(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の開口を有する２枚の板状体で透明樹脂薄膜を挟持してなることを特徴とする透光型膜振動吸音板において、２枚の板状体の一方がアルミニウム製エキスパンドメタルを事前に平坦化したものであって、その平坦化率が０．４５％〜０．６０％の範囲にあり、他方が、穴径５ｍｍ〜１５ｍｍであって板厚が１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、かつ開口率が２０％〜５０％の範囲にある透明穴明樹脂板であることを特徴とする、透光型膜振動吸音板。
【請求項２】
請求項１に記載の透光型膜振動吸音板を音源側にまた、反音源側に透明な樹脂製の遮音板を配設して、それらを枠部材で保持することにより空気層を形成したことを特徴とする透光型吸音パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路や鉄道等の防音壁に関する技術分野に属する。詳しくは、吸音特性のみならず、必要に応じて吸音パネルを通しての見透かし性や透光性を有する防音壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や鉄道等の防音壁としては、音源側は多数のスリットを形成した金属板とし、背面の遮音板は金属板とした金属製の筐体の中に、グラスウール等の軟質繊維系多孔質吸音材を、紫外線や雨水などによる劣化を防止する目的で、耐候性フィルムで保護したものを挿入したものが一般的である。
【０００３】
また、道路両側の民家への日照対策や景観対策、眺望対策として透明な樹脂製遮音板等のみを用いた透光型の防音壁があげられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記道路や鉄道等の防音壁として一般的な、グラスウール等の軟質繊維系多孔質吸音材を充填した防音壁は、騒音低減効果は優れていても道路両側の民家への日照の問題や景観上の問題を惹起するばかりか、道路外への視界を遮蔽してしまうため、搭乗者が外の景色を見ることができないので強い閉塞感を伴う、という問題をも惹起している。
【特許文献１】特許第２８４７０６６号公報
【０００５】
また、前記透明な樹脂製遮音板のみを用いた透光型の防音壁は、民家への日照の問題、視界や景観性は優れていても、単なる遮音効果のみであるので道路や鉄道内部（音源側）の騒音低減効果は期待できない。従って音源側の音圧レベルは高いままか、もしくはより高くなっており、結果的に民家への騒音低減効果は十分とはいえない。
【特許文献２】特許第３３６４３３８号公報
【０００６】
さらに最近、本発明者等によって発明された透光型膜振動吸音板と透明な樹脂製遮音板とを組み合わせた透光・吸音型の防音壁の実用化が始まっているものの、透光性が必ずしも十分とはいえない等の問題を内在している。
【特許文献３】特許第１９２２４１６号公報
【０００７】
本発明の目的は、前記問題を解決してより優れた吸音特性と、透光性および見透かし性を兼備した、透光型膜振動吸音板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は透光型膜振動吸音板の長年の製造経験ならびに実験的検証により、吸音特性ならびに透光性の優れた透光型膜振動吸音板を見出して本発明に至ったものである。
【０００９】
本発明の第一の態様は、多数の開口を有する２枚の板状体で透明樹脂薄膜を挟持してなることを特徴とする透光型膜振動吸音板において、２枚の板状体の一方がアルミニウム製エキスパンドメタルを事前に平坦化したものであって、その平坦化率が０．４５％〜０．６０％の範囲にあり、他方が、穴径５ｍｍ〜１５ｍｍであって板厚が１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、かつ開口率が２０％〜５０％の範囲にある透明穴明樹脂板であることを特徴とする、透光型膜振動吸音板である。
【００１０】
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載の透光型膜振動吸音板を音源側にまた、反音源側に透明な樹脂製の遮音板を配設して、それらを枠部材で保持することにより空気層を形成したことを特徴とする透光型吸音パネルである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透光型膜振動吸音板を用いることにより、より透光性ならびに見透かし性および吸音特性の優れた、道路用ならびに鉄道用の防音壁の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の透光型膜振動吸音板について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
