JP2000355992A

JP2000355992A - 真空防音断熱材

Info

Publication number: JP2000355992A
Application number: JP11168668A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shiotani; 嘉宏塩谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】音の伝達経路の限定、材料による吸収、気密材
の支持方法により、真空防音材の性能を高める。【解決手段】気密材２の支持を真空体の外周部に配設し
た枠材３のみとし、枠材間に振動吸収体４を挟持して密
封化し、内部を真空にしたパネル状真空体。気密材の支
持を気密材間に点状または線状接触となるように、間隔
保持材を複数重ねて用い、周囲に枠材を配して密封化
し、内部を真空にしたパネル状真空体。大きさの異なる
立体形状の気密材の端部を一体化し、内部を真空にした
真空体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空を利用した防音断熱
材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空を利用した防音材は、真空層
を保持するために例えば特願昭４８−８５２８９、特願
昭５２−９１８２８、特願平５−１５１６８８などに用
いられているハニカムコアや、特願平６−１０１９１６
のようなブロック部材を気密材の間隔保持材として挿入
している。そのため、音が受音面材料の裏面から放散す
る時、ハニカムコアや枠部材などの間隔保持材のない部
分では真空により音は伝わらないが、間隔保持材部分で
は音が材料内を振動となって伝達し、放散側気密材から
音となって放散される。

【０００３】従って、この間隔保持材が真空防音材とし
ての性能を決定するが、ハニカムコアや多数のブロック
部材は、気密材面積に対する間隔保持材の接する長さの
比が大きいため、振動が多く伝わること、また間隔保持
材が硬質であるため、材料による振動の減衰が殆ど無い
ことが防音効果を低下させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、真空防音材において受音面から放散面間の振動伝
達が大きい点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解消するために、大別して３つの方法からなる。第１
は、振動の伝達経路を外形に沿った周囲のみと少なくす
る方法。第２は、間隔保持材を用いて真空体を形成する
場合は、気密材間に複数の間隔保持材を点状又は線状接
触となるように重ねて用い、振動伝達時の減衰を大きく
する方法。第３は、同様に間隔保持材を用いて真空体を
形成する場合に、気密材間に複数の間隔保持材を重ねて
用い、その間にゴム状弾性体を挟持、またはゴム状弾性
体を被覆したものを用い、振動伝達時の減衰を大きくす
る方法である。

【０００６】

【実施例】本発明で使用する材料及び接合方法につい
て。気密材はいずれもガス透過のない材料を使用し、一
般的には０．１〜０．５ｍｍ程度のステンレス・鉄・ア
ルミなどの金属薄板、制振鋼鈑、アモルファス合金シー
ト、銅・アルミなどの金属箔のプラスチックラミネート
材、および該ラミネート材にカーボンファイバーに代表
される繊維補強材や伸びの少ない高強度プラスチックフ
ィルムを一体化した複合材、金属箔と硬質プラスチック
や木質系板を一体化した複合材などを用いる。

【０００７】枠材に使用する材料は、金属、プラスチッ
ク、カーボンファイバー・グラスファイバーなどの高強
度繊維材料を樹脂で固めたものを用いる。

【０００８】耐圧材は、気密材のみでは大気圧荷重の支
持が困難な場合に、枠材に接合して用いる。材料は、金
属、プラスチック、カーボンファイバー・グラスファイ
バーなどの高強度繊維材料を樹脂で固めたものを使用す
る。形状は網目状、帯状にして用いる。

【０００９】網目状物の耐圧材例としては、線材を組ん
だワイヤーメッシュ、板材にスリットを入れ引き伸ばし
て網目状にしたエキスパンドメタルがある。具体的な形
状として日本工業規格Ｇ３５５２やＧ３５５３を代表と
する金網類、同規格Ｇ３３５１のエキスパンドメタル、
同規格Ａ５５０４のワイヤーラス、同規格Ａ５５０５の
コブラス・波形ラス・リブラスなどのメタルラスのよう
な立体的成形品などがある。ワイヤーメッシュやエキス
パンドメタルは山形、略円・角錐台形、略半円球体形等
に折り曲げやプレス成型して使用する場合がある。

【００１０】網状立体成形物は、プラスチックを材料に
して１ｍｍ程度の線状物を線材が相互に絡み合うように
任意の方向に連続して押し出し、全体の厚みを一定にし
た成形品である。振動吸収体はゴム状弾性体、プラスチ
ック、木質材、高密度グラスウールなどを単独、または
層状に重ねて用いる。ガス透過性のある材料を外気に接
する個所に用いる場合は、アルミ箔などの気密材で覆い
ガスが真空部分に侵入しない処置をして用いる。

【００１１】プラスチェックは材料によって振動吸収に
差があるため、ポリエチレン、ポリウレタン、強化ポリ
エステルなど振動の損失係数の大きな材料を用いる。木
質材はコルクを代表とする柔らかいうち樹種を用いる。
これらの吸収対応を重ねて用いるのは、材料によって振
動減衰周波数に差があること、および材料を重ねると単
独で用いるより減衰が大きくなるためである。具体例と
しておおよそではあるが、ゴムは５〜３００ヘルツ、コ
ルクは５０〜７００ヘルツが振動減衰周波数である。

