JP2002123259A

JP2002123259A - 防音パネル

Info

Publication number: JP2002123259A
Application number: JP2000314397A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Kumatoriya; 晃吉熊取谷; Kazunari Hata; 一就畑; Yasuaki Kawase; 康彰川瀬
Original assignee: Nippon Sheet Glass Environment Amenity Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Environment Amenity Co Ltd
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量でかつ簡単な構造で、低周波音から高周
波音までの広い音域の騒音を低減する、耐久性および汎
用性のある防音パネルを得ること。【解決手段】ボタン状の錘１２がほぼ一定間隔を置い
て規則的に固定されている剛性を有した薄膜１１と、こ
の薄膜１１と一定間隔を置いて対向して配置される鋼板
１３と、この鋼板１３と薄膜１１の間隔を一定に保持す
る間隔保持部材１５と、鋼板と薄膜の間の空間に挿入さ
れたグラスウール１４とから二重構造壁として構成され
る。音波によって引き起こされる全体振動と、錘１２に
よる分割によって生じる部分振動が相互に打ち消し合っ
て全体振動を減衰させ、低周波の騒音の伝搬を低減す
る。同時に鋼板１３によって高周波の騒音を反射し遮音
する。また、間に挿入されたグラスウール１４によっ
て、薄膜と鋼板の間で多重反射して残存ずる共鳴周波数
の騒音を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防音パネルに関
し、特に、変圧器等から出る低音域から比較的高音域に
到る騒音を遮音する防音パネルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、交通道路、鉄道線路、ライフライ
ンの工事、さらに自動車、電車、航空機からの騒音や、
日常生活において隣家、階上からの生活騒音、深夜営業
の店舗からの騒音等が、騒音苦情として問題になってい
る。また、工場や変電所等の施設からの騒音も問題にな
っている。これらの騒音に対する騒音低減対策として
は、発生源に対する対策と防音による対策が行われてい
る。

【０００３】発生源に対する対策は、騒音の発生機構そ
のものを改善することで行われている。例えば、工場や
変電所などに設置されている機械、変圧器、リアクトル
からの騒音の場合は、その機械、変圧器、リアクトルの
機構そのものを改善することによって、騒音を低減して
いる。

【０００４】防音による対策としては、ボード、コンク
リート、ガラス等を用いる遮音による方法と、グラスウ
ール、ロックウール、パーティクルボード、プラスター
ボード等を用いる吸音による方法がある。遮音による方
法では、上記のボード等の遮音材によって音の伝搬を遮
断することで騒音を低減する。吸音による方法では、上
記のグラスウール等の吸音材によって音のエネルギを熱
のエネルギに変換し吸収することで騒音を低減する。

【０００５】騒音を低減するための遮音材は、重量の増
加に伴い騒音の低減を大きくすることができる。このた
め、騒音の低減を大きくするためには、遮音材の重量を
大きくしなければならない。騒音の低減のため、遮音材
の重量を大きくすると、それに伴い容積も大きくなり、
建造物の構造材や内装材に用いるのは難しくなる。ま
た、重量も大きいため扱いにくい。このような従来の騒
音を低減するための遮音材では、建造物の構造材や内装
材に対しての重量や容積等の制約から防音性能に限界が
でてくる。以上のことは吸音材についても同様に言える
ことである。

【０００６】上記した発生源に対する対策と防音に対す
る対策とは別に、他の騒音低減対策として、音波の干渉
を利用するアクティブ・ノイズ・コントロール（以下、
ANCという）と呼ばれる方法がある。このANCによる方法
では、音センサで騒音を捕らえ、捕らえた騒音と逆位相
の音波をスピーカから発生させ、騒音とスピーカからの
音波との干渉によって騒音を打ち消す。しかし、このAN
Cによる騒音低減対策では、適用可能な音域が、波長が
長く平面波になりやすい低音のみでしか使用できない。
また、ANCによる騒音低減方法では、騒音を瞬時に分析
する高価な制御装置と騒音を打ち消す音波を発生するス
ピーカが必要となり、ANCの設備の構築に多大な費用が
かかる。