なお、以下の説明において、透光型膜振動吸音板とは、太陽光線の透過が可能であり、かつ吸音板を通して外の景観を見透かすことの出来る吸音板である。
【００１４】
また、以下の説明において、エキスパンドメタルとは金属板に特殊な刃型を用いて千鳥配列の切れ目を入れ、同時にこれを押し伸ばしながら網目を形成した網状の金属板である。図１はエキスパンドメタルの一つの網目１の正面図であり、図２は図１のａ−ａ断面図、また図３は図２の状態にロール圧延して平坦化加工を施した状態を示す説明図である。
【００１５】
図２から明らかなように、エキスパンドメタルの断面には大きな起伏（凹凸）があるため、弗素系透明樹脂薄膜２を挟持した際（他方の板状体は省略してある）、弗素系透明樹脂薄膜２との接触が不十分であり結果的に吸音特性は不十分である。
【００１６】
図３は、エキスパンドメタルを、圧延ロールを用いて平坦化加工を施した状態を示す説明図であり、弗素系透明樹脂薄膜２を挟持した際（他方の板状体は省略してある）、弗素系透明樹脂薄膜２との接触が十分になるので吸音特性も向上する。
【００１７】
しかしながら、エキスパンドメタルの平坦化率と吸音特性の間には関係があり、平坦化率は図２に示すＴと、図３に示すｔとの関係より下記（式１）により求めることができる。
Ｒ＝（Ｔ−ｔ）／Ｔ    （式１）
Ｒ：平坦化率
Ｔ：エキスパンドメタルの元厚（ｍｍ）
ｔ：エキスパンドメタルの平坦化後厚（ｍｍ）
【００１８】
発明者等の詳細な検討結果より、（式１）で求めた平坦化率は０．４５〜０．６０の範囲が吸音特性的に優れた範囲であり、０．５５〜０．６０の範囲がより好適である。なお、エキスパンドメタルの厚み計測は株式会社デックジャム製のシックネスゲージ７３０５：レバーを握り測定子（エキスパンドメタル）を挟んでダイヤルゲージ上に厚みを表示する方式の厚み計を用いた。
【００１９】
平坦化加工後のエキスパンドメタルの厚さには特に限定はなく、要求される機械的強度、透光型膜振動吸音板のサイズ等に応じて適宜選定すればよいが、吸音特性、取り扱性、加工性、重量等を考慮すれば、通常０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度、好ましくは０．４ｍｍ〜１ｍｍである。
【００２０】
また、以下の説明において透明穴明樹脂板とは、透明な樹脂板に打ち抜き加工を施した板状体であり、前記エキスパンドメタルの場合のような凹凸が無いので平坦化のための加工は不要である。
【００２１】
本発明における透明穴明樹脂板の厚さは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲が実用的であるが、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲がより好適である。
【００２２】
透明穴明樹脂板の開口形状は円形の千鳥配置が一般的であるが、この形状にこだわるものではなく、矩形や方形、三角形でもかまわない。
【００２３】
開口形状が円形の場合の穴径は５ｍｍ〜１５ｍｍが実用的であるが８ｍｍ〜１２ｍｍがより好適である。
【００２４】
また、開口率は２０％〜５０％の範囲が実用的であるが３０％〜４０％の範囲がより好適である。
【００２５】
さて、本発明の透光型膜振動吸音板の吸音機構に関して図４を用いて説明する。
【００２６】
すなわち、音源Gから透光型膜振動吸音板３の表面に音波Sが入射すると、音波S（振動する空気）の作用によって弗素系透明樹脂薄膜５が振動する。すなわち、音のエネルギーが透明樹脂薄膜５の振動に変換され吸音作用が発現する。（以下、吸音作用ａとする。図中には記されていない。）
【００２７】
また、前記吸音作用ａのように弗素系透明樹脂薄膜５が振動すると、薄膜表面と、薄膜に接触する平坦化加工を施したエキスパンドメタル４および透明穴明樹脂板６の表面で摩擦が生じて音のエネルギーが熱エネルギーに変換され、結果的に音のエネルギーが吸収されて吸音する。（以下、吸音作用ｂとする。図中には記されていない。）
【００２８】
エキスパンドメタルを平坦化することにより吸音特性が向上する理由は、平坦化によって弗素系透明樹脂薄膜５と前記エキスパンドメタルの接触面積が増大し、前記吸音作用ｂが増したものと推察する。
