(57)【要約】【課題】より良好な遮音性能を得ることができる遮音パネルを提供する。【解決手段】隔壁２ｂによって形成された互いに独立する多数のセル２ｃを有するとともに、前記隔壁２ｂに前記セル２ｃ同士を連通する連通孔２ｃが形成されたハニカムコア材２と、ハニカムコア材２の表面側および裏面側にそれぞれ積層された遮音性を有する板材３、３と、を備え、表裏面の板材３、３と連通孔２ｃとの協働によって、ハニカムコア材２の吸音性能を向上させることにより、遮音パネル１の遮音性能を向上させる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁によって形成された互いに独立する多数のセルを有するとともに、前記隔壁に前記セル同士を連通する連通孔が形成されたハニカムコア材と、
当該ハニカムコア材の表面側および裏面側にそれぞれ積層された遮音性を有する板材と、
を備えていることを特徴とする遮音パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防音対策などを目的として、防音壁、間仕切りや建具などとして用いられる遮音パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の遮音パネルの１つとして、ハニカムコア材の表裏面に板材を貼り付けたフラッシュパネルが用いられている。ハニカムコア材の吸音メカニズムは、空気の粘性抵抗を利用したものであり、ハニカムコア材を構成するセル内に音が入射したときに、セル内の空気の粘性によって音のエネルギーが減衰されることにより、吸音効果が得られる。このようなハニカムコア材による吸音や、板材による音の反射などによって、フラッシュパネルの表面から裏面に透過する音を減衰させることにより、遮音が行われる。また、このフラッシュパネルは、ハニカムコア材を用いていることによって、非常に軽量であるとともに、優れた強度特性を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したフラッシュパネルは、ハニカムコア材の表裏面に板材を貼り付けただけの単純な構成のものであり、音を遮音するメカニズムは、上述したように、音の反射や、ハニカムコア材内の空気の粘性抵抗による減衰のように、単純なものにすぎないため、必ずしも所要の遮音性能を得ることができないことがある。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、より良好な遮音性能を得ることができる遮音パネルを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、隔壁によって形成された互いに独立する多数のセルを有するとともに、隔壁にセル同士を連通する連通孔が形成されたハニカムコア材と、ハニカムコア材の表面側および裏面側にそれぞれ積層された遮音性を有する板材と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
この遮音パネルによれば、その表面側で発生した音は、まず、表面側の板材に到達する。その際、音は、その一部が板材の表面で反射され、それ以外の板材内に入射した音は、板材内で減衰された後、ハニカムコア材に到達する。ハニカムコア材には、その内部に互いに独立する多数のセルが形成されており、音は、それぞれのセルを通過する際、空気の粘性抵抗によって減衰される。また、隣接するセル同士を隔てる隔壁に、セル同士を連通する連通孔が形成されていることにより、セル内に入射した音の一部は、連通孔を通過し、隣接するセル内に進入する。隣接するセル内に音が進入する際には、その位相が反転するため、すなわち、表面側の板材からセル内に入射する音の位相とは逆になるため、板材からの音と連通孔を通過した音が、打ち消し合うことによって、そのエネルギーが減衰し、ハニカムコア材内で吸音される。次いで、音は、裏面側の板材に到達する。その際には、音は、表面側の板材を通過したときと同様に、板材の内部で減衰された後、遮音パネルの裏面側に到達する。
【０００７】
