特許 6543113 吸音構造体

(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】6543113

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】吸音構造体

(51)【国際特許分類】

   G10K 11/16 20060101AFI20190628BHJP

   E01F 8/00 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   G10K11/16 110

   G10K11/16 140

   G10K11/16 130

   E01F8/00

【請求項の数】11

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2015-132909(P2015-132909)

(22)【出願日】2015年7月1日

(65)【公開番号】特開2016-27401(P2016-27401A)

(43)【公開日】2016年2月18日

【審査請求日】2018年5月29日

(31)【優先権主張番号】特願2014-136158(P2014-136158)

(32)【優先日】2014年7月1日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】511080638

【氏名又は名称】株式会社日本コンポジット工業

(73)【特許権者】

【識別番号】000196587

【氏名又は名称】西日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390007607

【氏名又は名称】大鉄工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 俊弘

(72)【発明者】

【氏名】丹原 允彦

(72)【発明者】

【氏名】近藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 英俊

(72)【発明者】

【氏名】木村 宣幸

(72)【発明者】

【氏名】篠原 良治

(72)【発明者】

【氏名】山口 善彰

(72)【発明者】

【氏名】杉木 孝行

【審査官】 大石 剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−０５１７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０８８３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭４９−０９３７１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００３８８８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０３１２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３８８７０３１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０１Ｆ ８／００

Ｇ１０Ｋ １１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心線方向に開口が小さくなる形状を呈する開口凹部を複数有する表面部材と、
前記開口凹部の背面側に連通する空洞部を挟んで前記表面部材に対向して配置された背面部材と、
前記中心線方向に貫通する複数の貫通孔が形成され前記開口凹部に収容される多孔部材と、を備え、
前記複数の開口凹部は近接して規則的に配置され、
前記開口凹部は、前記中心線方向に沿う断面において前記中心線に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面を有する、吸音構造体。

【請求項2】

前記多孔部材は、前記貫通孔として、正面から見た場合に中央に配置された中央部貫通孔と、前記中央部貫通孔よりも外側に配置された外周部貫通孔とを含み、
前記中央部貫通孔は、前記中心線方向において前記外周部貫通孔よりも背面側に長く形成されている、請求項１に記載の吸音構造体。

【請求項3】

前記多孔部材は、前記貫通孔の内径よりも小さい内径を有する小径貫通孔を有し、
前記小径貫通孔は、矩形の四隅に対応する位置に配置された４つの前記貫通孔に囲まれた領域内に配置されている、請求項１又は２に記載の吸音構造体。

【請求項4】

前記多孔部材は、正面の面積に対する前記貫通孔が占める面積の割合である開孔率が０．６以上０．８以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の吸音構造体。

【請求項5】

前記多孔部材の正面には、窪み部が形成され、
前記複数の貫通孔の一部は、前記窪み部に配置されている、請求項１〜４の何れか一項に記載の吸音構造体。

【請求項6】

前記多孔部材は、前記貫通孔として、最外周に配置された第１外周部貫通孔と、前記第１外周部貫通孔よりも内側に配置された第２外周部貫通孔と、前記第２外周部貫通孔よりも内側に配置された中央部貫通孔と、を含み、
前記第２外周部貫通孔及び前記中央部貫通孔は、前記窪み部に配置され、
前記第１外周部貫通孔と、前記第２外周部貫通孔と、前記中央部貫通孔との長さ比が、１：３：５である、請求項５に記載の吸音構造体。

【請求項7】

前記開口凹部の前記傾斜面の前記中心線に対する前記傾斜角は、１５°以上２０°以下であり、
前記中心線方向における前記多孔部材の全長は、前記開口凹部の背面側の端部と、前記背面部材との間の距離の２倍以上１８倍以下である、請求項１〜５の何れか一項に記載の吸音構造体。

【請求項8】

前記貫通孔は、正面から背面に向かうに従って内径が小さくなるようにテーパー状に形成され、当該テーパーの勾配は、０．７／１００以上１．２／１００以下である、請求項１〜７の何れか一項に記載の吸音構造体。

【請求項9】

前記空洞部内には吸音材が配置されており、
前記吸音材は、密度が２０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下である有機繊維材料からなるポリエステル綿、または、密度が２０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下である有機繊維の前駆体を焼成炭素化処理した耐炎化繊維からなるファイバーカット綿、または、平均粒径が６ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、比重が１以上３以下である砕石、または、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ^３以上０．６ｇ／ｃｍ^３以下であり、気孔率が６０％以上８０％以下である多孔質の無機質材料である、請求項１〜８の何れか一項に記載の吸音構造体。

【請求項10】

前記表面部材と背面部材とを連結する連結部を備え、
前記表面部材、前記背面部材及び前記連結部が、繊維強化樹脂製である、請求項１〜７の何れか一項に記載の吸音構造体。

【請求項11】

筒状を成す筐体と、
筐体の長手方向の両側の開口部に設けられ、中心線に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面を有し、前記長手方向の内側に向かうにつれて内径が小さくなる形状を有する一対の開口凹部と、
前記一対の開口凹部間を接続する空洞部を形成する連通部と、
前記開口凹部に収容され、前記長手方向に貫通する複数の貫通孔が形成された多孔部材と、を備える吸音構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吸音作用を有する吸音構造体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、自動車車両や鉄道車両の走行時に発生する騒音の対策として、道路や線路などの両側に、防音パネルが設置されている。防音パネルとしては、音を減衰させる吸音作用を有するものや、音の進行を遮る遮音作用を有するものがある。

【0003】

一般的な吸音対策として、例えば吸音材料等を含む吸音構造体を既設の建築構造に設置することが挙げられる。吸音構造体は、その吸音機構によって、大きく３つに分類され、（１）多孔質型、（２）板（膜）振動型、（３）共鳴器型の類型に分類される。（非特許文献１参照）

【0004】

（１）多孔質型の吸音では、空気中の分子が（無機質）繊維や粒子の隙間を通り抜ける際に、繊維や粒子と空気中の分子との摩擦によって、空気中の音の振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換させて吸音する。その吸音特性は一般的に低周波数帯域で小さく高周波数帯域で大きい。

【0005】

（２）板（膜）振動型の吸音では、板や膜を振動させることで、音のエネルギーの一部を振動によって消費させて吸音する。その吸音特性は、低周波数帯域において共振周波数のピークが生じるが、吸音率は一般的にそれほど大きくない。そのため、板や膜の背後に多孔質材料などの吸音材を配置して補完することで、吸音率を向上させる必要がある。

【0006】

（３）共鳴型の吸音では、空洞に連通する孔部を有する共鳴器に音が当たると、孔部内の空気が共鳴周波数の近くで激しく振動し、入射音と孔部周辺の空気との摩擦熱として、音のエネルギーが消費される。その吸音特性は共鳴周波数で大きくなる。

【0007】

一般的で低価格な吸音構造体としては、上記の多孔質型の吸音機構を適用することが考えられる。この多孔質型の吸音構造体は、例えば、グラスファイバ、ロックウール、スポンジのようなフエルト等の軟質多孔材料、ウレタンフォーム等の連続気泡を有する材料（無機質繊維）で構成されている。また、吸音材の表面に、通気性のある遮音材を積層した防音材が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、上記の無機質繊維の飛散を防ぐ方法が記載されている。

【0008】

例えば、吸音材として、アルミニウム繊維を加圧圧縮して板状としたもの、アルミニウム粒子の焼結体やアルミニウム材料を発泡させたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、上記（１）の多孔質型の吸音材としてアルミニウム繊維が採用された吸音装置が開示されている。この吸音装置では、音の進行方向に間隔を開けて複数の吸音体を配置し、更に吸音体の背後に空気層を形成するため、背面側の構造体の表面との間に間隔を設けて吸音体が配置されている。

【0009】

特許文献３には、多孔質防音構造体の構成が開示され、この構成においては、多数の貫通穴が形成された内装板が音源側に露出されて配置されている。

【0010】

その他の吸音構造体としては、金属繊維が板状に圧縮成型された表面板を吸音材として備えるものがある（例えば、特許文献４参照）。この吸音構造体では、吸音材の背後に空気層とスリット構成の共鳴吸音構造とが形成されている。

【0011】

上記（２）の板（膜）振動型の吸音機構を有する吸音構造体としては、特許文献５に記載のものがある。特許文献５の吸音構造体は、格子状構造体と、この格子状構造体の上面に設置され接着固定されたシート材（例えばシリコーン製、厚さ０．１ｍｍ）とを備えるものであり、この構成によって所望の吸音特性を得ようとしている。また、高さが異なる複数の構造体を組み合わせることで、吸音ピークの中心周波数が異なる吸音構造体を得ようとしている。

【0012】

特許文献６の吸音構造体は、複数の開口部が形成された板状部材を備えるものであり、この板状部材の背面には背後空気層を挟んで剛体壁が配置されている。板状部材の背面側には、開口部に連通すると共に、剛体壁側に張り出す筒状の延長部が設けられ、この延長部は背後空気層内に収容されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開平４−９８９９号公報

【特許文献2】実公平５−２６４６号公報

【特許文献3】特開２００３−５０５８６号公報

【特許文献4】特開２００１−３３２２号公報

【特許文献5】特開２００８−２３３７５３号公報

【特許文献6】特開２０１３−８０１２号公報

【非特許文献】

【0014】

【非特許文献1】前川純一 他２名著：「建築・環境音響学」（第３版），共立出版株式会社，ｐ．７０〜９１，２０１１年９月２５日

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

特許文献１に記載の無機質繊維からなる吸音材には、下記のような懸念事項がある。（Ａ）砂塵などの粉塵による目詰まりのおそれがある。また、水分の抜けが悪くなると耐久性が低下するおそれがある。水分を多く吸収すると吸音性能が低下するので、吸音性能を維持するためのメンテナンスが必要となる。そのため、メンテナンス作業の簡略化や、メンテナンスコストの増大を抑制することが可能な吸音構造体が望まれている。

【0016】

（Ｂ）長期間の使用により「へたり（変形）」が生じるおそれがある。吸音材に「へたり」が生じると、吸音性能が低下したり、吸音材の強度低下の要因となる。そのため、長期間使用しても、吸音性能の低下を抑制することが可能な吸音構造体が望まれている。

