(57)【要約】【課題】防音構造体を大型化することなく、大きな騒音低減効果を持たせるとともに、構造は簡潔であり、防音構造体を構成する材料が軽量で、かつ保守性に優れた防音構造体を提供すること。【解決手段】鉄道高架橋などの壁面として設置する防音構造体であって、防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線上の任意の１点（Ｏ）において、前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置（Ｌ）とを結ぶ直線（Ｌ）、前記点（Ｏ）における法線（Ｍ）、前記点（Ｏ）における水平線（Ｎ）としたとき、前記直線（Ｌ）と（Ｍ）のなす角度が、前記直線（Ｌ）と（Ｎ）がなす角度の１／２以下となるように傾斜した内側壁面を有することを特徴とする防音構造体。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道高架橋などの壁面として設置する防音構造体であって、防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線上の任意の１点（Ｏ）において、前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置とを結ぶ直線（Ｌ）、前記点（Ｏ）における法線（Ｍ）、前記点（Ｏ）における水平線（Ｎ）としたとき、前記直線（Ｌ）と（Ｍ）のなす角度が、前記直線（Ｌ）と（Ｎ）がなす角度の１／２以下となるように傾斜した内側壁面を有することを特徴とする防音構造体。
【請求項２】
前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置が、レールの最下端位置であ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】
前記内側壁面が、一つの平面または複数の平面が連続した面であることを特徴とする請求項１または２に記載の防音構造体。
【請求項４】
前記防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線が、最も近い騒音発生位置またはそれよりも壁面に近い位置に焦点を持つ放物線の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載の防音構造体。
【請求項５】
鉄道高架橋などの壁面として設置する防音構造体であって、内側壁面が、複数の傾斜した面を鉛直方向に積み重ねた形状であり、防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線上の任意の１点（Ｏ）において、前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置とを結ぶ直線（Ｌ）、前記点（Ｏ）における法線（Ｍ）、前記点（Ｏ）における水平線（Ｎ）としたとき、前記直線（Ｌ）と（Ｍ）がなす角度が、前記直線（Ｌ）と（Ｎ）がなす角度の１／２以下となるように傾斜した面の集合体であることを特徴とする防音構造体。
【請求項６】
前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置が、レールの最下端位置であることを特徴とする請求項５に記載の防音構造体。
【請求項７】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体と、該第１構造体の内側壁面から突出しこれを支える第２構造体とを少なくとも備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項８】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体と、該第１構造体の側方からこれを支える側柱とを少なくとも備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項９】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体と、該第１構造体の外側または下部から突出しこれを支える柱とを少なくとも備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１０】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体が既設の壁面または柱状の構造物への取付部を有し、直接鉄道高架橋などの壁面または柱状の構造物に設置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１１】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体の厚さが、１０〜３５０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１２】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体を高さ方向に上部領域５０％、中部領域２５％、下部領域２５％となる比率で３分割した時に、前記第２構造体が下部領域以上の高さを有するものであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１３】
前記３分割した第１構造体の各領域における厚さは、下部領域が１０〜１００ｍｍ、中部領域が１０〜７０ｍｍ、上部領域が１０〜５０ｍｍの範囲内にあり、第２構造体の厚さは１００〜３５０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１２に記載の防音構造体。
