(57)【要約】【課題】  幅広い周波数域で安定した高い吸音率を有し、高強度で、耐久性、耐候性に優れた吸音板を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の貫通孔１３が設けられた多孔質セラミック吸音板１０と、多孔質セラミック吸音板１０の一方の面１２に貼付または当接したセメント系剛体多孔質吸音板２０と、多孔質セラミック吸音板１０とセメント系剛体多孔質吸音板２０とを一体的に組み合わせるパネル３０とを有している。また、パネル３０がパネル枠３１とパネル板３２とを有し、パネル板３２とセメント系剛体多孔質吸音板２０との間に空気層４０が設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が設けられた多孔質セラミック吸音板と、
該多孔質セラミック吸音板の一方の面に貼付または当接したセメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板と、
前記多孔質セラミック吸音板とセメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板とを一体的に組み合わせるパネルとを有する吸音板。
【請求項２】
前記パネルが、パネル枠とパネル板とを有し、該パネル板と前記セメント系剛体多孔質吸音板との間に空気層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸音板。
【請求項３】
前記複数の貫通孔の開口面積を合計した面積が、前記多孔質セラミック吸音板の表面積の１０〜３０％であることを特徴とする請求項１または２記載の吸音板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音板、特に、道路およびトンネル内の交通騒音を吸収する吸音板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速道路などの防音壁や、掘割部ないしトンネルなどの反射音対策としても用いられる吸音板は、焼結セラミック系の剛体組織からなる多孔質吸音材（以下、多孔質セラミック吸音材と称す）、セメント系、珪酸カルシウム系などの剛体組織からなる多孔質吸音材（以下、セメント系剛体多孔質吸音材と称す）、セメント、珪酸カルシウムを主成分とする発泡吸音材（以下、セメント系発泡吸音材と称す）等を板状に形成したものである。
これらの吸音板を形成する材料は、化学的組成、気孔率や空気の流れ抵抗（通気抵抗）を左右する空隙構造など一定の固有的特性を持っているため、吸音性能を改良することが困難であった。
また、多孔質セラミック吸音板の場合には、重量と経済性の制約があるため、たとえば、厚さを約２０ｍｍ程度にして、裏面に空気層を設けてパネル化されることから、衝撃に弱く破損し易いという欠点があった。
また、セメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板は、表面硬度が十分でないため表面にキズがつき易いという欠点があった。
【０００３】
また、多孔質セラミック吸音板の厚さ方向に異なる深さの多数の穴を穿設して、幅広い周波数域において優れた吸音性能を発揮させる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、多孔質セラミック吸音板の厚さ方向に非貫通溝を設けて、幅広い周波数域において優れた吸音性能を発揮させる発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、セメント系発泡吸音材の片側表面に多数の凹溝を形成し、裏面に遮音背面板を直接接合してパネル化して、吸音性能、機械的強度および施工性を向上した発明が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平９−３２８８３３号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】特開平１０−３０２８８号公報（第２−４頁、図１）
【特許文献３】特開２０００−５６７７６号公報（第４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された発明は、特に、高い周波数域（道路交通騒音の周波数は４００Ｈｚ〜１０００Ｈｚに占める割合が高い）において、吸音率を平坦（ピークがない）にしようとすると、様々な深さの多数の穴を穿設する必要があり、セラミックブロックの成形が困難になって、製造コストの上昇を招いていた。
