JPH11172803A

JPH11172803A - 消音壁及びその振動板

Info

Publication number: JPH11172803A
Application number: JP9363103A
Authority: JP
Inventors: Sadakuni Itou; 定国伊藤
Original assignee: ITOON KK
Current assignee: ITOON KK
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】低音及び中音域の音を効果的に遮断する作用
を有する新しいタイプの軽構造の消音壁及びその消音壁
を提供する。【解決手段】比較的低い周波数帯域で高い消音特性を
有する消音壁であって、少なくとも、相対する２枚の振
動板、該振動板を固定する枠体、及びこれらの振動板を
連結する機械式逆位相化振動伝達機構、を具備してな
り、上記振動板は、炭素繊維の表面材（補強材）を有
し、上記振動伝達機構は、音を受けて振動する一方の振
動板の振動を機械的に逆の位相の振動に変えて他方の振
動板に伝達し、他方の振動板を上記原音の振動エネルギ
ーにより一方の振動板と同時的に内側又は外側へ変位、
振動させるように構成されていることを特徴とする消音
壁、及び上記消音壁に使用される振動板であって、振動
板に炭素繊維の表面材（補強材）を張力を付与してはり
付けて、振動板／炭素繊維の表面材（補強材）を形成し
たことを特徴とする消音壁用振動板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低中音域の音を減
衰させることが可能な新しいタイプの消音壁及びその振
動板に関するものであり、更に詳しくは、本発明は、特
に、低音及び中音域の音を高レベルで効果的に遮断する
作用を有する、建物の壁や床、ホールの吸音壁、鉄道・
高速道路沿いの防音壁、機械類・エンジンルームの防音
壁、内燃機関の消音器（マフラー）等に有用な軽構造の
消音壁及びその振動板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、低音や大音量の中低音を遮断す
るには、質量の大きな材料で作った厚い壁が必要であ
り、従来は、コンクリートの壁、更には、鉄、アルミな
どの金属製の壁の内側に吸音材を設けた壁などが多く利
用されている。しかし、このようないわゆる重構造の壁
は、製造コストが高く、しかも、工事にかなりの手間と
期間が必要とされる。また、従来、逆相の音を電気的に
作り出して音を遮断しようとする試みもなされている
が、この方法は、音量に比例した電力消費を伴い、設備
の構造が複雑で、製造コストが高いなどの欠点があり、
一般に普及するには至っていない。

【０００３】これまで報告されている従来技術の具体的
な例としては、例えば、次のようなものが挙げられる。
位相反転構造に関するものとして、例えば、壁面が、騒
音の主成分をなす音波に対する音圧反射率がほぼマイナ
ス１の位相反転構造に構成されている防音壁（特開平１
−１６５８０８号）、が提案されている。これは、上記
壁面が、騒音の主成分をなす音波の１／４の長さを有し
終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体に
よって構成されていることを特徴とするものであり、上
記多数の音響管（筒状体）を設置する必要がある点で、
その利用が限られる。干渉原理に基づく防音装置とし
て、例えば、騒音源から伝播する騒音の一部を中空貫通
管路に通過させることにより、遅延させ、この遅延伝播
音と騒音源からの直接伝播音とを干渉させることにより
滅音された干渉領域を防音壁との組み合わせにより形成
させる干渉防音壁（特開平５−３９６０８号）、が提案
されている。これは、上記中空貫通管路を防音壁の騒音
源側の上端部に防音壁に沿って設け、中空貫通管路の防
音壁に対して直角方向の幅が防音壁の上方から下方にい
くに従って増大されていることを特徴とするものであ
り、上記特定の中空貫通管路の設置が必須の構成として
必要とされる。能動制御型遮音装置として、例えば、ダ
クト型遮音壁にて音源側と受音側を離隔し、受音側にエ
ラーマイクロホンを設置し、音源側に信号検出手段を設
け、該信号検出手段にて検出した音波信号の位相を反転
するとともに、前記エラーマイクロホンの検出信号に基
づき該反転された信号を補正して前記音装置へ出力する
手段とを設けた能動制御型遮音装置（特開平７−１１４
３９０号）、が提案されている。これは、音源信号をＡ
／Ｄコンバータで位相変換し、音源から伝播される音波
と再生された逆位相の音波とが相互に干渉して打ち消し
合い、受音側へ伝播される騒音を微弱化する点に特徴を
有するものであり、上記電気的手段が必須の構成として
必要とされる点で、その利用が制約される。電気機械変
換手段を使用するものとして、例えば、騒音情報検知手
段と機械電気変換手段からの信号に基づいて、騒音に対
し逆位相でかつ同一音圧の付加音を前記電気機械変換手
段から発生させるための騒音信号を作成する制御手段等
からなる消音装置（特開平７−１１４３９０号）、が提
案されている。これは、前記電気機械変換手段として、
一端が防音壁の上端に固着された略Ｕ字状のアーム部材
の先端部に固着されてその吸音部が下向きに設置されて
いる手段を用いる点、工場建屋からの騒音の消音を目的
とする点で、その利用が限定される。このように、従
来、種々の防音、消音技術が提案されているが、いずれ
も設備の構造が複雑で、高コストであり、しかも、その
利用が限られるものが多く、例えば、構造が簡単で、高
性能であり、製造コストがかからず、汎用性があり、し
かも、短期間の工事で設置することが可能な軽構造の消
音壁を開発した例は余りなく、当業界にあっては、この
ような新しいタイプの消音壁を開発することが強く求め
られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような状況の中
で、本発明者は、構造が簡単で、製造コストがかから
ず、しかも、広い周波数帯域に亘って優れた消音特性を
有し、特に、低音及び中音域の音を効果的に遮断するこ
とが可能な新しい軽構造の消音壁を開発することを目標
として鋭意研究を積み重ねる中で、全く新しい構造の消
音壁を開発し、先に、特許出願（特願平８−２８７４７
５、特願平９−１３５８１０、特願平９−２９１６６０
３）をしたが、今般、更に、以下に説明する新しい構造
の振動板を具備した消音壁及びその振動板を開発するこ
とに成功して、本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、軽構造であって、比較的低い周波数帯域で高
い消音特性を有し、特に、低音及び中音域の音を高レベ
ルで効果的に遮断する作用を有する新しいタイプの消音
壁及びその振動板を提供することを目的とするものであ
る。また、本発明は、建物の壁や床、ホールの吸音壁、
鉄道・高速道路沿いの防音壁、機械類・エンジンルーム
の防音壁、内燃機関の消音器（マフラー）等に有用な軽
構造の消音壁及びその振動板を提供することを目的とす
るものである。更に、本発明は、構造が簡単で、製造コ
ストがかからず、しかも、短期間の工事で設置すること
が可能な軽構造の消音壁及びその振動板を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、以下の技術的手段から構成される。（１）比較的低い周波数帯域で高い消音特性を有する軽
構造の消音壁であって、少なくとも、次の部材；（ａ）相対する２枚の振動板、（ｂ）該振動板を固定す
る枠体、及び（ｃ）これらの振動板を連結する機械式逆
位相化振動伝達機構、を具備してなり、上記振動板は、
炭素繊維の表面材（補強材）を有し、上記振動伝達機構
は、音を受けて振動する一方の振動板の振動を機械的に
逆の位相の振動に変えて他方の振動板に伝達し、他方の
振動板を上記原音の振動エネルギーにより一方の振動板
と同時的に内側又は外側へ変位、振動させるように構成
されていることを特徴とする上記消音壁。（２）振動伝達機構が、２枚の振動板の間の固定点に回
動自在に中間を支持され、各端が対応する振動板に接合
されている伝達子を有してなる前記（１）の消音壁。（３）上記（１）又は（２）の消音壁に使用される振動
板であって、板状の振動板に炭素繊維の表面材（補強
材）を張力を付与して貼り付けて、振動板／炭素繊維の
表面材（補強材）を形成したことを特徴とする消音壁用
振動板。（４）上記（１）又は（２）の消音壁に使用される振動
板であって、透過性のある振動板に炭素繊維の表面材
（補強材）を張力を付与して張って、振動板／炭素繊維
の表面材（補強材）を形成したことを特徴とする消音壁
用振動板。（５）上記（１）又は（２）の消音壁に使用される振動
板であって、振動板／炭素繊維の表面材（補強材）をと
もに炭素繊維で気密性を付して一体に形成したことを特
徴とする消音壁用振動板。