【００２９】
さらに、音波（Ｓ）が透光型膜振動吸音板３に衝突して、板に捩りや曲げが一時的に加わると、板固有の弾性に従って戻ろうとして板に振動が生じる。この時、音のエネルギーは振動のエネルギーに変換されて吸音されるものと推察する。（以下、吸音作用ｃとする。図中には記されていない。）
【００３０】
さて、図４に示すように透光型膜振動吸音板３の背後に背後空気層Ａを介して透明樹脂製遮音板７を配設すると、透光型膜振動吸音板３の吸音特性は一層向上する。
【００３１】
この理由は、透光型膜振動吸音板３の振動が背後空気層Ａを圧縮することにより背圧ＢＰが生じて吸音作用を発現するものと推察する（以下、吸音作用ｄとする。図中には記載されていない。）
【００３２】
本発明の透光型膜振動吸音板３は、上記吸音作用ａ〜ｃ、さらには吸音作用ｄの相乗効果によって、優れた吸音特性を発揮する。
【００３３】
また、背後空気層Ａの大きさを変えることにより、後記図７及び図１２に示す吸音率のピークを移動させる事が可能である。
【００３４】
すなわち背後空気層Ａを大きくするとこのピークは図中の左方向に移動するので、低周波数側の吸音特性が向上する。反対に背後空気層Ａを小さく選択すると、前記ピークは図中の右方に移動するので高周波数側の吸音特性が有利となる。
【実施例１】
【００３５】
５ｍｍ×１０ｍｍの網目サイズを有するアルミニウム製エキスパンドメタルを、圧延ロールを用いて平坦化加工を施したものを直径９９ｍｍ目標として円板状に切断した。
【００３６】
また、厚さが１．５ｍｍ、開口の径が１０ｍｍ、開口の中心間距離（ピッチ）が１６ｍｍ、開口角度が６０度の千鳥配列で開口率が３５％の透明穴明樹脂板６を直径９９ｍｍ目標として円板状に切断した。
【００３７】
透明樹脂薄膜として厚さ１２μｍの弗素系透明樹脂薄膜５を準備し、これを前記、平坦加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４と前記透明穴明樹脂板６で挟持して、垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプル８とした。
【００３８】
上記、実施例１の垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプル８の断面図を図５に示す。網目サイズが５ｍｍ×１０ｍｍで平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４を音源側に、また前記透明穴明樹脂板６が背後空気層側になるように組み立てた。
【００３９】
図は説明のための概念図であり、エキスパンドメタルのサイズ等は実寸に即したものではない。
【００４０】
この垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプル８を、１００ｍｍの背後空気層を確保して、ＪＩＳ１４０５−１９９８に基づいて垂直入射吸音率を測定した結果を図７の曲線ａに、比較例と比較して示す。
【００４１】
（比較例１）
実施例１と同様の５ｍｍ×１０ｍｍの網目サイズを有するアルミニウム製エキスパンドメタルを準備し、平坦化加工を施すこと無しに、直径９９ｍｍ目標として円板状に切断して、平坦化加工無しのエキスパンドメタル９とした。
【００４２】
比較例１のサンプルの断面図を図６に示す。背後空気層側の透明穴明樹脂板６は実施例１と同様のものを用いた。
【００４３】
図５及び図６も説明のための概念図であり、エキスパンドメタルのサイズ等は実寸に即したものではない。
【００４４】
実施例１と同様の弗素系透明樹脂薄膜５を準備し、平坦化加工無しのエキスパンドメタル９と前記透明穴明樹脂板６で挟持して垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプル１０とし、実施例１と同様の要領で垂直入射吸音率を測定した結果を、同じく図７の曲線ｂに示す。
【００４５】
（比較例２）
実施例１および比較例１のようにアルミニウム製のエキスパンドメタルと透明穴明樹脂板で弗素系透明樹脂薄膜５を挟持すること無しに、弗素系透明樹脂薄膜５のみのサンプルに対して垂直入射吸音率を測定した結果を、同じく図７の曲線ｃに示す。
【００４６】
図７から明らかなように、弗素系透明樹脂薄膜５のみ（図中の曲線ｃ）、および平坦化加工無しのアルミニウム製エキスパンドメタル９と透明穴開樹脂板６で弗素系透明樹脂薄膜５を挟持した場合（図中の曲線ｂ）においては、吸音率が不十分であり、吸音材とはなりえないことが明白である。
