(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体壁と、
前記本体壁の上に配置される回転部と、
を有し、
前記回転部は、
前記本体壁の長さ方向を軸として回転可能な回転軸と、
前記回転軸の半径方向に前記回転軸から延在するように前記回転軸に取り付けられた回転壁と、
を備え、
前記回転軸の周りに３枚以上の前記回転壁が等位相差で配置されていることを特徴とする、防音壁。
【請求項２】
請求項１に記載の防音壁において、
前記回転壁が吸音構造の壁とされていることを特徴とする、防音壁。
【請求項３】
請求項１または２に記載の防音壁において、
前記回転壁が回転する方向の当該回転壁の両面が吸音面とされていることを特徴とする、防音壁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の防音壁において、
複数の前記回転部が配置されていることを特徴とする、防音壁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の防音壁において、
前記回転部の上方に直立の補助壁が配置されていることを特徴とする、防音壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道、道路、工場などで発生する騒音を低減させるための防音壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用などに使用される防音壁は、台風時などの風荷重による破損防止を考慮してその高さが決定される（風荷重の設計条件がある（耐風設計））。従来使用されている一般的な直立の防音壁は、風荷重の影響を強く受けるためその高さを低くして対応している。防音壁の高さを低くすると、風荷重の設計条件を満たせる一方で騒音低減効果は低くなる。ここで、防音壁に関する技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の防音壁は、防音壁を構成する本体壁の先端部分に、当該本体壁から分岐するように吸音ユニットを設けてなるものである。この構造によると、音源から観測点への音の回折効果が大きくなるため、従来の直立の防音壁と同じ高さであっても、従来の直立の防音壁以上の騒音低減効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９３６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の先端分岐型の防音壁であっても、従来の直立の防音壁と同様に、風荷重の設計条件による制限によって、防音壁の高さを従来よりも上げることはできない。すなわち、先端分岐構造により得られる騒音低減効果にも、防音壁の高さを上げることができないことからくる限度がある。また、特許文献１に記載されたような先端分岐型の防音壁は、雨・雪などがその分岐部に溜まりやすい。例えば分岐部に雪が堆積すると、分岐部の吸音ユニットなどに高い荷重がかかる、という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高さを従来よりも上げることができ、且つ、音の回折効果を得つつも雨・雪などが溜まりにくい構造の防音壁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、本体壁と、前記本体壁の上に配置される回転部と、を有する防音壁である。前記回転部は、前記本体壁の長さ方向を軸として回転可能な回転軸と、前記回転軸の半径方向に当該回転軸から延在するように当該回転軸に取り付けられた回転壁と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高さを従来よりも上げることができ、且つ、音の回折効果を得つつも雨・雪などが溜まりにくい防音壁とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る防音壁を示す図である。
【図２】図１に示した回転部の斜視図である。
【図３】図１に示した防音壁の変形例を示す図である。
【図４】騒音低減効果の解析条件を説明するための図である。
【図５】騒音低減効果の解析結果を示すグラフである。
【図６】騒音低減効果の解析結果を示すグラフである。
【図７】騒音低減効果の解析結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る防音壁１００の断面図である。また、図１（ｂ）は、防音壁１００の正面図（図１（ａ）のＡ矢視図）である。本実施形態の防音壁１００は、例えば、鉄道、特に新幹線などの高速鉄道の高架構造物の上であって、線路の両側に設けるものである。なお、道路（例えば高速道路）、工場などの防音壁として防音壁１００を用いてもよい。以下の説明では、鉄道用の防音壁として防音壁１００を説明する。