以上のように、各層において音の減衰がなされる結果、遮音パネルの裏面側に透過する音の大きさを効果的に減少させることができる。特に、ハニカムコア材の隔壁に形成された連通孔による音の打消し合いによって、ハニカムコア材での吸音性能を向上させることができ、したがって、遮音パネル全体として、優れた遮音性能を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１および２は、本発明の第１実施形態による遮音パネル１を示している。遮音パネル１は、ハニカムコア材２と、その表面側および裏面側にそれぞれ積層された板材３、３などを備えている。
【０００９】
ハニカムコア材２は、互いに独立する多数のセル２ａを形成したハニカム構造体で構成されており、表面および裏面が開放され、全体としてパネル状に形成されている。このハニカムコア材２としては、市販のものを採用することが可能である。また、その材質は、軽量化の観点からは、紙や軽量金属材料などの比重が小さいものが好ましい。さらに、セル２ａの形状およびサイズも特に制限はなく、例えば、セル２ａの径が１／２インチや、３／４インチなどの汎用サイズのものを採用することが可能である。本実施形態では、ハニカムコア材２として、クラフト紙製で、厚さが１５ｍｍであり、セル２ａのサイズが１／２インチのものを採用している。
【００１０】
多数のセル２ａは、隔壁２ｂによって形成されており、この隔壁２ｂの、ハニカムコア材２の厚さ方向の中央部には、隣接するセル２ａ同士を連通する連通孔２ｃが形成されている。図３に示すように、この連通孔２ｃは、遮音パネル１を製造する際の１つの工程において、ハニカムコア材２が展開する前の折りたたまれた状態にあるときに、ハニカムコア材２に、例えば１２ｍｍの間隔で、あらかじめ形成されたものであり、その径は、例えば３ｍｍである。
【００１１】
ハニカムコア材２の表面および裏面には、不織布４がそれぞれ直接、貼り付けられている。この不織布４は、例えばポリエステル（１０３ｇ／ｍ２）で構成されており、その厚さが例えば０．３ｍｍで、通気性を有しており、ハニカムコア材２の表面および裏面の全体をそれぞれ覆っている。また、板材３、３は、これらの不織布４、４の表面および裏面の全体をそれぞれ覆うように、これに貼り付けられている。各板材３は、遮音性を有する、例えばラワン合板で構成されており、その厚さは、例えば５．５ｍｍである。
【００１２】
以上の構成の遮音パネル１によれば、その表面側で発生した音は、まず、表面側の板材３に到達する。その際、音は、その一部が板材３の表面で反射され、それ以外の板材３内に入射した音は、板材３内で減衰された後、表面側の不織布４に到達する。音は、この不織布４を通過する際にも、若干、減衰され、次いで、ハニカムコア材２内に入射する。音は、ハニカムコア材２内のそれぞれのセル２ａを通過する際、空気の粘性抵抗によって減衰される。また、セル２ａ内に入射した音の一部は、隔壁２ｂに形成された連通孔２ｃを通過し、隣接するセル２ａ内に進入する。その際に、音の位相が反転するため、すなわち、表面側の板材３から不織布４を介してセル２ａ内に入射する音の位相とは逆になるため、板材３からの音と、連通孔２ｃを通過した音が打ち消し合うことによって、そのエネルギーが減衰し、ハニカムコア材２内で吸音される。次いで、音は、裏面側の不織布４に到達し、それを通過する際にも、表面側の不織布４を通過したときと同様に、若干、減衰され、裏面側の板材３に到達する。そして、裏面側の板材３を通過する際にも、表面側の板材３を通過したときと同様に、その内部で減衰された後、遮音パネル１の裏面側に到達する。
【００１３】
以上のように、各層において音の減衰がなされる結果、遮音パネル１の表面側から裏面側に透過する音の大きさを効果的に減少させることができる。特に、ハニカムコア材２の隔壁２ｂに形成された連通孔２ｃによる音の打消し合いにより、ハニカムコア材２での吸音性能を向上させることができ、その結果、遮音パネル１全体として、優れた遮音性能を得ることができる。
【００１４】
また、不織布４が介在することによって、ハニカムコア材２と板材３が直接、接触することがないため、表面側と裏面側の板材３、３がハニカムコア材２を介して、相互に振動的に結合することがない。このため、表面側と裏面側の板材３、３間にサウンドブリッジが生じるのを防止でき、遮音パネル１の遮音性能に悪影響を及ぼすのを防止することができる。なお、連通孔２ｃの径は３ｍｍで、ハニカムコア材２の厚さは１５ｍｍであるので、連通孔２ｃのサイズは、ハニカムコア材２の厚さに対して十分、小さい。それにより、遮音パネル１の剛性をほとんど低下させることなく、遮音パネル１の遮音性能の向上を図ることができる。
【００１５】
