本発明は、機械室の壁面に板状吸音材を固定するための固定具を使用する固定構造に関する。
従来、機械室で発生する騒音を減衰させて、室内と外部の騒音レベルを低減するために、グラスウール製の吸音材を機械室の壁に取り付け、機械室で発生する音を吸音材に吸収させている。グラスウール製の吸音材は、立体的に集合している繊維の間に設けている微細な空隙に、音のエネルギーで振動する空気を通過させ、空気が隙間を通過するときの抵抗でエネルギーを失わせて騒音レベルを低減させる。グラスウール製の吸音材は、無数の空隙で音のエネルギーを吸収して騒音レベルを効果的に低減できることから、たとえば、大型のポンプを設置している下水道の処理場においては、機械室の壁面に、グラスウール製の板状吸音材を固定している。グラスウール製の板状吸音材は、全ての周波数帯において騒音レベルを効率よく低減するためには、コンクリート壁に対して全体を振動させないように密着状態に固定することが大切である。このことを実現するために、日本の下水道事業団では、板状吸音材をコンクリート壁に固定する固定具の個数を特定し、たとえば、外形を910mm×1820mmとするグラスウール製の板状吸音材においては、8個もの固定具でコンクリート壁に固定することを義務付けている。
グラスウール製の板状吸音材をコンクリート壁に固定する固定具として、図5に示す固定具90が開発されて現在も使用されている(特許文献1参照)。
以上の固定具90は、図6と図7に示すように、ステンレス板を筒状に加工して軸部91とし、この軸部91の後端に鍔92を固定している。軸部91は、先端を先細り状として、コンクリート壁の下穴に挿入しやすい形状としている。さらに、軸部91の側面には無数の凸部93を設けると共に、長手方向に延びるスリット94を設けている。この固定具90は、以下の工程で、図8に示すように板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。
コンクリート壁50に板状吸音材40を積層する状態で、板状吸音材40を貫通して、コンクリート製のコンクリート壁50に振動ドリルで下穴51を穿孔する。その後、板状吸音材40を位置ずれしないように保持しながら、板状吸音材40を貫通して下穴51に固定具90を木槌で打ち込んで固定する。
従来の固定具を使用し、以上の工程で板状吸音材を固定すると、全ての固定具を好ましい状態では固定できない欠点がある。それは、コンクリート壁に正確に垂直に下穴を設けることが難しく、さらに固定具を木槌で打ち込んで固定するからである。下穴を垂直方向に穿孔できないのは、コンクリート壁の密度斑が原因である。コンクリート壁は、セメントモルタルの内部に、硬い砂利等の骨材を埋設する状態で硬化させるので、骨材と硬化したセメントモルタルとで大きな密度斑が発生する。セメントモルタルは砂とセメントとの混合体で、ドリルでスムーズに穿孔できる。しかしながら、骨材は硬いのでモルタルセメントのようにドリルでスムーズに穿孔できない。このため、ドリルを正確な垂直姿勢でコンクリート壁に押し付けて穿孔を開始しても、ドリルの先端が骨材に当たると、硬い骨材によってドリルの穿孔方向がずれて、穿孔された下穴は垂直方向からずれた状態となる。このため、現場の作業員が振動ドリルを使用して手作業でコンクリート壁に下穴を穿孔するとき、下穴はコンクリート壁に対して正確に垂直方向とならず、穿孔方向がコンクリート壁に対して傾斜するのを皆無にできない。
傾斜する下穴に固定具を打ち込んで板状吸音材をコンクリート壁に固定すると、固定具の軸部に固定している鍔が傾斜する姿勢で板状吸音材の表面を押圧して固定する。この状態で板状吸音材を固定すると、板状吸音材の表面に積層しているガラスクロスがシワになり、綺麗にコンクリート壁に固定できなくなる。また、鍔を板状吸音材の表面に面接触状態で密着させて広い面積で均一に押圧して固定できないので、板状吸音材をコンクリート壁に密着させる状態で固定できない。板状吸音材をコンクリート壁に密着状態で安定して固定できないと、吸収する音で板状吸音材が振動され、吸音特性が低下して機械室内の騒音レベルを効率よく低減できない弊害が発生する。この弊害を防止するために、固定具を下穴に深く打ち込んで、鍔を板状吸音材の表面に食い込ませる状態とすると、伸縮しないガラスクロスのシワが更に多くなって綺麗に固定できなくなる。
