(57)【要約】 【課題】  軽量で、吸音性能が高く、かつ屋外環境において性能を維持できる吸音パネルを提供する。【解決手段】  吸音パネル1 は多数の貫通孔を有する板材2と、該板材2の背面に設けられた繊維状多孔質吸音材3と、板材2および吸音材3からなる層状物4の背面、上下面および両側面を覆うカバー5とから構成されている。板材2はプラスチックシート厚さ５ｍｍ、目付８００ｇ／ｍ２のプラスチック段ボールからなる。多孔質吸音材3 は厚さ２５ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３のグラスウールからなる。カバー5は厚さ０．８ｍｍのアルミニウム押出材からなる。板材2を構成するプラスチック段ボールの孔長は５０ｍｍである。プラスチック段ボールからなる板材2の多数の貫通孔はパネルの厚さ方向に対し６０°の角度をなす。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の貫通孔を有する板材と、該板材の音源側の面を除いて少なくとも一面を覆うカバーとから構成された吸音パネルにおいて、多数の貫通孔がパネルの厚さ方向に対し３０〜８０°の角度をなすことを特徴とする吸音パネル。
【請求項２】
該板材の反音源側の面に多孔質吸音材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸音パネル。
【請求項３】
板材が０．５〜４０ｋｇ／ｍ２の面密度を有することを特徴とする請求項１または２記載の吸音パネル。
【請求項４】
孔のＬ／Ｄが５〜４０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の吸音パネル。
【請求項５】
孔密度が７０００個／ｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の吸音パネル。
【請求項６】
板材が積層体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の吸音パネル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の吸音板を用いて、少なくとも低周波数領域の騒音を吸収することを特徴とする吸音方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道軌道に近接した建物では、鉄道軌道からの騒音が影響するため、防音塀が設置されることがある。一般に、高架軌道では高欄が設置されているが、これに防音板を取り付けることにより、騒音の影響を低減する方法が取られる場合がある。
【０００３】
この場合、構造耐力上の制限から、重量のある付属物を新たに設置することができない既存鉄道高架軌道がある。
【０００４】
従来の吸音パネルとしては、代表的な吸音材としてのグラスウールを取付用の枠や表面保護用のパンチングメタル等の補助板等で被覆して板体に構成したもの（例えば特許文献１参照）や、セラミック系、モルタル系材料を板体に成形してなる吸音パネル等がある。セラミック吸音パネルとしては、多孔セラミック板の焼成品からなる吸音パネル（例えば特許文献２参照）が知られている。
【特許文献１】特開平１０−１８３５３９号公報。
【特許文献２】特開平７−１１０６９２号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸音材としてのグラスウールは、それ自体は比較的軽いのであるが、材料が軟らかいため、これを板体に構成する場合には上記パンチングメタル等の補助板で全体を被覆する必要があり、吸音パネル全体としては重量が大きくなってしまう。
【０００６】
また補助板等で被覆せずに、そのまま下地材にボルト、ナット等で取り付けることができるセラミック系やモルタル系の吸音パネルは、重量が非常に大きい。
【０００７】
上記特許文献２記載の吸音パネルは吸音率は高いものの、重くて脆く、冬場には内部に含浸した水分の凍結膨張により割れるという難点があり、屋外の用途には向かない。
【０００８】
また両者とも小径の連続的な気孔により高い吸音率を発現する反面、毛細管の原理で水分を含浸しやすく、粉塵による目詰まりで性能が低下し、屋外の用途には向かない。
【０００９】
従って、上述の従来の吸音パネルはいずれも、構造耐力上の制限から、重量のある付属物を設置することができない既存鉄道高架軌道には採用するのは困難であり、屋外で風雨に晒される環境での性能維持は困難である。
【００１０】
そこで、本発明は、このような従来の課題を解決して、軽量で、吸音性能が高く、かつ屋外環境において性能を維持できる吸音パネル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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は、請求項１において、多数の貫通孔を有する板材と、該板材の音源側の面を除いて少なくとも一面を覆うカバーとから構成された吸音パネルにおいて、多数の貫通孔がパネルの厚さ方向に対し３０〜８０°の角度をなすことを特徴とする吸音パネルを提供する。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、該板材の反音源側の面に多孔質吸音材が設けられていることを特徴とする吸音パネルを提供する。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の発明において、板材が０．５〜４０ｋｇ／ｍ２の面密度を有することを特徴とする吸音パネルを提供する。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、孔のＬ／Ｄが５〜４０であることを特徴とする吸音パネルを提供する。
