JP2016530413A - 音を回折させるための回折器 - Google Patents

Abstract

本発明は走行面における交通音を回折させる回折器に関し、その回折器は走行面に沿って側方に少なくとも１枚の回折板を備え、その回折板は上側表面に横方向とは異なる方向に交通騒音を回折するための凹部パターンを有し、それぞれの凹部はその中に設けられた中間壁によって個々の共振器に分割され、その凹部は音響吸収性を有する素材無しで実質的に音響吸収性のない壁を備え、隣接する共振器の間の中間壁には雨水が共振器間を流れることのできる少なくとも１つの通過開口部が構成される。

Description

本発明は走行時の交通音を回折させる回折器に関し、その回折器は走行面に沿って側方に配置される少なくとも１つの回折要素を備え、その回折要素の上側表面には、側方とは異なる方向に交通音を回折するための凹部パターンが設けられる。本発明は走行面と、１以上のこの種の回折器とのアセンブリにも関する。

本発明は航空交通が横方向に航空機音を排出する空港の滑走路など他の走行面にも適用できるが、走行面は鉄道や道路などにもなりうる。異なるオプションは少なくとも一定の周波数範囲において鉄道、交通路線や滑走路（例えば自動車、トラック、バイク、電車などの自動車両）上の移動する音源から発生する音の横方向の放出を制限することでも知られる。第１のオプションは、騒音低減スクリーンまたは遮音壁を走行面に沿って設置する。音源（すなわち道路交通や電車起源の音源）から生じる音は騒音低減スクリーンにおいて反射および/または吸収され、低騒音ゾーンが騒音低減スクリーンの背後に形成される。地表面あるいはそれより上の音量レベルは（走行面から見て）騒音低減スクリーンの前よりも一般的に後ろの方が低くなる。

しかしながら、このような騒音低減スクリーンや防音壁は高額設定されており、魅力的でなく、特に基礎に関して、騒音低減スクリーンへの風による高い力のために複雑な構造を要すると受け止められている。さらに騒音低減スクリーンや防音壁は交通利用者の周囲の視界を遮る点でも受け入れにくいと考えられている。

交通騒音は異なる音源の数によって決定される。道路交通の場合、音源としてエンジン、タイヤ（３０ｋｍ/時以上で道路を走行する際のタイヤ回転音）及び車両周辺の気流によって生じる騒音などがある。同様の音源は鉄道交通の場合にも確認される。これらの音源はたいてい比較的地表面に近い位置にあり（すなわち走行面）、特徴的には地表面から１メートル以内である。上記に述べた騒音低減スクリーンや防音壁の代替として使用される。ここでＷＯ２０１１ ０４９４５４ Ａ２の文書内の、横方向の騒音の排出は走行面に平行にいくつかの共振器を設置することで防止できるという内容が組み込まれるべきだとみなされている。これらの共振器は騒音吸収は生じないものの、音源から実質的に奪い取るよう効果的に屈折させるために設けられる。共振器は、共振器内の空気の関連する共振周波数に依存して回折効果を生じる。この共振周波数は、いくつかの要因の中で、共振器の寸法（すなわち寸法設計）および形態に依存する。さらに、共振周波数は近くに位置する共振器の寸法設計にも依存する。

異なる共振周波数を有する共振器が適用されれば一定の周波数範囲内の音を上方向に回折させることができる。この回折はもちろん周波数に依存する。交通騒音の中で最も支配的な音は、一般的に８００ヘルツから１２００ヘルツという限定された範囲にあるため、関連する共振周波数と共振器の正確な寸法設計及び配置により適切な屈折を実現することができる。

騒音低減は、水平線に対して一定の角度、最大約３０°から４０°の間で、音が例えば前記所定の角度を超えて、上方に、すなわち前記一定の角度を超えて効果的に屈折されることで発生する。この効果は横方向で（走行面に対して、すなわち、走行面の縦方向である垂直方向）生じる。共振器が音源により近く配置されれば、相当な騒音低減が実現できるより大きな角度が実現できる。

共振器は、音源の比較的近くに配置することができるため、共振器の「スクリーニング」効果は相当になる。周辺エリアすなわち特に例えば、走行面から見て、屈折器の背後の家屋の近隣など、水平面からの角度がわずか数°程度（走行面からの建物の距離にもよるが）の空間は、一般的に交通騒音の大幅な低下にさらされる。共振器はさらに走行面に沿った地面に設置されたり、あるいはその一部を形成したりする。それらは地面に非常に近く位置しているので視覚的な観点で問題が少なく、風荷重がかかっても実質的に低い力で済ませることが可能である。

