JP2010526950A - ノイズ低減器 - Google Patents

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Abstract

従来のノイズ低減器は、ノイズ低減効果が低く、防音壁へノイズ低減器を設置するために高コスト及び長時間がかかるという問題がある。本発明は、設置容易性とノイズ低減効果とを改善するために、螺旋形状の断面を有する板状の螺旋部を備える螺旋形部材と、螺旋形部材の両側の開口部を密閉する2つの側部密閉部材と、螺旋形部材の内部に配置され、2つの側部密閉部材を螺旋形部材にかたく保持する中心部材と、を備えたノイズ低減器を提供する。

Description

本発明は、ノイズ低減器に関し、より詳細には、道路の境界に設置される防音壁に設置されるノイズ低減器に関する。
道路で発生するノイズが隣接するアパートなどの建物に伝わると、アパートに住んでいる人々に多くの不便を与える。このノイズの問題を解決するために、一般に道路の境界に防音壁が設置される。防音壁は、道路上に等間隔に配置される支柱と、支柱間で結合された防音パネルとを含む。また防音パネルの内部にノイズ吸音材が配置され得る。
しかし、従来の防音壁は、アパートの低い階まで伝わってくるノイズをある程度遮断することができるが、高い階に伝わるノイズを十分に遮断することができない。高い階まで伝わるノイズを遮断するために防音壁の高さを高くすることが考えられるが、防音壁の高さを高くすると、風圧や防音壁に隣接するアパートの眺望権や設置費用の面で限界がある。
図1に韓国実用新案第378864号のノイズ低減器10を示す。ノイズ低減器10では、‘H’字状の断面を有する支柱2が所定間隔で道路構造物1上に立てられ、防音パネル3が2つの支柱2間に積層されて防音壁5を形成している。通常は、2つの支柱間の距離Lは、1m〜10mである。
ブラケット4を使用して防音壁5上に装着されたノイズ低減器10は、複数のノイズ低減ユニット11を係合することによって形成される。ノイズ低減ユニット11は、ノイズ低減ユニット11の一側部に形成された突起物(図示せず)およびノイズ低減ユニット11の他の側部に形成された溝15を使用して互いに係合される。
一つの防音壁5(2つの支柱2の間に防音パネル3を積層することによって形成される一単位の防音壁)に装着されるノイズ低減器10は、ノイズ低減ユニット11の製造のために図1に示したような複数のノイズ低減ユニット11を係合することによって形成される。
ノイズ低減ユニット11は、射出成形方法によって製造されるが、この方法では、成形物(ノイズ低減ユニット)の長さを50cmまたはそれ以上とすると、射出成形工程を実行するためのモールド(成形枠)を製造するために数千万ウォンのコストがかかってしまう。したがって、射出成形によって製作されるノイズ低減ユニット11の長さ(T)は、製作費を下げるために最大50cmに制限される。
しかし、ノイズ低減器10では、一つの防音壁5に10〜20個のノイズ低減ユニット11を設置するために、多数(数十〜数百)の突起物及び溝15を係合しなければならないので、防音壁にノイズ低減ユニット11を設置するためには多くの時間と労働が必要となる。
図2に示したように、道路で発生したノイズ(N1、N2ノイズは、音波の進行方向を示す)は、ノイズ低減器10に向かって進む。ノイズのうち一部(N1)は、ノイズ低減ユニット11の側部12に形成された穴12aを通過して側部12の内部に配置された吸音材13に吸収される。しかし、側部12を越えて進むノイズは、アパートへ伝わるかまたは内壁14で反射される。
ノイズは、音波であり、少量のノイズエネルギーは、回折により内壁14によって減少することができる。しかし、ノイズの進行方向と内壁14によって画定される内部空間14aの延長方向とはほぼ直角に近いので、その結果、ノイズの相殺干渉(destructive interference)を十分に発生させられない。したがって、ノイズの相殺干渉による顕著なノイズ低減効果を得ることは難しい。
