(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に開口する騒音入射入口から後面に開口する騒音放射出口に延長された複数の管路長の異なる中空通路を有する防音中空体を騒音源から離れた位置に配置された防音基壁の上部に設置し、上端が前記防音中空体の減音領域内に位置する防音小壁を並設し、この防音小壁と防音基壁との間に底板を連結して設け、防音小壁の上部に出口開口を設けた干渉型防音装置において、
前記騒音入射入口形成個所は防音基壁から遠ざかるに従って徐々に高くなり当該入口端が緩やかに傾斜するように形成され、
騒音入射入口から騒音放射出口に向う中空通路は途中から防音基壁へ向う方向へ折れ曲がって大略く字状の形状に形成され、
各中空通路のく字状の折り曲げ角度は防音基壁から遠ざかるに従って鈍角になるように形成されたことを特徴とする干渉型防音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、管路長の異なる複数個の中空通路を備え、騒音源から伝播する騒音の一部をこれら中空通路を通過させることによって遅延させ、この遅延伝播音と騒音源からの直接伝播音との干渉により減音された干渉減音領域を形成させる干渉型防音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速鉄道，高速道路等の騒音対策として、路線沿いに防音壁を設置したり、更に防音壁の音源側に吸音板を設置して、騒音公害の防止が図られている。しかし、音の回析、反射等の諸性質により、このような防音壁の設置効果は極めて低い。このため、防音壁の高さを高くするなどの方法がとられているが、防音壁を高くすることにより、日照等の新しい公害問題が発生している。
【０００３】
そこで、鉄道軌道や道路面付近を主として騒音源とし、その騒音源から伝播する騒音の一部を路長の異なる複数の通路を通過させることによって遅延させ、この遅延伝播音と騒音源からの直接伝播音との干渉により減音された干渉減音領域を形成させる干渉型防音装置と防音壁との組合せによる防音装置が発明された。
【０００４】
この干渉型防音装置を、図８〜図１０を参照して説明する。図８は従来の干渉型防音装置を示す断面図、図９は積層体の斜視図、図１０は干渉原理を説明する断面図である。
【０００５】
図示の如く、従来の干渉型防音装置は、騒音源から離隔した位置に設置された防音基壁１の、騒音源とは反対側の面の上部に、管路長の異なる複数（図においては４個）の中空通路１０１〜１０４が積層されてなる積層体１００が複数個壁面に沿って並列に設置されると共に、底板１０５と遮音板１０６が設置されたものである。
【０００６】
前記積層体１００の各中空通路１０１〜１０４の入口側は騒音入射面２００に開口し、出口側は騒音放射面３００に開口している。
【０００７】
しかして、この騒音入射面２００側に位置する騒音源から伝播する騒音の一部を、騒音入射面２００に開口する入口から種々の管路長の複数の中空通路１０１〜１０４に通過させることによって屈折させて遅延させ、騒音放射面３００における出口から出る屈折遅延波と、騒音源からの直接波との位相のずれを利用して干渉させ、干渉領域において騒音を破壊的減音作用によって低減させるように構成されている。
【０００８】
かかる積層体１００よりなる干渉型防音装置は、従来の吸音型、遮音型防音装置と異なり、上述した音波の干渉現象を利用することによって回析伝播する騒音に対しても大きな減音効果を有し、遮音壁及び吸音壁等の防音壁と比べて減音作用が及ぶ範囲が大きく、また、完全にカバーをかけることができない騒音源にも有効で、その上、熱や空気を通すことができる等の利点を有する他に、耐水性，耐候性に優れたステンレス等の金属材料や無機質軽量材料ばかりでなく、例えば、ポリプロピレン樹脂のようなプラスチック材料又はゴム状弾性体をも構成要素として用いることができ、装置を小型かつ軽量になし得るという利点がある。
【０００９】
