(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の透孔が穿設された前面板とその背後に設けられた遮音性を有する背面板とからなる中空体内に吸音材が内装され、前面板の外面に凹凸面が形成され、その凹凸面に光触媒含有層が形成され、光触媒含有層に光が照射されるようになされた吸音構造体であって、前記凹凸面は複数の凸条が左右方向に連続されて形成されると共に、前記透孔は凸条の下方の傾斜面にのみ設けられ、凸条の上方の傾斜面及び凸条と凸条との間に形成される凹所には透孔は設けられておらず、かつ凸条の断面形状は三角形状となされ、その上方の傾斜面と下方の傾斜面との挟角が９０度以上となされ、又凸条間の凹所底面は平らな面となされ、この平らな底面と前記上方及び下方の傾斜面との挟角も９０度以上となされたことを特徴とする吸音構造体。
【請求項２】
光触媒含有層に、吸着剤が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の吸音構造体。
【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、車両等の走行に伴う騒音を遮音、吸音するために、高速道路や鉄道の沿線等に沿って設置される防音壁として、また橋梁や高架道路橋等の桁裏面等に取付けられる裏面吸音板等として用いられる吸音構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両等の走行に伴う騒音を遮音、吸音するために、高速道路や鉄道の沿線等に沿って設置される防音壁等の吸音構造体としては、多数の透孔が穿設された前面側の前面板と、その背後に配置された無孔の遮音性を有する背面板とからなる中空体内に吸音材が内装されたものがあり、そして車両等の走行に伴う騒音を前面板の透孔より中空体内に入射させると共に、吸音材により吸音させ、且つ背面板の背後から騒音が漏れないようになされている。
【０００３】
そしてこれらの吸音構造体に用いられる吸音材は、一般にはグラスウールやロックウールが用いられるが、その他、アルミニウム等の金属繊維からなるもの、金属繊維をバインダーを介して結合させたもの、金属やセラミック等の粉末や粒状体、金属短繊維等を焼結した焼結材からなるもの、また金属発泡材や有機発泡材、無機発泡材等の発泡材からなるもの等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き従来の吸音構造体は、それが車両等の走行に伴う騒音を発する所に設置されることにより、それなりの騒音公害を低減できるものであるが、近年車両等の走行に伴う公害としては、他に車両等の排気ガス等から排出される窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質による環境汚染の問題が指摘されている。特に窒素酸化物は、人体に呼吸器障害を誘発するといわれ、また太陽紫外線、炭化水素と関係してオキシダントを生成し、いわゆる光化学スモッグを引き起こすものである。しかしながら上記の如く、従来の吸音構造体は騒音公害の低減のみを目的としたものであり、窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質による環境汚染については何ら効果がないものであった。
【０００５】
そこで本発明は上記の如き問題を解決し、騒音の低減を図ると共に車両等の排気ガス等から排出された空気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質の低減も図ることのできる吸音構造体を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、吸音構造体において、如何にして騒音の低減を図ると共に窒素酸化物や硫黄酸化物等の低減も図るかを鋭意研究した結果、上記の如く多数の透孔が穿設された前面板と、吸音材と、遮音性を有する背面板とにより、騒音の低減を図ることができること、一方二酸化チタン等の光触媒は紫外光を照射させると活性化され、その活性化により強い酸化力が発現され、空気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質がこの光触媒に触れると酸化されて効果的に除去されることから、前記前面板や背面板の外面に光触媒含有層を形成し、そしてその光触媒含有層に太陽光等の光が照射されるようにしておけば、車両等の走行に伴う騒音は前面板、吸音材及び背面板により低減されると共に、車両等の走行に伴う風圧によって窒素酸化物や硫黄酸化物等の汚染物質が多く存在する