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものである。本発明の重要な目的は、長期間にわたって優れた吸音特性を実現しながら綺麗に固定できる固定構造を提供することである。
課題を解決するための手段及び発明の効果
以上の課題を解決するために、本発明の板状吸音材の固定構造は、グラスウールを無数の空隙のある状態で集合してなる吸音材41の表面にガラスクロス42を積層してなる板状吸音材40を固定具100を介して機械室のコンクリート壁50に固定して、機械室を防音処理する固定構造であって、固定具が、板状吸音材40の表面に積層される平座金20と、平座金20の中心穴21に挿入され、板状吸音材40を貫通して先端部のネジ部13がコンクリート壁50にねじ込まれて平座金20を介して板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する皿ビス10とを備えている。平座金20は、平面状の円板である平板リング22と、平板リング22の中央部に、板状吸音材40に向かって突出する円錐突出部23を有し、円錐突出部23は、先端の中心穴21の内径がここに挿通される皿ビス10の軸直径よりも大きく、円錐突出部23の内側に設けてなるインナー凹部24に皿頭12が配置されて、皿ビス10が平座金20に傾動自在に連結され、皿ビス10が非垂直姿勢でコンクリート壁50に固定される状態で、平板リング22が板状吸音材40の表面に面接触状態に密着して板状吸音材40をコンクリート壁50に固定するようにしている。
以上の板状吸音材の固定構造は、コンクリート壁の下穴が、コンクリートの密度斑によって垂直姿勢からずれて穿孔されたとしても、ここに皿ビスをねじ込んで、板状吸音材をコンクリート壁の表面に綺麗に固定しながら、優れた吸収特性を実現できる特徴がある。それは、以上の固定構造で使用される固定具が、平座金と皿ビスとで構成して、平座金は平面状の円板である平板リングと、平板リングの中央部に板状吸音材に向かって突出する円錐突出部を設けて、円錐突出部は、先端の中心穴の内径を皿ビスの軸直径よりも大きくし、さらに円錐突出部内側のインナー凹部に皿頭を配置して、皿ビスを平座金に傾動自在に連結し、皿ビスを非垂直姿勢でコンクリート壁の下穴にねじ込まれる状態で、平板リングを板状吸音材の表面に面接触状態に密着して板状吸音材をコンクリート壁に固定するからである。
さらに、以上の固定構造は、非垂直姿勢の下穴に皿ビスをねじ込んで、平板リングを板状吸音材に面接触状態で密着させることで、広い面積で板状吸音材を押圧してコンクリート壁に確実に固定できることに加えて、平座金の円錐突出部が板状吸音材を内部で押圧する独特の構造によっても、板状吸音材はより確実にコンクリート壁に固定される。とくに、円錐突出部が板状吸音材を内部でコンクリート壁に向かって押圧するので、板状吸音材を確実にコンクリート壁に固定しながら、板状吸音材表面のガラスクロスにシワが発生するのを防止できる特徴がある。
さらに、円錐突出部は、ガラスクロスに開口する穴の大きさを調整して、ガラスクロスの引っ張り力と、板状吸音材の押圧力をコントロールできる特徴も実現する。それは、図2に示すように、ガラスクロス42の開口穴42Aの大きさ(D1、D2)で、ガラスクロス42に挿入される円錐突出部23の位置を変更して、ガラスクロス42の引っ張り力と押圧力とをコントロールできるからである。ガラスクロス42の開口穴42Aの直径を、D1からD2と小さくすると、図2の鎖線で示すように、ガラスクロス42は円錐突出部23の先端部に挿入される。この位置に挿入される円錐突出部23は、ガラスクロス42の開口穴42Aを板状吸音材40の内部まで深く押し込んで矢印Aで示す方向に強く引っ張り、板状吸音材40はより強い圧力でコンクリート壁に固定される。