本出願と関連する韓国特許出願第2005-111195号の審査過程では、日本特許第3616623号公報及び韓国実用新案第380489号公報が進歩性を否定する引用参照として提示された。しかしながら、韓国特許出願第2005-111195号公報は、請求項の補正によって特許が付与された。本出願は、韓国特許出願第2005-111195号の発明を改良したものである。
韓国実用新案第378864号公報 韓国特許出願第2005-111195号公報 日本特許第3616623号公報 韓国実用新案第380489号公報
本発明では、ノイズ低減効果を改善したノイズ低減器を提供する。
また、本発明では、ノイズ低減器を設置するためにかかるコストと時間を低減するために防音壁上に容易に組立てて設置することができるノイズ低減器を提供する。
上記課題を達成するために、本発明は、板状部材からなり螺旋形状の断面を有する螺旋部を含む螺旋形部材と、前記螺旋形部材の両側の開口部を密閉する2つの側部密閉部材と、前記螺旋形部材の内部に配置され、前記2つの側部密閉部材を前記螺旋形部材にかたく保持する中心部材と、を備えたノイズ低減器を提供する。
好ましくは、前記螺旋形部材は、前記螺旋形部材の内面に取り付けられた吸音材を含む。
好ましくは、前記螺旋形部材の内側の端部は、中心部材に固定されている。
好ましくは、前記側部密閉部材は、貫通孔を含み、前記中心部材は、前記貫通孔内を貫通するように配置され、前記中心部材の両端部にネジが形成されており、前記側部密閉部材は、前記ネジが形成された前記中心部材の両端部にネジ締めされたナットを結合することによって、前記螺旋形部材の両側の開口部に取り付けられる。
好ましくは、前記ノイズ低減器は、2つまたはそれ以上の前記螺旋形部材内に共通に配置される共通部材をさらに備える。また、前記共通部材は、ケーブルであり、その両端部は地面に直接または間接的に固定されている。また、前記共通部材は、高剛性部材である。
好ましくは、前記螺旋形部材は、前記螺旋形部材の外側端部から延びている、実質的に平坦な形状を有する平坦部をさらに備える。また、前記平坦部は、前記平坦部の内面に取り付けられた吸音材を含む。
好ましくは、前記平坦部の幅の50%〜200%の範囲の幅を有する開口が、前記平坦部の外側端部と前記螺旋形部材の外側面との間に形成されている。
好ましくは、前記ノイズ低減器は、前記螺旋形部材の内部へ汚物と大きな昆虫と動物とが侵入するのを防止するが、前記螺旋形部材へのノイズの誘導を可能にする前方濾過部材をさらに備える。
好ましくは、前記ノイズ低減器を防音壁に固定するためのブラケットが、前記螺旋形部材の下側部に結合されている。
本発明によって、ノイズ低減効果が改善されたノイズ低減器が提供される。
また、本発明によって、設置にかかるコスト及び時間を低減することができるような組立と設置が容易なノイズ低減器が提供される。
さらに、本発明によって、汚物や大きな昆虫や動物を内部に侵入させない衛生的なノイズ低減器が提供される。
さらに、本発明によって、強風で落下しないノイズ低減器が提供される。
防音壁と防音壁に装着する従来のノイズ低減器を示す斜視図である。 図1のII−II線により得られるノイズ低減器の断面図である。 本発明の実施例によるノイズ低減器を示す分解斜視図である。 図3のIV−IV線に沿って得られる組立てられた状態の本発明のノイズ低減器の断面図である。 本発明の実施例のノイズ低減器の螺旋形部材を製作する工程を説明する正面図である。 図5に示された工程の代替例を説明する正面図である。 図5に示された工程の別の代替例を説明する正面図である。 図5に示された工程の別の代替例を説明する正面図である。 多様な螺旋形状を例示する図である。
以下、図3〜図9を参照して、本発明の実施例のノイズ低減器を詳細に説明する。
本実施例のノイズ低減器100は、螺旋形状の断面を有する板状の螺旋部111を含む螺旋形部材110と、螺旋形部材111の両側の開口部を密閉する2つの側部密閉部材140と、螺旋形部材110の内部に配置され、2つの側部密閉部材を螺旋形部材111に取り付ける中心部材150とを備える。螺旋形部材110は、必要に応じて平坦部112をさらに備え、ノイズ低減器100は、必要に応じて前方濾過部材130と、吸音材120と、共通部材170とをさらに備える。以下では、上記エレメントを備えるノイズ低減器100を説明する。