【０００６】更に、本発明の実施の態様として、次のよ
うな例が挙げられる。（６）上記伝達子が、揺動リンクと副リンクからなり、
揺動リンクが２枚の振動板の間の固定点に回動自在に中
間を支持され、該揺動リンクの両端に副リンクをそれぞ
れヒンジ接合し、該副リンクの各端を対応する振動板に
接合した前記（２）の消音壁。（７）上記副リンクが、線条体からなり、上記揺動リン
クの両端と対応する振動板を該線条体で結び、該揺動リ
ンクをバイアススプリングで回動付勢して該線条体に張
力を加えるようにした前記（６）の消音壁。（８）枠体が、複数の区画を有する格子からなり、該格
子の両面に振動板を固定して各区画ごとに対向する２枚
の振動板を形成し、振動伝達機構が、格子の一つの区画
の一方の振動板と隣の区画の他方の振動板を連結してい
る前記（１）又は（２）の消音壁。（９）上記伝達子が、互いにヒンジ接合された、各端を
対応する振動板に接合した少なくとも２本の副リンク
と、各先端を対応する副リンクの途中にヒンジ接合した
少なくとも２本の主リンクからなり、これらの主リンク
及び副リンクが協同して平行リンクを構成している前記
（２）の消音壁。（１０）２枚の振動板をラッパ状に形成し、これを、仕
切板で中央を仕切った箱体の両側開口部に取り付けた前
記（１）又は（２）の消音壁。（１１）振動伝達機構が、内部を流体で満たした２組の
ピストンシリンダーからなり、各シリンダーに嵌装され
たピストンは、対応する振動板に接続され、一方のピス
トンが動くと他方のピストンが反対方向に動くように両
シリンダを連通した前記（１）の消音壁。（１２）比較的低い周波数帯域で高い消音特性を有する
軽構造の消音壁であって、支軸に回動自在に２枚の振動
板の各側縁を支持し、更に、該支軸を挟んでその反対側
にこれらの振動板と一体に動く振動板を延設し、必要に
より、上記２枚の振動板の間に仕切板を形成したことを
特徴とする上記消音壁。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明の消音壁は、基本的には、相対する２
枚の振動板、該振動板を固定する枠体、及びこれらの振
動板を連結する機械式逆位相化振動伝達機構（本明細書
中、振動伝達機構と記載することがある。）を具備して
なる。そして、上記振動板は、炭素繊維の表面材（補強
材）を有し、上記振動伝達機構は、音を受けて振動する
一方の振動板の振動を機械的に逆の位相の振動に変えて
他方の振動板に伝達し、他方の振動板を上記原音の振動
エネルギーにより一方の振動板と同時的に内側又は外側
へ変位、振動させるように構成されていることを最大の
特徴としている。この振動伝達機構は、音源に面してい
る一方の振動板が音を受けて振動すると、その振動を機
械的に逆の位相に変えて他方の振動板に伝える機能を有
する。上記振動伝達機構を用いることによって、音源側
の振動板を通過した音と、音源の反対側の振動板が振動
して発する音を、逆位相とすることができるので、それ
らの相互の打ち消し作用により、顕著な消音効果を得る
ことができる。