反対に、ガラスクロス42の開口穴42AをD2からD1と大きくすると、円錐突出部23はガラスクロス42の開口穴42Aに深く挿入され、ガラスクロス42の開口穴42Aを板状吸音材40の内部に深く押し込むことなく、ガラスクロス42の矢印Aの方向の引っ張り力は低下する。したがって、以上の固定構造は、ガラスクロスの開口穴の大きさを調整して、円錐突出部のガラスクロス引っ張り力を調整して、板状吸音材をコンクリート壁に固定する押圧力をコントロールできる特徴がある。
グラスウールの表面をガラスクロスで被覆している板状吸音材は、グラスウールの密度が異なる複数の製品が市販されている。この板状吸音材は、グラスウールの密度で吸音特性をコントロールしており、吸音特性によって密度が異なり、密度によって硬さが異なる。ガラスクロスの開口穴で押圧力をコントロールできる固定構造は、板状吸音材の密度や硬さで、円錐突出部によるガラスクロスの押圧力を最適値にコントロールしてコンクリート壁に固定できる。たとえば、高密度で硬い板状吸音材は、平座金の平板リングの押圧力を強くして、板状吸音材をコンクリート壁に確実に固定できるが、低密度で柔軟な板状吸音材は、平板リングで表面を押圧すると表面が変形して、板状吸音材をコンクリート壁に固定する押圧力が弱くなる。板状吸音材を強くコンクリート壁に固定するために、平座金の押圧力を強くすると、平板リングが板状吸音材の表面に食い込んで表面にシワできるので、平座金の押圧力に制限を受ける。この板状吸音材は、ガラスクロスの開口穴を小さくして、円錐突出部でガラスクロスを強く押圧して、コンクリート壁に確実に固定できる。
以上のように、非垂直姿勢の下穴に皿ビスをねじ込んで、平座金の平板リングを板状吸音材の表面に面接触状態で密着してコンクリート壁に固定でき、さらに、円錐突出部で板状吸音材を内部で押圧してコンクリート壁に固定でき、さらにまた、ガラスクロスの開口穴の大きさで円錐突出部の押圧力をコントロールできる以上の固定構造は、板状吸音材を確実にコンクリート壁に固定して優れた吸音特性を実現しながら、ガラスクロス表面のシワを防止して綺麗に固定できる優れた特徴を実現する。
さらに、以上の固定構造で使用される固定具は、従来のように槌で打ち込んで固定するのでなく、ねじ込んで固定するので、固定具を最適位置に配置して、板状吸音材を理想的な押圧位置に調整して固定できる特徴も実現する。さらに、ネジ部を下穴にねじ込んで固定するので、従来の固定具に比較して、引き抜き強度を数倍にもできるので、長期間にわたって板状吸音材を固定しても、固定する力が緩まない特徴も実現する。したがって、経時的に固定力が低下して板状吸音材とコンクリート壁との間に隙間が生じることがなく、優れた吸音特性を長期間維持できる特徴も実現する。
さらにまた、機械室の改装工事などにおいては、板状吸音材の張り替えする必要があるが、この状態では、皿ビスを反対方向に回転して下穴から引き抜いて板状吸音材を外して再使用できる特徴も実現する。従来の固定具は、打ち込んで固定しているので、鍔を引っ張って下穴から引き抜きするときに板状吸音材の損傷を回避できず、外した板状吸音材を有効に再使用できない欠点があったが、本発明の固定構造は、板状吸音材を損傷することなくコンクリート壁から外して、有効に再利用できる特徴も実現する。
また、本発明の板状吸音材の固定構造で使用される固定具は、皿ビス10に挿通されて、平座金20と板状吸音材40との間に配置しているゴム状弾性リング30を備える。この固定構造は、さらにゴム状弾性リングでもって、板状吸音材をより確実にコンクリート壁に固定できる特徴がある。とくに、このゴム状弾性リングは、板状吸音材を内部で弾性的に押圧して、コンクリート壁に確実に固定する。それは、ゴム状弾性リングが板状吸音材の内部でグラスウールを弾性的に押圧し、あるいはガラスクロスを弾性的に押圧して、板状吸音材をコンクリート壁に固定するからである。ゴム状弾性リングは外径を変更して、板状吸音材の内部での押圧力を調整できる特徴も実現する。ゴム状弾性リングを大きくして、グラスウールやガラスクロスを弾性的に弾性的に押圧する面積を大きくして、コンクリート壁への密着力を強くできる特徴がある。さらに、ゴム状弾性リングは、それ自体が弾性変形して、板状吸音材を内部でコンクリート壁に押圧できるので、板状吸音材を常にコンクリート壁に押圧して密着させる。常にコンクリート壁に密着する板状吸音材は、優れた吸音特性を実現して、騒音レベルをより低減できる特徴を実現する。
