JP2821900B2 - 音波制御装置を配置した輸送用高架構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄道や車道を構成する高架構造物において走
行する輸送機関から発生する騒音を低減するための音波
制御装置を配置した輸送用高架構造物に関する。

〔従来の技術〕

新幹線など高架構造物上を走行する輸送機関の速度は
近年ますます高くなる傾向にあり、高速化が進むほど振
動低減とともに騒音防止が重要な課題になっている。

輸送用の高架構造物上で発生する騒音を防止する装置
としては、軌道または路面より上部に対しては直防音壁
または逆Ｌ型防音壁が一般的に使用されており、いずれ
も吸音材を並設する場合が多い。

また、高架構造物の高架床版に形成される開口部から
下方へ拡がる騒音もあり、この開口部に関しては防音手
段を設ける例はこれまで少なかったが、従来技術として
は遮音板で塞いでしまったり吸音ダクトを装着すること
が考えられる。

第14図は以上述べた従来の騒音低減装置を備えた輸送
用高架構造物を例示する模式的横断面図であり、同図
中、1A,1Bは左右の橋桁、2A,2Bは前記逆Ｌ型防音壁、3
A,3Bは防音壁2A,2Bの内面に接合された吸音材のパネ
ル、４は高架床版、5A,5Bは高架床版４に形成された開
口部を防ぐ吸音ダクトをそれぞれ示す。

〔発明が解決しようとする技術課題〕

しかし、従来の輸送用高架構造物にあっては、次のよ
うな技術課題があった。

（ｉ）まず、軌道または車道の両側に前記防音壁を2A,2
Bを設ける方法では、壁を高くしたり逆Ｌ字型にして
も、音波は防音壁の天端部より回析するので、騒音低減
効果には限度があった。

また、防音壁2A,2Bを余り高くすると、重量がますま
す増加したり、日照悪化などの二次障害が生じる場合も
あった。

さらに、吸音材3A,3Bを接合する場合はその耐久性に
問題が生じることがあり、また量産性に劣りコストが高
いという問題もあった。

（ii）前記吸音ダクト5A,5Bを設ける方法では、ダクト
構造が大型になり重量も非常に増加するので設計上も問
題になる場合があった。

また、ダクト5A,5Bの取付け構造が複雑であり、さら
に、吸音材の耐久性に問題があり、量産性が無くコスト
高になるなどの問題もあった。

本発明は、このような従来の技術課題に鑑みなされた
ものであり、減音効果にすぐれており、さらに、小型軽
量化が可能で、しかも、量産性および施工性にもすぐれ
た音波制御装置を配置した輸送用高架構造物を提供する
ことを目的とする。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、レールと車輪の間から発生する転動騒音や
該転動騒音の防音壁からの反射音などの騒音源からの音
波を屈折させたり、干渉させたりすることにより、高架
構造物外への音波の広がりを低減する音波制御装置を使
用することにより、上記目的を達成するものである。

請求項１の発明は、高架床版の開口部または防音壁天
端部に、通路長さが漸次変化する複数の貫通路を高架構
造物の幅方向に並べて形成された音波制御装置を高架構
造物の長さ方向に沿って配置し、前記音波制御装置は、
高架構造物を横断する方向の面内において、音源から前
記各貫通路の入口を介して該各貫通路の出口に到達する
時期を高架構造物の幅方向に漸次変化させることで、前
記各貫通路の出口から放射される音波の進行方向を高架
構造物の幅方向中心側へ向けて屈折させることにより、
前記開口部および前記防音壁天端部から高架構造物の幅
方向外方へ音波が広がることを低減するように構成され
ていることを特徴とする、音波制御装置を配置した輸送
用高架構造物により、上記目的を達成するものである。

請求項２の発明は、高架床版の開口部または防音壁天
端部に、通路長さが漸次変化する複数の貫通路を高架構
造物の幅方向に並べて形成された音波制御装置を高架構
造物の長さ方向に沿って配置し、前記音波制御装置は、
高架構造物を横断する方向の面内において、下面中央部
が突出した断面形状を有するとともに前記各貫通路が形
成され、音源から前記各貫通路の入口を介して該各貫通
路の出口に到達する時期を高架構造物の幅方向に漸次変
化させることで、前記各貫通路の出口から放射される音
波の進行方向を、該音波が高架構造物の中心側または前
記防音壁の天端部の上方の所定位置に設定された集束領
域に集まるように屈折させることにより、前記開口部お
よび前記防音壁天端部から高架構造物の幅方向外方へ音
波が広がることを低減するように構成されていることを
特徴とする、音波制御装置を配置した輸送用高架構造物
により、上記目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下第１図〜第13図を参照して本発明を具体的に説明
する。

