JPS5836799B2 - 固体音発生機器の防音構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、固体の切断、変形、摩擦、衝撃などによっ
て発生する固体音の発生機器の防音構造体に関する。

従来、固体音発生の機器に対する防音対策として次のよ
うな方式が採られている。

（１）固体音発生機器とは別個に防音壁を設置する。

（２）固体音発生機器面に吸音材を貼着する。

（３）ダンピング材を添加してダンピング効果によって
エネルギーを減衰させる。

上記従来の方式は振動系のエネルギーの分断減衰とあわ
せて防音上有効な二重壁を固体音発生機器面に直接設け
ないために、コインシデンス（ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ
）効果による透過損失の降下が避けられないため透過損
失値に限度がある。

本発明者の行なった音響系と振動系との関係を示す実験
結果によれば、固体音発生機器に防振機構を設けて振動
系の振動加速度（ｄＢ）として３０％除去したとしても
音響系としては透過損失として２．５ｄＢの向上しか得
られなかった。

従って、防振ゴム、ダンピング材などによって機器の振
動を減衰させた後、音響系に対応する振動系エネルギー
の減衰と音響系エネルギーの透過防止のできるような防
音板を固体音発生の機器外面に間隙をおいて設けること
を本発明者は実験の結果、見出した。

この発明で自由空間板とは固体音発生機器外面との間に
自由空気層を形成させる防音板を意味する。

次に、この発明について具体的に述べる。

この発明は、固体音発生機器の外面に、その機器からの
強制振動を分断減衰させる連結構造を有する連結接手に
よって自由空間板を連結するようにしたものである。

自由空間板は単一板を用いる場合は、鉄、アルミニウム
、鉛などの金属板が用いられ、その板厚は１〜４ｍｌｌ
のものが実用的に用いられる。

自由空間板にサンドインチパネルを用いる場合は、上記
金属板同志、非金属板（例えば、石膏スレート、石膏ボ
ード、合成樹脂板）同志もしくは金属板と非金属板双方
を高分子粘性接着剤で貼合したサンドイツチパネルが用
いられる。

高分子粘性接着剤としてはゴム系、エボキシ系、ビニル
系、これらの共重合体もしくはこれらを主体とする組成
物（例えば、アスアルト乳剤にビニルアセテートエチレ
ンコポリマーを混合したもの）が挙げられる。

高分子粘性接着剤層の厚味は双方の貼着される板体がそ
の接着剤層を破壊して直接連結状態になるのを防ぐため
に０． ２ ｍｍ以上が望ましく、０、２〜２．０朋程
度が実用的である。

この高分子粘性接着剤層は歪効果によるエネルギー転換
によって振動嶽衰輯性を高め、音響系エネルギーの吸収
に寄与する。

自由空間板を固体音発生の機器外面に設けることによっ
て、その機器外面と自由空間板とのなす自由空気層内で
対向減衰共鳴、サンドイツチパネルを自由空間板として
用いる場合は複層対向減衰共鳴を受けてすぐれた透過損
失値が得られる。

上記何れの自由空間板も後に述べる連結接手で連結され
た形態は、平面もしくは彎曲され、特に彎曲（凹彎曲又
は凸彎曲）させることによって、曲面に向って入射され
た音響系エネルギーは曲面反射によって拡散、干渉、減
衰の繰返しが行なわれて平坦面の自由空間板よりも一層
対向減衰共鳴を向上させてすぐれた透過損失値を発現す
るので好ましい。

平面又は曲面を有する自由空間板は固体音発生機器の形
状によってこれらを組合せて用いることができる。

自由空間板によって形成される自由空気層は空気密度及
びその自由空気層に充填された吸音材を含めて一定の抵
抗特性になるよう抱束するために井桁又は機器面に対し
て直角の長手力向に連結接手によって仕切られて数区分
された自由空気層を形成させる。

自由空気層の厚味は、基本共鳴周波数によって求められ
る最大平均値によって適宜選定されるが、４０〜１５０
ｍｍの範囲で選ばれる。

上述のように、仕切られた自由空気層で音響波は入射、
反射、透過を繰返す。

その間に固体音発生機器の外面と自由空間板との間で既
述せるような対向減衰共鳴又は複層対向減衰共鳴を受け
、更に吸音材による抵抗減衰と整流枦波効果をうけて優
れた透過損失と吸音性とを示すものである。

