JP2002294638A - 遮音壁の制振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車道路用又は鉄道線路用の遮音壁が自動車
又は鉄道車両から発生する音に共振して却ってこれを増
幅してしまう問題を解消する。 【解決手段】自動車道路又は鉄道線路に沿って設置さ
れ、自動車又は鉄道車両からの音を遮断するための樹脂
パネルから成る遮音壁１２に対し、剛性のハウジング２
２と、ハウジング２２に対して遮音壁１２の振動方向に
遊動状態に設けられ、振動時にハウジング２２に衝突す
る衝突マス２８と、ハウジング２２と衝突マス２８との
間に形成され、衝突マス２８を振動方向に遊動させるた
めの隙間と、それらハウジング２２と衝突マス２８との
少なくとも一方の当り面に形成されたゴム弾性体３０の
層とを有する制振装置２０を装着して遮音壁１２を制振
するようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は自動車道路又は鉄
道線路に沿って設置され、自動車又は鉄道車両からの音
を遮断するための遮音壁の制振構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅等の密集地においては高速道
路等の自動車道路や鉄道線路に沿って、図６に示してい
るように遮音壁２００が設置され、自動車や鉄道車両か
らの音をその遮音壁２００で遮断するようになしてい
る。この種従来の遮音壁２００は、鋼製の枠ないし支柱
を自動車道路や鉄道線路に沿って所定間隔で配置し、そ
の下部をコンクリート中に埋め込んでそれら枠ないし支
柱を立ち上げ、そしてそれら枠ないし支柱間にコンクリ
ート板を下向きに差し込み且つこれを上方に積み上げて
コンクリート壁（遮音壁）を構成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのコン
クリート壁から成る遮音壁２００は現場施工が大変で、
施工コストが高いといった問題があった。そこで樹脂の
一体成形品から成るパネルを下端部において路盤等に固
定してこれを立ち上げ、以って遮音壁を構成することが
考えられている。このような樹脂の一体成形品から成る
パネルを固定し並べて行くことで遮音壁２００を構築し
た場合、全体としての施工の手間が簡単で施工コストを
安価に抑えることができる。

【０００４】しかしながらこの樹脂パネルから成る遮音
壁２００の場合、コンクリート壁から成る遮音壁２００
に比べて剛性が低いために、目的とする遮音周波数領
域、例えば５００〜３０００Ｈｚの範囲内で自身の固有
振動数を有していて、その固有振動数に基づいて自動車
等から同じ周波数の音（振動）が入って来たときに共振
を生じ、それ以外の周波数の音に対しては遮音効果を発
揮できるものの共振周波数の音に対しては却ってこれを
増幅してしまう恐れがあるといった問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の遮音壁の制振構
造はこのような課題を解決するために案出されたもので
ある。而して請求項１のものは、自動車道路又は鉄道線
路に沿って設置され、自動車又は鉄道車両からの音を遮
断するための遮音壁に対し、該遮音壁と一体変位する状
態で設けられた剛性の当り部と、該当り部に対して該遮
音壁の振動方向に遊動状態に設けられ、振動時に該当り
部に衝突する衝突マスと、該当り部と衝突マスとの間に
形成され、該衝突マスを該振動方向に遊動させるための
隙間と、それら当り部と衝突マスとの少なくとも一方の
当り面に形成された弾性体とを有する制振装置を装着し
て該遮音壁を制振するようになしたことを特徴とする。

【０００６】請求項２のものは、請求項１において、前
記遮音壁が樹脂パネルから成っていることを特徴とす
る。

【０００７】請求項３のものは、請求項１，２の何れか
において、前記制振装置が内部に遊動室を形成する剛性
のハウジングを有していて、該ハウジングにて前記当り
部が構成されており、該ハウジング内の該遊動室内に前
記衝突マスが遊動可能に収容されていることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、剛性の
当り部と、その当り部に対し遊動状態に設けられた衝突
マスと、それらの間に形成された隙間と、更に衝突マス
と当り部との間に介在する弾性体とを有する制振装置を
遮音壁に装着して遮音壁の振動を抑制するようになした
ものである。

