JP2005290722A - 防音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型で低周波から高周波まで広い周波数範囲にわたる騒音に対して充分な防音効果を有する防音装置を提供する。
【解決手段】 防音壁（２）の上縁に設けられる防音装置（１０）において、水平な底部（１４）と、水平な天井（１２）と、底部と天井間を連結する縦壁（２０）及び仕切壁によって区画された複数の低周波共鳴室（２２Ｌ）と、天井に設けられ低周波共鳴室と外部とを連通する開口とからなる低周波防音部（１０Ｌ）と、少なくとも一部が傾斜した底部（１６）と、傾斜した底部に立設された縦壁及び仕切壁によって区画され天井を有しない複数の高周波共鳴室（２２Ｈ）とからなる高周波防音部（１０Ｈ）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、道路、鉄道、工場等からの騒音を遮断する防音壁の上縁に取り付けられる防音装置に関するものである。

従来の防音壁は、高くすることにより、騒音を遮断しようとしていた。しかしながら、防音壁の高さを高くすると、強い風圧を受けたり、工費が高くなったり、日照被害を大きくしたり、見晴らしが悪くなったりと、不都合なことが多くなり、防音壁の高さには限界があった。また、単に防音壁を高くしただけでは、低周波の騒音は、防音壁の上縁で回折して受音者側に到達するため、充分に騒音を遮断することができなかった。

このため、下記特許文献１では、図６に示したような防音装置８０を提案している。この防音装置８０は、防音壁８１の上縁に設けるもので、水平な閉塞部材８９の下面に空洞部８２ａ−８８ａが取り付けられ、各空洞部８２ａ−８８ａが閉塞部材８９に設けられた開口８２−８８によって外部と連通するものである。各空洞部８２ａ−８８ａは、ヘルムホルツ共鳴器と呼ばれ、音速ｃ、開口８２−８８の開口面積ｓ、開口８２−８８の首下長さｄ、空洞部８２ａ−８８ａの容積Ｖによって定まる共振周波数ｆｏを有している。空洞部８２ａ−８８ａの共振周波数ｆｏは、次の（１）式で決まる。

ｆｏ＝｛ｃ／（２π）｝√｛ｓ／（ｄ・Ｖ）｝ （１）
たとえば、ｃ＝３４０ｍ／ｓ、Ｖ＝０．０２ｍ^３、ｓ＝１０ｃｍ^２、ｄ＝１ｃｍとすると、ｆｏ＝１２１Ｈｚとなる。ここで、各空洞部８２ａ−８８ａは、互いの容積Ｖを変えて、各空洞部８２ａ−８８ａの共振周波数ｆｏを互いに少しづつ変えてある。