【0017】

（Ｃ）吸音材をリサイクルするにはコストがかかるので、耐用年数が過ぎた場合には、産業廃棄物として廃棄処理する必要がある。そのため、吸音材の使用量を抑えて、リサイクルコストの増大を抑制することが可能な吸音構造体が望まれている。

【0018】

（Ｄ）吸音材が気流にさらされると、繊維の飛散や浮遊が発生し易くなり、吸音性能の低下の要因となる。そのため、気流にさらされる環境に配置しても、吸音性能の低下を抑制することが可能な吸音構造体が望まれている。

【0019】

（Ｅ）紫外線に長時間曝されると無機質繊維が劣化し脆くなるので、屋外に設置する場合にはその対策が必要となる。そのため、屋外に設置しても紫外線による劣化を抑えて、所定の強度を有する吸音構造体が望まれている。

【0020】

特許文献２に記載の技術では、複数の筒状の吸音体が構造体の表面を覆うように、筒状の吸音体の長手方向が構造体の表面に沿うように並べられて配置されている。そのため、施工現場において、構造体の表面に間隔を空けて複数の筒状の吸音体を配置するので、施工に時間を要していた。施工作業の簡略化を図ることが可能な吸音構造体が望まれている。

【0021】

特許文献３の技術では、貫通穴の内径が小さすぎると、目詰まりを引き起こすおそれがある。また、貫通穴の内径が小さくなると、水抜き機能が阻害されてしまうおそれがあると共に、内装板の表面塗装において制約を受けるおそれがある。特許文献３の図２に示されるように、特許文献３の技術では特定周波数近傍でしか吸音効果を得ることができず、吸音性能が発揮される周波数帯域を広げることが困難であった。

【0022】

したがって、より低い周波数帯域まで共鳴吸音構造を得るには、共鳴空間の体積を増大させるか、各吸音体と空気層とを交互に設ける必要があり、結果として、全体構造の大型化し（特許文献３の図９）、施工コストの増大を招くことになる。道路や鉄道における吸音では、配置スペースが限られるので、厚い空気層を設けることは現実的でない。

【0023】

特許文献４では、厚さが９５ｍｍと薄く、０．１ｍ^２当たりの重量が約２０ｋｇであることが記載されているが、特許文献４の技術において、幅広い周波数の騒音発生音源に対して吸音率を向上させるためには、特許文献４の図５に記載されているように多数の内部空間を形成する必要があり、加工費が増大することになる。また、パネルサイズを１ｍ^２とした場合には、重量が約２００ｋｇとなり、施工する際には重機が必要となり、施工コストの増大を招くことになると共に、吸音構造体の取扱い性が低下する。

【0024】

また、金属材料からなる吸音材は、ガラスウールやロックウールなどの無機質繊維の吸音材と比較すると、一般的に、吸音性能が不足していた。また、金属材料からなる吸音材は、海岸付近に配置された場合には、塩害などによって腐食してしまい耐久性が不足するおそれがある。

【0025】

特許文献５に記載の従来技術では、製造コストを抑制することは可能であるが、特許文献３に記載の従来技術と同様に、特定の周波数帯域近傍でしか吸音効果が得られなかった。そこで、より広い周波数帯域で吸音性能を向上させることが可能な吸音構造体を提供することが望まれている。

【0026】

特許文献６に記載の従来技術においても、特許文献３と同様に、特定の周波数帯域近傍でしか吸音効果が得られず、より広い周波数帯域で吸音性能を向上させることが望まれている。

【0027】

本発明は、より広い周波数帯域で吸音性能を向上させることが可能な吸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】

【0028】

本発明の吸音構造体は、中心線方向に開口が小さくなる形状を呈する開口凹部を複数有する表面部材と、開口凹部の背面側に連通する空洞部を挟んで表面部材に対向して配置された背面部材と、中心線方向に貫通する複数の貫通孔が形成され開口凹部に収容される多孔部材と、を備え、複数の開口凹部は近接して２次元的に規則的に配置され、開口凹部は、中心線方向に沿う断面において中心線に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面を有する。

【0029】

このような吸音構造体は、中心線方向に開口が小さくなる形状を呈する開口凹部を備え、この開口凹部は中心線に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面を有る構成であるので、入射音が傾斜面に当たって反射した音と、新たに入射する音とを干渉させて音を弱めることができる。また、貫通孔を通じて、空洞部に案内された音は、空洞部内で共鳴することで、音のエネルギーが消費されて音が弱められる。また、この吸音構造体は複数の貫通孔が形成された多孔部材を備えているので、入射音を整流して空洞部内に案内して、空洞部内において共鳴振動で振動させることで音のエネルギーを消費させて音を軽減させることができる。

【0030】

また、多孔部材は、貫通孔として、正面から見た場合に中央に配置された中央部貫通孔と、中央部貫通孔よりも外側に配置された外周部貫通孔とを含み、中央部貫通孔は、中心線方向において外周部貫通孔よりも背面側に長く形成されている。この構成の吸音構造体によれば、外周部貫通孔を通過して傾斜面に当たった音と、中央部貫通孔を通過した音とにおいて、入射音の移動経路を変えることができる。例えば、同じ角度で進行した音であっても、外周部貫通孔を通過した場合と、中央部貫通孔を通過した場合とによって、移動距離を変えることができ、入射音の位相を変化させることができ、これらの音を干渉させることで、音を減衰させて吸音性能を向上させることができる。

【0031】

また、多孔部材は、貫通孔の内径よりも小さい内径を有する小径貫通孔を有し、小径貫通孔は、矩形の四隅に対応する位置に配置された４つの貫通孔に囲まれた領域内に配置されている。このように、複数の貫通孔に囲まれた領域に、小径貫通孔を設けることで、入射音が反射する領域を減らすと共に、入射音が通過可能な領域を増やして、好適に空洞部に案内することができ、空洞部における共鳴を増やして音を軽減させることができる。

【0032】

多孔部材は、正面の面積に対する貫通孔が占める面積の割合である開孔率が０．６以上０．８以下であることが好ましい。このように、開孔率が０．６以上０．８以下となるように貫通孔が複数配列された多孔部材を開口凹部内に装着することにより、１ｋＨｚ以上２ｋＨｚ以下の高周波帯域における吸音特性を得ることができる。また、貫通孔及び小径貫通孔を有する場合において、貫通孔及び小径貫通孔が占める面積の割合である開孔率が０．６以上０．８以下である構成でもよい。これにより、高周波帯域における吸音特性を向上させることができる。

【0033】

多孔部材の正面には、窪み部が形成され、複数の貫通孔の一部は、窪み部に配置されている。このように多孔部材の正面に窪み部を形成し、この窪み部に複数の貫通孔が配置されていると、窪み部の部分に当たった音が当該窪み部内に配置された貫通孔に導入され易くなる。複数の方向から異なる角度で入射する音を窪み部の部分（貫通孔が形成されていない部分）に当てて、窪み部内に形成された貫通孔に導入することができる。例えば窪み部が形成されていない場合には、多孔部材の貫通孔が形成されていない正面の部分に当たった音は、貫通孔に導入されずにそのまま、反射されることになり、吸音されない。なお、窪み部の深さは、多孔部材の中心線方向における全長の２０％以上３０％以下とすることができる。

【0034】

多孔部材の正面側の表面に設けられた窪み部により、異なる方向から入射する音を効果的に集めて、貫通孔又は小径貫通孔に導入して、開口凹部の背面側の空洞部に導くことができる。開口凹部の傾斜面に沿って入射した音と、多孔部材の貫通孔又は小径貫通孔を通過した音とが干渉し合うことで、音の減衰効果を一層高めることができる。

【0035】

多孔部材は、貫通孔として、最外周に配置された第１外周部貫通孔と、第１外周部貫通孔よりも内側に配置された第２外周部貫通孔と、第２外周部貫通孔よりも内側に配置された中央部貫通孔と、を含み、第２外周部貫通孔及び中央部貫通孔は、窪み部に配置され、第１外周部貫通孔と、第２外周部貫通孔と、中央部貫通孔との長さ比が、１：３：５である構成でもよい。

【0036】

また、開口凹部の傾斜面の中心線に対する傾斜角は、１５°以上２０°以下であり、中心線方向における多孔部材の全長は、開口凹部の背面側の端部と、背面部材との間の距離の２倍以上１８倍以下としてもよい。

【0037】

貫通孔は、正面から背面に向かうに従って内径が小さくなるようにテーパー状に形成され、当該テーパーの勾配は、０．７／１００以上１．２／１００以下とすることができる。このように貫通孔にテーパーが設けられていると、貫通孔を形成する際の成形型の脱型が容易となる。

【0038】

空洞部内には吸音材が配置されており、吸音材は、密度が２０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下である有機繊維からなるポリエステル綿、または、密度が２０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下である有機繊維の前駆体を焼成炭素化処理した耐炎化繊維からなるファイバーカット綿、または、平均粒径が６ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、比重が１以上３以下である砕石、または、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ^３以上０．６ｇ／ｃｍ^３以下であり、気孔率が６０％以上８０％以下である多孔質の無機質材料とすることができる。

【0039】

このような吸音材は空洞部内に配置され正面部材及び背面部材によって保護されているので、吸音材の劣化を抑えつつ、音を吸音することができる。表面部材と背面部材との間の空洞部内に吸音材を配置することで、中周波数帯域（５００Ｈｚ近傍）で高い吸音効果を得ることができる。グラスファイバ、ロックウールなどの吸音材を表面部材の表面に露出させて配置する必要がないので、吸音材の劣化による材料の飛散もなく、砂塵などの粉塵による吸音材の目詰まりや、水分の抜けが低下することによる吸音材の耐久性の問題を解消することができ、性能維持のためのメンテナンス（吸音材の交換）なども不要となる。

【0040】

表面部材と背面部材とを連結する連結部を備え、表面部材、背面部材及び連結部が、繊維強化樹脂製である構成としてもよい。これにより、所望の強度、剛性、耐熱性、耐水性、意匠性、易施工性を容易に実現することができる。例えば、吸音材を除く部材であり、表面部材、背面部材及び連結部を繊維強化樹脂製とすることにより、防錆性、耐候性に優れると共に、軽量化が図られて取扱性が向上された吸音構造体を実現することができる。

