(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心材と、心材の両側に位置する繊維強化プラスチック製のスキン材とで構成される防音壁用パネルであって、パネルの音源側の面に、パネル外から入射した音を反射するための突起物が設けられており、該突起物の材質は、スキン材を形成する繊維強化プラスチックと同じ組成の繊維強化プラスチック製であることを特徴とする防音壁用パネル。
【請求項２】
前記突起物は、その頂角が音源側に位置する断面が三角形の柱体であり、前記頂角（θ）が５〜６０度の範囲内のものである請求項１記載の防音壁用パネル。
【請求項３】
前記突起物は、板状のものである請求項１記載の防音壁用パネル。
【請求項４】
前記パネルの下部に、建築物躯体への取付部が設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の防音壁用パネル。
【請求項５】
前記取付部が金属からなる請求項４記載の防音壁用パネル。
【請求項６】
前記繊維強化プラスチックの強化繊維は、炭素繊維を含む請求項１〜５のいずれかに記載の防音壁用パネル。
【請求項７】
前記パネルの内部に、心材の両面側に位置するスキン材を接続するリブが設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の防音壁用パネル。
【請求項８】
前記リブがスキン材と同じ組成の繊維強化プラスチック製からなる請求項７記載の防音壁用パネル。
【請求項９】
前記スキン材の繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂は、難燃性の樹脂である請求項１〜８のいずれかに記載の防音壁用パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道、高速道路などの沿線に設けられるＦＲＰ製の防音壁用パネルに関し、詳しくは防音効果の高い防音壁用パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄道、高速道路等の沿線に設けられる防音壁として、ＦＲＰ製のものが知られている。この防音壁の材質は、従来のコンクリートやアスベスト系の防音壁と異なりＦＲＰ製であるため、軽量・高強度の特性から高強度、かつ施工性に優れ、最近社会問題となっている高架橋防音壁からの剥落・落下事故問題がない点についても利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＲＰ製防音壁は、従来のコンクリート製防音壁に比べて、軽量、高強度、意匠性、施工性に富むなどの多くの利点を有するが、パネルの透過損失については重量則に支配されるため、ＦＲＰ製高欄は軽量なるが故にコンクリート製のものに比べて透過損失が低いこと、したがって防音性能が問題であった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、音源から伝播してくる騒音を効果的に防音する防音性能が高い防音壁用パネルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の防音壁用パネルは、上記問題点を解決するため、心材と、心材の両側に位置する繊維強化プラスチック製のスキン材とで構成される防音壁用パネルであって、パネルの音源側の面に、パネル外から入射した音を反射するための突起物が設けられており、該突起物の材質は、スキン材を形成する繊維強化プラスチックと同じ組成の繊維強化プラスチック製であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態をその一実施例の図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は、本発明の防音壁用パネル２が鉄道または高速道路の高架橋１に取り付けられた状態を示す斜視図である。
【０００９】
図１において、高架橋１の両端部に、本発明の防音壁用パネル２が一列状に複数個固定されている。すなわち、防音壁用パネル２は、断面がＬ字状のブラケット４により高架橋１の両端部３に固定されている。ブラケット４の下面には、高架橋下面への取り付け孔５が設けられており、高架橋本体からのアンカーボルト等の適当な固定手段により取り付け、取り外しが容易にできるようになっている。なお、この図のパネル２には後述の図３などで説明する突起部１２の図示は省略している。
【００１０】
ここで防音壁用パネル２は、図１のパネル２のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、その断面構造は内部のコア材７に対し、両面がスキン材６ａ、６ｂからなるスキン−コア構造の繊維強化プラスチック製のものであり、両スキン間は複数個のリブ９で一体に連結されている。ここで、リブ９のピッチは、防音壁パネルに要求される強度、パネルの寸法、コア材７の物性などによって決定されるものであり、例えばコア材のせん断強度、圧縮強度が高ければ、特に設ける必要がない。これらスキン材６ａ、６ｂおよびリブ９は、例えば炭素繊維、ガラス繊維を強化繊維とし、不飽和ポリエステル樹脂をマトリクス樹脂とする繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという。）製のものである。
