(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴミや雨水が管内に蓄積されることがなく、定期的なメンテナンスが不要となると共に、コストを抑制することが可能な防音構造体を提供する。【解決手段】防音構造体１００は、騒音源側と受音側との間に配する防音壁１０に取り付けることで騒音低減効果を増加する防音構造体であって、両端に開口２１、２２を有し、遮音対象の音波の波長の１／２の管長を有する１／２波長音響管２０を、受音側で開口が防音壁１０の頭頂部に並ぶように配列する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源側と受音側との間に配する防音壁に取り付けることで騒音低減効果を増加する防音構造体であって、
両端に開口を有し、遮音対象の音波の波長の１ ／ ２の管長を有する１／２波長音響管を、受音側で開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列することを特徴とする防音構造体。
【請求項２】
一端のみに開口を有し、遮音対象の音波の波長の１ ／４の管長を有する１／４波長音響管を、開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列することを特徴とする請求項１に記載の防音構造体。
【請求項３】
１／２波長音響管の開口の中心と１／４波長音響管の開口の中心とを結ぶ線と、
前記防音壁の主面と水平面と交わる線と、が直交することを特徴とする請求項２に記載の防音構造体。
【請求項４】
１／４波長音響管は、騒音源側で開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の防音構造体。
【請求項５】
１／２波長音響管と１／４波長音響管の長さが等しいことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の防音構造体。
【請求項６】
長さの異なる１／２波長音響管が組み合わされて用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の防音構造体。
【請求項７】
長さが共通の１／２波長音響管は、前記防音壁の主面と水平面とが交わる線と平行な線上に並ぶように配列されることを特徴とする請求項６に記載の防音構造体。
【請求項８】
前記防音壁に近い側に、より長い１／２波長音響管が配されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の防音構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音壁による騒音低減効果を増加させる、複数の音響管が配列された防音構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
防音壁は騒音源から発せされる騒音が周辺へ拡散することを防止する方法として、一般的に用いられる。防音壁の設置される場所及び目的としては、
・道路沿道或いは鉄道沿線：道路交通騒音、或いは鉄道騒音の低減
・建物外部または周辺に設置される設備機器の周辺：設備機器騒音の低減
・建設現場周辺：建設工事騒音の低減
などを挙げることができる。
【０００３】
防音壁は高さが高いほどその騒音低減効果は大きい。しかしながら高さの高い防音壁は自身の構造を保持するため、また風等による荷重に耐える必要性から、防音壁本体とその支持構造を強固に構成する必要があり、荷重の増大と製造・設置費用の増大を招く。また、荷重の増大は、防音壁を設置する建物や高架道路等の構造に負荷をかけることになり、その対策にも費用が必要になる。防音壁を既存の建物や高架道路等に設置する場合、荷重の制限から十分な高さの防音壁を設置できない場合もある。
【０００４】
防音壁の高さを増さずに騒音低減効果を増加させる方法として、一方の端部を塞ぎもう一方の端部を開放した管を、開放した端部を上方に向けて配列し防音壁の頭頂部に設置する方法が提案されている（特許文献１〜３参照）。以降このような管を音響管、音響管の配列を頭頂部に設置した防音壁を音響管配列型防音壁と呼ぶ。
【０００５】
上記のような片側を開放した管は、その長さが管内に入射する音波の波長の１／４及びその奇数倍に一致する周波数において管内に定在波を生じるため、以降ではこのような管を１／４波長音響管と呼ぶ。
【０００６】
１／４波長音響管を頭頂部に配列した音響管配列型防音壁は、管長が波長の１／４及びその奇数倍となる周波数において通常の防音壁より大きな騒音低減効果が得られる。
