(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源と受音点間に三角柱状体を所定の間隔で交互に底面部と頂点部が配列するように反転配置して壁体を形成させ、隣接する三角柱状体間の空気経路の開口部を、騒音源側と受音点側とで重ならないように斜交形成し、前記空気経路に対向する三角柱状体側面部の少なくとも一つを吸音部材にて形成するとともに、前記三角柱状体の頂点を切欠形成したことを特徴とする防音壁。
【請求項２】
Ｔ字形の剛体部材に断面直角三角形状の２つの吸音材を前記剛体部材のコーナ部の各々に左右対称に取り付けた壁体と、前記壁体を所定の間隔で前記空気経路を形成するようにＴ字形の底辺部と頂点部とを交互にするように反転配置したことを特徴とする防音壁。
【請求項３】
前記空気経路の受音点側に前記Ｔ字形の底辺部と頂点部とを接続する複数の透視可能な透明部材を配置して連続壁体としたことを特徴とする請求項２に記載の防音壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は防音壁に係り、特に道路や鉄道から発生する騒音が住宅地等の居住空間に伝播するのを防ぐための防音壁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４（ａ）に示すように道路や鉄道から発生する騒音４を住宅地等の居住空間に伝播するのを防止するために、騒音源１である道路や鉄道と受音点２である居住空間との間に、防音壁３を設けて防音させている。一般に防音壁の高さを高くすれば、防音効果を向上させることができるため、従来は防音壁の高さを３〜５ｍのものが使用されていた。しかし、このような高い防音壁を道路や鉄道の両側に配置すると、費用もかかる上に、道路や鉄道の利用者などに心理的な圧迫感を与えるなどの問題が発生し、何らかの改善が求められていた。
【０００３】
これに対し、防音壁の高さを低く抑える方法として、壁の表面を吸音性にしたり、壁の厚さを厚くする方法が考え出されている。しかし、壁の表面を吸音性にしても、防音機能は３ｄＢ程度しか上昇しないため、所定の防音効果を得ることは困難である。また、防音壁の厚さを厚くして防音するには、対象とする音波の数波長以上の厚さが必要となるため、現実的ではない。
【０００４】
従って、これらを解決するものとして、特開平５−１８７００５に示すように、二重防音壁構造にして、高さを低くして防音させるものが開示されている。また、他にも、図４（ｂ）に示すような、全面に透明遮音板５を用いた防音壁を使用することにより、透視性を確保して利用者の心理的圧迫感を低減させるものや、図４（ｃ）に示すような山形防音壁６を使用して、隣どうしの空間を伝播する騒音４を干渉させて干渉波７を発生させて、騒音４を低減させるものが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では、以下のような問題があった。
まず、特開平５−１８７００５においては、防音壁の設置面積が増大するとともにコスト的にも負担が大きくなってしまう。また、透明遮音板を使用する場合においては、材質の遮音性能が低くなってしまうため、十分な防音効果が得られないおそれがある。そして、山形防音壁にて防音させる場合には、騒音の音波の位相が同じである場合には干渉効果により騒音を低減できるが、騒音の音波の位相がずれた場合には干渉効果はほとんどないため、騒音を防止できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来技術のそれぞれの欠点を解消するためになされたもので、透視性を確保することにより心理的な圧迫感を低減させるとともに、設置面積やコストを低減させ、そして十分な防音効果を有した防音壁を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る防音壁は、騒音源と受音点間に三角柱状体を所定の間隔で交互に底面部と頂点部が配列するように反転配置して壁体を形成させ、隣接する三角柱状体間の空気経路の開口部を、騒音源側と受音点側とで重ならないように斜交形成し、前記空気経路に対向する三角柱状体側面部の少なくとも一つを吸音部材にて形成するとともに、前記三角柱状体の頂点を切欠形成したことを特徴としている。
【０００８】
また、Ｔ字形の剛体部材に断面直角三角形状の２つの吸音材を前記剛体部材のコーナ部の各々に左右対称に取り付けた壁体と、前記壁体を所定の間隔で前記空気経路を形成するようにＴ字形の底辺部と頂点部とを交互にするように反転配置したことを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記空気経路の受音点側開口部に透明部材を配置して連続壁体とする構成とした。前記透明部材は、視認性を確保できる程度の透過性を保持していればよく、パンチングプレートを透明部材として用いることもできる。
【００１０】
【作用】
上記構成において、騒音源から発生した騒音は防音壁に到達すると、以下のように防音される。防音壁体に入射する騒音は、当該防音壁体により遮断されて受音点への到達が阻止される。また、前記空気経路内に侵入する騒音は、空気経路に対向する吸音部材に入射する際に、一部吸音される。上記したように空気経路開口部を騒音源側と受音点側とで重ならないように斜交形成しているため、騒音が吸音部材により吸音される割合を高くすることができ、受音点に到達する騒音を低減させることができる。そして、前記空気経路により受音点側と騒音源側の透視性が確保できるため、受音点側や騒音源側の心理的圧迫感を低減させることができる。
【００１１】
