二重壁構造を有する金属製遮音パネル
【課題】道路や鉄道を走行する車両が発する騒音、或いは工場内で発生する機械音や打撃音などの騒音を遮断する遮音壁を構成する金属製遮音パネルを提供する。
【解決手段】背面板の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部と下面板部を形成し、前記上面板部と下面板部の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板を接合して外殻ケーシングが形成され、この外殻ケーシングの両側面の開口部は側面板で塞がれており、前記外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板を備え、この中仕切り板の上部は前記上面板部と、前記中仕切り板の下部は前記下面板部と接合されており、前記多孔前面板と中仕切り板との間に吸音材が配置されて第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板と背面板の間にも吸音材が隙間なく充填されて第二の壁構造が形成されていることを特徴とする。
【解決手段】背面板の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部と下面板部を形成し、前記上面板部と下面板部の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板を接合して外殻ケーシングが形成され、この外殻ケーシングの両側面の開口部は側面板で塞がれており、前記外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板を備え、この中仕切り板の上部は前記上面板部と、前記中仕切り板の下部は前記下面板部と接合されており、前記多孔前面板と中仕切り板との間に吸音材が配置されて第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板と背面板の間にも吸音材が隙間なく充填されて第二の壁構造が形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば道路や鉄道を走行する車両が発する騒音、或いは工場内で発生する機械音や打撃音などの騒音を遮断する遮音壁を構成する金属製遮音パネルの技術分野に属し、更に言えば、内部に遮音性能を発揮する無孔の中仕切り板を備え、この中仕切り板の前後の両側に吸音材を配置し、前面を多孔の前面板で形成し、背面には無孔の背面板を配置して二重壁構造に構成した、吸音性能と遮音性能に優れる遮音パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や鉄道を走行する車両が発する騒音、或いは工場の機械音や打撃音など、特定の方向ないし場所を音源とする騒音を遮断する遮音壁に用いる遮音パネルとしては、従来、コンクリート板等の重量が大きい遮音パネル、又は軽量な金属製の遮音パネルが知られ使用されている。
金属製の遮音パネルは、製造が容易で大量生産に適し、軽量であるから道路輸送や保管等の取り扱いが容易であるし、現地での遮音壁の構築作業が容易な特長を有している。そのため高い遮音性能と吸音性能を併せ持つ金属製遮音パネルの更なる改良、開発に期待が寄せられている。
【０００３】
下記の特許文献１に開示された「遮音パネル」は、前面側及び背面側に配置する二つのパネル部材がそれぞれ、無孔の表面板とその内側面に設けた吸音材とで構成されている。前記吸音材は保護シートで覆われたグラスウール等の不定形吸音材から成り、ー方のパネル部材は前記吸音材の内側面に鉄板等の金属板を備え、二つのパネル部材は前記金属板を挟んで間隔を開けた配置とされ、前記の間隔部分が空気層に形成されている。この遮音パネルは、前記二つのパネル部材の表面板が無孔板であり、二重壁構造といえるが、吸音性能に関しては考慮されていない。
次に、金属製吸音パネルに関する従来技術としては、例えば下記の特許文献２に開示された「防音板の構造」が公知、周知である。これは音源に向かう前面側に多孔板を配置し、その背後に、石綿やグラスウールなど繊維質フェルト状物による多孔質材（いわゆる吸音材）を配置し、更にその背後側に、薄い金属板に多数の孔を開けた多孔板を円弧波形状に成形した波形多孔板を配置して前記多孔質材（吸音材）を支持させると共に空気層を形成している。そして、前記波形多孔板の背後に無機質又は有機質のスレート板や生子板の如き遮音性に優れた重質板を波形多孔板と接するように配置した構成である。従って、遮音性能を考えると、単壁構造であるから遮音性能が低いという欠点を否めない。
因みに、下記の特許文献３に開示された「防音板の構造」は、いわば「吸音パネル」の従来例として公知、周知である。これは無機質又は有機質のスレート板や生子板の如き遮音性に優れた重質板（遮音板）を円弧波形状に成形した無孔の波形重質板（中仕切り板）の両側面を、薄い金属板に多数の孔を開けた２枚の多孔板で挟んだ配置として空気層を形成し、前記２枚の多孔板の外側面に、石綿やガラスウールなどの繊維質フェルト状物による多孔質材（いわゆる吸音材）を配置し、同多孔質材の外面をそれぞれクロスカバーや合成樹脂板、金属板等の多孔板で被覆した構成とされている。この吸音パネルは、前面および背面の双方が音源からの騒音を吸収する構成であり、遮音性能については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８ー２９１５５７号公報
【特許文献２】実公昭５２ー３４０１５号公報
【特許文献３】実公昭５２ー３４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単一の材料で構成される板（鉄板、コンクリート板、合成樹脂板など）の遮音性能（音響透過損失Ｒ）は、下記の[数１]で表わす質量則により求められる。
[数１]
Ｒ＝Ｒ０−１０Ｌｏｇ（０．２３×Ｒ０） （ｄＢ）
Ｒ０＝２０Ｌｏｇ（ｆ・ｍ）−４２．５ （ｄＢ）
但し、上式における Ｒ：ランダム入射の音響透過損失
Ｒ０：垂直入射の音響透過損失
ｆ：周波数（Ｈｚ）
ｍ：材料の面密度（Ｋｇ／ｍ２）
上記の[数１]およびその計算値を示す図７によれば、板の質量が２倍になる毎に、遮音性能（音響透過損失ｄＢ）は約５ｄＢずつ向上することがわかる。例えばｍ２当たり重量が１０Ｋｇの板の遮音性能（音響透過損失）は約２３ｄＢであり、ｍ２当たり重量が２０Ｋｇの板の遮音性能（音響透過損失）は約２８ｄＢ、ｍ２当たり重量が４０Ｋｇの板の遮音性能（音響透過損失）は約３２ｄＢという具合に、遮音性能の向上は鈍いのに、板の重量ばかり倍々数で大きくなる。そのため単一の材質で構成される板の場合は、ある程度以上の重量になると、その板厚を増し重量を大きくしても、遮音性能（音響透過損失）は殆ど向上しない傾向が明らかである（図７を参照）。そのため所望の遮音性能（音響透過損失）を得ようとすると、板の重量が非常に大きくなってしまう。
【０００６】
そこで重量にのみ依存しないで遮音性能を向上させる手段として、２枚の板材料を二重に用いる二重壁構造の技術的思想が開発されている（例えば、上記特許文献１の図６〜図１０およびその説明を参照）。二重壁構造の遮音性能は、簡単に考えると、各板材の音響透過損失の和になりそうである。しかし、実際には２枚の板材料の共鳴現象や、構造上は２枚の板材料の一部を下地材により結合することが原因で、音響透過損失は質量則で計算した値よりも低くなる場合があることも知られている。
【０００７】
上記の観点で、上記した特許文献２に開示された「防音板の構造」について検証を試みると、音源に向かう前面の多孔板へ接する多孔質材（吸音材）の背後に、薄い金属板に多数の孔を開けた波形多孔板を配置して、いわゆる空気層を形成した構成であるから、前面の多孔板を通過して、続く多孔質材（吸音材）へ到達した騒音は、吸音質材の吸音性能によりそれなりに吸収・減衰される。しかし、多孔質材（吸音材）で吸音しきれなかった騒音は、波形多孔板が形成する空気層へ到達して更に減衰されるが、残余の音は波形多孔板を通過して背面側の１枚の重質板へ到達するから、この重質板で遮音する性能に頼るほかないのである。しかし、１枚の重質板に高い遮音性能を期待できないことは、上述した理由から明らかである。しかも波形多孔板と背面側の重質板とが共振、共鳴して背面側へ放音する現象を遮断するための構成を認められないのである。
