特許 6474767 防音壁用防音装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6474767

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】防音壁用防音装置

(51)【国際特許分類】

   E01F 8/00 20060101AFI20190218BHJP

   E01B 19/00 20060101ALI20190218BHJP

   E04B 1/84 20060101ALI20190218BHJP

   G10K 11/175 20060101ALI20190218BHJP

   G10K 11/16 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   E01F8/00

   E01B19/00 C

   E04B1/84 B

   G10K11/175

   G10K11/16 140

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-171913(P2016-171913)

(22)【出願日】2016年9月2日

(65)【公開番号】特開2017-115570(P2017-115570A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2016年11月8日

(31)【優先権主張番号】特願2015-249552(P2015-249552)

(32)【優先日】2015年12月22日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】下田 浩史

(72)【発明者】

【氏名】山室 成樹

(72)【発明者】

【氏名】松本 賢之

(72)【発明者】

【氏名】杉村 誠司

【審査官】 佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−３０５３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２８３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６３３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３９７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２６４０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８２２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０４５０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−００７９０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−１９２４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２５８０００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０１Ｆ ８／００

Ｅ０１Ｂ １９／００

Ｅ０４Ｂ １／８４

Ｇ１０Ｋ １１／１６

Ｇ１０Ｋ １１／１７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路（Ｒ）の長さ方向に沿って並列する上下方向の直板状前後壁板（１１、１２）と、その前後壁板間の下面を塞ぐ底板（１３）と、前記前後壁板（１１、１２）の間に、同様に並列する１以上の直板状中間板（１４ｎ、ｎ：１、２、３・・・）とを有して、その前後壁板（１１、１２）とその隣接する中間板（１４ｎ）間又は隣接する中間板（１４ｎ）間で上面開口の音響管（Ｓ）が形成された、道路用防音壁（Ｂ）の頂部に取付けられる防音装置（Ａ）であって、
上記底板（１３）は、後壁板（１２）から前壁板（１１）に向かって下り傾斜とし、上記中間板（１４ｎ）の下端は前記底板（１３）に至らずに前壁板（１１）に向かって傾斜する傾斜片（１４ａ）を有して、この防音装置（Ａ）の上面は上記音響管（Ｓ）の上面開口のみによって構成されて、前記防音装置（Ａ）は前記底板（１３）及び前後壁板（１１、１２）によって前記上面開口以外が外部から閉塞されており、入射音は、上記音響管（Ｓ）内にその上面開口から入り込み、前後壁板（１１、１２）及び中間板（１４ｎ）の表面への衝突を繰り返し干渉しあって、徐々にエネルギーを消滅させて減音される、入射音の多重反射によって減音効果を得るようにしたことを特徴とする防音装置。

【請求項2】

上記底板（１３）は、後壁板（１２）から前壁板（１１）に向かって下り傾斜とし、上記中間板（１４ｎ）の下端は前記底板（１３）に至らずに前壁板（１１）に向かって傾斜する傾斜片（１４ａ）を有するとともに、上記前壁板（１１）及び中間板（１４）の上端縁を内側に向かい水平のみに屈曲させて突片（１６）とし、上記音響管（Ｓ）内において入射音の多重反射によって減音効果を得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の防音装置。

【請求項3】

上記前壁板（１１）の突片（１６）がその前壁板（１１）の上端に嵌められた補強枠（２１）からなることを特徴とする請求項２に記載の防音装置。

【請求項4】

上記前後壁板（１１、１２）及び中間板（１４）が透光性であり、かつ前記中間板（１４）が一枚であり、さらに、前記前壁板（１１）と前記中間板（１４）の間及び前記後壁板（１２）と前記中間板（１４）との間に前後方向の補強枠（１９）をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の防音装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、道路、鉄道、工場等からの騒音を遮蔽（防音）する防音壁（防音壁）の頂部に取り付けられる防音装置（騒音低減装置）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、近隣に民家等がある高架道路等においては、自動車の走行により生じる騒音を抑制するために、その道路の両側に直立する防音壁が設置されている。このとき、防音（遮音）効果を高くするために、防音壁を高くすることが考えられるが、防音壁（遮音壁）が高くなると、走行する自動車の見通しが悪くなるとともに、近隣住民の日照権を侵害する等の問題が生じる。その近隣住民への騒音は、防音壁を乗り越えて斜め下方に向かう回折音によって生じる。
このため、従来から、防音壁の頂部に防音装置を取り付けて、回折音を軽減して減音効果を得るようにしている。この防音装置は、嵩が小さくても減音効果が得られるため、自動車の見通しの悪化や近隣住民の日照権を侵害する等の問題も軽減し得る。