【0043】

本発明の吸音構造体は、筒状を成す筐体と、筐体の長手方向の両側の開口部に設けられ、中心線に対して所定の傾斜角で傾斜する傾斜面を有し、長手方向の内側に向かうにつれて内径が小さくなる形状を有する一対の開口凹部と、一対の開口凹部間を接続する空洞部を形成する連通部と、開口凹部に収容され、長手方向に貫通する複数の貫通孔が形成された多孔部材と、を備える。

【0044】

この吸音構造体によれば、長手方向の両側に開口凹部が設けられて、対向する開口凹部が空洞部を挟んで連結されているので、一方から吸音構造体に進む音に対して吸音性能を発揮することができると共に、他方から吸音構造体に進む音に対して吸音性能を発揮することができる。

【発明の効果】

【0045】

本発明によれば、より広い周波数帯域で吸音特性を得ることが可能な吸音構造体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明の第１実施形態に係る吸音構造体を示す斜視図である。

【図2】図１中の開口凹部を備えた表面部材を示す正面図である。

【図3】図１の吸音構造体の横断面図である。

【図4】図１中の開口凹部の断面図であり、傾斜面の傾斜角の違いによる入射波の反射状態の違いを示す模式図である。

【図5】実施例１の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図6】実施例２〜５の吸音構造体を示す横断面図である。

【図7】実施例２〜５の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図8】本発明の第２実施形態に係る吸音構造体を示す横断面図である。

【図9】図８中の貫通孔を示す断面図である。

【図10】図８中の多孔部材を示す斜視図である。

【図11】実施例６の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図12】実施例７の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図13】本発明の第３実施形態に係る吸音構造体の多孔部材を示す斜視図である。

【図14】図１３の多孔部材の部分を示す正面図である。

【図15】第３実施形態に係る吸音構造体の表面部材及び多孔部材を示す断面図である。

【図16】実施例８の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図17】本発明の第４実施形態に係る吸音構造体の多孔部材を示す斜視図である。

【図18】図１７中の多孔部材の部分を示す正面図である。

【図19】第４実施形態に係る吸音構造体の表面部材及び多孔部材を示す断面図である。

【図20】実施例９の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図21】本発明の第５実施形態に係る吸音構造体を示す斜視図である。

【図22】図２１の吸音構造体の横断面図である。

【図23】実施例１０の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図24】実施例１，９，１１の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【図25】本発明の第６実施形態に係る壁用構造体を示す斜視図である。

【図26】本発明の第７実施形態に係る壁用構造体を示す斜視図である。

【図27】本発明の第８実施形態に係る吸音構造体を概略図である。

【図28】実施例１８の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、騒音発生源側に配置される面を正面とし、反対側を背面として説明する。また、正面と背面とが対向する方向を奥行方向とする。

【0048】

（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、第１実施形態に係る吸音構造体１について説明する。図１は、第１実施形態に係る吸音構造体１を示す斜視図である。図２は、吸音構造体１を騒音発生源側から示す正面図である。図３は、吸音構造体１の水平方向に沿う断面を示す断面図である。吸音構造体１は、共鳴器型の吸音機構として、ヘルムホルツ共鳴器の原理が基本として採用されている。

【0049】

吸音構造体１は、略薄板状の箱形を成すように形成され、正面側に配置される表面部材１００と、所定の間隔を空けて表面部材１００の背面側に配置された背面部材１４０とを備えている。表面部材１００と背面部材１４０とは、吸音構造体１の奥行方向に互いに対向して配置され、表面部材１００と背面部材１４０との間には、図３に示されるように、空洞部１６０が形成されている。空洞部１６０は、表面部材１００と背面部材との間に形成されている。

【0050】

表面部材１００は、奥行方向に開口が小さくなる形状を呈する複数の開口凹部１１０を備えている。複数の開口凹部１１０は、図２に示されるように、図示上下方向（第１の方向）に並んで配置されていると共に、図示左右方向（第２の方向）に並んで配置されている。複数の開口凹部１１０は、第１の方向に列を成すように配置されていると共に、第２の方向に列を成すように配置されている。第１の方向及び第２の方向は、図３に示される開口凹部１１０の中心線１１２と直交すると共に、互いに交差している。図２では、第１の方向及び第２の方向は直交しているが、第２の方向は、第１の方向に対して所定の角度で交差するもでもよい。

【0051】

開口凹部１１０の開口１１１は、正面から見た場合に正方形を成すように形成されている。この正方形の辺は、第１の方向又は第２の方向に沿って配置されている。開口凹部１１０は、図３に示されるように、開口の中心線１１２に対して所定の傾斜角θで傾斜する傾斜板１３０を備えている。開口凹部１１０は、４枚の傾斜板１３０を備え、第１の方向に向かい合って配置された一対の傾斜板１３０と、第２の方向に向かい合って配置された傾斜板１３０とを備えている。傾斜板１３０の厚み方向から見た場合には、傾斜板１３０は台形状を成すように形成されている。

【0052】

傾斜板１３０は、正面側から背面側に向かうにつれて、中心線１１２に接近するように傾斜して配置されている。傾斜板１３０の正面側の端部１３１が中心線１１２から最も離れており、傾斜板１３０の背面側の端部１３２が中心線１１２に最も接近している。図２に示されるように、正面側において隣接する端部１３１は互いに直交するように配置され正方形を成すように配置され、同様に背面側において隣接する端部１３１は互いに直交するように配置され正方形を成すように配置されている。一つの開口凹部１１０において、４枚の傾斜板１３０によって囲まれる空間は、中心線１１２方向に背面側に向かって開口の大きさが小さくなる逆方光体形状を成している。

【0053】

また、第１の方向において隣り合う開口凹部１１０同士は、互いに近接して配置され、正面側の端部１３１は、両方の開口凹部１１０の端部を兼ねている。同様に、第２の方向において隣り合う開口凹部１１０同士は、互いに近接して配置され、正面側の端部１３１は、両方の開口凹部１１０の端部を兼ねている。開口凹部１１０の正面側の端部１３１は、図１に示すように、格子状に形成されている。

【0054】

傾斜板１３０の中心線１１２側の面（傾斜面）は、例えば平坦面を成している。図３に示されるように、中心線１１２に沿う断面において、傾斜板１３０の傾斜面と中心線１１２との成す角度（傾斜角θ）は、例えば１５°以上２０°以下である。対向する傾斜板１３０の傾斜面同士の角度である頂角１２０（２θ）は、例えば３０°以上４０°以下である。

【0055】

図４（ｂ）に示されるように、頂角１２０が３０°以上４０°以下であると、傾斜板１３０の傾斜面での入射音の騒音発生源側への反射を極力抑制し、効率的に音を吸音構造体１の内部（空洞部１６０）に導くことができる。騒音発生源が１点であり、移動しない場合には、図４（ａ）に示されるように、傾斜角θは１５°より小さい角度でもよい。

【0056】

例えば騒音発生源が移動物体である場合には、入射音は開口凹部１１０に対してあらゆる方向から入射することになる。傾斜板１３０の傾斜角θが２０°以上であると、傾斜板１３０の傾斜面において入射音の騒音発生源側への反射が増加し、入射音を吸音構造体１の内部（空洞部１６０）に導く収束性が損なわれる。傾斜板１３０の傾斜角θが１５°以下であると、空洞部１６０の体積（表面部材１００と背面部材１４０とによって挟まれた空間の体積）が大きくなりヘルムホルツ共鳴周波数は低周波数側に移行する。低周波数帯域での吸音特性を強化する場合には、空洞部１６０の体積を大きくしてもよい。全周波数帯域での吸音特性を向上させるには、傾斜角θを１５°以上２０°以下にすることが好ましい。なお、空洞部１６０の体積とは、表面部材１００の傾斜板１３０と、背面部材１４０との囲まれた領域の体積である。開口凹部１１０の開口１１１に対応する部分においては、傾斜板１３０の背面側の端部１３２より、背面側の部分を、空洞部１６０として含み、傾斜板１３０の正面側の部分は、空洞部１６０として含まない。

【0057】

図３に示されるように、開口凹部１１０の中心線方向の長さＬ_１１０は、騒音発生源側の開口の一辺の長さａの１〜２倍が好ましく、１〜１．２倍であるのが更に好ましい。開口凹部１１０の中心線方向の長さＬ_１１０が一辺の長さａよりも小さいと、集音効果が悪くなり、中心線方向の長さＬ_１１０が一辺の長さａの２倍より大きいと、表面部材１００が厚くなり、重量が増加し取扱性が損なわれる。例えば、現場で施工する際に、重機が必要となったり、作業性が低下することになる。なお、開口凹部１１０の中心線方向の長さＬ_１１０とは、中心線１１２が延在する方向（奥行方向）において正面側の端部１３１と背面側の端部１３２との距離である。開口の１辺の長さａとは、開口凹部１１０の正面側の端部１３１の長さである。

【0058】

背面部材１４０は、平坦な板状を呈し、背面部材１４０の厚み方向が吸音構造体１の奥行方向に沿うように配置されている。背面部材１４０の表面部材１００に対向する面は平坦面を成している。背面部材１４０は、表面部材１００の背面側の端部１３２から、奥行方向（騒音発生源から遠ざかる方向）に離間して配置され、表面部材１００と背面部材１４０と間には隙間１５０が形成されている。本実施形態の吸音構造体１では、背面部材１４０を備える構成としているが、吸音構造体は背面部材１４０を備えていないものでもよい。例えば、既設の構造物の前方に、所定の隙間を形成して、表面部材１００を配置してもよい。既設の構造物としては、例えば建物の外壁、その他のコンクリート防音壁などが挙げられる。

【0059】

開口凹部１１０の中心線方向の長さＬ_１１０は、隙間１５０の中心線方向の長さＬ_１５０の２倍以上１８倍以下であることが好ましい。開口凹部１１０の長さＬ_１１０が隙間１５０の長さＬ_１５０の２倍より小さい場合には、後述する空気減衰吸音の層が薄くなり、所定の吸音効果が得られないおそれがある。開口凹部１１０の長さＬ_１１０が隙間１５０の長さＬ_１５０の１８倍より大きい場合には、低音周波数帯域で吸音効果を向上させることができるが、必要とする建築限界の減少につながるため、施設の面から好ましくない。