第１図は本発明による音波制御装置を配置した輸送用
高架構造物の模式的横断面図である。

第１図において、高速鉄道などの輸送用の高架構造物
10は、左右（上り、下り）の橋桁11,11を所定間隔ごと
に配置した橋脚12で支持し、該橋桁11,11の上面にレー
ル13,13を敷設して構成され、左右の橋桁11,11の間およ
びそれらの外側には平坦面を形成する高架床版14が取付
けられており、この高架床版14の両側には直立状または
逆Ｌ字型状の防音壁15,15が設けられている。

前記高架床版14の前記橋桁11,11の間および外側には
輸送方向に沿って開口部16が形成されており、該開口部
16に沿って音波制御装置17が配置されている。

また、図示の例では、左右の防音壁15,15の天端部に
も、輸送方向に沿って、音波制御装置18が配置されてい
る。

第２図は前記音波制御装置17,18の構造を模式的に示
す斜視図であり、該音波制御装置17,18は通路長さを順
次変化させた複数の貫通路19を備えた中空体で構成され
ている。

前記音波制御装置17,18は、所定の巾Ｗおよび長さＬ
を有する中空体を長さＬの方向に並べて配置されてい
る。

第３図は前記音波制御装置17,18の音波が通過する状
態を模式的に示す横断面図である。

第３図において、巾方向に順次並べて形成された複数
の貫通路19の通路長さは、音源Ａからの音波が各貫通路
19を通ることで、各貫通路19の出口における音波の到達
時期に差が生じ、音波の進行方向が所定方向へ変化（屈
折）するように構成されている。

そこで、第１図の高架構造物10における各音波制御装
置17,18は、音源すなわちレール13と車輪の間から発生
する転動騒音等が各貫通路19を通ることで、その音波の
進行方向を高架構造物（通常では同じ側の橋脚12）の中
心側へ屈曲させ、高架床版14の開口部16および防音壁1
5,15の天端部から高架構造物10外へ音波が拡がることを
低減（抑制）するように配置されている。

第４図は本発明の他の実施例による音波制御装置を備
えた輸送用高架構造物20の模式的横断面図である。

第４図の高架構造物20は、高架床版14の開口部16に配
置する音波制御装置27並びに防音壁15,15の天端部に配
置する音波制御装置28として、第１図の制御装置17,18
ではなく、第５図および第６図に示すようなレンズ型の
音波屈折型中空体を使用し、その他の部分は第１図の高
架構造物10の場合と実質上同じ構造になっている。

したがって、第４図においては、第１図中の各部に対
応する部分をそれぞれ同じ番号で表示し、それらの詳細
な説明は省略する。

第５図は第４図中の音波制御装置27,28の模式的斜視
図であり、該音波制御装置27,28は下面が突出したレン
ズ状断面の中空体で構成されている。

この音波制御装置27,28の場合は、図示のように、長
手方向の仕切壁21を所定方向に傾斜させることにより、
通路長さが順次変化する複数の貫通路29が形成されてい
る。

これらの音波制御装置27,28も、所定の巾Ｗおよび長
さＬを有するユニットを高架構造物20の長さ方向に並べ
て配置される。

第６図は前記音波制御装置27,28を通して音波が通過
する状態を模式的に示す横断面図である。

第６図において、巾方向に順次並べられかつ所定方向
に傾斜して形成された複数の貫通路29の通路長さは、音
源Ａからの音波が各貫通路29を通ることで、各貫通路29
の出口における音波の到達時期に順次差が生じて音波の
進行方向が所定方向へ変化（屈折）し、通過した音波が
所定位置に設定された集束領域Ｂに集まるように決めら
れている。