ノイズ低減器100の螺旋形部材110の螺旋部111は、螺旋形の断面部を有する板状部材である。螺旋形状は、図9に示されるアルキメデス状螺旋(a)、対数状螺旋(または等角螺旋)(b)、双曲状螺旋(または逆螺旋)(c)、リチウス状螺旋(d)(出処:Encyclopaedia Britannica,Inc.)であり得る。本実施形態の螺旋部111は、リチウス(Lituus)螺旋(d)の一部を切断することによって得られる類似した形状であるが、螺旋部111の断面形状は、これに限定されず、任意の螺旋形状およびその一部またはいかなる螺旋形状の変形された形状も螺旋部111として選択することができる。平坦な板または曲がった板を連結することによって、螺旋形状として形成された構造物もまた螺旋形部材110の一形態となり得る。
平坦部112は、螺旋部111の外側端部111bから延びていて、平坦な形状を有しており、螺旋部111の外側端部111bは、地点Cに隣接する螺旋部111の端部である。螺旋部111と平坦部112との境界である地点Cは、螺旋部111の内側端部111aから螺旋部111の断面に沿って曲率半径を測定する時に、曲率半径が急に変化して実質的に無限に近くなる地点である。また、平坦部112は、完全に平らな形状(本実施形態の場合)に限定されないが、平坦部112が螺旋部111より曲がっていなければ平らな部分とみなすことができる。
平坦部112は、可能な限りノイズを螺旋部111の内側に誘導するように開口113の面積を広げるが、このことは後述する。平坦部112は、螺旋部111と別々に製作することができるが、本実施形態のように、コスト低減のために螺旋部111と一体に製作することは可能である。
図5を参照すると、螺旋形部材110は、アルミニウム板、亜鉛メッキ鋼板などの金属板を用いて製作される。一定の幅及び長さを有する金属板を使用する場合、望ましくは、吸音材120は、金属板の内面に予め取り付けられ、次に、内側端部111aとなる螺旋部の部分を、強制的に回転軸190の溝に差し込む。溝は回転軸190の長手方向に沿って形成されている。その後、金属板を平面P上に配置し、回転軸190を図5に示されたA方向に回転させると、金属板が回転軸190上に巻き付けられる。必要な回転数だけ金属板を回転させた後に、回転軸に加えられた回転力を除去し、次に、回転軸に巻き付けられた金属板が蓄えられた弾性力によってある程度ほどけて、図4に示された形態を形成する。その後、回転軸190から金属板を除去すると、螺旋形部材110が得られる。所望の断面形状を有する螺旋形部材110は、金属板を形成するのに使用される材料、金属板の厚さ、巻き数を調節することによって得られる。
図4の螺旋形部材110は、押し出し成形方法によって製作することも可能である。この場合には、製造コストを低減するために螺旋形部材110は、合成樹脂で形成される。
金属板を巻いてほどく方法と押し出し成形方法のいずれかを使用して螺旋形部材110を製作する場合、一つの螺旋形部材100は数mの長さ(Y、−Y方向の長さ)で製作することができる。したがって、2つの支柱2の間にたった一つのノイズ低減器100を配置することができるので、10〜20のノイズ低減ユニット11を防音壁上に組立てることによって形成された従来のノイズ低減器10よりも容易に防音壁上にノイズ低減器100を装着することができる。
一方、螺旋形部材110は、螺旋形断面を有するため、開口113を通じて誘導されたノイズN4,N5は、螺旋形部材110の内側空間へ誘導され、ノイズが互いに相殺干渉(destructive interference)を起こすことによってノイズの相当量が消滅される。特に、本実施例のノイズ低減器100は、ノイズN4,N5が螺旋形部材110の内側へ誘導されるという点において、図1及び図2に示された従来のノイズ低減ユニットと異なっている。さらに、日本特許第3616623号の発明とは異なり、本発明の螺旋形部材110の内側部(内側端部111aから螺旋形部材に沿って360°回転した地点までの部分)には、中心部材150が配置されており、それにより、ノイズがさらに多く反射されるので、ノイズの相殺干渉による低減量がさらに多くなる。