【０００８】
その点、上記した特許文献１に開示された「遮音パネル」の場合は、前後二つのパネル部材を構成する無孔の表面板の組み合わせが、いわゆる二重壁構造を構成しているから、上記特許文献２に開示された「防音板の構造」に比して遮音性能は高いと考えられる。しかし、この「遮音パネル」の場合は、前面および背面共に無孔の表面板で構成されているが故に、いわゆる吸音性能をほとんで期待できない欠点がある。即ち、この「遮音パネル」を使用して遮音壁を構築した場合、無孔の表面板でランダムに反射された騒音は、いわゆる反響音となって周辺へ散乱、波及するであろうことが予測される。
また、中仕切り板を設けて二重壁構造とした場合は、空気層の共鳴によって上記特許文献１の図７に説明されたように、特定の音域での急激な性能の低下が考えられるので、共鳴を防止する構造が求められる。
そして、上記特許文献３に開示された「防音板」の場合は、吸音性能は発揮しても、二重壁構造ではないから、質量則を超えた遮音性能は期待できず、吸音しきれなかった騒音が通過する懸念を拭えない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、より合理的な二重壁構造で、高い遮音性能と吸音性能を併せ持つ構成の金属製遮音パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る二重壁構造を有する金属製遮音パネル１は、
背面板８の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部９と下面板部１０を形成し、前記上面板部９と下面板部１０の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板５を接合して外殻ケーシングが形成され、この外殻ケーシングの両側面の開口部は側面板１２で塞がれており、
前記外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６を備え、この中仕切り板６の上部は前記上面板部９と、前記中仕切り板６の下部は前記下面板部１０と接合されており、
前記多孔前面板５と中仕切り板６との間に吸音材７１が配置されて第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板６と背面板８の間にも吸音材７２が隙間なく充填されて第二の壁構造が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置された吸音材７１は高密度の構成であり、中仕切り板６と背面板８の間に隙間なく充填された吸音材７２は低密度の構成であることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置された吸音材７１は２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成であり、中仕切り板６と背面板８の間に隙間なく充填された吸音材７２は５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
中仕切り板６の板厚は、背面板８の板厚よりも厚い重量板の構成であることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６は、一山のＶ字形状又は二山のＭ字形状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明は、請求項１〜５に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
中仕切り板６は、その屈曲方向の両端に形成した折り曲げ辺６ａ、６ｂが、これと相対峙する外殻ケーシングとシール材１３を挟んで接合され、また、同中仕切り板６において屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、これと相対峙する側面板１２との間にシール材１４を挟んで接合されていることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、請求項６に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
シール材１３および１４は発泡性のゴム又は粘弾性のゴムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜７に記載した発明に係る二重壁構造を有する金属製遮音パネルは、軽量であるという特性を保持しつつ、音源に向かう前面を多孔前面板５で形成し、この多孔前面板５と、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６との間に吸音材７１を配置して第一の壁構造を形成したから、多孔前面板５を通じて進入した騒音は吸音材７１で吸収する吸音性能を期待できる。
一方、前記中仕切り板６と背面板８との間にも、吸音材７２を隙間なく充填して第二の壁構造を形成したから、中仕切り板６の共振を抑え、共鳴透過による遮音性能の低下を防止できるので、高い遮音性能を期待できる。
特に、多孔前面板５の内側に配置した吸音材７１は、屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６により動かないように効果的に支持されるが、同吸音材７１は高密度で定形性の高い構成、具体的には２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成としたので、中仕切り板６の屈曲形状にしたがって吸音材７１の背後に空気層１５が確実に形成される。そのため多孔前面板５から進入し吸音材７１を通過して中仕切り板６へ到達する騒音は、屏風型又は山形状に屈曲された中仕切り板６により反射を散乱させて、中、低音域での吸音性能および遮音性能を高める効果が奏される（図６の実測値＝■印の線図を参照）。図６中の■線は、パネル面密度の透過損失（質量則による計算値）を１００％としたときの、本発明の実施例における実測値の百分率であり、中、低音域での性能が特に向上していることを確認できる。
【００１５】
一方、中仕切り板６と背面板８との間に充填した吸音材７２は低密度の構成、具体的には５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満で非定形性の構成なので、屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６の背面に沿って充填する場合に、中仕切り板６と背面板８の間へ隙間なく密接する状態に充填する作業が容易である。しかも中仕切り板６と背面板８に密着して支持するので、中仕切り板６の共振が抑制され、共鳴透過による遮音性能の低下を防止できる。
その上、中仕切り板６の折り曲げ辺６ａ、６ｂと、外殻ケーシング又は側面板１２とは、両者間にシール材１３を挟んで接合し、また、同中仕切り板６の屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、側面板１２又は外殻ケーシングとの間にシール材１４を挟んで接合しているので、中仕切り板６から背面板８へ伝わる騒音や振動の伝搬が遮断され、やはり遮音性能の低下を防いでいる。
更に、請求項４に記載した発明のように、中仕切り板６の板厚を、背面板８の板厚よりも厚い重量板で構成すると、両板の面密度を異ならせ、共鳴による遮音性能の低下を防止できる上に、中仕切り板６の板材料面積が、背面板８およびその上下に一体的に連なる上面板部９および下面板部１０を合計した板材料面積よりも小さい構成なので、逆に背面板８等の板厚を厚くする場合に比して、同様な遮音性能と吸音性能を発揮しつつ、金属製遮音パネルの重量を軽減化する効果が得られる。
以上のような、二重壁構造を有する金属性遮音パネルを構成し実施することで、中低音域で特に高い遮音性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による金属製遮音パネルを使用して構築した遮音壁の一例を示した斜視図である。
