吸音壁材を形成し、この複合吸
音壁キオを吸音壁本体との間に所定の背後空気層を設け
て取着した複合吸音壁構造を採用したものである。

（作　用） 本発明の如く、共鳴型吸音機構を有する発泡アルミニウ
ム吸音材と摩擦型吸音機構を有する多孔質吸音材とを積
層状態に重合した複合吸音壁材を所定の前後空気層を設
けて吸音壁本体に取着した構成を採用した結果、第９図
の曲線Ａに示す通りの高吸音率が得られた。

即ち、第９図のグラフにおける曲線Ａにある通り、第１
の特性として窺い知れることは、広範な周波数域に渡っ
て高い吸音率が得られることであり、実験の結果、２５
０）ＩＺ〜５ＫｌｌＺの範囲において８０％以上の吸音
率（背後空気層３５Ｉ）であることが確認できた。第２
の特性としては、最大吸音率周波数ｆ０１．が発泡アル
ミニウム吸音材や多孔質吸音材を単独に吸音壁（背後空
気層３５ｍｍ　）として使用した場合と本発明の吸音壁
材とを見れば、本発明の吸音壁材における最大吸音率周
波数ｆｍａｘは、発泡アルミニウム吸音材を単独に（吏
用した場合（同図曲＆’１ｌＢ）と比較して約１７３〜
１／４オクターブだけ低周波側にシフトしており、又摩
擦型吸音機構を有する繊維多孔質吸音材を単独に使用し
た場合（同図曲線Ｃ）と比較して約２〜３／２オクター
ブだけ低周波側にシフトしていることが判る。

第３の特性としては、最大吸音率が上記吸音材を単独に
使用した場合に比較し、同図に示す通り本発明の最大吸
音率は高い値となっている。

吸音率、最大吸音率周波数、最大吸音率については以上
の通りの特性を有する。

次に、背後空気層の厚みについては４０１前後、３０ｅ
＋ｍ〜５０ｍｍが最適な範囲であって、３０＋ｕｓ以下
になると発泡アルミニウム吸音材と布状多孔質吸音材と
を複合した構造の吸音壁では２５０１１Ｚ近傍で７０％
以上の最大吸音率を得ることができないとの理由であり
、又５０ＩＩｌ１１１以上は通常使用される壁の厚さが
５抛−以上になると厚い壁になるとの物理的な理由によ
る制限である。

因みに、従来の吸音材を単独使用した場合と本発明の場
合との比較を見れば、第９図の曲線Ａにおける低周波側
域（５００１１２）と同程度の吸音率にする場合には背
後空気層の厚みを調整する必要がある。即ち、発泡アル
ミニウム吸音材の場合では、背後空気層７５蒙糟として
曲ｉＤの如くになり、布状多孔質材料（グラスクロス；
厚さ１　、６ｍ＋ｍ）の場合では曲線Ｅの特性が得られ
、その時の背後空気層の厚みは１５ｈｓと厚くなってい
る。

この低音域における背後空気層の厚さに関して発泡アル
ミニウム吸音材が薄いのは、発泡アルミニウム吸音材の
最大吸音率周波数が背後空気層を一定とした際に、他の
吸音材と比較したところ池の吸音材より非常に低いこと
に起因している。更に、中高音域において発泡アルミニ
ウム吸音材の吸音率が最大約３０χ増加しているが、こ
れは当該発泡アルミニウム吸音材の背後に置かれた布状
多孔質吸音材の存在による。この理由は、°発泡アルミ
ニウム吸音材と布状多孔質吸音材の各々の吸音率が加算
されて作用し、低音域及び中高音域において相捕的にそ
の効果を現わし、従来の吸音壁の厚さに比べて１／３〜
１／２の厚さで全域において高い吸音率が得られた。

（実施例） 以下本発明の複合吸音壁材及び複合吸音壁構造の実施例
を第１図乃至第８図に基づき詳述する。

星↓ｌ胤■ 第１図により本発明の基本的構造となる第１実施例を説
明すると、符号（１）は発泡アルミニウム吸音材であっ
て、これはアルミニウムの薄い膜によって構成された気
泡の集合体を連通して通気性多孔体に構成され、膜面と
の摩擦抵抗による音エネルギーの熱への変換など吸音特
性と気泡の膜面における入射音の乱反射による干渉特性
並びに内部の空気層の厚さ等の選択により広範囲の周波
数域に渡って優れた吸音特性を持たせている。

符号（２）は布状多孔質吸音材であって、具体的にはグ
ラスクロス、綿布、不織布等がそれに当たり、厚さが０
．８ｓ蒙、面密度が２４０ｇ／ｍ”〜２０００ｇ／ｓ”
として成形しである。そして、上記発泡アルミニウム吸
音材（１）と布状多孔質吸音材（２）とは、それらの界
面全面を接着網で接合すると、背後空気層の厚みとの関
係もあるが上記布状多孔質吸音材（２）の膜振動による
音エネルギーの吸収が困難であるとの理解から本実施例
は図示の如く、発泡アルミニウム吸音材（１）と布状多
孔質吸音材（２）を後述する機械的手段により取着する
。