【0060】

また、表面部材１００では、複数の傾斜板１３０が背面側に張り出すように配置されているので、表面部材１００の背面側は、リブで補強された構造体を形成することになり、表面部材１００自身で、奥行方向に直交する面に作用する風荷重等の外力に対して、必要な強度及び剛性を確保することができる。

【0061】

また、吸音構造体１は、連結部によって、表面部材１００と、背面部材１４０とが連結されている。例えば、連結部として、後述する図２５で示すような枠体５２０を用いることができる。連結部は上記の空洞部１６０を形成する壁体の一部を構成している。これらの表面部材１００、背面部材１４０及び連結部は、例えば後述するＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic）によって形成することができる。

【0062】

次に、吸音構造体１の作用について説明する。

【0063】

吸音構造体１は、例えば、鉄道の線路に両側に設置されて使用される。表面部材１００は、線路側に配置される。騒音発生源である列車が通過すると、吸音構造体１に向かって伝達された音は、吸音構造体１に入射される。この入射音の一部は、開口凹部１１０の傾斜板１３０の傾斜面に当たって反射する。入射音のうち傾斜板１３０の傾斜面に当たらず、開口凹部１１０の開口１１１を通過した入射音は、空洞部１６０内に入射する。

【0064】

空洞部１６０内に導入された音は、共鳴周波数の近くで激しく振動し、入射音と開口凹部１１０周辺の空気との摩擦熱として、音のエネルギーが消費されて減衰される。また、傾斜板１３０の傾斜面に当たって反射した音と、開口凹部１１０に入射する入射音とが干渉することで、互いの音が減衰される。これにより、より広い周波数帯域で吸音性能を向上させることができる。

【0065】

このような吸音構造体１では、内部に吸音材を備えていないので、吸音材を交換する必要がなく、メンテナンスフリーとすることができる。また、吸音構造体１では、吸音材を備えていないので、目詰まりのおそれがなく、吸音性能の低下を抑えることができる。また、吸音材を備えていない吸音構造体１は、吸音材を廃棄する必要がなく、環境負荷を低減することができる。

【0066】

また、吸音構造体１はＦＲＰ製（繊維強化樹脂製）であるので、紫外線による劣化を抑えることができる。また、ＦＲＰ製の吸音構造体１によれば、所定の強度、剛性、耐熱性、耐水性、意匠性、易施工性を実現することができる。

【0067】

また、吸音構造体１では、複数の開口凹部１１０が隣接して２次元的に規則的に配置された表面部材１００を備えているので、簡素な構成とすることができ、製造コストの増大を抑えることができる。

【0068】

また、この吸音構造体１では、開口凹部１１０の傾斜板１３０が正面側から背面側に延在し、複数の開口凹部１１０が近接されて２次元的に規則的に配置されている。一つの開口凹部１１０において、互いに対向する２組の傾斜板１３０が背面側に延在するように形成されて、この傾斜板１３０をリブとして機能させることができる。これにより、表面部材１００自身で、強度及び曲げ剛性を確保することができる。

【0069】

（実施例１の評価）
次に、実施例１に係る吸音構造体の評価について説明する。実施例１の吸音構造体は、上記の第１実施形態の吸音構造体１である。

【0070】

吸音構造体１は、複数の開口凹部１１０の個数分の単一共鳴器が並んだものと考えられる。図３に示されるように、破線Ｌ_１で囲まれた部分について、下記式（１）を用いてヘルムホルツ共鳴周波数を算出した。破線Ｌ_１は、隣り合う開口凹部１１０の境界に沿って仮想的に配置したものである。

【数1】

ここで、Ｃは音速である。Ｓは開口凹部１１０の長さＬ_１１０の１／２の位置における開口の面積（中心線１１２と直交する面における開口の面積）である。Ｖは、破線Ｌ_１で囲まれた部分の直方体に相当する体積から開口凹部１１０の傾斜板１３０に囲まれた体積を除いた部分である空洞部１６０の体積、ｌは開口凹部１１０の中心線方向の長さＬ_１１０である。δ（＝κｂ）は開口凹部１１０の背面側の端部１３２の一辺ｂの管端補正である。管端の補正係数であるκは、上記の非特許文献１のＰ８５、図４・２３に基づいて算出した値であり、κ＝０．８である。ｂは、開口凹部１１０の背面側の端部１３２の一辺の長さである。

【0071】

実施例１の吸音構造体１の諸元を表１に示す。

【表1】

【0072】

吸音構造体１の中心線１１２に沿う長さである全長Ｌ_１００（＝Ｌ_１１０＋Ｌ_１５０）を１００ｍｍとした。また、一辺を１．０８ｍとして、正面から見て正方形を成す吸音構造体１を製作した。このとき、開口凹部１１０の個数は、１９６個（＝１４×１４）となる。また、吸音構造体１の周囲に５０ｍｍ幅の枠体を設けた。

【0073】

吸音構造体１をＦＲＰで製作して実施例１の吸音構造体１を得た。得られた吸音構造体１について、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。このときの測定結果を図５に示す。図５では横軸に中心周波数（単位：Ｈｚ）を示し、縦軸に吸音率を示している。図５に示されるように、吸音率のピークＰ_１は５００Ｈｚであった。上記式（１）による計算結果である共振周波数ｆ_０（＝５５１Ｈｚ）とほぼ一致する測定結果となった。ピークＰ_１における吸音率は約０．５０であった。このピークＰ_１は、中心線方向に開口が小さくなる形状を呈する開口凹部１１０の中（傾斜板１３０によって囲まれた領域内）で、図４（ｂ）に示されるように、音が無数の反射、粗密運動を繰り返すことにより、音の運動エネルギーが熱エネルギーに転化され、熱放射により音の運動エネルギーが減少される（吸収減衰）ことによるものと推察され、この吸収減衰がヘルムホルツ共鳴周波数近傍で顕著に現れたものと推察される。

【0074】

（実施例２〜５の評価）
次に実施例２〜５に係る吸音構造体１Ａ〜１Ｄについて説明する。図６は、実施例２〜５の吸音構造体を示す断面図である。図６（ａ）は実施例２の吸音構造体１Ａの断面図、図６（ｂ）は実施例３の吸音構造体１Ｂの断面図、図６（ｃ）は実施例４の吸音構造体１Ｃの断面図、図６（ｄ）は実施例５の吸音構造体１Ｄの断面図である。

【0075】

実施例２の吸音構造体１Ａは、実施例１の吸音構造体１の表面部材１００の正面に吸音材２００を設置したものである。吸音材２００として、厚さ１０ｍｍ、密度１．６５ｋｇ／ｍ^３のアルミ繊維不織布を用いた。

【0076】

実施例３の吸音構造体１Ｂは、実施例１の吸音構造体１の背面部材１４０の正面に吸音材２００を設置したものである。吸音材２００は実施例２と同じものである。

【0077】

実施例４の吸音構造体１Ｃは、実施例１の吸音構造体１の開口凹部１１０に吸音材２１０を設けたものである。具体的には、開口凹部１１０の傾斜板１３０によって囲まれた領域に吸音材２１０を配置した。吸音材２１０として軽石を用いた。軽石の平均粒径を６ｍｍ以上２０ｍｍ以下とし、嵩密度を０．２ｇ／ｃｍ^３以上０．６ｇ／ｃｍ^３以下とし、気孔率を６０以上８０％以下とした。

【0078】

実施例５の吸音構造体１Ｄは、実施例１の吸音構造体１の空洞部１６０の一部（隙間１５０）に吸音材２１０を配置した。吸音材２１０を背面部材１４０の正面に沿って配置し、吸音材２１０の厚みを２５ｍｍ程度とした。

【0079】

上記の実施例１と同様にＦＲＰで実施例２〜５を製作し、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。このときの測定結果を図７に示す。図７では、実施例２の吸音率を黒塗りの三角で示し、実施例３の吸音率を白抜きの三角で示し、実施例４の吸音率を黒塗りの丸で示し、実施例５の吸音率を白抜きの丸で示した。

【0080】

図７に示されるように、実施例５では、低周波数帯域（３００Ｈｚ〜６００Ｈｚ）において、吸音率が０．７以上であった。吸音構造体１の空洞部１６０に吸音材２１０を充填することで、低周波数帯域の吸音効果を向上させることができた。

【0081】

実施例２では、周波数が約５００Ｈｚ、約１ｋＨｚ、約３ｋＨｚにおいて、ピークが形成され、周辺の周波数帯域よりも吸音率が高くなっている。これらのピークにおける吸音率は約０．６０であった。また、実施例２では、周波数が約５ｋＨｚにおいて、吸音率が０．４０であった。

【0082】

実施例３では、周波数が約２５０Ｈｚ、約４００Ｈｚ、約３ｋＨｚにおいて、ピークが形成された。実施例３では、周波数が約２５０Ｈｚ及び約４００Ｈｚのときに吸音率は約０．５０であり、周波数が約３ｋＨｚのときに吸音率は約０．３０であった。

【0083】

実施例４では、周波数が約２５０Ｈｚ、約４００Ｈｚ、約１．５ｋＨｚにおいて、ピークが形成された。実施例４では、周波数が約２５０Ｈｚのときに吸音率は約０．６０であり、周波数が約４００Ｈｚのときに吸音率は約０．５０であり、周波数が約１．５ｋＨｚのときに吸音率は約０．７０であった。

【0084】

実施例５では、周波数が約４００Ｈｚにおいて、ピークが形成され、このときの吸音率は１．００であった。実施例５では、周波数が約２．５ｋＨｚのとき、吸音率が０．４０であった。

【0085】

なお、上記の実施例４，５では、吸音材２１０として、無機材料からなる多孔質材料（平均粒径が６ｍｍ以上２０ｍｍ以下、嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以上０．６ｇ／ｃｍ^３以下、気孔率が６０％以上８０％以下）について例示したが、所定の通気性を有する砕石（比重１ｇ／ｃｍ^３以上３ｇ／ｃｍ^３以下）であってもよい。構造体の重量が増加するが、バラストの代わりに、吸音構造体１Ｃ、１Ｄを軌道間に敷設することにより、列車からの音を吸音することができる。このとき、吸音構造体の表面部材を上にして、背面部材を下にして配置する。

