JPH1113026A - 消音壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消音効果と、吸音面の立体化による吸音効果
の増大、渦流発生による音波の散乱と回析波音の防止等
の相乗効果による防音壁を提供する。 【解決手段】 消音壁体内を隔壁板で複数個のチャンバ
に区画し、該チャンバの内側面に防振防音塗料を塗布し
て形成した上部に吸音板を装着する。装着した吸音板の
上部へ更に隔壁板を装着して複数個のチャンバを形成す
る。このチャンバの内側面全体にも、上記のように防振
防音塗料を塗布して形成する。上記構造の上部に、吸音
板の長手方向（立設して上部になる部分）の一端へ、湾
曲面を形成した吸音板の表面に、リブ状吸音板を複数立
設して形成した吸音板を、装着固定して形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新幹軌道や高速自
動車道又は交通量の多い、自動車道に立設して防音する
消音壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に防音壁は、金属板でパッケージを
形成。該パッケージ内に、ガラスウールをポリエチレ
ン、ポリビニールなどの袋に充填し、これを内装し、パ
ッケージの表面を金属板で形成した鎧戸で被った構造の
ものを新幹線や自動車道の両側面に立設して防音壁を形
成しているのが現況である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法による防音は、現況では防音壁の効果に期待がもてな
くなった。それは自動車道に於いては、自動車の大型化
と、交通量が極端に増えて、発生する騒音エネルギーが
強力なために、従来のような吸音や遮音のみでは対処で
きなくなった。又新幹線軌道に於いては、大量輸送の為
に列車の輸送回数の増加と、高速化を計りそれが為に、
振動騒音の発生エネルギーが強力となり、又風圧も強力
となって防音壁に内装している吸音材のガラス繊維マッ
トが、短時間で粉末になって、吸音効果がなくなる。等
々の欠点がでてきた。新幹線に設置する防音壁は、高さ
に制限がある。その高さは車輌の窓の高さまでとなって
いる。これは単に視界の問題のみではない。視界の問題
であれば防音壁を高くしても、透明部（透明プラスチッ
ク防音壁）を所要の間隔に立設すれば新幹線車輌は高速
であり、又軌道の幅が狭い為に視界が開ける。これは円
板に複数の穴をあけて回転すれば透視ができる原理と同
じである。防音壁を高くすれば防音効果は良くなるが、
新幹線は軌道が狭い上に風圧が大きい。又、高架の場合
は、防音壁を高く立設する為の基礎作りが困難である。
その上、突風を受ける方向によっては、防音壁が受ける
風圧力は強力となって大変な危険を伴うからである。し
たがって、新幹線の防音壁は壁面が低くて防音効果の良
いものが特に望まれるのである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明防音壁は従来のように金属板で形成した壁体
の中に吸音材を内装して吸遮音する方法の防音方法では
なくて、音波と音波の干渉効果、即ち発生する騒音の投
射音と投射された音波が壁体内で反射する音波との間に
位相差（逆位相ともいう）を形成させ、両者を干渉させ
ることによって、消音する方法と、空気の流れを制御し
て渦流を発生させ、その渦流によって音波を散乱させて
回析波を防ぐ効果。又、壁面を立体的に形成して吸音面
の拡大を計る。更に立設した壁面の上部に湾曲面を設け
て、該湾曲面の尖端背部に渦流を発生させて、その渦流
によって、壁体頂部を回析する回析波音を散乱させるこ
とによって、回析音を防ぐ等々の複合効果によって防音
することを特徴とする消音壁。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下実施例に基づいて、この発明
を更に詳細に説明する。図１は、本発明に係る消音壁の
外観正面図であり、図２は、その横断面図Ａ−Ａ間の断
面を図示したものである。図３は従断面を図示したもの
で、図４はその従断面の一部を詳細に図示したものであ
る。図５、６、７、８は、本発明消音壁の組立て構造を
詳細に図示したもので、図８は壁体１の内側下部に隔壁
板２ｂを嵌入固定して、該内側面全体に前記防振防音塗
料を塗布して吸音板３ｂを嵌着固定し、その上に隔壁板
２ｔを設置する。該隔壁の内側面全体にも防振防音塗料
を塗布して形成する。その上に、吸音板３ｔの立て方向
に所要の間隔で、リブ状吸音板４を複数設け、一方に湾
曲面を形成した構造の複合吸音板３ｔを装備して構成さ
れている。図９は該湾曲板の背部を固定するための保護
板である。

【０００６】図１０は別構造の消音壁の全体を表示した
表面図で（図１１〜図１３）はその断面図を示す。この
消音壁は、上部吸音板のみを単一板で形成した吸音板
を、装備した構造である。これは加工が簡単にできるた
めに、加工コストが安く、経済的である。防音効果は図
１よりも稍々劣るも、一般防音壁よりも、格段に良い防
音効果をもつ消音壁である。