これがため、新幹線などの鉄道車両の走行にともない発生する列車騒音対策等に、図９に示すような屈曲形状の積層体１００よりなる干渉型防音装置を、図１０に示す如く、コンクリート等の防音基壁１の上端に設置することによって、騒音源から防音基壁１を乗り越えて回析伝播する直接波▲１▼を、積層体１００の路長差を有する複数の中空通路１０１〜１０４を通過して屈折伝播された屈折遅延波▲２▼と干渉させ、干渉領域▲３▼（ドットを付した領域）で破壊的干渉作用によって減音する。これによって、相対的に低い防音基壁１によっても、防音基壁１から遠く離れた受音点で充分な減音効果を得ることができる。図１０に示す如く、屈曲形状の積層体１００よりなる干渉型防音装置を防音基壁１の上端に取り付けて用いる場合には、騒音源と反対側の積層体１００の後方に、積層体１００の騒音放射面３００から出た屈折遅延波▲２▼の一部が直接波▲１▼によって十分に干渉されず矢印▲４▼で示すように下方へ伝播し、この結果、防音基壁１の後方下方領域に屈折遅延波▲２▼による騒音の問題が発生する。このため、上記積層体１００よりなる干渉型防音装置を防音基壁１の上端部に取り付ける場合は、その減音効果を十分に発揮できるように、図８に示すように、屈曲形状の積層体１００の騒音放射面３００側に干渉空間４００を設けるよう、騒音放射面３００から適当な間隔で、離間した位置に騒音放射面３００の上端より高い遮音板１０６を設けて、上述した末干渉の屈折伝播音▲４▼が後側下方へ伝播するのを防止するよう、積層体１００の後方空間を包囲する。この遮音板１０６は屈曲形状の積層体１００と別体で設けても良くまた、一体で成形しても良い。
【００１０】
このような従来の干渉型防音装置によれば、優れた減音効果が得られ、防音壁の高さをあまり高くすることなく騒音を低減できることから、従来の干渉型防音装置は、鉄道，道路等の交通機関、或いは、各種機械設備の騒音対策として実用されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の干渉型防音装置は、走行車両の下部から発生する下部騒音に対するようになっているが、高速走行する車両、例えば時速２００ｋｍを超える鉄道車両では空力音が増大し、このような上部騒音の防止には十分な効果が得られなかった。
【００１２】
そこで、この発明は、上部騒音並びに下部騒音の両方に対し有効な干渉型防音装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、前面に開口する騒音入射入口から後面に開口する騒音放射出口に延長された複数の管路長の異なる中空通路を有する防音中空体を騒音源から離れた位置に配置された防音基壁の上部に設置し、上端が前記防音中空体の減音領域内に位置する防音小壁を並設し、この防音小壁と防音基壁との間に底板を連結して設け、防音小壁の上部に出口開口を設けた干渉型防音装置において、前記騒音入射入口形成個所は防音基壁から遠ざかるに従って徐々に高くなり当該入口端が緩やかに傾斜するように形成され、騒音入射入口から騒音放射出口に向う中空通路は途中から防音基壁へ向う方向へ折れ曲がって大略く字状の形状に形成され、各中空通路のく字状の折り曲げ角度は防音基壁から遠ざかるに従って鈍角になるように形成されたものである。
【００１４】
【作用】
上部音源から生ずる騒音は騒音入射入口へ向うとともに入口端の上方を通過するが、騒音入射入口から中空通路に入った音波、すなわち屈折遅延波が防音中空体と防音壁との間の上部開口から放射されるとき、中空通路に入らない音波（直接波）と混じり合う。屈折遅延波と直接波とが混じり合うと干渉現象によって減音領域が発生する。下部音源からの騒音で中空通路に入った音波も上述と同様のことがいえる。
【００１５】
【実施例】
以下に、この発明の好適な実施例を図面を参照にして説明する。
【００１６】
図１は、この発明の好適な実施例を示す側面図であり、騒音源から離れた位置に配置された防音基壁１の騒音源と反対側上部に防音中空体２を設置してある。この防音中空体２は前面に開口する騒音入射入口２Ａ乃至２Ｄから後面に開口する騒音放射出口２Ｅ〜２Ｈに延長された複数の管路長の異なる中空通路２１〜２４を備えている。このような複数の中空通路２１乃至２４は隔壁２５乃至２８により防音中空体２内で画成されている。騒音入射入口２Ａ乃至２Ｄから騒音放射出口２Ｅ〜２Ｈに向う中空通路２１乃至２４は途中から防音基壁１へ向う方向へ折れ曲がって大略く字状の形状に形成されている。防音基壁１の騒音源と反対側にこの防音基壁１から離間した位置で、上端が防音中空体２の減音領域内に位置する防音小壁３とこの防音小壁３と防音基壁１との間に底板４を設け、これら防音小壁３と底板４とは防音中空体２と一体形成されている。そして、内部に従来と同様の干渉空間４００が設けられている。防音小壁３の上部には出口開口５を設けてある。