【００１５】
また、請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、孔密度が７０００個／ｍ２以上であることを特徴とする吸音パネルを提供する。
【００１６】
また、請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、板材が積層体であることを特徴とする吸音パネルを提供する。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の吸音板を用いて、少なくとも低周波数領域の騒音を吸収することを特徴とする吸音方法を提供する。
【００１８】
請求項１の発明において、多数の貫通孔を有する板材の作成方法としては、板材への機械的穴あけ、ハニカム材の使用、筒の集成、段ボール状の成形体の積層、多数のリブのある板体の積層といった方法が挙げられる。
【００１９】
さらに筒状孔の表面に凹凸や起毛または微細な気孔を設けることにより吸音効果向上に寄与することができる。
【００２０】
請求項１の多数の貫通孔を有する板材は、板材の音源側の面を除いて少なくとも一面をカバーで覆って、保護されている。カバーで音源側の面を覆う場合には開口率７０％以上、さらに好ましくは開口率８５％以上のものを使用するのが吸音率維持の面から好ましい。パンチングメタルでは開口率が７０％程度が限度であるので、開口率をそれ以上にするためには金網のようなものを使用すると良い。カバーの材質としては屋外環境に使用可能な材料であれば金属、有機高分子材料、無機材料が挙げられるが、軽量とするために、薄い鋼板やアルミニウム板、または有機高分子材料が好ましい。カバーの下面には水抜き穴を設置しておいても良い。また部位により材質を変えても構わない。
【００２１】
さらに、請求項１の多数の貫通孔を有する板材は、有機高分子材料で形成されている場合、耐水性や耐衝撃性に優れており、その嵩比重は０．４以下であるので、軽量であり、既存の高架橋、鉄橋等に取付ける際に構造物への負担が小さくて済み、補強が必要でなく、寿命の短縮を招くことがない。嵩比重はより好ましくは０．２以下、さらに好ましくは０．１以下である。有機高分子材料としては特に限定されないが、吸音パネルが使用される環境を考慮すると、施工時または別途作業時に吸音パネルに何らかの物が当たった際の破損を防ぐために、衝撃で破損しにくい材料が好ましい。このような材料として、例えばポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。また屋外での使用における高分子材料の劣化を防ぐために、紫外線吸収剤等を混入したものを使用することが好ましい。また用途に応じて不燃性や難燃性、抗菌、防汚性を付与しても構わない。
【００２２】
多数の貫通孔はパネルの厚さ方向に対し３０〜８０°の角度をなす。この角度が３０°未満であると、０°の場合と同様で吸音率に変化無く、８０°を超えると、吸音率が低下する。
【００２３】
請求項２の発明では該板材の反音源側の面に多孔質吸音材を設けるので、吸音効果を一層高めることができる。この吸音材を面密度０．０４kg/ｍ２以下のフィルムで覆うことにより吸音材の吸音性能に悪影響を与えることなく、水や粉塵による目詰まりから吸音材を防護することができる。面密度のさらに好ましい範囲は０．０２kg/ｍ２以下であり、フィルムの材料としては金属箔もしくは有機高分子膜などが挙げられる。吸音材を多数の貫通孔を有する板材の内奥側の面に設置することで、吸音材が表面に露出することがないため、フィルムの破れを防ぐことができる。吸音材としては繊維状物、連続気泡の発泡体等が好ましい。多数の貫通孔を有する板材、吸音材、フィルム、さらにカバーまでを同材質の材料で構成すれば、廃棄時の分別が容易でリサイクル可能となる。
【００２４】
請求項３の発明では、板材が０．５〜４０ｋｇ／ｍ２の面密度を有する。この面密度が０．５ｋｇ／ｍ２未満であると、吸音率が低下し、４０ｋｇ／ｍ２を超えると、軽量性に支障が出る。
【００２５】
請求項４の発明では、孔のＬ（長さ）／Ｄ（直径）比は５〜４０である。Ｌ／Ｄが５未満であると、吸音効果小さく４０を超えると、音波が導入されず吸音効果が小さい。 
請求項５の発明では、孔密度は７０００個／ｍ２以上である。孔密度が７０００個／ｍ２ 未満であると、吸音率が低下する。
【００２６】
請求項６の発明では、板材は積層体である。板材は単板であってもよいが積層体であると吸音効果が一層高い。
【００２７】
請求項７に係る発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の吸音板を用いて、少なくとも低周波数領域の騒音を吸収する。本発明による吸音方法は、少なくとも低周波数領域、好ましくは５００Ｈｚより低周波数側の領域の騒音を吸収する吸音方法である。従来、５００Ｈｚより低周波数側の領域で吸音を効果的に行うことが求められていたが、困難であった。たとえば、実施例７に示すように、プラスチック段ボールからなる多数の貫通孔を有する板材のみ、および、グラスウールからなる吸音材のみでは、５００Ｈｚより低周波数側の領域では効果的な吸音ができないが、本発明による吸音方法は、このような低周波数側の領域の騒音を効果的に吸収することができる。
【００２８】
吸音パネルの取り付け方法としては、壁にボルトやネジ、リベット等を使用して機械的に締結する方法や、吸音パネルにかぎ状の係止部を設け、壁にも桟を設置して簡易に取り替え可能なように壁掛けする方法や、接着剤にて接着接合する方法がある。軽量であるため、大がかりな取り付け方法を必要とせず、簡易に取り付けることが可能である。
【００２９】