【００１２】間隔保持材は、気密材のみでは大気圧荷重
の支持が困難な場合に、相対する気密材間に配設して用
いる。材料は金属、プラスチック、紙、カーボンファイ
バーの成形品など、形状は、網目形状及び有孔平板や網
目状材の立体成形物、ハニカムコア、網状立体成形物を
用いる。

【００１３】ゴム状弾性体はゴム、軟質プラスチック、
またはこれらの発砲体、ゲル状物、粘弾性接着剤などを
用い、製品化したときに弾性性状を示す硬度及び断面の
ものを用いる。

【００１４】尚、振動吸収体に油成分や安定剤など、真
空中へ発散する成分が含まれる場合は、予め真空中にゴ
ム状弾性体を置設して蒸発させ除去しておくか、金属箔
のプラスチックラミネート材など柔軟な気密材でゴム状
弾性体を被覆して用いる。また、網目状材など開口部が
ある材料に被覆する場合は、個々の網目材周辺を熱溶着
して密封体を成し、網目開口部の中央部分を切り取り、
表裏を貫通する開口部を設ける。

【００１５】真空度は１０^-2パスカル以下の中真空域と
する。真空引きについては、真空引き孔を硬質材に設け
る場合は封止切りが容易に出来る部品を用い、同孔が軟
質な気密材にある場合は、封止きり部品又は真空引きノ
ズルを引き抜く途中に、引き抜いた部分の気密材の両側
を押圧して熱溶着する。

【００１６】密封方法について。気密材と枠材が共に金
属の場合は、溶接、ろう付け、接着のいずれかとし、接
合面が金属と非金属の場合は、接着又は熱溶着の方法を
用いる。気密材と気密材の接合は、金属薄板の場合はろ
う付け又は接着とし、ラミネート材の場合は熱溶着とす
る。

【００１７】「請求項１」この請求項は振動の伝達経路
を外周部に集中させ、併せて枠材間にゴム状弾性体を挿
入することにより振動を吸収し、受音面から放散音面間
の振動伝達を小さくする方法である。

【００１８】図１は真空体１の外観を示し、図２は一部
内部を表示した斜視図である。図２において、気密材２
と気密材２の外周に沿って配した枠材３の気密性を保持
して一体化したブロック２体を、枠材３，３ａが相対す
るように対向させ、間に隙間なくゴムとプラスチック板
を積層した振動吸収体４を配し押圧して密封化し、内部
を真空にしたものである。

【００１９】気密材２は四周が枠材３に一体化された状
態で、大気圧１kg／?及び使用時の荷重に対し、許容範
囲内の変形となる引張り力を持つ材料を使用する。従っ
て、真空体の面積が大きくなるにつれて、撓みが大きく
なるため引張り強度の強い気密材２を用いる。なお、気
密材２が硬質材で撓みが大きくなる場合は、中央部分の
形状を凸凹状に変形させて補強リブとしてもよい。許容
範囲を超える場合は、図３に例示するように金属製の帯
板７を所定間隔に枠材３間に設け、端部を枠材３に接合
して気密材２を支持し、変形を小さくする。

【００２０】枠材３には気密材２が受ける大気圧による
荷重により、内側へ変形する力が作用するが、これに耐
える断面性能を有する材料、材厚、断面形状のものを用
いる。尚、枠材３に作用する力が大きく、枠材３の断面
に大きなものが必要になったり、撓みが大きくなりすぎ
る場合は、枠材３間に補強材としてパイプ５，５ａ、コ
ーナーには平板６を接着などにより一体化して用いる。
他の方法としては、井桁状の成形物を枠材３内側の全面
に挿入してもよい。

【００２１】また、枠材３は気密材２に比べ振動の減衰
が少ないため、受音側の見付け面積は出来るだけ小さく
し、気密材２と一体化するに必要な接合強度の範囲とし
ている。従って、所定の断面性能を得るため枠材３の
断面を略Ｌ字型とし、外側を小さな折り曲げ片、内側は
大きな折り曲げ片としている。

【００２２】真空層の厚みについては大気圧により気密
材２が内側へ押圧されたとき、表側と裏側の気密材２，
２ａが接触しない寸法となる枠材の高さとする。なお、
真空体の一部に配管用や設備機器用の開口部を設ける場
合は、外周部と同様に開口部の周囲の気密材に枠材を一
体化し、枠材間に振動吸収体を挟持して密封化する。

【００２３】図１、図２では枠材３が気密材２の内側す
なわち真空体１内部にあるが、気密材２を枠材３の内側
に配して真空体１の外側としてもよい。なお、耐火性、
耐油性が要求される場合は、振動吸収体４全体を金属箔
で被覆したり、枠材３，３ａ間を金属薄板で被覆する。