【0003】

その従来の防音装置は、本願に係る発明の一例を示す図１を参照して説明すると、防音壁Ｂの頂部に取付けられ、上下方向の並列する前後壁板１、２と、その前後壁板１、２の下面を塞ぐ底板３とからなるものが基本構成であり、その前後壁板１、２の間にさらに並列に中間板（パネル）を設けたものもある（特許文献１、図１〜図８、特許文献２、図１等参照）。さらに、その前後壁板１、２の上端縁を内側下方に鉤状に屈曲させたものもある（特許文献３、図１等参照）。
これらの防音装置は、前後壁板等で囲まれるスペース（空間）に上記回折音を取り込み、そのスペース内で音を干渉させてそのエネルギーを減少させる音響管方式を採用したり、ヘルムホルツ共鳴によって同エネルギーを減少させるヘルムホルツ共鳴器式を採用したりしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２６６３２２号公報

【特許文献2】特開２００４−１８３２０５号公報

【特許文献3】特開２００５−２９０７２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の各防音装置はそれなりに有効ではあるが、特定の周波数でのみ減音効果が現れるので、さらなる防音効果の向上が望まれている。なお、その「周波数」は、単一周波数ではなく、周波数帯域を意味する（以下、同様）。
この発明は、以上の実状の下、さらなる防音（減音）効果の向上を図ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願発明者は、試行錯誤の上、下記実施形態の防音装置Ａを作成したところ、上記従来の防音装置に比べて減音性能が良いため、その要因を境界要素法による数値解析によって探ることとした。
このため、図６（ａ）に示すように、同図（ｂ）に示す単純防音壁（遮音壁）Ｂ’の頂部を防音装置Ａに置き換え（以下、その置き換えた防音壁をＢｘ（ｘ：０、１、２・・・）とする。）、床面や防音壁Ｂの表面は全て完全反射面とし、その防音壁Ｂ（Ｂｘ）、音源（騒音発進源）、受音点の位置関係は同図のとおりの試験装置とした。その受音点の間隔はｘ軸方向、ｙ軸方向ともに１０ｃｍとし、受音点数は３７×３７＝１３６９点とした。防音壁Ｂ’は、幅：９５ｍｍ、高さ：４ｍとしたため、図６（ａ）に図示の防音壁Ｂは「４ｍ−防音装置Ａの高さ」となる。

【0007】

ところで、道路交通騒音において、人間が耳で感じる音は、いろいろな周波数の音波が混在しており、周波数が異なると、同じエネルギーの音でも、耳で感じる強さが異なり、通常、減音対象となる音の周波数は６３Ｈｚ〜４ｋ（４０００）Ｈｚである。このため、それぞれの周波数の音波を、人間の耳で感じる強さに補正させたものがＡ特性である。
また、このＡ特性補正値とは別に、騒音の種類が変わると、周波数特性スペクトルも変わる。道路交通騒音の場合は、日本音響学会が表１に示す周波数特性を規定しており、道路用防音壁の性能を計算する場合は、この補正を加算する必要がある（道路交通騒音の予測モデル”ASJ RTN-Model 2013” 日本音響学会誌 70巻 4号(2014) p.208参照）。なお、表１の周波数特性は、Ａ特性及び道路交通騒音特性をともに加味したものである。

【0008】

【表1】

【0009】

以上の下、その減音効果は、図６（ｂ）に示す単純防音壁Ｂ’を基準とし、同図（ａ）に示す防音壁Ｂの頂部を防音装置Ａに置き換えたときにどの程度減音したかを計算して求めた（防音壁Ｂ’と防音壁Ｂｘの高さは同一とする）。
防音装置Ａ（Ａ_０、Ａ_１、Ａ_２・・）は、図１、図２等に示すように、並列する上下方向真っ直ぐな前後壁板１、２と、その前後壁板１、２の下面を塞ぐ水平方向の底板３とからなり、この構成の防音装置Ａを基本構成とする。この防音装置Ａは、上面開放の断面長方形状の、前後壁板１、２等で囲まれる空間に上記騒音の回折音を取り込み、その空間内で音を干渉させてそのエネルギーを減少させる音響管方式である。すなわち、前後壁板１、２、底板３とからなる空間（スペース）Ｓが音響管を形成する（図１（ａ）参照）。このとき、そのスペースＳの両側面（図において表裏面）は適宜な板で閉塞されてその間隔は任意の長さとする。

【0010】

この構成の防音装置Ａにおいて、その前後壁板１、２の厚さ：５ｍｍ、前後壁板１、２の高さ（その前後壁板１、２の下方の底板３上面との突き合わせ点から上端までの高さ、以下同様）ｈ：４５．５ｃｍ、前後壁板１、２の間隔（両板１、２の内面間の間隔（幅）、以下同様）ｗ：１７ｃｍとしたものを防音装置Ａ_０とし、このとき、前後壁板１、２は、床面や防音壁Ｂと同様に、その表面は全て完全反射面とした。この防音装置Ａ_０を防音壁Ｂの頂部に置き換えて設置したものを防音壁Ｂ_０とする。
なお、図１及び図２の防音装置Ａ_０〜Ａ_６は前後壁板１、２が同一高さｈ（＝ｈ’）である。