【０００９】この制振装置は次のように働く。即ちこの
制振装置の場合、遮音壁が振動し始めるとその遮音壁と
一体に当り部が変位し、これと同期して振動し始める。
一方衝突マスは当り部に対して振動方向に遊動状態にあ
るため、即ち当り部に対し同方向に独立して自由に移動
するため、当り部の振動時にその当り部に衝突し、当り
部の振動即ち遮音壁の振動を打ち消すように作用する。

【００１０】このとき当り部に衝突した衝突マスにはそ
の当り部から逆向きに運動エネルギーが与えられ（従っ
て当り部の振動エネルギーの一部が衝突マスの運動エネ
ルギーとして吸収される）、衝突マスは逆方向に運動を
行う。そして最初の当り面とは逆位置にある当り面に再
び衝突してそこで再び当り部、即ち遮音壁の振動を打ち
消すように作用する。

【００１１】衝突マスは以後も同様の運動を当り部とは
逆位相ないし異なった位相で繰り返し行い、衝突の度に
遮音壁の振動エネルギーを吸収するとともに、これを自
身の運動エネルギーに変換して振動する当り部に衝突し
続ける。これによるエネルギー吸収によって遮音壁の振
動エネルギーが減衰し効果高く制振される。

【００１２】尚、当り部と衝突マスとの何れもが剛体か
ら成っていると、衝突時に大きな異音（衝突音）が発生
してしまう。しかるに本発明における制振装置では、当
り部と衝突マスとの少なくとも一方の当り面にゴム，樹
脂等の弾性体が形成してあるため、衝突時に大きな異音
が発生する問題がないとともに、衝突時における滑り摩
擦，弾性体の粘性挙動による制振作用によって遮音壁の
振動減衰が助長される。

【００１３】尚、遮音壁にダイナミックダンパを装着し
て振動を抑制するといったことも考えられる。このダイ
ナミックダンパは、遮音壁（振動部材）に対しダンパマ
スをばねを介して付加するもので、それらダンパマスと
ばねとから成る付加振動系の固有振動数を、主振動系の
固有振動数（遮音壁の固有振動数）に対しチューニング
することで、遮音壁の共振倍率を低くし制振することが
できる。

【００１４】しかしながらダイナミックダンパによる制
振では、単一の共振周波数の振動に対して効果を発揮す
るに過ぎず、他の周波数の共振を有効に防止することが
できない。即ち複数の周波数の共振に対しては有効でな
い。しかもダイナミックダンパの場合には、共振点の前
後に新たに別の共振を生じる問題がある。加えてばねと
してゴム弾性体を用いたときに、ゴム弾性体のばね定数
が温度によって変化するために制振特性の温度依存性が
高く、高温時や低温時に制振効率が減少してしまう。

【００１５】更にまたダイナミックダンパでは、ダンパ
マスとして大きな質量が必要であって（振動部材の１０
％程度の質量が必要）、装置全体の重量が重くなるとと
もに、必要な設置スペースも大きく、更にまた制振可能
な方向も定まっていて多方向の振動に対して有効に働か
ないといった種々の問題が内在している。

【００１６】しかるに本発明における制振装置では、衝
突マスを独立移動可能に設けておいて、これを制振対象
と逆位相ないし異なった位相で運動させ、振動エネルギ
ーを吸収減衰するものであるため周波数依存性が特にな
く、広い周波数範囲に亘って振動を抑制することがで
き、また衝突方向を多方向に取ることが容易且つ簡単で
あって、多方向の振動を抑制することができ、しかも温
度に対する依存性も小さく、高温から低温までの幅広い
温度範囲で良好な制振効果を発揮する。また衝突マスの
必要な質量も軽量で足り（振動部材の５％程度の質量で
足りる）、また装置全体の所要スペースが小さくコンパ
クトであって、尚且つ遮音壁に対し簡単に装着できるな
ど種々の特長を有している。