【図２】本発明による金属製遮音パネルの前面を示した正面図である。
【図３】図２中に指示したＣ−Ｃ線矢視の拡大した断面図である。
【図４】図４ａは図３中に指示したＡ部の拡大図、図４ｂは同じ図３中に指示したＢ部の拡大図である。
【図５】図２中に指示したＤ−Ｄ線矢視の拡大した断面図である。
【図６】本発明による金属製遮音パネルの遮音性能の実測値を示した性能線図である。
【図７】音響透過損失の計算例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の二重壁構造を有する金属製遮音パネルは、背面板８の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部９と下面板部１０を形成し、前記上面板部９と下面板部１０の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板５を接合して外殻ケーシングを形成し、この外殻ケーシングの両側面の開口部を側面板１２で塞いで成る外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６を設置し、この中仕切り板６の上部は前記上面板部９と、下部は前記下面板部１０と接合している。
前記多孔前面板５と中仕切り板６との間に吸音材７１を配置して第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板６と背面板８の間にも吸音材７２を隙間なく充填して第二の壁構造が形成されている。
多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置した吸音材７１は高密度の構成、具体的には２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成とし、中仕切り板６と背面板８の間へ隙間なく充填された吸音材７２は低密度の構成、具体的には５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成とする。
【００１８】
上記中仕切り板６の板厚は、背面板８の板厚よりも厚い重量板の構成である。
無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６は、一山のＶ字形状又は二山のＭ字形状に形成されている。
中仕切り板６の屈曲方向の両端に形成した折り曲げ辺６ａ、６ｂは、これと相対峙する外殻ケーシング又は側面板１２とシール材１３を挟んで接合し、また、同中仕切り板６において屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、これと相対峙する側面板１２又は外殻ケーシングとの間にシール材１４を挟んで接合されている。
前記シール材１３および１４は発泡性のゴム又は粘弾性のゴムである。
【実施例１】
【００１９】
以下に、本発明を、図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明による二重壁構造を有する金属製遮音パネル１を使用して構築した遮音壁の一例を示している。この遮音壁は、道路や鉄道の長手方向に沿って、又は工場の敷地外周の地面上に、コンクリート等でほぼ水平な突起状に構築したコンクリート基礎２の上に、金属製遮音パネル１の横方向の長さとほぼ等しい間隔でＨ形鋼等による支柱３、３を垂直に建て、隣り合う二つの支柱３、３の縦溝を利用してその間へ、複数の金属製遮音パネル１を多段に建て込み積み重ねることで所要高さの遮音壁が構築されている。図１中の符号４は遮音壁の上端の仕上げとして設置された笠木である。
【００２０】
図２は、上記二重壁構造を有する金属製遮音パネル１の前面（音源に向かう側）を示している。因みに、この金属製遮音パネル１の大きさの一例を示すと、図２の左右方向の長さ寸法は約２０００ｍｍ、上下方向の高さ寸法は約５００ｍｍ、図３の方向に見たパネル厚さ寸法は１４０ｍｍ程度である。
図２のＣ−Ｃ線矢視断面を示した図３の左側が騒音源に向かうパネル前面である。この前面は例えば高耐候性めっき鋼板のほぼ全面に、図示例の場合は幅が１５ｍｍ、長さが４０ｍｍ程度の水平方向に長い長孔５ａを、上下・左右方向に規則正しい行列で多数設けた多孔板（パンチングメタル）で製作した多孔前面板５で遮蔽されている。ただし、多孔前面板５の孔５ａの形状は、前記の長孔にかぎらず、丸孔あるいは四角孔、三角孔などの別を問わない。
【００２１】
図３の右側に位置する背面板８の上下に、図３の方向に見た縦断面が略コ字形となるように上面板部９と下面板部１０が形成されており、前記上面板部９と下面板部１０の前面側（図３の左側）に、上記多数の孔を設けた多孔前面板５を接合して外殻ケーシングが形成されている。この外殻ケーシングは、両側面の開口部、即ち、図５の左右方向の開口部が側面板１２で塞がれて全面を遮蔽した構造の外殻ケーシングが形成されている。
上記構成の外殻ケーシングの内部には、図３に見るとおり、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６がほぼ中央位置に配置され、この中仕切り板６の上部は前記上面板部９と、下部は前記下面板部１０と接合して固定されている。
そして、前記多孔前面板５と中仕切り板６との間に吸音材７１を配置して第一の壁構造が形成され、また、中仕切り板６と背面板８の間にも吸音材７２を隙間なく充填して第二の壁構造が形成されている。
【００２２】
上記した多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置した吸音材７１は高密度の構成、具体的にいうと、吸音材７１は２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成として第一の壁構造の吸音性能が高められている。即ち、騒音が最短距離で多孔前面板５および高密度な吸音材７１を透過した場合、中仕切り板６が屏風型又は山形状に屈曲されているので、騒音は入射方向とは異なる方向へ反射される。この場合、高密度な吸音材７１の透過距離が入射時点よりも長くなるので、吸音性能が向上する。もっとも、中仕切り板６を伝わって第二の壁構造側へ侵入する騒音はあり得る。
一方、中仕切り板６と背面板８の間に隙間なく充填された吸音材７２は低密度の構成、具体的にいうと、吸音材７２は５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成として第二の壁構造の遮音性能が高められている。即ち、第二の壁構造は、中仕切り板６と背面板８の間に低密度の吸音材７２を隙間なく充填しているので、共鳴透過による遮音性能の低下を防ぐことが出来る。この場合、中仕切り板６は屏風型又は山形状に屈曲されて、吸音材７２を充填し難い構成であるが、吸音材７２を５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成としたことで、吸音材７２は中仕切り板６と背面板８との間へ隙間なく充填する作業に適し、且つ中仕切り板６および背面板８のそれぞれへ密着して支持するので、中仕切り板６の共振を抑制し、共鳴透過による遮音性能の低下を防止できる。
【００２３】
図３に示したように多孔前面板５と中仕切り板６との間へ配置された吸音材７１は、ポリエステル繊維等により構成した厚さ５０ｍｍ程度の高密度な構成である。
中仕切り板６は、一例として亜鉛メッキ鋼板の如き無孔の金属板を、空気層として必要な振幅（一例として３０ｍｍ）で緩やかな屏風型又は山形状に屈曲されている。そのため高密度で固い吸音材７１と中仕切り板６との間には隙間が生じ、これが空気層１５として形成されている。
図３の中仕切り板６は、板厚が２．３ｍｍとやや厚め（重量板）の亜鉛メッキ鋼板を、金属製遮音パネル１の上下方向に、山頂角が約１６０°と緩やかな実質二山のＭ字形状に屈曲した構成とされているが、この屈曲形状には限らない。図示することは省略したが、場合によっては実質一山の更に緩やかなＶ字形状に屈曲した形状、又は逆に山数が三山以上に屈曲した波形状の中仕切り板で実施することもできる。
