JPH0860761A - 遮音パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ薄型で、低音域においても高性能の
遮音特性を発揮する遮音パネルの提供。 【構成】 共振バネ弾性を有する弾性板状体材料２に高
密度の質量シート３を貼着して吸振構造体１を形成し、
この吸振構造体１の弾性板状体材料２の面を表面パネル
４に貼着している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は建築用の遮音パネルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の建築用遮音パネルとしては、図７
に示すように、二枚の表面パネル４、５を略並行に配設
し、この二枚の表面パネル４、５の間に、空気層または
グラスウールもしくはウレタンフォームなどを、吸音層
６として有せしめてなる遮音パネルがある。このような
遮音パネルは軽量で比較的遮音特性が高いので、建築用
に多用されているものの、以下の点で低音域で遮音特性
の低下する傾向がある。

【０００３】吸音層の吸音率が低音域で小さいので、
低音域における遮音性能（透過損失）が低い。故に、グ
ラスウールなどの多孔質材を入れても低音域では改善さ
れにくい。

【０００４】二重パネル特有の低音域における共鳴に
より、特定の共鳴周波数frmdで透過損失の低下が起こ
る。

【０００５】表面パネルの固有曲げ振動によって特に
低音域の遮音特性が低下する。たとえば、図７に示す遮
音パネルにおいて、二枚の表面パネル４、５として石膏
ボードを間隔１３０mmで配設し、吸音層６を空気層とし
たものを遮音パネルＡとし、同様に二枚の表面パネル
４、５として石膏ボードを間隔１３０mmで配設し、吸音
層６としては空気層に厚さ５０mmのグラスウールを設け
たものを遮音パネルＢとし、両遮音パネルＡ，Ｂの遮音
特性を評価すると、図８に示す結果を得ることができ
る。

【０００６】この図に見られるように、遮音パネルＢの
グラスウールを入れたものは空気層とした遮音パネルＡ
より高音域において若干改善されている。しかし、低音
域においては、いずれの遮音パネルも遮音特性が低下し
ており、特に約１４０Hzで最低になっている。これは上
記の〜の傾向を示すものであり、特定の共鳴周波数
frmdを以下の式に従って計算すると１４０Hzになるので
ある。

【０００７】 frmd＝（１／（２π））×（２ρＣ² ／ｍｄ）^1/2 ここに、ρは空気密度、Ｃは空気中の音速、ｍは表面パ
ネルの面重量、ｄは表面パネルの間隔を表している。

【０００８】また、表面パネル４、５の面重量を増やせ
ば透過損失は改善されるが、質量則によって、重量を２
倍にしても遮音特性は約６ｄＢ向上するのみなので、十
分な遮音特性の改善を得ようとすると非常に重い遮音パ
ネルになってしまうのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事由に
鑑みて成したものであって、軽量かつ薄型で低音域にお
いても高性能の遮音特性を発揮する遮音パネルの提供を
課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、共振バネ弾性を有する弾性板状体材
料に高密度の質量シートを貼着して吸振構造体を形成
し、この吸振構造体の弾性板状体材料の面を表面パネル
に貼着してなることを特徴として構成している。

【００１１】請求項２記載の発明は、表面パネル二枚を
略並行に配設し、この二枚の表面パネルの間に空気また
は多孔質材からなる吸音層を有せしめてなる遮音パネル
において、共振バネ弾性を有する弾性板状体材料に高密
度の質量シートを貼着して吸振構造体を形成し、吸振構
造体の弾性板状体材料の面を少なくとも一方の表面パネ
ルの吸音層側に貼着してなることを特徴として構成して
いる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、弾性板状体材料の単位面積当たり
のバネ定数を１．０×10⁶ 〜５．０×10⁷N/mとしてなる
ことを特徴として構成している。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１、２また
は３記載の発明において、表面パネルの面重量を２〜１
０Kg/m² とするとともに、曲げ剛性率を１０〜９００Ｎ
・ｍとしてなることを特徴として構成している。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１、２また
は３記載の発明において、質量シートの面重量を表面パ
ネルの面重量の２５％以上としてなることを特徴として
構成している。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明では、共振バネ弾性を有す
る弾性板状体材料のバネ定数と質量シートの質量とに対
応した周波数で吸振構造体が共振し、この吸振構造体が
表面パネルの振動エネルギーを吸収することによって、
遮音パネルの振動が抑制されて遮音特性の改善が得られ
る。