【００４７】
ところが、図５に示すように、事前に平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４と透明穴開樹脂板６で弗素系透明樹脂薄膜５を挟持することにより、図７中の曲線ａに示すように吸音特性は劇的に改善された。
【実施例２】
【００４８】
網目サイズ５ｍｍ×１０ｍｍの平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４で、大きさが５００ｍｍ×２０００ｍｍの板状体を準備した。
【００４９】
また、厚さが１．５ｍｍ、開口の径が１０ｍｍ、開口の中心間距離（ピッチ）が１６ｍｍ、開口角度が６０度の千鳥配列で開口率が３５％の透明穴明樹脂板６であって、大きさが５００ｍｍ×２０００ｍｍの透明穴開樹脂板６を準備した。
【００５０】
前記、網目サイズ５ｍｍ×１０ｍｍの平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４と前記透明穴明樹脂板６で、実施例１と同様の厚さ１２μｍの弗素系透明樹脂薄膜５を挟持して、本発明の透光型膜振動吸音板１１とした。
【００５１】
図８に前記、本発明の透光型膜振動吸音板１１を真上から俯瞰した状態の平面図を示す。図から明らかなように、平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４側が上面（音源側）に位置する。
【００５２】
図９に図８のａ−ａ断面図を示す。図８および図９はいずれも説明図であり、構成物のサイズや形状は実寸比例となっていない。
【００５３】
図１１に断面図で示すように、５００ｍｍ（幅）×２０００ｍｍ（長さ）×１００ｍｍ（深さ）で上面のみが開放する筐体１５を製作した。なお、この筐体１５の底面は厚さが５ｍｍの透明樹脂製遮音板１４で、側壁１３は厚さ１ｍｍの鋼板を用いて箱状に加工してなる、幅２５ｍｍ（すなわち、これが側壁の厚さ）の板材を組み合わせたものである。
【００５４】
この筐体１５の上面（開放面）を閉塞するように、前記本発明の透光型膜振動吸音板１１を固定して、本発明の透光型膜振動吸音パネル１６を製作した。
【００５５】
この本発明の透光型膜振動吸音パネル１６について、ＪＩＳＡ１４０９−１９９８に準じて残響室法吸音率を測定した結果を、図１２の曲線に示す。
【００５６】
図１２から明らかなように、実施例２の本発明の透光型膜振動吸音板１１、すなわち本発明の透光型吸音パネル１６も良好な吸音特性を示した。
【００５７】
さて、前記実施例２においては、図９に示すように弗素系透明樹脂薄膜５は１枚であったが、図１０に示すように、２枚の弗素系透明樹脂薄膜５を用いてもかまわない。この場合外側（平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４で挟持されていない側）の弗素系透明樹脂薄膜５が本発明の透光型吸音パネル１６の内部側になるように配設することが、弗素系透明樹脂薄膜５の保護上肝要である。２枚用いることにより、一般的に吸音特性は改善傾向を示す。
【実施例３】
【００５８】
本発明の透光型膜振動吸音板においては、その吸音特性のみならず光線透過率もまた特性上の重要な要素である。
【００５９】
実施例２で用いた本発明の透光型膜振動吸音板１１、すなわち網目サイズが５ｍｍ×１０ｍｍの、平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４と、穴径が１０ｍｍの透明穴明樹脂板６を用いた本発明の透光型膜振動吸音板１１の光線透過率を、照度計を用いて計測した。
【００６０】
照度計は、株式会社ＨＩＲＯＫＩ製（日本製）の型式：ＬＵＸ  Ｈｉ  ＴＥＳＴＥＲ  ３４２１（受光部：約４０ｍｍφ）である。
【００６１】
上記本発明の透光型膜振動吸音板１１（Ａ）を照度計受光部の前に置いた時と、置かない時の照度を測定して光線透過率を求めた。光源は自然光を用いた。
【００６２】
表１のＡに照度計を用いて本発明の透光型膜振動吸音板１１（Ａ）の光線透過率を求めた結果を示す。
【００６３】
（比較例３）
前記実施例３の比較例として、従来型の透光型膜振動吸音板、すなわち図１３の断面図で示す、網目サイズが５ｍｍ×１０ｍｍの平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル４、および網目サイズが４ｍｍ×８ｍｍの平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル１７で弗素系透明樹脂薄膜５を挟持して、従来型の透光型膜振動吸音板吸音板１８（Ｂ）を準備した。
