(57)【要約】【課題】安定した吸音効果を得るとともに、不燃性、調湿性、脱臭効果等を得ることを可能とした吸音部材を提案する。【解決手段】天井３に上載されて天井３の振動を吸収する吸音部材１であって、ゼオライトを主体とした粒状体１１と、粒状体１１を収容する袋状１２の容器とを備えている。粒状体１１は、パーライト、天然ガラス発泡体、砂、木炭またはこれらのうちの少なくとも２つを混合したものを含んだものであってもよいし、全てがゼオライトであってもよい。【選択図】図１
2017020167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井に上載されて前記天井の振動を吸収する吸音部材であって、
ゼオライトを主体とした粒状体と、前記粒状体を収容する袋状の容器と、を備えていることを特徴とする、吸音部材。
【請求項２】
前記天井が、防振ハンガーを介して吊ボルトにより吊持された防振天井であることを特徴とする、請求項１に記載の吸音部材。
【請求項３】
間隔をあけて対向する２枚の壁板の両方に当接させるか、または、間隔をあけて対向する２枚の壁板の間に介設された下地材の内部に収納することで、壁放射音を吸収する吸音部材であって、
ゼオライトを主体とした粒状体と、前記粒状体を収容する袋状の容器と、を備えていることを特徴とする、吸音部材。
【請求項４】
前記粒状体が、パーライト、天然ガラス発泡体、砂、木炭またはこれらのうちの少なくとも２つを混合したものを含んでおり、
前記ゼオライトの質量は、前記粒状体の全質量の５０％以上であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吸音部材。
【請求項５】
前記ゼオライトの平均粒径が、１〜６ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の吸音部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の遮音性能の向上に寄与する吸音部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い静ひつ性能が要求される音楽ホールや音楽・撮影スタジオ等、設備機器等の稼働に伴って大きな騒音が発生する機械室等では、高い遮音性能を確保することを目的として、防振天井構造が採用される場合がある。
防振天井構造は、せっこうボードや下地材等で構成される天井と、天井を吊持する吊材と、天井と吊材との間に介設された防振ハンガー等の防振材とを備えたものであって、吊材を介して伝搬する振動を防振材によって低減させるものである。
【０００３】
一般的な防振天井構造では、防振材のバネ定数Ｋと１つの防振材が負担する天井材の質量Ｍに対して、１質点系を仮定して求められる固有振動数ｆ０を１０Ｈｚ程度に設定することにより、音の可聴領域である２０Ｈｚよりも高い周波数帯域において防振効果を発揮するように設計されることが多い。しかしながら、実際の防振天井構造における防振効果量は、１０〜２０ｄＢ程度にとどまることが多く、期待される防振効果を発揮しない場合があった。
これは、防振天井は実際には１質点系ではなく、天井下地材の固定支持間隔等に起因する共振、天井ボードの固定間隔に影響される板振動による共振、天井懐空気層をバネとして構成されるバネ−マス系による共振等の影響を受けるためと想定される。
【０００４】
本出願人は、特許文献１に示すように、天井にパーライト、天然ガラス発泡体、砂またはこれらのうちの少なくとも２つを混合したものからなる粒状体と、この粒状体を収容する容器とからなる吸音体を天井に上載することで、天井の振動を吸収し、共振量の低減化を図る天井構造を開発し実用化に至っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−３７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
建物等の天井や壁には、高い静ひつ性能とともに、不燃性、調湿性、脱臭効果等が求められる場合がある。
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、安定した吸音効果を得るとともに、不燃性、調湿性、脱臭効果等を得ることを可能とした吸音部材を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、第一の発明は、天井に上載されて前記天井の振動を吸収する吸音部材であって、ゼオライトを主体とした粒状体と、前記粒状体を収容する袋状の容器と、を備えていることを特徴としている。
前記吸音部材は、例えば、防振ハンガーを介して吊ボルトにより吊持された防振天井に使用するとよい。