【００１６】請求項２記載の発明では、間に吸音層を有
する二枚の表面パネルによって二重パネルが形成され、
特定の共鳴周波数frmdにおいて共鳴する。しかし、この
共鳴周波数frmdと吸振構造体の共振周波数とが略一致す
ることによって、この周波数における振動エネルギーが
吸収され、遮音特性の改善が得られる。

【００１７】請求項３記載の発明では、弾性板状体材料
の単位面積当たりのバネ定数が１．０×10⁶ 〜５．０×
10⁷N/mの範囲なので、吸振構造体の共振周波数が低音域
になりやすい。このため、二枚の表面パネルによって構
成される二重パネルの低音域の共鳴周波数frmdに、共振
周波数が一致しやすくなっている。また、表面パネルの
低音域の固有振動周波数とも一致しやすくなっている。

【００１８】請求項４記載の発明では、表面パネルの面
重量を２〜１０Kg/m² とするとともに、曲げ剛性率を１
０〜９００Ｎ・ｍとしているので、二重パネルとした時
の共鳴周波数frmdおよび表面パネル特有の固有振動数が
低音域となって、吸振構造体の共振周波数と一致しやす
い。

【００１９】請求項５記載の発明では、質量シートの面
重量を表面パネルの面重量の25％以上とすることで、実
用的な遮音特性上、必要かつ十分な質量シートの面重量
になっている。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例を以下に添付図を参照して
説明する。

【００２１】図１はこの実施例の遮音パネルの構成を示
す斜視図である。この図において、１は吸振構造体であ
って、図２の斜視図に、この吸振構造体１を取り出して
示すように、共振バネ弾性を有する弾性板状体材料２に
高密度の質量シート３を貼着してなるものである。

【００２２】また、この遮音パネルは、表面パネル４、
５の二枚を略並行に配設し、この二枚の表面パネル４、
５の間に空気または多孔質材からなる吸音層６を有せし
めているものである。そして、吸振構造体１は弾性板状
体材料２の面を少なくとも一方の表面パネル４の吸音層
側に貼着しているのである。

【００２３】なお、共振バネ弾性とは、質量シート３の
質量とともに、適切な周波数で吸振構造体１が振動し得
るようなバネ弾性を意味している。

【００２４】上記構成の遮音パネルにおいて、共振バネ
弾性を有する弾性板状体材料２としては、ポリウレタン
フォーム、ポリエチレンフォームもしくはＰＶＣフォー
ムなどの樹脂発泡体、種々の軟質樹脂材料または種々の
ゴム系材料を用いることができる。また、この他に繊維
をシート状またはマット状に形成したものを用いること
がもでき、このような繊維として、ポリエステル、ナイ
ロン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂繊維、または、
木質ファイバー、木綿、麻、竹、リンター、絹、羊毛な
どの天然繊維、または、レーヨンなどの再生繊維が挙げ
られ、無機繊維として、ロックファイバー、ガラス、ア
ルミナ、炭化珪素、スチールなどの繊維を挙げることが
できる。

【００２５】また、この弾性板状体材料２の厚みは０．
５〜５mm程度が実用的に好ましく、これ以上厚くすると
遮音材全体の厚みが厚くなり過ぎるものであり、薄過ぎ
ると低音域側に十分な共振バネ弾性が得られないもので
ある。