【請求項１４】
前記防音構造体がスキン材と心材からなるサンドイッチ構造を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１５】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第一構造体が板材であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１６】
前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第一構造体が複数枚の板材からなる中空構造を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１７】
前記防音構造体がスキン材を有し、該スキン材に繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１８】
前記第一構造体の板材に繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とする請求項１５〜１６のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項１９】
前記防音構造体が建築物躯体への取付部を有し、直接鉄道高架橋などの建築物躯体に設置されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項２０】
前記防音構造体の内側壁面の少なくとも１部分に吸音材が貼着されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項２１】
前記第１構造体の内側壁面と最も近い騒音位置までの最短距離を０．５ｍ〜４ｍの範囲となるように設計されていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の防音構造体。
【請求項２２】
軌道面にバラストなどの吸音効果がある構造を有し、かつ請求項１〜２１のいずれかに記載の防音構造体が設置されていることを特徴とする鉄道軌道。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道などで使用される、防音構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道、道路、工事現場などで発生する騒音の防止対策としては、騒音発生源より直接的に騒音が伝播するのを防止するため、防音壁などの防音構造体を設置することが広く採用されている。これは、各種騒音低減化対策の中で防音構造体は対策費用が比較的安く、しかも、種々の騒音発生源に対し効果的であるためである。
【０００３】
騒音低減効果をより大きくするためには、防音構造体の高さを高くすることが一般的である。しかしながら、防音構造体を高くすると、風に対する強度の観点から施工費、材料費などのコストアップに繋がり、また、日照、景観、眺望、通風が損なわれたり、圧迫感や電波障害を引き起こす恐れがあるなど、多くの問題点が生じる。
【０００４】
上記のような問題点があるにもかかわらず、防音構造体の高さを高くすることによる防音効果はさほど大きくないことが知られている。一般的には、例えば音源より２０ｍ離れた位置においては、防音構造体の高さを１ｍ高くすることにより得られる騒音低減効果は約１ｄＢであると言われている。
【０００５】
そこで、従来、例えば防音構造体の上端に、角形やＴ字形、また複数の分岐壁形状を持った騒音低減装置を設け、防音構造体上端での回折音を低減し、全体としての騒音低減性能を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、防音構造体の上端にこれらの形状の騒音低減装置を設けると、製造工程が複雑になり、また、防音構造体がある程度の幅を必要とするなどの問題が生じる。
【特許文献１】特開平７−２０２８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、防音構造体を大型化することなく、大きな騒音低減効果を持たせるとともに、構造は簡潔であり、防音構造体を構成する材料が軽量で、かつ保守性に優れた防音構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
（１）鉄道高架橋などの壁面として設置する防音構造体であって、防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線上の任意の１点（Ｏ）において、前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置とを結ぶ直線（Ｌ）、前記点（Ｏ）における法線（Ｍ）、前記点（Ｏ）における水平線（Ｎ）としたとき、前記直線（Ｌ）と（Ｍ）のなす角度が、前記直線（Ｌ）と（Ｎ）がなす角度の１／２以下となるように傾斜した内側壁面を有することを特徴とする防音構造体。
【０００８】
（２）前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置が、レールの最下端位置であることを特徴とする前記（１）に記載の防音構造体。
【０００９】
（３）前記内側壁面が、一つの平面または複数の平面が連続した面であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の防音構造体。
【００１０】