【００１１】
マトリクス樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂を始めとして、ＦＲＰに用いる樹脂であれば、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを用いることが出来る。また、難燃性が必要な場合には、水酸化アルミニウムなどの難燃剤の添加や、分子内に難燃成分を付加した樹脂を用いることも出来る。コア材７は例えばウレタン発泡体からなる充填材である。さらにリブ９とリブ９との間には、材質が鉄あるいはステンレスからなる柱体８が垂直方向（図の紙面に対して垂直方向）に設けられており、風圧などに対する強度を高めている。
【００１２】
ここでスキン材６ａ、６ｂに使用する強化繊維としては、パネル２が必要とする剛性を満足するもので有れば特に限定されるものではないが、パネルの軽量性が重要である用途、例えば高架構造物の躯体の強度が長年の使用により劣化しているような場合などでは、重量に対する強度・剛性が高い炭素繊維を用いることが好ましい。また、コア材７については、軽量かつ吸音性のあるもので有れば何でも良いが、例えば、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの有機発泡体、ケイ酸カルシウム、発泡コンクリートなどの無機発泡体、あるいは木材などを用いることが出来る。さらに、予めＦＲＰパネルを中空構造に成形しておき、防音パネル施工後に何らかのコア材を充填することも可能である。
【００１３】
柱体８としては、特に使用しなくても良いが、躯体構造との接合や、パネルの剛性アップなどに寄与させる必要がある場合には設けるのが好ましい。柱体８の材料としては金属が一般的ではあるが、ＦＲＰ製のものも用いることが出来る。なお、１１ａ、１１ｂは、隣接パネル２との接合部であり、段差形状となっている。
【００１４】
図３の斜視図に示すように、本発明の防音壁用パネル２には、鉄道車輌や自動車などの音源から発せられた音を防音する突起部１２が複数個水平方向に固定されている。この突起部１２は、本実施例では断面が三角状のものであり、その尖端部１２ａは音源方向に向けられている。この突起部１２の寸法については特に制限は無いが、例えば鉄道用や高速道路用高欄としてはあまり大きいとメンテナンスの邪魔等になるので、その突起物の高さｈは１５０ｍｍ以下が好ましい。また、尖端部１２ａの角度θについては、パネルに対して下方から伝播してくる音を反射するような方向に取り付けるのが好ましく、具体的には５〜６０度の範囲内が好ましい。突起部１２のパネル全体に対する取り付け位置は、鉄道用の防音壁では鉄道側に設置するのはもちろんであるが、パネル上部から回折によって音がパネルの反対側に抜けてゆくことを効果的に防止するために、パネル上方に取り付けることが好ましい。この突起物１２の材質としては、スキン材を形成する繊維強化プラスチックと同じ組成の繊維強化プラスチックが用いられる。パネルへの取り付け方法としては、接着、ボルト、ビスなど何でも良いが、上記のパネル作成時にパネルと一体成形して形成すると特に好ましい。
【００１５】
図４は図３のパネル２のＢ−Ｂ矢視断面であるが、この例の場合は突起物１２はパネルと一体成形されている。
【００１６】
図４において、６はＦＲＰ層からなるスキン材、７は芯材を示す。この突起部１２は、この図のような取り付け態様ではなく、例えば図５の斜視図に示すように、渦巻き状に取り付け位置を変えてパネル２の上部に固定することもできる。電車の場合、騒音の発生源は車輪とレールから発生する音、あるいはモーター音などが主なものであるが、発生源と電車との間で多重反射を起こすことによって、種々の方向からの音源となる。従って図５の斜視図に示すような渦巻き状にし、パネル２の上部に設けることによって、回折音をさらに効率的に減少させることができる。
【００１７】
図６は、突起部１２を三角柱状以外の形状のものにした具体例で、板状体１３としたものである。
【００１８】
次に、本発明の防音壁用パネルの製造方法を工程順に説明する。
【００１９】
ここでの説明は突起物１２をＦＲＰ製防音パネルと一体に成形する場合の製造方法の一例を示すが、これに限るものではない。
【００２０】
１．成形型準備工程
あらかじめ決められた形状を表面に持つ成形型を次の順で製作する。
【００２１】
(1)まずＦＲＰ防音パネルの出来上がり形状を、忠実に再現した木型を製作する。
【００２２】
(2)次にその木型の表面にＦＲＰを積層し硬化後、木型から脱型することにより、成形型とする。成形型には、表面に十分な離型処理（通常はワックスあるいは、フッ素系の薬剤を用いて表面処理を行う）を行っておく。成形型表面にゲルコートを塗布しておく。
【００２３】
２．基材（強化繊維織物、コアなど）準備工程
次に、強化繊維の織物を所定の大きさに切断する。この場合あらかじめ成形品のサイズに合わせて切断しておくこともあるが、成形型上で型の寸法に合わせながら切断してもよい。また、コアについても設計で指示された大きさにあらかじめ切断をしておく。
【００２４】
３．基材積層工程
ゲルコートを塗布した成形型上に強化繊維の織物を積層する。この際、ＦＲＰ防音パネルの要求物性により、使用する強化繊維の種類、積層枚数などを変える。なお、ガラス繊維織物と炭素繊維織物の両方を積層する場合もある。積層した強化繊維の上にあらかじめ、決められた寸法に切断したコア材７を並べ、その後再度強化繊維を積層し、サンドイッチ構造とする。切断したコアとコアの間には、強化繊維を入れてリブ９とすることも出来る。