【００２６】以上に例示したように、弾性板状体材料２
としてはある程度軟らかい材質のものを用いることが好
ましく、この弾性板状体材料２の単位面積当たりのバネ
定数は１．０×10⁶ 〜５．０×10⁷N/mの範囲とすること
が特に好ましいものである。これ以上のバネ定数になる
と、共振周波数が高音域側になるため、表面パネル４、
５の共鳴による低音域側の特定の共鳴周波数frmdと一致
させにくくなり、また、これ以下では低音域側に偏り過
ぎるのである。

【００２７】また、質量シート３としては、塩化ビニル
シート、ゴムシート、鉛シートまたは質量成分として硫
酸バリウムなどを添加したシートなどを用いることがで
きる。この質量シート３としては、できるだけ面重量の
大きいものが遮音しやすいので好ましく、表面パネル
４、５の面重量の２５％以上にするとよい。しかし、あ
まり重すぎると、遮音材全体の重量が重くなり過ぎるの
で、実用的な面重量に設定する必要がある。

【００２８】また、表面パネル４、５としては、石膏ボ
ード、合板または樹脂板などの一般の建築材料を用いる
ことができる。表面パネル４、５としては、面重量を２
〜１０Kg/m² とするとともに、曲げ剛性率を１０〜９０
０Ｎ・ｍとすることによって、二重パネルとした時の共
鳴周波数frmdおよびこの表面パネル４、５特有の固有振
動数が低音域となって、吸振構造体１の共振周波数と一
致しやすいのである。

【００２９】以下に具体的な実施例を示し、さらに本実
施例を詳述する。 （実施例１）表面パネル４、５として、厚さ５．５mmの
合板を用い、吸音層６を２０mm厚みの空気層とし、密度
２０kg/m³ 、厚さ５mm、ヤング率１．０×１０⁴N/m² の
発泡ウレタンを弾性板状体材料２とし、この弾性板状体
材料２に、塩化ビニルに硫酸バリウムを充填した密度１
８００kg/m³ 、厚さ１mmの質量シート３を貼着して吸振
構造体１とし、図１に示す構成の遮音パネルを作成し
た。 （実施例２）密度２２kg/m³ 、厚さ５mm、ヤング率７．
７×１０⁴N/m² の発泡ウレタンを弾性板状体材料２とし
た他は、実施例１と同じ材料を用いて遮音パネルを作成
した。なお、この弾性板状体材料２のバネ定数は１．５
×１０⁷N/mである。 （実施例３）表面パネル４、５として、厚さ９．０mmの
合板を用い、密度２６kg/m³ 、厚さ５mm、ヤング率１．
２×１０⁵N/m² の発泡ウレタンを弾性板状体材料２とし
た他は実施例１と同じ材料を用いて遮音パネルを作成し
た。なお、この弾性板状体材料２のバネ定数は２．４×
１０⁷N/mである。 （実施例４）質量シート３として密度１０００kg/m³ 、
厚さ０．８mmの質量シート３を用いた他は実施例１と同
じ材料を用いて遮音パネルを作成した。

【００３０】以下に、上記の実施例の遮音パネルにおけ
る特性評価結果について説明する。図３は実施例１の吸
振構造体１につて共振周波数を調べたグラフである。こ
の図において、横軸は周波数を示し、縦軸は振動レベル
を示し、２５０Hz周辺の低周波数域で共振して振動レベ
ルが高くなっていることがわかる。なお、弾性板状体材
料２のバネ定数を小さくするほど、また、質量シート３
の面重量を大きくするほど共振周波数を低くすることが
できる。

【００３１】図４は実施例１の遮音パネルＳａと、実施
例１において、吸振構造体１を貼着していない単なる二
重パネルＤの遮音特性を挿入損失として示したものであ
る。この図に示されるように、遮音パネルＳａは低音域
の遮音特性が改善され、特に二重パネルＤの共鳴周波数
frmdである２５０Hzでは、約１３dB遮音特性がよくなっ
ていることがわかる。同様にして各実施例の共鳴周波数
frmdにおける遮音特性の改善量を調べると、いずれの実
施例の遮音パネルも１０〜１５dB遮音特性がよくなって
いることがわかった。