さらに、以上の固定構造で使用される固定具は、皿ビスに挿通されたゴム状弾性リングを、平座金と板状吸音材との間に配置するので、コンクリート壁に穿孔された下穴にねじ込まれる皿ビスが傾斜する状態となっても、傾斜姿勢でねじ込まれる皿ビスのずれを、弾性変形するゴム状弾性リングで吸収しながらねじ込むことができる。このため、傾斜姿勢で皿ビスをねじ込む状態においても、皿ビスに沿って変形するゴム状弾性リングでもって、板状吸音材を確実にコンクリート壁に押圧状態で固定できる。
また、本発明の板状吸音材の固定構造で使用される固定具は、円錐突出部23が、中心穴21の周縁に沿って、ゴム状弾性リング30に向かって突出する押圧リング25を設けることができる。この固定構造は、押圧リングの上下幅、すなわち皿ビスの軸方向の長さと、外径とを調整して、ゴム状弾性リングの押圧力をコントロールできる特徴も実現する。それは、押圧リングの上下幅を大きくして、ゴム状弾性リングをより板状吸音材の内部に深く食い込む位置に配置して、ゴム状弾性リングによる板状吸音材の押圧力を大きくできるからである。このため、この固定構造は、密度が低い板状吸音材においても、平板リングの押圧力に加えて、板状吸音材の内部に食い込むゴム状弾性リングの押圧力でもって、柔軟な板状吸音材をコンクリート壁に強固に隙間なく密着して固定できる特徴がある。
さらに、本発明の板状吸音材の固定構造で使用される固定具は、ゴム状弾性リング30の外径を押圧リング25の外径の1.5倍よりも大きくすることができる。この固定構造は、押圧リングが板状吸音材の内部に食い込んで広い面積で板状吸音材を押圧して、板状吸音材のコンクリート壁への押圧力を強くして、さらに理想的に板状吸音材をコンクリート壁に密着して、吸音特性を改善できる特徴がある。
さらにまた、本発明の板状吸音材の固定構造は、インナー凹部24を皿頭12に沿うテーパー状とし、あるいは球面状とすることができる。この固定構造は、テーパー状や球面状のインナー凹部に皿頭を傾動自在に案内して、平座金の平板リングで安定して板状吸音材を押圧できる。
さらに、本発明の板状吸音材の固定構造は、グラスウール41を無数の空隙のある状態で集合してなる吸音材40の表面にガラスクロス42を積層してなる板状吸音材40を固定具100を介して機械室の壁に固定して、機械室を防音処理する板状吸音材の固定構造であって、固定具100が、板状吸音材40の表面に積層される平座金20と、平座金20の中心穴21に挿入され、板状吸音材40を貫通して先端部のネジ部26がコンクリート壁にねじ込まれて、平座金20を介して板状吸音材40をコンクリート壁45に固定する皿ビス10とを備え、平座金20は、平板リング22の中央部に、板状吸音材40に向かって突出する円錐突出部23を有し、円錐突出部23は、先端の中心穴21の内径がここに挿通される皿ビス10の軸直径よりも大きく、円錐突出部23の内側に設けてなるインナー凹部24に皿頭12が配置されて、皿ビス12が平座金20に傾動自在に連結され、皿ビス12が非垂直姿勢でコンクリート壁50に固定される状態で、平板リング22が板状吸音材40の表面に面接触状態に密着して板状吸音材40をコンクリート壁50に固定するようにしている。