（４）前記防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線が、最も近い騒音発生位置またはそれよりも壁面に近い位置に焦点を持つ放物線の一部であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の防音構造体。
【００１１】
（５）鉄道高架橋などの壁面として設置する防音構造体であって、内側壁面が、複数の傾斜した面を鉛直方向に積み重ねた形状であり、防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線上の任意の１点（Ｏ）において、前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置とを結ぶ直線（Ｌ）、前記点（Ｏ）における法線（Ｍ）、前記点（Ｏ）における水平線（Ｎ）としたとき、前記直線（Ｌ）と（Ｍ）がなす角度が、前記直線（Ｌ）と（Ｎ）がなす角度の１／２以下となるように傾斜した面の集合体であることを特徴とする防音構造体。
【００１２】
（６）前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置が、レールの最下端位置であることを特徴とする前記（５）に記載の防音構造体。
【００１３】
（７）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体と、該第１構造体の内側壁面から突出しこれを支える第２構造体とを少なくとも備えることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の防音構造体。
【００１４】
（８）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体と、該第１構造体の側方からこれを支える側柱とを少なくとも備えることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の防音構造体。
【００１５】
（９）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体と、該第１構造体の外側または下部から突出しこれを支える柱とを少なくとも備えることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の防音構造体。
【００１６】
（１０）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体が既設の壁面または柱状の構造物への取付部を有し、直接鉄道高架橋などの壁面または柱状の構造物に設置されることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の防音構造体。
【００１７】
（１１）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体の厚さが、１０〜３５０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の防音構造体。
【００１８】
（１２）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第１構造体を高さ方向に上部領域５０％、中部領域２５％、下部領域２５％となる比率で３分割した時に、前記第２構造体が下部領域以上の高さを有するものであることを特徴とする前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の防音構造体。
【００１９】
（１３）前記３分割した第１構造体の各領域における厚さは、下部領域が１０〜１００ｍｍ、中部領域が１０〜７０ｍｍ、上部領域が１０〜５０ｍｍの範囲内にあり、第２構造体の厚さは１００〜３５０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする前記（１２）に記載の防音構造体。
【００２０】
（１４）前記防音構造体がスキン材と心材からなるサンドイッチ構造を有することを特徴とする前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２１】
（１５）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第一構造体が板材であることを特徴とする前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２２】
（１６）前記内側壁面を有する構造体を第１構造体としたときに、該第一構造体が複数枚の板材からなる中空構造を有することを特徴とする前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２３】
（１７）前記防音構造体がスキン材を有し、該スキン材に繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とする前記（１）〜（１４）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２４】
（１８）前記第一構造体の板材に繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とする前記（１５）〜（１６）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２５】
（１９）前記防音構造体が建築物躯体への取付部を有し、直接鉄道高架橋などの建築物躯体に設置されることを特徴とする前記（１）〜（１８）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２６】