そこで、第４図の高架構造物20においては、高架床版
14の開口部16に配置された各音波制御装置27並びに防音
壁15,15の天端部に配置された各音波制御装置28は、レ
ール13と車輪との間から発生する転動騒音などの音源か
ら各貫通路29を通る音波の進行方向を所定方向に屈折さ
せ、開口部16から下方へ向う音波は高架構造物20（通常
では同じ側の橋脚12）の中心側へ集中させ、防音壁15の
天端部から上方へ向う音波もその上方の所定地点に集中
させることにより、高架構造物20の外への音波の拡散を
低減（抑制）するように作用する。

第７図は第４図〜第６図で説明した音波制御装置27,2
8を新幹線の高架橋に適用した場合の音波制御の状態を
例示する模式的横断面図であり、橋桁11上面に敷設され
たレール13に沿って新幹線車両（高速車両）22が走行す
る際、レール13と車輪23との間などから発生する騒音
（矢印24）は、図示のように、各音波制御装置27,28を
通ることによって高架構造物20の下方および上方の所定
の集束領域Ｂに集められることになる。

したがって、車両走行時に発生する騒音が高架構造物
20の外へ拡散する度合いが効果的に低減される。

第８図は本発明のさらに別の実施例に係る音波制御装
置を配置した高架構造物30の模式的横断面図である。

第８図の輸送用高架構造物30は、高架床版14の開口部
16並びに防音壁15の天端部において、それらの全域では
なく、部分的に音波制御装置37,38を配置し、残りの領
域は開口のままあるいは単なる格子状のグレーチングを
配置した構造になっている。

第９図の（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、第８図中
の音波制御装置37,38の構造例を模式的に示す横断面図
であり、これらの音波制御装置37,38は、通路長さを変
化させた複数の貫通路39から成る中空体すなわち第２図
に示した中空体の片側または両側に開口部31を残した構
造になっている。

なお、第９図の（Ａ）および（Ｂ）に示す音波制御装
置37,38は、その上面に歩行者用のグレーチング（格子
状踏み板）32を接合した構造を有し、その一部として形
成される前記開口部31はこのグレーチングで構成されて
いる。

また、第９図の（Ｃ）は、第８図の高架構造物に使用
される音波制御装置37,38の別の例を示し、第６図の音
波制御装置27,28のように下面が突出したレンズ状断面
の中空体を使用し、その両側に開口部31を残し、上面全
域にグレーチング32を接合した音波制御装置37,38を示
す。この場合の開口部31（グレーチング32があっても
可）は第９図の（Ａ）のように片側に寄せて設けること
もできる。

第８図および第９図で説明した高架構造物30は、以上
の点で第１図〜第３図または第４図〜第７図の実施例構
造と相違しているが、その他の部分は実質上同じ構造を
有しており、それぞれ対応する部分を同一番号で表示し
てそれらの詳細な説明は省略する。

こうして、第８図および第９図の構成により、請求項
２の構成を有する音波制御装置を配置した輸送用高架構
造物すなわち、高架床版14の開口部16または防音壁15の
天端部に、通路長さを変化させた複数の貫通路39から成
る音波制御装置37,38を部分的に配置し、各貫通路39を
通った音波と貫通路39を通らない音波（開口またはグレ
ーチング31を通過した音波）とを互いに干渉（音波の山
を他方の音波の谷と重ねる）させることにより、前記開
口部16の下方または前記防音壁15の天端部の上方に減音
領域を生じせしめ、高架構造物30外への音波の拡散を低
減するように構成した音波制御装置を配置した輸送用高
架構造物が得られる。

本発明は、自動車道（一般に高速道路）に対しても同
様に適用可能なものであり、第10図は第４図〜第７図の
実施例と同様の音波制御装置を高速自動車道で実施する
状態を示す模式的横断面図である。

さらに、第11図の（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、そ
れぞれ、本発明による音波制御装置を、従来の鉄道、磁
気浮上式鉄道（リニアモータカー）および新交通システ
ムに適用した状態を模式的に示す横断面図である。

以上説明した各実施例によれば、通路長さを徐々に変
化させた貫通路19,29,39から成る音波制御装置17,18,2
7,28,37,38であるため、音波の屈折方向を確実に設定し
たり音波の破壊的干渉現象を引き起すことができ、著し
い減音効果を達成することができた。

