JPH11256523A - 防音壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路交通騒音や鉄道騒音などの騒音防止など
に使用される防音壁に関し、特にその高さを低く抑えつ
つ、かつ高い遮音性能を示す防音壁を供給する。 【構成】 地面上に建てられた通常の防音壁の上縁部
に、騒音の主成分をなす周波数の１／４波長の深さを持
つ音響管をある幅にわたって多数配列し、かつその音響
管開口部付近に吸音体を取り付けているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、高速道路や高速鉄道
などの側面に設けられる防音壁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 高速道路や高速鉄道に沿って、交通騒
音を制御するために防音壁が設けられている。近年、走
行車両の増加や走行スピードの上昇による騒音レベルの
上昇により、この防音壁の高さは次第に高くなり、現在
８ｍもの高さのものが存在するようになっている。一
方、これらの道路や鉄道沿線の住民にとっては日照の妨
げ、電波障害が生じ、また運転者や乗客にとっては視界
が遮られ、快適な走行が疎外されている。また道路、鉄
道建設者側にとっては防音壁の高さが高くなれば、風圧
や重量の問題から建設コストの上昇という問題を抱えて
いる。

【０００３】これに対して、防音壁の高さは一定に保ち
つつ、その遮音性能を向上させる試みがなされてきた。
初期の段階では、防音壁の表面を吸音性にし、遮音性能
向上が計られた。次ぎには防音壁エッジ部分を音源側に
折曲げ、等価的に防音壁の高さを高くすることも試みら
れた。これは防音壁に厚さをもたせ、その厚さの効果を
期待したものである。更に防音壁エッジ部分に吸音性の
円筒状物体を取り付け、エッジの音圧を下げることで遮
音性能を向上させる試みもなされ、現在実用もされてい
る。また１／４波長音響管を円筒の周囲に配列したもの
を防音壁エッジに沿って取り付けたものや、断面がＴ字
型でその頂上面に音響管を配列し、大きな遮音性能を得
ようとするものもある。

【０００４】防音壁の表面を吸音性にする方法では、低
周波数域に対しては表面吸音材料の厚さが厚くなり、ま
た耐候性のある材料で吸音性能の高い材料が少ないこと
から、多くの遮音性能は望めない。防音壁エッジ部分を
音源側に折曲げ、等価的に防音壁の高さを高くする方法
は現在も利用はされているが、その折曲げの効果が小さ
いため、結果的に全体としての防音壁の高さは高いもの
である。防音壁エッジ部分に吸音性の円筒状物体を取り
付け、エッジの音圧を下げることで遮音性能を向上させ
る方法では、吸音材料の厚さと適用周波数範囲が関係
し、低い周波数では大きな吸音性能が望めない。１／４
波長音響管を円筒の周囲に配列したものを防音壁エッジ
に沿って取り付ける方法では、一種類の深さの音響管の
みを用いており、音響管の放射インピーダンスの影響で
その管の共鳴周波数よりわずか下の周波数において、円
筒表面の音圧が極端に高くなり（これを負の効果と呼
ぶ）、周波数帯域の広い騒音に対しては期待したほどの
遮音性能が得られていない。断面がＴ字型で、頂上面に
音響管を配列したものでは制御周波数帯域を広げるため
に複数の周波数に共鳴するように音響管の長さを設計し
ている。

【０００５】しかし、複数の共鳴周波数を持つように設
計され、異なった長さを持つ音響管を配列することによ
り、本来一つの長さの音響管が持っている遮音性能と他
の周波数に設計された音響管の負の効果が重なり合い、
全体としての遮音性能は低減しているのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、この様な
問題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は音響
管の放射インピーダンスの影響で、その管の共鳴周波数
よりわずか下の周波数において、円筒表面の音圧が極端
に高くなるのを吸音材料を用いて制御し、防音壁として
の遮音性能を向上させようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本発明者は上記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、防音壁上縁に沿って取り付
けられる音響管配列の、各音響管開口部近傍に吸音性物
体を取り付けることで、本発明を完成した。

【０００８】すなわち、本発明は、防音壁の上縁に沿っ
て、騒音の主成分をなす周波数に対する１／４波長音響
管を配列した構造体を取り付けた防音壁を基本型とし、
更にその遮音性能高めるために、音響管開口部近傍に吸
音性物体を取り付けたことを特徴とする防音壁を要旨と
する。

【０００９】ここで本発明を実施例を示しながら説明す
る。一般に用いられる自動車交通騒音スペクトルを図１
に示す。この騒音に対して高さ３ｍの、従来型の単純な
防音壁背後における騒音スペクトルを実験的に求めたの
が図２の四角印で示す値である。このとき音源は防音壁
より５ｍの地面上、受音点は音源と反対側の地面上２５
ｍの地点である。その地点での全周波数帯域に対する騒
音の大きさ、すなわち騒音レベルは図２の右端のオーバ
ーオール値を見れば７７．５ｄＢである。