しかしながら、既知の共振器にはいくつかの欠点がある。
第１の欠点は、雨水やその他の液体が共振器内に流入するかもしれない点である。このような場合、共振器の屈折作用、そして効果的な音の減衰は速やかに減少してしまう。雨水は雨の形式で直接共振器に入り込むほか、道路表面上で飛散して入り込むこともある。隣り合う共振器の間は中間壁で閉じられ、共振器内に入り込んだ雨水を共振器内に保持してしまう。以上にも関わらず、上記ＷＯ２０１１ ０４９４５４ Ａ２には共振器の底に水の排出を可能とする排水路の配置を提案し、雨水の排水を可能としている。具体的には当該文献の図７に示される通り、排水管が共振器の底の開口部に接続される。しかしながら驚くべきことに、排水路は時に騒音減衰作用を減退させる悪影響を生じることが判明した。

既知の共振器のさらなる欠点は、共振器の上で走行しているにも関わらず、特に自転車やバイクなどの二輪車において、逆効果をが生じる長さがある点である。そのような車両の前あるいは後ろのタイヤが共振器が嵌ると危険な状況に陥りかねない。

本発明の目的は上記に述べた欠点および/または従来技術の少なくとも１つを解消することである。本発明のさらなる目的は、回折器と回折器の音響特性を（実質的に）不利に影響させない良好な排水を実現するプレアンブルで述べた種類のシステムを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、関連する周波数範囲内と回折器の背後の関連する領域で既知の共振器よりもさらに強力な音の減衰を持つ回折器を実現することである。

本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つの目的がプレアンブル記載のタイプの回折器内で少なくとも部分的に実現され、そこでそれぞれの凹部はその内部に設けられる中間壁で個々の共振器に分割され、そこで凹部は音響吸収素材無しで実質的に音響非吸収性の壁を備え、そこで隣り合う共振器間の中間壁は雨水が共振器間を流れる少なくとも１つの通過開口部を備える。

底部および/または縦方向の壁の代わりに中間壁に通過開口部を設け、隣接する共振器を通過開口部で互いに接続することで、驚くほどに、共振器の回折作用をかなりの程度まで低減させることなく共振器に流入する雨水を容易に排出することが可能となる。これにより、回折器は例えば大雨で共振器が水で満たされた場合でもいつでも正常に機能することが保証される。

コンクリート支持プレートはドイツ文献ＤＥ １９７ ０６ ７０８ Ａ１から公知である。鉄道のレールはこのコンクリートプレートに固定されることができる。吸音板がレール間とコンクリート板上に配置され、これらのプレートには、円錐台の形状の開口部が設けられている。これらの開口部の各々は、コンクリート板上で短い距離で終わる。しかしながら、音響吸収材を適用する観点から、公知の構造の回折器は用いられず、公知の構造は回折器ではない。

実質的な非吸収材について参照すると、これは、例えば関連する周波数帯において０．２を下回る、特に０．１を下回る非常に低い吸収係数を有する壁を意味すると理解されている。

決定された実施例では、中間壁は凹部の（縦の）壁の中の１つの位置で通過開口部を備える。通過開口部は例えば、中間壁内もしくは中間壁の外側自由端と凹部の（縦の）壁のうちの１つとの間で上下方向に立ち上がるギャップ状開口とすることが可能である。入射音場をできる限り小さく抑えるために、開口部、特に上下方向に立ち上がるギャップ状の開口部を凹部の走行面側に設置することが推奨される。そこで本発明の実施例では、通過開口部が音源に最も近い位置の凹部の壁と関連する中間壁の外側自由端との間に設けられている。

本発明の他の実施例では通過開口部は、中間壁の下側部と凹部の底部との間に配置される。通過開口部は例えば（限定されないけれども）凹部の底部と中間壁の下側部の間に横方向に延びるギャップ状開口とすることができる。この実施例では、その目的ための開口部を要することなく、適切に水を排出することができ、入射音場での著しい回折にロスを生じさせることもない。

ギャップ状の開口部は、少なくともその一部にわたって凹部の底部に深みとなる形状を与え、および/または下側に中間壁をある程度短くすることにより、実現することができる。

凹部の底部は、水の流れをもたらすために傾斜しているのが望ましい。決定された実施例では、傾斜は凹部の縦方向（そして走行面の縦軸に平行に）と横方向の両方向に具現化され、凹部に入った雨水の良好な排水を可能とする。決定された実施例では、傾斜はさらに通過開口部を通じて底部に沿って、例えば水が底部に排出されるさらなる構成の存在する回折器の一方の側など１つの方向に排出されるように設置される。決定された実施例では良好な排水を実現するためにさらに流入パックが配置される。