また、特許文献２に開示された発明は、吸音特性が特定の周波数においてピークを示すため、高い周波数域の全域において、平坦で満足のいく吸音率が得られなかった。
さらに、特許文献３に開示された発明は、高い周波数域の全域において、高い吸音率が得られるものの、セメント質発泡体等を用いるため表面キズが付き易かった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、幅広い周波数域で安定した高い吸音率を持ち、高強度で、耐久性、耐候性に優れた吸音板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る吸音板は、複数の貫通孔が設けられた多孔質セラミック吸音板と、
該多孔質セラミック吸音板の一方の面に貼付または当接したセメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板と、
前記多孔質セラミック吸音板とセメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板とを一体的に組み合わせるパネルとを有する。
【０００７】
（２）また、前記パネルが、パネル枠とパネル板とを有し、該パネル板と前記セメント系剛体多孔質吸音板との間に空気層が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
（３）また、前記複数の貫通孔の開口面積を合計した面積が、前記多孔質セラミック吸音板の表面積の１０〜３０％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る吸音板は、以上であるから、下記の効果を奏する。
（ｉ）表面側吸音板の貫通孔の底に、セメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板からなる裏面側吸音板が配置されるから、低周波数域から高周波数域まで幅広い範囲で高い吸音率が発揮される。
（ｉｉ）表面側吸音板として高硬度の多孔質セラミック吸音板が配置されるから、表面側吸音板にキズが付き難い。
（ｉｉｉ）表面側吸音板をハードなブラッシングによって水洗洗浄することが可能になる。
（ｉｖ）裏面側吸音板としてセメント系剛体多孔質吸音板若しくはセメント系発泡吸音板が貼付または当接されるため、表面側吸音板が衝撃等による撓みに対して割れ難くなる。
（ｖ）さらに、表面側吸音板には貫通孔が設けられているため、表面が無模様でなく意匠性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１に係る吸音板を模式的に示す断面図である。
図１の（ａ）において、吸音板１は、複数の貫通孔１３が設けられた表面側吸音板１０と、表面側吸音板１０の裏面側に配置された裏面側吸音板２０と、表面側吸音板１０と裏面側吸音板２０とを保持するパネル３０とを有している。なお、表面側吸音板１０の裏面１２と裏面側吸音板２０の表面２１とは接着剤によって接着、または、接着することなく互いに当接されている。
【００１１】
パネル３０はパネル枠３１とパネル板３２を有し、パネル枠３１が表面側吸音板１０および裏面側吸音板２０の外周端面を保持し、パネル板３２は裏面側吸音板２０の裏面２２に当接している。
図１の（ｂ）において、吸音板２は、パネル板３２が裏面側吸音板２０の裏面２２から離れ、所定厚さの空気層４０を形成している。なお、図１の（ａ）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００１２】
図２は本発明の実施形態１に係る吸音板の表面側吸音板を示す外観図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部断面の側面図である。
図２の（ａ）および（ｂ）において、矩形の表面側吸音板１０には千鳥状に貫通孔１３が設けられている。表面側吸音板１０は行方向（図中、横方向）３２３ｍｍ、列方向（図中、縦方向）４８０ｍｍの矩形板であって、貫通孔１３は行方向に３０ｍｍ間隔で配置され、列方向で３２ｍｍ間隔で千鳥状（奇数行が偶数行に対して行方向で１５ｍｍずれている）に配置されている。
【００１３】
このとき、貫通孔１３の内径（直径）を１０〜３０ｍｍにすれば、貫通孔１３を設けない場合の表面側吸音板１０の表面積（以下、吸音板の表面積と称す）に対し、全ての貫通孔１３の開口部の面積を合計した面積が占める割合（以下、開口率と称す）が５〜２０％になる。
なお、貫通孔１３の平面形状は、円形が製造の上からベストであるが、三角形、四角形、あるいは楕円形であってもよい。
【００１４】