【０００８】
また、第二の発明は、間隔をあけて対向する２枚の壁板の両方に当接させるか、または、間隔をあけて対向する２枚の壁板の間に介設された下地材の内部に収納することで、壁放射音を吸収する吸音部材であって、ゼオライトを主体とした粒状体と、前記粒状体を収容する袋状の容器と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
かかる吸音部材によれば、粒状体が振動により容器内を移動することで振動エネルギーを減衰させるため、優れた吸音効果を発現する。
また、粒状体として、不燃性、調湿性、脱臭性を備えたゼオライトを使用しているため、耐火性・不燃性・脱臭性に優れた天井構造または壁構造を構築することができる。
【００１０】
前記粒状体は、パーライト、天然ガラス発泡体、砂、木炭またはこれらのうちの少なくとも２つを混合したものを含んでいてもよい。この場合には、前記ゼオライトの質量が、前記粒状体の全質量の５０％以上、より好ましくは７０％以上であるのが望ましい。
また、前記ゼオライトの平均粒径は、１〜６ｍｍの範囲内であるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の吸音部材によれば、設備機器等を起因とする固体伝搬音や床衝撃音、壁放射音の低減効果が高く、かつ、安定した吸音効果を得ることを可能とした建物を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一の実施形態に係る吸音部材の設置状況を示す断面図である。
【図２】天井を示す平面図である。
【図３】（ａ）は吸音部材の設置状況を示す拡大断面図、（ｂ）および（ｃ）は他の形態に係る吸音部材の設置状況を示す拡大断面図である。
【図４】（ａ）は吸音部材の設置状況を示す平面図、（ｂ）は他の形態に係る吸音部材の設置状況を示す平面図である。
【図５】吸音部材が設置された防振天井の防振効果量と周波数との関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）および（ｂ）は吸音部材が設置された一般天井の振動低減量と周波数との関係を示すグラフである。
【図７】第二の実施形態に係る吸音部材の設置状況を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第一の実施形態＞
第一の実施形態の吸音部材１は、図１に示すように、上部構造体２の下方に形成された天井３に上載されて天井３の振動を吸収するものである。
【００１４】
上部構造体２は、天井スラブや梁等からなる建物の躯体部分である。本実施形態の上部構造体２は、鉄筋コンクリート造である。なお、上部構造体２は鉄筋コンクリート造に限定されるものではない。
上部構造体２には、複数の吊ボルト４，４が垂設されている。
【００１５】
吊ボルト４は、上端が上部構造体２に固定されているとともに、下端が天井３に連結されていることで、天井３を吊持している。
なお、吊ボルト４の本数や配置は限定されるものではなく、天井３の重量等に応じて適宜設定すればよい。
吊ボルト４は、防振ハンガー５を介して天井３を吊持している。すなわち、本実施形態の天井３は、いわゆる防振天井である。
【００１６】
防振ハンガー５は、天井３の振動を吸収する防振材である。
本実施形態の防振ハンガー５は、二つのコ字状の板材を組み合わせることにより枠状に形成されたハンガー本体５０と、ハンガー本体５０の内空に設けられた吸収体５３，５３および天井３に固定される取付部５４を備えている。なお、防振ハンガー５の構成は限定されない。また、防振材は必ずしも防振ハンガー５である必要はない。
【００１７】
枠状のハンガー本体５０の上下にはそれぞれ貫通孔が形成されている。この貫通孔には、吊ボルト４の下端が挿通される。上側の貫通孔を貫通した吊ボルト４は、当該貫通孔が形成された部分（以下、「上版５１」という）の下面側に螺着したナット５５により防振ハンガー５に固定されている。ナット５５と上版５１との間にはゴム製の柱状体からなる吸収体５３が介設されている。なお、吸収体５３を構成する材料や形状は限定されるものではない。
【００１８】
下側の貫通孔には、取付部５４の上端が挿通される。下側の貫通孔を貫通した取付部５４は、当該貫通孔が形成された部分（以下、「下版５２」という）の上面側に螺着したナット５５により防振ハンガー５に固定されている。ナット５５と下版５２との間にはゴム製の柱状体からなる吸収体５３が介設されている。
【００１９】
取付部５４の下端は、天井３（野縁受け３３）に固定されている。
取付部５４の天井３への固定方法は限定されるものではないが、本実施形態では取付部５４の下端を野縁受け３３と嵌合させた状態でビス止めする。