【０００７】
一般的に、防音壁により音源が視覚的に見えなくなる、いわゆる影の領域に位置する点においては、騒音が防音壁を回折して到達する為、防音壁頭頂部が仮想的な音源と見なせる。
【０００８】
管長が波長の１／４及びその奇数倍となる周波数においては、管内に定在波が生じる結果、音響管の開放端が配列された防音壁頭頂部付近において音圧が極めて小さくなる（理論的には音圧は０になる）。
【０００９】
このような音響管配列型防音壁においては、仮想的な音源付近の音圧が極めて小さくなるため、防音壁を回折して影の領域に位置する点に到達する騒音の音圧が小さくなる。このような原理で音響管配列型防音壁は、防音壁の高さを増さずに騒音低減効果を増加させることが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−３７３４２号公報
【特許文献２】特開２０１３−５３４１４号公報
【特許文献３】特開２０１７−１１１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
１／４波長音響管を用いた音響管配列型防音壁においては、防音壁の高さを増さずに騒音低減効果を増加させることを見込めるが、実施段階において以下のような課題がある。
【００１１】
音響管配列型防音壁においては、一方の端部を塞ぎもう一方の端部を開放した管を、開放端を上方に向けて配列するため、開放端からゴミや雨水が管内に蓄積される。このため定期的なメンテナンスが必要となる、という課題があった。
【００１２】
ゴミや雨水が管内に蓄積されることを防止するためには、管口に金網等のゴミ除けを設置したり、管底に水抜き孔を設けたりする方法が考えられるが、構成部品の増加や製造過程の複雑化を招き、高コスト化につながる、という新たな課題が発生することとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係る防音構造体は、騒音源側と受音側との間に配する防音壁に取り付けることで騒音低減効果を増加する防音構造体であって、両端に開口を有し、遮音対象の音波の波長の１ ／ ２の管長を有する１／２波長音響管を、受音側で開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る防音構造体は、一端のみに開口を有し、遮音対象の音波の波長の１ ／４の管長を有する１／４波長音響管を、開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る防音構造体は、１／２波長音響管の開口の中心と１／４波長音響管の開口の中心とを結ぶ線と、前記防音壁の主面と水平面と交わる線と、が直交することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る防音構造体は、１／４波長音響管は、騒音源側で開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る防音構造体は、１／２波長音響管と１／４波長音響管の長さが等しいことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る防音構造体は、長さの異なる１／２波長音響管が組み合わされて用いられることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る防音構造体は、長さが共通の１／２波長音響管は、前記防音壁の主面と水平面とが交わる線と平行な線上に並ぶように配列されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る防音構造体は、前記防音壁に近い側に、より長い１／２波長音響管が配されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る防音構造体１００は、両端に開口を有し、遮音対象の音波の波長の１ ／ ２の管長を有する１／２波長音響管を、受音側で開口が防音壁の頭頂部に並ぶように配列されており、このような本発明に係る防音構造体１００によれば、ゴミや雨水が管内に蓄積されることがなく、定期的なメンテナンスが不要となると共に、構成部品の増加や製造過程の複雑化を招くこともなく、コストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る防音構造体１００の概要を説明する図である。
【図２】数値解析の条件を説明する図である。
【図３】数値解析の結果を示す図である。