【０００７】上記の問題を解決する遮音装置が、特公平
７−１９１５４号公報において提案されている。以下、
図９〜図１２を参照して上記公報で開示された遮音装置
の説明をする。図９は薄膜５１の表面に錘５２をほぼ一
定間隔aをもって規則的に固定した遮音装置を示す図で
ある。枠部材５３に張られた剛性を備えた薄膜５１に、
錘５２がほぼ一定間隔aをもって固定されている。この
ため、この遮音装置に入射する騒音によって薄膜５１全
体の振動と、規則的に固定された錘５２によって分割さ
れる部分の振動が生じる。この薄膜５１全体の振動と分
割された部分の振動は独自に振動し、これらの振動が打
ち消し合って薄膜５１全体の振動を減衰させる。従っ
て、薄膜５１全体の振動が減衰するため、騒音の低減が
なされる。

【０００８】図１０は、薄膜５１の表面を格子状の枠５
４で分割した遮音装置を示す図である。枠部材５３に張
られた剛性を備えた薄膜５１が格子状の枠５４で分割さ
れている。このため、図９の遮音装置と同様に入射する
騒音によって薄膜５１全体の振動と、格子状の枠５４に
よって分割される部分の振動が生じる。薄膜５１全体の
振動と格子状の枠５４によって分割された部分の振動は
独自に振動し、これらの振動が打ち消し合って薄膜５１
全体の振動が減衰する。これらの遮音装置は、構造が簡
単であり、薄膜を用いているため軽量である。また、重
量の増加を伴わず遮音量を増大させることができるた
め、重量や容積の制約を緩和できる。

【０００９】しかし、この遮音装置では、錘５２が固定
される間隔または錘５２の重さおよび格子状の枠５４の
桟のピッチ等により、遮音できる騒音の音域が決まって
しまう。また、この薄膜５１による遮音では、薄膜５１
の厚さを厚くしていったとき、騒音の入射によって起こ
る薄膜全体の振動を分割できず、うまく振動を打ち消す
ことができなくなっていくため、構造上低音の遮音しか
できない。このため、低音の騒音を狙って遮音した場
合、高音の騒音は遮音できずに透過してしまう。

【００１０】図１１に鋼板と薄膜５１に錘５２を設けた
遮音装置との比較実験の結果を示した。×印は鋼板によ
る結果であり、▲印は錘付き薄膜の結果である。縦軸は
遮音の程度を表す透過損失をｄＢで取り、横軸は対数で
１／３オクターブバンド中心周波数をＨｚで取ってい
る。この実験で用いた錘付き薄膜は２４０Ｈｚの騒音の
遮音を狙って、厚さを０．２７ｍｍにしてある。従っ
て、薄膜の透過損失は２４０Ｈｚで最大の４８ｄＢとな
り、鋼板に比べて約２０ｄＢの差があり、透過損失が良
い。しかし、５５０Ｈｚにおける透過損失は１４ｄＢで
あり、鋼板と比べて約１５ｄＢ下回っており、透過損失
が悪い。これらの問題を解決するため、上記の公報では
錘付き薄膜を複数枚重ねて対応することを提案してい
る。

【００１１】図１２に錘付き薄膜を間隔ｃを置いて２枚
設けた遮音装置を示す。表面に錘をほぼ一定間隔aをも
って規則的に固定した２枚の薄膜５１を、間隔保持部材
５５により中間に空気層５６を形成するように重ねてあ
る。この２枚の薄膜の厚さや錘の重さ等は、同じものを
用いている。このような二重構造の遮音装置を用いるこ
とにより、防音性能が上がる。

