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技術 吸音パネル

出願人 静岡県国立大学法人静岡大学株式会社J・ウッド
発明者 油上保木野直樹上野貴康櫻川智史安村基小林研治滝浪龍司影山雄樹
出願日 2016年8月3日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-152600
公開日 2018年2月8日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2018-022016
状態 特許登録済
技術分野 薄板耐力壁;間仕切り壁 防音、遮音、音の減衰 建築環境
主要キーワード スリット幅寸法 各保持プレート 音楽室 ヒノキ材 周波数帯域側 筋交い状 パネル要素 オーディオルーム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

会話音を含む広い周波数帯域吸音効果を有し、しかも、複数のブース仕切パーティションとして有効に活用できるよう両面機能型でありながら薄くて軽量な吸音パネルの提供。

解決手段

吸音パネル1は三層構造になっており、フェルト等の多孔質型吸音シート3の両面に剛性保持プレート5、9が固着されている。保持プレート5のスリット孔7は、保持プレート9のプレート面により閉塞され、保持プレート9のスリット孔11は保持プレート5のプレート面により閉塞されている。従って、薄くて軽量な三層構造になっており、両面側からヘルムホルツ共鳴型と多孔質型の二つの吸音機構相乗的に発現されて、広い周波数帯域で吸音効果を有する。また、スリット孔の幅や間隔の選択により、周波数帯域は変更できるので、室内の音響設計にも活用できる。

概要

背景

通常の公共施設オフィス会議室においては、音響に関しては特別な配慮はなされていない。例えば、金融機関行政機関相談窓口では、相談者どうしが顔を合わせずに済むよう、隣接するブースどうしをパーティション間仕切り)で仕切っているが、音は漏れるので、近隣ブースでの話し声が混ざるだけでなく、ブース内では反響し易くなっているので、音響過多となって会話が聞き取り難くなりがちである。
このような室内音響環境に対しては、以前から改善要求がなされている。

概要

会話音を含む広い周波数帯域吸音効果を有し、しかも、複数のブースを仕切るパーティションとして有効に活用できるよう両面機能型でありながら薄くて軽量な吸音パネルの提供。吸音パネル1は三層構造になっており、フェルト等の多孔質型吸音シート3の両面に剛性保持プレート5、9が固着されている。保持プレート5のスリット孔7は、保持プレート9のプレート面により閉塞され、保持プレート9のスリット孔11は保持プレート5のプレート面により閉塞されている。従って、薄くて軽量な三層構造になっており、両面側からヘルムホルツ共鳴型と多孔質型の二つの吸音機構相乗的に発現されて、広い周波数帯域で吸音効果を有する。また、スリット孔の幅や間隔の選択により、周波数帯域は変更できるので、室内の音響設計にも活用できる。

目的

本発明は、上記課題を解決するために、広い会話音の周波数帯域で吸音効果を有し、しかも、複数のブースを仕切るパーティションとして有効に活用できるよう両面機能型でありながら薄くて軽量な吸音パネルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

多孔質型吸音シートと、前記吸音シートの両面にそれぞれ固着された、多数の開口を有する剛性保持プレートとで構成され、一方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して他方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞され、前記他方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して前記一方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞されていることを特徴とする両面型吸音パネル

請求項2

請求項1に記載した吸音パネルにおいて、保持プレートの開口がスリット孔になっていることを特徴とする吸音パネル。

請求項3

請求項1または2に記載した吸音パネルにおいて、吸音シートはフェルト等の繊維材料で構成されていることを特徴とする吸音パネル。

請求項4

請求項1から3のいずれかに記載した吸音パネルにおいて、保持プレートが木材や木質材によって形成されていることを特徴とする吸音パネル。

請求項5

請求項1から4のいずれかに記載した吸音パネルを本体として利用したことを特徴とするパーティション

技術分野

0001

本発明は、室内に設置するだけで音響環境を調整できる吸音パネル係り、特に、室内空間仕切パーティションとして利用できる吸音パネルに関するものである。

背景技術

0002

通常の公共施設オフィス会議室においては、音響に関しては特別な配慮はなされていない。例えば、金融機関行政機関相談窓口では、相談者どうしが顔を合わせずに済むよう、隣接するブースどうしをパーティション(間仕切り)で仕切っているが、音は漏れるので、近隣ブースでの話し声が混ざるだけでなく、ブース内では反響し易くなっているので、音響過多となって会話が聞き取り難くなりがちである。
このような室内音響環境に対しては、以前から改善要求がなされている。