なお、固体音発生機器の防音上の要求に応じて低周波領
域において特に防音特性を向上させることができる。

第１図は自由空間板の張設による効果を確認するために
行なった実験結果の一例を示すものにして、周波数（ヘ
ルツＨｚ）に対する透過損失値（デジベルｄＢ）を表わ
す。

図中Ｉの実線は固体音発生機器の壁厚４． ５ ｍ．
（鉄板）、川の破線はその機器壁外面に間隙５０ｍｍを
おいて板厚１． ０ ｍｍの鉄板（単一自由空間板）を
設けたもの、■の一点破線は１． ０ ｍｍ鉄板をゴム
系接着剤層０．２ｍｍによって貼合したサンドイッチパ
ネルを自由空間板として５０ｍｍの間隙で設けたもので
ある。

同図に見られるように、自由空間板を固体音の発生する
機器外面に設けることによって透過損失値を高めること
ができる。

特にサンドイツチ自由空間板を張設した場合が効果は犬
で有効な周波数域（５００Ｈｚ以上）においては１０ｄ
Ｂ以上の透過損失の向上を示している。

第２図は自由空間板によって形成される自由空気層内に
吸音材（例えば、人工鉱物繊維）を充填した場合の効果
確認の実験を行なった結果であって、特に自由空間板を
連結接手の強制振動を受けないように、高分子粘性接着
剤層（約２ｍｍ厚）を介して設けたものである。

図中のＩ′の実線はアルミニウム１朋板厚の単一自由空
間板を自由空気層５０ｍｍで固体音発生装置の壁面にも
うけたもの、■“の実線は上記Ｉ′の自由空気層内に厚
１２ｍ１ｎのグラスウール集束体を挿入したものである
。

『の破線は単一自由空間板を板厚１ｍ１ｌの鉄板を用い
た以外はＩ′で述べた条件と同様であって、形成される
自由空気層内にグラスウール集束体１２ｍｍ厚を挿入し
た場合をＷ′の破線で示している。

同図が示すように、自由空気層内に吸音材を充填すると
、周波数５００Ｈｚ以下の領域では透過損失はほぼ自由
空間板の質量則に従うことが確認される。

このように吸音材として、グラスウール、ロックウール
、スラグウールのような質量の大きい人工鉱物繊維を自
由空気層内に充填もしくは集束体として挿入することに
よって透過損失値を更に向上させることができる。

また別の実験によれば、自由空気層内の吸音材の質量３
．３ｋｇ／７？Ｚ２の質量差によって周波数５００Ｈｚ
以下で２ｄＢ以上の透過損失値の向上が図られた。

上述のように、自由空気層内に吸音材を内装するか否か
の決定は要求される防音特性によって適宜定められる。

固体音発生の機器外面に自由空間板を連結する連結接手
の方式には次に述べる二つの方式が採用される。

その一つは固体音発生機器の壁体に、頂部を嵌台頭に形
成した接続腕を外向に適宜の間隔をおいて設け、曲面を
有する金属板からなる自由空間板の両側縁部を折曲して
接続スカート部を形成し、その自由空間板の曲面の反撥
力を利用して接続腕と自由空間板の接続スカート部との
間に高分子接着剤層を介在させて嵌合連結する方式であ
る。

この連結接手力式は固体音発生機器の形状に相対させて
任意の曲面を形成することができること、及び振動系、
音響系のエネルギーを漏洩させないこと、更に既述せる
ように入射された音響系エネルギーは曲面反射されるの
で透過損失の向上が図られる。

他の一つの連結接手力式は、多孔質体の両端を高分子粘
性接着剤層で挾持して固体音発生機器外面と自由空間板
との間に設けて自由空間板を連結する方式であって、自
由空間板は多孔質体をルーズに締付杆（例えばボルト・
ナット）を通してその機器壁に締付けられて固定される
。

多孔質体はグラスウール、ロックウール、スラグウール
などの繊維物質と無機質又は有機質のバインダーとで合
成成形された軽量（例えば比重０．２〜１．５）で通気
性を有するものを主体とするものである。

この多孔質体はそれ自体を用いることもできるが、多孔
質体を数分割し、それぞれの当接面を高分子粘性接着剤
で貼合して一体的に構成した多孔質体も使用される。

この多孔質体は高分子粘性接着剤層の存在によりその接
着剤層の歪効果によるエネルギー転換により振動減衰特
性を高め、かつ音響エネルギーの吸収に寄与する効果を
もたらす。