決定された実施例では、回折要素は、下部プレートと、下部プレート上に配置可能な上部プレートとからなる。凹部の底部は、ここで下部プレートの上側面によって形成され、凹部は上部プレートにのみ配置される。上述した中間壁の下に通過開口部を備えた実施例は例えばこのようにして具体化される。しかしながら、他の実施例では、回折要素は一体的に形成することができる。回折要素は、耐久性及び製造可能性の点で実用的な利点を有する一体型の形態をとることができる。

回折要素が開放的な形態をとっている場合、これは金型で製造することができることを意味する。コンクリート回折要素は、例えば、コンクリートモルタルで金型を満たし、コンクリートモルタルを硬化させて金型から最終的な製品を除去することによって製造することが可能である。これは回折要素を効率的に製造することができる事を意味する。

コンクリートで作ることに代えてあるいは加えて、回折要素はプラスチックなど他の音響硬質材料で製造することが可能である。プラスチックの適切な種類の例は、ガラス繊維補強ポリエステル、リサイクルポリエチレン、鋼補強プラスチックである。他の実施例では、回折要素は鋼や鉄などの金属で製造される。さらに他の実施例では、回折要素は部分的に第１の素材（例えば上述した素材の中のうちの１つ）と部分的に第１の素材と異なる第２の素材（例えば上述した素材以外の素材）で製造される。

さらに開放的な形態を有する一体型の回折要素の例は通過開口部が上下方向に立ち上がるギャップ状の開口部の形状の上記に述べた実施例が中間壁に隣り合って設置される。

本発明の第２の態様によれば、部分的に少なくとも１つの目的がプレアンブルで述べた種類の回折器内で達成され、そこでは凹部が音響吸収材料なしで実質的に音響非吸収性の壁を有し、また、走行面に沿って配置された場合、凹部は走行面から見ていくつかの連続した平行な列をなす共振器が配置され、凹部の深さは走行面から離れるにつれ、列ごとに浅くなる。

騒音減衰効果は走行面から最も近い距離にある凹部の列がより遠い距離にあるものより深い場合に向上することが見いだされている。さらにその効果は、凹部の深さが走行面からの距離が離れるにつれて列ごとに単調に減少する際に良くなることが見いだされている。

列ごとの凹部の深さは、走行面からの距離に関わらず走行面に沿った本質的な回折を得るために実質的に一定であることが好ましい。実質的な考察から凹部内部の深さはまだある程度変化させることができる。しかしながら、そのバリエーションは小さいので回折の結果にほとんど影響を与えない。上述したように、水が望ましい方向に流れるよう傾斜に凹部を配置してできる限り雨水を排出するのが賢明である。

さらにすべての列について深さを減少させていくことは必ずしも必要ではない。お互いに隣り合った列のうち少なくとも４つの、好ましくは少なくとも１０の隣り合った列の深さが減少していく時に適度に良好な結果が生じることが既に見出されている。

共振器の寸法設計と配置は走行面の方向から共振器にかけて望ましい角度範囲で最大の騒音低減作用を得られるよう行われることが説明される。しかしながら、共振器の正しい寸法設計と配置は別の例えば２０°から５０°の角度範囲でも最大の騒音低減作用を発揮することが見いだされている（回折突起が広がるべき好ましい方法によるが）。言い換えれば、地表面あるいはそのすぐ上での騒音低減作用の追求に代えて、共振器の低減作用は、例えば走行面から７．５メートルで、回折器の背後のより高い場所で、例えば地表面から１．５メートルから３メートルの位置でどこで交通騒音の最大の不快が生じると予測されるかに依存して最大化される。さらに地表面から３メートルでの音量と遠いフィールドでの音量との間に関連性があることが判明した。３メートルの高さでの騒音低減は、遠いフィールドでの騒音低減にも有利となり得る。

さらなる実施例では、凹部は底部よりも口部で幅が小さい形状で、口部から底部にかけて広がっていく事が好ましい。これにより、厚さを維持したままより低い周波数の回折が実現でき、例えば交通貨物に適している。

入射音場で適した回折を確保するため、共振要素の表面部すなわち回折要素内の凹部の開口部の表面全体のエリアをできる限り大きく作ることが推奨される。これは特にすべての共振器の列に適用できる。本発明の実施例では、多孔率（開口部全体の表面積を回折板の上側全体の表面積で除したもの）は少なくとも１０％、好ましくは５０％かさらに６０％で、もちろん構造上可能な範囲にある。中間壁またはパーテーションは、比較的大きな多孔性を得るためにさらにできる限り小さくする。

二輪車が走行時にホイールが凹部に嵌るリスクを避けるため、中間壁と共振器との距離は２０ｃｍ以下好ましくは１０ｃｍ以下であることがさらに推奨される。中間壁と縦の壁（つまり通過開口部の幅）も二輪車が事故に遭遇しないよう大きすぎないようにすべきである。特徴的に、通過開口部の幅は約５ｍｍである。