【０００８】本発明の消音壁は、比較的低い周波数帯域
で高い消音特性を有し、特に、大きな振動が生じる、低
音及び中音域の音に対して顕著な消音効果を奏する。音
が高くなると、同じ強さの音でも、振動板の振幅が小さ
くなるので、それだけ消音性能は低下する。また、音が
高くなる、すなわち、波長が小さくなる、にしたがっ
て、２枚の振動板の間隔が無視できなくなる。すなわ
ち、２枚の振動板の振動に１８０度の位相のずれがあっ
たとしても、一方の振動板を通過した音は、他方の振動
板に到達する間にその分だけ位相がずれるから、それだ
け消音性能は低下する。したがって、本発明において
は、２枚の振動板の間隔は、消音しようとする音の波長
に比べて充分に小さくすることが必要であり、それによ
って、高い周波数帯域でも消音効果を得ることができ
る。また、より周波数の高い音に対する消音特性の向上
を図るには、より高い音でも振動できるように振動板を
軽量化することが必要であり、更に、上記振動伝達機構
も、より高い音域の音の振動数に対応できるよう軽量化
することが必要である。

【０００９】本発明の消音壁に使用される振動板は、炭
素繊維の表面材（補強材）を有していることを特徴とし
ている。消音壁の消音性能を向上させるために、振動板
は、より軽くより高強度のもの（丈夫なもの）が適して
いる。振動板は軽量のものほど、よく振動し、原音の振
動をより忠実に受け止め、振動を振動板以外の部分に逃
がさず、効率よく振動伝達機構に伝えることが可能とな
る。また、丈夫でたわみにくいほど、振動板で受け止め
られる振動は位相を乱さず、誤差を最小限に抑えたま
ま、他方の振動板に伝わる。その結果、２枚の振動板
に、より正確に逆の位相で振動し、消音効果が向上す
る。更に、消音可能な周波数帯域も広くなる。本発明で
は、振動板として、伸縮しにくい炭素繊維で出来た表面
材（補強材）を振動板の表面に形成することによって、
軽量で外力が加わってもたわみにくい振動板を作製する
ことに成功した。炭素繊維で出来た表面材（補強材）を
用いることにより、振動板の強度が強化され、振動の位
相がくるいにくくなり、その結果、消音効果が顕著に向
上する。本発明において、上記炭素繊維の表面材（補強
材）は、適宜の方法で形成することが可能であり、その
方法は特に限定されるものではないが、例えば、板状の
振動板に炭素繊維の表面材（補強材）を張力を付与して
貼り付けて、振動板／炭素繊維の表面材（補強材）を形
成する方法、また、透過性のある振動板に炭素繊維の表
面材（補強材）を張力を付与して張って、振動板／炭素
繊維の表面材（補強材）を形成する方法、更に、振動板
／炭素繊維の表面材（補強材）をともに炭素繊維で気密
性を付して一体に形成する方法、等が好適なものとして
例示される。更に具体的には、例えば、軽く潰れにくい
構造又は材質の板状の中心材に炭素繊維の表面材（補強
材）を張力を付与して貼り付ける方法、また、透過性の
ある材質の振動板に糸状の炭素繊維の表面材（補強材）
を張力を付与して張る方法、更に、中心材を使用しない
で、振動板／炭素繊維の表面材（補強材）をともに炭素
繊維で気密性を付して一体に形成する方法、例えば、炭
素繊維を薄い板状にし、角度を変えて気密性があるよう
に重ねて張り固める方法、炭素繊維を気密性があるよう
に角度を変えて編み固める方法、等が好適なものとして
例示される。

【００１０】本発明の消音壁に使用される２枚の振動板
としては、コンクリートや鉄板のような重質材料である
必要はなく、例えば、合板、プラスチック板、紙、プラ
スチックフィルム、薄いアルミ板のような軽量の金属
板、又はこれらの材料からなる複合材などの軽質材料を
適宜使用することができる。上記２枚の振動板は、同じ
材料でなくても良く、上記材料を適宜組み合せて使用す
ることも可能であり、更に、一方を上記重質材料とし、
他方を上記軽質材料とすることも適宜可能である。

【００１１】本発明の消音壁に使用される振動伝達機構
は、具体的には、相対する２枚の振動板を機械的に連結
した構造を有し、一方の振動板が、音を受けて内外方向
に変位、振動するとき、一方の振動板が内側に動く過程
では、他方の振動板を内側に動かし、逆に外側に動く過
程では、他方の振動板を外側に動かす機能を有すること
を特徴とする。

【００１２】上記振動伝達機構（以下、消音機構と記載
することがある。）は、一方の振動板の振動を機械的に
逆の位相に変えて他方の振動板に伝える機能を有するも
のであれば如何なる構造のものでも良く、特に、その構
造は限定されるものではない。この振動伝達機構の代表
的な例としては、例えば、２枚の振動板の間の固定点に
中間を回動自在に支持され、各端が対応する振動板に接
合されている装置（以下、伝達子という）を構成要素と
するものが好適なものとして例示される。この場合、上
記構成要素の他に、付属装置として適宜の部材を使用す
ることが可能である。この伝達子は、音を受けて一方の
振動板が振動すると、それに対応して、揺動し、振動を
他方の振動板に伝える機能を有する。この伝達子は中間
を固定点に回動自在に支持されているので、各端の動き
は位相が逆になる。したがって、音源と反対側の振動板
は、上記伝達子によって音源側の振動板と逆の位相で揺
すられることになり、これから生ずる音と壁を通過する
音との打ち消し作用によって、高い消音効果が得られ
る。