また、三角柱状体を交互に反転配置したことにより、二方向に空気経路を形成してそれぞれの透視性を確保することができるため、心理的圧迫感の解消に寄与することができる。なお、壁体垂直線に対して対称形となる正三角形状や二等辺三角形状の三角柱状体を使用することにより、それぞれ等間隔に空気経路を形成させることができるとともに、それぞれの場所での防音効果を均等化させることができる。
【００１２】
また、空気経路の受音点側の境界面に前記透明部材を貼り付けて、連続壁としたことにより、防音壁の透視性を保持させて視界を確保したままで、防音効果をさらに高めることができる。また、小石等の飛散も防止できることから、安全性の面からも好ましく用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付した図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明の第一実施形態における防音壁２０の説明図である。本実施形態においては、道路の両側に防音壁２０を設けて、車などの騒音源３０から発生する騒音２１を、住宅街などの受音点３２に伝播するのを防止させる場合について説明する。本実施形態における防音壁２０は、図１（ａ）に示すように、断面正三角形状の三角柱状体２２を道路の両側に所定の間隔で交互に反転配置して形成させている。前記三角柱状体２２は、断面正三角形の頂点を切り欠いた形状となっている。この切り欠き面を設けたことにより、三角柱状体２２のコストを低減させることができる。そして、騒音源３０に対しては、底辺部２２ａと頂点部２２ｂとが交互に対向するように配置している。また、道路に使用する前記三角柱状体２２の高さは約３〜５ｍ、一辺の長さは約６００ｍｍ程度のものを好ましく用いることができる。
【００１４】
本実施形態における三角柱状体２２は、Ｔ字形の剛体部材２４のコーナー部２２ｃに沿って、コーナー部２２ｃのサイズに等しい断面直角三角形状の２つの吸音部材２６を対称的に取り付けて、断面正三角形状に一体化した構成となっている。このように、三角柱状体２２に剛体部材２４を組み込んだことにより耐久性を向上させるとともに、吸音部材２６を対称的に取り付けたことで吸音効果を均一に発揮できる構造となっている。前記剛体部材２４や前記吸音部材２６としてはそれぞれの機能を発揮できるものであれば使用することができるが、例えば前記剛体部材２４としては鉄やコンクリート、レンガなどを、また前記吸音部材２６としてはロックウールやガラスウール、金属繊維などを好ましく用いることができる。本実施形態においては、騒音源３０側や受音点３２側に対しては、剛体部材２４で形成される頂点部２２ｂや底辺部２２ａが対向し、前記空気経路２８には吸音部材２６で形成される側面が対向している。また、本実施形態においては、隣接する三角柱状体２２間の空気経路２８の開口部を、騒音源３０側と受音点３２側とで重ならないように斜交形成させている。このため、壁体に垂直に空気経路を形成した場合に比べて吸音される空気経路２８を長くでき、騒音２１の吸音効果を高めることができるようになっている。
【００１５】
上記した防音壁２０の作用は以下のようになる。騒音源３０から発生した騒音２１は、防音壁２０に到達すると、以下のように防音される。剛体部材２４に到達した騒音２１である音波は、当該剛体部材２４により遮断されて受音点３２への到達が阻止される。また、斜交形成した空気経路２８に侵入した騒音２１は、吸音部材２６に入射すると、吸音部材２６により一部を吸音される。本実施形態においては、上記したように空気経路２８の開口部を騒音源３０側と受音点３２側とで重ならないように斜交形成しているため、騒音源３０から防音壁２０に垂直に入射した騒音２１は、受音点３２に伝播する前段にて吸音部材２６に入射して、吸音されるようになっている。また、吸音部材２６から反射した騒音２１は、対向配置した三角柱状体２２の吸音部材２６に入射して再度一部を吸音される。本実施形態においては、空気経路２８は防音壁２０の垂直線に対して斜交形成されているため、垂直線に平行形成する場合に比して相対的に距離が長くなっている。このため、騒音２１となる音波が吸音部材２８に入射する回数も多くなるため、受音点３２に伝播する騒音２１を図１（ｂ）に示すように十分低減させることができる。また、上記したように空気経路２８を形成したことにより、騒音源３０と受音点３２間での透視性を確保させることができる。従って、騒音源３０側と受音点３２との双方における利用者の心理的圧迫感を解消させることができる。
【００１６】
従来型の防音壁３と本実施形態の防音壁２０との防音効果を有限要素法によるシュミレーションにより比較した。図５（１）は従来型の防音壁３による測定状況を、図５（２）は本実施形態における防音壁２０による測定状況を示す。図５（１）、図５（２）に示したように、それぞれの防音壁３，２０の左側に１０ｍ離れた地点に音源１、３０を設けるとともに、防音壁３，２０の右側に１０ｍ離れた地点を受音点２，３２とした。それぞれの防音壁３，２０の高さは２．５ｍ、幅は０．２ｍ、及び０．７ｍである。また、音源１、３０と受音点２、３２は、それぞれ地上から１．２ｍ離れた位置に配置している。特に、本実施形態における防音壁２０の三角柱状体２２の底辺を０．６ｍとし、それぞれの三角柱状体２２を０．１ｍ間隔で配置した。本シュミレーションにおいては、音源１、３０にて２５０Ｈｚの音波を８４ｄＢ以上の強さで発生させる。そして、受音点２，３２にて測定した音波を基に、各地点における音波の強さを解析した。
【００１７】