共振器は問題となっている音源の共振周波数が対応するように寸法設計する。車の共振周波数は７００Ｈｚから１２００Ｈｚの範囲にあるのが望ましい。低い周波数は例えば５００Ｈｚから１２００Ｈｚの範囲で貨物運搬のケースに含まれる。１００ヘルツオーダーの周波数も航空交通のケースに含まれ、これらの低い周波数範囲において、その周波数を有する共振器が存在する。

本発明の第３の態様によれば、交通、特に電動の道路走行車および/または電車の走行面のアセンブリにおいて少なくとも１つの目的が達成され、少なくとも１列の回折器が説明される。回折器は少なくとも一定の周波数において走行時に音源からの横方向の音の排出を制限するために配置される。回折器はその効果を最大にするために、音源にできる限り近い位置に設置する。これは回折器の列が直接走行面に隣接して配置されるのが望ましいことを意味する。回折要素は走行面の片面または走行面の両側に配置することができる。これは中央の制限された位置で回折器を配置するオプションを含むと理解されている。（別の車道からの）音は、このように両側から回折される。

回折要素の上側が走行面の表面と少なくとも同じ高さに広がるとさらに有利である。これは特に最初の共振器の列のペアに重要であるため、走行面に最も近く設置される。第１の列よりもより高く遠い位置に共振器の列を設置することもまた良く、場合によってはより望ましい。走行面の側方の凹部は、回折器内を流れ、凹部に入り込む水および/または泥を集めて処理する目的で設置される。

本発明の多くの実施例では、十分な音量減衰効果が得られ、さらに音響措置を講じる必要がないが、特定の実施例では、少なくとも１つの回折器の列の背後に回折器によって回折された音の反射および/または吸収する目的で騒音低減スクリーンがアセンブリに構成される。音が上方に回折され、騒音低減スクリーンは一般的に走行面から、回折器よりも遠い位置に配置されるので、スクリーンは一定の最小限の高さでスクリーニングを行う必要がある。スクリーンは例えば回折突起のすぐ後方から始まる。これは地上から騒音低減スクリーンにかけての地域で、交通利用者の周囲の視野を改善するため、全体的または部分的に可視および/または可聴な開かれた形態を与えるというオプションをもたらす。一定の実施例では、地上から一定の距離で騒音低減スクリーンを支える指示部をアセンブリに構成する。

騒音低減スクリーンそれ自体は、一定の周波数範囲で音響吸収のために追加的に騒音の影響を受ける側（前側および任意で上側）に具体化してもよい。騒音低減スクリーンの上側の遮断音がさらに遠くに回折されるよう、追加の回折器を騒音低減スクリーンの上側に配置してもよい。

本発明のさらなる実施例では、アセンブリは１またはそれ以上の回折器の列からなり、それぞれの回折器は走行面に関して相対的に長い距離で、また、回折器の先頭の列よりも高い位置で配置される。追加の回折器の列を最初の回折器の列の後ろ、最初の回折器の列よりも高い位置（特に最初の回折器列の回折突起のすぐ後ろの高い位置）に置くことにより、騒音はさらに上方に回折される。第３の回折器の列を第２の回折器の列の後ろで第２の回折器の列よりも高い位置（特に第２の回折器列の回折突起のすぐ後ろの高い位置）に置くこともできる。これをさらに繰り返して騒音をさらに上方に回折させる回折要素のつなぎを形成することも可能である。

本発明のさらなる利点、特徴及び詳細は、以下のいくつかの実施例の説明に基づいて明らかにされる。記述では図面が参照される。

走行面に沿って回折要素が一列に配置される形式でいくつかの回折器を有する自動車道の断面斜視図である。 本発明による回折板の上面斜視図である。 下部と上部のプレートが示された図２Ａの回折要素の分解斜視図である。 図２Ａ及び図２Ｂで示された本発明の実施例の、下部プレートの上側面と、上部プレートの下側面の斜視図である。 本発明による回折板の第２の実施例の斜視図である。 第２の実施例における第１の（先頭の）４つの共振器の詳細図である。 騒音低減スクリーンが共振器と隣り合って設置されている、第２の実施例による道路及び回折器のアセンブリの実施例の部分切断図である。 回折器の存在により１０００Ｈｚの周波数を有する音が騒音低減される（デシベルで）事を示すグラフである。 図５Ａの状況での回折器の背後７．５メートルの音源でのの騒音低減（Ｒ）と、異なる高さでの周波数（ｆ）としての機能のグラフである。

図１は走行面、より具体的には回折要素３の配置された肩部２に沿った車道を示している。この数字がより大きくなることは明らかであろうが、この図は４つの回折要素を示す。それぞれの回折要素３は、少なくとも走行面２の側方とプレートの上表面５の近傍でおよそ道路と同じ高さになるよう地面４に向けて窪んでいる。