【図４】（Ａ）本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の主面に対する垂直面できってみた模式的縦断面図であり、（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の模式的上面図である。
【図５】数値解析の条件を説明する図である。
【図６】数値解析の結果を示す図である。
【図７】数値解析の条件を説明する図である。
【図８】数値解析の結果を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００の構成例を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００の他の構成例を説明する図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００の防音壁１０への設置例を説明する図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００の防音壁１０への他の設置例を説明する図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０を防音壁１０の主面に対する垂直面できってみた模式的縦断面図である。
【図１４】数値解析の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る防音構造体１の概要を説明する図である。
【００２４】
図１（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の斜視図であり、図１（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の主面に対する垂直面できってみた模式的縦断面図であり、図１（Ｃ）は本発明の第１実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の模式的上面図である。
【００２５】
防音壁１０は一般的なものを用いることができる。このような防音壁１０の一方の主面は騒音源側に配され、他方の主面は受音側に配されることが想定されている。本明細書においては、前者の主面を騒音源側主面１１と称し、後者の主面を受音側主面１２と称する。
【００２６】
本発明に係る防音構造体１００は、騒音低減効果を増加する目的で、防音壁１０に取り付けられる。ここで、防音構造体１００には、両端に開口を有する音響管を複数用いることを特徴としている。
【００２７】
このように両側を開放した音響管は、その長さが管内に入射する音波の波長の１／２及びその整数倍に一致する周波数において管内に定在波を生じるため、以降ではこのような管を１／２波長音響管２０と呼ぶ。１／２波長音響管２０は基本的な遮音対象の音波の波長の１ ／ ２の管長を有している、とも言うことができる。
【００２８】
１／２波長音響管２０の上側の開口を上側開口２１と称し、下側の開口を下側開口２２と称する。図１に示すように、本発明に係る防音構造体１００においては、１／２波長音響管２０が受音側主面１２において上側開口２１が防音壁１０の頭頂部に並ぶように複数配列されている。１／２波長音響管２０の配列は、防音壁１０の受音側、すなわち対策対象の騒音源とは反対側に設置する必要がある。
【００２９】
以下、１／２波長音響管２０を防音壁１０の受音側に配列することによる騒音低減効果を数値解析により検証したので説明する。解析条件は以下の通りである。この条件は、後述する実施形態にも適用された。
・ 数値解析には２次元境界要素法を用いた。
・ 防音壁本体は、高さ３．０ｍ、厚さ０．０１ｍとし、無限に平らな完全反射性の地面上に建てられている状況を想定した。
・ 騒音源は防音壁から３．０ｍ離れた地面上に点音源として設定し、受音点は防音壁の背後２５ｍ難れた地面上に設定した。
・ 音響管は、１／２波長音響管、１／４波長音響管（後述）ともに、長さ０．３４ｍ、幅０．１５ｍとした。なお、本発明における音響管の長さと幅は上記に限るものではない。
・ 音響管は、上端位置を防音壁本体の上端位置と同じ高さとし、防音壁全体の高さが変化しないように設置した。
・ 防音壁及び音響管の表面における境界条件は全て完全反射性とした。
・ 解析は１／４５オクターブ毎の純音について行い、受音点において音圧レベルを求めた。得られた音圧レベルを１／３オクターブバンド中心周波数を中心とした１５個ずつエネルギー平均することで、１／３オクターブバンド音圧レベルを求めた。得られた解析結果について、音響管を設置していない「基本型」を基準として、音響管を設置した各条件において１／３オクターブバンド音圧レベルの低減量を求め、音響管の騒音低減効果とした。