以上の如く発泡アルミニウム吸音材（＋１及び布状多孔
質吸音材（２）とを積層重合して複合吸音壁材Ｗを構成
する。

符号（４）は複合吸音壁材Ｗを取着する複合吸音壁本体
となる鋼壁であり、この鋼壁（４）と前記複合吸音壁材
Ｗとの間に壁下地材（５）を介して形成した３０鶴−〜
５０ｍ５の背後空気層（３）を有する複合吸音壁構造を
構成する。

本発明の複合吸音壁構造の基本的構造は上述の通りであ
るが、発泡アルミニウム吸音材（１）及び布状多孔質吸
音材（２）との接合部（以下、こ＼では中間空気層Ｘと
称する。　）　（６）は、両者間に大きな弛みや第２図
に示すような中間空気層Ｘが存在すると、１ＯＯＯＨｚ
〜４０００１１Ｚの中高音域における吸音特性が著しく
落ち込むので、弛みや中間空気層Ｘは理論的に零となる
ように建造する。

即ち、中高音域において吸音特性が著しく落ち込む理由
は、第３図の周波数１１２と吸音率αとの関係を示すグ
ラフによって明らかなように、中間空気層ｘ＝００場合
の曲線ａと中間空気１ｘ＝ｘ。

の場合の曲線すとの中高音域での吸音率の落ち込み量Δ
αは、中間空気層Ｘの厚さに比例して増大する。尚、同
図の曲線Ｃは発泡アルミニウム吸音材を単独に使用した
場合の吸音特性を示す曲線であって、比較例として表示
したものである。

上述の如く、中間空気層Ｘについては第４図の吸音率の
落ち込み量Δαと中間空気層Ｘの厚さとの関係を示すグ
ラフにもある通り、中間空気層Ｘ＝０の場合には吸音率
αの落ち込み量Δαが零であり、中間空気層Ｘ＝Ｘ、（
１０〜３０Ｉｌ１１）の場合にはそれが漸増している。

従って、発泡アルミニウム吸音材（１）と布状多孔質吸
音材（２）との接合部における中間空気Ｎｘの厚みは理
論的に零ににすれば、中高音域における吸音率αの落ち
込み置Δαは最小限となる。

第」Ｊ０１跡 第５図の要部断面図に基づき本発明の第２実施例を詳述
する。

同図の実施例は、発泡アルミニウム吸音材（１）と布状
多孔質吸音材（２）としてのグラスクロスを適用して複
合吸音壁材Ｗを成形し、これを複合吸音壁に適用した構
成例である。

即ち、同図に示す通り厚さ１０ＩＩＩＩｌの発泡アルミ
ニウム吸音材（１）に厚さ１　、　ｆ）＋１１１のグラ
スクロス（２）を積層重合して複合吸音壁材Ｗを成形し
、これを長さ３５ｍｍの壁下地材としてのリプ（４１）
を適当間隔に形成したコンクリート板（４）に図示は省
略しているがボルト等の締結具で取着し、複合吸音壁構
造を構成する。尚、上記コンクリート板（４）とグラス
クロス（２）との間が背後空気Ｎ（３）となる。

第２実施例の構成は以上の通りであるが、本実施例の複
合吸音壁材Ｗと、当該？Ｍ合吸音壁材Ｗとして発泡アル
ミニウム吸音材（１）及び布状多孔質吸音材（２）の各
々単独に使用した場合の吸音率αを、背後空気層（３）
を３５１Ｉｌ、その他の条件を同一条件の下で比較実験
したところ、第６図のグラフの結果が得られた。

第６図のグラフは周波数と残響家法吸音率αとの関係を
示したもので、本実施例の複合吸音壁材をＡ、発泡アル
ミニウム吸音材単独をＢ、グラスクロス単独をＣとして
表示した。

同グラフの結果によれば、本実施例の複合吸音壁材Ａの
吸音率αは、上記の発泡アルミニウム吸音材単独の場合
の特性曲線Ｂ、グラスクロス単独（２）の特性曲線Ｃに
比べて最大吸音率周波数ｆｅｒａｘは、約１／３オクタ
ーブ低周波側にシフトしており、これにより低周波域（
２５０１１ｚ）での吸音率αが７４χに改善され、発泡
アルミニウム吸音材の単独使用の場合の曲線Ｂに比べて
最大４３％の改善が見られた。又高周波域（２５００Ｈ
２）においても発泡アルミニウム吸音材単独使用の場合
の吸音率αに比べて最大２５χの改善が見られた。

更に、１０００１１ｚ乃至４０００Ｈ２Ｉｉｉ　（７）
　平均吸音率αは、９０．９±３．９χの高い値が認め
られた。そして、構造面についてみれば、本実施例の場
合にはコンクリート板（４）からの距離が４６．６ｍｍ
と一般に建造されている室内化粧壁の厚さとは・同様で
あった。