【0086】

また、吸音材（２００，２１０）が無機質繊維（ロックウールやガラスウール）である場合は、製作費を抑えることができるが、紫外線に長時間曝されると無機質繊維が劣化し脆くなるので、野外での利用には、対策が必要である。
一方、有機繊維材料であるポリエステル綿は、紫外線劣化も少なく、埃などによる目詰まりが起きにくい形態とすることで、吸音材として利用できる。例えば、穴あきフィルムでポリエステルウールを覆うなどの対策をとるとよい。

【0087】

また、耐炎化繊維からなるファイバーカット綿は、耐火性、耐溶剤性、耐薬品性、非導電性を有するのでより好ましい。耐炎化繊維としては、例えば、ポリアクリルニトリル前駆体を３００℃以上５００℃以下で焼成炭素化処理した繊維（商品名：パイロン「Zoltek Corporation製」）を用いることができる。
ここで、吸音材に必要な密度としては、ポリエステル綿、耐炎化繊維ファイバーカット綿ともに、２０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましい。
なお、吸音材は、無機材料単体でも良く、有機繊維材料単体でも良く、それらの組合せでも良く、これらに限定されるものではない。

【0088】

（第２実施形態）
次に、図８〜図１０を参照して、第２実施形態に係る吸音構造体２について説明する。図８は、第２実施形態に係る吸音構造体を示す横断面図である。図９は、図８中の貫通孔の断面図である。図１０は、図８中の多孔部材を示す斜視図である。第２実施形態に係る吸音構造体２が、第１実施形態に係る吸音構造体１と違う点は、開口凹部１１０内に、複数の貫通孔３４０が形成された多孔部材３００を備える点である。以下、第２実施形態の説明において、第１実施形態の吸音構造体１と違う点について説明する。

【0089】

多孔部材３００は、側面に複数の段差が設けられたブロック体を成している。多孔部材３００は、正面３０１から見た場合に矩形状を成すように形成され、正面３０１から背面３０２に向かうにつれて、中心線１１２と直交する方向の外形寸法が段階的に小さくなるように形成されている。

【0090】

多孔部材３００は、正面３０１から背面３０２に向かって順に第１ブロック部３１０、第２ブロック部３２０、及び第３ブロック部３３０を備える。図８に示されるように、第１ブロック部３１０、第２ブロック部３２０、及び第３ブロック部３３０の奥行方向に直交する断面は、矩形を成している。第１ブロック部３１０の背面である段差面３１１は、第２ブロック部３２０の外周を囲むように形成され、外側（中心線１１２に直交する方向）に張り出している。第２ブロック部３２０の背面である段差面３２１は、第３ブロック部３３０の外周を囲むように形成され、外側に張り出している。

【0091】

複数の貫通孔３４０は、多孔部材３００の正面３０１から背面３０２に向かって同一方向に延びている。複数の貫通孔３４０は、矩形の正面３０１の直交する２辺３０１ａ，３０１ｂに平行な第３の方向及び第４の方向に並んで配置されている。図１０に示されるように、複数の貫通孔３４０は、例えば、辺３０１ａに沿う第３の方向に９個、辺３０１ｂに沿う第４の方向に９個、合計８１（＝９行×９列）個設けられている。複数の貫通孔３４０は、正面３０１において中央部に配置された第１貫通孔（中央部貫通孔）３４１と、第１貫通孔３４１の外側に配置された第２貫通孔（第２外周部貫通孔）３４２と、第２貫通孔３４２の外側に配置された第３貫通孔（第１外周部貫通孔）３４３と、を含む。

【0092】

複数の第１貫通孔３４１は、図１０に示されるように、正面３０１の中央において、第３の方向に５個、第４の方向に５個、合計２５（＝５行×５列）個設けられている。複数の第１貫通孔３４１は、破線で示す矩形の第１の枠３０１ｃ内に配置されている。複数の第２貫通孔３４２は、複数の第１貫通孔３４１の外周に沿って、矩形状を成すように並べられて２４個配置されている。複数の第２貫通孔３４２は、破線で示す矩形の第２の枠３０１ｄ内に納められている。複数の第３貫通孔３４３は、複数の第２貫通孔３４２の外側で矩形状を成すように並べられて３２個配置されている。複数の第３貫通孔３４３は、第２の枠３０１ｄの外側の領域に配置されている。

【0093】

第１ブロック部３１０の外形寸法Ｗ_１は、例えば６４ｍｍであり、第２ブロック部３２０の外形寸法Ｗ_２は、５０ｍｍであり、第３ブロック部３３０の外形寸法Ｗ_３は、３６ｍｍである。また、第１貫通孔３４１は、多孔部材３００の正面３０１から背面３０２まで形成され、中心線方向における長さＬ_３４１は、例えば５５ｍｍである。第２貫通孔３４２は、多孔部材３００の正面３０１から段差面３２１まで形成され、中心線方向における長さＬ_３４２は、例えば３０ｍｍである。第３貫通孔３４３は、多孔部材３００の正面から段差面３１１まで形成され、中心線方向における長さＬ_３４３は、例えば８ｍｍである。

【0094】

貫通孔３４０の孔径は例えば６ｍｍであり、開孔率が０．６以上であることが好ましい。この開孔率とは、多孔部材３００の正面３０１において、貫通孔３４０が占める割合である。開孔率が０．６以上であると、隣接する貫通孔３４０間の部分の厚み（肉厚）を薄くして、単位面積当たりの貫通孔３４０の数量を増やすことができる。貫通孔３４０の孔径は、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。

【0095】

貫通孔３４０の成形法としては、ＢＭＣ基材を用いた射出成形法を適用することができる。周知のように、射出成形法を適用して貫通孔を形成するためには、成形ピンを金型に配列するが、成形品の脱型を容易にするため、成形ピンにテーパーをつけることになる。図９に示されるように、成形後の貫通孔３４０は、騒音発生音源から奥行方向に孔径が小さくなる先細り形状を成している。この先細り形状を有する貫通孔３４０は、周波数が高くなる方向にある。テーパーを大きくすることは、開孔率の低下を招くことになり、吸音効果の低下をもたらすことになる。貫通孔３４０の内壁面のテーパーは、成形品の脱型時の抵抗および所定の開口率の維持を考慮すると、０．７／１００以上１．２／１００であることが好ましく、０．８／１００以上１／１００以下であることが更に好ましい。

【0096】

また、開孔率が０．６以上である場合には、ＢＭＣ基材を用いた射出成形法によれば、多数個取りが可能で、成形時間を短くすることができ、例えば約数分で多数の貫通孔を有する製品を成形することが可能である。

【0097】

また、表面部材１００、背面部材１４０及び多孔部材３００を形成するためのＦＲＰの強化繊維として、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などを単独で又は複数を組み合わせて用いることができる。炭素繊維が含まれることによって、比強度・比剛性を向上させて、これによってＦＲＰによる成形体（表面部材、背面部材、及び多孔部材）の軽量化を一層図ることができる。

【0098】

なお、強化繊維の形態としては、例えば、繊維長が１ｍｍ以上３ｍｍ以下である短繊維やマット、連続繊維からなるクロス、ストランドなどを適宜組み合わせた基材が挙げられる。また、ＦＲＰとするためのマトリックス樹脂は特に限定されないが、例えば、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などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＥＥＫ（ポリ・エーテル・エーテル・ケトン）、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。

【0099】

また、表面部材１００、背面部材１４０及び多孔部材３００を形成する成形方法としては、マトリックス樹脂を用いることができ、あるいは強化繊維の形態によっては真空、ブロー、スタンピング、ＢＭＣ（バルク・モールディング・コンパウンド）、ＳＭＣ（シート・モールディング・コンパウンド）、トランスファー成形、ＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）、ハンドレイアップ成形などの様々な方法を用いて容易に形成することができる。

【0100】

さらに、上記の樹脂（マトリックス樹脂）に添加され添加材として、粘性を増すための粉体（例えば、炭酸カルシウムや砂等）の他、層状化合物（例えば、マイカ、二硫化モリブデン、窒化硼素など）、針状化合物（例えば、ゾノトライト、チタン酸カリウム、炭素繊維など）、粒状、又はシート状化合物（例えば、フェライト、タルク、クレーなど）を用いることができる。上記の添加材（フィラー）を添加することによって弾性率と密度が増大させることができる。また、上記添加材に、例えば、水酸化アルミニウム、臭素、無機質粉などを添加すると難燃性を向上させることができる。

【0101】

次に第２実施形態に係る吸音構造体２の作用について説明する。

【0102】

第２実施形態に係る吸音構造体２では、第３貫通孔（外周部貫通孔）３４３を通過して傾斜板１３０の傾斜面に当たった音と、第２貫通孔３４２を通過して傾斜板１３０の傾斜面に当たった音と、第１貫通孔（中央部貫通孔）を通過した音とにおいて、入射音の移動経路を変えることができる。例えば、同じ角度で開口凹部１１０に進行した音であっても、第３貫通孔３４３を通過した場合と、第２貫通孔３４２を通過した場合と、第１貫通孔３４１を通過した場合とによって、移動距離を変えることができ、入射音の位相を変化させることができ、これらの音を干渉させて減衰させ吸音性能を向上させることができる。

【0103】

また、吸音構造体２は、複数の貫通孔３４０が形成された多孔部材３００を開口凹部１１０に収容することで、高周波数帯域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）における吸音率を向上させることができる。

【0104】

（実施例６〜８）
次に実施例６〜８に係る吸音構造体２について説明する。実施例６は、上記の第２実施形態の吸音構造体２である。具体的には、実施例６は、実施例１の吸音構造体１の開口凹部１１０内に多孔部材３００を備えたものである。実施例７は、内径６ｍｍのポリエチレン製ストローを、１０×１０＝１００本分、すなわち、逆方光体形状に束ね、実施例１の吸音構造体１の開口凹部１１０に装着したものである。実施例７は、実施例６の多孔部材の貫通孔をポリエチレン製ストローによって形成したものである。実施例８は、内径１０ｍｍのポリエチレン製ストローを束ねて形成したものである。