以上の板状吸音材の固定構造は、コンクリート壁の下穴が、コンクリートの密度斑によって垂直姿勢からずれて穿孔されたとしても、ここに皿ビスをねじ込んで、板状吸音材をコンクリート壁の表面に綺麗に固定しながら、優れた吸収特性を実現できる特徴がある。それは、以上の固定構造が、固定具を平座金と皿ビスとで構成し、平座金は平板リングの中央部に板状吸音材に向かって突出する円錐突出部を設けて、円錐突出部は、先端の中心穴の内径を皿ビスの軸直径よりも大きくし、さらに円錐突出部内側のインナー凹部に皿頭を配置して、皿ビスを平座金に傾動自在に連結し、皿ビスを非垂直姿勢でコンクリート壁の下穴にねじ込まれる状態で、平板リングを板状吸音材の表面に面接触状態に密着して板状吸音材をコンクリート壁に固定するからである。
さらに、以上の固定構造は、非垂直姿勢の下穴に皿ビスをねじ込んで、平板リングを板状吸音材に面接触状態で密着させることで、広い面積で板状吸音材を押圧してコンクリート壁に確実に固定できることに加えて、平座金の円錐突出部が板状吸音材を内部で押圧する独特の構造によっても、板状吸音材をより確実にコンクリート壁に固定できる。とくに、円錐突出部が板状吸音材を内部でコンクリート壁に向かって押圧するので、板状吸音材を確実にコンクリート壁に固定しながら、板状吸音材表面のガラスクロスにシワが発生するのを防止できる特徴がある。
さらに、以上の固定構造は、従来のように槌で打ち込んで固定するのでなく、ねじ込んで固定するので、固定具を最適位置に配置して、板状吸音材を理想的な押圧位置に調整して固定できる特徴も実現する。さらに、ネジ部を下穴にねじ込んで固定するので、従来の固定構造に比較して、固定具の引き抜き強度を数倍にもでき、長期間にわたって板状吸音材を固定しても、固定する力が緩まない特徴も実現する。したがって、経時的に固定力が低下して板状吸音材とコンクリート壁との間に隙間が生じることがなく、優れた吸音特性を長期間維持できる特徴も実現する。
さらにまた、機械室の改装工事などにおいては、板状吸音材の張り替えする必要があるが、この状態では、皿ビスを反対方向に回転して下穴から引き抜いて板状吸音材を外して再使用できる特徴も実現する。従来の固定構造は、打ち込んで固定しているので、鍔を引っ張って下穴から引き抜きするときに板状吸音材の損傷を回避できず、外した板状吸音材を有効に再使用できない欠点があったが、本発明の固定構造は、板状吸音材を損傷することなくコンクリート壁から外して、有効に再利用できる特徴も実現する。
本発明の一実施形態に係る板状吸音材の固定構造を示す一部側面断面図である。
図1に示す板状吸音材の固定構造の拡大断面図である。
傾斜する下穴に固定構造の固定具が固定された状態を示す拡大断面図である。
図1に示す固定構造の固定具のネジ部を示す拡大斜視図である。
従来の板状吸音材の固定具を示す側面図である。
図5に示す固定具の垂直断面図である。
図5に示す固定具の底面図である。
図5に示す固定具の使用状態を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部品を示しており、詳細な説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
本発明の固定構造で使用される固定具は、下水道の処理場など、騒音レベルの大きい機械室のコンクリート壁に板状吸音材を固定する部材として使用される。板状吸音材は、機械室の騒音を吸収して、室内と屋外の騒音レベルを低下させる。以下に示す実施形態の固定構造で使用される固定具は、図1に示すように、グラスウールを無数の空隙のある状態で集合してなる吸音材41の表面にガラスクロス42を積層してなる板状吸音材40を、コンクリート壁50の表面に固定する。
図1と図2に示す固定具100は、板状吸音材40の表面に積層される平座金20と、平座金20の中心穴21に挿入される皿ビス10とを備える。さらに、この固定具100は、板状吸音材40をより理想的な状態でコンクリート壁50に固定するために、ゴム状弾性リング30を備える。ゴム状弾性リング30は、皿ビス10に挿通され、かつ平座金20と板状吸音材40の表面との間に配置される。
(平座金20)