表面側吸音板１０は無機質多孔質吸音材（多孔質セラミック吸音材）であって、これを形成する無機質粒子としては、ムライト、アルミナ、シリカ、コージライトなどの単独品、あるいはそれらの混合品、陶磁器粒子、陶磁器くず、珪砂などの砕石粒子が適宜に応用可能である。
一方、裏面側吸音板２０はセメント系剛体多孔質吸音材若しくはセメント系発泡吸音材である。
また、パネル３０は鋼製形材（チャンネル）と鋼板によって形成されているが、これに限定するものではなく、たとえば、コンクリートなどであってもよい。
【００１５】
したがって、表面側吸音板１０は無機質粒子が結合したものであるため、繊維質のものに比較して高硬度であってキズが付き難いから、表面が排気ガス等により汚れた場合には、ハードなブラッシングでの水洗洗浄が可能になる。また、表面側吸音板１０には貫通孔１３が空いているため、表面が平坦なものに較べ、貫通孔１３の大きさや配置パターンを組み合わせることによって意匠性にも優れたものになる。
【００１６】
また裏面側吸音板として、セメント系剛体多孔質吸音板を組み合わせて使用しているから、表面側吸音板１０が補強されるため、衝撃等による撓みに対して割れ難くなっている。
なお、吸音板１が低音域から高音域まで、広い周波数域で高い吸音率を有することについては、以下に説明する。
【００１７】
図３〜５は本発明の実施形態１に係る吸音板の吸音特性を示す実験結果であって、縦軸は垂直入射吸音率（以下、吸音率と称す）、横軸は周波数を示す。
図３は、表面側吸音板に設けた貫通孔の効果を示すものであって、吸音板Ｓは、厚さ２０ｍｍの多孔質セラミック吸音板を表面側吸音板とし、これに厚さ５０ｍｍのセメント系剛体多孔質吸音板を裏面側吸音板として接着したもの、吸音板Ａは、厚さ２０ｍｍの多孔質セラミック吸音板に直径１５ｍｍ（開口率が１４％）の貫通孔を設けた表面側吸音板に対し、厚さ５０ｍｍのセメント系剛体多孔質吸音板を裏面側吸音板として接着したものである。図３において、高音域になる程、貫通孔を設けることによる吸音率の向上効果が顕著になっている。
【００１８】
図４は、貫通孔を設けた多孔質セラミック吸音板について、貫通孔の底を塞ぐ裏面側吸音板の材質の効果を示すものである。それぞれ、厚さ２０ｍｍの多孔質セラミック吸音板に直径１５ｍｍ（開口率が１４％）の貫通孔を設けた表面側吸音板に対し、吸音板Ａは厚さ５０ｍｍのセメント系剛体多孔質吸音板を裏面側吸音板として接着したもの（図３に同じ）、吸音板Ｂは厚さ５０ｍｍの多孔質セラミック吸音板を裏面側吸音板として接着したもの（すなわち、厚さ７０ｍｍの多孔質セラミック吸音板に表面側で深さ２０ｍｍの止まり穴を設けたものに相当する）、吸音板Ｃは厚さ５０ｍｍのコンクリート板を裏面側吸音板として当接したものである。
【００１９】
図４において、吸音板Ａ（セメント系剛体多孔質吸音板を裏面側吸音板とする）は吸音板Ｂ（多孔質セラミック吸音板を裏面側吸音板とする）に比較して、低音域から高音域に渡る広い周波数域で高い吸音率を有している。また、吸音板Ｃ（コンクリート板を裏面側吸音板とする）は吸音板Ｂに比較して、極端に吸音率が低く、貫通孔を有さない吸音板Ｓ（図３参照）よりも吸音率が低くなっている。
すなわち、貫通孔に侵入した音は、貫通孔の底部を塞ぐ材料によって吸収または反射されるため、特に、吸音板Ａは、吸収性能の優れたセメント系剛体多孔質吸音板を底部に有することから、多孔質セラミック吸音板を底部に有する吸音板Ｂ（止まり穴に相当する）よりも、優れた吸音率を示している。
一方、吸音板Ｃは、表面側吸音板に貫通孔が設けられているにもかかわらず、貫通孔を有しない吸音板Ｓ（図３参照）より、吸音率が低くなっている。これは、貫通孔に侵入した音が貫通孔の底を塞ぐコンクリートにおいて反射され、再度貫通孔から放射されたため該放射された音の方が、表面側吸音板の貫通孔に相当する面積の表面において反射される音より大きくなったためと推定される。つまり、貫通穴を設けたことによるプラス効果よりも、底部からの反射音によるマイナス効果が顕著になったためと考えられる。
このことから、吸音板に貫通孔を設けて、吸音板の吸音率の向上を得るためには、貫通孔の一方を吸音率の高い材料によって塞ぐ必要があることが示される。
【００２０】
図５は、裏面側吸音板の厚さおよび裏面側吸音板の後背に設けた空気層の効果を示すものであって、直径１５ｍｍ（開口率が１４％）の貫通孔を設けた厚さ２０ｍｍの多孔質セラミック吸音板を表面側吸音板として、セメント系剛体多孔質吸音板からなる裏面側吸音板の厚さ、および裏面側吸音板の背後の支持要領を変更したものである。