【００１３】上記伝達子は、振動板に直接的に接合して
も良く、また、その間に副リンクを設けて、伝達子を揺
動リンクと副リンクで構成することも適宜可能である。
すなわち、揺動リンクの両端に副リンクをピン等でヒン
ジ接合し、該副リンクの各端を対応する振動板に接合す
る。このように副リンクを設けることにより、伝達子と
２枚の振動板の接合点の位置を振動板に直角な同一直線
上に位置させることができる。この場合は、２枚の振動
板の振動モードがちょうど逆になるので、顕著な消音効
果が得られる。

【００１４】また、このような副リンクの代わりに、上
記揺動リンクの両端と振動板を線条体で結び、バイアス
スプリングで揺動リンクを回動付勢して線条体に張力を
加えるようにすることができる。この手段は、バイアス
スプリングで振動板のたるみを取り除くことができるの
で、特に、振動板が薄くてたるむ傾向がある場合に有用
である。

【００１５】また、伝達子を平行リンクで構成すること
もできる。すなわち、平行リンクとしては、例えば、互
いにピン等でヒンジ接合された、各先端を対応する振動
板に接合した少なくとも２本の主リンクと、２枚の振動
板の間の固定点に回動自在に支持され、各先端を対応す
る主リンクの途中にヒンジ接合した少なくとも２本の副
リンクからなり、これらの主リンク及び副リンクが協同
して平行リンクを構成している例が好適なものとしてあ
げられる。このような平行リンク構造を採ることによ
り、伝達子と２枚の振動板の接合点の位置を振動板に直
角な同一直線上に位置させることができる。この場合
は、２枚の振動板の振動モードがちょうど逆になるの
で、顕著な消音効果が得られる。

【００１６】更に、振動伝達機構を内部を流体（液体、
気体など）で満たした２組のピストンシリンダーを組み
合わせて構成することも可能である。２つのシリンダー
は、一方のピストンが動くと他方のピストンが反対方向
に動くように接続する。これによって、同様の消音効果
を得ることができる。

【００１７】次に、振動板の形状、構造は、使用目的等
に応じて適宜変更することが可能であり、特に限定され
るものではないが、例えば、振動板をスピーカーのコー
ン紙のようにラッパ状に形成し、これを、仕切板で中央
を仕切った箱体の両側開口部にそれぞれ取り付けること
も適宜可能である。このような構成を採ることにより、
箱体がラッパ状の振動板の振動を安定させ、特に、逆位
相の低音を効果的に再生することができるので、特に、
低音域の音に対して高い消音効果が得られる。

【００１８】次に、振動板と枠体と、振動伝達機構の組
み合わせ形態は、その使用目的等に応じて適宜変更する
ことが可能である。また、枠体の形状、構造も、特に限
定されるものではなく、例えば、複数の区画を有するラ
チスないし格子の両面に膜体からなる振動板を張って、
各区画ごとに対向する２枚の振動板を形成することも適
宜可能である。この場合、振動伝達機構は、格子の仕切
りに形成された孔を貫いて格子の一つの区画の一方の振
動板と隣の区画の他方の振動板を連結した構造とするこ
とができる。この方式によれば、一つの消音壁に多数の
振動伝達機構を組み込むことができるので、高レベルの
消音効果が得られる。また、各振動伝達機構を格子に直
接的に支持させることができるので、構造の単純化が可
能となり、また、消音機構の規格化、ユニット化が容易
となり、製造コストを低減することができる。

【００１９】次に、上記以外のものとして、例えば、比
較的低い周波数帯域で高い消音特性を有する軽構造の消
音壁であって、支軸に回動自在に２枚の振動板の各側縁
を支持し、更に、該支軸を挟んでその反対側にこれらの
振動板と一体に動く振動板を延設し、必要により、上記
２枚の振動板の間に仕切板を形成したことを特徴とする
消音壁、が例示される。これは、音源側の振動板が振動
すると、反対側の振動板が逆位相で振動して相互に消音
作用を奏するものであり、構造が簡単であるにもかかわ
らず、高い消音効果を期待することができる。

【００２０】本発明では、上記２枚の振動板／炭素繊維
の表面材（補強材）をそのまま使用することができる
が、必要により、振動板／炭素繊維の表面材（補強材）
の表面を保護するために、振動板に適宜の手段で保護
板、保護金網等の保護部材を取り付けることができる。
この保護部材としては、例えば、木や金属の板、石膏パ
ネル、建築用の外壁材、又はこれらの複合材などが例示
される。また、本発明では、上記２枚の振動板の間に
適宜の形態の仕切板を設置することができる。該仕切板
としては、木、金属、ゴム、プラスチックのような樹脂
等の板、又はこれらにスポンジ等の吸音材を貼着したも
のが好適なものとして例示されるが、これらに限らず、
適宜の材料を使用することができる。上記仕切板を設け
ることにより、高い周波数帯域の音を消音することがで
きる。