共振周波数ｆｏ以上の騒音が防音装置８０の上側に来ると、空洞部８２ａ−８８ａ内の空気は騒音と逆位相で振動し、騒音の音圧を下げることになる。特に、共振周波数付近の騒音に対しては、空洞部８２ａ−８８ａ内の空気が共振するので、効果的に騒音を低減できる。こうして、騒音の音圧が下がると、防音装置８０上を回折する騒音も減少する。また、前記（１）式で定まる共振周波数ｆｏは空洞部８２ａ−８８ａが小さくても充分低くくなるとともに、各空洞部８２ａ−８８ａの共振周波数ｆｏを互いに少しづつ変えているので、この防音装置８０は低周波領域の広い範囲にわたって騒音を効果的に減少させることができる。しかも、各空洞部８２ａ−８８ａで発生する共鳴音は、開口８２−８８が上方を向いているため上方にのみ放射され、受音者の方へは放射されないので、共鳴音が騒音となることもない。
特許第３４８５５５２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された防音装置８０は、小型ながら、各空洞部８２ａ−８８ａの共振周波数ｆｏが低いため、低周波の騒音に大きな防音効果があるものの、逆に高周波の騒音については防音効果が不十分であるという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、小型で低周波から高周波まで広い周波数範囲にわたる騒音に対して充分な防音効果を有する防音装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、防音壁の上縁に設けられる防音装置において、底部と、水平な天井と、前記底部と前記天井の間を連結する縦壁及び仕切壁によって区画された低周波共鳴室と、前記天井に設けられ前記低周波共鳴室と外部とを連通する開口とからなる低周波防音部と、底部と、底部に立設された縦壁及び仕切壁によって区画され天井を有しない高周波共鳴室とからなる高周波防音部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記低周波共鳴室は複数設けられ、各低周波共鳴室の共振周波数は互いに異ならせてあり、前記高周波共鳴室も複数設けられ、各高周波共鳴室の共振周波数は、各高周波共鳴室の深さを変えることにより、互いに異ならせてあることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記低周波防音部及び高周波防音部の上面にはフィルムを張り付けたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１、２又は２に係る発明において、受音者側端及び音源側端の少なくとも一方には吸音材が取り付けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、この防音装置は、底部と、水平な天井と、前記底部と前記天井間を連結する縦壁及び仕切壁によって区画された低周波共鳴室と、天井に設けられ低周波共鳴室と外部とを連通する開口とからなる低周波防音部と、底部と、該底部に立設された縦壁及び仕切壁によって区画され天井を有しない高周波共鳴室とからなる高周波防音部とを備えたから、小型の防音装置でありながら、低周波から高周波までの広い周波数領域の騒音に対して充分な防音効果を有する。

請求項２に係る発明によれば、さらに、低周波共鳴室及び高周波共鳴室は、それぞれ複数設けられ、それらの共振周波数は互いに異ならせてあるので、低周波から高周波までの広い周波数領域の騒音に対して、いっそう充分な防音効果を有する。

請求項３に係る発明によれば、さらに、前記低周波防音部及び高周波防音部の上面にはフィルムを張り付けたから、各共鳴室の共振周波数から離れた周波数の騒音に対しても、防音効果が大きくなる。

請求項４に係る発明によれば、さらに、防音装置の受音者側端及び音源側端の少なくとも一方には吸音材が取り付けられたから、高周波の騒音が吸音され、いっそう防音効果が大きくなる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例の防音装置の横断面図である。図２は、前記防音装置の斜視図である。本実施例の防音装置１０は、低周波の騒音を減少させる低周波防音部１０Ｌと、高周波の騒音を減少させる高周波防音部１０Ｈと、両防音部１０Ｌ、１０Ｈの天井面以外を覆うカバー４とからなる。両防音部１０Ｌ、１０Ｈは、互いに連結され、両端をボルト８によってカバー４に固定され、カバー４はボルト６によって防音壁２の上端に固定される。

低周波防音部１０Ｌは、水平な天井１２と、水平な底部１４と、天井１２と底部１８と連結する縦壁２０とを有し、天井１２と縦壁２０と底部１４で区画される空洞すなわち低周波共鳴室２２Ｌからなる。天井１２には、各低周波共鳴室２２Ｌと外部とを連通するスリット（開口）２４が設けられる。各低周波共鳴室２２Ｌは、長手方向（防音壁２に沿う方向）に沿って適宜間隔で仕切壁３０（図２参照）で区切られる。そして、各低周波共鳴室２２Ｌの容積Ｖ、スリット２４の開口面積ｓ、スリット２４の首下長さｄを少しづつ変えて、各低周波共鳴室２２Ｌの共振周波数ｆｏも互いに少しづつ変わるようにしている。各低周波共鳴室２２Ｌの共振周波数ｆｏは、音源２６の出す騒音の周波数分布に応じて適切に選定される。低周波防音部１０Ｌは、前記特許文献１に記載された防音装置と同じ原理によって、低周波領域の広い範囲にわたって騒音を減少させる。