図４は、本発明の第２実施形態による遮音パネル１０を示している。本実施形態と、第１実施形態との相違点は、ハニカムコア材２の隔壁２ｂに形成した連通孔２ｃの数のみである。すなわち、第１実施形態では、隔壁２ｂの中央部に、連通孔２ｃが１つのみ形成されているのに対して、本実施形態では、遮音パネル１０の厚さ方向に、第１実施形態の連通孔２ｃと同じサイズの連通孔２ｃが２つ、並んで形成されている。これらの２つの連通孔２ｃ、２ｃは、本実施形態においても、ハニカムコア材２が折りたたまれた状態で形成される。この遮音パネル１０によれば、第１実施形態の遮音パネル１と同様、２つの連通孔２ｃ、２ｃが形成されていることによる音の打ち消し作用により、ハニカムコア材２の吸音性能が向上することによって、遮音パネル１０の遮音性能を向上させることができる。
【００１６】
図５は、第１および第２実施形態の遮音パネル１、１０の遮音性能を確認するために実施した試験結果の一例を示している。この試験は、上述した構成の遮音パネル１、１０と、ハニカムコア材２に連通孔２ｃを形成していない比較例としての遮音パネルについて、それぞれＪＩＳＡ１４１９による「実験室における建築部材の空気音遮断性能の測定方法」に基づき、日本建築学会の評価基準を加味して行ったものである。具体的には、図６に示すように、音源室と受音室の間に遮音パネル１、１０および比較例の遮音パネルの各試験体を設置した状態で、音源室で音を発生させたときの音圧レベルを、音源室および受音室でそれぞれ測定し、両音圧レベルの差（以下「音圧レベル差」という）ΔＤを求める。そして、求めた音圧レベル差ΔＤの値が、全ての周波数帯域において基準曲線を上回るときに、その基準曲線の呼び方によって、遮音等級を表すものである。なお、各試験体の寸法は、縦７４５ｍｍ×横１７８５ｍｍであり、比較例のハニカムコア材２などの各部材の厚さは、前述した遮音パネル１、１０と同じである。
【００１７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、遮音パネル１、１０および比較例についての試験結果をそれぞれ示している。同図（ｃ）に示すように、連通孔２ｃを形成していない比較例では、音源室と受音室との音圧レベル差ΔＤは、オクターブバンド中心周波数（以下、単に「周波数」という）ｆが上昇するのに伴って、徐々に上昇している。また、この比較例の音圧レベル差ΔＤの値は全体として低く、その遮音等級は、Ｄ−２０である。周波数ｆが３００Ｈｚおよび３０００Ｈｚ付近のときに、音圧レベル差ΔＤが低下しているのは、３００Ｈｚ付近においては、低音域共鳴透過によるものであり、３０００Ｈｚ付近においては、コインシデンス効果によるものである。
【００１８】
これに対し、遮音パネル１、１０も、比較例と同様、周波数ｆの上昇に伴って、音圧レベル差ΔＤが徐々に上昇する傾向を示し、これらの音圧レベル差ΔＤは、周波数ｆが２００Ｈｚ付近、および約５０００Ｈｚ以上であるときを除いて、比較例よりも高い値を示しており、遮音パネル１、１０は、全体的に比較例よりも高い遮音性能を有している。また、この場合の遮音パネル１、１０の音圧レベル差ΔＤの低下域は、比較例と比較して、低音域共鳴透過による低下域については、より低い周波数領域に移行し、コインシデンス効果による低下域については、より高い周波数領域に移行している。その結果、遮音パネル１、１０ではいずれも、Ｄ−２５の遮音等級が得られている。なお、上述したように音圧レベル差ΔＤの低下域が変化する理由は、以下の通りである。
【００１９】
遮音パネル１、１０では、そのハニカムコア材２に、連通孔２ｃが形成されていることにより、空気が１つのセル２ａ内に密閉されていないため、音がセル２ａ内に入射すると、その音圧によって、セル２ａ内の空気が、連通孔２ｃから隣接するセル２ａ内に押し出される。それにより、個々のセル２ａを空気ばねとみなすと、空気ばねが柔らかくなり、低音域共鳴透過が生じるセル２ａの固有振動数が低下する。その結果、音圧レベル差の低下域が、より低い周波数領域に移行する。一方、連通孔２ｃが形成されていることにより、遮音パネル１の剛性がやや低下することによって、コインシデンス効果が生じるコインシデンス周波数が上昇するため、それに伴って音圧レベル差の低下域もまた、より高い周波数領域に移行する。
【００２０】
以上の結果、第１および第２実施形態による遮音パネル１、１０は、比較例よりも一段階、上の遮音等級が得られ、遮音性能が向上していることが確認された。