【００１２】しかし、低周波音から高周波音にわたって
防音性能の良い遮音装置を作るためには、要求される防
音性能に対応して必要な枚数の錘付き薄膜を要する。つ
まり、薄膜の厚さや錘の重さを変えることで遮音できる
周波数が決まるため、広い音域にわたって遮音をするた
めには、複数枚の薄膜を必要とする。薄膜を何枚も用い
ると、遮音装置自体が厚くなってしまうため、建造物の
構造材や内装材に用いるのは難しい。また、薄膜のみを
用いているため、薄膜の構造上、高音域の騒音の遮音も
難しい。さらに、この遮音装置は構成として薄膜を用い
ているため、構造上弱い。また、薄膜は損傷により著し
く防音性能が低減するため、外装材として扱いにくく、
施工性が悪い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の防音対策で用い
られている遮音材や吸音材は、防音性能を良くするため
には重量、容積を増やすことしかできず、建築材として
の制約から防音に限界があった。また、ANCは設備に多
大な費用がかかり、遮音できる音域が低音に限られてい
た。また、上記公報で開示されている遮音装置では、広
い音域にわたる騒音を遮音するためには、何枚もの薄膜
を用いなければならないという問題があった。また、薄
膜を用いているため、構造上低音の遮音に特徴があり、
構造上弱く、薄膜の損傷により著しく防音性能が減少す
る等の問題があった。

【００１４】本発明の目的は、上記の問題に鑑み、軽量
でかつ簡単な構造で、低周波音から高周波音までの広い
音域の騒音を低減する、耐久性および汎用性のある防音
パネルを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
防音パネルは、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成される。

【００１６】本発明に係る第１の防音パネル（請求項
１に対応）は、振動する面が分割される構造を有し、音
波によって引き起こされる全体振動と、分割によって生
じる部分振動が相互に打ち消し合って全体振動を減衰さ
せ、低周波の騒音の伝搬を低減する薄膜と、薄膜に対向
させて一定間隔で配置され、相対的に高周波の騒音の伝
搬を低減する鋼板とから構成される。上記の構成におい
て、薄膜と鋼板を組合せ両者を対向させて配置したこと
により、薄膜が遮音できない高周波音の騒音も遮音する
ことができる。これにより、本発明に係る第１の防音パ
ネルは、低周波音から高周波音までの広い音域の騒音を
防音できる。

【００１７】本発明に係る第２の防音パネル（請求項２
に対応）は、上記の構成において、好ましくは、薄膜と
鋼板の間に吸音材を挿入することを特徴とする。薄膜と
鋼板の間に吸音材を入れることによって、薄膜と鋼板の
間で多重反射して残存する共鳴周波数の騒音が吸収さ
れ、さらに防音性能が良くなる。

【００１８】本発明に係る第３の防音パネル（請求項３
に対応）は、上記の構成において、好ましくは、薄膜の
外側にこの薄膜を被う他の吸音材と鋼板を設けて構成さ
れることを特徴とする。上記の構成によれば、入射して
内部の薄膜や鋼板に反射された騒音を内部に閉じこめる
ことができる。また、防音パネルの内部で騒音の反射が
行われるたびに、内部に挿入された吸音材によって騒音
が吸収される。また、パネル化した際、外部の衝撃から
薄膜を保護し耐久性が良くなるため、施工性が向上す
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２０】図１と図２を参照して本発明に係る防音パ
ネルの第１の実施形態を説明する。図１は防音パネルの
外観を示し、図２は縦断面を示す。本実施形態に係る防
音パネルは、ボタン状の錘１２がほぼ一定間隔を置いて
規則的に固定されている剛性を有した薄膜１１と、この
薄膜１１と一定間隔を置いて対向して配置される鋼板１
３と、この鋼板１３と薄膜１１の間隔を一定に保持する
間隔保持部材１５と、鋼板１３と薄膜１１の間の空間に
挿入されたグラスウール１４とから二重構造壁として構
成される。ここで、薄膜１１は、錘１２がほぼ一定間隔
で設けられているという構成だけでなく、騒音によって
引き起こされる振動を薄膜１１全体の振動と部分の振動
に分割するような構成であればよい。例えば、薄膜に枠
を設けて、薄膜全体の振動を分割するような構成にして
もよい。以下、錘１２が規則的に一定間隔を置いて固定
されている錘付きの薄膜を例として採用し説明する。グ
ラスウール１４はそれ自体パネル状の形態を有する。グ
ラスウール１４は通気性を有する多孔質吸音材であり、
その材質に応じた周波数帯域の音を吸収する吸音材とし
ての機能を有している。グラスウール１４は吸音材の一
例であって、これに限定されるものではない。また、間
隔保持部材１５の幅Ｌ１は、例えば約１００ｍｍであ
る。従って、本実施形態に係る防音パネルは約１００ｍ
ｍの厚みを有している。

