JPH0447837B2

JPH0447837B2 -

Info

Publication number: JPH0447837B2
Application number: JP58115191A
Authority: JP
Inventors: Koji Ichikawa
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1983-06-28
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1992-08-05
Also published as: JPS607490A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、遮音性の改善された遮音板に関する
ものである。

近年、住宅騒音等の問題に対処するため多くの
遮音技術、材料の研究、開発がなされており、建
材においては建材性能の高性能化が求められてい
る。即ち、省資源、省エネルギー、安全性の向上
の観点から、断熱化、軽量化、不燃性が要求され
空間の拡大、施工性の改善等の観点から、薄型化
が求められている。このため、遮音材料及び遮音
構造も、これらの要求に合致するものが求められ
ている。しかし、建材あるいは建築物等の遮音性
能の向上と上記要求性能は、しばしば背反し、こ
れを両立させることは困難であつた。

一般に遮音材料においては、遮音性能は音響透
過における質量則に基ずき大略決定され、その面
密度を増加させたときに、その遮音性能を示す音
響透過損失（Transmission Loss.以下、T.L.と
称す）も向上する。また質量則以上にT.L.を増
加させるために、遮音材料を平行に配置した二重
壁または多重壁構造とし、さらに内部に吸音材等
を挿入して遮音効果を向上させることが一般に行
なわれる。しかし、このような方法では必然的に
重量及び厚みの増加を招来する。また特に問題点
として、このような方法を用いてもなお、コイン
シデンス効果および低音域の共鳴透過等によつ
て、特定の音域で著しいT.L.の低下、つまり遮
音欠損が生ずる場合が多い。この遮音欠損を改善
する一般的な方法は、遮音欠損を生ずる周波数域
を可聴域外に移行させるため、遮音材及び構造に
起因する固有振動数を変更することであり、これ
も又、従来の方法では重量や厚みの増加を招くか
遮音材料の剛性の低下と言つた問題を生じ易い。
又、当該面材を制振処理することによつて改善で
きる場合もあるが、一般には高コストで効果も不
充分である。

以上のように高い遮音性を実現するためには、
如何に質量則以上の遮音性を獲得し、さらに遮音
欠損による低下を防ぐかが最大課題となる。現状
は、比較的面密度の大きな面材（板材等、構造壁
も含む）で二重壁または多重壁を構成し、内部に
グラスウールやロツクウール等の吸音材を挿入し
遮音欠損への手当は不充分にしたまま、全般的に
T.L.を大きくしたものを採用するか、又は始め
から遮音欠損を可聴周波数域内（例えば125Hz〜
4000Hz）に生じさせないように、厚みや重量の大
幅な増加を顧みずに設計・施工している。

本発明は、厚みや重量の増加を来たすことなく
遮音性能の低下を極力抑える方法を実現したもの
であつて、本発明に係る遮音板にあつては質量則
によつて獲得し得る最大限の遮音性を、ほぼ再現
するものであり、本遮音板を用いた構造体にあつ
ては、例えば二重壁化によるT.L.の増加を最大
限に引き出すものである。

本発明者は、板状構造において、面密度ｍ、曲
げ剛性Ｂの影響について、特に面に沿つてｍ／Ｂ
の不均質な領域からなる平板状体のT.L.につい
て研究し、このような遮音板においては透過音全
体の成分のバランスが調整されること、特にコイ
ンシデンス限界周波数c付近で生ずるコインシデ
ンス効果によるT.L.の落ち込みが分散ないし平
準化されること、および二重壁等の遮音構造体に
おいても同様の分散ないし平準化が行なわれるこ
とを見出し、本発明を完成した。

上記現象は、板の全面に、均等にまたは全くラ
ンダムに音が入射したとき、一様な空気加振を受
けるにも拘らず、板の不均質な領域各部がそれぞ
れ他と異なつた音響的挙動をし、これに伴つて前
記各部からの透過音の成分が適度に異なるため、
透過後の合成音が調整されて、有害な透過音即ち
遮音欠損による特定周波数域の音が減少するもの
と考えられる。