先行技術

0003

特表2008−534820号公報
特開2015−30337号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来から種々の吸音材は提案されており、例えば、特許文献1では、0.45mm未満の微細スリットが形成されたパネル要素が、後部背面層から距離をあけて配置された吸音材が提案されている。この吸音材は、室内壁面天井面に設置することが想定されている。また、特許文献2では、複数の通孔が形成されたカバー部材を、プレートに取り付けてヘルムホルツ共鳴式の吸音構造構築することが提案されている。この吸音構造は、例えば、フェンダーライナに配設することが想定されている。

0005

上記の特許文献1、2に代表されるような従来の吸音構造は、いずれも、中空層と背面層を必要とし、微細スリット等が形成された表面層側から吸音することが想定されたものであり、両面側から吸音させようとすると、背面層を挟んでその両側に中空層と表面層との組み合わせをそれぞれ配設することになり、少なくとも5層構造となり、厚くてそれなりに重量の有るものとなってしまう。しかしながら、ブースを囲むパーティションは、必要なときに必要な大きさで空間を容易に仕切れ、使用しないときには保管場所を大きく取らなくて済むよう、薄くて軽量なものが好まれている。
また、ヘルムホルツ共鳴の原理を利用するだけでは、吸音効果が狭い周波数帯域でしか得られないが、会話は案外広い周波数帯域にわたっており、小ブースが複数隣接しており、会話が大きく聞こえるような状況では、できるだけ広い周波数帯域で吸音効果を得たいのが実情である。

0006

本発明は、上記課題を解決するために、広い会話音の周波数帯域で吸音効果を有し、しかも、複数のブースを仕切るパーティションとして有効に活用できるよう両面機能型でありながら薄くて軽量な吸音パネルを提供することを、その目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、多孔質型吸音シートと、前記吸音シートの両面にそれぞれ固着された、多数の開口を有する剛性保持プレートとで構成され、一方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して他方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞され、前記他方の面側に設けられた保持プレートの開口は、前記吸音シートを介して前記一方の面側に設けられた保持プレートのプレート面により閉塞されていることを特徴とする両面型吸音パネルである。

0008

請求項2の発明は、請求項1に記載した吸音パネルにおいて、保持プレートの開口がスリット孔になっていることを特徴とする吸音パネルである。

0009

請求項3の発明は、請求項1または2に記載した吸音パネルにおいて、吸音シートはフェルト等の繊維材料で構成されていることを特徴とする吸音パネルである。

0010

請求項4の発明は、請求項1から3のいずれかに記載した吸音パネルにおいて、保持プレートが木材や木質材によって形成されていることを特徴とする吸音パネルである。

0011

請求項5の発明は、請求項1から4のいずれかに記載した吸音パネルを本体として利用したことを特徴とするパーティションである。

発明の効果

0012

本発明の吸音パネルによれば、会話音の広い周波数帯域で吸音効果を有し、しかも両面機能型でありながら、薄く且つ軽量になっている。
従って、パーティションとして利用すれば、ブース内音響対策にも同時に対応できる。
しかも、本発明の吸音パネルによれば、保持プレートの開口の形状や配置、更には開口率設計パラメータとして、吸音特性を微妙に変えることができるので、室内音響環境をその使用状況に応じて適切に細かく調整できる。従って、会議室等だけでなく、オーディオルーム音楽室でも音響設計に積極的に活用できると期待される。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施の形態に係る吸音パネルの全体図、分解斜視図、並びに断面図である。
図1とは別例の吸音パネルを利用したパーティションの斜視図である。
実施例で使用したパネルの説明図である。
実施例で実施した吸音試験の結果図である。