【００２１】本実施形態の防音パネルの薄膜１１側に騒
音が入射すると、薄膜全体は騒音の低音部分によって振
動する。同時に錘１２によって、薄膜全体の振動とは別
に部分的な振動が錘１２の配置箇所に起きる。この部分
的な振動と薄膜全体の振動が相互作用で打ち消し合い、
薄膜全体の振動が減衰する。この薄膜全体の振動の減衰
によって、騒音の低周波音部分（例えば１２５〜４００
Ｈｚ）が遮音される。錘付き薄膜１１によって遮音でき
なかった騒音の一部は、グラスウール１４によって吸収
される。さらに残る中周波音および高周波音の騒音（例
えば４００〜４０００Ｈｚ）は、鋼板１３によって反射
して遮音される。この鋼板１３によって反射された騒音
の一部は、薄膜１１によっても反射され、薄膜１１と鋼
板１３の間で共鳴を起こす。この共鳴する騒音の周波数
を共鳴周波数という。本実施形態の防音パネルでは、鋼
板１３と錘付き薄膜１１の遮音に対する機構が異なって
おり、遮音する周波数も異なるため、従来の同じ材料を
用いた二重構造壁の防音パネルに比べ共鳴しにくい構造
となっている。しかし、鋼板１３と錘付き薄膜１１の間
には共鳴しにくいが、共鳴してしまう周波数の音が生じ
る。この共鳴周波数の騒音に関しては、間に挿入されて
いるグラスウール１４によって吸音し、防音性能を高め
ている。

【００２２】図３に第１の実施形態の防音パネルと従来
の錘付き薄膜のみの遮音パネルとの透過損失を比較した
実験結果を示している。縦軸は遮音の程度を表す透過損
失をｄＢで取り、横軸は対数で１／３オクターブバンド
中心周波数をＨｚで取っている。□印は本実施形態に係
る防音パネルよる結果であり、▲印は従来の錘付き薄膜
のみの遮音装置による結果である。従来の錘付き薄膜の
みの遮音装置がピークを迎える２４０Ｈｚより高い音で
は、本実施形態の防音パネルがよく防音しているのがわ
かった。実験を行った１０００Ｈｚから４０００Ｈｚの
間では約２０ｄＢの透過損失の差があり、両装置の最も
差がついた５５０Ｈｚでは約３０ｄＢもの透過損失の差
があった。この実験より、本実施形態の防音パネルは従
来の錘付き薄膜に比べて相対的に中周波および高周波の
音域で高い防音性能を持ち、低周波音から高周波音まで
の広い音域で防音を実現していることがわかる。