本発明の要旨は、面密度ｍと曲げ剛性Ｂの比ｋ
＝ｍ／Ｂを異にする複数領域の境界を接した集合
からなる板状構造であつて、前記複数領域のｋの
最大値（ｋ max.）とｋの最小値（ｋ min.）
の比が1.2以上であり、前記板状の全面積におけ
るｋの加重平均値（）より大なる値（k⁺）を
有する領域および小なる値（k^-）を有する領域
の面積のそれぞれの和が前記板状の全面積の少な
くとも25％をそれぞれ有し、かつ前記k⁺値を有
する各領域に内包される最大円の直径の平均が
（π／850）×（Ｂ／ｍ）^1/2以上とした遮音板の構成
に在る。

即ち、本発明は、板の各領域が他と異なつた音
響的挙動を行なうよう各領域のｍ／Ｂを異ならせ
遮音欠損による透過音のレベルを抑えるため前記
各領域の遮音欠損周波数を適度に離し、かつその
透過エネルギーもその各部の面積に応じたレベル
に低下せしめることにより、遮音欠損を分散化し
平準化せさて全般的な遮音レベル、例えば遮音等
級Ｄ−値を向上せしめるものである。

本発明においては、それぞれの領域のｋ＝ｍ／
Ｂの最大値（ｋ max.）と最小値（ｋ min.）
の比が1.2以上であることが必要である。即ち各
領域のコインシデンス限界周波数c＝（c²／2π）×
（ｍ／Ｂ）^1/2（ｃは音速、ｍは領域の面密度、Ｂは
領域の曲げ剛性を表わす）で示されるcを10％以
上離すこと従つてｋ＝ｍ／Ｂとしたとき、ｋ
max.とｋ min.の比が1.2以上であることが必要
である。この比が1.2以下ではコインシデンス限
界周波数領域における分散化、平準化効果が乏し
くなるためであり好ましくは1.5以上さらに好ま
しくは2.0以上である。なお、上記領域のｍ，Ｂ
の値はそれぞれその部分が理想的なモデルとし
て、無限平板の一部であるとして計算された値と
する。

本発明は、境界を接した不均質化領域のそれぞ
れの他と異なつた音響的挙動の合成効果によるも
のであり、そのためには板状の全面積にわたるｋ
の加重平均よりも大きな値（k⁺）を有する領
域およびより小さな値（k^-）を有する領域が
それぞれ板状体の一定面積以上を占めないと効果
が乏しく、実験の結果k⁺およびk^-を有する領域
がそれぞれ全面積の25％以上、特により10％以
上大きなk⁺およびより10％以上小さなk^-の領
域が、それぞれ板状体の全面積に対し25％以上を
占めることが、コインシデンス限界周波数領域に
おける分散化効果を得るために好ましい。

またk⁺およびk^-を有する領域の音響的挙動は、
面積のみならず、その形状によつても影響を受け
る。特に等方性の材料においては、面積が大であ
つても、例えば額縁状であつたり櫛刃状の形状で
は効果がなく、例えば円形や角形等の形状を有す
ることが好ましい。このように形状を特定し、か
つ面積を一定以上の値とする必要がある。この必
要な最小面積を臨界面積と呼ぶこととする。この
臨界面積を前記特定すべき形状を加味した場合、
その形状に内包される最大円、即ち直線や曲線で
形成された輪郭に２点以上で接し、その円の面積
が上記領域に包含される円のうち最大のもので表
わすとよいことが判つた。

このように内包される最大円の直径をdmとす
ると、種々の形状について実験した結果、前記
k⁺又はk^-を有する領域のdmはコインシデンス限
界周波数c＝（c²／2π）×（ｍ／Ｂ）^1/2における曲
げ
波の波長と関係があり、dm≧（π／850）×（Ｂ／
ｍ）^1/2であることが必要であることが示された。
この値以下では前記遮音欠損の平準化、分散効果
が乏しく、好ましくは（π／200）×（Ｂ／ｍ）^1/2以
上である。従つてk⁺またはk^-を持つ各領域の最
大円のそれぞれの算術平均値は（π／850）×
（Ｂ／ｍ）^1/2以上でなければ効果は小さい。