なお、天井３と吊ボルト４との間に介設される防振材（防振ハンガー５）の構成は限定されるものではない。また、防振ハンガー５（防振材）は必要に応じて配設すればよく、吊ボルト４と天井３は直接固定されていてもよい。
【００２０】
天井３は、図１に示すように、吊ボルト４を介して上部構造体２との間に隙間（いわゆるふところ）を有した状態で、水平に配設されている。なお、天井３は、必ずしも水平である必要はなく、傾斜していてもよい。
本実施形態の天井３は、図２に示すように、天井板３１と、野縁３２と、野縁受け３３とを備えている。
【００２１】
天井板３１は、天井３の下面を覆う板材である。本実施形態では、天井板３１としてせっこうボードを使用する。なお、天井板３１は、せっこうボードに限定されるものではないが、軽量で、かつ、遮音性に優れた材料を使用するが望ましい。また、天井板３１の厚さも限定されるものではない
図１に示すように、本実施形態では、天井板３１を２枚重ねて使用しているが、天井板３１の枚数は限定されるものではなく、１枚でもよいし、３枚以上重ねてもよい。
【００２２】
野縁３２は、天井板３１を保持する棒状部材であって、天井板３１の上面に固定されている。
本実施形態の野縁３２は、ＪＩＳ  Ａ  ６５１７  建築用鋼製下地材（壁・天井）に規定された鋼製下地材や、一般に使用されている角型スタッド等の鋼製下地材である。なお、野縁３２を構成する形材の種類は限定されるものではなく、例えば、断面Ｃ字状、断面コ字状、断面Ｌ字状、断面ロ字状等の形材を使用することができる。また、野縁３２の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼、木質材等であってもよい。
【００２３】
野縁受け材３３は、野縁３２を保持する棒状部材であって、本実施形態では、取付金具（図示省略）を介して野縁３２の上面に固定されている。なお、野縁３２と野縁受け材３３との固定方法は限定されるものではなく、例えば、直接、ビスなどの締結用部品により固定してもよいし、溶接により固定してもよい。
野縁受け材３３は、図２に示すように、野縁３２と交差する向きに配設されている。つまり、天井３は、野縁３２と野縁受け材３３により形成された、格子状の天井下地を備えている。
野縁受け材３３は、吊ボルト４（防振ハンガー５）により吊持されている。なお、野縁受け材３３を支持する部材は、吊ボルト４に限定されるものではない。
【００２４】
野縁受け材３３は、ＪＩＳ  Ａ  ６５１７  建築用鋼製下地材（壁・天井）に規定された鋼製下地材や、一般に使用されている角型スタッド等の鋼製下地材である。
なお、野縁受け材３３を構成する形材の種類は限定されるものではなく、例えば、断面Ｃ字状、断面コ字状、断面Ｌ字状、断面ロ字状等の形材を使用することができる。また、野縁受け材３３の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼や木質材等であってもよい。
【００２５】
吸音部材１は、図３（ａ）に示すように、粒状体１１と粒状体１１を収容する容器１２とを有している。
本実施形態の粒状体１１は、ゼオライトにより構成されている。なお、粒状体１１は、ゼオライトを主体としていれば、パーライト、天然ガラス発泡体、砂、木炭またはこれらのうちの少なくとも２つを混合した混合体であってもよい。なお、本実施形態における「ゼオライトを主体とした粒状体」とは、ゼオライトの質量が粒状体の全質量の５０％以上、好ましくは７０％以上含まれているものとする。
【００２６】
粒状体１１を構成するゼオライトには、平均粒径が１〜６ｍｍの範囲内のものを使用する。なお、本実施形態では、新東北化学工業株式会社製のゼオフィル（登録商標）の０３０６＃（サイズ４．０〜６．０ｍｍ）、０６１４＃（サイズ１．４〜４．０ｍｍ）、１４２４＃（サイズ１．０〜１．４ｍｍ）を適切な配合で混合して使用する。
なお、ゼオライトの種類は限定されるものではない。
【００２７】
容器１２には、ガラスクロスからなる袋を採用している。なお、容器１２を構成する材料は限定されるものではないが、振動した際に内部の粒状体が移動することを阻害することない材質で、かつ、不燃性・耐火性の材質が望ましい。
【００２８】
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、天井３の全面に吸音部材１を配置している。
なお、吸音部材１は必ずしも天井全面に並べる必要はなく、図４（ｂ）に示すように、部分的に吸音部材１を配置してもよい。吸音部材１を部分的に配置する場合には、天井３を構成する各部材（天井板３１、野縁３２、野縁受け３３）の振動の腹となる部分（固定点同士の中間位置等）に吸音部材１を配置することが望ましい。