【0105】

実施例６〜８について、実施例１と同様に、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。図１１に実施例６の測定結果を示す。図１１に示されるように、実施例６では、周波数が約３００Ｈｚであるとき、約２．５ｋＨｚであるときにおいて、ピークＰ_６１，Ｐ_６２が形成された。周波数が約３００Ｈｚであるときに、吸音率は約０．５０であり、周波数が約２．５ｋＨｚであるときに、吸音率は約０．７０であった。また、周波数が１ｋＨｚ以上において、吸音率は０．３０以上であった。周波数が２．５ｋＨｚ以上３．５ｋＨｚ以下の範囲では、吸音率が０．６０以上であった。

【0106】

図１２に実施例７の測定結果を示す。実施例８の測定結果は、実施例７と比較して差を認めることができなかった。実施例７では、周波数が約３００Ｈｚであるとき、約２ｋＨｚであるときにおいて、ピークが形成された。周波数が約３００Ｈｚであるときに、吸音率は、約０．６５であり、周波数が２ｋＨｚであるときに、吸音率は、約０．９０であった。実施例７では、１．５ｋＨｚ以上の高周波数帯域で、吸音率が約０．７以上であった。

【0107】

（第３実施形態）
次に、図１３〜図１５を参照して、第３実施形態に係る吸音構造体について説明する。図１３は、第３実施形態に係る吸音構造体の多孔部材を示す斜視図である。図１４は、図１３の多孔部材の正面の一部分を示す正面図である。図１５は、開口凹部内に収容された状態の多孔部材を示す断面図である。第３実施形態に係る吸音構造体が、第２実施形態に係る吸音構造体２と違う点は、多孔部材３００に代えて、形状が異なる多孔部材３５０を備える点である。以下、第３実施形態の説明において、第２実施形態と異なる点について説明する。

【0108】

多孔部材３５０は、複数の貫通孔３４０（３４１〜３４３）に加えて、貫通孔３４０の内径よりも小さな内径を有する小径貫通孔３６０を備えている。小径貫通孔３６０の内径は、例えば２ｍｍである。小径貫通孔３６０は、図１４に示されるように、図示左右方向（第３の方向）において、隣接する貫通孔３４０の間であり、且つ、図示上下方向（第４の方向）において、隣接する貫通孔３４０の間に配置されている。換言すれば、隣接する４つの貫通孔３４０の中心Ｏ_３４０を結ぶ矩形の中心Ｏ_３６０に小径貫通孔３６０が配置されている。小径貫通孔３６０の内径は、例えば１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

【0109】

小径貫通孔３６０は、正面３０１において中央部に配置された第１小径貫通孔３６１と、複数の第１小径貫通孔３６１を囲むように配置された複数の第２小径貫通孔３６２と、複数の第２小径貫通孔３６２を囲むように配置された複数の第３小径貫通孔３６３を含む。第２小径貫通孔３６２は、第１小径貫通孔３６１よりも外側に配置され、第１小径貫通孔より短い。第３小径貫通孔３６３は、第２小径貫通孔３６２より外側に配置され、第２小径貫通孔より短い。第２小径貫通孔３６２は、図１０中の破線で示す枠３０１ｃに沿って、所定の間隔で配置され、第３小径貫通孔３６３は、図１０中の破線で示す枠３０１ｄに沿って、所定の間隔で配置されている。

【0110】

図１５に示されるように、第１小径貫通孔３６１は、多孔部材３５０の正面３０１から背面３０２まで形成されている。第２小径貫通孔３６２は、正面３０１から第２段差面３２１まで形成されている。第３小径貫通孔３６３は、正面３０１から第１段差面３１１まで形成されている。第１小径貫通孔３６１は、１６（＝４行×４列）個形成され、第２小径貫通孔３６２は、２０個形成され、第３小径貫通孔３６３は、２８個形成されている。小径貫通孔３６０としては、合計６４（８行×８列）個形成されている。貫通孔及び小径貫通孔を備えた多孔部材の開孔率は、例えば０．７である。

【0111】

また、多孔部材３５０の側面（中心線１１２に平行な面）３５１には、Ｖ字状を成す切欠き部３７０が形成されている。切欠き部３７０は、中心線方向に連続している。中心線方向から見た場合に切欠き部３７０は、第３の方向に隣接する貫通孔３４０間の中央、及び第４の方向に隣接する貫通孔３４０間の中央にそれぞれ配置されている。Ｖ字の深さは、例えば１．５ｍｍであり、Ｖ字の頂角は、９０°である。切欠き部３７０の断面はＶ字状を成すものに限定されず、その他の形状でもよく、例えば半円形状を有する切欠き部でもよい。また、Ｖ字の深さ、及び頂角も限定されない。

【0112】

次に第３実施形態に係る吸音構造体３の作用について説明する。

【0113】

吸音構造体３では、複数の貫通孔３４０に囲まれた領域に、小径貫通孔３６０が設けられているので、入射音が多孔部材３５０により反射する領域を減らすと共に、入射音が通過可能な領域を増やして、好適に空洞部１６０に案内することができ、空洞部１６０における共鳴を増やして音を軽減させることができる。また、入射音は、第３小径貫通孔３６３又は第２小径貫通孔３６２を通過して、傾斜板１３０の傾斜面に当たる場合もある。貫通孔３４０と異なる内径の小径貫通孔３６０が形成されているので、入射音の移動経路を変化させて位相を変え、異なる経路を通過した入射音同士を干渉させて、減衰させることができる。また、小径貫通孔３６０を形成することで、多孔部材３５０の正面側の表面積に対する開口面積の割合である開孔率を増加させて、集音効率を高めて、効率良く吸音を行うことができる。

【0114】

また、吸音構造体３では、多孔部材３５０の側面３５１に切欠き部３７０が形成されているので、入射音は、この切欠き部３７０を通過して、傾斜板１３０の傾斜面沿いに進行することもできる。そのため、入射音が進行可能な経路を増やすことができるので、互いに異なる経路通過した入射音を干渉させて、音を減衰させることができる。

【0115】

（実施例９）
次に実施例９に係る吸音構造体について説明する。実施例９は、上記第３実施形態の吸音構造体３である。具体的には、実施例９は、実施例１の吸音構造体１の開口凹部１１０内にＦＲＰ製の多孔部材３５０を備えたものである。

【0116】

実施例９について、実施例１と同様に、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。図１６に実施例９の測定結果を示す。実施例９では、周波数が約３００Ｈｚであるとき、約２．５ｋＨｚであるときにおいて、ピークＰ_９１，Ｐ_９２が形成された。実施例９では、周波数が約３００Ｈｚのとき、及び約２．５ｋＨｚのときに、吸音率が約０．７０であった。また、中周波数帯域（１ｋＨｚ〜２ｋＨｚ）において、実施例６（図１１参照）と比較して、吸音率が上昇していることが分かる。実施例９では、中周波数帯域において吸音率が概ね０．４０以上だった。

【0117】

（第４実施形態）
次に、図１７〜図１９を参照して、第４実施形態に係る吸音構造体について説明する。図１７は、第４実施形態に係る吸音構造体の多孔部材を示す斜視図である。図１８は、図１７の多孔部材の正面の一部分を示す正面図である。図１９は、開口凹部内に収容された状態の多孔部材を示す断面図である。第４実施形態に係る吸音構造体４が、第３実施形態に係る吸音構造体３と違う点は、正面が平面である多孔部材３５０に代えて、正面に窪み部４１０が形成された多孔部材４００を備える点である。以下、第４実施形態の説明において、第３実施形態と異なる点について説明する。

【0118】

多孔部材４００の騒音発生源側の表面には、疑似双曲線に沿う窪み部４１０が形成されている。窪み部４１０は、正面から見た場合に、第１貫通孔３４１及び第２貫通孔３４２が配置されている領域内に形成されている。窪み部４１０は、最も外周側に配置された第３貫通孔３４３が配置されている領域内には、かからないように形成されている。この外周側の第３貫通孔３４３が配置されている領域内における正面の部分は、平坦面として形成されている。

【0119】

多孔部材４００の外形寸法のうち、窪み部４１０が形成されている領域を除いては、上記の多孔部材３５０と同一である。図１９に示されるように、最外周に配置された第３貫通孔３４３の中心線方向における長さＬ_３４３は、例えば８ｍｍである。第３貫通孔３４３よりも内側に配置された第２貫通孔３４２の中心線Ｃ_３４２方向の長さＬ_３４２は、例えば２４ｍｍである。ここでの長さＬ_３４２は、図１９に示されるように、断面視において、中心線Ｃ_３４２と窪み部４１０の曲面との交点から、段差面３２１までの長さである。複数の第１貫通孔３４１のうち、最も短い第１貫通孔の中心線方向に沿う長さＬ_３４１は、例えば４０ｍｍである。複数の第１貫通孔３４１のうち、最も短い第１貫通孔とは、例えば多孔部材４００を正面から見た場合に、中央に配置され、窪み部４１０の底部（最も深い位置）に対応する位置に配置された第１貫通孔３４１である。第３貫通孔３４３、第２貫通孔３４２、第１貫通孔３４１の長さの比は、例えばＬ_３４３：Ｌ_３４２：Ｌ_３４１＝１：３：５である。例えば奇数倍に設定している。

【0120】

窪み部４１０の深さｄ_４１０は、図１９に示されるように、中心線方向における多孔部材４００の全長Ｌ_３０２と第１貫通孔３４１_１の長さＬ_３４１との差分である。多孔部材４００の全長Ｌ３０２は、中心線方向において、正面の平坦面から背面の平坦面までの長さである。窪み部４１０の深さｄ_４１０は、例えば、多孔部材４００の全長Ｌ_３０２の２０％以上３０％以下の値に設定されることが好ましい。窪み部４１０の深さｄ_４１０は、騒音の収束性などの観点から２０％以下であってもよく、３０％以上でもよい。