螺旋形部材110に誘導されたノイズをできるだけたくさん低減させるために、吸音材120を螺旋部111の内面111cと平坦部112の内面112cに取り付けることができる。この場合、ノイズN3,N4,N5の一部は、吸音材120に吸収され、ノイズの残りは、螺旋形部材110の相殺干渉作用によって消滅させることができる。吸音材は、例えば、ポリエステルのような合成樹脂材で形成された多孔性部材であり得るが、これに限定されず、ノイズ低減効果のあるいかなる部材も使用することができる。本発明のノイズ低減器100を従来の吸音材を含むノイズ低減器10と比較すると、吸音材を取り付けた面積(螺旋形部材110の内面)は従来技術の面積よりも広いため、その結果、吸音性能は従来のものに比べて大きくすることができる。
図3に示された開口113は、ノイズが螺旋形部材110の内部に誘導される入口である。本実施形態の開口113は、平坦部112の外側端部112aと外側端部部分111bに隣接する外側面111dによって画定される。平坦部112がない場合、開口113は、螺旋部の外側端部111bと外側端部111bに隣接する外側面111dによって画定される。
好ましくは、開口113の幅W2は、平坦部112の幅W1の50%〜200%の範囲である(W1は、地点Cから平坦部の外側端部112aまでの長さとして定義されるが、その長さが20cm以下かまたは平坦部がない場合には、W1は20cmと見なされる)。幅W2が幅W1の50%未満であれば、螺旋形部材110の内部に誘導されるノイズの量は減少してノイズ低減効果は低下する。幅W2が幅W1の200%より大きい場合、ノイズ低減器100にかかる風圧が増加しノイズ低減器の構造的安定性が低下する。
前方濾過部材130は、開口113に隣接した位置に配置することができる。前方濾過部材130は、螺旋形部材110の内部に侵入する汚物や大きな昆虫や動物をさえぎる。道路で発生したノイズは、前方濾過部材130によって道路側に反射され得るので、前方濾過部材130は、できるだけ多くの開口を有する。前方濾過部材130の全面積(螺旋形部材との結合のための部分である下端部131と上端部132とは除く)に対する全面積中の開口部130aの比率を開口率と定義するとき、開口率は、10%〜99.99%である。
図4で示されるように、本実施形態の前方濾過部材130は、ボルト及びナットを使用して螺旋形部材110に結合されるが、前方濾過部材130は、リベット、溶接などの他の手段を使用して結合することができる。
本実施形態では、前方濾過部材130は板状に形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、前方濾過部材は、バー、ロッド、針金、網で形成することができる。
ノイズ低減器100は、螺旋形部材110の開いた横方向の両側部(Y、−Y方向の端部)を密閉する側部密閉部材140をさらに備える。本実施形態の側部密閉部材140は、その境界上に折曲部141を含んでいる。折曲部141は、側部密閉部材がY軸の回りを回転しないように螺旋形部材110の境界部と前方濾過部材130を取り囲んでいる。側部密閉部材140は、前方濾過部材130と同様に、螺旋形部材110の内部に汚物や大きな昆虫や動物の侵入を防止し、螺旋形部材110をかたく保持することによってノイズによる螺旋形部材110の振動を抑制して、螺旋形部材110のノイズ低減効果を最大化する。
側部密閉部材140は、溶接、リベット、ネジ締めを使用して、螺旋形部材110及び/または前方濾過部材130に固定することができ、本実施形態では、螺旋形部材110の開いた横方向の両側部に配置された2つの側部密閉部材140は、中心部材150を利用して互いに固定される。すなわち、側部密閉部材140は、貫通孔140aを含み、中心部材150が貫通孔を貫通して螺旋形部材110内に配置された後で、ナット160が中心部材150の両端部151に形成されたネジに結合される。それにより、2つの側部密閉部材140は、螺旋形部材110にかたく保持される。