【００２１】次に、本発明の消音壁の使用の態様につい
て説明する。本発明の消音壁は、例えば、建築物の仕切
壁として好適に使用される。この場合、該消音壁は、例
えば、一つの階の部屋の床とその下の階の部屋の天井と
の間に設置されるが、これに限らず、床と天井を２枚の
振動板とする形で設置する、同様に壁と壁をつなぐ形で
設置する等適宜の形で設置することができる。この場
合、２枚の振動板の一方及び／又は他方を壁材／床材の
一部又は全部で構成することも可能である。これによ
り、例えば、階上の低い周波数帯の足音等が下の階に響
くことを防止することができる。また、本発明の消音壁
は、例えば、音の発生源の周囲に衝立／壁のように設置
して使用される。従来のコンクリートの壁は、音源又は
防音しようとする空間を完全に囲って、音をとじ込める
方式により消音することを特徴とする。したがって、壁
に隙間があると、防音効果は著しく低下する。本発明の
消音壁は、音をとじ込めるのではなく、壁を通過しよう
とする音を逆相の音で打ち消すものであり、したがっ
て、音源を囲う必要がなく、例えば、騒音の発生源の周
囲に衝立のように設置するだけで、顕著な消音効果を得
ることができる。また、従来のコンクリート等の重構造
の防音壁は、質量により音の振動を抑えているが、音を
受ける壁面積が大きくなると音の振動が伝わり易くな
り、その振動を止めるために、壁の厚さを更に厚くする
ことが必要とされる。本発明の消音壁は、音を受ける壁
面積が大きくなっても、消音効果が低下することがない
ので、大面積の壁についても好適に使用することができ
る。以上説明した如く、本発明の軽構造の消音壁は、構
造が簡単で、製造コストがかからず、しかも、短期間の
工事で設置することが可能である。本発明の消音壁は、
例えば、建築物の仕切壁や床、ホールの吸音壁、道路・
鉄道沿いの防音壁、機械類・車のエンジンルームの防音
壁、内燃機関の消音器（マフラー）等の消音壁として有
用である。本発明の消音壁は、上記消音機構を有する点
に最大の特徴を有するものであり、上記消音機構を利用
するものであれば、その製品の種類を問わず、本発明の
範囲に含まれる。

【００２２】

【実施例】次に、試験例を示して、本発明の消音壁の優
れた消音特性について説明する。試験例（１）方法消音壁として、後記する図６に示した消音機構を具備し
た消音壁（ユニットあり）を使用した。枠は木を、振動
板は厚さ２ｍｍのウッドラック（間にウレタンを挟んだ
紙製の板／炭素繊維の表面材（補強材））を用いた。発
振装置で発した１００ｄＢの音を消音壁の一方に位置す
るスピーカーから流し、透過する音（音圧レベル）を消
音壁の反対側５０ｃｍに位置する測定器で測定してその
消音特性を調査した。対照として、本発明の消音機構が
中に入っていない、枠と振動板だけのもの（ユニットな
し）を使用した他は前記の場合と同様にして試験した。

【００２３】（２）結果その結果を図２５（正弦波）、図２６（ノコギリ波）及
び図２７（パルス波）に示す。尚、図中、Ａは、ユニッ
トあり、Ｂは、ユニットなしをそれぞれ示す。これらの
図に示されるように、本発明の消音壁を使用した場合に
は、発振装置から出た１００ｄＢの音は、５０Ｈｚ〜２
００Ｈｚ位の低い周波数帯域では、１３ｄＢ〜２５ｄＢ
もの音圧レベルの減衰が認められた。これは、音のエネ
ルギーとしては２０分の１〜３００分の１にまで、透過
する音のエネルギーが減衰されたことを意味する。一
方、ユニットなしの場合には、発振装置から出た１００
ｄＢの音はほとんど減衰されずに測定器の所まで達して
いた。上記の結果により、本発明の消音壁を使用した場
合には、１００ｄＢの５０Ｈｚ〜２００Ｈｚという低音
を２０分の１〜３００分の１に減衰できることが確認さ
れた。尚、後記する他の実施例について同様に試験した
ところ、ほぼ同様の結果が得られた。

【００２４】実施例次に、図面に基づいて本発明の実施例を具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるも
のではない。図２８〜２９は、本発明の消音壁に使用さ
れる振動板の好適な一例を示す。図２８は、軽く潰れに
くい構造及び材質の中心材として合成パネルを使用し、
これに炭素繊維を張力を付与して貼り付けて、伸縮しに
くい炭素繊維の表面材（補強材）を有する振動板を作製
した実施例を示す。図２９は、透過性のあるポリカーボ
ネート板を使用し、この両面全体に糸状にした炭素繊維
を正三角形を形成するように三方より張力を付与して気
密性を保つように張って、糸状の炭素繊維の表面材（補
強材）を有する振動板を作製した実施例を示す。図１〜
４は、振動伝達機構の好適な一例である伝達子を構成要
素とする場合の実施例、及び該伝達子が、揺動リンクと
副リンクからなる場合の実施例を示す。このうち、ま
ず、図１〜２について説明すると、枠体１に２枚の振動
板（合板パネル／炭素繊維の表面材（補強材）、以下同
様）２を平行に取り付けて壁を構成する。これらの振動
板と振動板の間に支軸３を設け、支軸の中央の固定点４
に揺動リンク５を回動自在に支持し、揺動リンクが支軸
の回りに回動できるようにする。揺動リンクの両端に副
リンク６をそれぞれヒンジ接合し、該副リンクの各端を
対応する振動板２にピン７で接合する。

【００２５】次に、この消音壁の作用を説明する。図３
は、この消音壁に向って、振動板２の長さと同程度の波
長をもった比較的低い音が到来した場合を示す。音が左
の振動板２ａに当たると、該振動板２ａが共振する。こ
の振動が揺動リンク５に伝わり、揺動リンクは支点８を
中心に前後に振動し、右側の振動板２ｂを振動させる。

【００２６】すなわち、まず、図３（ａ）に示すよう
に、左の振動板２ａが空気の疎の部分と出会うと、左の
振動板２ａは外側に撓む。それにより、揺動リンク５の
下端が引っ張られるので、揺動リンク５は支点８を中心
に時計回りに回動し、揺動リンクの上端に押されて右の
振動板２ｂは外側に撓む。