吸音板Ｆは、裏面側吸音板の厚さを３０ｍｍにして、その背後に厚さ２０ｍｍの空気層を設けたものである。図５において、吸音板Ｆは、吸音板Ａに比較して中高音域における吸音率が高くなっている。すなわち、裏面側吸音板の厚さを薄くした（２０ｍｍ減少）ことによって吸音性能が悪化するにもかかわらず、空気層を設けたことによって該悪化が補完され、さらに、特に中高音域においては、裏面側吸音板の厚さが厚い場合（５０ｍｍ）よりも良好な吸音性能が得られている。
したがって、吸音性能の向上に加えて、裏面側吸音板の量が大幅に減少することによって、吸音板の軽量化および製造コストの低減が図られることになる。また、同等の吸音率を得ようとする場合には、空気層を設けることによって裏面側吸音板をさらに薄くすることができるから、該裏面側吸音板を組み込んだパネルは軽量であって、安価に製造されると共に施工性（ハンドリング性）が向上する。
【００２１】
以上は、裏面側吸音板としてセメント系剛体多孔質吸音板を使用した場合について説明しているが、同程度の吸音特性を有するセメント系発泡吸音板を使用してもよいことは勿論である。
なお、表１に表面側吸音板１０を形成する多孔質セラミック吸音板の物性値を、表２に裏面側吸音板２０を形成するセメント系剛体多孔質吸音板の物性値を示す。
【００２２】
【表１】
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【表２】
2005200913.tif 000004
【００２３】
［実施形態２］
図６は、本発明の実施形態２に係る吸音パネルを模式的に示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。なお、実施の形態１（図１、２）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図６において、吸音パネル３は、吸音板２（幅４８０ｍｍ×高さ３２３ｍｍ、表面側吸音板の厚さ２０ｍｍ、裏面側吸音板の厚さ３０ｍｍ、空気層の厚さ２０ｍｍ、図１の（ｂ）参照）を６枚並べて１枚のパネルに形成したものである。
パネル３０は、横形鋼３１ａ、３１ｃ、縦形鋼３１ｂ、３１ｄによって形成された矩形状のパネル枠３１と、パネル板３２とを有している。パネル板３２は、２列の凹部３２ｂ、３２ｄと、取り付け部３２ａ、３２ｅと、中央の支持部３２ｃとを有している。そして、吸音板２の周縁部はパネル枠３１に包持され、裏面２２の中央が支持部３２ｃに当接して支持され、裏面側には凹部３２ｂ、３２ｄによって２列の空気層４０が形成されている。
【００２４】
したがって、吸音板２はパネル３０によって保護され、パネル３０単位で壁面に固定することができるから、ハンドリング性が向上して施工作業が容易になる。そして、複数のパネル３を横方向および縦方向に配置することによって、所定の広がりを有する防音壁を容易かつ迅速に形成することが可能になる。
なお、表面側吸音板１０の周囲に押さえ材を配置して裏面側吸音板２０を直接挾持してもよい。また、支持部３２ｃを複数箇所に設けたりあるいは省略したりしてもよい。また、吸音パネル３に吸音板１（空気層を有さない）を組み込んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、構造物の屋外および屋内に設置される吸音板に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１に係る吸音板を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の実施形態１に係る吸音板の表面側吸音板を示す外観図。
【図３】吸音板の吸音特性（貫通孔の効果）を示す実験結果。
【図４】吸音板の吸音特性（裏面側吸音板の材質の効果）を示す実験結果。
【図５】吸音板の吸音特性（空気層の効果）を示す実験結果。
【図６】本発明の実施形態２に係る吸音パネルを模式的に示す正面図および断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１ 吸音板、                 ２ 吸音板、              ３ 吸音パネル、
１０ 表面側吸音板、         １１ 表面、              １２ 裏面、
１３ 貫通孔、               ２０ 裏面側吸音板、      ２１ 表面、
２２ 裏面、                 ３０ パネル、            ３１ パネル枠、
３２ パネル板、             ４０ 空気層
【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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