(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス材からなるセラミックス吸音板の周囲を鋼材からなる枠体で支持してなるセラミックス吸音板パネルにおいて、前記セラミックス吸音板を複数個設けて継手部材により連結し、該継手部材は垂直なベース部の両端にアーム部を互いに逆方向に結合してなるＺ形鋼からなり、該Ｚ形鋼のベース部を前記セラミックス吸音板の端面間に挿み込むことにより該吸音板を連結し、
前記枠体は、コの字状断面を有する溝形鋼の一側アーム部の端部から前記吸音板側へ向けて突設されたリップ部が形成されたリップ付き溝形鋼からなり、前記吸音板を前記リップ先端と、該リップ部と対向する他側アーム部の吸音板支持面とにより前記吸音板を狭持させて支持することを特徴とするセラミックス吸音板パネル構造。
【請求項２】
前記枠体にその長手方向に沿って支持部材をスポット溶接により固着し、該支持部材をボルト等の締結部材により着脱可能にパネル取付部材に取付けてなることを特徴とする請求項１記載のセラミックス吸音板パネル構造。
【請求項３】
前記セラミックス吸音板は、両面に金網を固着して、該金網を介して前記吸音板を前記リップ先端と、該リップ部と対向する他側アーム部の吸音板支持面とにより前記吸音板を狭持させて支持することを特徴とする請求項１記載のセラミックス吸音板パネル構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防音を必要とする自動車道の遮音板、トンネル内部の壁面、劇場の壁面等に用いられるセラミックス吸音板パネルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速自動車道の遮音板、トンネル内部の壁面、劇場の壁面等においては、吸音材としてセラミックス板パネルが多く使用されている。
かかるセラミックス吸音板パネルとしては、従来、セラミックス材からなる吸音板の片面にアルミニウムの金網を貼着して、形鋼からなる枠体で周囲を固持する構造となっている。
【０００３】
図４はかかるセラミックス吸音板パネルの斜視図であり、図において、２，２はセラミックス材からなるセラミックス吸音板で、この例では２枚連設されている。
１は、該セラミックス吸音板２の外周に嵌合されて該吸音板２を支持する枠で、形鋼からなる。３は、前記２枚のセラミックス吸音板２，２の間に設けられて、両吸音板２，２を連結する継手であり、これらによってセラミックス吸音板パネル５０を構成する。
４は該セラミックス吸音板パネル５０をパネル取付部材（図１０参照）に支持する支持部である。
【０００４】
図９は、前記セラミックス吸音板パネルの従来技術の１例を示す図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図９において、０１は枠で、垂直なベース部１ａの両端にアーム部１ｂが直角方向に結合されたコの字状断面の溝形鋼からなり、該枠０１のアーム部１ｂの間に前記セラミックス吸音板２の外周端部を挿み込むことにより、該吸音板２を支持している。
【０００５】
図１０は前記セラミックス吸音板パネルのパネル取付部材への取付構造の従来技術の１例を示す要部斜視図（図２のＣ矢視図）である。
図１０において、４はＬ字状断面の形鋼からなる支持部で、該支持部４はその垂直部の上下端部を前記枠０１にすみ肉溶接７によって固着されている。
一方、該支持部４の水平部は、これとパネル取付部材５とに挿通されるボルト６ａ及びナット６ｂによって該パネル取付部材５に締着されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係るセラミックス吸音パネル及びその取付構造は、次のような問題点を有している。
【０００７】
即ち、図９に示すように、セラミックス吸音板２は、その外周端部をコの字状断面の溝形鋼に挿み込むことによって支持されているが、該吸音板２の板面に垂直方向の荷重に対して、該吸音板２の端部を支持している枠０１のアーム部１ｂの剛性が小さいため、吸音板２が該枠０１による支持部近傍における撓みが過大となり、割れが発生しやすくなる。
【０００８】
また、かかる従来技術にあっては、図１０に示すように、枠０１の背部に支持部４の端部をすみ肉溶接７により固着しているため、該吸音板パネル５０を該支持部４を介してパネル取付部材５に取付けた際の剛性が小さく、特に衝撃荷重に対して、該すみ肉溶接部を起点として破損が発生しやすい。
【０００９】
さらにセラミックス吸音板２は、その片面をアルミニウム製の金網で覆っているのみであるため、飛来物等による衝撃が加わると割れを生じて破片が飛散するという不具合の発生をみる。