この干渉型防音装置では、防音中空体２の底部側と防音小壁３及び底板４に囲まれた側面は開口しているが、このような一体成形物を並列に並べてその両側面は側板等で塞ぐようになる。なお、一つ一つの一体成形物の側面を塞いでも差し支えない。また、防音中空体２の騒音源側を向いた個所に吸音材６を取付けるとともに、防音小壁３と底板４の個所にも吸音材７を取付けてある。これら吸音材６，７としては、例えば合成樹脂多孔質材料及び／又は無機系多孔質材料と気泡剤とセメントと水との混和により形成された軽量モルタル吸音材等が好適に使用できる。このとき空隙率は４０〜８０％あることが好ましい。例えば、モルタルミキサーの中にセメント１００重量部、直径２ｍｍ以下の半硬質ウレタンチップ７．５重量部を投入して、１分間撹拌したのち、気泡剤３０重量部、水４５重量部を加えて約２０分間混練し、空隙率５６％の発泡ウレタンチップ混入軽量モルタル吸音材を得ることができる。空隙率の調整は、気泡剤の量及び混練時間によって制御可能である。発泡ウレタンチップには軟質ウレタン，硬質ウレタン，半硬質ウレタンを粉砕機等によってチップ化したものが使用できる。また、気泡剤には、アニオン系，カチオン系等の合成界面活性剤、加水分解タンパク系気泡剤、樹脂石鹸系気泡剤が好適に使用できる。また、吸音材６，７としては、繊維状物質の集合体から成る繊維成形体を用いることもできる。繊維成形体として、繊維径分布の中心が３０デニール以下の短繊維を素材として平均見かけ密度０．０４〜０．１５ｇ／ｃｍ３  の繊維集合体に形成して成るものが好適に使用できる。３０デニール以下の短い繊維を用いるとともに見かけ密度を所定範囲に収めることで繊維成形体１内部の通気抵抗を大きくして吸音特性を良好にすることができる。仮りに、３０デニール以上の繊維を用いると、同一見かけ密度において粗な状態になり、通気抵抗が上がらず吸音性能の劣ったものになる。そこで、これを見かけ密度の高いものにするだけで吸音性を改善しようとすると、硬くなりすぎて音を放射し易くなり、逆に吸音性能は低下する。さらに見かけ密度の上限は０．１５ｇ／ｃｍ３  に設定する必要がある。一方３０デニール��下の細い繊維を用いても、見かけ密度が０．０４ｇ／ｃｍ３  以下では、通気抵抗が大きくならず、吸音性を期待することができず、吸音性能が不十分となる。短繊維の材質としては、例えば、ポリエステル，ポリプロピレン，ポリエチレン，ナイロン，ビニロン等の合成繊維の他に羊毛，綿，麻等の天然繊維を使用することもできる。さらに、これらの繊維を使用した布から開繊した短繊維を使用することもできる。この場合、瀝青質或いはその類似材料を溶融紡糸或いはその他の方法で繊維状にし、これを前述した短繊維の中に１０重量％以上混入するか、或いは単独で使用して繊維集合体の成形品を使用することによっても、大きな遮音・吸音効果が得られる。瀝青質の類似材料としては、瀝青質の脆さや温度依存性を樹脂やゴム或いは熱可塑性エラストマー等で改質した瀝青質を３０重量％以上含むものが使用される。このような瀝青質又はその類似材料を繊維状にしたものを使用した大きな遮音・吸音効果が得られる理由は、瀝青質の制振性（抗ダンピング性）が繊維集合体の中に付与され、遮音・吸音性のみならず、振動を抑制する機能が得られるためである。また、繊維成形体は、結合剤を含みかつ平板状に予備成形された短繊維集合体（予備成形体）をモールド内にセットし、これを加熱圧縮成形することによって得ることもできる。
【００１７】
図２は、図１の防音基壁１側から見た防音中空体２，防音小壁３及び底板４を示す。この干渉型防音装置に使われるものは、片側に側板８を設けてあり、同様の構造のものを右隣に多数連結していくようになっている。
【００１８】
図３は、複数の中空通路２１乃至２４の略図であり、途中から折れ曲がって騒音放射出口２Ｅ〜２Ｈに向う直線は垂直線に対して３６度の傾きを有している。騒音入射入口２Ａ〜２Ｄの形成個所は防音基壁１から遠ざかるに従って徐々に高くなり、当該入口端（これを結ぶ線をＸとする）が緩やかに傾斜するように形成されている。このＸの線と水平線とが成す角度αは８°〜２０°の範囲に設定される。また、各中空通路２１〜２４のく字状の折り曲げ角度β１  〜β４  は防音基壁１から遠ざかるに従って鈍角になるように形成されている。各中空通路２１〜２４の管路長は中空通路２１で最も短く、中空通路２４で最も長く形成してある。
【００１９】