【００２１】
図７は、遮音パネル１、１０および比較例のそれぞれについて、吸音性能を確認するために実施した試験結果の一例を示している。この試験は、ＪＩＳＡ１４０９による「残響室法吸音率の測定方法」に基づいて行ったものである。この測定に用いた試験体は、前述した遮音性能の測定用のものから、表裏の板材３、３を除去したもの（以下、それぞれ「吸音試験体Ａ〜Ｃ」という）であり、それらの寸法は、それぞれ縦８００ｍｍ×横１８９０ｍｍである。
【００２２】
図７（ａ）〜（ｃ）は、吸音試験体Ａ〜Ｃについての試験結果をそれぞれ示している。これによると、吸音試験体Ａ〜Ｃの残響室法吸音率（以下、単に「吸音率」という）ＳＣは、周波数が１２５Ｈｚ付近にあるときに一旦、大きく低下および上昇した後、周波数ｆが上昇するのに伴って、徐々に高くなっている。また、ほぼ全ての周波数帯域にわたって、吸音試験体Ａ、Ｂの吸音率ＳＣは、吸音試験体Ｃの吸音率ＳＣをやや下回っており、吸音率ＳＣがＣ＞Ａ＞Ｂの関係になっている。すなわち、吸音性能についてみたときには、隔壁２ｂに連通孔２ｃを形成すると、またその数が多いほど、吸音性能がむしろ低下することが判明した。これは、表面側および裏面側が開放した吸音試験体Ａ〜Ｃでは、セル２ａ内に入射した音が、連通孔２ｃを介して抜けやすくなるためと考えられる。
【００２３】
これに対して、前述したように、表裏面に板材３、３を積層することにより、遮音パネル１、１０として構成した場合には、連通孔２ｃを形成することによって、遮音性能が向上することが確認されている。これは、以下の理由による。すなわち、本実施形態の遮音パネル１、１０の遮音性能の向上は、前述したように、セル２ａの固有振動数の低下、および遮音パネル１、１０のコインシデンス周波数の上昇によって、低音域共鳴透過およびコインシデンス効果による音圧レベル差ΔＤの低下域がそれぞれ変化することに基づくものである。そして、そのようなセル２ａの固有振動数の低下、および遮音パネル１、１０のコインシデンス周波数の上昇は、隔壁２ｂに連通孔２ｃを形成しただけでは得られず、このことと、ハニカムコア材２の表裏面に積層した板材３、３との協働によってはじめて、得られるものだからである。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、遮音パネル１、１０の遮音性能を向上させるために、ハニカムコア材２の各隔壁２ｂに１つまたは２つの連通孔２ｃを形成しているが、連通孔２ｃの形状や数は、特に限定されるものではなく、遮音パネル１の剛性を損なわない限り、自由に設定することができる。また、連通孔２ｃは、すべての隔壁２ｂに形成することが望ましいが、それは必ずしも必要ではなく、連結孔２ｃを形成しない隔壁２ｂがあってもよい。また、実施形態で示した遮音パネル１の各構成要素は、あくまで例示であり、本発明の趣旨に合致する限り、他の適当な材質を採用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の遮音パネルは、より良好な遮音性能を得ることができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による遮音パネルを示す部分破断斜視図である。
【図２】図１の遮音パネルの部分側面図である。
【図３】ハニカムコア材に連通孔を形成する状況を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態による遮音パネルの部分側面図である。
【図５】（ａ）第１実施形態による遮音パネル、（ｂ）第２実施形態による遮音パネルおよび（ｃ）比較例についての遮音性能の試験結果を示す図である。
【図６】遮音パネルの遮音性能の試験方法を示す模式図である。
【図７】（ａ）吸音試験体Ａ、（ｂ）吸音試験体Ｂおよび（ｃ）吸音試験体Ｃの吸音性能の試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１　　　遮音パネル
２　　　ハニカムコア材
２ａ　　セル
２ｂ　　隔壁
２ｃ　　連通孔
３　　　板材
１０　　　遮音パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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