0014

本発明の実施の形態に係る吸音パネル1について、図1にしたがって説明する。
この吸音パネル1は、積層構造になっており、中間は多孔質型吸音シート3になっている。この多孔質型吸音シート3は、多孔質型吸音材、例えば、フェルト、布、グラスウールロックウール等の繊維材料や発泡材料により構成されている。音波をこれらの材料に透過させると、細孔中の空気の運動に対して摩擦抵抗が働き、音のエネルギーの一部が熱のエネルギーに変換されて吸音効果が生ずると言われており、従来から、剛性の壁面や天井面に貼着して音漏れを防止する意味での防音対策に利用されているものを、本発明でも構成要素の一つとして利用している。

0015

この多孔質型吸音シート3の両面側に、保持プレート5、9が固着されている。この保持プレート5、9は剛性の壁面を構成できるものであれば、素材の種類は問わず、合成樹脂プラスチック)材だけでなく、木材・木質材・合板でもよい。例えば、ヒノキ材杉材を使用すれば、外形木目が現れるので意匠性に優れるだけでなく、その使用が森林の保存・二酸化炭素排出の削減等にも繋がると期待される。

0016

この保持プレート5、9にはそれぞれ開口として上下に長い矩形状のスリット孔7、11が形成されている。スリット孔7、11は多数並列した状態で配置されている。
保持プレート5、9のプレート厚さと共に、スリット孔7、11の大きさ、すなわち長さ寸法や幅寸法、開口率、更に配置間隔は開口の設計パラメータになっており、吸音特性に影響を与えている。
この吸音パネル1の場合には、スリット孔7、11のスリット幅wは同じであるが、長さ寸法はスリット孔7の方が大きく、その分だけ保持プレート5の上下縁近くまで延びている。また、スリット孔7、7の隣り合う間隔、すなわちスリット間隔d1はスリット11、11のスリット間隔d2よりも狭く、d1:d2=1:3の関係になっている。また、スリット間隔d1はスリット幅寸法wと同じになっている。

0017

多孔質型吸音シート3の両面に、保持プレート5、9が固着されており、その状態では、保持プレート5のスリット孔7は保持プレート9のプレート面によって閉塞されており、保持プレート9のスリット孔11も保持プレート5のプレート面によって閉塞されている。
すなわち、保持プレート5側から吸音される吸音機構として、「スリット孔7→多孔質型吸音シート3→保持プレート9(剛壁)」が構築され、保持プレート9側から吸音される吸音機構として、「スリット孔11→多孔質型吸音シート3→保持プレート5(剛壁)」が構築されている。
また、多孔質型吸音シート3は必ず保持プレート5、9のいずれかに固着されていることから、保持プレート5から保持プレート9側へ、またはその反対側への音波の通り抜けは規制されている。

0018

なお、多孔質型吸音シート3として挙げられた繊維材料は、損傷したり摩耗したりしたときに分離した繊維片が空中に飛散して、健康面に悪影響を及ぼすことが従来から懸念されているが、本発明では、上記したように、多孔質型吸音シート3の両面のかなりの面積分が保持プレート5、9により遮蔽されており、スリット孔7、11から露出した箇所も孔縁板厚分だけ奥まっているため、空気中への積極的な飛散は殆ど起こり得ないようになっている。

0019

上記したように構成された吸音パネル1は、実効性の有る吸音効果を示す周波数帯域を広げることに成功している。
吸音の仕組みは複雑であり、スリット孔7、11と多孔質型吸音シート3を設けることで、ヘルムホルツ共鳴型と多孔質型の二つの吸音機構が発現するが、これらは単純に総和されるのではなく、複雑に影響し合っているとしか思われない試験結果が得られている。
吸着機構を保持プレート5と保持プレート9の両面側から吸音させる両面型とする際に、保持プレート9側の吸音機構の剛壁として保持プレート5のプレート面を利用し、保持プレート5側の吸音機構の剛壁として保持プレート9のプレート面を利用することで三層化しており、パネルとしての形状保持は二つの保持プレート5、9で担っているので、各保持プレート5、9は薄くて済む。従って、薄肉化及び軽量化の要求も当然に満たしている。