【００２４】「請求項２」この請求項は振動が他部材に
伝達するとき、断面が急激に変化する場合には、大きな
振動減衰が得られることを利用し、受音面から放散音面
間の振動伝達を小さくする方法である。

【００２５】図４は真空体の外観図、図５は外周部の部
分断面斜視図である。枠材１０，１０ａは断面略Ｌ型を
した金属製の加工品で、枠材１０は枠材１０ａと対面す
る側に、所定間隔に断面が半球形状１１にプレス成形し
てある。この枠材１０と枠材１０ａの外側面に、気密材
を一体化し外周をそろえて重ねる。この状態で枠材１０
と枠材１０ａは点状接触となり、接触点の数カ所を接着
にて接合する。半球形状１１の高さにより枠材１０と枠
材１０ａの間にすき間が発生するが、薄膜の気密材１２
を枠材１０，１２ａの外側からろう付けや接着にて取り
付けて密封化し、枠材１０，１０ａ又は気密材９，９ａ
に設けた真空引き孔部品より真空引きをした後、封止切
りをして真空体とする。

【００２６】図６は枠材の材料にアルミなど押し出し成
形材料を使用した場合を示している。枠材１４は枠材１
４ｂと対面する側に連続した凸状物１５を形成している
こと、および枠材１４，１４ａの断面形状が箱型をして
いるため、密封化のための外封材１７を張り付けると、
凸状物１５と外封材１７間と枠材１４，１４ａ内の真空
化ができないので、凸状物１５及び枠材１４，１４ａに
は所定間隔に欠き取り１６や孔１８，１８ａを設ける。

【００２７】図７は点状接触の他の形状例を示したもの
である。片側の枠材１９に切込み起立片２０を、枠材１
９の相対する位置に起立片２０の先端部が途中まで入る
孔２２を設けて、枠材１９と枠材２１を重ねることによ
り点状接触とする。また、他には枠材を加工せず接触面
が点状又は線状になる例えば半球、錘体、断面が三角形
や半円の柱状の突起物を帯板上に所定間隔に設けた成形
品や、帯状金属板に切込み切片を設けて切片を起立させ
た成形品を枠材間に挟持してもよい。

【００２８】「請求項３」この請求項は枠材の間隔が広
く、気密材に作用する力が大きく、気密材のみで大気圧
荷重を支持することが困難な場合に、気密材を支持する
材料として気密材の裏面に耐圧材を配設する方法であ
る。

【００２９】実施例１について、図８は枠材の両面にワ
イヤメッシュ材２７を耐圧材として用いた場合の外観、
及び一部内部を表示した平面図。図９は部分断面拡大図
である。耐圧材２７は枠材２６に一体化して気密材２５
で覆い、気密材２５の周囲を密封化して内部を真空にし
たものである。

【００３０】図９に示す枠材２６は、金属板を折り曲げ
加工したもので、略Ｕ型をしている。端部の気密材の接
合部２８と耐圧材２７の接合部は、気密材２５の平滑な
接合のため端部を折り曲げてある。接合片２８と耐圧材
２７の高さが異なる場合は、調整材２９を用いて一体化
する。このような断面形状の枠材１９への耐圧材２７の
接合は折り曲げ部の内側へ、気密材２５は接合部２８へ
気密となるように接合する。枠材２６又は気密材２５に
設けた真空引き用部品から内部を真空にし封止切りす
る。ワイヤメッシュ２７，２７ａは縦横で線径分高さが
異なるので、片方向の端部２７ａは折り曲げて縦横同一
高さとする。

【００３１】実施例２について、図１０は耐圧材に柔軟
な材料を用いた場合の外観及び一部内部を表示した平面
図。図１１は枠材部の部分断面図である。耐圧材３２
は、カーボンファイバーや金属薄板をベルト状にしたも
のなどを用いる。幅１０mm程度の耐圧材３２を相対する
枠材３１に数センチメートル間隔に巻き付け、耐圧材３
２と枠材３１を接着や溶接で一体化し、全体を気密材３
０で覆い、気密材３０の周囲を密封化して内部を真空に
したものである。

【００３２】枠材３１の断面形状は受音面との接触面積
を小さくするため三角形状としている。枠材３１と気密
材３０との間にできる空間は塗布後硬化するプラスチッ
クなどで平滑にする。気密材３１は枠材３１の外側３４
まで伸張し、接合して密封化する。

【００３３】枠材３１には気密材３０にかかる大気圧荷
重が気密材３０と耐圧材３２を通してすべて作用するた
め、必要に応じて枠材３１間に枠補強材３２を設けて枠
材が変形するのを防止する。なお、枠材３１及び枠補強
材３５の断面空間部の真空化のために、要所に貫通孔３
３を設ける。