【００１２】
（防音壁の構成）
図１に示すように、防音壁１００は、直立の姿勢で設置される本体壁１と、直立の姿勢で設置された本体壁１の上（鉛直方向上）に配置される回転部２と、を備える。本体壁１は、例えば、新幹線などの高速鉄道の高架構造物の上に固定される。なお、本願で「直立」とはまっすぐ鉛直方向に立つことのみをいうものではない。すなわち、本願で「直立」とは鉛直方向に対して少し傾いて立つことを含む。また、本体壁１は、直立の姿勢で設置されていなくてもよい。
【００１３】
（本体壁）
本体壁１は、線路に沿って設置される。所定長さの複数の本体壁１を、線路に沿って並べて設置することで、線路に沿って連続する壁を形成する。本体壁１は、中空の壁であってもよいし、中実の壁であってもよい。本体壁１の材質は、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などの金属であってもよいし、コンクリートであってもよいし、さらには樹脂であってもよい。
【００１４】
（回転部）
回転部２の斜視図を図２に示した。図１および図２に示すように、回転部２は、回転軸３および回転壁４を具備している。ここで、回転軸３は、本体壁１の長さ方向Ｄを軸として回転可能なものである。回転軸３は、軸受けなどを介して例えば本体壁１に支持される。なお、回転軸３の設置にあたり、必ずしも本体壁１から支持をとる必要はない。回転軸３は、中空の棒状体であってもよいし、中実の棒状体であってもよい。回転軸３の材質は、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などの金属であってもよいし、樹脂であってもよい。
【００１５】
回転部２には回転壁４が取り付けられている。本実施形態では、３枚の回転壁４が回転軸２の周りに１２０°毎に等位相差で配置されている。回転壁４は、いずれも、回転軸３の半径方向に回転軸３から延在するように、回転軸３に取り付けられている。回転する回転壁４が鉛直下向きに位置するとき、回転壁４と本体壁１との隙間は小さいほうが好ましい。また、３枚以上の回転壁４を回転軸２の周りに配置することが好ましいが、回転壁４の枚数は、３枚以上に限られることはない。３枚以上の回転壁４を回転軸２の周りに配置する場合、それぞれの回転壁４を等位相差で配置することが好ましい。
【００１６】
また、本実施形態において、回転壁４は、片面吸音構造の回転壁とされている。具体的には、回転軸３の軸芯まわりに回転壁４が回転する方向Ｒの回転壁４の片面が吸音面４ａとなっている。この吸音面４ａには多数の孔５があけられている。また、回転壁４の中には、例えばグラスウールなどの多孔質材料（多孔質体）が入れられている。なお、回転壁４の吸音面４ａとは反対側の面は、孔５があけられておらず、すなわち、遮音面４ｂとなっている。孔５は、回転壁４の中の多孔質材料（多孔質体）に音波を導くためのものであり、どのような形状であってもよい。楕円であってもよいし、真円であってもよいし、その他の形状であってもよい。孔５から回転壁４の中に入った音は、グラスウールなどの多孔質材料（多孔質体）により吸音される。
【００１７】
また、３枚の回転壁４は、回転壁４が回転する方向Ｒにおいて同じ側の面が吸音面４ａ（または遮音面４ｂ）とされている。なお、回転壁４が回転する方向Ｒは、時計回り、反時計回りの２方向があるが、いずれの方向でとらえても、３枚の回転壁４は、回転壁４が回転する方向Ｒにおいて同じ側の面が吸音面４ａ（または遮音面４ｂ）となっている。ここで、図１（ａ）において例えば本体壁１（防音壁１００）の左側を列車が走行する（防音壁１００の左側に騒音源がある）と仮定する。前記したように、本実施形態では、３枚の回転壁４に関して、回転壁４が回転する方向Ｒにおいて同じ側の面が吸音面４ａ（または遮音面４ｂ）とされているため、騒音源側（図１（ａ）中、防音壁１００の左側）から回転部２を見た場合に、回転壁４が回転したとしても、吸音面４ａと遮音面４ｂとの比率は大きく変化しない。すなわち、回転壁４の各角度における騒音低減効果の変化が抑えられている。
【００１８】
なお、回転壁４の中に多孔質材料（多孔質体）を入れずに、回転壁４の中を空間（空気層）にして、孔５の径を適宜決定することで回転壁４に吸音効果を持たせてもよい。
【００１９】
また、回転壁４が回転する方向Ｒの回転壁４の両面を吸音面としてもよいし、回転壁４が回転する方向Ｒの回転壁４の両面を遮音面としてもよい。なお、前記した本体壁１の騒音源側の面には孔があけられていない。すなわち、本体壁１は遮音壁となっている。なお、回転壁４と同様に本体壁１に吸音効果を持たせて本体壁１を吸音構造の壁としてもよい。