【０００７】図１４〜１５は、湾曲部のみを着脱自在に
形成したものである。これは湾曲部に湾曲リブ状の吸音
板を形成するためには、加工が簡単なためである。それ
は湾曲面のリブ状吸音板と、湾曲面の吸音板を一体構造
に形成するのは極めて困難な為である。又湾曲部のみで
あれば、プラスチック成形が、比較的簡単にできる。し
たがって分割する構造が好ましい。図１６、図１７は湾
曲リブ４と垂直リブ４を一体に形成した消音壁の全体図
である。図１８は断面図。図１９は本発明に係る消音壁
に設けた吸音板の吸音孔と音波の関係を巨視的に表した
図である。次に図面に基づいて本発明防音の作用原理を
説明する。図１は消音壁の正面図で、３ｔは上部の複合
吸音板（金属板と金属板の間に吸音材を介在させた複合
板に複数個の孔を穿って形成した吸音板。以下単に吸音
板と呼稱する）３ｔの表面に、リブ状吸音板４を立設し
て装着する。装着する該リブは、防音壁を新幹線軌道に
立設する場合の進行方向に向けて傾斜（好ましくは壁表
面に対して約３０度前後の傾斜をもたせる。）して装着
する。本発明消音壁の組立て図は、図５〜図９に図示の
ように、壁体１の内側下部に隔壁板２ｂを嵌着固定し、
該隔壁板及び壁体内部に前記防振防音料即ち、特公昭６
２−５８６３３号発明の名称防振防音塗の塗布が好まし
い。この塗料は周波数特性がない、即ち全周波音に対し
て防音効果が働くからである。次に上記隔壁の上に吸音
板３ｂを装着し、固定した上に更に隔壁板２ｔを装着
し、該隔壁板２ｔと吸音板３ｂ、及び壁体内上部の全体
に、上記防振防音塗料を塗布する。上記の装着した隔壁
板２ｔ及び壁体１の上に、リブ状吸音板を立設して形成
した吸音板３ｔを装着し、該隔壁板２ｔ及び壁体１の上
部に固定する。上部吸音板３ｔに設けた湾曲部の保護板
６は、図９のように形成し、壁体１の一方に取付けて湾
曲部の背面に装着して固定する。又湾曲の正面は図３に
示すように、湾曲端部と、壁面に立設したリブ状吸音板
４の端部とは、ブラケット７で連結し固定した構造が好
ましい。これは補強の為である。上記構造の防音壁の従
断面を図３によって更に詳細に説明する。壁体１の内部
は前記のように、隔壁板２ｔ、２ｂと、吸音板３ｔ、３
ｂによって、上下二段階の複々数のチャンバーに形成さ
れ、該チャンバーには、音波が入出する透孔が、吸音板
３ｔ、３ｂに穿たれてあり、その詳細は図４に表した。

【０００８】次に、上記構造の防音壁を新幹線軌道の両
側に立設した防音効果の作用原理を図面に基づいて、詳
細に説明する。新幹線は時速２２０kmで走行している。
これは、秒速６１ｍであり、したがって立設した防音壁
は、瞬間的に、これに見合う風圧を受ける。又発生する
騒音は、風圧によって一種のドップラ効果を誘発して騒
音が増大する。即ち音圧エネルギーが強力となる。した
がって従来の防音壁に内装しているポリ袋入りの吸音材
（ガラス繊維）は、この風圧と音圧によって粉末になり
防音効果に期待がもてない。又壁の高さが窓ぎわまでに
制限されている為でもある。更に近年は超高速化とな
り、時速３５０km、秒速にすると９７ｍ／秒となる。し
たがって、発生する振動騒音のエネルギーは想像に絶す
るものがある。本発明消音壁は、各種の防音効果の総合
を計って、これに対処できる極めて高度な技術を駆使し
た消音壁である。

【０００９】列車が走行して発生する騒音と風圧は、壁
面に立設したリブ状吸音板によって気流が変化する。該
リブ状吸音板４は、前記のように進行方向へ３０°前後
の角度で傾斜して立設するのが望ましい。これはリブ状
吸音板の表面の空気の流れが速くなり、リブの先端裏面
に渦流が発生するからである。この渦流によって投射さ
れた音は、散乱され騒音の一部は減衰する。又該防音壁
は、リブ状吸音板を多数設け、吸音面積を増大して吸音
効果を大きくしている。次に消音効果に付いて説明す
る。該消音壁に投射された音波は、上部の吸音板３ｔの
吸音孔より入射して隔壁板２ｔで区画された各チャンバ
内に入る。この入射音を図１８によって詳細に説明す
る。この略図は一般に広く回析波の原理として公知され
たハイヘンスの法則を引用した図である。この略図によ
って説明する