中心部材150は、内部空間がないロッドや中空の内部を有するパイプ形状にすることもできる。本実施形態のようにパイプ形状にする場合、下記のような利点が得られる。
ノイズ低減器100は、後述するブラケット180を使用して防音壁5に固定されるが、横方向の風圧が異常に強い場合には、ノイズ低減器100は防音壁5から倒れる可能性がある。ノイズ低減器100が防音壁5から離脱して道路を走行する車両または隣接する人道を歩行する歩行者に落下すると、致命的な事故が発生する可能性がある。
ノイズ低減器100が防音壁から離脱することによって起こる事故は、パイプ形状を有する中心部材150内に共通部材170を挿入することによって防止することができる。すなわち、共通部材170をYと−Y方向に連続して配置された複数のノイズ低減器100中に共通に配置することにより、ノイズ低減器100のうちの1つが離脱しても共通部材170によってノイズ低減器100が落下することはない。したがって、ノイズ低減器100の落下による事故を防止することができる。
図3に示されたように、ケーブルが共通部材170として使用する場合、ケーブルの両端部を地面に固定するかまたは防音壁5の支柱2などにより地面にしっかり固定された部材に固定する必要がある。鉄筋などの高剛性部材を共通部材170として使用する場合には、地面に固定せずに中心部材150内にだけ挿入することができる。
一方、共通部材170は、本実施形態の中心部材150内に配置されるが、中心部材150がない場合には、共通部材170を側部密閉部材140に形成した貫通孔140aに貫通させることによって同じ効果が得られる。すなわち、中心部材150は、共通部材170を設置するために必ずしも必要なものではなく、さらに、側部密閉部材140がない場合にも、共通部材170を利用することができる。
上記記載において、螺旋形部材110が完成した後に、回転軸190を分離し、次に中心部材150を螺旋形部材110中に配置する。しかしながら、螺旋形部材110を形成した後に、回転軸190を分離せずに、回転軸190を中心部材150として利用することもできる。この場合、回転軸190は、結合手段、例えば両端部で糸を通したくぼみを有する結合部分によって、その近くに配置された別の回転軸190に結合することができる。これにより、製造工程が短縮されて、装置を製造するのにかかるコスト及び時間を低減することができる。さらに、螺旋形部材110の内側端部111aは、中心部材150に固定され、螺旋形部材110の振動を抑制することができるので、ノイズ低減効果を改善することができる。
また、長手方向に沿って相互に分離された複数のスロットと厚い厚さとを有するパイプ形状の中心部材250(図6を参照)と、スロットに対応する突出部111aとを有する金属板が準備され、次に、金属板の突出部111aがスロット中に強制的に挿入され、図6に示されるように、金属板は中心部材250を回転軸としてある程度回転される。次に、回転力を除去すると、その結果、図4に示されるような螺旋形部材110が得られる。この場合、ノイズ低減器を製造するのにかかるコスト及び時間を低減することができる。中心部材250の説明していない他の特徴は、中心部材150の特徴と同じである。
図6の中心部材250は、厚いパイプを使用するので、その結果、金属板の端部111aは、図6に示すように、中心部材250の中心に向かうように挿入することができ、挿入状態は変化しない。しかしながら、図7に示すように、金属板の端部111aを回転方向Aと逆方向に折り曲げる場合、端部111aは折り曲げ部分によって中心部材350から外に抜けないので、その結果、共通の厚さを有する標準パイプを中心部材350として使用することができる。中心部材350の説明していない他の特徴は、中心部材250の特徴と同じである。