【0011】

つぎに、その防音装置Ａ_０において、前後壁板１、２の間隔ｗを変えずに、前後壁板１、２の高さｈを、４５．５ｃｍより高く（最大９１ｃｍ）したり（同図（ｃ））、同低く（最小２２．５ｃｍ）したり（同図（ｂ））した防音装置Ａ_１、前後壁板１、２の高さｈを変えずに、前後壁板１、２の間隔ｗを、１７ｃｍより広く（最大１８２ｃｍ）したり（同図（ｄ））、同狭く（最小８．５ｃｍ）したり（同図（ｅ））した防音装置Ａ_２、および前後壁板１、２の間隔ｗ及び前後壁板１、２の高さｈを共に変えた防音装置Ａ_３（同図（ｆ））を作成した。
その各防音装置Ａ_１〜Ａ_３を防音壁Ｂの頂部に置き換えて設置した防音壁Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３において、周波数条件：６３〜４０００Ｈｚの１／３オクターブバンド中心周波数とし、各周波数、各受音点ごとに音圧レベルを計算した。音圧レベルの単位はｄＢである。

【0012】

ここで、道路交通騒音において人間が感知する音圧レベルは、上記のように、Ａ特性を加味した道路交通騒音特性を加算した値となる。このため、上記計算した音圧にその道路交通騒音特性を加味して加算し、各受音点における音圧レベルを算出した。
その各算出値において、図６（ｂ）に示す防音壁Ｂ’に対し、同図（ａ）に示す各防音壁Ｂ_０、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３における、人間が感知する音圧レベルの差を求めることにより、各受音点における減音効果を算出した。このとき、全受音点の減音効果を平均化した値で、構造の違いによる影響を評価した。

【0013】

すなわち、図６（ｂ）に示す単純防音壁Ｂ’の場合の減音効果Ｌ_Ｂを算出するとともに、図１（ａ）〜同図（ｆ）の防音壁Ｂ_０、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３における減音効果をＬ_Ｂ０、Ｌ_Ｂ１、Ｌ_Ｂ２、Ｌ_Ｂ３として算出し、それらから、ΔＬ＝Ｌ_Ｂ０−Ｌ_Ｂ、同Ｌ_Ｂ１−Ｌ_Ｂ、同Ｌ_Ｂ２−Ｌ_Ｂ、同Ｌ_Ｂ３−Ｌ_Ｂの値をそれぞれ算出し、ΔＬ＞０であれば、減音効果があるとした。以下、同様にして減音効果の有無を算出した。
その高さｈを一定（＝４５．５ｃｍ）とし、前後壁板１、２の間隔ｗを変化させた防音壁Ｂ_０、Ｂ_２（防音壁Ｂの頂部を防音装置Ａ_０、Ａ_２に置き換え）の評価を下記表２に示し、防音壁Ｂ_１、Ｂ_３（同防音装置Ａ_１、Ａ_３に置き換え）の評価を下記表３に示す。

【0014】

【表2】

【0015】

【表3】

【0016】

その表２、３で示す解析結果において、減音効果が認められるΔＬ＝１ｄＢ以上の減音効果のある防音壁Ｂｘ（同防音装置Ａｘに置き換え）を実用的であるとすると、解析例１３、１４がｗ＝８．５ｃｍで１ｄＢ以下となっている反面、解析例１がｗ＝８．５ｃｍでも１ｄＢ以上となっている。また、解析例２がｗ＝１２．７５ｃｍ、解析例３が同１３．７ｃｍ、解析例１２が同１７．０ｃｍで１ｄＢ以上となっている。さらに、各解析例から幅ｗが小さく（狭く）なると、実用的な防音壁Ｂｘ（同防音装置Ａｘに置き換え）とすることができないことが分かる。このことから、実用的な防音壁Ｂｘを得るためには、ｗ≧１０ｃｍ以上が推測される。また、防音装置の大きさの制限から、前後壁板１、２の間隔ｗ≦１ｍ、前後壁板１、２の底板３に対する最下端から最上端までの高さｈ、ｈ’≦１ｍとするのが好ましい。

【0017】

また、解析例５〜１０、１１，１５，１６から、ｗ／ｈが徐々に大きくなると、減音効果は向上することが分かる。しかし、高さｈに対し幅ｗを大きくすると、大型化するため、この発明に係る多重反射による減音でなく、厚壁による減音効果となる。一方、解析例１４から高さｈが低くなると、実用的な防音壁Ｂｘとすることができないことが分かる。これから、製作に適したｗ／ｈ≦１とする。
さらに、防音装置の高さについては、現在では、６０ｃｍ前後が要求されているとともに減音対象の周波数（６３Ｈｚ〜４０００Ｈｚ）から、前後壁板１、２の高さ（底板３に対する最下端から最上端まで）ｈ、ｈ’≦６０ｃｍ程度が好ましいが、１ｍ以下（ｈ、ｈ’≦１ｍ）であれば良い。