回折要素は縦の方向に広がり追加的に相互に平行なゾーンに広がる一連のスロット状の凹部６を有し（深い部分、空洞、チャンネル、溝、溝状のものを含む）、これらのスロット状の凹部は、横方向のパーテーションまたは中間壁により追加的にお互いに接続される２枚の立ち板で挟まれている。凹部６は走行面１の道端２に対して異なる方向（a1,a2）に配置されている（走行面つまり走行面の縦軸に垂直方向から横方向４５に）。

回折要素３の上面には前記距離（a）よりも高さが出るように走行面に対してわずかに傾斜が設けられる。しかしながら、他の実施例では、回折要素の上面は走行面１と完全に同一平面上にある。

図２Ａから２Ｃでは回折要素の一定の実施例をより詳細に示す。この実施例による回折要素は板状である。図示された実施例の回折要素１２は上部プレート１０と、それとは別の下部プレート１１とで構成される。上部プレート１０は実質的に平らな上面２４を備えるプレートである。プレートにはたくさんの凹部６が配置される。それぞれの凹部６は列１３をなし、凹部の列は実質的に互いに並行である。それぞれの凹部６は中間壁１５によって異なる区画に分割される。それぞれの区分は共振器１６を形成する。

図の実施例では、列１３の数は１６である。他の実施例ではその数はもちろんより大きくても小さくてもよい。

一定の列１３内の個々の共振器はすべて同じ深さであることが望ましい。しかしながら、一般的に異なる列１３の共振器の深さは異なる。図の実施例では一連の列（走行面から見て横方向４５の）の深さは例えば時に小さく、時に大きい。他の実施例では、一連の列の深さが小さくなっていくよう修正される。

それぞれの共振器１６はいくつかの立て壁（通常は垂直だが傾いた壁でも可能である）、特に前壁２６と後壁２７と２枚の中間壁１５で構成される。それぞれの壁は音響的に硬い（すなわち実質的に非吸収性の）素材で製造され、共振器１６はさらに空である。この事は吸収材やその他の種類の素材が共振器内に存在しないことを意味する。

図２Ａから２Ｃは下部プレート１１も示す。この下部プレート１１は下側が平坦で上側面に多数の溝２９が設けられるのが望ましい。溝２９は互いに並行に広がり、それぞれの溝が関連する凹部の列の下に直接設置されるよう寸法設計及び配置される。それぞれの溝の２つの縦方向の側方には直立エッジ３０が設けられ、上部プレート１０の下側面２５を支える。

それぞれの中間壁１５にはその下側面と関連する溝２９との間に穴が存在するよう下側面が具体化される。溝は凹部の底部を形成する。中間壁の下側と底部の間の中間スペースが共振器への道として水のための通過開口部２０として機能する。

中間壁１５と関連する溝２９の間に通過開口部２０があるので、水がある共振器から他の共振器へと流れることができる。水の流れを始めるために、溝２９は傾いて設置され、つまりある程度傾斜することを意味する。重力の影響により水は方向３１（図２Ｂ）に向けて一連の通過開口部を通って動き始める。図の実施例では、一度に１つの方向３１に通過開口部を通じて水が流れるような傾斜となっている。しかしながら他の実施例では、例えば列ごとにある部分の水は１つの方向に、別の部分の水は別の方向に流れることが可能である。

前記通過開口部は溝２９の底部を端部３０の上面よりも少し深くすることにより実現可能である。しかしながら他の実施例では、底部が平坦で端部が省略されている。通過開口部はこの実施例では中間壁１５をその下側面において短くすることで形成される。ここで中間壁の下面と底の間に開口部が形成される。さらに別の実施例では通過開口部は、中間壁をある程度短くするのと同様に、底部を深くすることで形成される。

通過開口部は雨水の排水のために設けるため、共振器の作用は劣化せず、水が共振器に入った時でもそれほど劣化しない。通過開口部を通じた排水が共振器の側面を経由してさらに行われるので、また、開口部２０が中間壁１５の中または下に位置するため、通過開口部は共振器の音響特性を全くあるいはほとんど有しない。これは音波の大半が列に垂直に入り、共振器の縦方向には音圧の差が生じないという事実によって生じる。縦方向には波の伝播が生じず、そのため、ある共振器から他の共振器へと音が放出しない。こうして共振器の動作は通過開口部の存在にも関わらず実質的に無影響のままである。

上記の第１の回折要素の実施例は板状で、そのため回折板と呼ばれる。他の実施例では回折要素は１またはいくつかのレンガが一体となって上記の共振器を形成するように、石やレンガ（例えば成形クリンカー）を舗装して具体化される。