【００６４】
前記実施例３と同様の方法で光線透過率を求めた結果を表１のＢに示す。
【００６５】
【表１】
0004516932.tif 000002
【００６６】
表１から明らかなように、光線透過率は、片方の板状体として透明穴明板を用いた本発明の透光型膜振動吸音板Ａの方が優れていることが明らかである。
【００６７】
板状体として２枚の透明穴開板を用いることにより、さらに光線透過率は改善傾向を示すものの、道路用防音壁の環境に長期間晒されるような場合には静電気等による排気ガス粉塵の吸着量が多いために、逆に早期に光線透過率が劣化するので実用的ではない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の透光型膜振動吸音板および透光型吸音パネルを用いることにより、吸音特性のみならず、必要に応じて吸音パネルを通しての透光性および見透かし性を有する、道路・鉄道用の防音壁に利用される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】エキスパンドメタルの説明図であり、一つの網目の正面図である。
【図２】図１のａ−ａ断面図である。
【図３】図２の状態をロール圧延して、平坦化加工を施した状態を示す図である。
【図４】本発明の透光型膜振動吸音板および透光型吸音パネルの吸音機構を説明する図である。
【図５】平坦化加工を施した垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプルの断面図である。
【図６】平坦化加工無しのエキスパンドメタルを用いた垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプルの断面図である。
【図７】垂直入射吸音率を示す図である。
【図８】本発明の透光型膜振動吸音板を真上から俯瞰した状態の平面図であり。
【図９】図８のａ−ａ断面図である。
【図１０】２枚の弗素系透明樹脂薄膜を用いた場合の図である。
【図１１】本発明の透光型吸音パネルを説明する図である。
【図１２】残響室法吸音率を示す図である。
【図１３】平坦化加工を施した２枚のエキスパンドメタルで弗素系透明樹脂薄膜を挟持した、従来型の透光型膜振動吸音板を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  エキスパンドメタルの一つの網目
２  弗素系透明樹脂薄膜
３  透光型膜振動吸音板
４  平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル
５  弗素系透明樹脂薄膜
６  透明穴明樹脂板
７  透明樹脂製遮音板
８  垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプル
９  平坦化加工無しのアルミニウム製エキスパンドメタル
１０  垂直入射吸音率測定用透光型膜振動吸音板サンプル
１１  本発明の透光型膜振動吸音板
１２  弗素系透明樹脂薄膜を２枚用いた場合の透光型膜振動吸音板
１３  側壁
１４  透明樹脂製遮音板
１５  筐体
１６  本発明の透光型吸音パネル
１７  平坦化加工を施したアルミニウム製エキスパンドメタル
１８  従来型の透光型膜振動吸音板
Ｔ  エキスパンドメタルの元厚
ｔ  エキスパンドメタルの平坦化後厚
Ｇ  音源
Ｓ  音波
Ａ  背後空気層
ＢＰ  背圧
【図１】
0004516932.tif 000003
【図２】
0004516932.tif 000004
【図３】
0004516932.tif 000005
【図４】
0004516932.tif 000006
【図５】
0004516932.tif 000007
【図６】
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【図７】
0004516932.tif 000009
【図８】
0004516932.tif 000010
【図９】
0004516932.tif 000011
【図１０】
0004516932.tif 000012
【図１１】
0004516932.tif 000013
【図１２】
0004516932.tif 000014
【図１３】
0004516932.tif 000015