| 【発明の名称】 |
防音材 |
| 【発明者】 |
【氏名】濱田 真彰
【氏名】堀江 宣臣
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| 【要約】 |
【課題】省スペース（厚み）で低域の防音効果の高い防音材を提供する。
【解決手段】吸音部材本体３ａは、発泡樹脂からなり、壁面に当接される当接面３ｓに開口した空洞部５をもつと共に、空洞部５を区画する内壁面及び当接面に一体的に表皮層３ｂが設けられてシート状の吸音部材３となっている。遮音部材４は、表皮層３ｂと反対側の吸音部材３の外面に設けられる。空洞部５を区画する内壁面には、その部分の表皮層の一部が他と独立した振動膜３ｃとなるように区切り手段としての溝６が形成されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 壁面を覆うように装着され、該壁面に当接される当接面に開口した空洞部をもつ発泡樹脂製の吸音部材本体と、前記空洞部を区画する内壁面及び前記当接面に一体的に設けられた表皮層とからなるシート状の吸音部材と、前記表皮層と反対側の前記吸音部材の外面に設けられた遮音部材とを具備する防音材であって、前記空洞部を区画する内壁面に設けられる前記表皮層の部分は、独立した振動膜となるように他部分より区切られる区切り手段をもつことを特徴とする防音材。
【請求項２】 前記区切り手段は、前記空洞部の底面、側面の少なくとも一方を囲む溝である請求項１記載の防音材。
【請求項３】 前記表皮層は、前記吸音部材に接合されたフィルムからなる請求項１記載の防音材。
【請求項４】 前記表皮層は、発泡樹脂の成形時に形成されるスキン層である請求項１記載の防音材。
【請求項５】 前記表皮層の厚みは１００μｍ以下である請求項１記載の防音材。
【請求項６】 前記発泡樹脂は、連続気泡軟質ウレタン発泡体である請求項１記載の防音材。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配管等の壁面に装着される防音材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、一般の住宅では、二階にトイレが設置されるのが一般的であり、中には浴室やミニキッチンなども設置さる住宅が増加している。また、集合住宅などは、一、二階にそれぞれの世帯が形成されていることにより、キッチン、トイレ、浴室等の水道関係設備が各階に設置されている。
【０００３】このような水道関係設備の配管においては、しばしば放射音が問題になっている。これらの対策として、配管、ホースの周りに、遮音層、吸音層をもつ防音材を装着している。上記遮音層は、壁面内側からの放射音を配管内部あるいは壁面内側に反射させるもので、所定密度と所定の厚みをもつＰＶＣ等の軟質樹脂が用いられる。
【０００４】吸音層は、遮音層と壁面との間に設けられ、グラスウール等の繊維体を用いた多孔質型吸音部材、薄膜あるいは薄板を用いた振動板型吸音部材などが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸音層と遮音層で構成される従来の防音材は、壁面全体に吸音層が密着するため、吸音層を構成する吸音部材本体と配管との接触面積が大きくなり、配管表面の振動が伝わりやすくなる。この配管表面からの振動が防音材自体を振動させ、この振動により騒音が発生しているのが現状である。
【０００６】近年では、一般住宅における外壁の遮音効果が高くされている。これによって、外からの音がかなり遮音され、室内の暗騒音が低下している。このため、住宅内で発生する音が特に目立つ状況にあり、配管に対する防音材の性能アップが一層求められている。また、配管、ホース等に装着される防音材は、一般的にスペースの点より半径方向に１０ｍｍ程度の厚みに制限されるため、遮音層、吸音層を備えた防音材では十分な防音効果が達成されておらず、一部の周波数（比較的高域の周波数）の音しか防音できない。このように対象周波数が制約されると、配管構造、エンジン仕様、剛性の差などにより、特定の周波数、特に低域を含めた可聴域全体の音が問題となる箇所への適用には問題となる場合がある。
【０００７】本発明は、省スペースで可聴域全体の吸、遮音効果の高い防音材を提供することを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本発明の発明者等は種々検討を重ね、空洞部と振動部の両方の吸音部分をもつ吸音部材を用いることにより、低域を含めた高範囲において吸音することを考え、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の防音材は、壁面を覆うように装着され、該壁面に当接される当接面に開口した空洞部をもつ発泡樹脂からなる吸音部材本体と、前記空洞部を区画する内壁面及び前記当接面に一体的に設けられた表皮層とからなるシート状の吸音部材と、該表皮層と反対側の該吸音部材の外面に設けられた遮音部材とを具備する防音材であって、該空洞部を区画する内壁面に設けられる該表皮層の部分は、独立した振動膜となるように他部分より区切られる区切り手段をもつことを特徴とするものである。