低周波防音部１０Ｌの受音者２８側端には、高周波防音部１０Ｈが溶接等適宜手段によって結合される。高周波防音部１０Ｈは、少なくとも一部が幅方向に傾斜した底部１６と、底部１６に立設された縦壁２０と、底部１６と縦壁２０で区画される上方に開放された空洞すなわち高周波共鳴室２２Ｈからなる。各高周波共鳴室２２Ｈも、防音壁２方向に沿って適宜間隔で仕切壁３０で区切られている。各高周波共鳴室２２Ｈの深さＬは、傾斜した底部１６のために少しづつ変わっており、これによって、各高周波共鳴室２２Ｈの共振周波数ｆｏも互いに少しづつ変わるようになっている。

各高周波共鳴室２２Ｈは、複数の縦壁２０と傾斜した底部１６によって形成したから、水平な底を個々に有する共鳴室を形成するよりも、少ない部品数で済むうえ、安価で容易に製造できる。また、防音装置１０を長手方向に沿ってわずかに傾斜させておくと、各高周波共鳴室２２Ｈに雨水等が侵入しても、各高周波共鳴室２２Ｈの傾斜した底部１６の最も低い部分に沿って雨水等を確実に流して水はけを良くすることができ、防音装置１０の耐久性を高めることができる。

高周波防音部１０Ｈの高周波共鳴室２２Ｈ内の気柱が共鳴するのは、高周波共鳴室２２Ｈの底部１６が節で開口部が腹となる定常波が、入射波と反射波の干渉によって発生するときである。したがって、定常波の節と腹の間隔は、入射波の１／４であるから、高周波共鳴室２２Ｈの深さＬの４倍の波長を有する音波が入射すると、高周波共鳴室２２Ｈは共鳴し、その共振周波数ｆｏは、音速ｃとすると、次の（２）式のとおりである。
ｆｏ＝ｃ／（４Ｌ） （２）
たとえば、ｃ＝３４０ｍ／ｓ、Ｌ＝９ｃｍとすると、ｆｏ＝９４４Ｈｚとなる。したがって、高周波共鳴室２２Ｈはコンパクトに設計できるので、防音装置１０の小型化を維持できる。各高周波共鳴室２２Ｈの共振周波数ｆｏも、音源２６の出す騒音の周波数分布に応じて適切に選定される。

この高周波防音部１０Ｈにおいても、共振周波数ｆｏ以上の騒音が防音装置１０の上側に来ると、各高周波共鳴室２２Ｈ内の空気は騒音と逆位相で振動し、騒音の音圧を下げることになる。特に、共振周波数ｆｏ付近の騒音に対しては、高周波共鳴室２２Ｈ内の空気が共振するので、効果的に騒音を低減できる。そして、共振周波数ｆｏを人が最も敏感に感じる１０００−２０００Ｈｚ付近にすることが容易なので、騒音の低減効果を極めて大きくできる。また、高周波防音部１０Ｈは、各高周波共鳴室２２Ｈの共振周波数ｆｏが互いに少しづつ変わるようにしているため、高周波領域の広い範囲にわたって騒音を効果的に減少させることができる。こうして、騒音の音圧が下がると、防音装置１０上を回折する騒音も減少する。しかも、各高周波共鳴室２２Ｈで発生する共鳴音は、上方にのみ放射され、受音者２８の方へ放射されないので、共鳴音が騒音となることもない。

この防音装置１０各部の材料は、所定の対候性と強度を有するものであれば、金属、合成樹脂等、どのようなものでもよい。この防音装置１０は、数メートルの長さユニットからなる、これらのユニットを防音壁２上で互いに端部を接続して防音装置１０全体を構成する。そして、防音装置１０の幅はできる限り大きくすることが望ましい。