第ｎ０１医 第７図の要部断面図に基づき本発明の第３実施例を詳述
する。

同図の実施例は、発泡アルミニウム製吸音材（１）と布
状多孔質吸音材（２）としてのフェルトを重合して複合
吸音壁材Ｗを成形し、これを所定の背後空気層を設けて
コンクリート板（４）に取着して複合吸音壁構造とした
例である。即ち、同図に示す通り、厚さ１０ＩＩＩｍの
発泡アルミニウム吸音材（１）に厚さ６鎖閘のフェルト
（２）を積層重合して複合吸音壁材Ｗを成形し、これを
４１）＋ｍの背後空気層（３）を設けてコンクリート板
（４）に図示は省略するがボルト等の締結具で取着し、
複合吸音壁を構成する。

第３実施例の構成は以上の通りであるが、本実施例の複
合吸音壁材Ｗと、当該複合吸音壁材Ｗとして発泡アルミ
ニウム吸音材（１１及び布状多孔質吸音材（２）の各り
単独に使用した場合の吸音率αを、背後空気層（３）を
４０ｍ１、その他の条件を同一条件の下で比較実験した
ところ、第８図のグラフの結果が得られた。

第８図のグラフは周波数と残響宗法吸音率αとの関係を
示したもので、本実施例の複合吸音壁材をＡ、発泡アル
ミニウム吸音材単独をＢ、グラスクロス単独をＣとして
表示した。

同グラフの結果によれば、本実施例の複合吸音壁材Ｗの
吸音率αは、上記の発泡アルミニうム吸音材単独の場合
の最大吸音率周波数ｆ。、Ｘよりも低周波域（２５０１
１２）での吸音率αが７０χと改善され、高周波域（２
５００Ｈｚ）においても発泡アルミニウム吸音材単独使
用の場合の吸音率αに比べて大幅の改善が見られた。

更に、１００ＯＨ２乃至４０００１１Ｚ間の平均吸音率
αは、８５±４．Ｏｚの高い値が認められた。

そして、構造面についてみれば、本実施例の場合にはコ
ンクリート板（４）からの距離が５１．６ｍｓ＋と一般
に建造されている室内化粧壁の厚さとほり同様であった
。

（発明の効果） 本発明の複合吸音壁材及び複合吸音壁構造によれば、第
１の特性として、広範な１１１波数域に渡って高い吸音
率が得られることであり、第２の特性としては、最大吸
音率周波数が発泡アルミニウム吸音材や多孔質吸音材を
単独に吸音壁として使用した場合と比較して発泡アルミ
ニウム吸音材を単独に使用した場合に比較して約１７３
〜１／４オクターブだけ低周波側にシフトしており、又
摩擦型吸音機構を有する多孔質吸音材を単独に使用した
場合（同図曲線Ｃ）に比較して約２〜３／２オクターブ
だけ低周波側にシフトしていることであり、第３の特性
としては、最大吸音率が上記吸音材を単独に使用した場
合に比較して高い値となる等吸音率、最大吸音率周波数
、最大吸音率の何れにあっても良好な特性を有する池、
壁自体の空間占有率が低く、又建造費用が低廉となる等
の効果を有する。

４、Ｉｉｌ’Ｑ面の簡単な説明 第１図は本発明の複合吸音壁の基本構造を示す要部断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す要部断面図、第
３図は周波数Ｈ２と吸音率αとの関係を示すグラフ、第
４図は吸音率の落ち込み量Δαと中間空気層Ｘの厚さと
の関係を示すグラフ、第５図は本発明の他の実施例を示
す要部断面図、第６図は第５図の実施例における周波数
と残響宗法吸音率αとの関係を示すグラフ、第７図は本
発明の他の実施例を示す要部断面図、第８図は第７閾の
実施例における周波数と残響宗法吸音率αとの関係を示
すグラフ、第９図は一膿的な残響室法による吸音率のグ
ラフ、第１Ｏ図Ａは最大吸音率周波数を示すグラフ、第
１Ｏ図Ｂは最大吸音率周波数ｆ　ａｍ。と背後空気層厚
さとの関係を示すグラフである。

符号の名称は以下の通りである。

（１）−発泡アルミニウム吸音材、（２）−・−布状多
孔質吸音材、（３）−背後空気層、（４）・−複合吸音
壁本体、（５）吸音壁下地材、Ｗ−・複合吸音壁材、 第１図 ら 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）共鳴型吸音機構を有する発泡アルミニウム吸音材
   と摩擦型吸音機構を有する多孔質吸音材とを積層状態に
   重合したことを特徴とする複合吸音壁材。
2. （２）共鳴型吸音機構を有する発泡アルミニウム吸音材
   と摩擦型吸音機構を有する多孔質吸音材とを積層状態に
   重合して複合吸音壁材を形成し、この複合吸音壁材を吸
   音壁本体との間に所定の背後空気層を設けて取着してな
   る複合吸音壁構造。