【００２３】次に図４を参照して本発明の第２の実施形
態を説明する。第２の実施形態に係る防音パネルは、第
１の実施形態の防音パネルの薄膜１１の外側に、さらに
グラスウール１４Ｒと鋼板１３Ｒを設け薄膜１１を被う
ようにした構成から成っている。図４において、図２で
示した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し
ている。つまり、２枚の鋼板１３，１３Ｒの間に錘付き
薄膜１１を設け、さらにこの錘付き薄膜１１と両側の２
枚の各々の鋼板１３，１３Ｒとの間にグラスウール１
４，１４Ｒを挿入した構成から成っている。ここで間隔
保持部材１５Aの幅Ｌ２は、例えば約１５０ｍｍであ
り、高さＬ３は、例えば約５００ｍｍである。従って、
本実施形態に係る防音パネルは約１５０ｍｍの厚みと約
５００ｍｍの高さを有している。上記の構成によれば、
鋼板１３Ｒ側から入射した騒音は錘付き薄膜１１と鋼板
１３の薄膜側とで反射されるが、その反射した騒音は鋼
板１３Ｒの薄膜１１側で反射され、２枚の鋼板１３，１
３Ｒの間に閉じこめられることになる。閉じこめられた
騒音は、グラスウール１４，１４Ｒで吸収され、反射さ
れるたびに低減していく。図５は、本実施形態の防音パ
ネルとコンクリート（１２０ｍｍの厚み）との防音性能
を比較した実験結果である。◆印は本実施形態の防音パ
ネルによる結果であり、●印はコンクリート（１２０ｍ
ｍ）による結果である。本実施形態の防音パネルとコン
クリート１２０ｍｍの防音性能は、ほぼ同じであること
がわかる。以上の第２実施形態の防音パネルは、防音壁
や防音囲いとして使い易く取り扱い易いものとして作ら
れており、施工性が高いものとなる。

【００２４】以下に、図６〜８を参照にして、本発明に
係る第２の実施形態の防音パネルを利用した実規模モデ
ルの試験を説明する。試験は変電所における変圧器、リ
アクトルの騒音の低減を目的として行われた。変電所で
は防音対策として発生源対策と遮音対策が行われてい
る。発生源対策としては、変圧器、リアクトルに対し、
磁歪による騒音の低減のため珪素鋼板を開発し、また鉄
芯構造の改良を行い、効果を上げている。遮音対策とし
ては、質量を重くすればするほど遮音のできるコンクリ
ートや鉄板が用いられていた。そこで、軽量で簡単な構
造であり、高音域まで十分な遮音性を有する実用的な第
２の実施形態の防音パネルを用いて試験を行った。

【００２５】錘付き薄膜として１２０Ｈｚの周波数の騒
音を狙った薄膜１１を用い、この薄膜１１の両側に一定
間隔を置いて鋼板１３を設け、薄膜１１と鋼板１３の間
にはグラスウール１４を入れた。試験において、プレハ
ブ化を目指して幅１９６０ｍｍ×高さ５００ｍｍ×厚さ
１５０ｍｍのユニットパネル２０を用いた。このような
パネル２０にすることによって、溶接の必要をなくし、
支柱２２にはめ込むだけで設置することができるように
した。このパネル２０を用いて、４０MVAの分路リアク
トル２３から出る騒音の防音試験を行った。分路リアク
トル２３の側面をこのパネル２０で囲み、天井部２１は
従来の鉄板とした。従来の鉄板としたのは、分路リアク
トル２３の天井部２１は貫通部が多いためである。従来
の構造の防音壁と比較するため、厚み１２ｍｍの鉄板と
１００ｍｍの吸音材を合わせた防音壁を用いた。パネル
２０の面密度は５９．４ｋｇ／ｍ^２であり、従来の構造
の防音壁の面密度は１１８ｋｇ／ｍ^２である。

【００２６】図６は本試験で用いた分路リアクトル２３
と防音壁を上からみた平面図である。図７は本試験で用
いた分路リアクトル２３と防音壁を横からみた側面図で
ある。分路リアクトル２３を囲む防音壁の寸法は幅４８
５５ｍｍ、高さ２９７０ｍｍ、奥行き３８０５ｍｍであ
る。第２の実施形態の防音パネルは、この防音壁の支柱
にはめ込むことによって簡単に設置される。