図３に、本発明の第２実施例を示す。本実施例は、前記第１実施例の防音装置１０の低周波防音部１０Ｌ及び高周波防音部１０Ｈの上面に薄い膜状のフィルム３２を張り付けたものである。図４に示したように、共鳴室２２Ｌ、２２Ｈにフィルム３２を張り付けたものＥ２は、フィルム３２を張り付けないものＥ１と共振周波数ｆｏは変わらないが、共振周波数ｆｏから離れた周波数領域での吸音率が大きく、全体的に防音効果が大きくなる。また、このフィルム３２は、塵埃や雨水等から防音装置１０内部を保護する働きもある。

図５に、本発明の第３実施例を示す。音波の回折の量は回折部の音圧と比例するため、端部に吸音材を配置することにより、すなわち、本実施例は、前記第１実施例の防音装置１０の端部に吸音材３４を配置することにより、回折する騒音を減少させるものであり、防音装置１０の音源側端と受音者側端の両方に吸音材３４を取り付けている。吸音材３４には、グラスウール等の多孔質吸音材を耐候性フィルムで被覆したもの等が用いられる。本実施例によれば、吸音材３４が８００Ｈｚ以上の高周波の騒音を良く吸収するので、いっそう防音効果が大きくなる。もちろん、音源側端と受音者側端の一方のみに吸音材３４を取り付けるだけでも、充分な防音効果がある。

ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、例えば、次のように変形してもよい。

前記第１実施例の防音装置１０の上面に薄い膜状のフィルム３２を張り付けるとともに、音源側端部と受音者端部には吸音材３４を取り付けてもよい。また、防音装置１０は、低周波防音部１０Ｌの天井１２を異なる開口面積ｓと首下長さｄを有するものと交換可能にされ、また、高周波防音部１０Ｈを異なる共振周波数ｆｏの高周波共鳴室２２Ｈを有するものと交換可能にしてもよい。こうすることにより、音源２６の周波数分布に応じて各共鳴室２２Ｌ、２２Ｈの共振周波数ｆｏを適切に変更することにより、最適の防音装置１０を容易に得ることができる。さらに、低周波防音部１０Ｌは、底部１４を水平にする必要はなく、水はけを良くするために、防音装置１０自体を長手方向にわずかに傾斜させるとともに、その底部１４に幅方向にもわずかな傾斜を与えてもよい。

本発明の第１実施例の防音装置の横断面図である。 前記第１実施例の防音装置の斜視図である。 本発明の第２実施例の防音装置の横断面図である。 防音装置の上面に張るフィルムの効果を説明する図である。 本発明の第３実施例の防音装置の横断面図である。 従来の防音装置の断面図である。

符号の説明

１０ 防音装置
１０Ｌ 低周波防音部
１０Ｈ 高周波防音部
１２ 天井
１４ 水平な底部
１６ 傾斜する底部
２０ 縦壁
２２Ｌ 低周波共鳴室
２２Ｈ 高周波共鳴室
２４ スリット（開口）
３０ 仕切壁
３２ フィルム
３４ 吸音材

Claims (4)

1. 防音壁の上縁に設けられる防音装置において、
   底部と、水平な天井と、前記底部と前記天井の間を連結する縦壁及び仕切壁によって区画された低周波共鳴室と、前記天井に設けられ前記低周波共鳴室と外部とを連通する開口とからなる低周波防音部と、
   底部と、底部に立設された縦壁及び仕切壁によって区画され天井を有しない高周波共鳴室とからなる高周波防音部とを備えたことを特徴とする防音装置。
2. 前記低周波共鳴室は複数設けられ、各低周波共鳴室の共振周波数は互いに異ならせてあり、前記高周波共鳴室も複数設けられ、各高周波共鳴室の共振周波数は、各高周波共鳴室の深さを変えることにより、互いに異ならせてあることを特徴とする請求項１に記載の防音装置。
3. 前記低周波防音部及び高周波防音部の上面にはフィルムを張り付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の防音装置。
4. 受音者側端及び音源側端の少なくとも一方には吸音材が取り付けられたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の防音装置。

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