本発明による吸音パネルは、既存の壁、構造物等にこれを設置する使用形態の外、吸音パネル自体を防音壁として用いることもできる。例えば、耐火性や耐候性、対擦過性を必要とする用途では、新設もしくは既存の防音壁を撤去して新たに本発明による吸音パネルを防音壁として設置する場合は、カバーの後面部の材質として金属板もしくはフレキシブルボードなど、比較的面密度の高い板体を使用すればよい。
【００３０】
吸音パネルを保護板で被覆すると、既設の壁とカバーが列車の通過時の振動により互いに衝突して新たな音源になることがある。これを防ぐために、吸音パネルを弾性接着剤で固定する方法や、ボルト固定する際にもゴム状材料を間に挿入する方法などがある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、以上に説明したとおり、軽量で、吸音性能が高く、かつ屋外環境において性能を維持できる吸音パネルを提供することができるので、以下に示すような効果が奏される。
【００３２】
ａ．構造耐力上の制限から重量のある付属物を設置することができない既存鉄道高架軌道の高欄に、鉄道騒音の近隣への影響を低減するための吸音パネルを設置することができる。
【００３３】
ｂ．このような吸音パネルは、普及率が高く、比較的単純な形状の成形体を利用して製作することができるとともに、孔の深さや、異なった深さの孔を組み合わせる等により吸音周波数特性を簡易に制御でき、製品間の吸音特性にばらつきがない。
【００３４】
ｃ．軽量であることから、高欄等への取り付け作業を容易に行うことができる。
【００３５】
ｄ．特定範囲の径の筒状孔としたこと、吸音材を多数の貫通孔を有する板材の奥部に格納し表面に露出しないようにしたこと、吸音材をフィルムで被覆したことにより、屋外環境下において、従来の無機多孔質体の吸音パネルのような含水による性能の低下や凍害による割れが生じない。また繊維状吸音パネルのような含水・粉塵による性能低下についても防ぐことができる。
【００３６】
ｅ．多数の貫通孔を有する板材をプラスチック段ボールの積層体で作製することにより、防水性、耐候性に優れ、凍結に対し強靱であり、振動を受けた際に脆くなく、既設構造物への設置が楽に行えるように軽量であり、安価に作製できる吸音パネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００３８】
実施例１
図１は吸音パネルの正面図、図２は図１中のII−IIに沿う断面図である。
【００３９】
これらの図において、符号(1) は本発明により構成した吸音パネルを示すもので、多数の貫通孔を有する板材(2)と、該板材(2)の背面すなわち反音源側の面に設けられた繊維状多孔質吸音材(3)と、板材(2)および吸音材(3)からなる層状物(4)の正面すなわち音源側の面を除いてすべての面（背面、上下面および両側面）を覆うカバー(5)とから構成されている。
【００４０】
板材(2)は厚さ５ｍｍ、目付８００ｇ／ｍ２のプラスチック段ボールからなり、その面密度 ５．６ ｋｇ／ｍ２である。板材(2)の貫通孔のＬ／Ｄは １５ である。板材(2)の貫通孔の密度は １８７００ 個／ｍ２である。多孔質吸音材(3) は厚さ２５ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３のグラスウールからなる。カバー(5)は厚さ０．８ｍｍのアルミニウム押出材からなる。板材(2)を構成するプラスチック段ボールの孔長は７５ｍｍである。吸音パネル(1)は側部固定棒(6)および中央固定棒(7)によって補強されている。
【００４１】
上記構成の吸音パネルにおいて、プラスチック段ボールからなる板材(2)の多数の貫通孔はパネルの厚さ方向に対し６０°の角度をなす。この角度を４５°、５０°、５５°および６０°と変動させ、それぞれの角度の吸音パネルを作製した。
【００４２】
実施例２
この実施例の吸音パネルは、板材(2)の背面に繊維状多孔質吸音材が設けられていない点を除いて、実施例１と同様に構成されている。
【００４３】
比較例１
この吸音パネルは、多数の貫通孔を有する板材がなく繊維状多孔質吸音材(3)のみがある点を除いて、実施例１と同様に構成されている。
【００４４】
比較例２
この吸音パネルは、多数の貫通孔を有する板材がパネルの厚さ方向に対して傾いていない点を除いて、実施例１と同様に構成されている。
【００４５】
比較例３
この吸音パネルは、多数の貫通孔を有する板材がパネルの厚さ方向に対して傾いていない点を除いて、実施例２と同様に構成されている。
【００４６】
吸音試験
実施例１〜３、比較例１〜２の吸音パネルを、カバーに覆われていない面すなわち正面が音源を向くように配置し、吸音率を測定した。これらの結果を図３および図４のグラフに示す。
【００４７】
これらのグラフからわかるように、プラスチック段ボールからなる板材(2)の多数の貫通孔はパネルの厚さ方向に対し３０〜８０°の角度をなす吸音パネルは、いずれも良好な吸音率を示した。とりわけ従来困難であった５００Ｈｚより低周波数側の領域で効果的な吸音ができた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１を示す吸音パネルの正面図である。
【図２】図１中のII−II線に沿う断面図である。
【図３】実施例１による吸音パネルについての周波数と吸音率の関係を示すグラフである。
【図４】実施例２による吸音パネルについての周波数と吸音率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
(1)：吸音パネル
(2)：多数の貫通孔を有する板材
(3)：繊維状多孔質吸音材
(4)：板材(2)および吸音材(3)からなる層状物
(5)：カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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