図６にシュミレーションの解析結果を示す。図６（１）は従来の防音壁３における解析結果、図６（２）は本実施形態の防音壁２０における解析結果である。また図６において、左側の図が音源１，３０側の領域、右側の図が受音点２，３２側の領域となっている。図６においては、それぞれの領域をＡ（４０〜５５ｄＢ），Ｂ（５５〜６０ｄＢ），Ｃ（６０〜７５ｄＢ），Ｄ（７５〜８０ｄＢ），Ｅ（８０〜８２ｄＢ），Ｆ（８２ｄＢ以上）に区分けしている。図６（１）、（２）の右側図、すなわち受音点２，３２側を比較すると、本実施形態の方が従来に比して全体的に５〜６ｄＢ防音効果が大きくなっている。特に最も防音効果の高い領域Ａ（４０〜５５ｄＢ）を約２倍に増大させることができる。このように、本発明による防音壁２０は従来に比して防音効果を増大させることができるとともに、透視性を向上することができる。
【００１８】
図２は本発明の第二実施形態を示す防音壁２０の説明図である。ここで、前実施形態と同一部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。前実施形態と異なる点は、前記空気経路の受音点３２側の開口部に透明部材３４を貼り付けて、連続壁３６を構成させている点である。この透明部材３４により、防音壁２０の透視性を保持させて視界を確保したままで、防音効果をさらに高めることができる。また、小石等が騒音源３０側から飛散しても、透明部材３４により受音点３２側への飛来を防止できるため、安全性の面からも好ましく用いることができる。なお、前記透明部材３４は、視認性を確保できる程度の透視性を保持していれば足り、完全に透明である必要はない。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｃ）に、三角柱状体の変形例のいくつかを示す。図３（ａ）は、正三角形状の剛体部材２４の周囲を、吸音部材２６にて覆い、三角柱状体２３ａを構成させたものである。この構造の三角柱状体２３ａにおいては、受音点側３２に回折等で回り込んだ音波をも吸収させることができ、防音効果をさらに高めることができる。また、この三角柱状体２３ａは対称形状をしているため、任意の面を対向配置させることができる。図３（ｂ）は、図３（ａ）の剛体部材２４の内部を正三角形状にくり抜いた三角柱状体２３ｂである。この三角柱状体２３ｄにおいては、三角柱状体２３ｂの防音効果を保持するとともに三角柱状体２３ｄの軽量化とコストの低減を図ることができる。図３（ｃ）は、底辺部２２ａの長さよりも頂点部２２ｂまでの長さを長くした二等辺三角形状の三角柱状体２３ｃである。この三角柱状体２３ｃにおいては、吸音部材２６にて形成した側面の長さを正三角形状の三角柱状体より長くしているため、騒音２１が吸音部材２６に入射して吸音される回数が相対的に多くなり、防音効果をさらに高めることができる。なお、防音部材の形状については、これらに限られるものではないことはもちろんである。なお、前記空気経路に対向する二つの三角形状体側面部をともに吸音部材にて構成したものを好ましく用いることができるが、少なくとも一つの側面部を吸音部材にて形成しても、吸音効果を発揮させることができる。また、上記した三角柱状体は防音壁体の垂直線に対して対称形となる二等辺三角形状あるいは正三角形状の三角柱状体を好ましく用いることができるが、これらに限られるものではない。また、上記した三角柱状体は、頂点の一部または全部を切り欠いた形状であってもよく、頂点部に丸みをつけた曲線形状であってもよい。
【００２０】
以上の実施形態においては、三角形柱状体について説明したが、これに限られるものではなく、例えば断面Ｌ字形の柱状体を所定の間隔で交互に反転配置して形成してもよい。また、防音壁体に、所定の間隔で空気経路を設け、当該空気経路の開口部を騒音源側と受音点側とで重ならないように斜交形成した形状で、空気経路に対向する面を吸音部材で形成すれば、透視性を確保して防音作用を行わせることができる。
【００２１】
また、本発明の用途は、道路や鉄道などに限定されるものではない。例えば、工場などの建築物を囲む防音壁として使用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における防音壁においては、透視性を確保して心理的な圧迫感を低減させるとともに、設置面積やコストを抑え、かつ十分な防音効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態における防音壁の説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態における防音壁の説明図である。
【図３】本発明の三角柱状体の変形例を示す説明図である。
【図４】従来の防音壁についての説明図である。
【図５】従来と本発明との防音壁の比較説明図である。
【図６】防音効果の解析結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１    騒音源
２    受音点
３    防音壁
４    騒音
５    透明遮音板
６    山形防音壁
７    干渉波
２０    防音壁
２１    騒音
２２    三角柱状体
２２ａ  底辺部
２２ｂ  頂点部
２３ａ〜ｃ  三角柱状体
２４    剛体部
２６    吸音部
２８    空間部
３０    騒音源
３２    受音点
３４    透視部材
３６    連続壁
３８    空洞
【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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