【００３４】「請求項４」この請求項は、プラスチック
又はゴム状弾性体を被覆した硬質材からなる間隔保持材
を気密材間に配設することにより、相対する気密材の間
隔を保持して真空層を形成し、受音面から放散音面間の
振動伝達を小さくする方法である。１実施例について、
図４が外観図。図１２、図１３は外周部分の部分断面斜
視図である。真空体３６の外周に沿って配した断面コ型
の枠材３８内に、枠材３８とほぼ同じ高さの間隔保持材
３９を配設し、気密材３７，３７ａと枠材３８を一体化
して密封化し内部を真空にしたものである。

【００３５】実施例１について、図１２において、間隔
保持材３９は金属の材料からなる平板に、所定間隔にコ
型の切れ目４０を入れ、コ型部分を両側に起立させて起
立片４１，４１ａを形成し、成形板を溶融したプラスチ
ックまたはゴム状弾性体に浸漬し、被膜４４，４４ａを
全表面に付着させ固化させたものである。間隔保持材３
９の縁端は、枠材３８内側に接する高さで部分的に上下
に折り曲げ４３てあり、組み立て時にはめ込むだけでよ
い。枠材３８は縁端から一列目の起立片４４間の気密材
３７にかかる大気圧荷重と取り付けや運搬時に変形しな
い程度の強度があればよい。

【００３６】実施例２について、図1３は間隔保持材４
５に網目状材の立体成形物を使用した実施例を示してい
る。網目状に組んだワイヤ４６をＶ字型に連続して折り
曲げ、溶融したプラスチック又はゴム状弾性体に浸漬後
固化させ被覆４７したものである。枠材３８へは、間隔
保持材４５の縁端の折り曲げ部４８を内接させ接着によ
り固定する。間隔保持材４５の凸状部の間隔は、気密材
の大気圧荷重によるたわみが許容範囲以下となるように
配設する。

【００３７】プラスチック又はゴム状弾性体は間隔保持
材４５の凸状分しか荷重が掛からないので、振動吸収の
良い硬度とすることができる。

【００３８】「請求項５」この請求項は間隔保持材に開
孔のある平板の折り曲げ物や成形物、又は網目状物を用
い、接点が点状や線状となるように重ねて気密材間に配
設し、受音面から放散音面間の固体音伝達を小さくする
方法である。

【００３９】実施例について、図４が外観図。図1４、
図１５、図１６は外周部分の部分断面斜視図である。真
空体４９の外周に沿って配した断面コ型の枠材５１内
に、ほぼ同じ高さの間隔保持材を配設し、気密材５０，
５０ａの周囲を枠材５１内に収め一部を接着し、密封化
して内部を真空にしたものである。間隔保持材の縁端部
は断面コ型の枠材５１内に差し込み接着等により固定す
る。

【００４０】実施例１について、図1４は硬質の材料か
らなる有孔平板５２を、山と谷が交互になるように高さ
をそろえて連続して折り曲げ、折り曲げ稜線が交差する
ように重ねて間隔保持材５３としたものである。平板に
は各折り曲げ片ことに貫通孔５４を設ける。

【００４１】実施例２について、図１５はワイヤーメッ
シュのワイヤー５５を稜線５６として、高さを揃えて山
と谷が交互となるように連続して折り曲げ、稜線５６を
交差するように重ねて間隔保持材５７としたものであ
る。

【００４２】実施例３について、図１６は枠材５１に囲
まれた大きさの網目状物５９，５９ａ２体間にスペーサ
ー６０を挟持して間隔保持材６１としたものである。網
目状物５９，５９ａはエキスパンドメタル、スペーサー
６０はＶ型の有孔板を網目状物５９，５９ａが設定寸法
の撓み範囲内となる間隔に配設する。スペーサー６０は
アルミやプラスチックの押し出し材や平板を折り曲げた
もので、形状はＶ型の他、断面がＸ型や円形などとし、
網目状物５９，５９ａとは点状接触となる。

【００４３】なお、柔軟な薄膜を気密材に使用する場合
は、網目の開口部で内側へ撓む気密材がスペーサーに接
触しないように、網目状物５９，５９ａを折り曲げた
り、プレスで凹凸を付けたり、図１７のようにエキスパ
ンドメタルの切り込み幅を広くして、立ち上がり高さ６
２の大きいものを使用する。

【００４４】「請求項６」この請求項は気密材の内側に
配設した耐圧材間に振動吸収体を挟持することにより振
動を吸収し、受音面から放散音面間の振動伝達を小さく
する方法である。

【００４５】実施例について、図４は外観図。図１８、
図１９、図２０は外周部分の部分断面斜視図である。真
空体６３の外周に沿って配した断面コ型の枠材６５内
に、枠材６５とほぼ同じ高さの間隔保持材を配設し、気
密材６４の周囲を枠材６５内に収め一部を接着し、密封
化して内部を真空にしたものである。

【００４６】実施例１について、図１８は硬質材からな
る平板に貫通孔５８を設け、山部と平部が交互となるよ
うに折り曲げて、平部６７と平部６７ａが相対するよう
に重ねた間に、山の方向と直行して、振動吸収体６８を
挟持させて間隔保持材６９とし、枠材６３の内面に配設
したものである。なお、折り曲げ材は押出し成形品とす
ることもできる。