金属板の端部111aが中心部材250から外に抜けることを実質的に防止するために、図8に示された中心部材450を使用することができる。中心部材450は、突出部450aを含み、リベット、ネジ締め、溶接を使用して、端部111aが突出部450aと結合すると、端部111aが突起部450aから抜けることを防止することができる。中心部材450の説明していない他の特徴は、中心部材250の特徴と同じである。
ブラケット180は、防音壁5の上端部上でノイズ低減器100に装着するために使用され、本実施形態では、分離型ブラケット180を使用する。分離型ブラケット180を使用する場合、ノイズ低減器100は、既設の防音壁5の上端部の厚さにかかわらず装着することが可能になる。ブラケットの上部181は、ネジ締め、溶接、リベットを用いてノイズ低減器100(具体的には、螺旋部111の下側部)に結合され、ブラケットの下部182は、ネジ締め、溶接、リベットを用いて防音壁5の上端部に結合される。本実施形態によるノイズ低減器100は、他の形態のブラケットを使用して防音壁に装着することもできる。またノイズ低減器100は、ブラケット180無しに溶接または接着剤を使用して直接防音壁に装着することができる。
本発明は、例示の実施例を参照して特に図示され説明されたが、当業者ならば、以下の特許請求の範囲によって画定される本発明の精神と権利範囲から逸脱することなく形態と詳細に関して多様な変形を成し得ることが可能であることを理解し得る。

Claims (12)

  1. 板状部材からなり螺旋形状の断面を有する螺旋部を含む螺旋形部材と、
    前記螺旋形部材の両側の開口部を密閉する2つの側部密閉部材と、
    前記螺旋形部材の内部に配置され、前記2つの側部密閉部材を前記螺旋形部材にかたく保持する中心部材と、
    を備えることを特徴とするノイズ低減器。
  2. 前記螺旋形部材は、前記螺旋形部材の内面に取り付けられた吸音材を含むことを特徴とする請求項1に記載のノイズ低減器。
  3. 前記螺旋形部材の内側の端部は、前記中心部材に固定されていることを特徴とする請求項2に記載のノイズ低減器。
  4. 前記側部密閉部材は、貫通孔を含み、
    前記中心部材は、前記貫通孔を貫通するように配置され、
    前記中心部材の両端部にネジが形成されており、
    前記側部密閉部材は、前記ネジが形成された前記中心部材の両端部にネジ締めされたナットを結合することによって、前記螺旋形部材の両側の開口部に取り付けられることを特徴とする請求項3に記載のノイズ低減器。
  5. 2つまたはそれ以上の前記螺旋形部材内に共通に配置される共通部材をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のノイズ低減器。
  6. 前記共通部材は、ケーブルであり、その両端部は地面に直接または間接的に固定されていることを特徴とする請求項5に記載のノイズ低減器。
  7. 前記共通部材は、高剛性部材であることを特徴とする請求項5に記載のノイズ低減器。
  8. 前記螺旋形部材は、前記螺旋形部材の外側端部から延びている、実質的に平坦な形状を有する平坦部をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載のノイズ低減器。
  9. 前記平坦部は、前記平坦部の内面に取り付けられた吸音材を含むことを特徴とする請求項8に記載のノイズ低減器。
  10. 前記平坦部の幅の50%〜200%の範囲の幅を有する開口が、前記平坦部の外側端部と前記螺旋形部材の外側面との間に形成されていることを特徴とする請求項9に記載のノイズ低減器。
  11. 前記螺旋形部材の内部へ汚物と大きな昆虫と動物とが侵入するのを防止するが、前記螺旋形部材へのノイズの誘導を可能にする前方濾過部材をさらに備えたことを特徴とする請求項10に記載のノイズ低減器。
  12. 前記ノイズ低減器を防音壁に固定するためのブラケットが、前記螺旋形部材の下側部に結合されていることを特徴とする請求項11に記載のノイズ低減器。
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