（２０）前記防音構造体の内側壁面の少なくとも１部分に吸音材が貼着されていることを特徴とする前記（１）〜（１９）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２７】
（２１）前記第１構造体の内側壁面と最も近い騒音位置までの最短距離を０．５ｍ〜４ｍの範囲となるように設計されていることを特徴とする前記（１）〜（２０）のいずれかに記載の防音構造体。
【００２８】
（２２）軌道面にバラストなどの吸音効果がある構造を有し、かつ前記（１）〜（２１）のいずれかに記載の防音構造体が設置されていることを特徴とする鉄道軌道。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の防音構造体は、鉄道高架橋などの壁面として設置することにより、騒音発生位置からどこの反射も介さず伝播し、前記壁面に入射してくる音波の反射方向が、水平方向またはそれよりも下方となる。このため、防音構造体の上端を越えて民地側に回折する音を減少させることができ、その結果、民地側において大きな騒音低減効果を得ることができる。
【００３０】
さらに、鉄道軌道や道路といった騒音発生領域に、鉄道軌道のバラストや、道路の吸音舗装といった吸音効果のある床面を存在させることにより、防音構造体によって水平方向よりも下方に反射した音波を効率よく吸音させることが可能となり、騒音低減効果をより高めることが可能となる。
【００３１】
また、防音構造体の素材として繊維強化プラスチックを用いることにより、近年問題になっているコンクリートの経年劣化、また、鉄系金属の錆による劣化の問題が発生せず、軽量で保守性に優れた防音構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の最良の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施態様に係る防音構造体の設置例を示す全体斜視図である。本実施形態では鉄道軌道への設置を行う場合を示している。実際の設置に際しては、図１に示すように、防音構造体Ａを線路１の方向に複数個連結して、連続した防音構造体を形成する。ここで、本発明において、防音構造体を境界として、線路１が存在する側を内側、もう一方の側を外側（もしくは民地側）と定義する。この時、防音構造体の内側壁面と最も近い騒音発生位置となり得るのは、車体表面の風切り音、ドア・サッシの振動音、車体下部機器の作動音、モーター回転音、駆動ギア音、車輪転動音、ブレーキ作動音などであるが、最も下部となるのは、レールから発せられる車両振動伝搬音である。
図２は本発明の防音構造体における防音構造体の連結方向と直交する断面による構造図の一例である。図２に示すように、防音構造体の内側壁面（断面図における内側輪郭線）上の任意の１点（Ｏ）と前記壁面と最も近い騒音発生位置２を結ぶ直線（Ｌ）、前記点における法線（Ｍ）とがなす角度（角（Ｌ）（Ｍ））が、直線（Ｌ）と水平線（Ｎ）とがなす角度（角（Ｌ）（Ｎ））の１／２以下であることにより、防音構造体の内側壁面と最も近い騒音発生位置から直接（どこの反射も介さず）防音構造体の内側壁面に入射してくる音波の反射方向が、水平方向よりも下方となる。このため、防音構造体の上端を越えて民地側に回折する音を減少させることができ、その結果、民地側において大きな騒音低減効果を得ることができる。
【００３４】
鉄道における沿線への防音対策としては、高さ１．５〜２ｍ程度の防音構造体を、図１に示すように、線路１と並行に連続的に設置することが一般的である。このとき、防音構造体の内側壁面と最も近い騒音発生位置となるのは内側壁面に最も近いレールの最下端１４（図２参照）となるが、騒音の民地側への主たる伝達経路は、騒音発生位置から直接防音構造体の上端に達して回折する経路と、騒音発生位置から防音構造体へ入射した後、防音構造体と走行中の鉄道車輌車体との間で何回か反射しながら防音構造体の上端に達し、回折する経路の２通りが存在する。本発明の防音構造体は、防音構造体の内側壁面に入射してくる音波の反射方向が、水平方向よりも下方となるため、後者の騒音伝達経路の形成を防止し、民地側における騒音を低減するものである。
【００３５】
一般的に鉄道軌道では、図３に示すように、線路を設置する路盤に、バラスト３と呼ばれる砕石を盛ることが多い。バラスト３には表面から内部に渡って空隙が存在することにより、吸音効果があることが知られており、コンクリート製の路盤上に線路を設置するスラブ軌道においても、あえて路盤表面にバラストを散布して吸音効果を付加させることもある。本発明の防音構造体をバラスト３を用いた鉄道軌道に採用すると、防音構造体に入射した音波はバラスト３の存在する路盤に向かって反射されるため、バラスト３の持つ吸音効果を最大限に生かすことができ、より優れた騒音低減効果を発揮することができる。一般的な騒音低減対策として、垂直壁状の防音構造体の内側に吸音材を設置し、防音構造体と走行中の鉄道車輌車体との間で何回か反射しながら防音構造体の上端に達する騒音伝達経路の形成を防止する方法が採られることがあるが、本発明の防音構造体を用いることにより、吸音材を設置することなく同様の効果を得ることができる。ただし、本発明は防音構造体に吸音材を設置することを否定するものではない。バラスト３による吸音効果を補い、より高い騒音低減効果を求める場合は、図３に示すように、吸音材４を貼着してもよく、また、前記内側壁面を有する構造体を第１構造体Ｂとしたときに、該第１構造体Ｂの内側壁面から突出しながら第１構造体Ｂを支える第２構造体Ｃの内側壁面にも同様に吸音材（図示せず）を貼着してもよい。第１構造体Ｂにおける貼着場所は内側壁面全体であっても一部分であっても騒音低減効果は得られる。吸音材４として用いられるのは、ロックウール、ガラスウール、フェルト、樹脂またはコンクリートの発泡体、金属繊維にバインダーを介して結合させたもの、金属粉末や粒子、セラミック粉末や粒子、あるいは金属短繊維などを焼結した焼結材からなるもの、多孔質セラミックス、ポリエステル系繊維などの集合体からなるものなどが挙げられる。