【０００９】本発明の防音材において、区切り手段は、空洞部の底面、側面の少なくとも一方を囲む溝とすることができる。これにより、溝部分の表皮層の剛性が増し、該溝によって区切られた表皮層の部分が独立した振動膜となる。他の区切り手段としては、前記溝部分が突起状になっていてもよく、さらには空洞部の底面、側面の任意の位置に溝状あるいは突起状の区切り手段を用いても同様の効果を得ることができる。
【００１０】また、上記構成では、空洞部を区画する吸音部材本体の全表面にフィルム等による膜を一括形成することで振動膜を簡単に形成することができる。本発明の防音材において、表皮層は、吸音部材本体に接合されたフィルムで構成してもよい。このフィルムは、発泡樹脂の切断面で空洞が形成される場合に有効である。
【００１１】本発明の防音材において、表皮層は、発泡樹脂の切断面で空洞が成形される吸音部材本体の成形時に、該吸音部材本体の表面に形成されるスキン層をもちいてもよい。本発明の防音材において、表皮層の厚みは１００μｍ以下が好ましい。本発明の防音材において、吸音部材は連続気泡軟質ウレタン発泡体であることが好ましい。
【００１２】
【作用効果】本発明の防音材においては、吸音部材本体の空洞部を区画する表皮層が独立した振動膜となる。この表皮層による振動膜は、それ自身の重量と、背後の発泡樹脂からなる吸音部材本体のバネ性により、特定の周波数、特に低域で共振現象が発生する。この共振時、表皮層の振動により、入射音が熱エネルギーに変換され、吸音する。また、吸音部材本体は厚みを制限されてその空洞部の容積が小さくなっても、高域の吸音効果を有する。従って、本発明の防音材は省スペースで可聴域全体に吸、遮音効果の高い防音材となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の防音材は、キッチン、トイレ、浴室等の水道関係設備の配管の外周面等の壁面を覆うように、該壁面に装着する。吸音部材となる発泡樹脂としては、発泡ポリエチレン、発泡ＰＶＣ等の熱可塑性樹脂発泡体、あるいは発泡ウレタン等が用いられる。加工性の点からは軟質発泡体が好ましく、吸音性の点からは連続気泡のポリウレタン発泡体が特に好ましい。
【００１４】表皮層は、発泡樹脂の成形時に形成されるスキン層あるいはウレタンフィルムを用いることができる。独立した表皮層の背後の発泡樹脂は、独立した該表皮層の共振周波数を低減を目的とする周波数に合わせるため、該共振周波数に関係する重量と、バネ定数を調整する。独立した表皮層の重量は厚み等により調整することができ、バネ定数は気泡率等で調整することができる。
【００１５】上記共振周波数は、主に吸音部材本体の厚みでは吸音効果のでない低周波数に設定することが好ましい。本発明の防音材は、装着される壁面の形状に予め成形されていてもよいし、装着前はシート状で、装着時に壁面の形状に合わせて巻付け等するものでもよい。
【００１６】
【実施例】次に本発明を具体的に実施例１．２によって図面とグラフを参照して説明する。（実施例１）本実施例の防音材１は、図１及び図２に示すように、壁面としての円筒状の配管２の外周面へ装着されるものであり、配管２の外周面を筒状に覆う吸音部材３と、吸音部材３の外面に設けられた遮音部材４とから構成されている。
【００１７】吸音部材３は、図２に示すように、配管２の外周面に当接される当接面３ｓに開口した空洞部５をもつ連続気泡軟質ウレタン発泡体で構成された吸音部材本体３ａと、連続気泡軟質ウレタン発泡体によって成形される吸音部材本体３ａの成形時に、該吸音部材本体３ａの表面に形成される本発明の表皮層としてのスキン層３ｂとから構成されている。
【００１８】そして、本実施例では、前記空洞部５の底面の表皮層３ｂを囲う溝６が形成されている。空洞部５は、ここでは図３に示すように、円盤状であり、溝６は空洞部５の円柱の直径とほぼ一致した円形に形成される。これにより、溝６が形成された表皮層部分は、他の部分に比し剛性が増すことになり、溝６で囲まれた円形部分の表皮層３ｂを独立した振動膜３ｃとすることができる。
【００１９】遮音部材４は、比重を高くしたゴム、軟質樹脂等で構成されている。上記構成の防音材１は、本実施例では、図３に示すようにシート状に形成し、配管２へ巻付けるようにする。このシート状の防音材１は、遮音部材４、吸音部材３の二層の一体成形品として製造することができる。空洞部５も成形時に形成する。溝６は空洞部５の成形と同時に形成してもよいし、成形後にプレス加工等により形成してもよい。