地表近くの空気が巻き上げられて前面板や背面板に運ばれ、これによって窒素酸化物や硫黄酸化物等が活性化された光触媒含有層に触れることにより、窒素酸化物や硫黄酸化物等が硝酸や硫酸等に酸化され、雨水等により洗い流されて除去されること、さらに光触媒含有層を形成した前面板や背面板の外面を凹凸面として空気と触れる光触媒含有層の表面積を大きくしておけば、効果的に窒素酸化物や硫黄酸化物等が除去されること等を知得し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明に係る吸音構造体は、多数の透孔が穿設された前面板とその背後に設けられた遮音性を有する背面板とからなる中空体内に吸音材が内装され、前面板の外面に凹凸面が形成され、その凹凸面に光触媒含有層が形成され、光触媒含有層に光が照射されるようになされた吸音構造体であって、前記凹凸面は複数の凸条が左右方向に連続されて形成されると共に、前記透孔は凸条の下方の傾斜面にのみ設けられ、凸条の上方の傾斜面及び凸条と凸条との間に形成される凹所には透孔は設けられておらず、かつ凸条の断面形状は三角形状となされ、その上方の傾斜面と下方の傾斜面との挟角が９０度以上となされ、又凸条間の凹所底面は平らな面となされ、この平らな底面と前記上方及び下方の傾斜面との挟角も９０度以上となされたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、車両等の走行に伴う騒音は、前面板の透孔より中空体内に入射され、吸音材に吸音されると共に背面板に遮音されて低減される。又車両等の走行に伴う風圧によって窒素酸化物や硫黄酸化物等が多く存在する地表近くの空気が巻き上げられて前面板や背面板の外面に運ばれ、一方光の照射によって前面板や背面板の外面に形成された二酸化チタン等の光触媒を含有する光触媒含有層が活性化されており、前面板や背面板付近に運ばれた空気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等がこの活性化された光触媒含有層に触れることにより、光触媒の活性による強い酸化力と水分の存在によって硝酸や硫酸等に酸化され、それらが雨水等により洗い流され、効果的に除去される。
【０００９】
しかも光触媒含有層は、前面板の外面に形成された凹凸面に形成れているため、空気と触れる表面積が大きく、効果的に窒素酸化物や硫黄酸化物等が除去される。
【００１０】
前記光触媒としては二酸化チタンが好適に用いられる。二酸化チタンはルチル型でもよいが、活性の高さからアナターゼ型のものが好ましく、この二酸化チタンに波長領域が３００〜４００ｎｍの紫外光を照射することによって活性化され、その活性化により強い酸化力が発揮されて、二酸化チタンの表面に接する大気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等が水の存在によって硝酸や硫酸等に酸化されて除去される。
【００１１】
二酸化チタンによる光触媒含有層を形成するには、二酸化チタンの粉末を溶融させて吹き付ける溶射法、化学反応を介して二酸化チタンを析出させるＣＶＤ（化学的製膜法）、スプレーにて吹き付けるスプレー法、二酸化チタンをスパッタ蒸発させて沈着させるスパッタ蒸着法、真空蒸着等により、直接または接着剤を介して付着させてもよいし、バインダーに二酸化チタンを分散させた塗料組成物とし、それをディッピングやスプレー、フローコーター等により塗布してもよく、その方法は特に限定されるものではない。なお塗料組成物とする場合のバインダーとしては、二酸化チタンが活性化された際の強い酸化力に耐え得るようなシリコーン樹脂等を用いるのが好ましい。
【００１２】
前面板及び背面板としては、金属板、合成樹脂板等の従来から使用されている板材が適宜使用される。そして本発明においては、前面板と背面板の両方に、又は前面板に、その外面の全面又は一面が凹凸面となされると共にその凹凸面に光触媒含有層が形成されている。凹凸面は、複数の凸条が左右方向に帯状に連続されて形成されており、この凹凸面により剛性が高められ、又平板状に比べて表面積が大きくなるようになされている。又凸条により凹凸面を形成する場合の凸条の形状は特に限定されるものではない。
【００１３】
次に前記凹凸面の光触媒含有層に光が照射されるようになされているとは、光触媒含有層に光を照射させることにより、光触媒を活性化させて強い酸化力を発揮させるためである。例えば二酸化チタンを活性化させる光の波長領域は３００〜４００ｎｍの紫外光であるが、この紫外光は太陽光に多く含まれ、また水銀灯やブラックライト等の光にも含まれているため、前面板や背面板に太陽光が照射されるようになされていてもよいし、水銀灯やブラックライト等の紫外光を多く含む人工光源が付設され、その光が照射されるようになされていてもよい。