【００１７】因みに図１は本発明における制振装置の一
形態例をダイナミックダンパと比較して模式的に表した
もので、図中１はその制振装置を、２はダイナミックダ
ンパを表している。尚、３は制振装置１における衝突マ
ス、４は衝突マス３の外周面即ち当り面に形成した弾性
体を、５は当り部を成すハウジングを示しており、また
６はダイナミックダンパ２におけるダンパマス、７はば
ね（ゴム）を、更に８は振動部材を示している。

【００１８】図１（Ｂ）は、振動部材８に対して制振装
置１を装着したときの制振効果をダイナミックダンパ２
を装着した場合及びそれらを装着しない場合との比較に
おいて表したものである。但し図１（Ｂ）中ｃが制振装
置１を装着した場合、ｂがダイナミックダンパ２を装着
した場合、ａがそれらの何れをも装着しない場合をそれ
ぞれ示している。この図１（Ｂ）の制振特性から分るよ
うに、図１（Ａ）（イ）のダイナミックダンパ２を装着
した場合、特定の周波数領域（ここでは高周波数側の領
域）において共振を抑制できるものの、共振点の前後に
別の新たな共振を生じており、更に低周波数側での共振
に対しては効果を現していないが、図１（Ａ）（ウ）の
制振装置１の場合、高周波数側においても低周波数側に
おいても効果を現しており、更にまた共振点の前後に別
の新たな共振を生ぜしめるといった現象も生じない。以
上から明らかなように本発明に従って制振装置を遮音壁
に装着することでその振動を良好に抑制できることが分
る。

【００１９】本発明において、剛性の当り部は鉄，アル
ミニウム合金等の金属や硬質の樹脂その他の硬質材にて
構成することができる。また衝突マスはそれ自体、ゴ
ム，樹脂等の弾性体にて構成することができる。但しこ
の場合、その内部に金属粉等を混入させて成る高比重ゴ
ム，高比重樹脂等として構成しておくことが望ましい。

【００２０】またこの衝突マスは、これを弾性体にて構
成する場合においてこれを発泡体となしておくこともで
きる。但しより効果的な制振をなす上で衝突マスは鉄，
アルミニウム合金，鉛等の金属でこれを構成しておくこ
とが望ましい。

【００２１】本発明において、上記隙間は衝突マスを当
り部に対し最も効果的に衝突させる上で重要な意味があ
り、この意味において隙間は０．０５〜２．０ｍｍの範
囲で形成することが望ましく、より望ましくは０．２〜
１．０ｍｍの範囲である。

【００２２】本発明においては、上記弾性体としてゴ
ム，樹脂を用いることができる。ここでゴムとしては例
えばＮＲ，ＳＢＲ，ＢＲ等のジエン系ゴム，ＥＰＤＭ系
ゴム，ウレタン系ゴム，シリコン系ゴム等各種のゴムを
用いることができる。また樹脂としては例えばポリプロ
ピレンやポリアミド等の熱可塑性樹脂，ポリオレフィン
やウレタン，ポリエステル系の熱可塑性エラストマその
他のものを用いることができる。

【００２３】本発明は、従来のコンクリート壁から成る
遮音壁に適用することもできるが、特に樹脂パネルから
成る遮音壁に適用して効果が大である（請求項２）。こ
のような樹脂パネルから成る遮音壁に本発明を適用した
場合、遮音壁が固有振動数に基づいて入力振動と共振
し、自動車や鉄道車両等からの音を却って増幅してしま
うといったことを有効に防止することができる。即ち目
的とする遮音周波数領域の全域に亘って良好に遮音作用
をなすことができる。