【００１０】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、枠体の剛性を増大してセラミックス吸音板の挿み込みによる支持を堅固になし、該吸音板の撓みを抑制し、これにより引き起こされる割れの発生を防止するとともに、セラミックス吸音材パネルの取付部の剛性を増大して枠体の破損を防止し、さらにはセラミックス吸音板の衝撃による破損を防止することにより、耐久性、信頼性が向上されたセラミックス吸音材パネルの取付構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、セラミックス材からなるセラミックス吸音板の周囲を鋼材からなる枠体で支持してなるセラミックス吸音板パネルにおいて、前記セラミックス吸音板を複数個設けて継手部材により連結し、該継手部材は垂直なベース部の両端にアーム部を互いに逆方向に結合してなるＺ形鋼からなり、該Ｚ形鋼のベース部を前記セラミックス吸音板の端面間に挿み込むことにより該吸音板を連結し、
前記枠体は、コの字状断面を有する溝形鋼の一側アーム部の端部から前記吸音板側へ向けて突設されたリップ部が形成されたリップ付き溝形鋼からなり、前記吸音板を前記リップ先端と、該リップ部と対向する他側アーム部の吸音板支持面とにより前記吸音板を狭持させて支持することを特徴とするセラミックス吸音板パネル構造を提案する。
【００１２】
かかる発明によれば、枠体を、コの字状断面を有する溝形鋼のアーム部の端部からリップ部をセラミックス吸音板側へ向けて突設したリップ付き溝形鋼で構成したので、該枠体が箱体に近い形状となってその曲げ剛性及びねじり剛性がコの字状の溝形鋼に比べて大幅に増大する。これによって、該枠体で支持しているセラミックス吸音板の端部に作用する衝撃的な荷重を含む荷重に対して高い強度で以って堅牢に支持することができ、前記荷重による該吸音板の過大撓みや割れの発生が抑制され、吸音板の耐久性が向上する。
また、かかる発明によれば、複数のセラミックス吸音板をＺ形鋼からなる継手部材によって連結しているので、継手部が柔構造となって、該継手部材にて連結されるセラミックス吸音板の拘束力が小さくなって、該拘束力による破損が防止される。また、簡単な形状のＺ形鋼で継手部を構成したので、該継手部の重量が低減される。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
請求項２記載の発明は、前記枠体にその長手方向に沿って支持部材をスポット溶接により固着し、該支持部材をボルト等の締結部材により着脱可能にパネル取付部材に取付けてなることを特徴とするセラミックス吸音板パネル構造にある。
【００１６】
かかる発明によれば、枠体の背面に支持部の板面をスポット溶接して、両者を固着するので、該枠体の背面と支持部とが双方の板面にて溶着されることとなり、従来技術のように端縁部のみをすみ肉溶接するものに比べて、枠体と支持部との溶接部の強度が向上する。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記セラミックス吸音板は、両面に金網を固着して、該金網を介して前記吸音板を前記リップ先端と、該リップ部と対向する他側アーム部の吸音板支持面とにより前記吸音板を狭持させて支持することを特徴とする。該金網にはアルミニウム線を用いるのが好適である。
【００１８】
かかる発明によれば、セラミックス吸音板の上下両面にアルミニウム線等からなる金網を貼着したので、セラミックス吸音板の曲げ強度が向上するとともに、またセラミックス層の振動、衝撃等に対する強度が向上し、セラミックス層の剥離や脱落、飛散の発生を防止できる。
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図４は本発明が適用されるセラミックス吸音板パネルの斜視図であり、図において、２，２はセラミックス材からなるセラミックス吸音板で、この例では２枚連されている。
１は該セラミックス吸音板２の外周に嵌合されて該吸音板２を支持する枠で、後述するような形鋼からなる。３は前記２枚のセラミックス吸音板２，２の間に設けられて両吸音板２，２を連結する継手であり、これらによってセラミックス吸音板パネル５０を構成する。
４は該セラミックス吸音板パネル５０をパネル取付部材（図３参照）に支持する支持部である。
【００２２】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示し、図１は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、図２は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図３は図２のＣ部拡大図である。
