(57)【要約】【課題】低周波帯域での防音効果が特に高くなるように、広帯域で防音効果を発揮することを可能とし、しかも、比較的低廉なコストで実現すること。【解決手段】壁１に取り付けられるパネル部材２並びに同パネル部材２を用いたパネル壁Ａが開示される。パネル部材２は、無機質を主成分とする板状本体２０を備える。板状本体２０には、内部に形成されるキャビティ２４と、このキャビティ２４を外部に連通する連通口が形成される。板状本体２０の表側の面を構成する前壁面２１には、連通口２５が開口している。板状本体２０の裏面を構成する後壁面２２には、キャビティ２４、２４ａ、２４ｂと連通する少なくとも一条のスリット３０が開口している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁に取り付けられるパネル部材であって、
無機質を主成分とし、かつ内部に形成されたキャビティと前記キャビティを外部に連通する連通口とを有する板状本体を備え、
前記板状本体は、
当該板状本体の表側の面を構成し、かつ前記連通口が開口する前壁面と、
当該板状本体の裏面を構成し、かつ前記壁に面する後壁面と、
前記キャビティと連通して前記後壁面に開口する少なくとも一条のスリットを有している
ことを特徴とするパネル部材。
【請求項２】
請求項１に記載のパネル部材において、
前記キャビティ及び前記連通口は、ヘルムホルツ型の共鳴構造を構成するものである
ことを特徴とするパネル部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパネル部材において、
前記キャビティは、正面視四角形に形成された前記板状本体の隣り合う２辺のうち一方の辺に沿って延びる複数の溝であり、
前記連通口は、当該キャビティごとに形成され、かつ当該キャビティと平行に延びる複数の溝であり、
前記スリットは、前記２辺のうち他方の辺に沿って延びる線状に形成されている
ことを特徴とするパネル部材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のパネル部材において、
前記前壁面に貼着され、少なくとも前記開口と連通する孔が形成されたシート部材をさらに備えている
ことを特徴とするパネル部材。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のパネル部材と、
前記パネル部材と前記壁との間に空気層を形成した状態で前記パネル部材を前記壁に連結するスペーサと
を備えていることを特徴とするパネル壁。
【請求項６】
請求項５に記載のパネル壁において、
前記空気層には、吸音材が充填されている
ことを特徴とするパネル壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル部材及び同パネル部材を用いたパネル壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内における残響発生の抑止あるいは騒音防止等を目的として、音を吸収する吸音パネルが用いられる。このような吸音パネルとして、特許文献１には、後面において開口した複数の大径孔（キャビティ）、および前面において開口し且つ複数の大径孔のそれぞれに連通した複数の小径孔を有する基板と、複数のピンホールを有しており且つ基板の前面に定着された樹脂製化粧フィルムとを備えており、ピンホールが小径孔を介して大径孔と連通している構成が開示されている。
【０００３】
このような吸音パネルでは、ピンホールや小径孔の空気の重量と、大径孔の空気の弾性とによって定まる共鳴周波数により、ピンホールや小径孔の空気が激しく振動し、この運動によって、一部のエネルギーが空気の粘性のために大径孔内において熱エネルギーに変換される。そのため、樹脂製化粧フィルム側において発生した音が大径孔内において音のエネルギーを減衰させることによって、騒音等を防止する防音効果を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示したように、吸音パネルに設けた大径孔を形成し、この大径孔をピンホールで室内と連通して、共鳴した場合には、比較的高周波帯域での防音効果を高めることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記構成によっては、生活騒音として問題となる周波数帯域（特に、６３０Ｈｚから１２５０Ｈｚ）での防音効果が乏しかった。
【０００７】