【００３２】図５は、表面パネル４、５の厚さが異なる
実施例１と実施例３との構成において、弾性板状体材料
２を変えてバネ定数を変化させ、共鳴周波数frmdにおけ
る遮音特性を挿入損失の改善量として、各バネ定数に対
してプロットしたグラフである。実施例１の構成の遮音
パネルのプロットはＳａで示し、実施例３のものはＳｃ
で示している。なお、共鳴周波数frmdは実施例１のもの
が２５０Hzであるのに対して、実施例３のものは２００
Hzである。また、バネ定数は１m²当たりの弾性板状体材
料２について示している。

【００３３】この図に見られるように、表面パネル４、
５の厚さが、Ｓａでは５．５mmであり、Ｓｃでは９．０
mmであって、この厚さが変わると、遮音特性の改善量を
最大とする弾性板状体材料２のバネ定数が変化すること
がわかる。上記の各実施例の遮音パネルは、このような
表面パネル４、５に対応した最適なバネ定数を有する弾
性板状体材料２を選定して使用しているものである。な
お、面重量が２〜１０Kg/m² 程度であり、曲げ剛性率を
１０〜９００Ｎ・ｍ程度であるような表面パネル４、５
であれば、最適なバネ定数を設定しやすいものである。

【００３４】図６は、質量シート３の面重量の異なる実
施例２と実施例４との構成において、図５の場合と同様
にして、共鳴周波数frmdにおける遮音特性を挿入損失の
改善量として、各バネ定数に対してプロットしたグラフ
である。また、実施例４の質量シート３を厚さ０．４mm
としたものについても示している。実施例２の構成の遮
音パネルのプロットはＳｂで示し、実施例４のものはＳ
ｄで示している。また、実施例４の質量シート３を厚さ
０．４mmとしたものについては、Ｓｅで示している。ま
た、質量シート３の面重量は、実施例２が１．８kg/m³
であり、実施例４が０．８kg/m³ であって、この実施例
４のものの面重量は表面パネル４、５の２５％に相当す
る。

【００３５】この図に見られるように、質量シート３の
面重量が低いほど遮音特性が低下するが、表面パネル
４、５の２５％以上であれば１０dB以上遮音特性が改善
されるので、問題ないものである。

【００３６】なお、上記に説明した実施例は、二枚の表
面パネル４、５による二重パネル構造となっているが、
一枚の表面パネル４に弾性板状材料２側を貼着するよう
に、上記実施例の吸振構造体１を貼着する構成のもので
あってもよい。このような構成によっても、吸振構造体
１を表面パネル４の振動に共振させ、表面パネル４の振
動を吸収して低音域の遮音特性を良好なものにすること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、吸振構造体が表
面パネルの振動と共振し、表面パネルの振動エネルギー
を吸収することによって遮音パネルの振動が抑制され
る。したがって、二重パネル特有の低音域の共鳴周波数
frmdにおける透過損失の低下を抑えるとともに、表面パ
ネルの低音域で特有に起こりやすい固有曲げ振動をも抑
えている。このため、低音域の遮音特性が向上してい
る。

【００３８】請求項２記載の発明は、二枚の表面パネル
を二重パネルとした構成によっておこる特定の低音域の
共鳴が、吸振構造体の共振周波数と二重パネルの共鳴周
波数とを一致させすることによって、この一致した周波
数における振動エネルギーが吸収され、遮音される。

【００３９】このため、二重パネル構成でありながら、
特に重量のある厚みの大きな表面パネルを必要とせずに
低音域の遮音特性が改善されている。したがって、軽量
な二重パネル構成であって、かつ遮音パネル全体の厚み
を薄くして、低音域の遮音特性を向上させることができ
ているものである。