0020

また、吸音パネル1は、設計パラメータの選択次第により、吸音特性、すなわち、吸音ピーク帯域を変えることができるので、上記したようにブースを仕切るパーティションとして使用して、会話音の周波数帯域を主な吸音対象とすることだけに限定されず、オーディオルームや音楽室の音響設計に利用することも可能となっている。

0021

図2は、パーティション13として製品化した例を示すものであり、一対の脚部15、15で吸音パネル17を立てた状態で支持している。
この吸音パネル17では、保持プレート19、21共に、上下方向に長い矩形のスリット孔23が形成されている。スリット孔23は多数並列した状態で配置されている。保持プレート19側も保持プレート21側もスリット孔23は同じ設計になっており、その幅寸法とスリット間隔は同じになっている。スリット孔23は同じ上下方向の列で上下方向にスペーサ25の部分をあけて複数配置されているが、横方向に隣り合う列とはスペーサ25の上下端がずれている。すなわち、隣り合う列のスペーサ25、25、……は斜め方向に連なるように配置されており、スリット孔23、23、……を筋交い状に斜めに分断している。この筋交い状になったスペーサ25、25、……の斜め方向の列は互いに平行に3つ形成されている。
このスペーサ25の配置により、大判の保持プレート19、21が補強されており、安定的に立っていられるようになっている。
保持プレート19側のスリット孔23、23、……は保持プレート21側のスリット孔23、23、……と、多孔質型吸音材3を介して互い違いに配置されているので、二つの保持プレート19、21の両面側から吸音可能になっている。

0022

図3に示すように、複数のパネルを準備し、それらの吸音特性を試験した。
全てのパネルは、全体のサイズが同じになっており、多孔質型吸音シート(フェルト)3が使用されている。保持プレートは全てヒノキ材で、板厚は20mmになっている。
パネル(A)は、図1に示すものであり、多孔質型吸音シート3が、保持プレート5、9に固着されて三層化されている。保持プレート5のスリット孔7のスリット幅wは20mm、スリット間隔d1は20mmになっている。保持プレート9のスリット孔11のスリット幅wは20mm、スリット間隔d2は60mmになっている。
パネル(B)は、多孔質型吸音シート3が、保持プレート5、27に固着されている。この保持プレート27には、スリット孔は形成されていない。

0023

パネル(C)は、多孔質型吸音シート3が、保持プレート5、5(C)に固着されている。この保持プレート5(C)は、保持プレート5と、スリット孔7の配置が互い違いになっている点だけが異なっている。
パネル(D)は、多孔質型吸音シート3が、保持プレート5に固着されている。これだけは二層タイプになっている。

実施例

0024

パネル(A)とパネル(C)は、本発明の所謂両面吸音型に、パネル(B)は、片面吸音(共鳴)型に、パネル(D)は、多孔質吸音型にそれぞれ分類されている。
図4は吸音試験の結果を示すグラフである。吸音率0.8以上を有効範囲とすると、パネル(A)、(B)、(C)は、会話音の周波数帯域で吸音効果を有することが確認されたが、そのうち、特に、パネル(A)、(C)で帯域が広げられたことが確認された。
また、パネル(A)とパネル(C)とを比較すると、パネル(A)は低い周波数帯域側に、パネル(C)は高い周波数帯域側にそれぞれ広がっていることが確認された。
上記の結果から、本発明の吸音パネルは、両面吸音型であり、広い周波数帯域にわたって吸音効果を有するだけでなく、その周波数帯域も調整できることが実証された。

0025

1…吸音パネル3…多孔質型吸音シート5…保持プレート
7…スリット孔9…保持プレート 11…スリット孔
13…パーティション15…脚部 17…吸音パネル
19、21…保持プレート 23…スリット孔 25…スペーサ

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