【００４７】実施例２について、図１９はワイヤーメッ
シュ７０，７０ａのワイヤーの交差部が相対するように
重ねた間に、交差部７１に振動吸収体７２の小片を所定
間隔に挟持させて間隔保持材７３としたものである。

【００４８】実施例３について、図２０はエキスパンド
メタル７４，７４ａ間にプラスチック又はゴム状弾性体
７５を被覆したワイヤーメッシュ７６を、エキスパンド
メタル７４，７４ａの全面に挟持させて間隔保持材７２
とし、枠材６５間に配設したものである。なお真空引き
時の空気の移動を容易にするため、エキスパンドメタル
７４，７４ａは立上り高さを高くして、ワイヤーメッシ
ュの被覆材７５と気密材６４の間隔が大きくなるように
する。また、他の方法としては、エキスパンドメタル全
体にプレスで波形や半球形などの凹凸をつけたものを使
用する。

【００４９】「請求項７」この請求項はハニカムコアを
重ねて用いて間隔保持材とする場合に、ハニカムコア間
に振動吸収体又は網目状物を挟持させて、振動吸収又は
点状接触数の削減により、受音面から放散音面間の振動
伝達を小さくする方法である。

【００５０】実施例について、図４は外観図。図2１は
外周部分の部分断面斜視図である。真空体７８の外周に
沿って配した断面コ型の枠材８０内に、枠材８０とほぼ
同じ高さにした重ね合わせたハニカムコア８１間に、ワ
イヤーメッシュ８２を配設し、気密材７９の周囲を枠材
８０に接合して一体化し、密封化して内部を真空にした
ものである。

【００５１】「請求項８」この請求項はスピーカーの背
面など音源を包み込むような場合に使用するものであ
る。外側の気密材と内側の気密材は大きさの異なる真空
体の形状が保持しやすい形をしており、ともに端部を折
り曲げて一体化している。

【００５２】実施例について、図２２は外観斜視図。図
２３は断面図である。図２２において外側の気密材８５
は断面が略半円球をしており、端部８６は全周が外側へ
折れ曲がって接合部を形成している。内側の気密材８７
は外側の気密材８５よりやや小さい略半球形をしてお
り、端部全周を折り曲げて接合部８８とし一体化して、
外側の気密材８５と接合する。

【００５３】内側の気密材８７の材料は、大気圧荷重に
より真空体内部へ押圧されるため引張力のみが作用す
る。従って、引張力強度があって振動しやすい軽量で薄
膜又は柔軟な材料を用いる。外側の気密材８５は、置設
時の転びをなくするため、低部に凹みのある形状として
いる。なお、製作上内外気密材８５，８７の半球形の一
体化がし難い場合は、図のように別材の接合片８９を挟
んで一体化する。

【００５４】

【発明の効果】各請求項に共通した効果について。真空
体の気密材が受音すると、音は表面反射音、気密材の裏
面への放散音、気密材自体の振動の３つにエネルギーは
分かれる。このうち気密材の裏面への放散音ついては真
空中への放散であるため全く伝達されない。従って真空
体裏面の放散面へは気密材の振動のみが対象となる。気
密材の材料は、例えば、薄膜で軽量な材料である金属箔
のプラスチックラミネート材の場合、幅広い周波数にわ
たって受音側裏面への音の透過が大きく、表面反射音及
び振動伝達は少ない。逆に、重量のある金属板を気密材
にの場合、表面反射音と振動伝達が大きくなり、気密材
裏面への放散音は少なくなる。

【００５５】「請求項１」気密材が受音して生じる振動
は、受音側気密材・枠材、振動吸収体、放散側枠材・気
密材へと伝達し再び音となって放散される。このとき振
動吸収体は分子振動のしやすい材料であるため、分子は
大きく振動して熱エネルギーに多くを変換する。その分
振動を吸収して放散側枠材・気密材へと伝達する。この
振動吸収により小さな音となって気密材から放散され
る。以上のような振動伝達により音が真空体裏面に伝達
されるが、気密材は固定が外周部のみで気密材裏面から
真空中へのエネルギー放散量が多いこと、及び振動しや
すい状態にあり、気密材のエネルギー吸収が大きく枠材
への振動伝達量が少ないこと、枠材の受音面積が小さい
こと、振動吸収体による振動吸収があること、放散側気
密材は周辺固定のみで振動がしやすくエネルギー吸収が
大きいことによって、高い性能の防音材が得られる。

【００５６】図３に示す耐圧材で気密材を保持した場合
は、気密材の振動が抑制されるが、耐圧材部分からの裏
面への放散音及び、表面反射音が多くなる分により、高
い防音性能が得られる。

【００５７】「請求項２」受音側気密材から枠材に伝達
された振動は、その接点が枠材の撓みが許容範囲となる
間隔に設けられた突起状物からのみ放散側枠材に伝達さ
れる。断面積の急激な変化による縦波の減衰は、下記の
ように数式１、によって求められることが数学的に既に
分かっている。