【００２７】次に、図３（ｂ）に示すように、左の振動
板２ａが空気の密な部分と出会うと、左の振動板２ａは
内側に撓む。それにより、揺動リンク５の下端が押され
るので、揺動リンク５は支点８を中心に反時計回りに回
動する。この結果、揺動リンクの上端が後退するので、
右の振動板２ｂも内側に撓む。

【００２８】このように、音源側の振動板２ａが振動す
ると、揺動リンクの働きで反対側の振動板２ｂが振動
し、しかも、逆の位相で振動することが分る。左の振動
板２ｂが振動すれば、音を発生する。この左の振動板２
ｂが発する音は、右の振動板２ａを通過してくる音とは
位相が逆であり、両者の相互の打ち消し作用により、壁
の反対側に洩れ出る音は充分小さいレベルに押さえら
れ、高い消音効果が得られる。

【００２９】図４は、伝達子の他の実施例を示す。直線
状の揺動リンク６０の両端に副リンク６２をピン６１を
使ってヒンジ接合する。揺動リンク６０の中央は、支柱
（図示せず）にピン６３で回動自在に支持する。副リン
ク６２の先は、対応する振動板２ａ、２ｂの内面にピン
６５で接合する。３本のピン６３、６５、６５は振動板
２に直角な同一直線上に位置するようにする。

【００３０】このように構成したので、音を受けて、例
えば、右の振動板２ａが内側に撓むと、右の副リンクを
介して上端が押されて揺動リンク６０は反時計回りに回
動する。それにより、左の副リンクが引っ張られ、左の
振動板２ｂも内側に撓む。これとは反対に、右の振動板
２ａが外側に変位すると、右の副リンクを介して揺動リ
ンクの上端が引っ張られ、揺動リンクは時計回りに回動
し、左の副リンクを介して左の振動板２ｂも外側に変位
する。こうして、音源側の振動板が振動すると、反対側
の振動板は逆の位相で振動する。この例では、伝達子の
作用点（ピン６５、６５）が同一直線上に位置する。し
たがって、左右の振動板が同一モード（位相は異なる）
で振動することになり、消音効果が向上する。

【００３１】図５は、別の伝達子の実施例を示す。図４
の場合と同様に、支柱（図示せず）に揺動リンク７０を
ピン７１で回動自在に支持する。揺動リンク７０の両端
は、対応する振動板と線条体７２で結ぶ。線条体として
は、伸びが小さいもの、例えば、金属線が好適なものと
して例示される。揺動リンク７０と一方の振動板の間に
バイアススプリング（引張りコイルばね）７３を取り付
ける。このスプリングの力により、両方の線条体７２を
緊張させると共に、２枚の振動板を弾性の限度内でわず
かに内側に撓ませる。

【００３２】このように構成したので、音を受けて、例
えば、右の振動板２ａが内側に撓むと、揺動リンク７０
は反時計回りに回動し、左側の線条体が引かれて左の振
動板２ｂも内側に変位する。これとは反対に、右の振動
板２ａが外側に動くと、揺動リンク７０は時計回りに回
動し、左側の線条体が緩み、左の振動板２ｂはそれ自体
の弾性力で外側に変位する。こうして、２枚の振動板
は、一方が振動すると、他方は逆の位相で振動し、上記
の場合と同様の消音効果が得られる。

【００３３】図６〜１１は、複数の区画を有する格子
（ラチス）構造の消音壁の実施例を示す。格子１０１の
両面にプラスチックフィルムの膜体を張って各区画ごと
に対向する２枚の振動板１０２を形成し、伝達子は、揺
動リンク１０５及び副リンク１０６で構成され、一つの
区画の片側の振動板１０２ａと隣接する他の区画の反対
側の振動板１０２ｂを連結している。揺動リンクはＳ字
形であり、格子に形成された孔１０９を通って、その中
間が支軸１０３に回動自在に支持されている。副リンク
１０６の各端は対応する振動板にピン１０７で接合され
ている。この消音壁の好適な実施例として、支軸に１つ
の伝達子を支持したもの（図６〜８）、支軸に２つの伝
達子を支持したもの（図９〜１１）があげられる。これ
らの消音壁は、各区画の振動板の振動が隣接する区画の
反対側の振動板に逆の位相で伝達され（図８、図１
１）、高い消音効果が得られると共に、本発明で使用さ
れる消音機構のユニット化がし易いという利点がある。
これらの消音壁の作用（図８、図１１）については、上
記図３の場合と同様であるので説明を省略する。

【００３４】図１２は、別のラチス構造の消音壁の実施
例を示す。これは、振動伝達機構を伝達子だけで構成し
たものである。格子９０は縦横の部材からなり、これに
プラスチックフィルムを張って振動板２２が形成され
る。伝達子９１はＳの字形であり、格子９０に形成され
た孔９２を通って、その中央部が格子９０に回動自在に
支持されている。伝達子９１の各端は対応する振動板２
２に直接に接合されている。この消音壁も、各区画の振
動板の振動が隣の区画の反対側の振動板に逆の位相で伝
達され、高い消音効果が得られる。

【００３５】図１３〜１６は、伝達子の更に別の実施例
を示す。図１４（ａ）において、伝達子は、主リンク８
０と副リンク８１、各２本からなり、これらが平行リン
クを構成している。２本の主リンク８０は、ピン８２で
互いにヒンジ接合され、その先端は対応する振動板２に
ピン８３で接合する。８４は、２枚の振動板の間に設け
た支軸であり、これに２本の副リンク８１をそれぞれ回
動自在に支持する。副リンク８１の先は、対応する主リ
ンク８０の中央にピン８５でヒンジ接合する。