低周波帯域での防音効果を高めるためには、ピンホールや大径孔に相当する部位を積層的に形成することが好ましい。しかしながら、そのような構成では、パネル部材をセメント等の無機質を主成分とする成型品で形成することが困難であり、コスト高のため、実用化が困難となる。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、低周波帯域での防音効果が特に高くなるように、広帯域で防音効果を発揮することを可能とし、しかも、比較的低廉なコストで実現することのできるパネル部材及び同パネル部材を用いたパネル壁を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、壁に取り付けられるパネル部材であって、無機質を主成分とし、かつ内部に形成されたキャビティと前記キャビティを外部に連通する連通口とを有する板状本体を備え、前記板状本体は、当該板状本体の表側の面を構成し、かつ前記連通口が開口する前壁面と、当該板状本体の裏面を構成し、かつ前記壁に面する後壁面と、前記キャビティと連通して前記後壁面に開口する少なくとも一条のスリットを有していることを特徴とするパネル部材である。
【００１０】
この態様では、板状本体の内部に形成されるキャビティが前壁面に開口する複数の連通口と連通するばかりでなく、後壁面に形成されたスリットとも連通することによって、当該スリットを有意に活用し、施工後に生活音として問題となる低周波数帯域を含む広帯域で有効に吸音機能を発揮することが可能となる。また、スリットによって後壁面側とキャビティとを連通するだけの構造であるため、セメント等の無機質を主要な材料とする成型品で板状本体を構成した場合においても、成形や加工が容易になり、コスト低減に寄与することができる。
【００１１】
好ましい態様のパネル部材において、前記キャビティ及び前記連通口は、ヘルムホルツ型の共鳴構造を構成するものである。この態様では、板状本体自身が所定の吸音機能を発揮し、スリットの構成と相俟って相乗的に防音効果を高めることが可能になる。
【００１２】
好ましい態様のパネル部材において、前記キャビティは、正面視四角形に形成された前記板状本体の隣り合う２辺のうち一方の辺に沿って延びる複数の溝であり、前記連通口は、当該キャビティごとに形成され、かつ当該キャビティと平行に延びる複数の溝であり、前記スリットは、前記２辺のうち他方の辺に沿って延びる線状に形成されている。この態様では、パネル部材の後壁面に開口するスリットによって、複数の溝で形成されたキャビティ同士が連通することにより、高い防音効果を発揮することが可能となる。
【００１３】
好ましい態様のパネル部材において、前記前壁面に貼着され、少なくとも前記開口と連通する孔が形成されたシート部材をさらに備えている。この態様では、シート部材に形成された孔が板状本体の共鳴構造の要素として寄与し、騒音対策が必要な低周波数帯域において高い吸音率を得ることが可能となる。
【００１４】
本発明の別の態様は、上述したいずれかのパネル部材と、前記パネル部材と前記壁との間に空気層を形成した状態で前記パネル部材を前記壁に連結するスペーサとを備えていることを特徴とするパネル壁である。
【００１５】
この態様では、スペーサによってパネル部材と壁との間に空気層が形成され、この空気層が、パネル部材の後壁面に開口するスリットと協働して、ヘルムホルツ型の共鳴構造を構築し、その共鳴作用による吸音機能を発揮することが可能となる。そのため、騒音として特に問題となる低周波数領域での吸音機能が格段に向上し、高い防音効果を奏することができる。
【００１６】
好ましい態様のパネル壁において、前記空気層には、吸音材が充填されている。この態様では、ロックウールやグラスウールなどの吸音材を設けることによってスリットと空気層とが構成する共鳴構造に好影響を及ぼし、相乗的に低周波数領域での吸音性能を高めることができる。また、そればかりでなく、吸音材自身の吸音性能が相俟って広帯域で高い防音効果を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、低周波帯域での防音効果が特に高くなるように、広帯域で防音効果を発揮することを可能とし、しかも、比較的低廉なコストで実現することができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパネル壁の施工例の要部を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るパネル部材の側面図である。
【図３】第１実施形態で用いられているパネル部材の平面図である。
【図４】図１のパネル壁の裏面側を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態における各実施例及び比較例の垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図６】第１実施形態における各実施例及び比較例の垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係るパネル部材の分解斜視図である。
【図８】第２実施形態における各実施例及び比較例の垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【図９】第３実施形態に係るパネル部材の側面図である。