場合によっては、図２に示した金属製遮音パネル１の左右方向（長辺方向）へ緩やかな屏風型又は山形状に屈曲させた構成の中仕切り板で同様に実施することもできる。要は上記前面側の吸音材７１の内側面を支持して、吸音材７１の背面（内側面）とこれを支持した中仕切り板との隙間に空気層１５を形成する構成であれば足りる。
【００２４】
次に、上記した背面板８は、例えばフッ素ラミネート鋼板の如き無孔の金属板で構成されている。因みにこの背面板８は、板厚が例えば１．６ｍｍと、上記中仕切り板６よりも薄い軽量板で構成されている。このように背面板８の板厚を、中仕切り板６の板厚よりも薄い軽量板で構成することにより、両板の面密度を異ならせ、共鳴による遮音性能の低下を防止することができる。
【００２５】
一方、上記第二の壁構造材を構成する吸音材７２も、例えばポリエステル繊維等により、その厚さを６０ｍｍ程度で低密度な構成とされている。この吸音材７２を上記した５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度で定形性が低い構成としているから、図３の右半分に示したように、中仕切り板６の屈曲状態に倣ってその背面に隙間なく密接して中仕切り板６と背面板８を支持するする構成となる。その上、屏風型又は山形状に屈曲された中仕切り板６と背面板８との間隔が一定でないため、中仕切り板６と背面板８との共鳴による遮音性能の低下を防ぐ効果を発揮する合理的な構成となる。
【００２６】
上記した無孔の背面板８の上下に一連に形成された無孔の上面板部９と下面板部１０は、前面の多孔前面板５と、図４ａ、ｂに示したように、一例としてブラインドリベット１１により接合して、上記中仕切り板６とその前後二つの吸音材７１、７２の外周を覆う外殻ケーシングが形成されている。また、外殻ケーシングの両側面の開口部は、図５に示したように、同開口部とほぼ同形に形成された側面板１２で塞がれ、この側面板１２も外殻ケーシングと例えばブラインドリベット１１により一体的に接合して、密閉構造の金属製遮音パネル１が構成されている。
背面板８は、その上下に一連の上面板部９および下面板部１０と一体的に構成されており、合計した板材料面積が中仕切り板６よりも大きい構成なので、上記の段落[００２４]で説明したように両板の面密度を異ならせて、共鳴による遮音性能の低下を防止する効果を得る手段として、中仕切り板６の板厚を大きくし、逆に背面板８等の板厚が小さい構成としている。その結果、背面板８の板厚を大きく構成する場合に比して、同様な遮音性能を発揮しつつ、金属製遮音パネルの重量を軽減化できる効果が得られる。
【００２７】
なお、背面板８の上下に一連に形成された無孔の上面板部９と下面板部１０には、図３及び図４ａ、ｂに示したとおり、上面板部９にはその中央部の長手方向にほぼ全長に及ぶ長さで、台形状に約２０ｍｍ程度の高さ隆起する凸条部９ａが形成されている。下面板部１０には逆に、その中央部のほぼ全長に及ぶ長さで、前記凸条部９ａがほぼ密接に嵌る同形、同大の凹溝部１０ａが形成されている。従って、図１に示した遮音壁の構築に際しては、コンクリート基礎２の上に建てられた隣り合う二つの支柱３、３の縦溝を利用してその間へ金属製遮音パネル１を多段に建て込み積み重ねる際に、下位の金属製遮音パネル１の上面板部９に隆起する凸条部９ａの上に、上位の金属製遮音パネル１の下面板部１０に形成された凹溝部１０ａを嵌め合わせることにより、面外方向への剪断抵抗が大きく安定した積み重ね構造が得られるのである。
もっとも、上面板部９と下面板部１０に上記の凸条部９ａおよび凹溝部１０ａを設けることなく、平坦形状の上面板部９と下面板部１０による金属製遮音パネル１を構成して、多段に建て込み積み重ねて遮音壁の構築を進めることも可能である。
【００２８】
次に、上記した中仕切り板６と外殻ケーシングとの関係は、図３及び図４ａ、ｂに示した実施例の場合、中仕切り板６の上下の端部をほぼＬ字形に屈曲して形成した折り曲げ辺６ａ、６ｂが、外殻ケーシングの上記した上面板部９および下面板部１０との間に、一例として厚さ２ｍｍ程度のクロロプレンゴムによるシール材１３を挟んで突き合わされ、図示例の場合はブラインドリベット１１により一体的に接合されている。また、同じ中仕切り板６の両サイドの端縁は、図５に例示したとおり、外殻ケーシングの両側面部を塞いだ上記側面板１２の内面に、一例として発泡成形したシール材１４を貼り付けて、このシール材１４を間に挟んで突き合わせた構成とされている。
もっとも図示した実施例は、中仕切り板６が図３に示したように上下方向へ屏風型又は山形状に屈曲された構成を前提としている。しかし、中仕切り板６の屏風型又は山形状の屈曲が、図２の左右方向に行われている場合には、中仕切り板６の左右の両端部に、ほぼＬ字形に屈曲した折り曲げ辺６ａ、６ｂが形成され、外殻ケーシングの両側面部を塞いだ上記側面板１２の内面との間にシール材１３を挟んで接合される。また、同中仕切り板６の上下の端縁は、外殻ケーシングの上面板部９及び下面板部１０の内面にシール材１４を貼り付けて、同シール材１４を挟んで突き合せた構成で実施されることになる。
上記の構成によれば、中仕切り板６から背面板８へ伝わる騒音や振動の伝搬がシール材１３、１４により遮断され、やはり遮音性能の低下を防ぐことができる。
【００２９】
以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより本発明は図示した実施例に限定されるものではない。所謂当業者が必要に応じて行う設計変更その他の変形・応用の範囲などを含む発明であることを念のため言及する次第である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 金属製遮音パネル
５ 多孔前面板
５ａ 孔
７１、７２ 吸音材
６ 中仕切り板
８ 背面板
９ 上面板部
１０ 下面板部
１２ 側面板
６ａ、６ｂ折り曲げ辺
１３ シール材
１４ シール材
９ａ 凸条部
１０ａ 凹溝部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば道路や鉄道を走行する車両が発する騒音、或いは工場内で発生する機械音や打撃音などの騒音を遮断する遮音壁を構成する金属製遮音パネルの技術分野に属し、更に言えば、内部に遮音性能を発揮する無孔の中仕切り板を備え、この中仕切り板の前後の両側に吸音材を配置し、前面を多孔の前面板で形成し、背面には無孔の背面板を配置して二重壁構造に構成した、吸音性能と遮音性能に優れる遮音パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や鉄道を走行する車両が発する騒音、或いは工場の機械音や打撃音など、特定の方向ないし場所を音源とする騒音を遮断する遮音壁に用いる遮音パネルとしては、従来、コンクリート板等の重量が大きい遮音パネル、又は軽量な金属製の遮音パネルが知られ使用されている。
金属製の遮音パネルは、製造が容易で大量生産に適し、軽量であるから道路輸送や保管等の取り扱いが容易であるし、現地での遮音壁の構築作業が容易な特長を有している。そのため高い遮音性能と吸音性能を併せ持つ金属製遮音パネルの更なる改良、開発に期待が寄せられている。
【０００３】
下記の特許文献１に開示された「遮音パネル」は、前面側及び背面側に配置する二つのパネル部材がそれぞれ、無孔の表面板とその内側面に設けた吸音材とで構成されている。前記吸音材は保護シートで覆われたグラスウール等の不定形吸音材から成り、ー方のパネル部材は前記吸音材の内側面に鉄板等の金属板を備え、二つのパネル部材は前記金属板を挟んで間隔を開けた配置とされ、前記の間隔部分が空気層に形成されている。この遮音パネルは、前記二つのパネル部材の表面板が無孔板であり、二重壁構造といえるが、吸音性能に関しては考慮されていない。
次に、金属製吸音パネルに関する従来技術としては、例えば下記の特許文献２に開示された「防音板の構造」が公知、周知である。これは音源に向かう前面側に多孔板を配置し、その背後に、石綿やグラスウールなど繊維質フェルト状物による多孔質材（いわゆる吸音材）を配置し、更にその背後側に、薄い金属板に多数の孔を開けた多孔板を円弧波形状に成形した波形多孔板を配置して前記多孔質材（吸音材）を支持させると共に空気層を形成している。そして、前記波形多孔板の背後に無機質又は有機質のスレート板や生子板の如き遮音性に優れた重質板を波形多孔板と接するように配置した構成である。従って、遮音性能を考えると、単壁構造であるから遮音性能が低いという欠点を否めない。