【００３６】次に、この伝達子の作用について説明す
る。この実施例では、音を受けて、例えば、右の振動板
２ａが内側に動くと、図に鎖線で示すように２本の主リ
ンク８０の角度が狭くなり、左の振動板２ｂも内側に動
く。これとは反対に、右の振動板２ａが外側に動くと、
２本の主リンクの角度が拡大して、左の振動板２ｂも外
側に変位する。こうして、両方の振動板は逆の位相で振
動し、消音作用を発揮する。

【００３７】図１４（ｂ）に、上記と同様のものをプラ
スチックで一体成形した例を示す。この実施例では、リ
ンクとリンクのつなぎ部分の肉厚が薄く成形されてお
り、この部分で容易に折れ曲がるので、ピンで接合した
場合と同様に機能する。尚、図に鎖線で示したように、
同形のものを２つ組合わせて、全体を４つの平行リンク
に形成することができる。図１３、１５、１６に、その
実施例を示す。これらの消音壁の構成及びその作用につ
いては、上記の場合と同様であるので説明を省略する。

【００３８】図１７〜１９は、別のラチス構造の消音壁
の実施例を示す。図１７、図１８に示すように、格子２
１は円筒体を多数結合したものである。格子２１の両面
にプラスチックフィルムを張って、各区画ごとに対向す
る２枚の振動板２２を形成する。各筒体２１には、空気
抜きの小孔２３を穿設する。

【００３９】円筒形の区画は２個で１組とし、その間の
仕切りに孔２４を形成し、その孔に揺動リンク２５を２
本通し、それぞれの揺動リンクを該仕切りに回動自在に
支持させる。揺動リンク２５の各端は、２枚の振動板２
２に線条体２６で結ぶ（図１８、図１９）。そして、各
揺動リンクは、線条体２６が緊張するように、バイアス
スプリング２７で回動付勢する。

【００４０】次に、この消音壁の作用について説明す
る。この実施例では、音を受け、音源側（図１８に矢印
で示した側）の振動板２２ａａ、２２ａｂが振動する
と、その振動は、線条体２６を介して揺動リンク２５
ａ、２５ｂに伝えられる。揺動リンクの振動は、反対側
の線条体２６を介して、音源と反対側の振動板２２ｂ
ａ、２２ｂｂに伝えられる。

【００４１】この例では、揺動リンク２５と線条体２６
が協同して、図１における揺動リンク６と同様の働きを
しており、振動板２２ａａの振動は振動板２２ｂｂに、
振動板２２ａｂの振動は振動板２２ｂａにそれぞれ位相
が逆になって伝えられる。したがって、音源側の振動板
２２ａを透過してきた音が、反対側の振動板２２ｂが発
する逆位相の音と互いに打ち消し合い、消音効果が得ら
れる。

【００４２】図２０は、スピーカーボックス型に構成し
た実施例を示す。箱体１１の両側に、それぞれ、ドーム
型のフレーム１４に支持されたラッパ状の振動板（コー
ン紙）１２を取り付ける。箱体中央には仕切板１３を設
け、この仕切板に、図１の場合と同じ伝達子である揺動
リンク１６及び副リンクを２個、ピン１７で回動自在に
取り付ける。揺動リンクの両端は振動板１２にピンで止
める。

【００４３】この消音壁の作用は、上記のものと同様で
あり、音源側の振動板１２が振動すると、揺動リンク６
を介して反対側の振動板１２が逆の位相で振動し、音源
側の振動板を通過した音と、反対側の振動板で生じる音
が互いに打ち消し合って、消音効果が得られる。

【００４４】この実施例では、箱体１１と仕切板１３
が、１枚の振動板ごとに専用のボックスを形成してお
り、これが、ラッパ状の振動板１２の振動を安定させ、
特に、逆位相の低音域の音を効果的に再生する効果があ
る。

【００４５】図２１は、ピストンシリンダを使った振動
伝達機構の実施例を示す。２枚の振動板４２を間隔を設
けて枠体４１に取り付ける。枠体の中央には支柱４３を
立て、この支柱に２つのシリンダ４４をそれぞれ横向き
に取り付ける。両シリンダ同士は管４６でつながってお
り、内部は作動液体で満たされている。各シリンダには
ピストン４５が嵌装されており、各ピストンは対応する
振動板と連結する。上下のシリンダは左右逆向きに取り
付ける。音源側の振動板が振動すると、その振動は、対
応するピストン、作動流体、他方のピストンを介して、
他方の振動板に伝えられる。上下のシリンダは、向きが
逆になっているので、他方の振動板は音源側の振動板と
逆の位相で振動し、上記実施例の場合と同様に、消音効
果が得られる。

【００４６】図２２〜２４は、回転パネル式の実施例を
示す。図２２、図２３に示すように、枠体３１の中央に
支柱３３を立て、該支柱にいくつかの円筒３４を回転自
在に支持する。図２４に示すように、円筒３４には腕３
５が反対方向に２本延びており、この腕を利用して振動
板（パネル）３２を取り付ける。振動板は合計４枚あ
り、支柱３３を挟んで振動板３２ａａの反対側に振動板
３２ｂｂが、振動板３２ａｂの反対側に振動板３２ｂａ
がそれぞれ延設されている。これらの振動板は支柱３３
の周りに回動できるように取り付ける。振動板と振動板
の間には、干渉防止のために仕切板３６を設け、その周
縁は枠体３１に固定する。