【図１０】第３実施形態における各実施例及び比較例の垂直入射吸音率の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係るパネル壁Ａやそのパネル部材２は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各実施形態の説明において、同等の部材には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１を参照して、同図に示すパネル壁Ａは、室内の壁１に施工されている。壁１は、例えばマンション等の集合住宅に用いられる室内壁である。この壁１に、本発明の実施形態に係るパネル壁Ａが施工されている。
【００２１】
パネル壁Ａは、複数のパネル部材２と、複数のスタッド３とを備えている。本実施形態において、スタッド３は、「スペーサ」の一例である。スペーサは、スタッド３に限らず、壁１とパネル部材２との間に隙間を形成するあらゆる構造物（棒材、角材、パイプ材等）を採用することができる。
【００２２】
パネル部材２は、正面視四角形（図示の例では、長手方向が水平に延びる長方形）の成型品である。パネル壁Ａは、このパネル部材２を例えば、１枚の壁１に６段２列に並べ、図略の金具でスタッド３に固定することにより、施工されている。
【００２３】
なお、以下の説明では、パネル部材２の長手方向を第１の方向Ｘとし、パネル部材２の厚み方向を第２の方向Ｙとし、パネル部材２の幅方向を第３の方向Ｚとする。
【００２４】
スタッド３は、第３の方向Ｚに延びるチャネル状の金属部材であり、第１の方向Ｘに所定間隔（例えば、４５０ｍｍ）を隔てて壁１に固定されている。このスタッド３を用いることにより、パネル壁Ａは、壁１と各パネル部材２との間に所定の奥行（第２の方向Ｙにおける寸法）Ｄ１だけ間隔を隔てた空気層４を形成している。
【００２５】
また、空気層４には、グラスウールやロックウールなどの吸音材５が充填されており、一層、パネル壁Ａによる防音効果を高めている。
【００２６】
次に、本実施形態に係るパネル部材２について詳述する。
【００２７】
図２を参照して、パネル部材２の全体を構成する板状本体２０は、無機質を主成分とする成型品である。具体的な板状本体２０の材料としては、普通ポルトランドセメントが３０重量％〜５６．５重量％、けい石が２０重量％〜３５重量％、およびパーライトが２０重量％〜３５重量％含まれており、これらの無機質が全体の８５重量％以上を占めるとともに、パルプが３〜１０重量％、および粘度調整剤としてのメチルセルロースが０．５〜５．０重量％とする混成物が好適である。
【００２８】
板状本体２０は、表側の前壁面２１、裏側の後壁面２２を有する正面視四角形（図示の例では、長方形）に形成されており、内部に形成されたキャビティ２４とキャビティ２４を外部に連通する連通口２５とを形成する複数の仕切り部２３を有する。
【００２９】
前壁面２１は、板状本体２０の表面であり、第１実施形態では、室内に臨んでパネル部材２を外装している。
【００３０】
後壁面２２は、板状本体２０の裏面であり、壁１に臨んでいる。
【００３１】
仕切り部２３は、第１の方向Ｘに沿い、第３の方向Ｚに間隔を隔てて配設された複数のリブ状の部位であり、この仕切り部２３によって、板状本体２０の内部には、第３の方向Ｚに間隔を隔てて並ぶ複数のキャビティ２４が形成されている。仕切り部２３は、例えば６個である。もっとも、仕切り部２３の個数は、これに限らず、パネル部材２の使用態様に応じて適宜変更することができる。各仕切り部２３は、第２の方向Ｙにおける中間側が第３の方向Ｚに窪んで湾曲することにより、キャビティ２４の断面を略フラスコ形状に形成している。仕切り部２３の厚み（第３の方向Ｚにおける寸法）Ｄ２は、例えば３ｍｍ〜１０ｍｍに設定される。
【００３２】
各キャビティ２４は、板状本体２０の第１の方向Ｘ（長手方向）両端を貫通する溝状に形成されている。
【００３３】
連通口２５は、キャビティ２４ごとに設けられており、板状本体２０の第１の方向Ｘ（長手方向）全長にわたって板状本体２０の前壁面２１に開口し、キャビティ２４と室内とを連通している。
【００３４】
キャビティ２４と連通口２５の対は、それぞれがヘルムホルツ型の共鳴構造を構成する仕様に諸元が設定されている。
【００３５】
ここで、「ヘルムホルツ型の共鳴構造」とは、いわゆるヘルムホルツ共鳴器の原理に基づいて構成される吸音構造のことをいう。ヘルムホルツ共鳴器は、開口部を有するネックを持った容器の内部にある空気がばねとしての役割を果たし、共鳴（共振）することで音を発生する原理を利用する装置であり、図示の実施形態では、キャビティ２４が容器に相当し、連通口２５がネックの開口部に相当する。
【００３６】
そのようなヘルムホルツ型の共鳴構造においては、容器（キャビティ２４）の内部損失の程度とネック（連通口２５）の断面積とによって、熱に変換されるエネルギーと音として再放射されるエネルギーの比率が定まる。
【００３７】