【００２３】
図１において、２はセラミックス吸音板、１は該セラミックス吸音板２の外周を支持する枠である。該枠１は、ベース部１ａとこれの両端から直角方向に結合されたアーム部１ｂ，１ｂとがコの字状断面に形成された溝形鋼の上側のアーム部１ｂの端部から前記吸音板２の板面方向にリップ部１ｃが突設されて構成される。
従って、前記セラミックス吸音板２は、その端部、上面を枠１のリップ部１ｃの端面に、下面を下側のアーム部１ｂの上面に挟持されることにより、該枠１に支持される。
【００２４】
かかる構成によれば、セラミックス吸音板２の外周を支持する枠１を、コの字状断面の溝形鋼のアーム部１ｂの端部にリップ部１ｃを突設してなるリップ部付き溝形鋼で形成したので、箱形に近い断面形状となって、その曲げ剛性が図９に示す従来技術に係るコの字状断面の溝形鋼に比べて大幅に増大する。
【００２５】
これにより、前記枠１によって支持されているセラミックス吸音板２の端部に作用する曲げ荷重や衝撃的な荷重を含む垂直荷重に対し、高い支持剛性で以って支持することができる。したがって、前記荷重によるセラミックス吸音板２の撓みが低減されて過大撓みによる該吸音板２の割れの発生が抑制される。
【００２６】
図２は、複数のセラミックス吸音板２，２の結合部を示しており、図２において３は前記セラミックス吸音板２，２を結合する継手である。該継手３は、垂直なベース部３ａの上端及び下端に互いに逆方向にアーム部３ｂが結合されたＺ形断面のＺ形鋼からなり、該継手３のベース部３ａに前記吸音板２，２の端面が突き合わせられ、上側のアーム部３ｂの下面で一方側の吸音板２の上面を押さえ、下側のアーム部３ｂの上面で他方側の吸音板２の下面を押さえるようになっている。
【００２７】
かかる構成によれば、複数のセラミックス吸音板２，２をＺ形鋼からなる継手３を介して連結しているので、継手部が柔構造となり、連結による拘束力が低減される。
これにより、稼動時に複数のセラミックス吸音板２，２間の拘束力がＺ形鋼からなる継手部において緩和され、かかる拘束力による吸音板２の応力が低減され、該応力による吸音板２の割れの発生が防止される。
また、前記Ｚ形鋼は軽量かつ簡単な構造であるので、継手部の重量が低減される。
【００２８】
図３は、前記のように構成されたセラミックス吸音板パネル５０をパネル取付部材５への取付構造を示し、図３において、１は前記リップ部１ｃ付き溝形鋼からなる枠、５はパネル取付部材で、該枠１はＬ字状断面の支持部４を介して前記パネル取付部材５に取付けられている。
前記支持部４の垂直部４ａと枠１のベース部１ａとは複数箇所にてスポット溶接８によって固着されている。
また、該支持部４の水平部４ｂは前記パネル取付部材５の端部に重ね合わせられている。そして、該重ね合わせ部をボルト６ａ、ナット６ｂによって締付けることにより、支持部４とパネル取付部材５とを固定している。
【００２９】
かかる構成によれば、枠１のベース部１ａ及び支持部４の垂直部４ａの重ね合わせ部の複数箇所にスポット溶接８を施して、該重ね合わせ部を板面にて溶着されるので、図１０に示すような端縁部のみをすみ肉溶接する従来技術に比べて、枠１と支持部４との結合部の強度が向上する。
【００３０】
「実験例」
図７は、図１〜図３に示す本発明の実施品であるセラミックス吸音板パネルと、図９〜図１０に示す従来品のセラミックス吸音板とについて、荷重試験を行なった結果を示している。
図７において（Ａ）が図９〜図１０に示す従来技術に係るセラミックス吸音板パネル構造の実験値、（Ｂ）が図１〜図３に示す本発明の実施形態に係るセラミックス吸音板パネル構造の実験値である。
【００３１】
図７のケース（１）に示すように、吸音板パネル支持部をすみ肉溶接とした場合、図９に示す従来技術の枠０１を用いたものが最大荷重１８０ｋｇｆで破断したのに対し、図１に示す本発明の枠１を用いたものは３０５ｋｇｆまで、約１．６倍破断強さが上昇した。
【００３２】
また、図７のケース（１）に示している枠０１と支持部４とをすみ肉溶接によって固着した従来技術のもの（図１０のもの）においては、最大荷重１８０ｋｇで溶接部が破断したのに対し、ケース（２）の（Ｂ）に示している枠１と支持部４とをスポット溶接で固着した本発明のもの（図３のもの）は、最大荷重３８０ｋｇで溶接部の破断が無く、前記従来のものの２倍以上の強度を示した。
【００３３】