【００５８】「数式１」Ｌ＝１０ＬＯＧ（α^-0.5＋α^0.5）²−６Ｌ：減衰量 α：断面積の変化率

【００５９】この数式から断面積の変化率が、例えば１
０００分の1の場合は約２4デシベル、５０００分の1の
場合は約４９デシベルの減衰が得られる。このように受
音側と放散側の枠材間で著しい振動の減衰が得られ、ま
た受音側と放散側の気密材は周辺固定のみで、振動面積
が大きいためエネルギー吸収が大きく、高い性能の防音
材が得られる。

【００６０】「請求項3」耐圧材は気密材の全面に作用
をする大気圧荷重に対し、周辺部を除いてほぼ全体を負
担している。一方、気密材は耐圧材と耐圧材、または枠
材と耐圧材に囲まれて分割された面積部分の大気圧荷重
を負担しており、その負担に応じた力で耐圧材および気
密材に引張力が作用している。このような状態の気密材
か受音すると、耐圧材と耐圧材、又は枠材と耐圧材に囲
まれた部分ごとに、気密材は材料裏面の振空中へエネル
ギーを放散した残りを振動として耐圧材へ伝達する。振
動は気密材、受音側耐圧材、枠材、放散側耐圧材、気密
材へと伝達し、音として放散される。

【００６１】以上のような振動伝達の中で、耐圧材は気
密材から直接枠材に伝わる周辺部を除く全面積の振動を
枠材に伝えるが、図８のようにワイヤーメッシュを用い
ている場合は、耐圧材と気密材の接触面積が小さい分、
気密材の面積が大きくなる。大きくなると振動しやすい
分、エネルギー減衰が大きくなり枠材への振動伝達は小
さくなる。

【００６２】図1０においては、耐圧材にカーボンファ
イバーなど柔軟な材料をベルト状にしたものを使用し、
枠材間に巻き付けている。この場合、耐圧材は１０ミリ
程度の幅としているが軽量であるため、減衰した気密材
からの振動を伝達しても、振動のしやすさと真空中への
音の放散が大きいため、その分減衰して枠材へ振動とし
て伝達する。

【００６３】図１１において、枠材を三角形状としてい
るのは、耐圧材の支持間隔を広くすることにより振動長
さを長くして減衰を大きくすること、また枠材の受音面
を最小にして防音効果をよくするためのものである。

【００６４】枠材での振動減衰は、図８、図１０ともに
殆どないが、放散側の気密材と耐圧材は、受音側と同様
に気密材又は耐圧材の振動のしやすさによる減衰がある
ため高い防音性能が得られる。この真空体は用途に応じ
て、図８では縦横のいずれか一方に、図1０では耐圧材
に平行方向に曲面とすることが可能である。

【００６５】「請求項４」枠材は、大気圧荷重が各間隔
保持材に分散して支持されるので、大きな強度を必要と
しないため軽量で薄い材料が使用できる。

【００６６】間隔保持材は気密材の表裏にわたって振動
をよく吸収する硬度の弾性吸収体が被覆されており、内
部の硬質材を通る振動も再度弾性吸収体を通過するた
め、減衰して放散側気密材へ伝達される。また受音側と
放散側の支持材の位置がずれていることも、伝達経路が
長くなりその分減衰する。

【００６７】気密材は、同材に作用する大気圧荷重が各
間隔保持材に分散し、大きな強度必要としないため振動
しやすい軽量で薄い材料が使用できる。そのため受音側
気密材の振動による減衰と、材料裏面の真空中へのエネ
ルギー放出した残りのエネルギーが、振動としてゴム状
弾性体で被覆した間隔保持材を通して、放散側の気密材
に大きく減衰して伝達する。また、間隔保持材と気密材
の接触面積比が小さいことは、請求項２の数式が示すよ
うな減衰が得られる。

【００６８】「請求項5」気密材、および間隔保持材と
気密材の接触面積比による振動の減衰効果は請求項４の
記載と同じである。図１４は気密材と間隔保持材は線状
に、間隔保持材間は点状に接触しており、それぞれの接
触部で減衰する。気密材と間隔保持材は線状接触で、振
動の伝達量も長さに応じて伝達するが、間隔保持材とス
ペーサーの接触カ所が少ないので、請求項２の数式のよ
うに大きく減衰して放散側網目状材に伝達する。

【００６９】図１５は気密材と間隔保持材は気密材が硬
質材の場合は点状に、軟質の場合は線状に、間隔保持材
間は点状に接触し、それぞれの接触部で減衰する。接触
部による減衰は、軟質材の場合は図１４と同じであり、
硬質材の場合は気密材と間隔保持材が点状接触となる
分、さらに大きく減衰する。