【0018】

以上から、この発明に係る防音装置Ａｘにおいては、高さｈ、幅ｗは、１０ｃｍ≦ｈ≦１ｍ、１０ｃｍ≦ｗ、０．１８≦ｗ／ｈ≦１において、所要の減音効果、例えば基準防音効果値Ｌ_Ｂに対して１ｄＢ以上の減音効果が得られるように実験・解析などによって適宜に設定することが好ましい。
また、以上の解析は、前後壁板１、２の間で音響管Ｓを形成しており、各音響管において採用し得ることが考えられるため、後述する前後壁板１、２の間に、並列する任意の数（１以上）の上下方向の直板状中間板７を設ける場合においても、幅ｗ、高さｈ等の値は同様に考慮すれば良いことが理解出来る。このとき、上記１０ｃｍ≦ｈ≦１ｍから、中間板の有無に拘わらず、前記各音響管Ｓの最下端から最上端までの高さは１ｍ以下とする。

【0019】

つぎに、図１（ａ）に示す、前後壁板１、２と、その前後壁板１、２の下面を塞ぐ底板３とからのみなる基本構成の同防音装置Ａ_０に置き換えた防音壁Ｂ_０においては、前後壁板１、２間の幅ｗや深さ（高さ）ｈに応じた周波数の音波について減音効果が認められるが、逆に、増幅してしまう周波数の音波も存在するため、広帯域の周波数において十分な減音効果を得られない恐れがある。
このため、図７の記載から、減音効果を高めるためには、多くの周波数の音波を反射させてやればよく、そのためには、減音作用を行う前後壁板１、２間の寸法が変化する個所を多くすれば良いことが推測される。
その立証のため、図２（ａ）に示す、図１（ａ）に示す防音壁Ｂ_０において、前壁板１の高さ方向途中に凹部（凸部）５を形成した防音装置Ａ_４に置き換えた防音壁Ｂ_４について同様の評価を行い、その評価結果を表４に示す。

【0020】

【表4】

【0021】

この表４から、凹部５を形成することによって、防音壁Ｂ_４は防音壁Ｂ_０に対してわずかに減音効果が高くなることが理解できる。このため、凹部５の大きさ・高さ・位置、数等は、その減音効果の向上が得られるように、実験などによって適宜に決定する。

【0022】

また、図２（ｂ）に示す、前壁板１の上縁に水平に後壁板２に向かう突片６を設けた同防音装置Ａ_５に置き換えた防音壁Ｂ_５及び、図２（ｃ）に示す、その突片６を後壁板２に至らして前後壁板１、２の上面を閉じた同防音装置Ａ_６に置き換えた防音壁Ｂ_６について同様の評価を行い、その評価結果を表５に示す。

【0023】

【表5】

【0024】

この表５の解析例３１〜３７により、突片６を設ければ、減音効果の向上を図り得るが、解析例３８のように開口部を完全に閉じてしまうと、音響管としての効果が失われることが理解でき、その向上の限度は解析例３７、３８から、ｔ／ｗ＝０．８５程度と考えられる。

【0025】

また、図２（ｄ）に示す底板３を傾斜させた同防音装置Ａ_７に置き換えた防音壁Ｂ_７において、その傾斜角度θを変化させた評価も行い、その結果を下記表６に示す。このとき、ｈ＝３７ｃｍ、ｗ＝２１．５ｃｍとした。

【0026】

【表6】

【0027】

この試験結果から、底板３に傾斜角θを付ければ、減音効果の向上が図れることが理解できる。しかし、θ＝４５度前後でその効果度合いが減少しており、その前後がピークであることが分かる。これは、ｗ／ｈの関係から、防音装置が細くなって、この発明の多重反射による効果が減少するためと考える。これから、傾斜角θ≦４５度とする。

【0028】

さらに、図３に示す、前後壁板１、２の間に中間板７を設けたり（解析例６１、６３、６５）、底板３を傾斜面などとしたりした同防音装置Ａ_８、Ａ_９に置き換えた防音壁Ｂ_８、Ｂ_９について同様の評価を行い、その評価結果を表７に示す。このとき、底板３の傾斜角度θは３８度、前後壁板１、２の間隔ｗは３９ｃｍ、中間板７と前壁板１との間隙ｗ１は１７ｃｍ、中間板７と後壁板２との間隙ｗ２は２１．５ｃｍとした。
なお、このように、中間板７を設けて幅方向に複数の異なる構造を形成し、それぞれの構造（音響管Ｓ）によって異なる周波数の音を減音させるものとすれば、それらの組み合わせにより減音効果を高めることができる。この複数の構造の解析例６１は、前方（図３（ａ）において左側）は単純な構造(断面形状が長方形)、後方は断面が長方形ではない（ほぼ台形）構造であり、前方の構造は、底部から開口部までの長さ調整により減音効果が高くなる周波数を調整できる。この前方構造では３１５Ｈｚで減音効果のピークが発生した。後方の構造は断面形状を複雑化しているため、多重反射による減音を得ることができる。多重反射は周波数が主に高い領域でも有効であり、この後方構造において、道路交通騒音の代表周波数である１ｋＨｚで一定の効果があった。