【0121】

また、第３貫通孔３４３、第２貫通孔３４２、第１貫通孔３４１の長さの比が奇数倍であると、それぞれの第３貫通孔３４３、第２貫通孔３４２、第１貫通孔３４１から出た音が、開口凹部１１０の出口（背面側の端部）で、音の波形の節々をそれぞれ補完し合う干渉が生じ、より平坦な吸音特性が得られる。平坦な吸音特性とは、異なる周波数において、吸音率の差が小さいことをいう。また、窪み部４１０が疑似双曲線に沿うように形成されていると、表面からの反射波が焦点でお互いに干渉し合い、一層高い減音効果を得ることができる。

【0122】

また、多孔部材４００では窪み部４１０が形成されているので、多孔部材４００の軽量化を図ることができ、製造コストを低下させることができる共に、吸音構造体の軽量化に繋がるので、施工時の取扱性を向上させて、作業効率の向上を図ることができる。

【0123】

多孔部材４００の騒音発生源側の表面には、疑似双曲線に沿う窪み部４１０が形成されているので、所定の曲面が形成されている。窪み部４１０による曲面によって、あらゆる方向からの入射波に対する反射が極力抑えられると共に、曲面によって効率良く入射音を貫通孔３４０及び小径貫通孔３６０内に導くことができる。

【0124】

（実施例１０）
次に実施例１０に係る吸音構造体について説明する。実施例１０は、上記の第４実施形態の吸音構造体である。具体的には、実施例１０は、実施例１の吸音構造体１の開口凹部１１０内にＦＲＰ製の多孔部材４００を備えたものである。

【0125】

実施例１０について、実施例１と同様に、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。図２０に実施例１０の測定結果を示す。図２０に示されるように、実施例１０では、周波数が約３００Ｈｚであるとき、約１ｋＨｚであるとき、約２．５ｋＨｚであるときにおいて、ピークが形成された。実施例１０では、周波数が約３００Ｈｚのときに、吸音率が０．７であり、周波数が１ｋＨｚのときに、０．６０であり、周波数が２．５ｋＨｚのときに、吸音率が０．７であった。

【0126】

また、実施例１０では、全周波数帯域（２５０Ｈｚ〜５ｋＨｚ）における平均吸音率が０．６となる吸音特性が得られた。

【0127】

ここで開口凹部１１０の体積のうち、最外周の第３貫通孔３４３が占める体積をＶ１とし、第２貫通孔３４２が占める体積をＶ２とし、中央部の第１貫通孔３４１が占める体積をＶ３として、それぞれの貫通孔からなる共鳴器のヘルムホルツ共振周波数ｆ_ｉを、下記式（２）を用いて算出した。計算結果を表２に示す。

【数2】

ここで、Ｃは音速、ｄ_ｓは貫通孔の断面積、ｎはその部分における貫通孔の個数、ｌは、それぞれの貫通孔の中心線方向における長さであり、δは、貫通孔下端における管端補正であり、円形の場合δ＝０．８ｄである。

【0128】

【表2】

算出された共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３は、吸音率の改善結果と一致している。この改善結果とは、実施例の吸音特性と比較した場合に、吸音率が向上している周波数と一致していることをいう。

【0129】

（第５実施形態）
次に図２１及び図２２を参照して、第５実施形態に係る吸音構造体について説明する。図２１は、第５実施形態に係る吸音構造体を示す斜視図である。図２２は、図２１の吸音構造体の横断面図である。第５実施形態に係る吸音構造体５が第４実施形態に係る吸音構造体と違う点は、表面部材１００と背面部材１４０との間に吸音材２１０が設けられている点である。以下、第５実施形態の吸音構造体の説明において、上記の第１〜第４実施形態の吸音構造体の説明と同一の説明は省略する。

【0130】

吸音材２１０としては、無機系材料（無機質材料）を用いることができ、無機系材料としては例えば軽石が挙げられる。吸音材２１０としては、平均粒径が、例えば６ｍｍ以上２０ｍｍ以下、嵩密度０．２以上０．６以下、気孔率６０％以上８０％以下の軽石を採用することができる。なお、その他のものを採用してもよい。

【0131】

吸音材２１０としては、例えば、密度が２０ｋｇ／ｍ^３以上５０ｋｇ／ｍ^３以下であって、所定の吸音特性を有する有機繊維系材料（例えば、ポリエステル綿等）や、耐炎化繊維からなるファイバーカット綿を適用することができる。また、吸音材２１０としては、無機系材料に有機繊維系材料を組み合わせたものを使用することができる。

【0132】

このような吸音構造体５によれば、所定の吸音特性を得ることができ、騒音発生源から発生した騒音を吸音することができる。さらに、吸音構造体５によれば、表面部材１００の背面側に吸音材２１０が配置されているので、吸音特性を一層向上させることができる。この吸音構造体５によれば、広帯域周波数（５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ）において、吸音特性の向上を図ることができる。

【0133】

（実施例１１）
次に実施例１１に係る吸音構造体について説明する。実施例１１は、上記の第５実施形態の吸音構造体である。具体的には、実施例１１は、実施例１の吸音構造体１の開口凹部１１０内にＦＲＰ製の多孔部材４００を設けると共に、表面部材１００と背面部材１４０との間に吸音材２１０を設けたものである。

【0134】

開口凹部１１０の寸法は、実施例１と同じであり、開口凹部１１０の正面側の端部１３１の一辺の長さａは、７０ｍｍ、傾斜板同士が交差する角度である頂角は、３０°、開口凹部１１０の中心線方向の長さＬを７０ｍｍとした。表面部材１００において、開口凹部１１０を、縦方向（第１の方向）に１４個、横方向（第２の方向）に１４個並べて、合計１９６個配置した。隣り合う開口凹部１１０の正面側の端部同士が重なるように、表面部材１００をガラス繊維強化樹脂で一体形成して、全高（奥行方向の厚み）が１００ｍｍとなるように、表面部材１００の四辺（外縁）に幅５０ｍｍの枠を取り付けて、外形が１．０８ｍ×１．０８ｍ（たて×よこ）の吸音構造体を製作した。

【0135】

この形態で、吸音構造体５の両端を単純支持し、風荷重３ｋＮ／ｍ^２に相当する荷重を負荷して強度を確認した。このように荷重を負荷した状態において、たわみは１０ｍｍ以下であり、破壊に至らなかった。実施例１１の吸音構造体５は、構造体として必要な強度、剛性を有することが確認できた。

【0136】

次に、吸音特性の評価として吸音率の測定を行った。まず、ここでは、表面部材１００と同様にガラス繊維強化樹脂を用いて背面部材１４０を製作し、製作した背面部材１４０を残響室の床面上に設置した。次に、背面部材１４０の上に、吸音材２１０として、平均粒径が６ｍｍ以上２０ｍｍ以下、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ^３以上０．６ｇ／ｃｍ^３以下、気孔率６０％以上８０％以下の無機系材料からなる軽石を、厚さ３０ｍｍ分敷き詰め、その上に、表面部材１００を設置した。

【0137】

次に、音発生源側の表面に窪み部が設けられた多孔部材４００を、開口凹部１１０内に装着した。全ての開口凹部１１０内にそれぞれ多孔部材４００を設置した。このようして得られた実施例１１に係る吸音構造体５を図２２に示す。

【0138】

（実施例１１の評価）
上記の実施例１と同様に、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づいて吸音率を測定した。その測定結果を図２３に示す。図２３に示されるように、実施例１１では、全周波数帯域（２００Ｈｚ〜４ｋＨｚ）において、吸音率が０．７以上となった。

【0139】

実施例１１では、周波数が３００Ｈｚであるとき、１ｋＨｚであるとき、２．５ｋＨｚであるときに、ピークが形成された。実施例１１では周波数が３００Ｈｚであるときに、吸音率は１．００であり、周波数が１ｋＨｚであるときに、吸音率が０．８０であり、周波数が２．５ｋＨｚであるときに、吸音率が０．９０であった。

【0140】

図２４は、実施例１、実施例９、実施例１１の吸音構造体における吸音率測定結果を示すグラフである。実施例１は、表面部材及び背面部材を備えているものであり、実施例９は、表面に窪み部を有する多孔部材が開口凹部内に配置されているものであり、実施例１１は、多孔部材を備えると共に、表面部材と背面部材との間に吸音材２１０を備えたものである。

【0141】

図２４では、実施例１の測定結果を白抜きの三角で示し、実施例９の測定結果を黒塗りの丸で示し、実施例１１を白抜きの丸で示している。図２４に示されるように、実施例９，１１は、実施例１と比較すると、周波数が５００Ｈｚ〜２ｋＨｚにおいて、吸音特性が平準化されていることが分かる。平準化とは、例えば上記の周波数帯域（５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ）において、吸音率の最大値と最小値との差が少ないことをいう。例えば、実施例１では、周波数が５００Ｈｚ〜２ｋＨｚにおいて、吸音率の最大値が約０．５、最小値が約０．１であり、その差が約０．４である。実施例９では、周波数が５００Ｈｚ〜２ｋＨｚにおいて、吸音率の最大値が約０．７５であり、最小値が約０．５であり、その差が約０．２５である。鉄道や道路に沿って吸音構造体が設置される場合に、実用上、吸音性能が求められる周波数帯域は、例えば、５００Ｈｚ〜２ｋＨｚである。

【0142】

実施例１１は、実施例１と比較すると、全周波数帯域において、吸音率が向上していることが分かる。実施例１１では、平均すると吸音率は０．２０程度高くなっている。表面部材と背面部材との間に配置された吸音材によって、吸音率の向上を図ることができたと言える。

【0143】

（第６実施形態）
次に、図２５を参照して第６実施形態に係る壁用構造体について説明する。図２５に示されるように、吸音構造体は、例えば自立型の高欄に設置されて使用することができる。壁用構造体５００は、例えば既存の高欄の壁体５０１と、この壁体５０１上に配置された吸音構造体４とを備える。この吸音構造体４は、例えば、上記の第４実施形態の吸音構造体である。高欄に設置される吸音構造体は、例えば第４実施形態に記載のものに限定されず、第１〜第３実施形態及び第５実施形態の吸音構造体でもよく、その他の形態の吸音構造体でもよい。