【００３０】
図２は数値解析の条件を説明する図である。両端に開口を有する音響管（１／２波長音響管２０）の管長が波長の１／２及びその整数倍となる周波数においては、音響管の管内に定在波が生じる結果、音響管の開放端が配列された防音壁頭頂部付近において音圧が極めて小さくなる（理論的には音圧は０になる）。
【００３１】
特許文献１〜３において１／４波長音響管が配列される場合と同様の原理により、防音壁１０を回折して影の領域に位置する点に到達する騒音の音圧が小さくなる。
【００３２】
１／２波長音響管２０の騒音低減効果について数値解析結果を図３に示す。管長が波長の１／２となる５００Ｈｚを中心として、５ｄＢ程度の騒音低減効果が得られていることが確認できる。なお、５００Ｈｚの整数倍の周波数における１／２波長音響管の効果は明確には確認できない。この理由は、上述の通り１／２波長音響管２０の幅を０．１５ｍとしており、１ｋＨｚ帯域以上の周波数では、音響管の幅が波長の１／２程度あるいはそれ以上となり、管内に定在波が生じる条件が成り立たないためである。
【００３３】
図３中には、１／２波長音響管２０を騒音源側に配置した場合の解析結果を併せて示す。１／２波長音響管２０を騒音源側に配置した場合、ほとんどの周波数帯域において効果が負、すなわち音響管を配置することにより受音点における音圧を逆に増幅している。この解析結果から、本発明では１／２波長音響管２０は受音側、すなわち、騒音源と反対側に設置する必要があるとしている。
【００３４】
以上のように、本発明に係る防音構造体１００は、両端に開口を有し、遮音対象の音波の波長の１ ／ ２の管長を有する１／２波長音響管２０を、受音側で開口が防音壁１０の頭頂部に並ぶように配列されており、このような本発明に係る防音構造体１００によれば、ゴミや雨水が管内に蓄積されることがなく、定期的なメンテナンスが不要となると共に、構成部品の増加や製造過程の複雑化を招くこともなく、コストを抑制することが可能となる。
【００３５】
次に本発明の他の実施形態について説明する。前記した原理により、第１の実施形態に係る防音構造体１００は、騒音低減効果が周波数に大きく依存する、という課題がある。このような騒音低減効果の周波数依存性から、例えば道路騒音といった広帯域に成分を持つ騒音の対策として用いる場合には、複数の長さを持つ音響管を組み合わせて構成する必要がある（特許文献１〜３参照）。
【００３６】
しかしながらこれは、装置の大型化、構成部品の増加、製造過程の複雑化を招き、高コスト化につながる。また、装置の大型化と構成部品の増加は荷重の増加につながり、強固な支持部材が必要になることから、防音壁全体の荷重の増大と高コスト化につながる。防音壁の荷重の増大は、防音壁を設置する建物や高架道路等の構造に負荷をかけることになり、その対策にも費用が必要になる。
【００３７】
そこで、本発明の他の実施形態では、同じ長さの１／２波長音響管と１／４波長音響管を並列し、防音壁頭頂部に配列した構成を採用する。
【００３８】
図４は（Ａ）本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の主面に対する垂直面できってみた模式的縦断面図であり、（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０の模式的上面図である。
【００３９】
図４に示すように、第２実施形態に係る防音構造体１００においても、１／２波長音響管２０
は、受音側主面１２において上側開口２１が防音壁１０の頭頂部に並ぶように配列されている。
【００４０】
１／４波長音響管４０は上側に上側開口４１を有し、下側に底板が設けられた下側閉塞端４２を有しており、この１／４波長音響管４０を、開口が防音壁１０の頭頂部に並ぶように複数配列する。また、１／４波長音響管４０は、防音壁１０における騒音源側主面１１側に設けられることが好ましい。
【００４１】
なお、１／４波長音響管４０は、防音壁１０の騒音源側、受音側の何れに配置しても良いが、１／２波長音響管２０と反対側の騒音源側に配置する方が、騒音低減効果は大きい。
【００４２】
また、１／２波長音響管２０の開口の中心と１／４波長音響管４０の開口の中心とを結ぶ線と、防音壁１０の主面と水平面と交わる線と、が直交するように、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０とが配置されている。すなわち、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０は、防音壁１０長手方向に対して直交する方向に並列する。