【００７０】図１６は気密材と網目状材は線状に、網目
状材とスペーサーは点状に接触している。気密材と間隔
保持材は接触長が長く、振動の伝達量も長さに応じて伝
達するが、間隔保持材がスペーサーの点状接触となる
分、大きく減衰して放散側網目状材に伝達する。

【００７１】「請求項6」気密材、および耐圧材と気密
材の接触面積比による振動の減衰効果は請求項４の記載
と同じである。図１８、図１９、図２０は気密材と耐圧
材は線状接触、および間隔保持材間はゴム状弾性体と接
触し、それぞれの接触部で減衰する。また、いずれも気
密材と耐圧材は接触長が長く、振動の伝達量も長さに応
じて伝達するが、間隔保持材とスペーサーの接触カ所が
少ないので、伝達量を減じて放散側気密材に伝達する。

【００７２】「請求項7」この請求項は、間隔保持材に
ハニカムコアと網目状物又は振動吸収体を使用したもの
である。既出願には、ハニカムコアを２段に重ねて間隔
保持材としたものがあるが、気密材とハニカムコアの接
触長が長いこと、及びハニカムコアの隔壁の数だけ接点
ができるため、個々の接点で大きな減衰があるが、真空
体全体では多数の接点があるのでその効果を減じてい
た。

【００７３】本発明では、網目の大きな間隔保持材、又
はハニカムコア間に振動吸収体を挟持することにより、
接点数の減少および振動吸収体による振動吸収をするも
のである。図２１は間隔保持材にハニカムコアのセルよ
り大きな網目のワイヤメッシュを挟持しているため、接
点数の減少により受音側の気密材の振動は、大きく減衰
して放散側気密材から音として放散される。また、生産
性においても、ハニカムコア間に網目状物を挟持するこ
とにより、真空引き時における気体は、セル間移動から
網目状材物間移動になるため、時間短縮による生産性の
向上となり、コストの低減が図れる。

【００７４】尚、請求項３、請求項４、請求項５、請求
項６、請求項７においては、気密材の大気圧負担面積が
枠材周辺部のみで、必要とする強度が小さく、材料の選
択幅が広がるため、気密材にかかる大気圧荷重を全て負
担する気密材と比べると、薄膜で柔軟なため振動伝達が
小さく、また気密材の裏面へのエネルギー放散の大きな
材料を使用することが出来る。また、請求項４、請求項
５、請求項６は間隔保持材の変形可能な範囲で真空体の
形状を立体にすることもできる。

【００７５】「請求項8」形状が略半球形をしているた
め、大気圧荷重が分散され外側と内側の気密材はともに
薄い材料でもその形状を保つことができる。特に内側の
気密材は、軽量で薄い材料を使うことができるので、振
動しやすくまた材料の裏面から真空中への放散も多く大
きな減衰が得られる。減衰した振動は、内側の気密材の
接合片から外側の気密材の接合片へと伝達し、外側の気
密材から放散音となって放散する。なお、内側と外側の
気密材の接合部に弾性接着剤を用いることにより、さら
に防音効果の高い真空体となる。

【００７６】真空を利用した一般的効果については、防
音と断熱に高い効果が期待できるが、遮音については、
一般的に利用されている質量則による遮音材では、重さ
に比例して遮音性能が向上するため、軽量な材料では高
い遮音性能が得られず、空気層を設けた種々の材料の組
み合わせにより対応していた。

【００７７】これに対し本発明では、真空を利用し音の
伝達物質である空気のない層を設けて遮音するため、遮
音と吸音が同時に出来る、吸音についても厚みに影響さ
れない、軽量でも高い遮音効果が得られる、低周波数に
も高い遮音性能が得られるなど、従来の防音材では得ら
れない性能がある。また、使用条件においても、軽量
化、耐火性、耐水性、耐凍結融解性などが同時に求めら
れる屋外や寒地における利用が可能で、性能向上の他、
用途も拡大する。

【００７８】熱に対しては、一般の断熱材である発砲プ
ラスチックやグラスウールは、空気の対流をコントロー
ルした断熱材であるため、厚さに比例して断熱性能が定
まる。これに対して、真空を利用すると放射と気密材の
支持材の熱移動となる。従って、厚さに関係しない断熱
が可能となる。

【００７９】尚、本発明は、主に防音を目的とした真空
防音断熱材で、断熱については防音用に製作した結果と
して得られる断性熱能にとどめているが、気密材が金属
の場合は表面を鏡面仕上げにしたり、プラスチックの場
合はアルミ箔を張ることで、より高い断熱性能とするこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空体の外観図。(請求項１)

【図２】一部内部を表示した斜視図。(請求項１)

【図３】気密材補強時の枠材部の部分断面斜視図。(請
求項１)

【図４】真空体の外観図。 (請求項２) (請求項４) (請
求項５) (請求項６) (請求項７)