【0144】

高欄の壁体５０１は、例えば鉄道が走行する軌道の両脇に配置され、鉄道から発生する騒音を遮蔽する壁体である。壁用構造体５００は、上下２段構成とされ、下段に高欄の壁体５０１が配置され、上段に吸音構造体４が配置されている。壁体５０１の天端５０１ａには、上方に延びるＨ型の支柱５１０が設けられている。支柱５１０は、壁体５０１が延在する方向に所定の間隔で配置されている。吸音構造体４は、隣り合う支柱５１０間に挿入されて、幅方向の両側が支持される。

【0145】

吸音構造体４は、表面部材１００の縁部に沿って、枠体５２０が設けられ、この枠体５２０によって、表面部材１００と背面部材１４０とが連結されて、一体の構造体として構成されている。吸音構造体４の表面部材１００は、軌道側に配置され、背面部材１４０は、軌道と反対側に配置されている。

【0146】

このような構成の壁用構造体５００によれば、騒音発生源から発生した音は、下段の壁体５０１によって遮音され、壁体５０１の背面側への音の伝達が抑制される。騒音発生源で発生した音は、壁体５０１に当たり反射される。また、騒音発生源から発生した音のうち、上段の吸音構造体４に向かう入射音は、吸音構造体４によって吸音される。そのため、騒音発生源から発生した音を好適に遮音すると共に吸音することができる。

【0147】

（第７実施形態）
次に、図２６を参照して第７実施形態に係る壁用構造体について説明する。図２６に示す壁用構造体６００は、吸音構造体４を備え、吸音構造体４から下方に連続して支持部６１０が形成されている。支持部６１０は、設置面から上方に突出するアンカーボルトを介して設置面に固定される。このような壁用構造体６００を、騒音発生源となる列車が走行する軌道の両脇に並べて設置することで、騒音を低減することができる。

【0148】

なお、上記の吸音構造体は、壁用構造体として、立てて使用するものに限定されず、例えば、設置面に沿うように配置されて使用されるものでもよい。具体的には、線路の軌道床に沿って水平に、開口凹部を上向きに設置してもよい。これにより、列車から発生する下向きの騒音を低減することができる。また、例えば、高架橋については、線路が施設された躯体の底面（下向きの面）に対向するように、躯体の下方において開口凹部を上向き配置してもよい。躯体の下方において、躯体の底面との間に所定の隙間を空けて、躯体の底面を覆うように吸音構造体を設置することで、躯体の底面から下向きに発する騒音を低減することができる。

【0149】

（第８実施形態）
次に、図２７を参照して第８実施形態に係る吸音構造体について説明する。図２７に示す吸音構造体７は、角筒状を成す筐体６５０を備え、この筐体６５０の両端の開口部内には、開口凹部６２０が設けられている。開口凹部６２０は、中心線方向において一方から他方に向けて内径が小さくなるように形成されている。開口凹部６２０は、筐体６５０に装着された状態において、筐体６５０の長手方向において外側から中心に向かうにつれて内径が小さくなるように傾斜面６３０が形成されている。開口凹部６２０の中心線に直交する断面は、内径が大きい方の一方側では矩形状に形成され、内径が小さい方の他方側では円形に形成されている。

【0150】

開口凹部６２０内には、多孔部材４００が装着されている。多孔部材４００は、上記の多孔部材と同一のものである。開口凹部６２０に装着される多孔部材は、その他の多孔部材でもよい。

【0151】

開口凹部６２０の他方側（背面側）の端部には、円筒状の連通部６４０が接続されている。この連通部６４０は、互いに対向する開口凹部６２０の他方側の端部同士を連結している。開口凹部６２０内には、例えば軽石からなる吸音材２１０が充填されている。軽石は袋内に納められている。

【0152】

このような吸音構造体７は、例えば、トンネルの出入口近傍において内壁に設置して使用することができる。吸音構造体７の中心線方向を、トンネルの延在する方向に沿うようにして、吸音構造体７を設置する。トンネルの延在する方向に直交する断面において、トンネルの内壁面に沿って複数の吸音構造体７が並べられ内壁面に対して取り付けられている。

【0153】

吸音構造体７によれば、筐体６５０の長手方向の両端部に開口凹部６２０が設けられて、この開口凹部６２０内に多孔部材４００が装着されているので、双方向の音を軽減することができる。吸音構造体７をトンネルの出入口に設けた場合には、例えば列車の進入時において、トンネルの外部から内部に向かう音を低減することができ、列車がトンネルの内部から外部に進行する際には、トンネルの外部から内部に向かう音を低減することができる。例えば、トンネルの出入口近傍において、衝撃波を緩和することができる。

【0154】

（実施例１２〜１７）
次に実施例１２〜１７に係る吸音構造体について説明する。実施例１２〜１７として、たて１ｍ×よこ１ｍの正方形の吸音構造体を作成した。実施例１２は、実施例１の吸音構造体１であり、内部に吸音材が配置されていないものである。実施例１３〜１７は、図６（ｄ）に示される実施例５において、それぞれ異なる密度の吸音材が配置されたものである。実施例１３〜１７について、吸音材の密度をそれぞれ、１０ｋｇ／ｍ^３，２０ｋｇ／ｍ^３，３０ｋｇ／ｍ^３，４０ｋｇ／ｍ^３，５０ｋｇ／ｍ^３とした。実施例１３〜１７における吸音材の材質は、「耐炎化繊維からなるファイバーカット綿」である。

【0155】

これらの実施例１２〜１７について、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。この測定において音源の周波数を５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚと異なる値とした。このときの測定結果である吸音率を表３に示す。

【表3】

【0156】

音源の周波数が５００Ｈｚ〜３０００Ｈｚである場合において、目標とする吸音率を０．７以上とした。実施例１２では、５００Ｈｚ〜３０００Ｈｚにおいて、吸音率０．５０以下であった。実施例１３では、５００Ｈｚ，１０００Ｈｚにおいて、吸音率が０．７０以上であった。実施例１４では、５００Ｈｚ，１０００Ｈｚ，３０００Ｈｚにおいて、吸音率が０．７０以上であった。また、実施例１４では、２０００Ｈｚにおいて、吸音率が０．６８であった。実施例１４では、５００Ｈｚ〜３０００Ｈｚにおいて、吸音率が０．６８以上であり、ほぼ０．７０以上であった。実施例１５〜１７では、５００Ｈｚ〜３０００Ｈｚにおいて、吸音率が０．７０以上であった。表３に示される測定結果によれば、吸音材の密度の好ましい範囲は、２０ｋｇ／ｍ^３以上、５０ｋｇ／ｍ^３以下であることが分かった。

【0157】

また、吸音材の密度のより好ましい範囲としては、２０ｋｇ／ｍ^３以上、４５ｋｇ／ｍ^３以下であることが挙げられる。これは、吸音材の密度を増加させても、密度が４５ｋｇ／ｍ^３を超えると、吸音率の向上が緩くなり、密度を増加させることによるコストの増加を考慮すると、費用対効果が認められなくなることによる。

【0158】

（実施例１８）
次に、実施例１８として、吸音材の密度が、４０ｋｇ／ｍ^３である吸音構造体について、実機対応試験を実施した。この実機対応試験では、容積３１７．４ｍ^３の残響室を用いて、ＪＩＳ Ａ １４０９ 「残響室法吸音率」に基づき吸音率を測定した。

【0159】

吸音率の測定において、試験体の面積が小さくなるほど吸音率の測定値が大きくなる傾向があるため、この面積効果の表面積の影響を受けないように、縦０．８ｍ×横２ｍの吸音構造体のユニット（開口凹部１１０）を縦４列、横２列（合計８ユニット）並べ、実施例１８として、縦３．２ｍ×横４ｍで、表面積が１２．８ｍ^３の吸音構造体を製作した。

【0160】

図２８に実施例１８の測定結果を示す。図２８に示されるように、実施例１８では、２５０Ｈｚ〜３５００Ｈｚの範囲において、目標とする０．７以上の吸音率が得られた。

【0161】

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

【0162】

上記実施形態では、開口凹部の開口形状が矩形である場合について説明しているが、開口形状は、円形でもよく、その他の多角形でもよい。また、開口凹部は、異なる傾斜角の複数の傾斜面を有する構成でもよい。また、開口凹部の外形は、矩形以外の形状でもよい。例えば、円形でもよく、その他の多角形でもよい。

【0163】

また、窪み部４１０は、多孔部材の正面の全てにおいて、形成されていてもよく、部分的に、複数形成されているものでもよい。また、窪み部の断面形状は、その他の形状でもよい。例えば、Ｖ字型、Ｕ字型の断面形状を有する窪み部でもよい。また、平面や曲面を組合わせて、窪む形状を有するものでもよい。複数の貫通孔の正面側の位置が、異なるように配置されているものでもよい。

【産業上の利用可能性】

【0164】

本発明は、鉄道や道路および建物等の騒音を軽減するのに設けられる吸音構造体に適用できる。

【符号の説明】

【0165】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，２，３，４，５，７ 吸音構造体
１００ 表面部材
１１０，６２０ 開口凹部
１１１ 開口凹部の開口
１１２ 中心線
１２０ 開口凹部の頂角
１３０ 開口凹部の傾斜板
１３１ 正面側の端部
１３２ 背面側の端部
１４０ 背面部材
１５０ 間隙
１６０ 空洞部
２００ 吸音材
２１０ 吸音材
３００，３５０，４００ 多孔部材（キュービック部材）
３０１ 正面
３０２ 背面
３１０ 第１ブロック部
３１１ 段差面（第１の段差面）
３２０ 第２ブロック部
３２１ 段差面（第２の段差面）
３３０ 第３ブロック部
３４０ 貫通孔
３４１ 第１貫通孔（中央部貫通孔）
３４２ 第２貫通孔（第２外周部貫通孔）
３４３ 第３貫通孔（第１外周部貫通孔）
３５１ 多孔部材の側面
３６０ 小径貫通孔
３６１ 第１小径貫通孔
３６２ 第２小径貫通孔
３６３ 第３小径貫通孔
３７０ 切欠き部
４１０ 窪み部
５００ 壁用構造体（自立型の高欄）
５０１ 壁体
５１０ Ｈ型の支柱
５２０ 枠体
６００ 壁用構造体
６１０ 支持部
６５０ 筐体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】