住宅用建材として、生活音を好適に吸音する仕様としては、３１５０Ｈｚ以下でピークの生じる寸法に設定されることが好ましい。そのような仕様の一例として、キャビティ２４の高さＤ３は、例えば３ｍｍ〜３５ｍｍであり、キャビティ２４の奥行（第２の方向Ｙの内寸）Ｄ４は、例えば３ｍｍ〜４０ｍｍに設定される。さらに連通口２５の開口幅（第３の方向Ｚにおける高さ）Ｄ５は、例えば３ｍ〜６ｍｍに設定される。この開口幅Ｄ５をキャビティ２４の高さＤ３に比べて充分に短く設定することにより、連通口２５で空気が振動するための共鳴周波数を低周波帯域に設定することが可能となる。連通口２５の第２の方向Ｙにおける深さＤ６は、例えば２．５ｍｍ〜１５ｍｍに設定される。連通口２５同士の第３の方向ＺにおけるピッチＰ１は、例えば１２ｍｍ〜４２ｍｍに設定される。
【００３８】
次に、図３及び図４を参照して、板状本体２０の後壁面２２には、複数条のスリット３０が形成されている。スリット３０は、板状本体２０の全高にわたって第３の方向Ｚに沿って直線状に延び、板状本体２０の上面から下面にわたって貫通している。スリット３０の断面は、平面視長方形に形成されており、その奥行（第２の方向Ｙにおける寸法）Ｄ７は、壁１とパネル部材２との間に形成される空気層４と、パネル部材２のキャビティ２４とを連通するために必要充分な長さに設定されている。このため、空気層４とスリット３０とは、空気層４をキャビティとし、スリット３０をネックとするヘルムホルツ型の共鳴構造を構成する。そのような仕様の一例として、空気層４の奥行（すなわち、第２の方向Ｙにおける壁１とパネル部材２との間の間隔）Ｄ１は、例えば１０ｍｍから５０ｍｍに設定されている。このため、後述する実施例の測定結果に示されるように、パネル壁Ａとして許容される突出寸法（第２の方向Ｙにおいて壁１からパネル部材２が突出することのできる寸法）に納まる範囲内で高い吸音機能を発揮することが可能となる。スリット３０の開口幅（第１の方向Ｘにおける寸法）Ｗは、例えば、２ｍｍ〜６ｍｍに設定されており、スリット３０のピッチ（第１の方向Ｘにおけるスリット３０同士の間隔）Ｐ２は、５０ｍｍから２００ｍｍに設定される。上記設定に基づき、スリット３０の本数は、パネル部材２の仕様に応じて１又は複数本に設定される。
【００３９】
なお、図４に示すように、板状本体２０の後壁面２２には、有底の溝２７が形成されている。溝２７は、半円形断面形状を呈し、第１の方向Ｘに沿って直線状に延びている。溝２７は、パネル部材２をスタッド３に取り付ける際、図略の金具を配置するために用いられる。また、板状本体２０の上面及び下面には、溝２７と同様に半円形断面形状を呈する溝２８が形成されている。
【００４０】
［第１実施形態における垂直入射吸音率の測定結果］
図１のパネル部材２を用いて、種々の実施例を構築し、垂直入射吸音率の測定結果を測定した。
【００４１】
垂直入射吸音率は、円筒形状の音響管に適合するように、パネル部材２の板状本体２０を円形の試料に形成し、この試料を音響管の底部に挿入し、この音響管内の試料に対し、試験音を垂直に入射し、それに対する反射音を計測して試料の吸音性能を測定する手法である。
【００４２】
実施例として、表１に示すように、スリット３０を設けたことによる効果（実施例１）並びに空気層との関係（実施例２〜４）を調べた。また、比較例として、スリット３０を除く同一仕様の試料（比較例１）を作成した。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
比較例１は、図１に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０を除き、同一仕様のものを音響管に適合する円形に切り取って試料としたものである。
【００４５】
実施例１は、図１に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとして、試料としたものである。実施例１では、試料の背後に空気層を設けずに吸音性能を測定した。
【００４６】
実施例２は、図１に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとして、試料としたものである。実施例２では、試料の背後に奥行１０ｍｍの空気層を設けて吸音性能を測定した。
【００４７】
実施例３は、図１に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとして、試料としたものである。実施例３では、試料の背後に奥行２０ｍｍの空気層を設けて吸音性能を測定した。
【００４８】
実施例４は、図１に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとして、試料としたものである。実施例４では、試料の背後に奥行１０ｍｍの空気層を設け、さらに、吸音材５としてのグラスウール（密度２４Ｋｇ／ｍ3）を充填して吸音性能を測定した。
【００４９】
測定結果を図５のグラフで示す。
【００５０】
比較例１では、周波数が３１５０Ｈｚのところでピーク（吸音率は、約０．５）となり、他の帯域では、概ねなだらかに低くなっている。これは、キャビティ２４と連通口２５とによる共鳴効果によって得られた吸音特性であると考えられる。
【００５１】