【００３６】
また、本発明の防音構造体を道路に用いる場合は、路面に吸音舗装を施すことにより、上記鉄道軌道の場合と同様の効果が期待できる。
【００３７】
なお、本発明の防音構造体内側壁面の形状は、一つの平面または複数の平面が連続した面であること、また、前記防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線が、最も近い騒音発生位置またはそれよりも壁面に近い位置に焦点を持つ放物線の一部である形状とすることが好ましい。しかしながら、図２や図３に示す放物線形状に限定されるものではない。例えば図４に示すように内側に傾斜した直線状であるなど、防音構造体の連結方向と直交する断面の内側輪郭線上の任意の１点（Ｏ）において、前記点（Ｏ）と最も近い騒音発生位置とを結ぶ直線（Ｌ）、前記点（Ｏ）における法線（Ｍ）、該内側輪郭線上の任意の点における水平線（Ｎ）としたとき、前記直線（Ｌ）と（Ｍ）のなす角度が、前記直線（Ｌ）と（Ｎ）がなす角度の１／２以下となるように傾斜した内側壁面を有することを特徴とする防音構造体は、本発明の効果を有するものである。また、上記角度条件を満たす範囲内において直線形状を複数に分割して設けることで、上記構成を満たしても良い。
【００３８】
さらに、図５に示すように、防音構造体内側壁面をいくつかの曲面から構成し、各面がそれぞれ同一焦点となるような傾きを持たせて鉛直上方に向かうに従って民地側へスライドした形状とすれば、上記の条件を満たしつつ、かつ防音構造体の厚さを薄くすることが可能となり好ましい。
【００３９】
また、図６に示すように、幾つかに分割し鉛直上方に積み上げた各曲面は、それぞれの焦点が同一にならずとも良い。
【００４０】
図７は、本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構造図である。防音構造体Ａは、主に第１構造体Ｂと第２構造体Ｃと取付部Ｄという３つの部分から構成されており、本実施態様ではこれらが一体的に形成されている。このような構造を採用することにより、本発明の内側に向いた傾斜を有する防音構造体であっても柱などの他の部材を用いることなく防音構造体単体での設置が可能となり、施工費のコストダウンが可能となる。
【００４１】
また、図８に示すように、防音構造体Ａから下方に延びる柱Ｃ１により構造物躯体１０へ取り付けても良い。
【００４２】
また、防音構造体Ａは、図９に示すように、単独の構造体としても良く、この場合、軌道躯体から延びる側柱Ｃ２に取り付ける構造や、図１０に示すように、既設の構造物Ｃ３へ直接取り付ける構造とすることができる。このような構造を採用することにより、既設の構造物がある場合にこれらを撤去することなく設置が可能となり、施工費のコストダウンが可能となる。
【００４３】
また、本実施態様においては、複数の第１構造体Ｂが連設できるよう、民地側から見た防音構造体の形状が矩形となるように形成されていることが好ましい。このような形状を取ることで隣り合う構造体の合わせ目に隙間が発生せず、隙間からの音漏れや落下を防止することが可能となる。
【００４４】
図７に例を示すように、防音構造体Ａの第１構造体Ｂは内部に心材５を有し、内側、外側の両表面にはスキン材６が積層されてサンドイッチ構造に構成されており、これらは一体的に成形されていることが好ましい。
【００４５】
また、防音構造体Ａは、図１１〜図１５に示すように、内部に心材を有しない中空構造や単板構造としても良い。
【００４６】
スキン材６は本発明の防音構造体の表面を構成するもので、高い強度と剛性を兼ね備えた繊維強化樹脂により形成されることが好ましい。その強化繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。要求される曲げ特性、強度を発現させるためには強化繊維単体の引張弾性率が５０ＧＰａ〜７００ＧＰａのものが好ましく、さらに比剛性の特性も考慮すると２００ＧＰａ〜７００ＧＰａがより好ましく、コストパフォーマンスをも考慮すると２００ＧＰａ〜４５０ＧＰａが最も好ましい。
【００４７】
また、強化繊維の密度は、１．６０〜３．００ｇ／ｃｍ３のものが好ましく、軽量化を実現させるためには１．７０〜２．００ｇ／ｃｍ３のものがより好ましく、コストパフォーマンスの面をも考慮すれば１．７０〜１．９０ｇ／ｃｍ３のものが最も好ましい。
【００４８】
さらにまた、繊維径は、一本当たり５〜３０μｍのものが好ましく、取り扱い性を考慮すると５〜２０μｍのものがより好ましく、さらに軽量化を実現させるためには、５〜１０μｍのものが最も好ましい。
【００４９】
なお、強化繊維単体の引張弾性率および密度は、ＪＩＳ  Ｒ７６０１「炭素繊維試験方法」に準拠して測定する。
【００５０】
本発明の防音構造体は、これらの強化繊維を単体で用いてもよいし、数種類の強化繊維を組み合わせて用いてもよい。その場合、軽量化や比強度、比弾性率の必要性能を満足させるために、少なくとも組合わせの内の１つが炭素繊維であることが好ましい。また、強化繊維とマトリックス樹脂の割合を繊維強化樹脂層材料中の強化繊維の体積分率Ｖｆで規定すると、剛性を発現させるためにＶｆは２０％〜９０％が好ましく、生産性や要求剛性を考慮するとＶｆが３０％〜８０％であることが好ましい。