なお各領域の形状は、音響的に無意味な細い切
れ込みや、狭い間隔を隔てて平行した領域は、切
れ込みや間隔を無視して同一の領域と見なすこと
ができる。

ｍ／Ｂの異なる領域からなる板体を得る方法と
しては、断面形状一定の場合、面密度、曲げ剛性
をそれぞれ単独で、また適宜両者を変えたもので
もよく、遮音板の断面形状が異なつてもよい場合
には、同一素材で厚みを変え、または板面に別の
板を積層してもよく、上記何れの場合に不均質領
域が複数個所に分割されていてもよい。なお、部
分的に積層する場合には、例えば軟質遮音シート
のように剛性が小さく面密度の高い材料を用いる
とその部分の面密度のみを増大させ、結果的にｋ
を効果的に向上させることができ、分散化効果が
極めて高くなる。又、この軟質材料の積層による
cの分離はcの高音側に生じ、放射係数の関係か
ら、遮音上、特に有利で、遮音欠損改善策として
最良であることを見い出した。なお、部分的に積
層してｍ／Ｂの異なる領域とした場合、c以外の
ほぼ全周波数域で音響透過損失は、質量則に従つ
た各領域の値の平均的な値となることが見い出さ
れた。従つて、このことから上記の各ｍ／Ｂの異
なる領域を得る方法においても、c以外では、面
密度による質量則が適用されることが推定され
る。なお、本発明の遮音板は、どのような構造体
例えば遮音を主目的としない構造体に組入れても
使用できる。また梁等と接合する場合は梁等の接
合部分をｋを異にする領域間の境界と重ねた方が
良い。これは、例えば梁のように剛性や密度の高
い材料を板状の遮音面に接合すると、付近の板内
の音響的挙動が平均化し易く、分散化の効果を発
揮しなくなる。この弊害を無くす事が必要である
一方、境界に重ねて用いれば、分断された両領域
の音響的挙動の分離が促進される場合があるため
である。従つて本発明に沿つて不均質化した軟質
材料はこの効果が非常に高い。更に軟質材料は、
前記した特記事項に加えて面密度増大による質量
則に基ずくT.L.の向上等によつて、本発明手法
が最も効果的に利用し得る素材となる。従つて、
軟質遮音シートの新たな使用方法として極めて重
要となる。また本発明が平面板のみならず曲面板
にも適用されることは明らかである。

本発明に係る遮音板は、上述のように音響的挙
動の異なる領域からの透過音の合成効果として、
cにおけるT.L.の落ち込みは平準化または分散
化され、かつc以外のほぼ全周波数域で面密度の
増大による質量則上の寄与が得られ、T.L.の改
善がなされる。この結果、遮音板の厚み、重量の
相対的にわずかな増加で従来達成できなかつた軽
量性と取扱の良好性を保持し、かつ優れた遮音性
能、例えば遮音等級Ｄ−値を大きく向上させるこ
とができる。

以下、本発明に係る遮音板について、実施例に
よりさらに具体的に説明する。

実施例１重量ケイカル石綿板−軟質遮音シート−重量ケ
イカル石綿板から形成された重量面材（面密度ｍ
＝14.7Kg／m²、曲げ剛性Ｂ＝910N・ｍ，ｋ＝
0.0162）の90×90cm板と軽量ケイカル石綿板（ｍ
＝4.5Kg／m²，Ｂ＝79N・ｍ，k′＝0.0570）の90×
90cm板の夫々の一辺が衝合するようにして、一枚
の板材に接合した。k′／ｋ＝3.53となる。各面積
は前代の1/2で、内包円の直径は90cmで、（π／
850）×（Ｂ／ｍ）^1/2＝6.5cmより大である。この遮
音板について各1/3オクターブ中心周波数（Hz）
におけるT.L.を測定した。測定はJIS−Ａ−1416
に基ずく残響壁における音響透過損失測定法に拠
つた。以下の実施例においても、すべてこの方法
により測定した。結果を第１図の実線で示す。比
較のため、同じ寸法の前記重量面材（同図破線）、
軽量ケイカル石綿板（同図点線）の測定結果を掲
げた。第１図に示されるようにc（2k〜3.5kHz）
以外の周波数域では、T.L.は重量面材と軽量ケ
イカル石綿板の中間にあり、c付近では重量面材
側を上回つている。