【００２７】図８は、上記試験の結果を表した表であ
る。単体騒音とは、分路リアクトル２３そのものから出
る騒音のことである。完成騒音とは、防音壁を介して、
分路リアクトル２３から出る騒音を測った騒音量であ
る。減音量とは、単体騒音から完成騒音を引いた量であ
り、どれだけ防音できたかを示している。分路リアクト
ル２３そのものの騒音である単体騒音は、６６．４ｄＢ
であった。実験結果を見ると、パネル２０による完成騒
音は４５．５ｄＢであり、減音量は２０．９ｄＢとな
り、従来の構造の防音壁による完成騒音は４５．７ｄＢ
であり、減音量は２０．７ｄＢとなった。減音量はほぼ
同じであるが、面密度はパネル２０の方が従来の構造の
防音壁に比べて半分である。つまり、本発明に係る防音
パネルは軽い上、防音性能が優れている。

【００２８】以上の本発明の実施形態の説明において、
前述のごとく吸音材はグラスウールに限らず、ロックウ
ール等の多孔質型吸音材やパーティクルボード、プラス
ターボード等の板振動型吸音材や合板、石綿板等の共鳴
器型吸音材でもよい。また、鋼板に挟まれて内蔵される
錘付き薄膜と吸音材は１枚に限らず、複数枚でもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、鋼板と錘付き薄膜を用いることで、低周波音から
高周波音までの広い音域に対して防音することができ
る。また、鋼板と錘付き薄膜は遮音の機構が違うため、
共鳴しやすい周波数を少なくすることができ、さらに鋼
板と錘付き薄膜の間に吸音材を挿入することで、防音性
能を高めることができる。また、同程度の防音性能を持
つ防音壁に比べ軽量であり、構成が簡単であることか
ら、施工性の向上、工期の短縮が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の外観を示す図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施形態の構成を示す縦断面図
である。

【図３】本発明の第１の実施形態と従来の錘付き薄膜と
の透過損失を比較実験した実験結果を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施形態の構成を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施形態と従来のコンクリート
の防音壁との透過損失を比較実験した実験結果を示す図
である。

【図６】実規模モデルの試験に用いた防音壁を上から見
た平面図である。

【図７】実規模モデルの試験に用いた防音壁を横から見
た側面図である。

【図８】実規模モデルの試験結果を表す表である。

【図９】従来の錘付き薄膜の構成を示す図である。

【図１０】従来の格子状の枠を固定された薄膜の構成を
示す図である。

【図１１】鋼板と従来の錘付き薄膜との透過損失を比較
実験した実験結果を示す図である。

【図１２】従来の錘付き薄膜を二重に重ねた遮音装置を
示す図である。

【符号の説明】

１１薄膜１２錘１３鋼板１４グラスウール２０パネル２２支柱２３分路リアクトル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｅ０４Ｂ 1/86 (72)発明者川瀬康彰東京都港区芝一丁目11番11号日本板硝子環境アメニティ株式会社内Ｆターム(参考） 2D001 AA01 CB01 CD03 2E001 DF04 DF07 FA03 FA14 GA17 GA42 GA46 HA02 HA03 HA32 HA33 HB02 HC02 HC04 5D061 AA12 AA16 BB01 BB37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動する面が分割される構造を有し、音
波によって引き起こされる全体振動と、分割によって生
じる部分振動が相互に打ち消し合って前記全体振動を減
衰させ、低周波の騒音の伝搬を低減する薄膜と、前記薄膜に対向させて一定間隔で配置され、相対的に高
周波の騒音の伝搬を低減する鋼板と、から成ることを特徴とする防音パネル。
【請求項２】前記薄膜と前記鋼板の間に吸音材を挿入
したことを特徴とする請求項１記載の防音パネル。
【請求項３】前記薄膜の外側に前記薄膜を被う他の吸
音材と鋼板を設けたことを特徴とする請求項１または２
記載の防音パネル。