【００５１】
なお、Ｖｆは、ＪＩＳ  Ｋ７０７５「炭素繊維強化プラスチックの繊維含有率及び空洞率試験方法」に準拠して測定する。
【００５２】
本発明に適用できるマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、その主材は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などを例示することができ、１種類だけであっても、あるいは２種類以上を混合して使用してもよい。
【００５３】
これら熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に採用する場合、前記熱硬化性樹脂に適切な硬化剤や反応促進剤を添加することが可能である。熱可塑性樹脂の場合、その主材は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ＰＰＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂など例示でき、１種類だけであっても、あるいは２種類以上を混合して使用してもよい。これら熱可塑性樹脂は単独でも、混合物でも、また共重合体であってもよい。混合物の場合には相溶化剤を併用してもよい。さらに、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などを加えてもよい。
【００５４】
図７において、第１構造体Ｂの外形寸法は、用途にもよるが、鉄道高架橋における防音構造体として使用する場合は、縦寸法（高さ：Ｙ軸方向長さ）が０．５ｍ〜３ｍ、横寸法（幅：Ｘ軸方向長さ）は１体で最大２５ｍ位まで実現可能であるが、それ以上になると、寸法的に運搬が難しくなり好ましくない。このため一般的な運搬手段を用いることを考慮すれば横寸法は２ｍ〜１０ｍの範囲が好ましい。比較的小型のものを連接する場合は、横寸法が０．５ｍ〜２ｍ、縦寸法が０．５ｍ〜３ｍの各範囲内であることが、騒音の拡散防止と保線作業員の転落防止、また取付工事の施工性の観点上好ましい。また、防音構造体が風荷重を受けた際に求められる要求強度を考慮すると、縦寸法において上部領域５０％、中部領域２５％、下部領域２５％となる比率で３分割した領域において、上部領域の厚さ（Z軸方向長さ）が１０ｍｍ〜５０ｍｍ、中部領域が１０ｍｍ〜７０ｍｍ、下部領域が１０ｍｍ〜５０ｍｍの格範囲となることが好ましい。ただし、要求強度を満たすならば上記した３領域全てにおいて最小厚さ１０ｍｍ一様となっても問題はない。
【００５５】
本発明の防音構造体の第２構造体Ｃは、第１構造体Ｂを支えるためのもので、その構成は第１構造体と同様、内部に心材５を有し、これを包囲する繊維強化樹脂からなるスキン材６とのサンドイッチ構造で構成されている。本実施例では第２構造体Ｃは、その外形形状が第１構造体Ｂの上方側方向に沿って厚さが漸次小さくなるように傾斜して形成されており、第１構造体Ｂと一体的に成形されている。
【００５６】
第２構造体Ｃの外径寸法は用途にもよるが、鉄道高架橋における防音構造体として使用する場合は、一体的に成形されている第１構造体を前記分割率で３分割した時にＢの縦寸法、要求強度の観点から少なくとも下部領域以上は必要であり、景観やコスト、重量を考慮すると、上限範囲は第１構造体と同一高さまでであることが好ましい。横寸法は５０ｍｍ〜２５０ｍｍ、厚さが１００ｍｍ〜３５０ｍｍの各範囲内であることが強度上の観点から好ましい。
【００５７】
第２構造体Ｃは、第１構造体Ｂの要求強度に応じて設けるものであるが、例えば台風シーズン時のように相当の風圧に耐えるためには第１構造体Ｂのスキン材６の内部に炭素繊維などの強化繊維とマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂層を少なくともスキン材に対する厚さ比で５％以上含むことが望ましい。すなわち、スキン材厚さを２０ｍｍとした場合、炭素繊維などの強化繊維とマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂層の厚さは０．１ｍｍ以上となる。また、さらに強化するためには第２構造体Ｃのスキン材６も同様に炭素繊維などの強化繊維とマトリクス樹脂からなる繊維強化樹脂層を少なくともスキン材に対する厚さ比で５％以上含むことが望ましい。要求強度、軽量化を追求した場合、第１構造体Ｂ、第２構造体Ｃともスキン材の繊維強化樹脂層の割合は１００％となることが好ましいが、コストや損失係数を考慮すると繊維強化樹脂層が少なくとも５％以上あればスキン材に繊維強化樹脂層がまったく無い場合と比べても十分効果が得られる。また、風圧に対する防音構造体のたわみや共振を防ぐ必要があるが、その場合には第１構造体Ｂや第２構造体Ｃにおけるスキン材６の強化繊維の種類や量、マトリクス樹脂の種類を適宜設計することで２つの構造体の曲げ剛性を高くすることができ、その結果、防音構造体の曲げ剛性を高くすることができる。
【００５８】
防音構造体の外側表面は、図７、図１６、図１７に示すように、曲面７でも平面８でも、途中に歪な形状９を有していてもよいが、景観性の観点から図７に示すような曲面７、もしくは図１６に示すような平面８であることが好ましく、成形性の観点から図７に示すような曲面７であることが最も好ましい。
【００５９】