実施例２耐水１類3plyの合板の厚み3.0mm（ｍ＝1.65、Ｂ
＝15、ｍ／Ｂ＝0.110）の90×90cmのものと、同
じく合板で厚み5.5mmの90×90cmのものを夫々の
合板の一辺を衝合させて一枚の遮音板を形成し
た。5.5mmの合板のｍ＝3.03、Ｂ＝92、ｍ／Ｂ＝
0.0329であつた。結果を第２図の実線で示す。比
較のため同じ寸法の３mm合板（同図点線）、5.5mm
合板（同図破線）の結果を掲げた。実施例ではc
付近でT.L.の落ち込みが著しく改善されている
ことが判る。

実施例３軽量ケイカル石綿板90×180cm遮音板の単板
（第３図点線）、この板に同質同厚の90×30cm板を
板の中央線左側に積層した場合（第３図破線、積
層面積は全体の16.7％）およびさらに右側未積層
面に同質同厚の90×90cm板を積層した場合（実施
例、第３図実線）を示す。第３図に示されるよう
に積層面積が不足の場合には単板の場合と、ほと
んど差異がないが、実施例ではc付近（5k付近）
でのT.L.が5dB以上も改善されている。

実施例４，５重量ケイカル石綿板90×180cm単板の場合（第
４図点線）、これに同質同厚の90×60cm板を左端
から積層した場合（実施例４、第４図破線）およ
びさらに前記重量ケイカル石綿板に接して右側に
軽量ケイカル石綿板を90×60cmのものを積層した
場合（実施例５、第４図実線）の測定結果を示
す。実施例４はもちろん、実施例５の曲線が示す
ように積層は同質同厚のものでなくても、積層面
の増加によりc域（4k〜5kHz）でも5dB以上も
の改善がなされていることが判る。

実施例６，７軽量ケイカル石綿板−軟質遮音シート−軽量ケ
イカル石綿板を全面貼り合せてなる軽量面材（ｍ
＝11.1、Ｂ＝607）90×180cmのみの場合（第５図
点線）、これに軽量ケイカル石綿板（ｍ＝4.5、Ｂ
＝79）90×60cm板を左端から積層した場合（実施
例６、第５図破線）、さらにこれに接して同じ板
90×60cmのものを付加積層した場合（実施例７、
第５図実線）の測定結果を示す。第５図に示すよ
うに、積層面積の増加によりc域におけるT.L.
の改善も向上する。

実施例８重量ケイカル石綿板−軟質遮音シート−重量ケ
イカル石綿板を全面貼り合せてなる重量面材90×
180cm板のみの場合（第６図点線）、これに同質同
厚の面材90×90cmを左半分に積層した場合（実施
例８、第６図実線）の測定結果を第６図に示す。
重量面材でも同様にc域でのT.L.の改善が行な
われることが判る。

実施例９本発明において、上張り積層する場合に積層方
法によりT.L.に差異が生ずるかどうかを測定し
た。単に載置（第７図点線）、釘打ち固定（第７
図破線）および両面粘着テープによる接着（第７
図実線）の結果が示すように、何れもほぼ同一曲
線上にプロツトされ、上張り積層方法によるT.
L.の差異は見られなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は、本発明の上記した実施
例、比較例について中心周波数（Hz）と音響透過
損失（T.L.，dB）の関係を示す図面である。

Claims

【特許請求の範囲】

１面密度ｍと曲げ剛性Ｂの比ｋ＝ｍ／Ｂを異に
する複数領域の境界を接した集合からなる板状構
造であつて、前記複数領域のｋの最大値（ｋ
max.）とｋの最小値（ｋ min.）の比が1.2以上
であり、前記板状の全面積におけるｋの荷重平均
値（）より大なる値（k⁺）を有する領域およ
び小なる値（k^-）を有する領域の面積のそれぞ
れの和が前記板状の全面積の少なくとも25％をそ
れぞれ有し、かつ前記k⁺値を有する各領域に内
包される最大円の直径の平均が（π／850）×
（Ｂ／ｍ）^1/2以上であることを特徴とする遮音板。