【００２５】
４．成形工程
成形型上に積層したものをフィルムで覆い、真空ポンプと繋げてフィルム内部を真空とする。その後、樹脂をフィルム内に導入し積層した強化繊維の織物に含浸させる。全体に樹脂が行き渡ったら樹脂の注入を止めてそのまま真空下で樹脂の硬化を待つ。樹脂の硬化後脱型し、成形品とする。
【００２６】
【実施例】
図１〜４で説明した防音壁用パネル２に対し、繊維強化プラスチック製スキン６ａとして、ガラス繊維チョップドストランドマットを１枚、ガラス繊維織物（繊維配向角度：０°／９０°）を２枚、炭素繊維織物（繊維配向角度：０°／９０°）を１枚積層し、次に心材７として、３０倍発泡の硬質ポリウレタン発泡体を配置しまた、柱体８として、溶融亜鉛メッキを施した鉄製中空角材（１５０×７５ｍｍ）からなるものを３本成形型上に配置した。成形型にはあらかじめ図３の突起部１２に示すような反射防止が可能な構造を賦型してある。突起部１２の断面は高さ５０ｍｍ、頂角が４５度の三角形である。
【００２７】
心材７と柱体８の間には、繊維強化プラスチック製のリブ９となるガラス繊維織物（繊維配向角度：０°＋４５°／−４５°）を配置し、心材７同士の間にも繊維強化プラスチック製リブ９となるガラス繊維織物（繊維配向角度：０°＋４５°／−４５°）を配置して、両側のスキンを接続する補強構造とした。
【００２８】
さらに、もう片側の繊維強化プラスチック製スキン６ｂとして、ガラス繊維チョップドストランドマット１枚、ガラス繊維織物（繊維配向角度：０°／９０°）２枚、炭素繊維織物（繊維配向角度：０°／９０°）を１枚枚積層した。
【００２９】
次に、上記の成形基材の全体をフィルムで覆い密閉状態にして、内部を真空状態とし、樹脂を注入することにより、スキン６ａ、６ｂおよびリブ９のマトリクス樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を含浸させて、防音壁パネル２を一体成形した。なお、柱体８の中空角材は、あらかじめ端部を塞ぎ、樹脂が中空部分に流れ込まないようにして所定間隔となるように適当なリブ９間に配置しておいた。
【００３０】
こうして得られた防音壁用パネル２は、高さ２．５ｍ、幅は１ｍでパネル下方から突き出た柱体８をブラケット４との連結部とし、アンカーボルトが挿入される取り付け穴５を設けたブラケット４と一体に連結した。
【００３１】
この図２〜４のパネル２を図１に示すように、電車が走行する高架橋１に取り付け、比較例として、パネル下部に突起部１２を有しないもの、すなわち音を反射する構造を全く持たないパネルとの防音性能の比較を行った。防音性能の比較は、図２〜４のパネル２と、突起部１２が設けられていない比較例のパネルのそれぞれ２５ｍ（連続長さ）を固定し、それぞれのパネルから水平距離で１０ｍ離れた位置での騒音を両パネルについて、市販の騒音測定器（メーカー：リオン株式会社、機器名：精密騒音計（分析器付き）、形式：ＮＡ−２９Ｅ）にて１０回測定し、その平均値を代表値とした。
【００３２】
その結果、比較例のパネルの騒音測定値は７８ｄＢであったところ、実施例のパネルのそれは７３ｄＢと、比較例の７８ｄＢに対して５ｄＢ低くなり、防音効果があることが確認できた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の防音壁用パネルは、心材と、心材の両側に位置する繊維強化プラスチック製のスキン材とで構成される防音壁用パネルであって、パネルの音源側の面に、パネル外から入射した音を反射するための突起物が設けられているので、この突起物が鉄道や自動車用車輌等の音源から防音壁下方に伝播してくる騒音を反射し、防音効果が高まる。
【００３４】
また、本発明の防音壁用パネルの製造方法は、防音壁用パネルの成形型に予め、音源からの音を反射する突起物の形状を賦形し、その成形型上に強化繊維を配列し成形を行うことにより、突起物の形状が前記パネルと実質的に一体となった防音壁用パネルを成形するようにしたので、上記パネルを容易に生産性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防音壁の取り付け状態の一例を示す部分斜視図である。
【図２】図１の防音壁のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１の防音壁用パネルの斜視図である。
【図４】図３の防音壁用パネルのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】図３の突起部とは異なる態様の突起部を有する本発明の防音壁用パネルの斜視図である。
【図６】図５の突起部とは異なる態様の突起部を有する本発明の防音壁用パネルの斜視図である。
【符号の説明】
１……高架橋
２……防音壁用パネル
４……ブラケット
５……取り付け孔
６……スキン材
７……コア
８……柱体
１２……突起物
１３……板状体
【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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