これに対し、実施例１では、ピーク（吸音率は、約０．４）が２５００Ｈｚにシフトした状態で全体的に低くなっていることが確認された。これは、スリット３０を設けたことによって、キャビティ２４内の弾性力が低下し、連通口２５で振動する空気のエネルギー変換効率が低下したためであると考えられる。
【００５２】
一方、実施例２では、実施例１と同一仕様の試料であるにも拘わらず、１０ｍｍ厚の空気層を設けることにより、格段に性能が向上した。すなわち、実施例２では、約８００Ｈｚのところと約４０００Ｈｚのところで高いピーク（それぞれ、吸音率＝０．６２、０．７）が生じ、約４００Ｈｚから約２０００Ｈｚの間と約３１５０Ｈｚから５０００Ｈｚの間で比較例１をしのぐ高い吸音性能を奏することが確認された。これは、空気層を試料の背後に設けることにより、スリットと空気層とがヘルムホルツ型の共鳴構造を構成し、相乗的に吸音性能を奏したためであると考えられる。
【００５３】
また、実施例３では、実施例２よりも空気層を厚く（２０ｍｍ）したところ、同様に二つのピーク（それぞれ、吸音率＝０．７、０．５）が現れた。一方、最初のピークは、実施例２よりも約２００Ｈｚ低い帯域（約６３０Ｈｚ）で生じ、二つ目のピークは、３１５０から４０００Ｈｚの帯域で現れた。特に、空気層を厚く設定した場合には、生活音として問題となる６３０Ｈｚから１２５０Ｈｚの帯域で、高い吸音性能を奏することができ、好適な仕様となることが確認された。
【００５４】
次に、１０ｍｍの空気層でグラスウールを充填した仕様である実施例４では、実施例３よりも空気層が薄くなっているにも拘わらず、二つのピークがそれぞれ実施例３と同じ帯域で生じ、しかも、各ピークの吸音率は、いずれの実施例よりも高くなっていた（それぞれ０．８、０．７８）。これは、グラスウール自身による防音効果の他、グラスウールを設けたことによるスリット３０での空気の振動特性に好適な影響を与えて相乗的に吸音性能を高めたものであると考えられる。
【００５５】
以上の試験結果から明らかなように、キャビティ２４と連通口２５とによって構成されたヘルムホルツ型の共鳴構造を有するパネル部材２において、実施例１〜４に示したように、後壁面２２にスリット３０を設け、スリット３０をキャビティ２４と連通することにより、パネル部材２の背後に設けられ得る空気層４を共鳴構造の要素として利用し、さらなる防音効果を向上させ得ることが確認された。
【００５６】
次に、表２に示すように、空気層とグラスウールを用いた態様において、スリット３０のピッチＰ２及び開口幅Ｗと吸音性能との関係について調べた。
【００５７】
【表２】
2017089220.tif 000004
【００５８】
実施例５〜６は、空気層、グラスウールの仕様をそれぞれ実施例４と同一にし、スリットのピッチＰ２と開口幅をそれぞれ変更したものである。実施例５では、ピッチＰ２と開口幅Ｗは、それぞれ５０ｍｍ、３ｍに設定した。また、実施例６では、ピッチＰ２と開口幅Ｗは、それぞれ１００ｍｍ、６ｍに設定した。
【００５９】
なお、参考例は、グラスウールそのものの効果を確認するため、１０ｍｍ厚の範囲でグラスウールを充填して測定したものである。
【００６０】
測定結果を図６に示す。
【００６１】
実施例５では、実施例４に比べ、最初のピーク（約８００Ｈｚ）が高周波帯域側にシフトした。これは、実施例５のスリット３０のピッチＰ２が実施例４よりも短いため、空気層に対する全スリット３０の開口率が大きくなり、共鳴周波数が高周波帯域側にシフトしたためと考えられる。実施例５においても、ピーク時の吸音率は０．８であり、好適な吸音性能を発揮することができることが確認された。
【００６２】
実施例６では、周波数が４００Ｈｚから急激に吸音率が向上し、６３０Ｈｚでは、０．８に達している。その後、なだらかに上昇して８００Ｈｚでピーク（吸音率は、約０．８１）となり、一旦降下するものの、約０．６まで下がった時点（１０００Ｈｚ）で再び上昇し、１６００Ｈｚでピーク（吸音率は、約０．９９）に達している。その後は、若干降下しているが、４０００Ｈｚまでは、少なくとも０．７程度の比較的高い吸音率を維持している。実施例６では、各スリット３０の開口幅Ｗが広くなっているため、全体として共鳴周波数が高帯域側にシフトしたものと考えられる。一方、スリット３０の開口率は、実施例５と同程度と考えられるが、高周波数帯域側では、開口幅Ｗの広いスリット３０の方がスリット３０の本数が多い態様よりも有利であることが確認された。
【００６３】
なお、参考例では、約６３０Ｈｚまでは、ほぼ横ばいの低い吸音率となり、６３０Ｈｚ以降は、なだらかに上昇するものの、１２５０Ｈｚでは、依然、吸音率が０．３程度にしかならないことが確認された。これは、グラスウール自身の吸音性能に比べ、キャビティ２４と連通口２５とを有するパネル部材２のヘルムホルツ型の共鳴構造の方が、低周波帯域では有効に機能することを示している。
【００６４】
［第２実施形態］
次に、図７に示す第２実施形態について説明する。
【００６５】