【００２９】
野縁３２が配設された位置の吸音部材１は、図３（ａ）に示すように、野縁３２を跨いだ状態で、天井板３１に当接している。つまり、容器１２の中心部は野縁３２上に載置されており、容器１２の両脇は野縁３２の両側において天井板３１の上面に載置されている。なお、吸音部材１の設置方法は限定されるものではなく、例えば、図３（ｂ）に示すように、野縁３２を左右から挟むように配設してもよいし、図３（ｃ）に示すように、複数の吸音部材１，１，１を、野縁３２を３方向から囲むように配置してもよい。
同様に、野縁受け材３３が配設された位置でも、野縁受け材３３を跨いだ状態で、吸音部材１を配設している。なお、野縁受け３３の位置における吸音部材１の設置方法も限定されるものではない。
吸音部材１の粒状体１１の質量は、１（ｋg／ｍ２）以上で、かつ、式１を満足する値とする。
【００３０】
【数１】
2017020167.tif 000003
・・・  式１
ここで、Ｍ：吸音体４の単位面積当りの質量（ｋg／ｍ２）
Ｅ：空気の体積弾性率（Ｎ／ｍ２）
ｆ：制御対象周波数（Hz）
ｄ：上部構造体２と天井板３１との間隔（ｍ）
ρ：天井板３１の密度（ｋg／ｍ３）
ｔ：天井板３１の厚さ（ｍ）
【００３１】
本実施形態の吸音部材１によれば、粒状体１１が振動により容器１２内を移動することで振動エネルギーを減衰させるため、優れた吸音効果を発現する。粒状体１１は、わずかな振動でも移動して振動エネルギーを吸収する。
また、粒状体１１として、不燃性、調湿性、脱臭性を備えたゼオライトを使用しているため、耐火性・不燃性・脱臭性に優れた天井構造を構築することができる。ゼオライトは、微細な孔（炭が１００〜５００Åに対して、ゼオライトは５．５〜８．０Å）が多数形成されているとともに、表面積（炭が１〜３００ｍ２／ｇに対して、ゼオライトは５４０ｍ２／ｇ）が大きいため、吸湿性、脱臭性および揮発性有害物質の吸収性に優れている。また、湿度に応じて湿気の吸収または排出を行い、建物内の調湿を可能としている。また、優れた調湿性により、結露やカビの発生を抑制する効果も期待できる。また、ゼオライトは無機質の鉱物であり、カビや害虫等の栄養分にならないため、カビや害虫等の増殖の原因となることがない。また、経年劣化がないため、施工後のメンテナンスを要することなく、長期間効果を維持する。
吸音部材１は、従来の防振天井の仕様（天井ボードや天井下地材）を代えることなく、防振効果を向上させることができる。
【００３２】
吸音部材１を天井３の上面に並べるだけで吸音効果を得られるため、既設、新設を問わず、採用することが可能である。
また、適用可能な建物の構造形式（鉄筋コンクリート造、鉄骨構造、木造等）に限定されることなく、採用することができる。
また、吸音部材１は、耐震性能と防振性能との両方を兼ね揃えた防振耐震天井にも適用可能である。
【００３３】
以下、本実施形態の吸音部材１の振動低減効果を確認するために実施した実証実験結果を示す。
まず、実験室において構築した防振天井を対象として、吸音部材１を設置した場合と、設置しない場合の防振効果量を確認した。
本確認実験では、防振天井が施工された実験室の天井スラブを加振した際の防振天井面への振動伝達特性により防振効果量を算出した。算出結果を図５に示す。
【００３４】
図５に示すように、吸音部材１を設置した実施例によれば、吸音部材１を設置しない従来の防振天井（比較例）よりも、より防振効果量理論値に近くづく結果となった。
特に、４０〜３１５Ｈｚ帯域では、吸音部材１を天井３の上面に設置することで、防振効果量が５〜１０ｄＢ程度大きくなる（改善する）結果となった。
なお、防振効果量理論値は、１質点系を仮定して求めた値である。そのため、防振部材１を利用すれば、高い周波数帯域における防振効果量の向上を図ることができる。
【００３５】
次に、本実施形態の吸音部材１の振動加速度レベル低減量を防振ハンガー５が設置されていない一般天井で確認した結果を示す（実施例）。
また、本実験では、比較例として、粒状体１１に木炭を使用した場合（比較例Ａ）と、パーライトを使用した場合（比較例Ｂ）についても振動加速度レベル低減量を測定した。
図６（ａ）に本実施形態の吸音部材１と比較例Ａの周波数と振動低減量との関係を示す。また、図６（ｂ）には、本実施形態の吸音部材１と比較例Ｂの周波数と振動低減量との関係を示す。
【００３６】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の吸音部材１（実施例）によれば、周波数が２０Ｈｚ以下の領域を含め、全体的に振動低減量が大きくなることが確認できた。
一方、粒状体として木炭（比較例Ａ）やパーライト（比較例Ｂ）を使用した場合は、周波数が２０Ｈｚ以下の領域では、低減効果を得られない結果となった。