【0029】

【表7】

【0030】

この表７から、開口部を閉じた解析例６４以外は、防音壁Ｂ_０（解析例４）より減音効果が高くなっている。このため、上記底板３を傾斜したり、中間板７を設けたりすることは減音効果に有効であることが理解でき、その底板３の傾斜角θは４５度以下の範囲とし、中間板７の数や前後壁板１、２との間隙ｗ、ｗ１、ｗ２等は、その所要の減音効果の向上が得られるように、実験などによって適宜に決定する。また、解析例６１、６５から中間板７を設けるとともに、傾斜底板３とすると、減音効果の向上が認められることが理解できる。そのとき、中間板７の下端は、排水のために底板３に至らせなかったが、前壁板１側に屈曲する傾斜片とすれば（図９（ｂ）の傾斜片１４ａ参照）、前壁板１と中間板７とで形成する空間Ｓと中間板７と後壁板２とで形成する空間Ｓとが明確に区画されてその両空間Ｓ、Ｓにおける多重反射が円滑に行われるのではとの考えが生じた。

【0031】

また、図４に示すように、前壁板１、中間板７又は両板１、２の内側面（各板１、２、７に向く面）の上下方向の途中に内側に向く散乱板８を設ければ、さらに、入り込んだ音ａの散乱を促進することができ、また、減音し得る周波数を変えることができる。例えば、道路交通騒音の代表周波数である４００Ｈｚ、１０００Ｈｚの減音効果をより高くすることができ、図３（ａ）の解析例６１に比べて、０．５ｄＢの減音効果があった。
その散乱板８の長さや傾斜角度αは、その効果を解析して適宜に決定する。また、中間板７の高さｈ１を３０ｃｍとすると、４００Ｈｚにおいて解析例６１より減音効果が高くなった。さらに、底板３の下縁は前壁板１の下縁に接続せずに、下方の所要位置に位置するようにすることもできる。

【0032】

さらに、図５に示すように、後壁板２の上部を前壁板１に向かって上向き傾斜面２ａとすると、中間板７と後壁板２間の空間Ｓにおける多重反射がより行われるとともに、その傾斜面２ａに沿って風（同図矢印）が流れるため、後壁板２に風圧が直角にかからず、後壁板２に負担がかからない。このため、その材料の使用範囲が広くなる。特に、道路壁にあっては、後壁板２が道路の外側に位置するため、風圧の強弱は重要である。
この防音装置においては、ｈ：４５５ｍｍ、ｈ’：２００ｍｍ、ｈ１：３８０ｍｍ、ｈ３：５０５ｍｍ、ｈ４：２０ｍｍ、ｗ：４８０ｍｍ、ｗ１：１５５ｍｍ、ｗ２：３２０ｍｍとした場合、高さ：４ｍ、幅９５ｍｍの防音壁Ｂ_０に対する解析減音効果ΔＬは６．５ｄＢであった。

【0033】

以上から、図７に示すように、上下方向の並列する前後壁板１、２と、その前後壁板１、２の下面を塞ぐ底板３とからなる構成の同防音装置Ａｘに置き換えた防音壁Ｂｘにおいて、その前後壁板１、２及び底板３で囲まれるスペースＳが音響管になってその中に回折音ａが入り込むと、そのスペース（音響管）Ｓ内でその回折音ａが矢印のように複雑により多く反射すれば、その反射した音波が干渉しあって、すなわち多重反射してそのエネルギーがより減少することが理解できる。この音波を閉じこめる現象（効果）は、時間領域差分（ＦＤＴＤ）法により、その効果を確認している。

【0034】

この発明は、以上の解析から、防音壁Ｂの頂部を防音装置Ａｘに置き換えた防音壁Ｂｘにおいて、道路の長さ方向に沿って並列する上下方向の直板状（真っ直ぐ立ち上がった）前後壁板と、その前後壁板間の下面を塞ぐ底板と、前記前後壁板の間に、同様に並列する１以上の直板状中間板とを有して、その前後壁板と隣接する中間板間又は隣接する中間板間で上面開口の音響管が形成され、底板は、後壁板から前壁板に向かって下り傾斜とし、中間板の下端は底板に至らずに前壁板に向かって傾斜する傾斜片を有して、この防音装置の上面は音響管の上面開口のみによって構成されて、防音装置は底板及び前後壁板によって前記上面開口以外が外部から閉塞されており、音響管内において、入射音は、上面開口から入り込み、前後壁板及び中間板の表面への衝突を繰り返し干渉しあって、徐々にエネルギーを消滅させて減音される、入射音の多重反射によって減音効果を得る構成を採用したのである。