図５〜図６は、本発明の第２実施形態に係るセラミックス吸音板を示し、図５は該吸音板の外観斜視図、図６は図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。この実施形態においては、セラミックス吸音板２は、図６に示すように、セラミックス層１０の上面及び下面の両面にアルミニウム細線を網状にした金網９，９を貼着している。
【００３４】
かかる実施形態によれば、セラミックス層１０の上下両面に金網９，９を貼着しているので、振動、衝撃等に対する強度が向上し、これらの荷重によってセラミックス層１０が脱落、飛散するのが回避できる。
また、セラミックス層１０の上下両面に金網９を貼着したので、片面のみに金網を貼着した従来技術のセラミックス吸音板に比べて曲げ強度が増大し、曲げ荷重に対する耐久性も向上する。
【００３５】
「実験例」
図８は、セラミックス層１０の片面にアルミニウム製の金網９を貼着した従来品（Ａ）と、セラミックス層１０の上下両面にアルミニウム製の金網９，９を貼着した本発明品（Ｂ）（図５〜図６に示すもの）との曲げ荷重試験結果を示している。
図８に明らかなように、従来品（Ａ）の曲げ強度は１２０ｋｇｆ／ｃｍ2であるのに対し、本発明品（Ｂ）は１５０ｋｇｆ／ｃｍ2と曲げ強度が大幅に上昇した。
【００３６】
【発明の効果】
以上記載のごとく、本発明によれば、リップ付き溝形鋼からなる枠体を設けたので、従来技術に比べて該枠体の曲げ剛性及び捩り剛性が増大して、セラミックス吸音板の支持剛性が上昇し、該吸音板の撓みを低減することができ、これによって該吸音板の割れの発生を防止して耐久性を向上することができる。
また、複数のセラミックス吸音板の継手部にＺ形鋼を用いることによって、該継手部が柔構造となり、拘束力が低減され、該拘束による吸音板の割れの発生を防止できる。
さらに、軽量のＺ形鋼で継手部を構成したので、該継手部の重量が低減されるとともに、構造も簡単化される。
【００３７】
【００３８】
また、本発明によれば、スポット溶接によって枠体と支持体との板面同士を部分的に溶着するので、端部のみを溶接する従来のすみ肉溶接品に比べて、溶接部の強度が向上し、セラミックス吸音板パネルの支持構造の強度が向上する。
【００３９】
また、本発明によれば、セラミックス層の上下両面に金網を貼着したことにより、曲げ強度が向上するとともに、振動、衝撃等によるセラミックス層の脱落や飛散の発生を防止できる。
【００４０】
【００４１】
以上要するに、本発明によれば、セラミックス吸音板及びこれの支持構造部の耐久性が向上することによって、該セラミックス吸音板パネルを長尺化することが可能となり、製造コストの低減も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係るセラミックス吸音材パネルの要部を示す断面図（図４のＡ−Ａ線図）である。
【図２】  上記セラミックス吸音材パネルの継手部近傍を示す断面図（図４のＢ−Ｂ線図）である。
【図３】  図２のＣ部拡大図である。
【図４】  本発明が適用されるセラミックス吸音材パネルの全体斜視図である。
【図５】  本発明の第２実施形態に係るセラミックス吸音材パネルの外観斜視図である。
【図６】  図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】  本発明に係るセラミックス吸音材パネルの荷重試験結果を示す表図である。
【図８】  本発明に係るセラミックス吸音材の曲げ試験結果を示す表図である。
【図９】  従来技術に係るセラミックス吸音材パネルを示す図１対応図である。
【図１０】  従来技術に係るセラミックス吸音材パネルを示す図３対応図である。
【符号の説明】
１      枠
１ａ    ベース部
１ｂ    アーム部
１ｃ    リップ部
２      セラミックス吸音板
３      継手
３ａ    ベース部
３ｂ    アーム部
４      支持部
５      パネル取付部材
６ａ    ボルト
６ｂ    ナット
７      すみ肉溶接
８      スポット溶接
９      金網
１０    セラミックス層
５０    セラミックス吸音板パネル
【図１】
0003697103.tif 000002
【図２】
0003697103.tif 000003
【図３】
0003697103.tif 000004
【図４】
0003697103.tif 000005
【図５】
0003697103.tif 000006
【図６】
0003697103.tif 000007
【図７】
0003697103.tif 000008
【図８】
0003697103.tif 000009
【図９】
0003697103.tif 000010
【図１０】
0003697103.tif 000011