【００４３】
ただし、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０とを配置する際には、１／２波長音響管２０の開口の中心と１／４波長音響管４０の開口の中心とを結ぶ線と、防音壁１０の主面と水平面と交わる線と、が直交しないように配置したとしても、十分な騒音低減効果を得ることができる。
【００４４】
また、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０の長さが等しく構成することで、騒音低減効果を相互補完することが可能となると共に、後述する連結枠体６０を共用することなどもできる。
【００４５】
図３に示したように、１／２波長音響管２０の騒音低減効果は、１／４波長音響管４０と同様に周波数に大きく依存する。管長が波長の１／２及びその整数倍となる周波数においては、大きな騒音低減効果が得られるが、それより低周波数側において効果が負となる周波数が存在する。
【００４６】
仮に、同じ管長Ｌ（ｍ）の１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０を考えた場合、１／２波長音響管２０は周波数２ｎｃ／（４Ｌ）Ｈｚ、１／４波長音響管４０は（２ｎ−１）×ｃ／（４Ｌ）Ｈｚにおいて管口付近の音圧が極めて小さくなり、大きな騒音低減効果が得られる。
【００４７】
ここで、ｎは自然数（１，２，３，・・・）であり、ｃは音速（ｍ／ｓ）である。すなわち、大きな騒音低減効果が得られる周波数は、１／２波長音響管２０は管長が波長の１／４となる周波数の偶数倍の周波数、１／４波長音響管４０は管長が波長の１／４となる周波数の奇数倍の周波数であり、周波数軸上で互い違いに並ぶことになる。
【００４８】
このことから、同じ管長の１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０を並列した場合、１／２波長音響管２０の騒音低減効果が負となる周波数において１／４波長音響管４０により大きな正の効果が得られ全体としては正の騒音低減効果が得られる。また、逆に、１／４波長音響管４０の騒音低減効果が負となる周波数においては１／２波長音響管２０により大きな正の効果が得られ、全体としては正の騒音低減効果が得られることになる。このように、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０が相互に補完することにより、全体としては幅広い周波数帯域で安定した騒音低減効果を得ることができる。
【００４９】
この効果を数値解析結果から確認する。図５及び図６に１／２波長音響管２０のみの場合、１／４波長音響管４０のみの場合、両者を並列した場合の解析結果を示す。２５０Ｈｚ〜３１５Ｈｚ帯域では、１／２波長音響管２０の騒音低減効果は負となっているが、この帯域は１／４波長音響管４０の効果が最も大きい帯域に一致する。また、６３０Ｈｚ帯域では１／４波長音響管４０の効果が殆ど得られていないが、この帯域は１／２波長音響管２０により大きな効果が得られる帯域に一致する。両者を並列した結果、騒音低減効果の周波数特性の谷を互いに補完することで、全体としては２５０Ｈｚ以上の帯域で５ｄＢ前後の騒音低減効果が安定して得られている。
【００５０】
このように、第２実施形態に係る防音構造体１００においては、同じ管長の１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０を並列することで、長さの異なる１／４波長音響管を組み合わせた従来技術より単純な構造で、幅広い帯域の成分を持つ広帯域騒音に対して有効な対策が行える。
【００５１】
第１実施形態に係る防音構造体１００の説明でも述べたように、１／２波長音響管２０は受音側に配置する必要がある。１／４波長音響管４０の有効な配置位置を明らかにするために、図７及び図８に１／２波長音響管２０を受音側に１／４波長音響管４０を騒音源側に配置した場合、及び１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０を共に受音側に配置した場合の数値解析結果を示す。１／４波長音響管４０については、騒音源側、受音側の何れに配置した場合においても騒音低減効果は得られるが、１／４波長音響管４０を騒音源側に配置した方が全体として良好な騒音低減効果が得られることが確認できる。