【0035】

上記中間板は、装置の大きさが許される限りにおいて、１枚、２枚等とその数は任意である。この中間板を設けた場合、前壁板、ｎ枚の中間板（ｎ：１、２、３・・・）、後壁板のそれぞれ隣接する板との間隔ｗｎを１０ｃｍ以上、中間板の高さを１０ｃｍ以上、前後壁板の間隔を１ｍ以下、及びそれらの板で形成された音響管の最下端から最上端までの高さを１ｍ以下とするのが好ましい。しかし、高速道路等においては、その前後壁板等の高さが規定されており、例えば、同高さは５０ｃｍ前後とする。
このとき、前後壁板間等の幅（間隔）が一定であると、各板の高さｈ（ｈ’）が高く（長く）なると、低周波数の音を有効に減音し、逆に低く（短く）なると、高周波数の音を有効に減音する。このため、減音しようとする音の周波数に応じて、各板の高さｈ、同幅ｗ（ｗｎ）を決定すれば良いが、ある周波数の波長は決まっているから、自ずと、高さｈ、幅ｗは決定され、多重反射による減音には、高い周波数は高さｈを短くし、低い周波数は高さｈを長くするのが好ましい。

【0036】

また、上記前壁板及び中間板の上端縁を内側に向かって屈曲させて突片とすれば、その突片によって音響管Ｓ内から外部に飛び出る騒音が反射されて阻止されることによって多重反射が増加して減音効果が向上する。このとき、突片６の先端を下向き鉤状に屈曲されたものとすることができる（図３（ａ）等参照）。突片６の突出長さｔは、隣接した壁板の間隔ｗ、ｗｎに対し、ｔ／ｗ、ｔ／ｗｎ≦０．８５とすることが好ましい。
さらに、後壁板の上部は前壁板に向かって上向き傾斜面とすれば、その傾斜面をなす傾斜板によってその下方の空間における多重反射がより行われるとともに、その傾斜面に沿って風が流れるため、後壁板に風圧が直角にかからず、後壁板に負担がかからない（図５参照）。

【0037】

なお、上記後壁板及び中間板の上端高さを前壁板の上端高さ以上とすることが好ましく、前壁板、中間板、後壁板は、その上端を同一としたり、前壁板から後壁板に向かってそれらの上端を徐々に高くしたりすることが好ましい。中間板の上端は前後壁板より低い場合も考えられる。

【0038】

また、上記前壁板１、中間板７又は両板の内側面の上下方向の途中に内側に向く散乱板８が設けられたものとし得る。また、底板３は、後壁板２から前壁板１に向かう下り傾斜としたり、前後壁板１、２、中間板７及び散乱板８の少なくとも一つに凹凸が形成されているものとしたりすることができる（図２（ａ）、図４参照）。その凸部５は、壁板を外側から凹部を形成して（型押しして）形成し得るため、その形成も容易である。

【0039】

上記前後壁板１、２又は（及び）中間板７はアルミニウム等の非透光性の金属等を採用できるが、透光材（透明材）からなる（透光性を有する）ものとすれば、見通しが良くなり、防音壁の見た目の高さを低くすることができるとともに、日照権問題の生じないものとすることができる。透光材としては、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂を採用し得る。
この発明は、吸音材を使用することなく、板材によって減音効果を発揮するため、その板材を透光性のものとすることができて、上記見通しが良くなり、防音壁の見た目の高さを低くすることができるとともに、日照権問題の生じないものとすることができる。

【発明の効果】

【0040】

この発明は以上のように構成したので、安価に防音効率の良い防音壁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】この発明に係る防音壁の各例の概略断面図

【図2】同各例の概略断面図

【図3】同各例の概略断面図

【図4】他例の概略断面図

【図5】さらに他例の概略断面図

【図6】試験説明図

【図7】回折音の減音説明図

【図8A】この発明に係る防音装置の一実施形態を防音壁に取り付ける前の概略斜視図

【図8B】同実施形態を防音壁に取り付けた状態の概略斜視図

【図9】この発明に係る防音装置の他の実施形態を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略断面図

【図10】同実施形態の道路に設置状態の概略図

【発明を実施するための形態】

【0042】

この発明に係る防音装置の一実施形態を図８Ａ、図８Ｂに示し、この実施形態の防音装置Ａは、道路の長さ方向に沿って並列する上下方向の前壁板（正面板）１１及び後壁板（背面板）１２と、その前後壁板１１、１２の下面を塞ぐ底板１３とを有した構成であり（図５参照）、高架道路両側のコンクリート壁等からなる防音壁（遮音壁）Ｂの頂部に置き換えて構築され、その防音壁Ｂの両側（道路の長さ方向両側）の両支柱Ｈの上に設けられる（図１０参照）。