図３Ａ、図３Ｂ及び図４の左側部分は本発明による回折要素３３の第２の実施例を示す。この実施例では要素は一体構造となっている。要素は特に全体的に開放的な形態をとり、プレートの鋳造が容易になっている。回折要素３３は走行面１と面する側３４に多数の直立凹部３５とともに形成される。これらの凹部に隣接した端部３６は車道１と逆の側に配置されるのが好ましい。凹部３５はプレート３３を横切る端部３７に積もる雨水や泥の下方への排水を可能とする。共振器を走行面の方向に設置することで、走行面からの泥の共振器内への侵入を防ぐことができる。

回折板３３の上面３８にもまたたくさんの細長い凹部３９が設置される。各凹部は凹部が実質的に平行で走行面に対する（走行面１から見て走行面１の縦軸に垂直な走行面から４５の方向）距離が長くなっていくよう列４０を形成する。行４０の各凹部３９は、中間壁５０によって、個々の共振器に分割されている。

図３Ｂを参照すると、第１列４６の深さｄ１は第２列４７の深さｄ２よりも大きい。次に第２列４７の深さｄ２は第３列４８の深さｄ３よりも大きい、など。全ての実施例においてそうである必要はないものの、示された実施例では共振器の深さが連続する共振器の列４０において単調に減少する。

上述したように、各凹部３９は、中間壁５０によって個々の共振器に分割される。第１の実施例の中間壁が互いに直立する壁２６と２７が接続し、まるで２つの壁の間のパーティションであるのとは対照的に、中間壁５０は少なくとも１つの直立壁５１，５２の間に直立したギャップ状の通過開口部５５が存在するよう形成される。図の実施例では開口部５５は走行面上の共振器４９つまり走行面１に最も近く位置する壁５２の側面上に設けられる。通過開口部５５は共振器４９の反対側の壁５２から少し離れた（特徴的に約５ｍｍ）それぞれの中間壁５０の端の外側自由端５７を有して形成される。この通過開口部５５は実質的に共振器全体の高さに及ぶとともに、その底にまでも及ぶ。これにより共振器に入った水は速やかに通過開口部５５を経由して隣接する共振器に流れることができる。こうしてすべての共振器にそのような開口部を設けることにより、雨水をある共振器から他の共振器へ遠くへ移動させ、さらなる排水を可能とする。

好ましい実施例の凹部３９の底部５９には水が重力を受けて一定の方向、できればさらなる排水のできる方向が望ましい（示されていない）に流れるよう走行面に対してある程度の傾斜が設けられている。

この実施例では、通過開口部の位置つまり共振器の側面、すなわち壁の１つや底でない部分によって、共振器が水を含まないよう保つために排水されている間、共振器の関連する音響特性が全くあるいはほとんど影響を受けない。

既に述べたように、凹部の深さは列ごとに（走行面からの距離が大きくなるにつれて）小さくなるのが望ましい。図４に示された第２の回折要素の実施例の断面は１６の共振器の列があり、その第１の列の共振器が最も深く（典型的には８ｃｍか車の交通のケースでは１５ｃｍの深さ）、次の列になるにつれて順次深くなくなっていく。この深さの連続性が適用されれば驚くほど高い騒音低減効果が関連する周波数範囲で得られることが見いだされている。さらに、少なくとも３、できれば４、しかし最も好ましくは少なくとも１０の連続した凹部の列が、順次深くなくなっていくよう配置されれば高い音響減衰を実現することが知られている。仮に途中まで深さが順次低くなり、そこから深さが増したとしても、結果は適度に良好に維持される。３つの連続した凹部内の実施例は、そのため深さが増して行っても良好な結果が得られ、さらにこれらの３つの凹部が音源に比較的近く位置しても（例えば最初の６列）、やはり良好な結果が得られる。しかしながら、すべての列が単調に深さを低くしていくのが推奨される。

図５Ａは、本発明の実施例に従って回折器によって回折された音場のシミュレーション結果を示す。音源は地上３ｃｍ（ｈ＝０．０３ｍ）、３０ｃｍの距離（a＝０．３ｍ）に位置する。回折器は約３ｃｍ幅で相互に２ｃｍ間隔のスロットで構成される。通過開口部（排水ギャップ）の深さは５ｍｍで、中間壁間の距離は約１０ｃｍである。第１の共振器は音源から７５ｃｍの距離にありその深さは順に７９，６５，５４，４７，５３，４２，４０，３６，２８，１７，４，１，１，１，１，１ｍｍ（プレートの寸法は約８０×８０ｃｍ）である。騒音低減は１０００ヘルツの周波で見られる。音源から約７．５メートルでの騒音低減はこうして４〜７デシベル間で変化する。同様の低減が交通騒音（例えば５００ヘルツから１２００ヘルツの間）に関連した周波数で実現可能である。