【００４０】請求項３記載の発明は、二枚の表面パネル
によって構成される二重パネルの共鳴周波数または表面
パネルの固有振動周波数と、吸振構造体の共振周波数と
を一致させやすく、このため、特に低音域の遮音特性を
向上させることができている。

【００４１】請求項４記載の発明は、二重パネルとした
場合の共鳴周波数frmdおよび表面パネル特有の固有振動
数が低音域となって、吸振構造体の共振周波数と一致し
やすく、低音域の遮音特性を向上させることができてい
る。

【００４２】請求項５記載の発明は、実用的な遮音特性
上、必要かつ十分な質量シートの面重量になっている。
したがって、遮音パネル全体を軽く構成することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における遮音パネルを示す斜
視図である。

【図２】同上の遮音パネルの一構成部材を示す斜視図で
ある。

【図３】実施例１の吸振構造体について共振周波数を示
すグラフである。

【図４】実施例１の遮音材の遮音特性を示すグラフであ
る。

【図５】本発明の一実施例における遮音パネルの弾性板
状体材料のバネ定数に対する挿入損失改善量を示すグラ
フである。

【図６】本発明の一実施例における遮音パネルの弾性板
状体材料のバネ定数に対する挿入損失改善量を示すグラ
フである。

【図７】従来の遮音パネルを示す断面図である。

【図８】従来の遮音パネルの遮音特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 吸振構造体 ２ 弾性板状材料 ３ 質量シート ４ 表面パネル ５ 表面パネル ６ 吸音層

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】請求項３記載の発明では、弾性板状体材料
の単位面積当たりのバネ定数が１．０×10⁶ 〜５．０×
10⁷N/mの範囲なので、吸振構造体の共振周波数が低音域
になりやすい。このため、二枚の表面パネルによって構
成される二重パネルの低音域の共鳴周波数frmdに、共振
周波数が一致しやすくなっている。また、表面パネルの
低音域の固有振動数とも一致しやすくなっている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】上記構成の遮音パネルにおいて、共振バネ
弾性を有する弾性板状体材料２としては、ポリウレタン
フォーム、ポリエチレンフォームもしくはＰＶＣフォー
ムなどの樹脂発泡体、種々の軟質樹脂材料または種々の
ゴム系材料を用いることができる。また、この他に繊維
をシート状またはマット状に形成したものを用いること
もでき、このような繊維として、ポリエステル、ナイロ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂繊維、または、木
質ファイバー、木綿、麻、竹、リンター、絹、羊毛など
の天然繊維、または、レーヨンなどの再生繊維が挙げら
れ、無機繊維として、ロックファイバー、ガラス、アル
ミナ、炭化珪素、スチールなどの繊維を挙げることがで
きる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共振バネ弾性を有する弾性板状体材料に
   高密度の質量シートを貼着して吸振構造体を形成し、こ
   の吸振構造体の弾性板状体材料の面を表面パネルに貼着
   してなることを特徴とする遮音パネル。
2. 【請求項２】 表面パネル二枚を略並行に配設し、この
   二枚の表面パネルの間に空気または多孔質材からなる吸
   音層を有せしめてなる遮音パネルにおいて、共振バネ弾
   性を有する弾性板状体材料に高密度の質量シートを貼着
   して吸振構造体を形成し、吸振構造体の弾性板状体材料
   の面を少なくとも一方の表面パネルの吸音層側に貼着し
   てなることを特徴とする遮音パネル。
3. 【請求項３】 弾性板状体材料の単位面積当たりのバネ
   定数を１．０×10⁶〜５．０×10⁷N/mとしてなることを
   特徴とする請求項１または２記載の遮音パネル。
4. 【請求項４】 表面パネルの面重量を２〜１０Kg/m² と
   するとともに、曲げ剛性率を１０〜９００Ｎ・ｍとして
   なることを特徴とする請求項１、２または３記載の遮音
   パネル。
5. 【請求項５】 質量シートの面重量を表面パネルの面重
   量の２５％以上としてなることを特徴とする請求項１、
   ２、３または４記載の遮音パネル。