因みに、下記の特許文献３に開示された「防音板の構造」は、いわば「吸音パネル」の従来例として公知、周知である。これは無機質又は有機質のスレート板や生子板の如き遮音性に優れた重質板（遮音板）を円弧波形状に成形した無孔の波形重質板（中仕切り板）の両側面を、薄い金属板に多数の孔を開けた２枚の多孔板で挟んだ配置として空気層を形成し、前記２枚の多孔板の外側面に、石綿やガラスウールなどの繊維質フェルト状物による多孔質材（いわゆる吸音材）を配置し、同多孔質材の外面をそれぞれクロスカバーや合成樹脂板、金属板等の多孔板で被覆した構成とされている。この吸音パネルは、前面および背面の双方が音源からの騒音を吸収する構成であり、遮音性能については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８ー２９１５５７号公報
【特許文献２】実公昭５２ー３４０１５号公報
【特許文献３】実公昭５２ー３４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単一の材料で構成される板（鉄板、コンクリート板、合成樹脂板など）の遮音性能（音響透過損失Ｒ）は、下記の[数１]で表わす質量則により求められる。
[数１]
Ｒ＝Ｒ０−１０Ｌｏｇ（０．２３×Ｒ０） （ｄＢ）
Ｒ０＝２０Ｌｏｇ（ｆ・ｍ）−４２．５ （ｄＢ）
但し、上式における Ｒ：ランダム入射の音響透過損失
Ｒ０：垂直入射の音響透過損失
ｆ：周波数（Ｈｚ）
ｍ：材料の面密度（Ｋｇ／ｍ２）
上記の[数１]およびその計算値を示す図７によれば、板の質量が２倍になる毎に、遮音性能（音響透過損失ｄＢ）は約５ｄＢずつ向上することがわかる。例えばｍ２当たり重量が１０Ｋｇの板の遮音性能（音響透過損失）は約２３ｄＢであり、ｍ２当たり重量が２０Ｋｇの板の遮音性能（音響透過損失）は約２８ｄＢ、ｍ２当たり重量が４０Ｋｇの板の遮音性能（音響透過損失）は約３２ｄＢという具合に、遮音性能の向上は鈍いのに、板の重量ばかり倍々数で大きくなる。そのため単一の材質で構成される板の場合は、ある程度以上の重量になると、その板厚を増し重量を大きくしても、遮音性能（音響透過損失）は殆ど向上しない傾向が明らかである（図７を参照）。そのため所望の遮音性能（音響透過損失）を得ようとすると、板の重量が非常に大きくなってしまう。
【０００６】
そこで重量にのみ依存しないで遮音性能を向上させる手段として、２枚の板材料を二重に用いる二重壁構造の技術的思想が開発されている（例えば、上記特許文献１の図６〜図１０およびその説明を参照）。二重壁構造の遮音性能は、簡単に考えると、各板材の音響透過損失の和になりそうである。しかし、実際には２枚の板材料の共鳴現象や、構造上は２枚の板材料の一部を下地材により結合することが原因で、音響透過損失は質量則で計算した値よりも低くなる場合があることも知られている。
【０００７】
上記の観点で、上記した特許文献２に開示された「防音板の構造」について検証を試みると、音源に向かう前面の多孔板へ接する多孔質材（吸音材）の背後に、薄い金属板に多数の孔を開けた波形多孔板を配置して、いわゆる空気層を形成した構成であるから、前面の多孔板を通過して、続く多孔質材（吸音材）へ到達した騒音は、吸音質材の吸音性能によりそれなりに吸収・減衰される。しかし、多孔質材（吸音材）で吸音しきれなかった騒音は、波形多孔板が形成する空気層へ到達して更に減衰されるが、残余の音は波形多孔板を通過して背面側の１枚の重質板へ到達するから、この重質板で遮音する性能に頼るほかないのである。しかし、１枚の重質板に高い遮音性能を期待できないことは、上述した理由から明らかである。しかも波形多孔板と背面側の重質板とが共振、共鳴して背面側へ放音する現象を遮断するための構成を認められないのである。
【０００８】
その点、上記した特許文献１に開示された「遮音パネル」の場合は、前後二つのパネル部材を構成する無孔の表面板の組み合わせが、いわゆる二重壁構造を構成しているから、上記特許文献２に開示された「防音板の構造」に比して遮音性能は高いと考えられる。しかし、この「遮音パネル」の場合は、前面および背面共に無孔の表面板で構成されているが故に、いわゆる吸音性能をほとんで期待できない欠点がある。即ち、この「遮音パネル」を使用して遮音壁を構築した場合、無孔の表面板でランダムに反射された騒音は、いわゆる反響音となって周辺へ散乱、波及するであろうことが予測される。
また、中仕切り板を設けて二重壁構造とした場合は、空気層の共鳴によって上記特許文献１の図７に説明されたように、特定の音域での急激な性能の低下が考えられるので、共鳴を防止する構造が求められる。
そして、上記特許文献３に開示された「防音板」の場合は、吸音性能は発揮しても、二重壁構造ではないから、質量則を超えた遮音性能は期待できず、吸音しきれなかった騒音が通過する懸念を拭えない。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、より合理的な二重壁構造で、高い遮音性能と吸音性能を併せ持つ構成の金属製遮音パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る二重壁構造を有する金属製遮音パネル１は、
背面板８の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部９と下面板部１０を形成し、前記上面板部９と下面板部１０の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板５を接合して外殻ケーシングが形成され、この外殻ケーシングの両側面の開口部は側面板１２で塞がれており、
前記外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６を備え、この中仕切り板６の上部は前記上面板部９と、前記中仕切り板６の下部は前記下面板部１０と接合されており、
前記多孔前面板５と中仕切り板６との間に吸音材７１が配置されて第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板６と背面板８の間にも吸音材７２が隙間なく充填されて第二の壁構造が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置された吸音材７１は高密度の構成であり、中仕切り板６と背面板８の間に隙間なく充填された吸音材７２は低密度の構成であることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置された吸音材７１は２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成であり、中仕切り板６と背面板８の間に隙間なく充填された吸音材７２は５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
中仕切り板６の板厚は、背面板８の板厚よりも厚い重量板の構成であることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６は、一山のＶ字形状又は二山のＭ字形状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明は、請求項１〜５に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
中仕切り板６は、その屈曲方向の両端に形成した折り曲げ辺６ａ、６ｂが、これと相対峙する外殻ケーシングとシール材１３を挟んで接合され、また、同中仕切り板６において屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、これと相対峙する側面板１２との間にシール材１４を挟んで接合されていることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、請求項６に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネルにおいて、