【図５】枠材が点状接触の場合の外周部分断面斜視図。
(請求項２) （実施例１）

【図６】枠材が線状接触の場合の外周部分断面斜視図。
(請求項２) （実施例２）

【図７】枠材が点状接触形状の一例の部分斜視図。 (請
求項２) （実施例１）

【図８】ワイヤメッシュ材を耐圧材とした外観、及び一
部内部表示した平面図。(請求項３) （実施例１）

【図９】外周部分断面拡大図。 (請求項３) （実施例
１）

【図１０】ベルト状材を耐圧材とした外観と一部内部表
示した平面図。(請求項３)（実施例２）

【図１１】枠材部の部分断面斜視図。(請求項３) （実
施例２）

【図１２】被覆間隔保持材を用いた外周部分断面斜視
図。(請求項４)（実施例１）

【図１３】被覆間隔保持材を用いた外周部分断面斜視
図。(請求項４)（実施例２）

【図１４】点状接触した間隔保持材を用いた外周部分断
面斜視図。(請求項５)（実施例１）

【図１５】点状接触した間隔保持材を用いた外周部分断
面斜視図。(請求項５)（実施例２）

【図１６】点状接触した間隔保持材を用いた外周部分断
面斜視図。(請求項５)（実施例３）

【図１７】エキスパンドメタルの１セル斜視図。(請
求項５)（実施例３）

【図１８】弾性吸収体を挟持した間隔保持材を用いた外
周部分断面斜視図。(請求項６)（実施例１）

【図１９】弾性吸収体を挟持した間隔保持材を用いた外
周部分断面斜視図。(請求項６) （実施例２）

【図２０】弾性吸収体を挟持した間隔保持材を用いた外
周部分断面斜視図。(請求項６)（実施例３）

【図２１】ハニカムコア間に間隔保持材を挟持させた外
周部分断面斜視図。(請求項７)

【図２２】立体成形物を気密材に用いた真空体の斜視
図。(請求項８)

【図２３】立体成形物を気密材に用いた真空体の断面
図。(請求項８)

【図２４】接合部拡大断面図

【符号の説明】

１真空体２気密材３枠材４振動吸収体５パイプ補強材６平板補強材７帯板８真空体９気密材１０枠材１１半球形状１２気密材１３気密材１４枠材１５凸状物１６欠き取り部１８貫通孔２６枠材２７ワイヤーメッシュ２８折り曲げ部３１枠材３２耐圧材３３貫通孔３７気密材３８枠材３９間隔保持材４０切れ目４１起立片４２被覆した間隔保持材４５間隔保持材４６ワイヤ４７ゴム状弾性体４９真空体５０気密材５１枠材５２有孔平板５３間隔保持材５５ワイヤ５７間隔保持材５８貫通孔５９網目状物６０スペーサー６１間隔保持材６２立ち上がり高さ６３真空体６４気密材６５枠材６６貫通孔６８振動吸収体６９間隔保持材７０ワイヤメッシュ７２振動吸収体７３間隔保持材７４エキスパンドメタル７５被覆材７６ワイヤメッシュ７７間隔保持材７８真空体７９気密材８０枠材８１ハニカムコア８２ワイヤメッシュ８３間隔保持材８４真空体８５外側気密材８７内側気密材８９接合片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空体の略外周に沿って設けた枠材を２体
重ね、該枠材間に振動吸収体を挟持し、枠材で囲まれた
開口部を気密材で密封し内部を真空にした真空防音断熱
材。
【請求項２】真空体の略外周に沿って設けた枠材を２体
重ね、該枠材間が点状または・及び線状に接触し、枠材
で囲まれた開口部を気密材で密封し内部を真空にした真
空防音断熱材。
【請求項３】真空体の略外周に沿って配した枠材の両面
に耐圧材を接合し、該耐圧材と枠材で囲まれた開口部を
気密材で覆い密封し内部を真空にした真空防音断熱材。
【請求項４】気密材からなる密封体内に有孔平板の立体
成形物、網目状材の立体成形物のいずれかにプラスチッ
ク又はゴム状弾性体を被覆した間隔保持材を配し、内部
を真空にした真空防音断熱材。
【請求項５】気密材からなる密封体内に有孔平板の立体
成形物、網目状物、網目状材の立体成形物を間隔保持材
とし、該間隔保持材のいずれかを複数枚重ねて点状に接
触させて配し、内部を真空にした真空防音断熱材。
【請求項６】気密材からなる密封体内に有孔平板の立体
成形物、網目状物、網目状材の立体成形物を間隔保持材
とし、該間隔保持材のいずれかを複数枚重ねた間に、振
動吸収体を挟持させて配し、内部を真空にした真空防音
断熱材。
【請求項７】気密材からなる密封体内に、２枚のハニカ
ムコア間に振動吸収体又は・及び網目状物を狭持した間
隔保持材を配し、内部を真空にした真空防音断熱材。
【請求項８】硬質の気密材を用い端部に接合部を設けた
立体成形物を外側に、薄膜の気密材を用い端部に接合部
を持つ立体成形物を内側に配し、該立体成形物２体の接
合部と接合部を一体化して密封化し、内部を真空にした
真空防音断熱材。