【００１０】これに対して従来の発明である「騒音の主
成分をなす音波の波長の１／４の長さを有し終端が閉じ
た音響管を並設した筒状の集合体を、壁面本体の上縁に
沿って取り付けられた防音壁」（図３参照）の高さを従
来型防音壁の高さ３ｍと同じにし、上記の防音壁と置き
換えて、防音壁背後の同じ地点での騒音スペクトルは図
２の丸印で示すものである。この場合６３０Ｈｚ付近で
は四角印で示される値より丸印で示される値は１０ｄＢ
も小さく、この筒状物体による騒音低減効果が大きいこ
とを示している。このとき用いられた筒状物体に配列さ
れた音響管の深さは１７ｃｍで、５００Ｈｚの音波の波
長の１／４にほぼ等しい。この音響管の長手方向断面が
長方形ではなく、開口部方向に向かって開いている。こ
れによりこの音響管の共鳴が５００Ｈｚではなく６３０
Ｈｚ付近で生じている。しかし、３１５Ｈｚ付近では筒
状物体を取り付けることで、従来型防音壁による背後音
圧レベルより大きな音圧レベルが観測されている。これ
が上記の「負の効果」と呼んでいるものである。また６
３０Ｈｚの倍の周波数である１２５０Ｈｚ付近でも高い
音圧レベルが観測されており、これは開口部における入
射波の位相と音響管の底で反射されてくる反射波の位相
が同相となり、音圧が上昇することによるものである。
これらの影響で、６３０Ｈｚ付近の大きな騒音低減性能
も有効に作用せず、全周波数帯域で見れば図２の右端の
ように７６．２ｄＢで、筒状に構成された音響管配列の
効果は１．３ｄＢにしかならない。

【００１１】そこでこれらの負の効果を小さくするため
に、図４に示すように筒状に配列された音響管の開口部
付近に吸音体を取り付けた場合について、高さは同じに
保ちながら防音壁背後の騒音スペクトルを測定した結
果、図２の三角で示すような値となった。結果としては
６３０Ｈｚ付近では音圧レベルは少々高くなるものの、
３１５Ｈｚ，１２５０Ｈｚ付近では丸印で示される値よ
りも小さな値を示している。特に４００Ｈｚでは１０ｄ
Ｂ以上の低減がある。総合的な評価としては、図２の右
端のオーバーオール値を見れば明らかで、音響管のみを
配列したものより１．８ｄＢ大きな効果が得られてお
り、単純な防音壁に比べれて３．１ｄＢの遮音効果増加
があった。これは単柔な防音壁の嵩上げ効果としては
２．５ｍ程度に匹敵するものである。すなわち、３ｍの
高さの従来型防音壁に、吸音体が取り付けられたこの直
径約６０ｃｍ程度の筒状音響管配列を取り付けるだけ
で、高さを２．５ｍ高くしたことと等価であることを意
味する。

【００１２】

【作用】 以上音響管配列により構成され、防音壁エッ
ジ近傍に取り付けられる構造体の音響管開口部付近に吸
音体を取り付けることで、音響管特有の「負の効果」を
小さくすることができ、全周波数帯域として騒音レベル
を大きく低減することができる。この吸音体を取り付け
る基本構造は筒状に音響管を配列したものに限らず、音
響管配列を利用するものには全て適用できる。例えば、
図５に示すようなマッシュルーム型のもの、図６に示す
Ｔ字型のもの、図７に示すような逆三角型のもの、など
音響管配列を利用するものが対象である。また取り付け
られる吸音物体の断面も、今回の実験では断面の直径が
７０ｍｍ，肉厚２０ｍｍのものを用いているが、円、方
形、三角など形を問わず、吸音性能を示すだけの大きさ
があればよい。

【００１３】

【発明の効果】 以上に説明したように、本発明による
防音壁は従来型の防音壁の頂部に騒音の主成分をなす周
波数の１／４波長音響管を一種類あるいは複数種類配列
し、かつその開口部付近に吸音体を取り付けることによ
り、大きな挿入損失を得ることができるという効果をも
っている。また、吸音材料としては材料的にグラスウー
ルのような鉱物性のものからアルミ繊維でできている金
属製のものまで何でも良く、効率的に音を吸収するもの
であればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般に用いられる自動車交通騒音のスペクトル
図

【図２】各種防音壁背後の騒音スペクトルの図

【図３】騒音の主成分をなす音波の波長の１／４の長さ
を有し終端が閉じた音響管を並設した筒状の集合体を、
壁本体の上縁に沿って取り付けた防音壁の図

【図４】騒音の主成分をなす音波の波長の１／４の長さ
を有し終端が閉じた音響管を並設した筒状の集合体で、
かつ音響管の開口部付近に吸音体を取り付けた集合体
を、壁本体の上縁に沿って取り付けた防音壁の図図

【図５】マッシュルーム型に音響管を配列した構造体を
防音壁エッジに取り付けた図

【図６】Ｔ字型に音響管を配列した構造体を防音壁エッ
ジに取り付けた図

【図７】逆三角形型に音響管を配列した構造体を防音壁
エッジに取り付けた図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音の成分をなす音波の波長の１／４波
   長の長さを有し、終端が閉じた多数の音響管を並設した
   構造体で、それらの音響管の開口部エッジ近傍に吸音物
   体が取り付けられている構造体が、上縁に沿って取り付
   けられた、防音壁
2. 【請求項２】 騒音の成分をなす複数の周波数の音波の
   波長の１／４波長の長さを有し、終端が閉じた多数の音
   響管を並設した構造体であり、それらの音響管の開口部
   エッジ近傍に吸音物体が取り付けられている構造体が、
   上縁に沿って取り付けられた、防音壁