シール材１３および１４は発泡性のゴム又は粘弾性のゴムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜７に記載した発明に係る二重壁構造を有する金属製遮音パネルは、軽量であるという特性を保持しつつ、音源に向かう前面を多孔前面板５で形成し、この多孔前面板５と、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６との間に吸音材７１を配置して第一の壁構造を形成したから、多孔前面板５を通じて進入した騒音は吸音材７１で吸収する吸音性能を期待できる。
一方、前記中仕切り板６と背面板８との間にも、吸音材７２を隙間なく充填して第二の壁構造を形成したから、中仕切り板６の共振を抑え、共鳴透過による遮音性能の低下を防止できるので、高い遮音性能を期待できる。
特に、多孔前面板５の内側に配置した吸音材７１は、屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６により動かないように効果的に支持されるが、同吸音材７１は高密度で定形性の高い構成、具体的には２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成としたので、中仕切り板６の屈曲形状にしたがって吸音材７１の背後に空気層１５が確実に形成される。そのため多孔前面板５から進入し吸音材７１を通過して中仕切り板６へ到達する騒音は、屏風型又は山形状に屈曲された中仕切り板６により反射を散乱させて、中、低音域での吸音性能および遮音性能を高める効果が奏される（図６の実測値＝■印の線図を参照）。図６中の■線は、パネル面密度の透過損失（質量則による計算値）を１００％としたときの、本発明の実施例における実測値の百分率であり、中、低音域での性能が特に向上していることを確認できる。
【００１５】
一方、中仕切り板６と背面板８との間に充填した吸音材７２は低密度の構成、具体的には５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満で非定形性の構成なので、屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６の背面に沿って充填する場合に、中仕切り板６と背面板８の間へ隙間なく密接する状態に充填する作業が容易である。しかも中仕切り板６と背面板８に密着して支持するので、中仕切り板６の共振が抑制され、共鳴透過による遮音性能の低下を防止できる。
その上、中仕切り板６の折り曲げ辺６ａ、６ｂと、外殻ケーシング又は側面板１２とは、両者間にシール材１３を挟んで接合し、また、同中仕切り板６の屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、側面板１２又は外殻ケーシングとの間にシール材１４を挟んで接合しているので、中仕切り板６から背面板８へ伝わる騒音や振動の伝搬が遮断され、やはり遮音性能の低下を防いでいる。
更に、請求項４に記載した発明のように、中仕切り板６の板厚を、背面板８の板厚よりも厚い重量板で構成すると、両板の面密度を異ならせ、共鳴による遮音性能の低下を防止できる上に、中仕切り板６の板材料面積が、背面板８およびその上下に一体的に連なる上面板部９および下面板部１０を合計した板材料面積よりも小さい構成なので、逆に背面板８等の板厚を厚くする場合に比して、同様な遮音性能と吸音性能を発揮しつつ、金属製遮音パネルの重量を軽減化する効果が得られる。
以上のような、二重壁構造を有する金属性遮音パネルを構成し実施することで、中低音域で特に高い遮音性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による金属製遮音パネルを使用して構築した遮音壁の一例を示した斜視図である。
【図２】本発明による金属製遮音パネルの前面を示した正面図である。
【図３】図２中に指示したＣ−Ｃ線矢視の拡大した断面図である。
【図４】図４ａは図３中に指示したＡ部の拡大図、図４ｂは同じ図３中に指示したＢ部の拡大図である。
【図５】図２中に指示したＤ−Ｄ線矢視の拡大した断面図である。
【図６】本発明による金属製遮音パネルの遮音性能の実測値を示した性能線図である。
【図７】音響透過損失の計算例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の二重壁構造を有する金属製遮音パネルは、背面板８の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部９と下面板部１０を形成し、前記上面板部９と下面板部１０の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板５を接合して外殻ケーシングを形成し、この外殻ケーシングの両側面の開口部を側面板１２で塞いで成る外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６を設置し、この中仕切り板６の上部は前記上面板部９と、下部は前記下面板部１０と接合している。
前記多孔前面板５と中仕切り板６との間に吸音材７１を配置して第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板６と背面板８の間にも吸音材７２を隙間なく充填して第二の壁構造が形成されている。
多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置した吸音材７１は高密度の構成、具体的には２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成とし、中仕切り板６と背面板８の間へ隙間なく充填された吸音材７２は低密度の構成、具体的には５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成とする。
【００１８】
上記中仕切り板６の板厚は、背面板８の板厚よりも厚い重量板の構成である。
無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させて成る中仕切り板６は、一山のＶ字形状又は二山のＭ字形状に形成されている。
中仕切り板６の屈曲方向の両端に形成した折り曲げ辺６ａ、６ｂは、これと相対峙する外殻ケーシング又は側面板１２とシール材１３を挟んで接合し、また、同中仕切り板６において屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、これと相対峙する側面板１２又は外殻ケーシングとの間にシール材１４を挟んで接合されている。
前記シール材１３および１４は発泡性のゴム又は粘弾性のゴムである。
【実施例１】
【００１９】
以下に、本発明を、図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明による二重壁構造を有する金属製遮音パネル１を使用して構築した遮音壁の一例を示している。この遮音壁は、道路や鉄道の長手方向に沿って、又は工場の敷地外周の地面上に、コンクリート等でほぼ水平な突起状に構築したコンクリート基礎２の上に、金属製遮音パネル１の横方向の長さとほぼ等しい間隔でＨ形鋼等による支柱３、３を垂直に建て、隣り合う二つの支柱３、３の縦溝を利用してその間へ、複数の金属製遮音パネル１を多段に建て込み積み重ねることで所要高さの遮音壁が構築されている。図１中の符号４は遮音壁の上端の仕上げとして設置された笠木である。
【００２０】
図２は、上記二重壁構造を有する金属製遮音パネル１の前面（音源に向かう側）を示している。因みに、この金属製遮音パネル１の大きさの一例を示すと、図２の左右方向の長さ寸法は約２０００ｍｍ、上下方向の高さ寸法は約５００ｍｍ、図３の方向に見たパネル厚さ寸法は１４０ｍｍ程度である。