図５Ｂは音源から７．５メートルの位置での周波数と高さの関数として、回折器の低減効果が示されている。低周波数では低減効果は最大３メートルの高さまで生じる。

図４は本発明のさらなる実施例を示す。図４の状況では、多数の図３Ａ〜Ｂに示した回折板３３が走行面１に沿って配置されている。回折板はたくさんの共振器とともに上記に述べた方式で設けられる。矢６０、６１、６２は走行面１から来た音波がまず回折板上で分散されたうえ（方向６０）、共振器によって上方（方向６１、６２）に回折される。音はまるでそれが斜め上方向に運ばれる回折突起を形成する。これは、事前指定した望ましい周波数範囲で音を減衰する何らかの手段がとられる回折突起の下で１つのエリア（６３で概略的に指定した）が形成されることを意味する。前記エリア６３上での騒音発生を防止するために騒音低減スクリーン６５が、本当は近くに設置するのが望ましいが、走行面からより遠い位置に設置される。騒音低減スクリーンは、支持部６６上に設置される。この支持部は比較的軽い形態が用いられ、走行面１上の交通利用者が中を見通せるよう具体化するのが好ましい。騒音低減スクリーン６５は地表面からある程度距離をおいて既知の方法で設けられる。この騒音低減スクリーンは音入射を反射することができる。走行面１に面する騒音低減スクリーン６５の表面は吸収形態をとることが望ましい。その表面は、この目的のために、吸収素材の層７０で形成することが可能である。その場の音波をさらに回折するために騒音低減スクリーン６５の上側６８上にさらなる回折器６９を設置することもさらに可能である。

騒音低減スクリーン６５は旧来の騒音低減スクリーンと比較して、交通利用者が周囲の視野を確保し、さらに/または風の装置への影響が少なくなるように下側（つまり支持部６６の位置において）開いた形態をとることができる。支持部と騒音低減スクリーンの構築はより軽い形態をとることができ、重い基礎構築をせずに済ませることができる。

本発明の他の実施例（示されていない）では、共振器は図３及び４の実施例よりも深く形成される。回折要素が静かな道路面上に設置された場合、例えば吸音路面では、交通騒音のピークは低いレベルに収まり、特徴的に約７００ヘルツである。そのような状況では、より深い凹部が形成されるのが好ましい事が知られている。回折効果はより深い共振器で強固な効果を有することがさらに知られている。この効果は低い周波数で顕著であるが、高い周波数でも十分に維持される。

特に有利な実施例によれば、それぞれの深さが１４２，１３１，１２１，１１４，１０９，１０７，１０７，１０７，１０５，１０２，９７，９０，８２，７５，７２ｍｍ（±３ｍｍ）の凹部が走行面から見て連続して適用される。中間壁間の距離は約１６ｃｍである。凹部の深さは例えば３５ｍｍ（±５ｍｍ）に達する。

特定の実施例では凹部の壁に傾斜が設けられる。凹部の幅は凹部の底よりも上側で特に大きくなる。これにより凹部が開放的な形態を有し、回折要素の製造の簡素化を保証する。そのような回折要素は清潔を保つのがずっと簡単になる。

本発明は、上記に述べた実施例に限定されるものではない。求める権利は、多くの修正を想定可能な範囲内で、以下の請求の範囲で定義される。

Claims (26)