【００４７】次に、この消音壁の作用について説明す
る。図２２において、矢印の方向から低い音が到来した
場合、音は、振動板３２ａａ、３２ａｂに当たり、これ
らの振動板は、図に鎖線で示すように、支柱３３を中心
に振動する。振動板３３ａａが振動すると、これとつな
がっている振動板３３ｂｂも振動する。同様に、振動板
３３ａｂが振動すると、振動板３３ｂａも振動する。こ
れら音源と反対側の振動板３２ｂａ、３２ｂｂは、音源
側の振動板３２ａａ、３２ａｂと逆の位相で振動し、上
記実施例の場合と同様に、消音効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。（１）比較的低い周波数帯域で高い消音特性を有する消
音壁が得られる。（２）軽構造であって、低音及び中音域の音を高レベル
で効果的に遮断する作用を有する新しいタイプの消音壁
が得られる。（３）建物の壁や床、ホールの吸音壁、鉄道・高速道路
沿いの防音壁、機械類・エンジンルーム、内燃機関の消
音器（マフラー）の防音壁等に有用な軽構造の消音壁及
びその振動板を提供することができる。（４）構造が簡単で、製造コストがかからず、しかも、
短期間の工事で設置することが可能な軽構造の消音壁及
びその振動板を提供することができる。（５）消音機構のユニット化、規格化が容易であり、該
ユニットを内蔵した消音壁の量産化が容易である。（６）上記ユニット化により、該ユニットを建築物、そ
の他の製品へ容易に組み込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消音壁の一実施例（揺動リンク及び副
リンク構造）を示す斜視図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】図１の消音壁の作用を示す説明図である。

【図４】本発明の消音壁の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の消音壁の他の実施例（揺動リンク及び
線条体構造）を示す断面図である。

【図６】本発明の消音壁の他の実施例（格子構造）を示
す斜視図である。

【図７】図６の断面図である。

【図８】図６の消音壁の作用を示す説明図である。

【図９】本発明の消音壁の他の実施例（格子構造）を示
す断面図である。

【図１０】図９の断面図である。

【図１１】図９の消音壁の作用を示す説明図である。

【図１２】本発明の消音壁の他の実施例（格子構造）を
示す斜視図である。

【図１３】本発明の消音壁の他の実施例（平行リンク構
造）を示す斜視図である。

【図１４】平行リンクの細部構造を示す断面図である。

【図１５】図１２の断面図である。

【図１６】図１２の消音壁の作用を示す説明図である。

【図１７】本発明の消音壁の他の実施例（ラチス構造）
を示す平面図である。

【図１８】図１７の消音壁の断面図である。

【図１９】図１７の消音壁の斜視図である。

【図２０】本発明の消音壁の他の実施例（ラッパ状構
造）を示す断面図である。

【図２１】振動伝達機構の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図２２】本発明の他の消音壁（回転パネル式）の水平
断面図である。

【図２３】図２２の消音壁の斜視図である。

【図２４】図２３の要部の拡大図である。

【図２５】試験例における音圧レベル（正弦波）の測定
結果を示す。

【図２６】試験例における音圧レベル（ノコギリ波）の
測定結果を示す。

【図２７】試験例における音圧レベル（パルス波）の測
定結果を示す。

【図２８】本発明の振動板の一実施例を示す。

【図２９】本発明の振動板の一実施例を示す。

【符号の説明】

２振動板３支軸５揺動リンク６副リンク１１箱体１２振動板１３仕切板１６揺動リンク２１格子２２振動板２４孔２５揺動リンク２６線条体２７スプリング３２振動板３３支柱４２振動板４４シリンダ４５ピストン６０揺動リンク６２副リンク７０揺動リンク７２線条体８０主リンク８１副リンク９０格子９１伝達子９２孔１０１格子１０２振動板１０３支軸１０５揺動リンク１０６副リンクＡ伸縮しにくい炭素繊維の表面材Ｂ軽く潰れにくい構造又は材質の板状の中心材Ｃ糸状の炭素繊維の補強材Ｄ透過性のある振動板Ｅ糸状の炭素繊維を正三角形を形成するように張った
補強材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１０Ｋ 11/178

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比較的低い周波数帯域で高い消音特性を
有する軽構造の消音壁であって、少なくとも、次の部
材；（ａ）相対する２枚の振動板、（ｂ）該振動板を固
定する枠体、及び（ｃ）これらの振動板を連結する機械
式逆位相化振動伝達機構、を具備してなり、上記振動板
は、炭素繊維の表面材（補強材）を有し、上記振動伝達
機構は、音を受けて振動する一方の振動板の振動を機械
的に逆の位相の振動に変えて他方の振動板に伝達し、他
方の振動板を上記原音の振動エネルギーにより一方の振
動板と同時的に内側又は外側へ変位、振動させるように
構成されていることを特徴とする上記消音壁。
【請求項２】振動伝達機構が、２枚の振動板の間の固
定点に回動自在に中間を支持され、各端が対応する振動
板に接合されている装置（伝達子）を有してなる請求項
１に記載の消音壁。
【請求項３】上記請求項１又は請求項２に記載の消音
壁に使用される振動板であって、板状の振動板に炭素繊
維の表面材（補強材）を張力を付与して貼り付けて、振
動板／炭素繊維の表面材（補強材）を形成したことを特
徴とする消音壁用振動板。
【請求項４】上記請求項１又は請求項２に記載の消音
壁に使用される振動板であって、透過性のある振動板に
炭素繊維の表面材（補強材）を張力を付与して張って、
振動板／炭素繊維の表面材（補強材）を形成したことを
特徴とする消音壁用振動板。
【請求項５】上記請求項１又は請求項２に記載の消音
壁に使用される振動板であって、振動板／炭素繊維の表
面材（補強材）をともに炭素繊維で気密性を付して一体
に形成したことを特徴とする消音壁用振動板。