【００２０】本実施例の防音材１によれば、空洞部５の底面に形成された表皮層３ｂが溝６によって囲まれていることによって、図４に示すように、溝６の表皮層３ｂが節となり、独立した振動膜３ｃとなる。この振動膜３ｃは、それ自身の重量と、背後の吸音部材本体部分７のバネ性により、特定の周波数で共振現象が発生する。この共振時、振動膜３ｃは振動することにより、入射音を熱エネルギーに変換し、吸音を行うことになる。
【００２１】共振周波数ｆは、次式で決る。
【００２２】
【数式１】 ｆ=（１／２π）・（Ｋ／Ｍ）1/2数式１でＫは背後の吸音部材本体部分７のバネ定数（単位系：ＭＬ-1Ｔ-2）であり、Ｍは振動膜３ｃの質量である。従って、吸音部材本体３ａの密度を小さくすることによりＫが小さくなり共振周波数、すなわち、防音の対象周波数を低くできる。また、表皮層３ｂの厚みを小さくすることにより、Ｍが小さくなり、防音の対象周波数は高くなる。
【００２３】吸音部材本体３ａのみの防音の対象周波数は、６ＫＨｚ付近である。そして吸音部材本体３ａに空洞部５を設けることによって、対象周波数を低域に広げることができる。しかし、空洞部５によっても３ＫＨｚ付近程度しか対象周波数は下がらない。ところが、本実施例のように空洞部底面に振動膜３ｃを形成し、この振動膜３ｃの共振周波数をＫ、Ｍで調整することにより更に防音対象周波数を低域に広げることができる。
【００２４】図６は吸音部材本体３ａに表皮層３ｂが無い場合と表皮層３ｂ（振動膜３ｃ）を設けた場合の吸音率を１００Ｈｚから６．３ＫＨｚまで１／３オクターブ毎に測定したものである。表皮層３ｂが無い吸音部材本体（比較例１）と、表皮層３ｂを設けた吸音部材本体３ａ（本発明）の密度及び厚みは同じとした。吸音部材本体３ａの厚みは１５mmとし、表皮層３ｂの厚みは３０μmとした。遮音部材４の厚みは１．５mmとした。また、空洞部５は、図４に示すように、底面が平坦な円柱状に形成し、その高さは７．５mm、直径は３０mmとした。
【００２５】図６によれば、白のドットで示される表皮層３ｂが無い場合の吸音率特性は、吸音率０．５の周波数が２〜２．５ＫＨｚの間であるのに対し、黒のドットで示される表皮層３ｂを設けた場合の吸音率特性は、吸音率０．５の周波数が１．２５〜１．６ＫＨｚに低下している。また、図７は吸音部材本体３ａの厚みを１０mmとした場合の同条件の吸音率特性である。図７によれば、表皮層３ｂが無い場合（比較例２）の吸音率特性は、吸音率０．５の周波数が３．１５ＫＨｚ付近であるのに対し、表皮層３ｂ（振動膜３ｃ）を設けた場合（本発明）の吸音率特性は、吸音率０．５の周波数が１．６ＫＨｚに下がっている。
（実施例２）本発明の実施例２は、図５に示すように、吸音部材本体３ａに断面Ｖ字状の空洞部８を形成した。そして、この空洞部８を区画する斜面に他の表皮層３ｂと独立した振動膜３ｃ′が形成されるように、Ｖ字の頂部（底部）に沿ってプレス等により溝６ａを形成した。
【００２６】このような構成の防音材１１（本発明）と、比較例３の防音材３との吸音率特性を測定して図８に示す。防音材１１は、その吸音部材本体３ａの厚みを２０mmとし、表皮層３ｂの厚みは３０μmとした。比較例３の防音材は、吸音部材本体３ａの厚みが２０mmで表皮層がないものである。比較例３の防音材では、吸音率０．５の周波数が１．２５ＫＨｚ付近であるのに対し、本発明の防音材１１では、吸音率０．５の周波数がほぼ８００Ｈｚにも下がっている。
【００２７】このように実施例１、２共、空洞部５を区画する内壁面に振動膜を形成することにより、防音対象周波数を低域に広げることができた。その効果は吸音部材本体の厚みを大きくすると一層良好になることがわかった。しかし、厚み１０mmの吸音部材本体を用いたものでも、同厚みの振動膜を設けないものより吸音率特性が低周波数に広がり、省スペースで多大な防音効果があることがわかった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２１９６０２
【氏名又は名称】東海ゴム工業株式会社
【識別番号】０００２１９６６８
【氏名又は名称】東海化成工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２７日（１９９８．７．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１７７６
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６２８３（Ｐ２０００−４６２８３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１１２７５ |
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