図1と図2に示す平座金20は、平板リング22の中央部に、板状吸音材40に向かって突出する円錐突出部23を設けている。平板リング22は平面状の円板で、板状吸音材40の表面に面接触状態に密着して、板状吸音材40をコンクリート壁50に押圧状態に固定する。平板リング22は外径を大きくして、板状吸音材40の表面を広い面積で押圧して、板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。したがって、平板リング22の外径は、例えば1cm以上、好ましくは1.5cm以上、最適には約3cmとする。
平座金20は、鉄や合金などの金属板を裁断し、プレス加工して製造される。平座金20の円錐突出部23は、金属板をプレス加工して設けられる。円錐突出部23は、先端に設けている中心穴21を開口している。中心穴21の内径は、ここに挿通される皿ビス10の軸部11の直径よりも大きく、円錐突出部23の内側に設けられるインナー凹部24に皿ビス10の皿頭12を配置して、皿ビス10を平座金20に対して傾動できるように配置する。平座金20は、中心穴21の内径を、皿ビス10の軸部11の外径の1.5倍〜2.5倍として、皿ビス10を平座金20に対して傾動自在に配置できる。
図1と図2の皿ビス10は、円錐突出部23の内側のインナー凹部24を、皿頭12に沿うテーパー状とする。この円錐突出部23は、皿ビス10の皿頭12を内面に沿わせて案内できる。とくに、コンクリート壁50に垂直姿勢に穿孔された下穴51にねじ込まれた皿ビス10は、皿頭12をインナー凹部24の内面に密着させる状態で、平板リング22を均等に板状吸音材40の表面に押圧できる。ただし、本明細書において円錐突出部は、必ずしも正確な円錐状に特定するものでなく、インナー凹部に皿頭が案内できる球面状を含む意味に使用する。球面状のインナー凹部に皿頭を案内して、平座金を介して板状吸音材をコンクリート壁に固定できるからである。
円錐突出部23は、中心穴21の周縁に沿って、ゴム状弾性リング30に向かって突出する押圧リング25を設けている。押圧リング25は、ゴム状弾性リング30を押圧する。押圧リング25は円筒状で、その高さ(H)でゴム状弾性リング30の位置、正確には皿ビス10の軸方向の位置を特定する。押圧リング25は、高さ(H)を大きく、すなわち高くして、ゴム状弾性リング30をより下方まで押し下げて、ゴム状弾性リング30を板状吸音材40の内部に押し下げる。板状吸音材40の内部に押し下げられるゴム状弾性リング30は、板状吸音材40の内部まで食い込んで、板状吸音材40をコンクリート壁50に押圧する弾性押圧力が強くなる。したがって、押圧リング25の高さ(H)は、ゴム状弾性リング30が板状吸音材40を最適な弾性的押圧力で押圧寸法、たとえば1mm以上であって5mm以下、最適には約2mmに設定される。
さらに、図1と図2の平座金20は、平板リング22と円錐突出部23との境界に沿って、表側に突出する土手部26を設けている。土手部26は、インナー凹部24の外周縁に設けられて、インナー凹部24に案内する皿頭12を、土手部26の頂上面26Aを含む面内よりも内側に配置する。外周縁に土手部26を設けているインナー凹部24は、図3に示すように、非垂直姿勢でコンクリート壁50にねじ込まれる皿ビス10の皿頭12を案内して、皿頭12を土手部26から突出しないようにインナー凹部24に案内できる。この平座金20は、非垂直姿勢でねじ込まれる皿ビス10の皿頭12を突出させないために、インナー凹部24を深く、言い換えると円錐突出部23の突出寸法(L)を大きくする必要がない。インナー凹部24を、垂直姿勢でねじ込まれる皿ビス10の皿頭12が突出しない形状として、土手部26でもって非垂直姿勢でねじ込まれる皿ビス10の皿頭12を突出しないように案内できる。