第１構造体Ｂと第２構造体Ｃに使用されている心材５は騒音低減とともに、曲げ剛性確保のためのスペーサの役割をするものであり、その材質としては、例えば硬質ウレタン発泡体などの軽量の材料を用いることが好ましいが、その他、木材、ハニカム材としてもよい。また、騒音低減効果を高めるために振動減衰効果の高い材料を選択するなど、特殊な機能を負荷するための材料を用いてもよい。なお、一つの防音構造体に使用される心材５は全て同じ材質でも良いし、異なった材質を併用してもよい。
【００６０】
本実施態様の防音構造体には、図７に示すように、その下部に構造物躯体１０に取り付けるための取付部Ｄを有している。取付部Ｄは、本実施態様では、貫通ボルトにより締結するための貫通穴を有して形成されており、アンカーボルト１１をナットや座金などで締め付けることにより構造物躯体１０に締結されているが、要はコンクリートや金属からなる構造物躯体や支柱にボルト、ナットなどの適当な締結手段で固定されていればよいので、その固定手段、固定部形状、固定部材質、固定部寸法は特に限定されるものではない。
【００６１】
本発明の防音構造体を構成する第１構造体Ｂの内側壁面と最も近い騒音発生位置との最短距離は、常に０．５ｍ〜５ｍとなるように設置されることが好ましく、騒音低減効果、空間スペースの観点から０．５ｍ〜４ｍとなることがより好ましい。
【００６２】
本発明の防音構造体を構成する第１構造体Ｂ、第２構造体Ｃ、および取付部Ｄの各部は、全て一体的に成形されていることが望ましい。一体的に成形することにより、組立接合のための手数と時間を省くことが可能となるだけでなく、強度を安定して発現させることが難しい接合部を極力無くすことによって、防音構造体全体として安定した強度を発揮させることが可能となり、さらには無駄な部分のない軽量な防音構造体とすることができる。
【００６３】
本発明の防音構造体の製造方法としては、例えばハンドレイアップ法、オートクレーブ法など、一般的な繊維強化樹脂の成形方法のいずれでも成形することができる。また、プルトルージョン法などの連続成形法により成形した各部材を、適当な寸法に切断の後、組立接合により成形することもできる。しかし、好ましくは前述の一体的な成形が容易で、かつ繊維含有率を高めて軽量化を達成し易い、いわゆるＲＴＭ法やＲＩＭ法、また、成形部位を減圧すると同時に注入樹脂の拡散材を配置する一体成形法（ＳＣＲＩＭＰ法）など、強化繊維を配置したキャビティー内に液体状の樹脂を注入する成形法の採用が望ましい。
【００６４】
上述のような形態となるように防音構造体の設計、成形、取付を行えば、図１８に示すように、騒音発生位置２からどこの反射も介さずに伝播し、第１構造体Ｂに入射してくる音波１２の反射方向が、水平方向よりも下方となるため、防音構造体を越えて、民地側へ放射や回折する音が減少し、その結果、民地側での大きな騒音低減効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施態様に係る防音壁の設置例を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の防音構造体における断面構造図の一例である。
【図３】本発明の一実施態様に係る防音構造体の一例である。
【図４】本発明の一実施態様に係る防音構造体の一例である。
【図５】本発明の一実施態様に係る防音構造体の一例である。
【図６】本発明の一実施態様に係る防音構造体の一例である。
【図７】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図８】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図９】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１０】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１１】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１２】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１３】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１４】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１５】本発明の一実施態様に係る防音構造体の断面構成図の一例である。
【図１６】本発明の一実施態様に係る防音構造体の外側形状の一例である。
【図１７】本発明の一実施態様に係る防音構造体の外側形状の一例である。
【図１８】本発明の防音構造体によって騒音低減効果が得られる理由を具体的に説明した図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ：防音構造体
Ｂ：第１構造体
Ｃ：第２構造体
Ｃ１：柱
Ｃ２：側柱
Ｃ３：既設構造物
Ｄ：取付部
（Ｌ）：防音構造体内側壁面と防音構造体内側壁面に最も近い騒音発生位置とを結ぶ直線
（Ｍ）：防音構造体内側壁面上の点における法線
（Ｎ）：水平線
１：線路
２：騒音発生位置
３：バラスト
４：吸音材
５：心材
６：スキン材
７：防音構造体の外側表面
８：防音構造体の外側表面
９：防音構造体の外側表面
１０：構造物躯体
１１：アンカーボルト
１２：騒音発生位置からの音波
１３：レール
１４：レール最下端
１５：内側壁面
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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