図２のＣ−Ｃ線矢視断面を示した図３の左側が騒音源に向かうパネル前面である。この前面は例えば高耐候性めっき鋼板のほぼ全面に、図示例の場合は幅が１５ｍｍ、長さが４０ｍｍ程度の水平方向に長い長孔５ａを、上下・左右方向に規則正しい行列で多数設けた多孔板（パンチングメタル）で製作した多孔前面板５で遮蔽されている。ただし、多孔前面板５の孔５ａの形状は、前記の長孔にかぎらず、丸孔あるいは四角孔、三角孔などの別を問わない。
【００２１】
図３の右側に位置する背面板８の上下に、図３の方向に見た縦断面が略コ字形となるように上面板部９と下面板部１０が形成されており、前記上面板部９と下面板部１０の前面側（図３の左側）に、上記多数の孔を設けた多孔前面板５を接合して外殻ケーシングが形成されている。この外殻ケーシングは、両側面の開口部、即ち、図５の左右方向の開口部が側面板１２で塞がれて全面を遮蔽した構造の外殻ケーシングが形成されている。
上記構成の外殻ケーシングの内部には、図３に見るとおり、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板６がほぼ中央位置に配置され、この中仕切り板６の上部は前記上面板部９と、下部は前記下面板部１０と接合して固定されている。
そして、前記多孔前面板５と中仕切り板６との間に吸音材７１を配置して第一の壁構造が形成され、また、中仕切り板６と背面板８の間にも吸音材７２を隙間なく充填して第二の壁構造が形成されている。
【００２２】
上記した多孔前面板５と中仕切り板６との間に配置した吸音材７１は高密度の構成、具体的にいうと、吸音材７１は２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成として第一の壁構造の吸音性能が高められている。即ち、騒音が最短距離で多孔前面板５および高密度な吸音材７１を透過した場合、中仕切り板６が屏風型又は山形状に屈曲されているので、騒音は入射方向とは異なる方向へ反射される。この場合、高密度な吸音材７１の透過距離が入射時点よりも長くなるので、吸音性能が向上する。もっとも、中仕切り板６を伝わって第二の壁構造側へ侵入する騒音はあり得る。
一方、中仕切り板６と背面板８の間に隙間なく充填された吸音材７２は低密度の構成、具体的にいうと、吸音材７２は５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成として第二の壁構造の遮音性能が高められている。即ち、第二の壁構造は、中仕切り板６と背面板８の間に低密度の吸音材７２を隙間なく充填しているので、共鳴透過による遮音性能の低下を防ぐことが出来る。この場合、中仕切り板６は屏風型又は山形状に屈曲されて、吸音材７２を充填し難い構成であるが、吸音材７２を５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成としたことで、吸音材７２は中仕切り板６と背面板８との間へ隙間なく充填する作業に適し、且つ中仕切り板６および背面板８のそれぞれへ密着して支持するので、中仕切り板６の共振を抑制し、共鳴透過による遮音性能の低下を防止できる。
【００２３】
図３に示したように多孔前面板５と中仕切り板６との間へ配置された吸音材７１は、ポリエステル繊維等により構成した厚さ５０ｍｍ程度の高密度な構成である。
中仕切り板６は、一例として亜鉛メッキ鋼板の如き無孔の金属板を、空気層として必要な振幅（一例として３０ｍｍ）で緩やかな屏風型又は山形状に屈曲されている。そのため高密度で固い吸音材７１と中仕切り板６との間には隙間が生じ、これが空気層１５として形成されている。
図３の中仕切り板６は、板厚が２．３ｍｍとやや厚め（重量板）の亜鉛メッキ鋼板を、金属製遮音パネル１の上下方向に、山頂角が約１６０°と緩やかな実質二山のＭ字形状に屈曲した構成とされているが、この屈曲形状には限らない。図示することは省略したが、場合によっては実質一山の更に緩やかなＶ字形状に屈曲した形状、又は逆に山数が三山以上に屈曲した波形状の中仕切り板で実施することもできる。
場合によっては、図２に示した金属製遮音パネル１の左右方向（長辺方向）へ緩やかな屏風型又は山形状に屈曲させた構成の中仕切り板で同様に実施することもできる。要は上記前面側の吸音材７１の内側面を支持して、吸音材７１の背面（内側面）とこれを支持した中仕切り板との隙間に空気層１５を形成する構成であれば足りる。
【００２４】
次に、上記した背面板８は、例えばフッ素ラミネート鋼板の如き無孔の金属板で構成されている。因みにこの背面板８は、板厚が例えば１．６ｍｍと、上記中仕切り板６よりも薄い軽量板で構成されている。このように背面板８の板厚を、中仕切り板６の板厚よりも薄い軽量板で構成することにより、両板の面密度を異ならせ、共鳴による遮音性能の低下を防止することができる。
【００２５】
一方、上記第二の壁構造材を構成する吸音材７２も、例えばポリエステル繊維等により、その厚さを６０ｍｍ程度で低密度な構成とされている。この吸音材７２を上記した５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度で定形性が低い構成としているから、図３の右半分に示したように、中仕切り板６の屈曲状態に倣ってその背面に隙間なく密接して中仕切り板６と背面板８を支持するする構成となる。その上、屏風型又は山形状に屈曲された中仕切り板６と背面板８との間隔が一定でないため、中仕切り板６と背面板８との共鳴による遮音性能の低下を防ぐ効果を発揮する合理的な構成となる。
【００２６】
上記した無孔の背面板８の上下に一連に形成された無孔の上面板部９と下面板部１０は、前面の多孔前面板５と、図４ａ、ｂに示したように、一例としてブラインドリベット１１により接合して、上記中仕切り板６とその前後二つの吸音材７１、７２の外周を覆う外殻ケーシングが形成されている。また、外殻ケーシングの両側面の開口部は、図５に示したように、同開口部とほぼ同形に形成された側面板１２で塞がれ、この側面板１２も外殻ケーシングと例えばブラインドリベット１１により一体的に接合して、密閉構造の金属製遮音パネル１が構成されている。
背面板８は、その上下に一連の上面板部９および下面板部１０と一体的に構成されており、合計した板材料面積が中仕切り板６よりも大きい構成なので、上記の段落[００２４]で説明したように両板の面密度を異ならせて、共鳴による遮音性能の低下を防止する効果を得る手段として、中仕切り板６の板厚を大きくし、逆に背面板８等の板厚が小さい構成としている。その結果、背面板８の板厚を大きく構成する場合に比して、同様な遮音性能を発揮しつつ、金属製遮音パネルの重量を軽減化できる効果が得られる。
【００２７】
なお、背面板８の上下に一連に形成された無孔の上面板部９と下面板部１０には、図３及び図４ａ、ｂに示したとおり、上面板部９にはその中央部の長手方向にほぼ全長に及ぶ長さで、台形状に約２０ｍｍ程度の高さ隆起する凸条部９ａが形成されている。下面板部１０には逆に、その中央部のほぼ全長に及ぶ長さで、前記凸条部９ａがほぼ密接に嵌る同形、同大の凹溝部１０ａが形成されている。従って、図１に示した遮音壁の構築に際しては、コンクリート基礎２の上に建てられた隣り合う二つの支柱３、３の縦溝を利用してその間へ金属製遮音パネル１を多段に建て込み積み重ねる際に、下位の金属製遮音パネル１の上面板部９に隆起する凸条部９ａの上に、上位の金属製遮音パネル１の下面板部１０に形成された凹溝部１０ａを嵌め合わせることにより、面外方向への剪断抵抗が大きく安定した積み重ね構造が得られるのである。
もっとも、上面板部９と下面板部１０に上記の凸条部９ａおよび凹溝部１０ａを設けることなく、平坦形状の上面板部９と下面板部１０による金属製遮音パネル１を構成して、多段に建て込み積み重ねて遮音壁の構築を進めることも可能である。
【００２８】
次に、上記した中仕切り板６と外殻ケーシングとの関係は、図３及び図４ａ、ｂに示した実施例の場合、中仕切り板６の上下の端部をほぼＬ字形に屈曲して形成した折り曲げ辺６ａ、６ｂが、外殻ケーシングの上記した上面板部９および下面板部１０との間に、一例として厚さ２ｍｍ程度のクロロプレンゴムによるシール材１３を挟んで突き合わされ、図示例の場合はブラインドリベット１１により一体的に接合されている。また、同じ中仕切り板６の両サイドの端縁は、図５に例示したとおり、外殻ケーシングの両側面部を塞いだ上記側面板１２の内面に、一例として発泡成形したシール材１４を貼り付けて、このシール材１４を間に挟んで突き合わせた構成とされている。