また、構造が比較的シンプルであり、プラスチックな
どで構成することもできるので、軽量で施工性にすぐれ
ており、しかも、量産化によるコスト低減も可能になっ
た。

さらに、従来構造より小型化できるので、日照障害な
どの二次的な障害も容易に解決できた。

なお、音波制御装置17,18,27,28,37,38の構成材料と
しては、金属、無機材料、プラスチックなど密な材料で
あればいずれでも使用可能であるが、振動が多い場所に
取り付けられる場合は、ゴムなどの防振材料で振動の絶
縁を図り、音波制御装置からの固体伝搬音の発生を防止
することが好ましい。

また、前記音波制御装置は、第９図に例示したグレー
チング31のように、グレーチングと一体化して保守用通
路を構成することが好ましい。

本発明による音波制御装置を鉄道高架橋の開口部に装
着した次の減音効果の評価を第12図および第13図に示
す。

第12図および第13図の音圧分布図では、各曲線は等音
圧線を示し、点密度の高い領域は音圧の高い領域を示
す。

第12図は、サイド（左右）側に取付けた音波制御装置
による音圧分布を、〔Ｉ〕の現行グレーチングのみの場
合と対比して示す。

第12図中の〔II〕および〔III〕は一体型であり、〔I
V〕は一部開口を残したものである。

第12図のグラフによれば、鉄道騒音の主要周波数であ
る500Hz、1KHzに対して、〔Ｉ〕の従来構造に比べ、５
〜10dB以上の音圧レベルの低減効果が得られた。

第13図は、高架橋センター（中心）側に取付けた音波
制御装置による音圧分布を、第12図の場合と同様に示す
グラフである。

第13図によれば、同様に大きな減音効果が得られ、本
発明が騒音の低減に非常に有効であることが判る。

本発明によれば、以上のような減音効果を簡単な構造
で得ることができ、経済性の面からも有用である。

さらに、積雪地帯においては、高架床版14の開口部16
を閉塞しないため、降雪時の落雪効果を得ることがで
き、高速鉄道列車のスノープラウで軌道部分を排雪走行
する場合の列車走行による排雪抵抗の軽減効果および高
架上飛雪の排雪効果をも期待することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、請求項１の音波制御
装置を配置した輸送用高架構造物によれば、高架床版の
開口部または防音壁天端部に、通路長さが漸次変化する
複数の貫通路を高架構造物の幅方向に並べて形成された
音波制御装置を高架構造物の長さ方向に沿って配置し、
前記音波制御装置は、高架構造物を横断する方向の面内
において、音源から前記各貫通路の入口を介して該各貫
通路の出口に到達する時期を高架構造物の幅方向に漸次
変化させることで、前記各貫通路の出口から放射される
音波の進行方向を高架構造物の幅方向中心側へ向けて屈
折させることにより、前記開口部および前記防音壁天端
部から高架構造物の幅方向外方へ音波が広がることを低
減するように構成されているので、レールと車輪の間か
ら発生する転動騒音や該転動騒音の防音壁からの反射音
などの騒音源からの音波を屈折させることで、高架構造
物外への音波の広がりを低減することができ、減音効果
にすぐれ、しかも小型軽量化、施工性向上および量産性
向上を図り得る音波制御装置を配置した輸送用高架構造
物が提供される。