【００２４】本発明においては、内部に遊動室を形成す
る剛性のハウジングを制振装置に備えておいてそのハウ
ジングにて上記当り部を構成するとともに、そのハウジ
ング内の遊動室内に衝突マスを遊動可能に収容しておく
ことができる（請求項３）。この場合、遮音壁に対して
後付けで簡単に制振装置を装着することができ、特にハ
ウジングを遮音壁と別体構造となしておいた場合、更に
容易に制振装置を遮音壁に且つ所望の位置に後付けで装
着することができ、遮音壁に優れた制振機能を付与する
ことができる。

【００２５】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図２において１０は鉄道の線路で、１２はこ
れに沿って設置された遮音壁である。遮音壁１２は、多
数の樹脂の一体成形品から成る樹脂パネル（ＦＲＰパネ
ル）１４を連設して構築してある。図３は樹脂パネル１
４を単体状態で示したもので、図示のようにこの樹脂パ
ネル１４は、板状の本体部１８の下端部に曲げ部１６を
有していて、その曲げ部１６において固定されている。

【００２６】図２及び図３において、２０はこれら樹脂
パネル１４即ち遮音壁１２の振動を抑制するために、樹
脂パネル１４に装着された制振装置で、この例では樹脂
パネル１４の上部にこれら制振装置２０が装着されてい
る。但し同図に示す装着位置はあくまで一例であって、
他の箇所にこれを装着することも勿論可能であり、樹脂
パネル１４の振動の腹の位置（振動が大きい位置）に装
着することが望ましい。また同図に示している制振装置
２０は、１枚の樹脂パネル１４に１個装着されているが
複数個付けても良く、その方がより効果的である。

【００２７】図４に制振装置２０の具体的構成が示して
ある。同図に示しているようにこの例の制振装置２０
は、当り部を成す金属製のハウジング２２を有してい
る。ハウジング２２は両端部に固定部２４を有してい
て、その固定部２４においてねじ締結具等により遮音壁
１２を成す樹脂パネル１４に固定されている。

【００２８】ハウジング２２の内部には遊動室２６が形
成されている。ここでは遊動室２６は円柱状の空間を形
成するように設けられており、且つハウジング２２内部
においてかかる遊動室２６が複数個（ここでは２個）並
んで設けられている。これら遊動室２６内には、金属製
の衝突マス２８が遊動可能に収容されている。

【００２９】これら衝突マス２８は円柱状をなしてお
り、且つその外周面全面に亘ってゴム弾性体３０の層が
加硫接着により被着してある。但しゴム弾性体３０の層
は、加硫接着以外の手段で接着しておいても良いし、或
いはまた接着することなく単に衝突マス２８の外周面を
被覆する状態で形成しておくこともできる。これら衝突
マス２８と遊動室２６の内周面との間、厳密にはゴム弾
性体３０の外周面と遊動室２６の内周面との間には所定
の隙間が形成してある。ここで隙間は図４（Ｃ）に示し
ているように水平方向に２ｄである。尚３２は、衝突マ
ス２８が遊動室２６の軸方向端の開口から抜け出すのを
防止すべくハウジング２２に設けられた抜止部である。

【００３０】本例における制振装置２０の場合、遮音壁
１２が水平方向に振動し始めるとこれと一体にハウジン
グ２２が変位し、遮音壁１２と同期して水平方向に振動
し始めるが、一方の衝突マス２８はハウジング２２に対
して振動方向（水平方向）に遊動状態にあって独立して
自由に移動するため、ハウジング２２の振動時に衝突マ
ス２８がハウジング２２に対し振動方向に衝突し、ハウ
ジング２２の振動即ち遮音壁１２の振動を打ち消すよう
に作用する。

【００３１】このとき衝突マス２８にはハウジング２２
から逆向きに運動エネルギーが与えられ、衝突マス２８
は逆方向に運動を行う。そして最初の当り面とは逆位置
にある当り面に再び衝突して遮音壁１２の振動を打ち消
すように作用する。

【００３２】衝突マス２８は以後も同様の運動をハウジ
ング２２とは逆位相ないし異なった位相で繰り返し行
い、衝突の度にハウジング２２、即ち遮音壁１２の振動
エネルギーを吸収するとともに、これを自身の運動エネ
ルギーに変換する。これによるエネルギー吸収によって
遮音壁１２の振動エネルギーが減衰し効果高く制振され
る。