図1と図2の平座金20は、土手部26の断面形状を逆U字状とする。この平座金20は、突出する土手部26の内側に皿頭12を案内するので、皿頭12の鋭角のコーナー部を内部に配置する。皿頭12のコーナー部は鋭角に尖っているので、板状吸音材40を固定する状態で、平座金20のインナー凹部24から突出すると、平座金20の表面をなめらかに仕上げられない。図の平座金20は、土手部26の断面形状を逆U字状として、この土手部26から突出しないように内側に皿頭12を案内するので、非垂直姿勢でコンクリート壁50にねじ込まれた皿ビス10の皿頭12を突出させることなく、固定状態で平座金20の表面をなめらかに仕上げることができる。また、この平座金20は、皿ビス10の皿頭12を平座金20から突出させないので、その固定状態において美観を損なったり、人や物が突出した皿頭12に引っかかり、負傷や物品の破損に繋がる虞を低減できる。
(皿ビス10)
皿ビス10は、図1と図2に示すように、軸部11の後端に皿頭12を設けて、軸部11の先端部にはネジ部13を設けている。軸部11は、先端部をネジ部13として後端部をネジ山15のない円柱部14としている。皿頭12は円錐状で、先端面には電動ドライバーを連結するために+溝又は−溝を設けている。軸部11は、コンクリート壁50の下穴51にねじ込まれる部分をネジ部13とし、板状吸音材40を貫通する部分をネジ山15のない円柱部14としている。
ネジ部13は、表面から突出するネジ山15を螺旋状に設けている。図1の皿ビス10は、ネジ部13をコンクリート壁50の下穴51にスムーズにねじ込んで、充分な引き抜き強度を実現するために、図4に示すように、大ネジ山15Aと小ネジ山15Bの2列のネジ山15を螺旋状に設けている。小ネジ山15Bは大ネジ山15Aの間に設けられて2列のネジ山15を等間隔に設けている。皿ビス10は、コンクリート壁50の下穴51にネジ部13を直接にねじ込んで固定されるが、下穴51に筒状のスペーサ(図示せず)を挿入し、このスペーサに皿ビス10をねじ込んで固定することもできる。
コンクリート壁50の下穴51にねじ込んで固定されるネジ部13は、図4に示すように、ネジ山15の頂上部分、すなわち、ネジ山15の外周縁に沿って一定の間隔で切込部16を設けて、ネジが緩むのを防止できる。この皿ビス10は、コンクリート壁50にねじ込まれた状態で、ネジ山15の切込部16が下穴51の内面に引っかかって緩まず、長期間にわたって板状吸音材40をコンクリート壁50に確実に固定できる。
(ゴム状弾性リング30)
ゴム状弾性リング30は、皿ビス10の軸部11に挿入されて、平座金20と板状吸音材40の間に配置され、円錐突出部23の先端の押圧リング25で押されて板状吸音材40をコンクリート壁50に押圧状態に固定する。ゴム状弾性リング30は、シリコンゴム等の合成ゴムや天然ゴム等のゴム状弾性体を筒状に成形している。ゴム状弾性リング30は、図2の拡大断面図に示すように、円錐突出部23の先端に設けた押圧リング25に押圧されて、板状吸音材40の内部を弾性的にコンクリート壁50に押圧する。ゴム状弾性リング30は、外径を大きくして、板状吸音材40の内部を弾性的にコンクリート壁50に押圧する。したがって、ゴム状弾性リング30は、その外径を、軸部11の外径の1.5倍以上、好ましくは2倍以上、さらに好ましくは3倍以上とする。ゴム状弾性リング30は、板状吸音材40の内部でグラスウール製の吸音材41の表面を弾性的に押圧し、あるいは表面のガラスクロス42の表面を弾性的に押圧して、板状吸音材40をコンクリート壁50に押圧する。
以上の固定構造で使用される固定具100は、図1に示すように、皿ビス10を板状吸音材40に貫通し、ネジ部13をコンクリート壁50の下穴51にねじ込んで板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。固定具100は、平座金20の平板リング22を板状吸音材40の表面に面接触状態に密着し、これが板状吸音材40を表面から押圧してコンクリート壁50に固定する。図2の拡大断面図に示すように、平板リング22は、僅かに板状吸音材40の表面から内部に押し込まれる状態で、板状吸音材40を弾性的に押圧してコンクリート壁50に固定する。この状態で、平座金20の円錐突出部23は、板状吸音材40の内部に押し込まれて、表面のガラスクロス42を矢印Aで示す方向に引っ張って固定する。円錐突出部23は、ガラスクロス42に挿入する位置、すなわちガラスクロス42の開口穴42Aの大きさで引っ張り力をコントロールして板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。円錐突出部23は板状吸音材40の一部に押し込まれて板状吸音材40を弾性的にコンクリート壁50に押圧し、さらに、ガラスクロス42を引っ張り状態で固定して、板状吸音材40をより確実にコンクリート壁50に固定する。