したがって、ゼオライトを使用することで、木炭やパーライト等の他の粒状体よりも優れた制振効果を得ることができることが確認できた。
なお、比較例ＡおよびＢでは、３０〜４０Ｈｚの範囲内の帯域において、実施例よりも振動低減量が向上する結果となった。そのため、粒状体１１として、ゼオライトに木炭やパーライト等の他の粒状体を混合することで、３０〜４０Ｈｚの範囲内の帯域において振動低減量の向上を図ることができる。
【００３７】
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態の吸音部材１は、図７に示すように、乾式壁６の内部に形成されて壁放射音を吸収するものである。
乾式壁６は、隙間をあけて対向する２枚の壁板６１，６１と、壁板６１の背面に固定された下地材６２とを備えている。本実施形態では、下地材６２が両壁板６１，６１に固定されている場合について説明するが、下地材６２はいずれか一方の壁板６１に固定されていてもよい。
【００３８】
壁板６１は、乾式壁６の表面を覆う板材である。
壁板６１の材質は限定されるものではないが、本実施形態では石膏ボードを使用する。
下地材６２は、壁板６１，６１を保持する棒状部材である。
本実施形態の下地材６２は、ＪＩＳ  Ａ  ６５１７  建築用鋼製下地材（壁・天井）に規定された鋼製下地材や、一般に使用されている角型スタッド等の鋼製下地材である。なお、下地材６２を構成する形材の種類は限定されるものではなく、例えば、断面Ｃ字状、断面コ字状、断面Ｌ字状、断面ロ字状等の形材を使用することができる。また、下地材６２の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼、木質材等であってもよい。
【００３９】
吸音部材１は、粒状体１１と、粒状体１１を収容する容器１２とを有している。吸音部材１は、２枚の壁板６１，６１の両方に当接させた状態で配設するか、下地材６２の内部に収納（充填）する。
また、吸音部材１は、乾式壁６の高さ方向に沿って複数連設されている。
すなわち、本実施形態では、複数の吸音部材１により、乾式壁６の内面を全面的に覆っている。なお、吸音部材１は、必ずしも乾式壁６の全面を覆う必要はない。
粒状体１１および容器１２の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４０】
本実施形態の吸音部材１によれば、粒状体１１が振動により容器１２内を移動することで振動エネルギーを減衰させるため、優れた吸音効果を発現する。粒状体１１は、わずかな振動でも移動して振動エネルギーを吸収する。
また、壁板６１および下地材６２に対して個別に設置するため、壁板６１および下地材６２の振動を確実に低減させることができる。
また、粒状体１１として、不燃性、調湿性、脱臭性を備えたゼオライトを使用しているため、耐火性・不燃性・脱臭性に優れた壁構造を構築することができる。ゼオライトは、微細な孔（炭が１００〜５００Åに対して、ゼオライトは５．５〜８．０Å）が多数形成されているとともに、表面積（炭が１〜３００ｍ２／ｇに対して、ゼオライトは５４０ｍ２／ｇ）が大きいため、吸湿性、脱臭性および揮発性有害物質の吸収性に優れている。また、湿度に応じて湿気の吸収または排出を行い、建物内の調湿を可能としている。また、優れた調湿性により、結露やカビの発生を抑制する効果も期待できる。また、ゼオライトは無機質の鉱物であり、カビや害虫等の栄養分にならないため、カビや害虫等の増殖の原因となることがない。また、経年劣化がないため、施工後のメンテナンスを要することなく、長期間効果を維持する。
【００４１】
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、吸音部材１が設置される建物の構造や使用目的等は限定されない。
また、吸音部材１が設置される天井は、必ずしも防振天井である必要はない。
【符号の説明】
【００４２】
１    吸音部材
１１  粒状体
１２  容器
２    上部構造体
３    天井
３１  天井板
３２  野縁
３３  野縁受け
４    吊ボルト
５    防振ハンガー（防振材）
６    乾式壁
６１  壁板
６２  下地材
【図１】
2017020167.tif 000004
【図２】
2017020167.tif 000005
【図３】
2017020167.tif 000006
【図４】
2017020167.tif 000007
【図５】
2017020167.tif 000008
【図６】
2017020167.tif 000009
【図７】
2017020167.tif 000010