【００１４】
本発明において、前面板の外面に複数の凸条を左右方向に連続させて凹凸面を形成し、前記凸条を上方及び下方に傾斜面が形成された形状とし、そしてこれらの凸条においては、上方の傾斜面には透孔を穿設せず、下方の傾斜面にのみ透孔を穿設する。
【００１５】
すなわち、下方の傾斜面にのみ透孔を穿設した場合は、若干吸音性能は低下するが、車両等の騒音は下方より入射する割合が高いので、比較的吸音性能の低下は少なくなる。さらに上方の傾斜面に雨水が当たりやすいところ、上方の傾斜面には透孔を穿設していないので、その雨水は中空体内に浸入しにくく、従って雨水等による中空体内の吸音材の劣化が防止され、又光触媒含有層の酸化作用によって、空気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等より生じた硝酸や硫酸や他の汚染物質等が光触媒含有層に付着して堆積すると、光触媒含有層の効果が低下するが、雨水は上方の傾斜面を伝わって下方に流れ、付着した硝酸や硫酸等を効果的に洗い流すため堆積せず、光触媒含有層の効果を持続させることができる。
【００１６】
【００１７】
又、凸条を左右方向に連続させて形成した凹凸面に光触媒含有層を形成し、その凸条の断面形状を三角形状とした場合は、凸条の上方の傾斜面と下方の傾斜面との挟角が９０度以上とすれば、その凸条部分で水切りとならず、雨水は凸条を通過して効果的に下方に流れ、光触媒含有層に付着した硝酸や硫酸等を効果的に洗い流すことができる。
【００１８】
なお二酸化チタン等の光触媒が含有された光触媒含有層に、光触媒と共に吸着剤が含有されていてもよい。このようになされていると吸着剤に窒素酸化物や硫黄酸化物等が吸着されると共に、その吸着された窒素酸化物や硫黄酸化物等は光触媒により硝酸等に酸化されるまで離脱されることが防止される。吸着剤としては、活性炭、ゼオライト、カーボン等が一般に使用される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照し、具体的に説明する。
まず図１は吸音構造体の参考例を示す正面図、図２はその断面図である。すなわち図１〜２に係る参考例は、多数の透孔１１を穿設した前面板１と、その前面板１の背後に設けられた無孔の遮音性を有する背面板２と、側面板３とからなる中空体４内に吸音材５が内装されたものである。
【００２０】
前面板１は、アルミニウム合金板や鉄板等の金属板、合成樹脂板等の適宜材質からなり、その表面全体にわたって左右方向に連続された複数の凸条１２が波状に並列されて凹凸面１３となされ、その全面に多数の透孔１１が穿設されている。前記透孔１１は円形状のパンチング孔や長孔状のスリット孔であってもよく、その形状は特に限定されるものではない。そして凹凸面１３となされた前面板１の外面全面、すなわち凸条１２全面及び凸条１２と凸条１２との間に形成される凹所１４全面にわたって二酸化チタン等からなる光触媒含有層６が形成されている。
【００２１】
背面板２も前面板１と同様に、アルミニウム合金板や鉄板等の金属板、合成樹脂板等の適宜材質からなり、その表面全体にわたって左右方向に連続された複数の凸条２１が波状に並列されて凹凸面２２となされ、そして凹凸面２２となされた背面板２の外面全面にわたって二酸化チタン等からなる光触媒含有層６が形成されている。
【００２２】
なお、凹凸面１３，２２を形成する前面板１及び背面板２の凸条１２，２１は、いずれも断面形状は台形状となされ、その平らな上面とその上方及び下方の傾斜面との挟角ａが９０度以上となされ、又凸条１２，２１間の凹所１４，２３底面は平らな面となされ、この平らな底面と前記上方及び下方の傾斜面との挟角ｂも９０度以上となされ、雨水が各凸条１２，２１部分で止まることなく、雨水は凸条１２，２１及び凹所１４，２３を通過して下方に流れるようになされている。
【００２３】
吸音材５は、一般にはグラスウールやロックウールが用いられるが、その他、アルミニウム等の金属繊維からなるもの、金属繊維をバインダーを介して結合させたもの、金属やセラミック等の粉末や粒状体、金属短繊維等を焼結した焼結材からなるもの、また金属発泡材や有機発泡材、無機発泡材等の発泡材からなるもの等が用いられてもよい。なお耐水性に乏しい吸音材５については、雨水の浸入による劣化を防止するために、合成樹脂フイルム等でカバーしておくのが好ましい。
【００２４】