図７を参照して、第２実施形態においては、第１実施形態におけるパネル部材２の前壁面２１にシート部材６が貼着される。シート部材６には、複数の貫通孔６１が形成されている。複数の貫通孔６１のうち一部の貫通孔６１は、連通口２５と第２の方向Ｙに沿って対向する位置に設けられている。そのため、これらの貫通孔６１は、連通口２５を介して対応するキャビティ２４のそれぞれに連通する。これにより、貫通孔６１が連通口２５と協働して、キャビティ２４とともにヘルムホルツ型の共鳴構造を構成する。
【００６６】
シート部材６は、例えば、樹脂製のシートに粘着剤を付着したものである。シート部材６における粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、あるいはシリコン系粘着剤等が挙げられる。また、シート部材における樹脂製のシートとしては、例えば、塩化ビニル樹脂製、ポリエチレン樹脂製、ポリオレフィン樹脂製、ＥＶＡ樹脂製、あるいはＰＥＴ樹脂製のシートが挙げられる。シート部材６は、当該シート部材６における粘着剤によってパネル部材２に貼り付けられる。シート部材６の厚みは、例えば０．０１〜２．０ｍｍに設定される。
【００６７】
各貫通孔６１は、例えば０．１〜０．５ｍｍの孔径に設定される。この複数の貫通孔６１は、略同一の径を有しており、第１の方向Ｘおよび第３の方向Ｚのそれぞれに沿って等間隔に並ぶよう形成されている。
【００６８】
シート部材６を貼着する工程では、まず、アクリル系粘着剤が付着した塩化ビニル樹脂製のシートからなるとともに、複数の貫通孔６１が形成されたシート部材６が準備される。複数の貫通孔６１は、例えば、レーザーあるいは針等によって所定の形状および配置で形成される。次に、上記の工程において形成された板状本体２０における前壁面２１のうち後壁面２２とは反対側の面に対して、アクリル系粘着剤によってシート部材６が貼り付けられる。この際、複数の貫通孔６１が複数の連通口２５および複数の窪み部２６と連通するように位置合わせがなされる。これにより、シート部材６が板状本体２０に好適に貼着される。
【００６９】
［第２実施形態における垂直入射吸音率の測定結果］
図７のパネル部材２を用いて、種々の実施例を構築し、垂直入射吸音率の測定結果を測定した。
【００７０】
実施例として、表３に示すように、表２及び図６に示した実施例４、５、６のグラスウールに代えてシート部材６を設けた態様（実施例７、８、９）の防音効果を調べた。また、比較例として、スリット３０が形成されていないパネル部材の試料（比較例１）と、比較例１の試料にシート部材６を設けた試料（比較例２）を作成した。第１実施形態の各実施例における測定と同様に、比較例１、２では、空気層は設けられていない。
【００７１】
【表３】
2017089220.tif 000005
【００７２】
測定結果を図８に示す。
【００７３】
まず、比較例２では、比較例１に比べ、シート部材６を設けたことによって、ピークが１２５０Ｈｚの帯域にシフトし、しかも、ピーク時の吸音率は、０．７９程度に向上している。これは、シート部材６を設けたことにより、シート部材６の貫通孔６１が、ヘルムホルツ型の共鳴構造におけるネック長さ（第２の方向Ｙにおいて、シート部材６の表面から連通口２５を通ってキャビティ２４に至るまでの長さ）が長くなり、パネル部材２自身による吸音性能が向上したためと考えられる。
【００７４】
一方、スリット３０と空気層とを設けた場合、いずれの実施例７〜９においても、一様にピークがより低周波帯域にシフトし、しかも、ピーク時の吸音率が０．８以上に向上した。このように、スリット３０と空気層とを設けたパネル壁Ａにおいて、シート部材６を各パネル部材２に設けた場合、空気層を含む吸音構造において、吸音率のピークが低くなるようにシート部材６の貫通孔６１が寄与し、より集合住宅の建材として好適な吸音性能を発揮することができることが確認された。
【００７５】
一方、実施例４〜６の測定結果から、シート部材６に代えて、グラスウールを設けた場合には、低周波数帯域での吸音率を損ねることなく、高周波数帯域においても、きわめて好適な吸音性能を発揮し得ることが確認された。
【００７６】
［第３実施形態］
次に、図９に示す第３実施形態について説明する。
【００７７】
図９を参照して、第３実施形態に係るパネル部材２は、第１実施形態のパネル部材２と同一仕様の素材で構成された板状本体２０の内部に、２種類のキャビティ２４ａ、２４ｂを第３の方向Ｚに沿って交互に等間隔を隔てて形成されている。各キャビティ２４ａは、いずれも第１の方向Ｘ（図１等参照）に沿って板状本体２０を貫通する溝状の空隙である。各キャビティ２４ａ、２４ｂは、いずれも第１実施形態よりも容積の小さな諸元に設定されている。また、一方のキャビティ２４ａは、他方のキャビティ２４ｂよりも第２の方向Ｙにおける位置が深くなっている。
【００７８】
各キャビティ２４ａ、２４ｂには、それぞれに連通口２５ａ、２５ｂが設けられている。各連通口２５ａ、２５ｂは、それぞれが、溝状に形成されており、板状本体２０の前壁面２１に開口している。また、各連通口２５ａ、２５ｂは、いずれもキャビティ２４ａ、２４ｂよりも開口幅（第３の方向Ｚにおける高さ）が狭く設定されており、それぞれが対応するキャビティ２４ａ、２４ｂとともにヘルムホルツ型の共鳴構造を構成している。