【００５２】
次に、上記のような同じ管長の１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０とからなる防音構造体１００の実際の構成例を説明する。図９は本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００の構成例を説明する図であり、図９（Ａ）は分解斜視図であり、図９（Ｂ）は防音構造体１００自体の斜視図である。
【００５３】
図９に示す実施形態では、１／２波長音響管２０を５本ユニット化した連結枠体６０を２つ準備した。連結枠体６０でユニット化する１／２波長音響管２０の本数は、本実施形態では５本としたが、本数はこれに限定されるものではなく、製作・設置において取り扱いやすい連結枠体６０の幅と音響管の幅から決定すればよい。
【００５４】
２つの連結枠体６０はスペーサー７０を挟んで一体化すると共に、そのうち１つの連結枠体６０については下面を底板６５で塞ぐことで、５本の１／４波長音響管４０となす。これにより、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０を並列した第２実施形態に係る防音構造体１００となる。
【００５５】
スペーサー７０の幅はユニットを設置する防音壁１０本体の幅に合わせて設定する。例えば、建設工事用万能鋼板を用いた防音壁に設置する場合、スペーサー７０の幅を１ｃｍ程度とすると良い。また、道路騒音や鉄道騒音に用いられる所謂統一型防音壁に取り付ける場合、スペーサー７０幅を１０ｃｍ程度とすると良い。
【００５６】
図９の例では、スペーサー７０は長手方向にユニットと同じ長さを持つ部材としたが、１／２波長音響管２０と１／４波長音響管４０の間隔を保持できるのであれば、図１０に示すようにスペーサー７０を分割しても良い。
【００５７】
上記のように構成した防音構造体１００の設置例を図１１により説明する。図１１は本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００の防音壁１０への設置例を説明する図である。図１１（Ａ）は防音構造体１００の防音壁１０への設置前の状態を示す図である。図１１（Ａ）に示すように、防音構造体１００は、防音壁１０に上から被せるようにして取り付ける。図１１（Ｂ）は防音構造体１００の防音壁１０への設置後の状態を示す図である。
【００５８】
ここで、防音構造体１００及び防音壁１０においては、互いに着脱自在に係合可能な面ファスナー９１、９２が設けることが好ましい。防音構造体１００が取り付けられる防音壁１０には、面ファスナー９１を設ける。本実施形態では、防音壁１０の騒音源側主面１１及び受音側主面１２に面ファスナー９１を設けている。
【００５９】
一方、防音構造体１００側にも、この面ファスナー９１に対応する位置に、面ファスナー９２を設けておく。このような面ファスナー９１、９２としては、「マジックテープ」（株式会社クラレの登録商標）を用いることができる。なお、面ファスナーに代えて、ボタンや、スライドファスナーなどの他の着脱手段を用いるようにすることもできる。
【００６０】
図１１に示す本実施形態では、防音壁１０の騒音源側主面１１及び受音側主面１２に面ファスナー９１を設け、これに対応する位置に、面ファスナー９２を防音構造体１００側にも設けるようにした。しかしながら、面ファスナーを設ける位置はこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、面ファスナー９１を防音壁１０の頭頂部に設け、面ファスナー９２を防音構造体１００のスペーサー７０に設けるようにしてもよい。
【００６１】
上記のような面ファスナー９１を用いることで、防音構造体１００の設置、及び取り外しが簡便で容易となる。
【００６２】
なお、以上の実施形態では、矩形断面を持つ音響管について述べてきたが、音響管の断面形状はこれに限定されるものではない。本発明に係る防音構造体１００には、円形断面、三角形断面、その他多角形断面を持つ音響管を用いても良い。
【００６３】
以上、本発明に係る防音構造体１００によれば、防音壁１０の高さを増さずに騒音低減効果を増加させることができる。
【００６４】
また、本発明に係る防音構造体１００によれば、防音壁本体とその支持構造を含めた荷重及び製作・設置費用の低減につなげることができる。また、本発明に係る防音構造体１００によれば、防音壁を設置する建物や高架道路等の構造への荷重の負荷を低減することができ、その対策に必要な費用を低減できる。
【００６５】