次に図３〜４について説明する。すなわち図３は本発明に係る吸音構造体の実施の一形態を示す正面図、図４は図３の断面図である。この図３〜４に示された実施の形態は、多数の透孔１１が穿設された前面板１の外面を、断面形状を三角形状とした凸条１２により凹凸面１３にしたこと、又その凸条１２の下方の傾斜面にのみ透孔１１が設けられ、上方の傾斜面や凸条１２と凸条１２との間に形成される凹所１４には透孔１１は設けられていないこと以外は、前記図１〜２に示された形態と同様であり、断面形状を三角形状とした凸条１２により凹凸面１３となされた前面板１及び断面形状を台形状とした凸条２１により凹凸面２２となされた背面板２のそれぞれ外面全面にわたって二酸化チタン等からなる光触媒含有層６が形成されているものである。
【００２５】
なお、断面形状を三角形状とした前記前面板１の凸条１２は、その上方の傾斜面と下方の傾斜面との挟角ｃが９０度以上となされ、又凸条１２間の凹所１４底面は平らな面となされ、この平らな底面と前記上方及び下方の傾斜面との挟角ｄも９０度以上となされ、雨水が凸条１２部分で止まることなく、雨水は凸条１２及び凹所１４を通過して下方に流れるようになされている。
【００２６】
この形態においては、前面板１の透孔１１は凸条１２の下方の傾斜面にのみしか設けられていないため、開孔率を上げて吸音効果を向上させるために、図５に示されるように長孔にしてもよい。
【００２７】
次に図６について説明する。すなわち図６は吸音構造体の参考例を示す断面図である。この図６に示された実施の形態は、背面板２側の凸条２１を幅広として上下に１ケ所づつ設けて凹凸面２２にした以外は、図１〜２の形態と同様であり、この凹凸面２２とした背面板２の外面全面と、断面形状を台形状とした凸条１２により凹凸面１３となされた前面板１の外面全面とに、二酸化チタン等からなる光触媒含有層６が形成されているものである。
【００２８】
なお、上記いずれの形態においても、凹凸面１３，２２は、一般的には板材からなる前面板１及び背面板２をプレス等により適宜波状に折曲して凸条１２，２１を形成することにより、前面板１及び背面板２そのものとして一体的に形成されるが、例えば、図７に示されるように、断面形状を台形状や三角形状とした凸条７１等により外面に凹凸面７２を形成し、その凹凸面７２に光触媒含有層６を形成したカバー材７を別体で作製し、このカバー材７を、多数の透孔が穿設された前面板とその背後に設けられた遮音性を有する背面板とからなる中空体内に吸音材が内装された従来の吸音構造体Ｓの前記前面板や背面板にリベット７３やビス等により後付けで取り付けてもよい。この場合、カバー材７を前面板に取付ける場合は、騒音を吸音構造体内に入射させるための透孔を適宜設けておく。なおカバー材７を多孔質材から形成し、表面積をさらに増加させるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、車両等の走行に伴う騒音は、前面板の透孔より中空体内に入射され、吸音材に吸音されると共に背面板に遮音されて低減される。又車両等により発生した空気中の窒素酸化物や硫黄酸化物等は、前面板や背面板に形成されて光の照射によって活性化された光触媒含有層に触れることにより、光触媒の活性による強い酸化力と水分の存在によって硝酸や硫酸等に酸化されて効果的に除去される。
【００３０】
しかも光触媒含有層は、前面板や背面板の外面に形成された凹凸面に形成れているため、空気と触れる表面積が大きく、効果的に窒素酸化物や硫黄酸化物等が除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  吸音構造体の参考例を示す正面図である。
【図２】  図１の断面図である。
【図３】  本発明に係る吸音構造体の実施の一形態を示す正面図である。
【図４】  図３の断面図である。
【図５】  本発明に係る吸音構造体の実施のさらに他の形態を示す断面図である。
【図６】  吸音構造体の参考例を示す断面図である。
【図７】  本発明に係る吸音構造体の実施のさらに他の形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１    前面板
１１  透孔
１２  凸条
１３  凹凸面
１４  凹所
２    背面板
２１  凸条
２２  凹凸面
２３  凹所
３    側面板
４    中空体
５    吸音材
６    光触媒含有層
７    カバー材
７１  凸条
７２  凹凸面
７３  リベット
【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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