【００７９】
この第３の実施形態においても、後壁面２２側にスリット３０が形成され、少なくとも一方のキャビティ２４ａと連通している。
【００８０】
以上のような第３実施形態では、キャビティ２４ａ、２４ｂが相対的に小さく設定されていることから、共鳴周波数が高周波数帯域側にシフトし、高周波数帯域側での吸音性能が高くなると考えられる。もっとも、スリット３０が形成されることにより、壁１とパネル部材２との間に設けられる空気層４（図１参照）に対しては、キャビティ２４ａもまた、ヘルムホルツ型の共鳴構造におけるネックを構成する、とも解釈されるので、空気層４との相乗効果により、より低周波数帯域での防音効果が期待される。
【００８１】
［第３実施形態における垂直入射吸音率の測定結果］
図９のパネル部材２を用いて、種々の実施例を構築し、垂直入射吸音率の測定結果を測定した。
【００８２】
実施例として、表４に示すように、スリット３０を設けたことによる効果（実施例１０）並びに空気層との関係（実施例１１、１２）を調べた。また、比較例として、スリット３０を除く同一仕様の試料（比較例１）を作成した。
【００８３】
【表４】
2017089220.tif 000006
【００８４】
比較例３は、図９に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０を除き、同一仕様のものを音響管に適合する円形に切り取って試料としたものである。
【００８５】
実施例１０は、図９に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとして、試料としたものである。実施例１０では、試料の背後に空気層を設けずに吸音性能を測定した。
【００８６】
実施例１１は、図９に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとし、て、試料としたものである。実施例１１では、試料の背後に奥行１０ｍｍの空気層を設けて吸音性能を測定した。
【００８７】
実施例１２は、図９に示すパネル部材２の板状本体２０について、スリット３０のピッチＰ２を１００ｍｍとし、各開口幅Ｗを３ｍｍとして、試料としたものである。実施例１２では、試料の背後に奥行２０ｍｍの空気層を設けるとともに、第２実施形態におけるシート部材６と同一仕様のシート部材を貼着して吸音性能を測定した。
【００８８】
図１０に測定結果を示す。
【００８９】
先ず、比較例３では、ピーク時の吸音率は、０．３に留まった。これは、キャビティ２４ａ、２４ｂの体積が小さくなった分、連通口２５で振動する空気の運動エネルギーが低減したためと考えられる。
【００９０】
一方、実施例１０では、空気層が設けられていないにも拘わらず、高周波帯域（約３１５０Ｈｚ）での吸音率が格段に向上した（吸音率は、約０．７９）。
【００９１】
さらに、実施例１１では、空気層を設けることによって、８００Ｈｚの帯域で吸音率の著しいピーク（吸音率は、約０．８９）が生じ、さらに、１０００Ｈｚの帯域で一旦底を打った吸音率が１２５０Ｈｚで急上昇（吸音率は、約０．６９）してなだらかに高い吸音性能（吸音率は、約０．６８以上）を発揮し、１６００Ｈｚ以降で漸減する、という特性を示した。
【００９２】
また、実施例１２においては、シート部材を設けることによって、最初のピーク（吸音率は、約０．７５）が６３０Ｈｚにシフトした。その後、１２５０Ｈｚまで低減（吸音率は、約０．１５以上）したが、その後、上昇し、１６００Ｈｚのところで０．４まで向上した。その後、２５００Ｈｚまで低減（吸音率は、約０．２以上）したが、その後は、０．５５程度まで向上している。
【００９３】
上述した各実施形態における実施例１〜１２の測定結果から、次のような結論が考察される。
【００９４】
まず、少なくともキャビティ２４と連通口２５とを有するヘルムホルツ型の共鳴構造を有するパネル部材２において、板状本体２０の後壁面２２にスリット３０を設けた場合には、それだけでも吸音率を向上させることが可能となる（例えば、実施例１０）。
【００９５】
次に、キャビティ２４の体積が連通口２５の断面積において、比較的大きく設定されている場合には、板状本体２０と壁１との間に空気層を設けることによって、スリット３０による相乗効果を得ることができる（実施例２〜９、１１、１２）。
【００９６】
特に、板状本体２０の前壁面２１に多孔シート部材６を設けた場合、シート部材６の貫通孔６１がヘルムホルツ型の共鳴構造に好影響を与える（実施例７〜９、１２）。特に、吸音率のピークを低周波数帯域側にシフトさせることができ、また、吸音率も向上する（実施例７〜９、１２）。
【００９７】
一方、空気層に吸音材５を設けた場合、吸音率のピークは、低周波数帯域にシフトし、しかも吸音率そのものは、シート部材６を設けた態様と同様に、格段に向上する（実施例４〜６）。また、ピークがふた山になり、広帯域で吸音性能を高めることができる（特に実施例４、６）。従って、広帯域にわたって高い吸音性能を奏することのできる態様としては、空気層に吸音材５を設けた態様がもっとも好ましいといえる。