【0043】

防音装置Ａの前後壁板１１、１２の間には、同様に並列の中間板１４が設けられており（図３（ａ）参照）、この中間板１４の数も一枚に限らず、２枚等と任意である。各板１１、１４、１２の間隔ｗ１、ｗ２は、その各板１１、１４の間、板１４、１２の間における減音対象周波数に応じて適宜に決定する。

【0044】

また、前後壁板１１、１２及び中間板１４の上端部は水平方向のみの突片１６が設けられており、前後壁板１１、１２の突片１６はそれぞれ相手側に向き、中間板１４の突片１６は後壁板１２側に向いているが、後者の突片１６は、前壁板１１側に向いても、前後壁板１１、１２側の両方に向く（両側に突片１６を有する）ものとしても良い。
前後壁板１１、１２、底板１３、中間板１４は、アクリル、ポリカーボネート等の透光性樹脂材からなる樹脂成型品とした。

【0045】

前後壁板１１、１２、中間板１４の両側面部分には側板１８が設けられており、前後壁板１１、１２、中間板１４、側板１８及び底板１３で囲まれたスペースが上面開口の音響管Ｓを構成する。この前後壁板１１、１２の長さ方向に並んだ音響管Ｓからなる防音装置Ａは、その上面が各音響管Ｓの上面開口のみによって構成され、底板及び前後壁板によって前記上面開口以外が外部から閉塞された構成となる。両側板１８、１８の間には、前後方向の補強枠１９が設けられている。この補強枠１９の数及び間隔は任意であり、この実施形態においては、３枠として等間隔とした。
この防音装置Ａは、図８Ａから図８Ｂに示すように、従来と同様に、側板１８の上下方向の嵌合溝１８ａを介し支柱Ｈに嵌めて防音壁Ｂの頂部に設置する。

【0046】

この実施形態の防音装置Ａを有する防音壁は以上の構成であり、今、道路を走行する自動車から生じる騒音の回折音がこの防音壁に至ると、その回折音は、上記のように、各板１１、１２、１４の上端の間隙（音響管Ｓの上面開口）から内部（音響管Ｓ内）に入り込み、各板１１、１２、１４の表面への衝突を繰り返し（反射し）干渉しあって、徐々にエネルギーを消滅させて減音される。

【0047】

この発明に係る防音装置の他の実施形態を図９、図１０に示し、この実施形態の防音装置Ａ’は、上記実施形態の防音装置Ａにおいて、中間板１４の中程に前壁板１１に向かって下りの傾斜片１４ａを設けるとともに、前後壁板１１、１２と底板１３で囲まれた空間Ｓの側面を塞ぐ側板１８を枠状にして、その側板１８’に開口１８ｂを有するものとしたものである。
傾斜片１４ａは中間板１４の強度を高めるとともに、前壁板１１と中間板１４とで形成する空間Ｓと中間板１４と後壁板１２とで形成する空間Ｓとを区画して両空間Ｓ、Ｓにおける多重反射を円滑に行うためであり、その先端は前壁板１１に極力近づける（間隙を小さくする）ことが好ましいが、排水を考慮してその間隙は１０ｍｍ程度とする。また、傾斜片１４ａは底板１３と平行とならないようにして有効な乱反射がなされるようにする。このため、傾斜片１４ａの位置（ｈ１）及び傾斜角度は、その空間Ｓによって減音しようとする周波数Ｈｚに応じて実験などによって適宜に設定する。

【0048】

さらに、同様に、後壁板１２の上部が前壁板１１に向かって上向き傾斜面１２ａとなっており、中間板１４と後壁板１２間の空間Ｓにおける多重反射がより行われるとともに、その傾斜面１２ａに沿って風（同図矢印）が流れるため、後壁板１２に風圧が直角にかからず、後壁板１２に負担がかからない。
側板１８’の上記支柱Ｈが嵌る部分（開口１８ｂ以外）の内面には吸音材２０を貼付している。図中、２１は前壁板１１の上縁に嵌められたアルミニウム製補強枠、２２は支柱Ｈへの嵌合材である。

【0049】

この防音装置Ａ’においては、ｈ：４６５ｍｍ、ｈ’：２００ｍｍ、ｈ１：２２０ｍｍ、ｈ２：６５ｍｍ、ｈ３：５１５ｍｍ、ｈ４：１７５ｍｍ、ｗ：４８０ｍｍ、ｗ１：１５５ｍｍ、ｗ２：３２０ｍｍ、ｔ：５０ｍｍとした。また、各板１１、１２、１４等の厚みは５ｍｍとした。この寸法構成の防音装置Ａ’は、図５の防音装置と同様に、高さ：４ｍ、幅９５ｍｍの防音壁Ｂ_０に対する解析減音効果ΔＬは６．５ｄＢ以上であった。