1. 走行面上の交通音を回折する回折器であって、走行面の側方に設けられる少なくとも１つの回折要素を備え、前記回折要素には交通騒音を横方向とは異なる方向に回折させるためにその上表面に凹部パターンが設けられ、前記凹部はその中に設けられる中間壁によって個々の共振器に分割され、前記凹部は音響吸収素材無しで実質的に音響非吸収性の壁を有し、隣接する共振器間の中間壁は雨水がある共振器から他の共振器へ流れるよう少なくとも１つの通過開口部を備えることを特徴とする、回折器。
2. 前記凹部が細長い形状をなし、１またはそれ以上の中間壁により互いに連続しかつ分離されるよう配置された細長い凹部の列に分割される、請求項１に記載の回折器。
3. 前記中間壁は前記凹部の壁のうちの１つの位置に通過開口部を備える、請求項１または２に記載の回折器。
4. 前記通過開口部が音源に最も接近した位置にある凹部の壁と、関連する中間壁の外側自由端との間に設けられる、請求項３に記載の回折器。
5. 通過開口部が中間壁の下側と凹部の底部との間に位置する、請求項１から４のいずれかに記載の回折器。
6. 前記底部を少なくとも部分的に深くしている、請求項５に記載の回折器。
7. 凹部の前記底部が傾斜がしている、請求項１から６のいずれかに記載の回折器。
8. 前記回折要素が下部プレートとその上に配置される上部プレートを備え、前記凹部の前記底部が下部プレートの上側部で形成され、前記凹部は前記上部プレートにのみ配置される、請求項１から７のいずれかに記載の回折器。
9. 前記回折要素が一体的に形成され、および/または開放的な形態を有する、請求項１から７のいずれかに記載の回折器。
10. 走行面上の交通音を回折させる回折器であって、好ましくは請求項１から９のいずれかに記載の回折器であり、前記回折器は走行面の側方に配置された少なくとも１つの回折板を備え、前記交通騒音を横方向とは異なる方向に回折させる目的で、その上側表面に凹部パターンが設けられ、前記凹部は音響吸収素材無しで実質的に音響非吸収性の壁を有し、前記走行面に沿って配置される際、前記凹部が前記走行面から見て複数の一連の共振器の平行な列に配置され、前記凹部の深さが走行面から離れる方向に、列ごとに小さくなることを特徴とする、回折器。
11. 走行面上の交通音を回折させる回折器であって、好ましくは請求項１から９のいずれかに記載の回折器であり、前記回折器は走行面の側方に配置された少なくとも１つの回折板を備え、前記交通騒音を横方向とは異なる方向に回折させる目的で、その上側表面に凹部パターンが設けられ、前記凹部は音響吸収素材無しで実質的に音響非吸収性の壁を有し、前記凹部の深さが、前記走行面からの距離に応じて、列ごとに単調に減少する、回折器。
12. 少なくとも４つの互いに隣接する列の、好ましくは１０以上の互いに隣接する列の、さらに好ましくはすべての互いに隣接する凹部の深さが減少していく、請求項１０または１１記載の回折器。
13. 前記凹部が、その幅（ｂ）が底部よりも口部で小さく、前記口部から前記底部にかけて好ましくは少なくとも部分的に広がる形態を有する、請求項１から１２のいずれかに記載の回折器。
14. 前記凹部が、その幅（ｂ）が底部よりも口部で大きく、前記口部から前記底部にかけて好ましくは少なくとも部分的に狭まる形態を有する、請求項１から１２のいずれかに記載の回折器。
15. 前記凹部の口部表面全面積を前記回折板の回折板の上側表面全面積で除して定義される多孔率が少なくとも１０パーセント、好ましくは５０パーセントより高く、あるいはさらに７０パーセントより大きく８０パーセントまでの、請求項１から１４のいずれかに記載の回折器。
16. 前記凹部がスロット状、および/または前記共振器の幅が約３センチメートル、隣接する凹部列の間の壁の幅が約２センチメートル、前記通過開口部の幅が約０．５センチメートル、および/または共振器の中間壁間の距離が２０センチメートル未満で、好ましくは約１０センチメートルである、請求項１から１５のいずれかに記載の回折器。
17. 前記回折要素がコンクリートおよび/または例えばガラス繊維補強ポリエステル、再生ポリエチレンあるいは鋼補強プラスチックなどのプラスチックおよび/または例えば鉄や鋼などの金属で製造される、請求項１から１６のいずれかに記載の回折器。
18. 前記共振器の共振周波数が５００ヘルツから１５００ヘルツの間または７００ヘルツから１２００ヘルツの間にある、請求項１から１７のいずれかに記載の回折器。
19. 前記共振器の深さが１５センチメートルと１センチメートルの間で変化する、請求項１から１８のいずれかに記載の回折器。
20. 交通、特に電動道路交通向け道路および/または列車交通向け線路のための走行面のアセンブリであって、少なくとも所定の周波数範囲であり、前記走行面上を移動する音源からの横方向の音の放出を制限するため、少なくとも１列の、請求項１から１９のいずれかに記載の回折器が配置された、アセンブリ。
21. 前記回折器の列が直接走行面に隣接して配置される、請求項２０記載のアセンブリ。
22. 前記回折要素の上側が少なくとも前記走行面の表面とおよそ同じ高さに延びる、請求項２０または２１記載のアセンブリ。
23. 前記回折器で回折された音の反射および/または吸収の目的で、少なくとも回折器の１つの列の背後に配置された騒音低減スクリーンをさらに備える、請求項２０から２２のいずれかに記載のアセンブリ。
24. 地表面から間隔をあけて前記騒音低減スクリーンを支持する支持部を備える、請求項２３記載のアセンブリ。
25. １またはそれ以上の回折器の列をさらに備え、各回折器は前記走行面に対して離れた位置で、前記回折器の列よりもより高い位置に配置される、請求項２０から２４のいずれかに記載のアセンブリ。
26. 前記走行面から６〜１０メートル、高さ約３メートルで、関連する周波数範囲で最大の音低減をもたらすように前記凹部は寸法設計されかつ配置される、請求項２０から２５のいずれかに記載のアセンブリ。

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