【００９８】
以上説明したように本発明に係る各実施形態では、板状本体２０の内部に形成されるキャビティ２４、２４ａ、２４ｂが前壁面２１に開口する複数の連通口２５と連通するばかりでなく、後壁面２２に形成されたスリット３０とも連通することによって、少なくとも施工時にパネル部材２の後壁面２２と壁１との間にヘルムホルツ型の共鳴構造を構成し、その共鳴作用によって、施工後に生活音として問題となる低周波数帯域を含む広帯域で有効に吸音機能を奏することが可能となる。また、スリット３０によって後壁面２２側とキャビティ２４、２４ａ、２４ｂとを連通するだけの構造であるため、セメント等の無機質を主要な材料とする成型品で板状本体２０を構成した場合においても、成形や加工が容易になり、コスト低減に寄与することができる。
【００９９】
また、各実施形態において、キャビティ２４、２４ａ、２４ｂ及び連通口２５は、ヘルムホルツ型の共鳴構造を構成するものである。このため上述した各実施形態では、板状本体２０自身が所定の吸音機能を奏し、スリット３０の構成と相俟って相乗的に防音効果を高めることが可能になる。
【０１００】
また、各実施形態において、キャビティ２４、２４ａ、２４ｂは、当該板状本体２０の長手方向に沿って延びる複数の溝であり、連通口２５は、当該キャビティ２４、２４ａ、２４ｂごとに形成され、かつ当該キャビティ２４、２４ａ、２４ｂと平行に延びる複数の溝であり、スリット３０は、当該板状本体２０の幅方向に沿って延びる線状に形成されている。このため上述した各実施形態では、パネル部材２の後壁面に開口するスリット３０によって、複数の溝で形成されたキャビティ２４、２４ａ、２４ｂ同士が連通することにより、高い防音効果を発揮することが可能となる。
【０１０１】
また、各実施形態において、前壁面２１に貼着され、少なくとも連通口２５と連通する孔が形成されたシート部材６を備えている。このため上述した各実施形態では、シート部材６に形成された孔が板状本体２０の共鳴構造の要素として寄与し、騒音対策が必要な低周波数帯域において高い吸音率を得ることが可能となる。
【０１０２】
また、別の観点でみて、本実施形態は、上述したいずれかのパネル部材２と、パネル部材２と壁１との間に配置され、壁１との間に空気層４を形成してパネル部材２を壁１に連結するスタッド３とを備えていることを特徴とするパネル壁Ａでもある。
【０１０３】
本実施形態に係るパネル壁Ａでは、スタッド３によってパネル部材２と壁１との間に空気層４が形成され、この空気層４がスリット３０と協働して、ヘルムホルツ型の共鳴構造を構築し、その共鳴作用による吸音機能を奏することが可能となる。そのため、騒音として特に問題となる低周波数領域での吸音機能が格段に向上し、高い防音効果を発揮することができる。
【０１０４】
好ましい態様のパネル壁Ａにおいて、空気層４には、吸音材が充填されている。その場合には、実施例４〜６の測定結果から明らかなように、低周波数帯域で吸音率のピークを得ることができ、しかも吸音率そのものを格段に向上することが可能となる。また、ふた山のピークを得ることも可能になり、低周波数領域から高周波数領域にわたる広帯域で高い吸音性能を奏することができる。
【０１０５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。
【０１０６】
例えば、連通口２５は、溝ではなく、多数孔によって構成することも可能である。また、用途や板状本体２０の材質に応じて、キャビティ２４の断面形状は、適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１     壁
２     パネル部材
３     スタッド（スペーサの一例）
４     空気層
５     吸音材
６     シート部材
２０   板状本体
２１   前壁面
２２   後壁面
２３   仕切り部
２４、２４ａ、２４ｂ キャビティ
２５   、２５ａ、２５ｂ     連通口
３０   スリット
６１   貫通孔
Ａ     パネル壁
Ｄ１   奥行
Ｄ２   厚み
Ｄ３   高さ
Ｄ４   奥行
Ｄ５   開口幅
Ｄ６   深さ
Ｐ１   連通口のピッチ
Ｐ２   スリットのピッチ
Ｗ     開口幅
Ｘ     第１の方向（長手方向）
Ｙ     第２の方向（厚さ方向）
Ｚ     第３の方向（幅方向、高さ方向）
【図１】
2017089220.tif 000007
【図２】
2017089220.tif 000008
【図３】
2017089220.tif 000009
【図４】
2017089220.tif 000010
【図５】
2017089220.tif 000011
【図６】
2017089220.tif 000012
【図７】
2017089220.tif 000013
【図８】
2017089220.tif 000014
【図９】
2017089220.tif 000015
【図１０】
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