図４は、上部音源から発生した騒音が一部が各騒音入射入口２Ａ〜２Ｄへ入射し、図面上斜線を施した矢印のように屈折遅延波として出口開口５から外部へ放射する。また、上部音源から生じた騒音の一部は白抜きの矢印のように装置上方を通過する直接波となり、この直接波と屈折遅延波とが出口開口５の上方で混じり合い、干渉現象によって減音領域が発生する。
【００２０】
図５は鉄道車両１０が走行するときに上部騒音（空力音）と下部騒音とが生じ、防音基壁１の騒音源と反対側上部に防音中空体２並びに防音小壁３及び底板４を設置して減音領域が生ずる状態を説明するものである。図６は防音基壁１にこの装置を取付け図示する上部音源の地点と下部音源の地点から表１及び表２に示す周波数の音をスピーカーにより発生させ、図示する無響室内評価点の個所において防音基壁１のみの場合に比べてどれだけ減音したかを測定した。表１及び表２においてＡは図１に示すような吸音材６，７を設けないものを示し、Ｂは図１と同様に吸音材６，７を設けた例を示す。このとき使用した吸音材は、繊維状物質の集合体から成る繊維成形体を用いた。また、表１は上部音源に対して測定した結果であり、表２は下部音源に対して測定した結果である。
【００２１】
【表１】
0003583509.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003583509.tif 000003
【００２３】
図７は図８に示す従来例とこの発明の装置との比較を示すものであり、表２は上部音源に対する防音基壁１のみのものに対する減音量であり、表４は下部音源に対する防音基壁１のみに対する減音量である。また、表中のＣは従来装置を示し、Ｄはこの発明の装置を示す。
【００２４】
【表３】
0003583509.tif 000004
【００２５】
【表４】
0003583509.tif 000005
【００２６】
各中空通路２１〜２４のく字状の折り曲げ角度は防音基壁１に最も近い個所において、すなわちβ１  は１００°前後、β２  は１２０°前後、β３  は１４０°前後、β４  は１５０°前後とした。実施例では中空通路２１〜２４の４つとしたが、５以上であってもよく或いは２〜３の中空通路であってもよい。図２に示すような単品はポリプロピレン等の合成樹脂材料で一体成形することができる。なお、防音中空体２と防音小壁３及び底板４とは別体に形成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、騒音入射入口形成個所は防音基壁から遠ざかるに従って徐々に高くなり当該入口端が緩やかに傾斜するように形成され、騒音入射入口から騒音放射出口に向う中空通路は途中から防音基壁へ向う方向へ折れ曲がって大略く字状の形状に形成され、各中空通路のく字状の折り曲げ角度は防音基壁から遠ざかるに従って鈍角になるように形成されているので、上部音源並びに下部音源から発生する騒音を効果的に減音し、防音基壁の高さを高くすることなく、優れた防音効果が得られる。特に、空力音等の上部音源に対して効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の好適な実施例を示す側面図。
【図２】側面図。
【図３】中空通路の形状を説明する図。
【図４】上部音源に対する減音作用を説明する図。
【図５】鉄道車両から生ずる上部騒音と下部騒音に対する減音領域を示す簡略図。
【図６】この発明の装置における減音効果を測定するための簡略図。
【図７】従来装置との比較を行うための実験装置を示す概略図。
【図８】従来例を示す断面略図。
【図９】従来例の斜視図。
【図１０】従来の干渉原理を示す断面図。
【符号の説明】
１  防音基壁
２  防音中空体
２Ａ乃至２Ｄ  騒音入射入口
２Ｅ乃至２Ｈ  騒音放射出口
３  防音小壁
４  底板
５  出口開口
２１乃至２４  中空通路
【図１】
0003583509.tif 000006
【図２】
0003583509.tif 000007
【図３】
0003583509.tif 000008
【図４】
0003583509.tif 000009
【図５】
0003583509.tif 000010
【図６】
0003583509.tif 000011
【図７】
0003583509.tif 000012
【図８】
0003583509.tif 000013
【図９】
0003583509.tif 000014
【図１０】
0003583509.tif 000015