【0050】

なお、図５の防音装置とこの防音装置Ａ’の実機においては、中間板１４の下端から底板１３までの間隙：２０ｍｍ（図５）から図９（ｂ）に示すように、その高さｈ１を、３４０ｍｍ、３００ｍｍ、２６０ｍｍ、２２０ｍｍと上方向に移動するにつれて、減音効果が向上し、２００Ｈｚ帯域においては、２２０ｍｍで特に有効な結果を得ることができた。このことは、中間板１４と後壁板１２で形成する空間Ｓの容積が大きくなって多重反射が効率よく機能したためと考える。
中間板１４の高さｈ１は補強枠１９の取り付け代を確保する必要から、h１≧１０ｃｍ以上とする。

【0051】

この実施形態の防音装置Ａ’は以上の構成であり、図９、図１０に示すように、高架道路Ｒ両側のコンクリート壁等からなる防音壁（遮音壁）Ｂの頂部に置き換えて構築し、その一の防音壁Ｂの両側（道路の長さ方向両側）の両支柱Ｈの上に設けられる。
図１０においては、道路Ｒの長さ方向に連結された各防音装置Ａ’は、前記長さ方向全長に亘って閉塞壁の無い態様となっているが、その最両側面をなす側板（枠）１８’は閉塞された側板１８とすることもできる。

【0052】

上記実施形態の防音壁の防音装置Ａ、Ａ’においては、図２（ａ）に示す凹部（凸部）５を形成したり、突片６は図３（ａ）等に示す鉤状としたりすることができる。その凸部５は、前壁板１１の上下方向の途中に外側から内側に凹ますことによって形成することができる。このように断面台形状にすれば、前後壁板１１、１２の間に入った回折音の反射の方向性を変化させることができ、多重反射を有効に発生させる。この凸部５は、中間板１４及び後壁板１２にも形成することができ、中間板１４は両側面のどちら側でも良いが、後壁板１２にあっては内側（図３（ａ）において左側）とする。
この凸部５の数、大きさ、高さ、位置は、最良の減音効果が得られるように実験等によって適宜に決定する。また、凸部５は各板１１、１２、１４の長さ方向全長の凸条としたり、同間欠的としたりし得る。
なお、この実施形態の防音壁の防音装置Ａ、Ａ’の構成は、特許請求の範囲の請求項２に規定する「高さｈ、ｈ’、ｈ１、ｈ４や各板の間隔の規定」に拘束されない。

【0053】

また、前後壁板１１、１２、中間板１４に散乱板８を設けたり、後壁板２の上部を傾斜面２ａとしたりすることもできる。
さらに、側板１８の内面にグラスウール等の吸音材を設けることができ、両側板１８、１８の間に前後壁板１１、１２と底板１３で囲まれた空間の仕切板（補強枠１９を閉塞した板）を設けて長さ方向に区画された音響管Ｓを形成し、かつ、その仕切板を、前記空間の長さ（前後壁板の長さ）に対する減音仕様とする騒音の固有周波数の半波長の整数倍と成らない位置とすることもできる。
また、防音装置Ａの頂部における開口部にゴミなどが入り込むのを防止するために、頂部にその開口部を被う網状のもの、例えば、エキスパンドメタルなどを設置することもできる。エキスパンドメタルの開孔率は、防音効果を低下させない程度であればよい。

【0054】

上記実施形態は、高架道路の防音壁に設けた場合であるが、鉄道や工場等の騒音を発生する場所における全ての防音壁にこの発明を採用し得ることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0055】

Ａ、Ａ’Ａｘ、Ａ_０、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４、Ａ_５、Ａ_６、Ａ_７、Ａ_８、Ａ_９ 防音装置
Ｂ、Ｂｘ、Ｂ_０、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３、Ｂ_４、Ｂ_５、Ｂ_６、Ｂ_７、Ｂ_８、Ｂ_９ 防音壁
Ｈ 溝形鋼からなる支柱（縦樋）
Ｓ 隣接する板で形成された音響管（スペース）
ｈ 前壁板の高さ（長さ）
ｈ’後壁板の高さ（長さ）
ｈ１ 中間板の高さ（長さ）
ｈ４ 中間板下端から底板上面までの長さ（高さ）
ｗ 前後壁板の間隔
ｗ１ 前壁板と中間板との間隔（幅）
ｗ２ 後壁板と中間板との間隔（幅）
ｗ３ 後壁板上部の傾斜面の前壁板に向かう水平長さ
１、１１ 防音装置の前壁板
２、１２ 同後壁板
２ａ、１２ａ 傾斜面
３、１３ 防音装置の底板
５ 凸部（凹部）
６、１６ 突片
７、１４ 防音装置の中間板
１４ａ 傾斜片
１８ 防音装置の側板
１８’ 枠状側板
１８ｂ 側板の開口
１９ 補強枠
２０ 吸音材
２１ 補強枠
２２ 支柱用嵌合材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】