もっとも図示した実施例は、中仕切り板６が図３に示したように上下方向へ屏風型又は山形状に屈曲された構成を前提としている。しかし、中仕切り板６の屏風型又は山形状の屈曲が、図２の左右方向に行われている場合には、中仕切り板６の左右の両端部に、ほぼＬ字形に屈曲した折り曲げ辺６ａ、６ｂが形成され、外殻ケーシングの両側面部を塞いだ上記側面板１２の内面との間にシール材１３を挟んで接合される。また、同中仕切り板６の上下の端縁は、外殻ケーシングの上面板部９及び下面板部１０の内面にシール材１４を貼り付けて、同シール材１４を挟んで突き合せた構成で実施されることになる。
上記の構成によれば、中仕切り板６から背面板８へ伝わる騒音や振動の伝搬がシール材１３、１４により遮断され、やはり遮音性能の低下を防ぐことができる。
【００２９】
以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより本発明は図示した実施例に限定されるものではない。所謂当業者が必要に応じて行う設計変更その他の変形・応用の範囲などを含む発明であることを念のため言及する次第である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 金属製遮音パネル
５ 多孔前面板
５ａ 孔
７１、７２ 吸音材
６ 中仕切り板
８ 背面板
９ 上面板部
１０ 下面板部
１２ 側面板
６ａ、６ｂ折り曲げ辺
１３ シール材
１４ シール材
９ａ 凸条部
１０ａ 凹溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面板の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部と下面板部を形成し、前記上面板部と下面板部の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板を接合して外殻ケーシングが形成され、この外殻ケーシングの両側面の開口部は側面板で塞がれており、
前記外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板を備え、この中仕切り板の上部は前記上面板部と、前記中仕切り板の下部は前記下面板部と接合されており、
前記多孔前面板と中仕切り板との間に吸音材が配置されて第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板と背面板の間にも吸音材が隙間なく充填されて第二の壁構造が形成されていることを特徴とする、二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項２】
多孔前面板と中仕切り板との間に配置された吸音材は高密度の構成であり、中仕切り板と背面板の間に隙間なく充填された吸音材は低密度の構成であることを特徴とする、請求項１に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項３】
多孔前面板と中仕切り板との間に配置された吸音材は２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成であり、中仕切り板と背面板の間に隙間なく充填された吸音材は５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成であることを特徴とする、請求項１又は２に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項４】
中仕切り板の板厚は、背面板の板厚よりも厚い重量板の構成であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項５】
無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板は、一山のＶ字形状又は二山のＭ字形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項６】
中仕切り板の屈曲方向の両端に形成した折り曲げ辺は、これと相対峙する外殻ケーシングとシール材を挟んで接合され、また、中仕切り板において屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、これと相対峙する側面板との間にシール材を挟んで接合されていることを特徴とする、請求項１〜５に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項７】
シール材は発泡性のゴム又は粘弾性のゴムであることを特徴とする、請求項６に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項１】
背面板の上下に縦断面が略コ字形となるように上面板部と下面板部を形成し、前記上面板部と下面板部の前面側に、多数の孔を設けた多孔前面板を接合して外殻ケーシングが形成され、この外殻ケーシングの両側面の開口部は側面板で塞がれており、
前記外殻ケーシングの内部に、無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板を備え、この中仕切り板の上部は前記上面板部と、前記中仕切り板の下部は前記下面板部と接合されており、
前記多孔前面板と中仕切り板との間に吸音材が配置されて第一の壁構造が形成され、前記中仕切り板と背面板の間にも吸音材が隙間なく充填されて第二の壁構造が形成されていることを特徴とする、二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項２】
多孔前面板と中仕切り板との間に配置された吸音材は高密度の構成であり、中仕切り板と背面板の間に隙間なく充填された吸音材は低密度の構成であることを特徴とする、請求項１に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項３】
多孔前面板と中仕切り板との間に配置された吸音材は２５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下の高密度な構成であり、中仕切り板と背面板の間に隙間なく充填された吸音材は５ｋｇ／ｍ３以上２５ｋｇ／ｍ３未満の低密度な構成であることを特徴とする、請求項１又は２に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項４】
中仕切り板の板厚は、背面板の板厚よりも厚い重量板の構成であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項５】
無孔の金属板を屏風型又は山形状に屈曲させた中仕切り板は、一山のＶ字形状又は二山のＭ字形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項６】
中仕切り板の屈曲方向の両端に形成した折り曲げ辺は、これと相対峙する外殻ケーシングとシール材を挟んで接合され、また、中仕切り板において屈曲方向と直交する両サイドの端縁は、これと相対峙する側面板との間にシール材を挟んで接合されていることを特徴とする、請求項１〜５に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【請求項７】
シール材は発泡性のゴム又は粘弾性のゴムであることを特徴とする、請求項６に記載した二重壁構造を有する金属製遮音パネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−９４４００（Ｐ２０１１−９４４００Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９８３１（Ｐ２００９−２４９８３１）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
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