【００１０】２Ａの吸音板に穿った吸音孔ｈに入射する
音Ｓは、矢印のように投射されて吸音孔に入る。このと
き、吸音孔は音圧を受けて振動して伸縮する。この運動
によって孔の表面の空気を振動させる。即ち音圧エネル
ギーを、空気の振動エネルギーに変換して、放熱によっ
て消費する。これが吸音の原理である。吸音孔で減音さ
れた音波は、孔ｈの出口で球面波となり回析し、回析波
ｄとなって伝播する。この回析波の回析角度は２Ａ、２
Ｂに比較のように、孔の径が小さいほど深く、孔の径が
大きくなるほど浅くなって伝播する。上記のように、投
射音が上部吸音板３ｔの吸音孔より、上部隔壁２ｔで区
画し、形成された各チャンバ内に入射すると、入射音は
図１９の２Ａのように孔の周囲に、矢印のように一部は
回析波となる。該チャンバ内側面に塗布された防振防音
塗料によって、チャンバ内の反射響鳴を抑制されて減音
する。投射音は更に次の下部吸音板３ｂ及び、下部隔壁
２ｂによって形成された各チャンバ内に、吸音板３ｂの
吸音孔より前記と同じく回析波となって入射し、反射共
鳴音するエネルギーは、前記同様、内側面に塗布された
防振防音塗料によって減衰された音波は、次に入射して
くる音波との間に位相差が生じる。この両者の位相差が
干渉効果となって音波は消滅又は減衰する。これらの作
用は連続的に発生する。以上が消音効果の概要である。
次に立設した消音壁の上端に発生する回析波音について
説明する。一般に防音壁の上部に投射された音波は直線
的に伝播するものと、壁の頂部を曲がって裏側に入る音
即ち回析波音があり、この回析音を防がねば、防音壁の
防音効果がない。これを防止する目的で防音壁の上部を
内側に所要の曲面をもたせて湾曲面を形成する。これは
特願昭４９−２９４９６号に記載のように、軌道又は車
道の両側面に、上部を内側に湾曲した防音壁を立設した
内を、車両が走行すると風圧が発生する。発生した風圧
は空気を吹き上げて上昇気流を発生する。この上昇気流
の速度は、車輌の速度に比例するのは当然であるが、こ
の上昇気流の速度は、壁面を離れた位置は遅く、壁面及
び湾曲面に沿って上昇する気流がもっとも速い（流体力
学による）したがって、防音壁の湾曲面の上端部の背部
に渦流が発生することは、必然的である。したがってこ
の渦流中に投射される回析波音は散乱され消滅する。
（図１０、１１、１２、１３）に示すように、消音壁の
上面吸音板９のみを単一板で形成すると、立設するリブ
状吸音板の立設加工が簡単にできるので加工コストを安
くできる。又壁体内に音を取り込みやすくなる等の効果
を有する防音壁を提供できる。

【００１１】請求項４は上部吸音板３ｔの湾曲面部のみ
を分離し、別途に加工して装着すると、施工が簡単にで
きる。これは（図１５、１６）に示すとおりである。
又、湾曲部にリブ状吸音板を立設するのは、極めて加工
が困難であるが、このような場合、透明プラスチック材
で成形加工すれば、成形加工が簡単で透視性のある防音
壁ができる効果は極めて大きい。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明消音壁は音波と音
波、即ち投射音と反射音の相互間に位相差を形成させ
て、この両者の音波と音波を干渉させ消音する。消音効
果と、壁体上面に立設するリブ状吸音板によって、吸音
面積を増大することによって、吸音効果を増大させる。
又リブ状吸音板を進行方向に傾斜させることによって渦
流を発生させ投射音を散乱して減音する。更に壁面上部
に湾曲面や湾曲リブ吸音板を形成し回析波音を防ぐ等々
の、複々合の防音効果を形成した消音壁である。次に投
射音と反射音の位相差による干渉効果に付いて説明す
る。図２０Ａのように消音壁の試料を設置し、スピーカ
ーより投射音を４５°の角度をもたせて該消音壁試料に
投射し、これを反対位置でマイクロホンに反射音を受け
て、この投射音と反射音の周波数を比較した結果、第４
図Ｂのような位相差を生じた波形が得られ、次にこの両
波形を合成すると第４図Ｃのように波形の山と谷とが重
なり合って干渉し、この干渉効果によって音波は連続し
て消滅ないし減衰される。請求項６に記載のように吸音
板を金属板、プラスチック、無機質材などの単一材で形
成すると、吸音効果はやや劣るが加工が極めて簡単にで
きる。以上説明したように本発明に係る消音壁を新幹線
軌道や高速自動車に立設して防音すると、次のような防
音の諸効果が働く、即ち干渉効果による消音と、消音壁
の表面にリブ状吸音板を複数立設して吸音面積の増大
と、該リブ状吸音板を進行方向に傾斜させることによっ
て、その背部に渦流を発生させ、その渦流で音波を散乱
させて減音する効果。立設した消音壁の上部に湾曲面を
設け、気流の流れを変えることによって、該湾曲の突端
背部に渦流を発生させて、壁体頂上を回析する回析波音
を渦流によって散乱させて防ぐ効果等の、複合の防音効
果が相乗して、極めて優秀な防音効果をもつ消音壁であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る消音壁の一例を示す正面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａの断面図である。