【００３３】この制振装置２０では、衝突マス２８の外
周面にゴム弾性体３０の層が形成してあるため、衝突時
に大きな異音が発生する問題がない外、衝突時における
滑り摩擦，ゴム弾性体３０の制振作用により遮音壁１２
の振動減衰が助長される。

【００３４】またこの制振装置２０は、ダイナミックダ
ンパと異なって周波数依存性が特になく、広い周波数範
囲に亘って振動を抑制することができ、また温度に対す
る依存性も小さく、高温から低温までの幅広い温度範囲
で良好な制振効果を発揮する。また衝突マス２８の必要
な質量も軽量で足りるため、装置全体の所要スペースが
小さくコンパクトであるとともに、遮音壁１２に対する
装着が簡単であるなど種々の特長を有している。

【００３５】本例においては、遮音壁１２と別体構造の
ハウジング２２を制振装置２０に備えてそのハウジング
２２にて当り部を構成し、ハウジング２２内の遊動室２
６内に衝突マス２８を遊動可能に収容していることか
ら、遮音壁１２に対して所望の位置に後付けで簡単に制
振装置２０を装着することができ、遮音壁１２に優れた
制振機能を付与することができる。

【００３６】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示である。例えば上に示した樹脂パネル１４
はあくまで一形態例に過ぎず、図５に示す樹脂パネル１
４、即ち底部３４を有してその底部３４において固定さ
れる形態の樹脂パネル１４その他の樹脂パネルを用いた
遮音壁に本発明を適用することも可能であるし、更には
また鉄道線路における遮音壁以外に高速道路等の自動車
道路における遮音壁に本発明を適用することも可能であ
る。尚図５において制振装置２０は樹脂パネル１４に１
個装着されているが、この図５の樹脂パネル１４その他
の樹脂パネルを用いた場合においても制振装置２０を複
数個装着しても良く、その方がより効果的である。更に
はまた場合によってコンクリート製その他の遮音壁に本
発明を適用することも可能であるなど、本発明はその主
旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構
成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）：本発明における制振装置の一形態例を
ダイナミックダンパと比較して模式的に示す図である。 （Ｂ）：（Ａ）の制振装置の効果の説明図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図である。

【図３】図２に示す樹脂パネル単体を制振装置装着状態
で示した図である。

【図４】図２及び図３における制振装置の構成を示す図
である。

【図５】樹脂パネルの他の形態例を示す図である。

【図６】本発明の背景説明のための説明図である。

【符号の説明】

１０ 線路 １２ 遮音壁 １４ 樹脂パネル ２０ 制振装置 ２２ ハウジング ２６ 遊動室 ２８ 衝突マス ３０ ゴム弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車道路又は鉄道線路に沿って設置さ
   れ、自動車又は鉄道車両からの音を遮断するための遮音
   壁に対し、該遮音壁と一体変位する状態で設けられた剛
   性の当り部と、該当り部に対して該遮音壁の振動方向に
   遊動状態に設けられ、振動時に該当り部に衝突する衝突
   マスと、該当り部と衝突マスとの間に形成され、該衝突
   マスを該振動方向に遊動させるための隙間と、それら当
   り部と衝突マスとの少なくとも一方の当り面に形成され
   た弾性体とを有する制振装置を装着して該遮音壁を制振
   するようになしたことを特徴とする遮音壁の制振構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記遮音壁が樹脂パ
   ネルから成っていることを特徴とする遮音壁の制振構
   造。
3. 【請求項３】 請求項１，２の何れかにおいて、前記制
   振装置が内部に遊動室を形成する剛性のハウジングを有
   していて、該ハウジングにて前記当り部が構成されてお
   り、該ハウジング内の該遊動室内に前記衝突マスが遊動
   可能に収容されていることを特徴とする遮音壁の制振構
   造。