高分子粘性接着剤層の厚味は０．２〜２朋の範囲が好ま
しい。

多孔質体を接手として用いるのは、そのものの有する音
響抵抗の著しい相違と吸音性による整流枦波作用とを利
用するためである。

更に自由空間板の連結接手力式は上記二つの連結接手力
式を組合せ、ることも可能である。

次に連結接手の制振機能について述べる。

何れの連結接手においても高分子粘性接着剤層を介在さ
せて自由空間板を連結させており、この高分子粘性接着
剤層の有する歪によるエネルギーの転換による振動の減
衰、更に接続腕の嵌合頭部の形状を断面円筒形状少空菱
形状のように振動伝達に容積変化を与える形状に形成さ
せること、また多孔質体を断面菱形状、円形状などのよ
うな振動伝達に容積変化を与え、振動波の相の変位と方
向変位の転換可能な形態にすることにより、接続面での
伝達容積の変化による振動系に位相差を起させること、
及び振動減衰作用を持たせることにより合成波をつくっ
て制振させるものであり、上記の相乗効果によって、従
来の防音機構では振動減衰を表わす損失係数０．５以下
にとどまっていたものを０．５〜０．９という高度の振
動減衰を達成できるものである。

なお、風圧などの三次外力に対しては連結接手を固体音
発生機器壁にボルト・ナット等で固定することによって
強固に保持される。

なお、スタツドボルトは相手が鉄板の場合はスポットウ
エルド方式、コンクリートの場合はガン打込方式によっ
て既設のものにも容易に設けることができる。

この発明は添付図面に基づく説明によってこの発明の構
成並びに作用・効果が明白となるであろう。

第３図は固体音発生機器の壁体１外面に、頂部を振動系
の伝達に容積変化を与える断面円筒形、中空菱形の形状
に形成された嵌合頭２ａを有する長尺の接続腕２をスポ
ットウエルドなどの方式によって固定される。

嵌合頭２ａは接続腕２の頂部を円筒形状又は中空菱形状
に屈成して形或するのが便利である。

この嵌合頭２ａの屈成空部内に吸音材２ｂが充填されて
振動音を吸収させる。

接続腕２は適宜の間隔をおいて平行に設けられる。

相対する接続腕２間の各側面部に高分子粘性接着剤層３
を介して金属板からなる凹曲面を有する単一自由空間板
４の両側縁部を接続腕２の側面形状に合わせて屈成され
た接続スカート部４ａを嵌着させる。

自由空間板４の板面は凹彎曲されており、この彎曲の有
する反撥力によって各接続スカート部４ａは接続腕２の
側面部に高分子粘性接着剤層３を挾んで強固に、かつ気
密に嵌着される．従って嵌着された自由空間板４は風圧
などの外圧に対して十分に耐え得る。

より一層外圧に耐えるようにする場合は接続スカート部
と接続腕をボルト・ナットで締付ける。

第４図はサンドイツチ自由空間板の連結態様を示すもの
であって、内側金属板４′の板面は凸彎曲され、かつそ
の両側縁部を接続スカート部４ａ’に屈或されて、第３
図と同様に接続腕２の側面部に高分子粘性接着剤層３を
介して嵌着し、更に嵌着された内側金属板４′の外面及
び接続腕の嵌合頭部２ａの露出面にわたって高分子粘性
接着剤層４″′を設け、更にこの接着剤層面に外側金属
板４“を接着させてサンゼイツチ自由空間板４ｓを連結
した例を示す。

図示の場合は、外側金属板４“の貼着施工を便ならしめ
るために、数枚に分けられ、それぞれの相接する部分が
耐熱テープ５（例えば鉛テープ）で貼合されている。

この施工手段を採用すると、外側板４“は金属板に限ら
ず、非金属板も貼合されて金属板４′・非金属板４“の
サンドイツチ自由空間板として連結することができる。

自由空間板４及び４ｓによって形成される自由空気層６
内に吸音材７が充填される。

この自由空気層６は機器壁面に適宜の間隔をおいて設け
られる接続腕２によって数区分される。

本発明者はこの区分された自由空気層を細胞自由空気層
と呼称する。

第５図は多孔質体による連結接手によって自由空間板を
連結する実施態様を示すものにして、多孔質体８は振動
伝達に容積変化を与える形状例えば断面円形、菱形など
に成形し、このものの中央部を横切断し、その切断面を
高分子粘性接着剤層８ａで貼り合わせる。

このように構成した多孔質体は固体音発生機器壁体９（
図示の場合はホツパーを示す）の面形状に合わせて予め
井桁状に枠組される。

この多孔質体には締付ボルトの径とルーズになる貫通孔
が穿っており、ホツパーの壁体に所定の寸法でスタツド
ボルト１０がスポットウエルドされて取付けられ、この
ボルトに多孔質体が貫通孔を通して挿入される。