【図３】図１の縦断面図である。

【図４】図３の吸音板に穿った吸音孔の一部を詳細に明
示した図である。図５、図６、図７、図８、図９は本発
明消音壁の一例の組立てを示す図である。

【図５】上部吸音板で、表面に複数のリブ状吸音板を立
設し、上部に湾曲面を有する吸音板である。

【図６】上部隔壁板である。

【図７】下部吸音板である。

【図８】壁体内下部に隔壁板を装着し、防振防音塗料を
塗布した図である。

【図９】湾曲板の背部を固定する補強板である。

【図１０】他の消音壁（請求項３）の正面図である。

【図１１】図１０の縦断面図である。

【図１２】図１１の一部を詳細に示した図である。

【図１３】図１０の横断面Ａ−Ａを示した図である。

【図１４】湾曲部にリブ状吸音板を立設した図である。

【図１５】図１４の側面図である。

【図１６】本発明消音壁の一例で、表面部に立設するリ
ブ状吸音板を、該表面に対して垂直に立設装着した消音
壁の正面図である。

【図１７】図１６の斜視図である。

【図１８】図１６のＡ−Ａの断面図である。

【図１９】投射音と吸音孔及び回析波の関係を巨視的に
表した図である。

【図２０】本発明消音壁の、投反射音の位相差を測定す
る装置Ａと、位相差による干渉効果の原理を図表した図
である。

【符号の説明】

１ 壁体 ２ｔ、２ｂ 隔壁板 ３ｔ、３ｂ 吸音板 ４、４ｐ リブ状吸音板 ５、５’ 湾曲部 ６ 保護板 ７ ブラケット ８ 受台 ９、９’ 単一吸音板 Ｓ 投射音 ｈ 吸音孔 ｄ 回析波音 ２Ａ、２Ｂ 吸音板 ２Ｃ 遮音壁 Ａ 測定装置 Ｂ 位相差による干渉装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板、プラスチック、木板、無機質材
   などの硬質材で形成した箱状の壁体１の内部下方を、隔
   壁板２ｂで区画し固定する。この区画した区画室の内側
   面全体に、金属粉又は重質量物の粉末を混入し、均一分
   散させて形成してなる防振防音塗料を塗布する。上記構
   造の壁体内の隔壁板２ｂの上に、パネルとパネルの間に
   防音材、即ち石綿、ガラス繊維、ロックウール等の無機
   質又は有機質繊維をパネル状に形成した吸音材を介在さ
   せた積層板に複数個の秀孔を穿って形成した吸音板３ｂ
   を嵌着し、その上に、隔壁板２ｔを装着する。装着した
   吸音板３ｂ及び隔壁板２ｔと、壁体１内の上部にも前記
   防振防音塗料を塗布して形成する。上記構造の上部へ、
   吸音板３ｔの上面にリブ状に形成した吸音板４を複数立
   設して装着した構造の吸音板３ｔの長手方向の一端に更
   に湾曲面５を設けて形成した構造の吸音板３ｔを装着し
   たことを特徴とする消音壁。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載のリブ状吸音板４
   を、吸音板３ｔの表面に対して所要の角度をもたせて、
   傾斜して装着したことを特徴とする消音壁。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載の消音壁に於いて、
   上部吸音板９を、単一板、即ち金属板に複数の透孔を穿
   って形成した吸音板９にリブ状吸音板Ｐを装着し、該リ
   ブ状吸音板端部と湾曲板９’を、ブラケット７で連結固
   定し、背部に保護カバー６を装着して形成したことを特
   徴とする消音壁。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の上部吸音板３ｔの湾曲
   部５を、該吸音板３ｔとは、個別に加工してこれを装着
   するように構造したことを特徴とする消音壁。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の上部吸音板３ｔの表面
   部に複数のリブ状吸音板４を垂直に立設して装着固定し
   たことを特徴とする消音壁。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の吸音板を金属板、プラ
   スチック、無機質材等の単一材で形成したことを特徴と
   する消音壁。