また、本発明に係る防音構造体１００によれば、荷重や費用の制限から十分な高さの防音壁を設置できない場合においても騒音低減効果を増加させることができる。
【００６６】
また、本発明に係る防音構造体１００によれば、既設防音壁の騒音低減効果が十分でない場合において、防音壁本体や支持構造に大幅な変更を加えることなく、騒音低減効果を増加させることができる。
【００６７】
また、本発明の第１実施形態係る防音構造体１００によれば、音響管の両側が開放されている為、ゴミや雨水が管内に蓄積することがなく、メンテナンス不要である。また、ゴミ除けや水抜き孔を設ける必要が無く、一方の端部を塞ぐことも不要であるため、構造が単純で、低コストで製造可能である。
【００６８】
また、本発明の第２実施形態係る防音構造体１００によれば、同じ長さの音響管を並列して配列し、そのうち一方の音響管の片側の開口を塞ぐだけで実現可能であり、従来技術と比較して構造が単純で、軽量かつ低コストで製造可能である。
【００６９】
また、本発明の第２実施形態係る防音構造体１００によれば、単純な構造で幅広い周波数帯域で安定した騒音低減効果が得られるため、広帯域騒音に対して簡便な対策が可能である。
【００７０】
また、本発明の第２実施形態に係る防音構造体１００によれば、スペーサー、面ファスナーを用いることで、防音壁本体への設置・取外しが容易かつ確実な固定が可能である。
【００７１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００７２】
特に、建物屋上や設備ヤードに設置される空調設備或いは電気設備機器等からは、ある特定の周波数成分が卓越した騒音が発生し、騒音問題となる場合がある。
【００７３】
例えば、発明者らによる非特許文献１（宮島、石塚、中川「１／４波長音響管による純音性設備騒音の低減効果実験と適用事例」（社）日本騒音制御工学会研究発表会講演論文集、平成２２年４月、ｐｐ．５３−５６）の図１及び図６に示した２つの事例で測定した結果では、５０Ｈｚ付近及びその倍音成分である１００Ｈｚ付近の成分が卓越した騒音が発生している。
【００７４】
建物屋上や設備ヤードにおける騒音対策として防音壁は一般に用いられるが、非特許文献１に示した事例では、主に２つの周波数において騒音の成分が卓越しているため、管長がそれぞれの周波数における波長の１／４に一致する２種類の１／４波長音響管（一方の端部を塞いだ音響管）を頭頂部に取り付けた防音壁を設置し検証を行った。
【００７５】
但し、これまで説明したとおり、１／４波長音響管を用いた方法には、片方の端部を塞ぐため、底板が必要であり、加工・製作に費用と工数がかかる点、及び、開放端を上方に向けて配列する為、開放端からゴミや雨水が管内に蓄積され、このため定期的なメンテナンスが必要となる点、などの課題が生じる。
【００７６】
ゴミや雨水が管内に蓄積されることを防止する為には、管口に金網等のゴミ除けを設置したり、管底に水抜き孔を設ける方法が考えられるが、構成部品の増加や製造過程の複雑化を招き、高コスト化につながる。
【００７７】
そこで、本発明の第３実施形態に係る防音構造体１００においては、対策対象となる騒音が複数の特定の周波数で卓越した成分を持つ場合に対応するために、長さの異なる１／２波長音響管２０を組み合わせて防音壁１０の頭頂部に設置するようにしている。この場合、長さの異なる１／２波長音響管２０の管長は、それぞれの卓越周波数における波長の１／２に一致するようにしている。
【００７８】
また、第３実施形態に係る防音構造体１００においては、長さが共通の１／２波長音響管２０は、前記防音壁１０の主面（騒音源側主面１１、受音側主面１２）と水平面とが交わる線と平行な線上に並ぶように配列される。さらに、第３実施形態では、前記防音壁１０に近い側に、より長い１／２波長音響管２０が配されている。図１３は本発明の第３実施形態に係る防音構造体１００が取り付けられた防音壁１０を防音壁１０の主面に対する垂直面できってみた模式的縦断面図である。
【００７９】
図１３においては、より長い１／２波長音響管２０を「音響管１」と略称し、１／２波長音響管２０’を「音響管２」と略称している。長さが共通の複数の音響管１は、紙面に対して垂直な方向に並ぶように配列されている。同様に、長さが共通の複数の音響管２も、紙面に対して垂直な方向に並ぶように配列されている。
【００８０】
また、図１３に示すように、音響管１が、防音壁１０本体に近い側に配され、音響管２が防音壁１０本体から遠い側に配される。図１３に示すように、音響管１の開口の中心と音響管２の開口の中心とを結ぶ線は、前記防音壁１０の主面（騒音源側主面１１、受音側主面１２）と水平面とが交わる線と直交するように、各音響管が配されている。