この際、多孔質体とホツパー壁面に高分子粘性接着剤層
１１が設けられる。

このようにして設けられた各多孔質体の反対面に高分子
粘性接着剤層１１ａを介して単一自由空間板１２が取付
けられる。

自由空間板の両側縁部は内方に向けて折曲されて折曲部
１２ｄが形成されている。

各細胞自由空気層１３内に吸音材１４が充填される。

自由空間板１２はゴムワシャー１５、ワシャー１６、ナ
ット１７の順でボルト１０に締付けられる。

この際、自由空間板の折曲部１２ｄの端部は高分子粘性
接着剤層１１′に圧着されて自由空気層を気密に保持す
る。

なお、吸音材１４は予め自由空間板１２の裏面に取付け
ておくと便利である。

図中の自由空間板１２′は凸彎曲され、相接される自由
空間板のフック状折曲部に高分子粘性接着剤層１１ｂを
介して嵌着されている。

第６図はサンドイツチ自由空間板の連結を示すものであ
って、サンドイツチ自由空間板１２ｓの内側板１２ｂ（
例えば合成樹脂板）を高分子粘性接着剤層１１ａを介し
て多孔質体８に取付け、更に高分子粘性接着剤層１２ｅ
を挾んで折曲部１２ｄ′を有する外側板１２ａを取付け
て第５図の説明に従ってボルトに締付ける点を除けば、
対応する符号は第５図と同様に表われる。

１２５′の曲面を有する自由空間板の内側板と外側板は
対応する板のフック状折曲部に高分子粘性接着剤層１ｌ
ｂを介して嵌着されている。

その他の態様として、成形された多孔質体そのものを用
いること、または多孔質体を二以上に分割して高分子粘
性接着剤で一体に貼台形成した多孔質体、また折曲部を
有する金属内側板と外側板を金属板又は非金属板とした
サンドイツチ自由空間板、更に金属板、非金属板の二層
以上のサンドイツチ自由空間板も上記実施態様に準じて
連結接手で連結することができる。

この発明の防音構造体によると、固体音発生機器から発
生する音響波を対向減衰共鳴及び抵抗減衰と整流枦波作
用によって減衰させて優れた透過損失と吸音性を発揮さ
せると共に、機器からの強制振動を分断減衰させて極度
に制振することによって二次騒音発生を防止して防音効
果の極めて大きい防音構造体となし得る。

更に取付けが簡便で各機種に応じて容易に取付けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自由空間板の設置と透過損失値との関係を表わ
す実験結果の線図、第２図は自由空間板によって形成さ
れる自由空気層内に吸音材を挿入した実験結果の線図、
第３図乃至第６図は本発明の防音構造体の実施例を示す
断面図である。 １，９・・・・・・機器の壁体、２・・・・・・接続腕
、２ａ・・・・・・嵌合頭、２ｂ・・・・・・吸音材、
３，１１，１１’１１ａ，１ｌｂ・・・・・・高分子粘
性接着剤層、４，１ ２ ， １ ２’・・・・・・単
一自由空間板、４ａ，４ａ’・・・・・・接続スカート
部、１ ２ｄ ，１２ｄ′−・・・・・折曲部、４ｓ，
１２ｓ，１２ｓ’サンドイツチ自由空間板、４’，１２
ｂ・・・・・・内側板、４″，１２ａ・・・・・・外側
板、４“’，１２ｃ・・・・・・高分子粘性接着剤層、
５・・・・・・耐熱テープ、 ・・・吸音材、 接着剤層、 ムワシャー、 ６，１３・・・・・・自由空気層、７，１４・・・８・
・・・・・多孔質体、８ａ・・・・・・高分子粘性１０
・・・・・・スタツドボルト、１５・・・・・・ゴ１６
・・・・・・ワツシャ− １７・・・・・・ナット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体音発生機器外面に間隙をおいて、その間隙を自
   由空気層となす自由空間板を、高分子粘性接着剤層を介
   して連結接手で連結してなる固体音発生機器の防音構造
   体。 ２ 自由空間板が単一板又はサンドイツチパネルである
   特許請求の範囲第１項記載の固体音発生機器の防音構造
   体。 ３ 自由空間板が平面又は曲面を有する特許請求の範囲
   第１項記載の固体音発生機器の防音構造体。 ４ 連結接手で数区分された自由空気層内にそれぞれ吸
   音材を充填した特許請求の範囲第１項記載の固体音発生
   機器の防音構造体。 ５ 連結接手は腕体の頂部に振動伝達に容積変化を与え
   る形状の嵌台頭を有する特許請求の範囲第１項記載の固
   体音発生機器の防音構造体。 ６ 連結接手が振動伝達に容積変化を与える形状の多孔
   質体である特許請求の範囲第１項記載の固体音発生機器
   の防音構造体。 ７ 多孔質体双方の当接面を高分子粘性接着剤で貼着し
   た特許請求の範囲第６項記載の固体音発生機器の防音構
   造体。