【００２０】
多孔質材料（多孔質体）を収容する回転壁４の筐体の材質は、鉄、ステンレス、アルミニウム合金などの金属であってもよいし、樹脂であってもよい。
【００２１】
なお、回転壁４を、吸音なしの遮音壁とする場合、回転壁４の筐体に孔をあけない。この場合、回転壁４は、中空の壁であってもよいし、中実の壁であってもよい。
【００２２】
（騒音低減効果の解析結果）
ここで、回転壁４が図１の姿勢となっているときは、防音壁１００と同じ高さの直立の防音壁よりも音の回折効果が大きくなる分、騒音低減効果は良くなる。しかし、回転壁４が図１の姿勢から回転してその角度が変化した場合、回転壁４の角度が変化したことや、回転壁４と本体壁１との間の隙間により、騒音低減効果が変わってくる可能性がある。そこで、図４に示す各角度で防音壁１００の騒音低減効果の解析を行った。なお、回転部２の回転壁４が、剛壁（両面遮音）、片面吸音壁（図１に示した回転壁４そのもの）、および両面吸音壁、という３パターンでそれぞれ解析を行っている。
【００２３】
図４に示したように、３枚の回転壁４のうちの一つが鉛直下向きにあるときを０°とし、０°、３０°、６０°、９０°、という計４つのそれぞれの角度での防音壁１００の騒音低減効果を調べた。比較対象は、直立の防音壁５００とした。この防音壁５００は、その上部の側面（騒音源側）が吸音面５１となっている。
【００２４】
条件を同じとするために、３枚の回転壁４のうちの一つが鉛直下向きにあるときの防音壁１００の全高、および比較対象の防音壁５００の全高をいずれも３ｍとした。また、３枚の回転壁４のうちの一つが鉛直下向きにあるときの防音壁１００の側面視における回転部２の高さ、および比較対象の防音壁５００の吸音面５１の高さをいずれも１ｍとした。
【００２５】
騒音源は、集電系音など車両上部にある音源とした。また、防音壁（１００、５００）の図４中、左側に騒音源があるとしている。そして、騒音源から２５ｍ離れた点の音圧レベル（２５ｍ点音圧レベル）を数値解析により求めた。
【００２６】
<回転部の回転壁が剛壁（両面遮音）の場合>
図５は、回転部の回転壁が剛壁（両面遮音）の場合の騒音低減効果の解析結果を示すグラフである。グラフの横軸は周波数（1/3oct）であり、縦軸は音圧レベル低減量である。音圧レベル低減量は、比較対象である防音壁５００（上部１ｍが吸音面５１の直立防音壁）の２５ｍ点音圧レベルを基準としている。すなわち、音圧レベル低減量が０というのは、観測点において比較対象である防音壁５００と同じ音圧レベルであったということである。
【００２７】
図５からわかるように、０°（３枚の回転壁４のうちの一つが鉛直下向きにあるとき）が最も音圧レベル低減量が大きく騒音低減効果が大きいが、他の角度でも比較対象の防音壁５００よりも音圧低減量が大きい。また、比較対象の防音壁５００はその上部１ｍが吸音面５１である。一方、本実施形態に係る防音壁１００の回転壁は剛壁（両面遮音）である（吸音効果はない）。それにもかかわらず、本実施形態に係る防音壁１００のほうが比較対象の防音壁５００よりも騒音低減効果が大きい。音の回折効果が大きく得られているからである。
【００２８】
<回転部の回転壁が片面吸音壁の場合>
図６は、回転部の回転壁が片面吸音壁の場合の騒音低減効果の解析結果を示すグラフである。なお、このグラフにおいても、縦軸の音圧レベル低減量は、比較対象である防音壁５００（上部１ｍが吸音面５１の直立防音壁）の２５ｍ点音圧レベルを基準としている（図７においても同様）。
【００２９】
図５と図６とを比較するに、回転壁を吸音壁とすると、吸音なし（遮音）の場合よりも、各角度とも音圧レベル低減量が大きくなることがわかる。
【００３０】
<回転部の回転壁が両面吸音壁の場合>
図７は、回転部の回転壁が両面吸音壁の場合の騒音低減効果の解析結果を示すグラフである。図６と図７とを比較するに、回転壁を両面吸音壁とすると、片面吸音壁の場合よりも、各角度とも音圧レベル低減量がさらに大きくなることがわかる。また、図５〜図７の３つのグラフを比較するに、両面吸音、片面吸音、吸音なし（遮音）の順で、各角度における音圧レベル低減量の差が小さい。これは、回転壁４が回転しても、または回転壁４が回転して任意の角度で停止した状態となっても、騒音低減効果にバラつきが生じないことを意味する。
【００３１】
これら計３パターンの解析結果より、本実施形態の防音壁１００は、その回転壁４が、吸音なし（遮音）であっても、吸音あり（吸音壁）であっても、直立の防音壁よりも騒音低減効果が大きくなることがわかる。しかも、本実施形態の防音壁１００は、その回転部２により風荷重が低減されるため、直立の防音壁よりもその高さ寸法を大きくすることができ、騒音低減効果はさらに大きくなる。この点で、従来の先端分岐型の防音壁よりも騒音低減効果が大きくなる。