さらに、図2に示すゴム状弾性リング30を備える固定具100は、ゴム状弾性リング30が円錐突出部23で板状吸音材40の内部に押し込まれ、ゴム状弾性リング30が弾性変形して板状吸音材40を弾性的にコンクリート壁50に押圧状態で固定する。ゴム状弾性リング30は、図2の太い鎖線で示すようにガラスクロス42の開口穴42Aを通過し、あるいは図2の細い鎖線で示すようにガラスクロス42の開口穴42Bを通過することなく、ガラスクロス42を弾性的に引っ張り状態として板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。ガラスクロス42の開口穴42Aを通過するゴム状弾性リング30は、図2の太い鎖線で示すように、円錐突出部23の内面に接触し、円錐突出部23に引っ張られて板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。 ガラスクロス42の開口穴42Bを通過しないゴム状弾性リング30は、図2の細い鎖線で示すように、下面に位置するガラスクロス42を弾性的に引っ張って、板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。下面でガラスクロス42を引っ張るゴム状弾性リング30は、細い鎖線で示すように、大きく弾性変形してガラスクロス42を強く引っ張って、板状吸音材40を弾性的な押圧状態で固定する。
図1に示すように、下穴51は振動ドリルを使用して、コンクリート壁50に対して正確に垂直姿勢となるように穿孔されるが、全ての下穴51を垂直姿勢に穿孔することはできない。コンクリート壁50の内部に硬い骨材が点在して、これが下穴51を穿孔する方向を狂わせるからである。図3は、傾斜する下穴51にねじ込まれた皿ビス10の皿頭12の部分を示している。この図に示すように、傾斜する皿ビス10は、皿頭12を円錐突出部23のインナー凹部24に傾斜姿勢で案内される。インナー凹部24に傾斜姿勢で案内される皿頭12は、土手部26の頂上面26Aを含む平面よりも内側に配置され、円錐突出部23を板状吸音材40に向かって押圧して、板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。皿頭12がインナー凹部24の内部に傾斜姿勢で配置されて、皿ビス10は平座金20に対して傾斜姿勢に連結される。したがって、平座金20の平板リング22は板状吸音材40の表面に面接触状態で密着して、板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。内部のゴム状弾性リング30は弾性変形して、板状吸音材40の内部を弾性的に押圧して、板状吸音材40をコンクリート壁50に固定する。
本発明の板状吸音材の固定構造は、機械室のコンクリート壁に、優れた吸音特性を実現しながら綺麗に固定して、機械室と外部に漏れる騒音レベルを低くして下水処理場などの機械室において有効に利用される。
100…固定具
10…皿ビス
11…軸部
12…皿頭
13…ネジ部
14…円柱部
15…ネジ山
15A…大ネジ山
15B…小ネジ山
16…切込部
20…平座金
21…中心穴
22…平板リング
23…円錐突出部
24…インナー凹部
25…押圧リング
26…土手部
26A…頂上面
30…ゴム状弾性リング
40…板状吸音材
41…吸音材
42…ガラスクロス
42A…開口穴
42B…開口穴
50…コンクリート壁
51…下穴
90…固定具
91…軸部11
92…鍔
93…凸部
94…スリット