請求項２の音波制御装置を配置した輸送用高架構造物
によれば、高架床版の開口部または防音壁天端部に、通
路長さが漸次変化する複数の貫通路を高架構造物の幅方
向に並べて形成された音波制御装置を高架構造物の長さ
方向に沿って配置し、前記音波制御装置は、高架構造物
を横断する方向の面内において、下面中央部が突出した
断面形状を有するとともに前記各貫通路が形成され、音
源から前記各貫通路の入口を介して該各貫通路の出口に
到達する時期を高架構造物の幅方向に漸次変化させるこ
とで、前記各貫通路の出口から放射される音波の進行方
向を、該音波が高架構造物の中心側または前記防音壁の
天端部の上方の所定位置に設定された集束領域に集まる
ように屈折させることにより、前記開口部および前記防
音壁天端部から高架構造物の幅方向外方へ音波が広がる
ことを低減するように構成されているので、レールと車
輪の間から発生する転動騒音や該転動騒音の防音壁から
の反射音などの騒音源からの音波を屈折させることで、
高架構造物外への音波の広がりを低減することができ、
減音効果にすぐれ、しかも小型軽量化、施工性向上およ
び量産性向上を図り得る音波制御装置を配置した輸送用
高架構造物が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による音波制御装置を配置した輸送用高
架構造物の一実施例を示す模式的横断面図、第２図は第
１図中の音波制御装置の模式的斜視図、第３図は第２図
の音波制御装置を音波が通過する状態を模式的に示す横
断面図、第４図は本発明の別の実施例に係る音波制御装
置を配置した輸送用高架構造物の模式的横断面図、第５
図は第４図中の音波制御装置の模式的斜視図、第６図は
第５図の音波制御装置を音波が通過する状態を模式的に
示す横断面図、第７図は本発明を新幹線の高架橋で実施
した場合の音波制御の状態を示す模式的横断面図、第８
図は本発明のさらに別の実施例に係る音波制御装置を配
置した輸送用高架構造物の模式的横断面図、第９図の
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ第８図中の音波制御
装置として使用できる中空体を例示する模式的横断面
図、第10図は本発明を高速自動車道で実施する状態を示
す模式的横断面図、第11図の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は
それぞれ本発明を従来の鉄道、磁気浮上式鉄道（リニア
モータカー）、新交通システムで実施する状態を例示す
る模式的横断面図、第12図および第13図はそれぞれ本発
明による音波制御装置を鉄道高架橋の開口部に配置した
時の減音高架の評価を示す図表、第14図は従来の騒音低
減装置を備えた輸送用高架構造物を例示する模式的横断
面図である。 10,20,30……輸送用高架構造物、11……橋桁、13……レ
ール、14……高架床版、15……防音壁、16……開口部
（高架床版）、17,18……音波制御装置、19……貫通
路、27,28……音波制御装置、29……貫通路、31……開
口部、32……グレーチング、37,38……音波制御装置、3
9……貫通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 正典 埼玉県狭山市入間川字平野1469 イグレ ック狭山201 (72)発明者 飯田 一嘉 埼玉県入間市大字新光306―517 (56)参考文献 特開 昭61−266709（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−38517（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−1566（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−34966（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−42324（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−44759（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01B 19/00 E01F 8/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高架床版の開口部または防音壁天端部に、
   通路長さが漸次変化する複数の貫通路を高架構造物の幅
   方向に並べて形成された音波制御装置を高架構造物の長
   さ方向に沿って配置し、前記音波制御装置は、高架構造
   物を横断する方向の面内において、音源から前記各貫通
   路の入口を介して該各貫通路の出口に到達する時期を高
   架構造物の幅方向に漸次変化させることで、前記各貫通
   路の出口から放射される音波の進行方向を高架構造物の
   幅方向中心側へ向けて屈折させることにより、前記開口
   部および前記防音壁天端部から高架構造物の幅方向外方
   へ音波が広がることを低減するように構成されているこ
   とを特徴とする、音波制御装置を配置した輸送用高架構
   造物。
2. 【請求項２】高架床版の開口部または防音壁天端部に、
   通路長さが漸次変化する複数の貫通路を高架構造物の幅
   方向に並べて形成された音波制御装置を高架構造物の長
   さ方向に沿って配置し、前記音波制御装置は、高架構造
   物を横断する方向の面内において、下面中央部が突出し
   た断面形状を有するとともに前記各貫通路が形成され、
   音源から前記各貫通路の入口を介して該各貫通路の出口
   に到達する時期を高架構造物の幅方向に漸次変化させる
   ことで、前記各貫通路の出口から放射される音波の進行
   方向を、該音波が高架構造物の中心側または前記防音壁
   の天端部の上方の所定位置に設定された集束領域に集ま
   るように屈折させることにより、前記開口部および前記
   防音壁天端部から高架構造物の幅方向外方へ音波が広が
   ることを低減するように構成されていることを特徴とす
   る、音波制御装置を配置した輸送用高架構造物。
3. 【請求項３】通路長さを変化させた複数の貫通路から成
   る前記音波制御装置の幅方向の両側またはいずれか片側
   に開口部を設け、各貫通路を通った音波と前記開口部を
   通った音波とを互いに干渉させることにより、前記開口
   部の下方または前記防音壁天端部の上方に減音領域を生
   じせしめ、高架構造物外への音波の拡散を低減すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の音波制御装置を
   配置した輸送用高架構造物。
4. 【請求項４】前記開口部を含む前記音波制御装置の上面
   に歩行者用のグレーチングを設けることを特徴とする請
   求項３に記載の音波制御装置を配置した輸送用高架構造
   物。