【００３２】
（変形例）
図３は、図１に示した防音壁１００の変形例を示す図である。なお、図１に示した防音壁１００の構成部材と同様の構成部材については同じ符号を付している。図３（ａ）、図３（ｂ）は、いずれも図１（ａ）に対応する図である。すなわち、図３（ａ）、図３（ｂ）は、いずれも防音壁の断面図である。
【００３３】
図３（ａ）に示す防音壁１０１は、複数の回転部２を具備してなるものである。本変形例の防音壁１０１では、上下方向に隣り合わせて２つの回転部２を配置している。このように回転部２を２段以上設けてもよい。なお、回転壁４は、片面吸音壁ではなく、両面吸音壁であってもよいし、吸音なし（遮音）の壁体であってもよい（図３（ｂ）においても同様）。
【００３４】
図３（ｂ）に示す防音壁１０２は、回転部２の上方に直立の補助壁６が設置されてなるものである。図１に示した防音壁１００と比較すると、本変形例の防音壁１０２では、本体壁１の高さを図１に示した防音壁１００よりも低くして、回転壁４と接触しないように回転軸３の鉛直上方に直立の補助壁６を設置している。回転する回転壁４が鉛直上向きに位置するとき、回転壁４と補助壁６との隙間は小さいほうが好ましい。この補助壁６は、騒音源側の面が吸音面６ａとされている。このように、本変形例に係る補助壁６は、回転壁４と同様に吸音効果を有する吸音構造の壁となっている。なお、補助壁６を、本体壁１のように遮音構造の壁としてもよい。
【００３５】
（作用・効果）
本発明の防音壁では、本体壁の上方に回転部を配置する。そしてこの回転部は、本体壁の長さ方向を軸として回転可能な回転軸と、回転軸に取り付けられた回転壁とを備えている。この構成によると、防音壁が風荷重を受けた場合、その回転部が回転することで、防音壁に作用する風荷重は低減される。そのため、従来の直立の防音壁・先端分岐型の防音壁では構造上実現することができない高さまで防音壁の高さを上げることができる（防音壁の高さ寸法を大きくすることができる）。また、回転部を構成する回転壁は、回転軸の半径方向に回転軸から延在するように回転軸に取り付けられている。このように、回転軸の半径方向に延在するように回転壁が回転軸に取り付けられているため、従来の先端分岐型の防音壁と同様に、本発明の防音壁によると、音源（騒音源）から観測点への音の回折効果が大きくなり、従来の直立の防音壁以上の騒音低減効果が得られる。さらには、例えば回転壁に雪が堆積してきた場合、雪荷重のアンバランスによる回転壁の回転により、雪は落下する。すなわち、本発明の防音壁は、雨・雪などが溜まりにくい構造にもなっている。
【００３６】
また、回転部を構成する回転壁を吸音構造の壁とすることで、様々な方向への回転壁からの音の反射を抑えることができ、吸音なしの遮音構造の壁とするよりも騒音低減効果を大きくすることができる。
【００３７】
さらに、回転軸の周りに３枚以上の回転壁を等位相差で配置することで、回転壁（回転部）が回転して任意の角度で停止した状態となっても、各角度で十分な騒音低減効果が得られる。また、回転壁の両面を吸音面とすれば、回転壁が回転したとしても、回転部の側面視において吸音面の比率が大きくなり、騒音低減効果を大きくすることができるとともに各角度における騒音低減効果のバラつきを抑えることができる。
【００３８】
また、例えば変形例として記載したように、防音壁の構成部材として複数の回転部を設けることで、風荷重はより低減される。そのため、防音壁全体の高さをより上げることができる（防音壁全体の高さ寸法をより大きくすることができる）。結果として、より大きな騒音低減効果が得られる。
【００３９】
また、回転部の上方に直立の補助壁をさらに配置することで、この補助壁によっても騒音低減効果を大きくすることができる。回転部により風荷重が低減されるため、さらに補助壁を配置しても耐風設計を満たすことができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【符号の説明】
【００４１】
１：本体壁
２：回転部
３：回転軸
４：回転壁
４ａ：吸音面
４ｂ：遮音面
１００：防音壁
Ｄ：本体壁の長さ方向
【図１】
0005808287.tif 000002
【図２】
0005808287.tif 000003
【図３】
0005808287.tif 000004
【図４】
0005808287.tif 000005
【図５】
0005808287.tif 000006
【図６】
0005808287.tif 000007
【図７】
0005808287.tif 000008