【００８１】
なお、第３実施形態に係る防音構造体１００においても、１／２波長音響管２０には、円形断面、三角形断面、その他多角形断面を持つ音響管を用いても良い。また、図１３には長さの異なる２種類の音響管（音響管１、音響管２）を用いる例について説明を行ったが、本実施形態では長さの異なる３種類以上の１／２波長音響管を用いるようにしてもよい。また、第３実施形態に係る防音構造体１００は、これまで説明した実施形態と組み合わせて新たな実施形態とすることができる。
【００８２】
第３実施形態に係る防音構造体１００について、数値解析により予測した騒音低減効果を以下に述べる。
【００８３】
数値解析における計算条件を以下に示す。なお、防音壁１０と１／２波長音響管２０の寸法以外の設定は前記したものと同様である。
・防音壁１０の本体は、高さ５．０ｍ、厚さ０．０１ｍとし、無限に平らな完全反射性の地面上に建てられている状況を想定した。
・騒音源は防音壁１０から３．０ｍ離れた地面上に点音源として設定し、受音点は防音壁の背後２５ｍ離れた地面上に設定した。
・図１３に示された防音壁を計算対象としており、異なる長さを持つ２つの１／２波長音響管２０、２０’を用いている。１／２波長音響管の長さは、それぞれ５０Ｈｚ及び１００Ｈｚにおける波長の１／２に相当する、３．４ｍ（音響管１）及び１．７ｍ（音響管２）とした。１／２波長音響管２０の幅はいずれも０．５ｍとした。
・１／２波長音響管２０、２０’は、上端位置を防音壁１０本体の上端位置と同じ高さとし、防音壁１０全体の高さが変化しないように設置した。
・防音壁１０及び１／２波長音響管２０の表面における境界条件は全て完全反射性とした。
・解析は１／４５オクターブ毎の純音について行い、受音点において音圧レベルを求めた。得られた音圧レベルを１／３オクターブバンド中心周波数を中心とした１５個ずつエネルギー平均することで、１／３オクターブバンド音圧レベルを求めた。得られた解析結果について、１／２波長音響管２０を設置していない防音壁本体のみの「基本型」を基準として、１／２波長音響管２０、２０’を設置した条件において１／３オクターブバンド音圧レベルの低減量を求め、１／２波長音響管２０、２０’の騒音低減効果とした。
【００８４】
数値解析における計算結果を図１４に示す。
【００８５】
それぞれ管長が波長の１／２と一致する５０Ｈｚ及び１００Ｈｚにおいて１／２波長音響管２０、２０’の効果が得られていることが確認できる。
【００８６】
なお、先の実施形態に記載の通り、長さ３．４ｍの１／２波長音響管２０は、理論的には５０Ｈｚ及びその整数倍の周波数で効果が得られると考えられる。
【００８７】
但し、最も大きな効果が期待できるのは、１次共鳴周波数である管長が波長の１／２に一致する周波数である。
【００８８】
このため、図１４では、１００Ｈｚにおいても大きな効果を得るために、１００Ｈｚの１／２波長に相当する長さ１．７ｍの音響管２を組み合わせた第３実施形態に係る解析例を示している。
【００８９】
本発明に係る防音構造体１００における対策対象とする騒音の卓越周波数、音響管の長さと幅は上記に限るものではない。また、組み合わせる音響管の数も２種類とは限らない。
【００９０】
以上のような本発明の第３実施形態に係る防音構造体１００によれば、複数の周波数が卓越した騒音を効率よく低減することができる。
【００９１】
また、第３実施形態に係る防音構造体１００によれば、一方の端部を塞がれた１／４波長音響管を用いる場合と比較して、底板が不要であり、ゴミ除けや水抜き孔を設ける必要が無い。第３実施形態に係る防音構造体１００は、構造が単純で、低コストかつ少ない工数で製作・設置が可能である。また、第３実施形態に係る防音構造体１００によれば、ゴミや雨水が管内に蓄積することがなく、メンテナンス不要となる。
【符号の説明】
【００９２】
１０・・・防音壁
１１・・・騒音源側主面
１２・・・受音側主面
２０・・・１／２波長音響管
２１・・・上側開口
２２・・・下側開口
４０・・・１／４波長音響管
４１・・・上側開口
４２・・・下側閉塞端
６０・・・連結枠体
６５・・・底板
７０・・・スペーサー
９１・・・面ファスナー（防音壁側）
９２・・・面ファスナー（連結枠体側）
１００・・・防音構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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