JP2017227109A - 遮音構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 低周波から高周波まで幅広い周波数領域に対する遮音効果を発揮することができる遮音構造体１を提供する。【解決手段】 遮音構造体１は、板状体２と、板状体２の内面２０の一部または全部に接触して加圧する加圧体としての袋体３と、袋体３を挟んで板状体２と対向して配置された保持体としての網体４と、を含む。網体４は、袋体３が板状体４を加圧した反力に抗して袋体３を所定位置に保持する。網体４は、複数の貫通孔を有する。袋体３は、内部に封入された気体の圧力によって板状体２を加圧する。袋体３が板状体２を加圧することで、少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚの周波数領域における遮音性能を発揮する剛性を板状体２に付与する。【選択図】図１

Description

本発明は、低周波から高周波までの遮音効果を発揮することができる遮音構造体に関する。

一般に、道路や鉄道用トンネルの掘削土木工事においては、掘削時に発生する機械の振動音や発破作業時に発生する発破音など騒音が頻繁に発生する。このとき発生する騒音は、現場の作業員や近隣の住民等に多大な不快感を与えるとともに、また健康に対する悪影響を及ぼす。このため、トンネル土木工事を行う際には十分な遮音対策が必要となる。

そこで、上述した問題の解消を図るものとして、軽量化を図りながらも従来の平板状の遮音構造体よりも優れた遮音効果が得られる遮音構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この遮音構造体は、半球状の内部に空気を封入した気泡体が可撓性シートの片面に多数形成されてなる遮音シートを、気泡体を内側とした配置で渦巻き状に巻回して円柱形状としたシートロールを複数備え、これらシートロールを、一面が開口し、且つ他面が格子形状となった保持枠の内部に並べて収容し、格子状の押え枠を、前記各シートロールに圧縮力を付与しながら保持枠の他面に固定した構成になっている。

また、軽量化と安価に製作できる構成とを有しながら入射音波の広範な周波数領域に対して優れた遮音効果を得ることができる遮音構造体が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。この遮音構造体は、可撓性を有する薄いフィルム状素材により密閉袋状に形成された遮音部材と、多数の開口を有し且つ所定の内部体積を有する偏平な箱状に形成されて遮音部材が内包された保形枠体と、遮音部材の内部に封入された気体の圧力をほぼゼロから遮音部材の一部が保形枠体の各開口内に膨出する圧力までの範囲で可変するよう制御する圧力制御ユニットとを備えている。

しかしながら、これらの優れた遮音効果を有する遮音構造体にあっても低周波から高周波までの幅広い周波数領域に対する遮音効果をさらに向上させることが望まれている。

特許第４６４９６５０号公報 特開２０１２−１２２２３６号公報 特開２０１３−１９５７２９号公報

本発明は、低周波から高周波まで幅広い周波数領域に対する遮音効果を発揮することができる遮音構造体を提供することを目的とする。

［適用例１］
本適用例に係る遮音構造体は、
板状体と、
前記板状体の一方の面の一部または全部に接触して加圧する加圧体と、
前記加圧体を挟んで前記板状体と対向して配置された保持体と、
を含み、
前記保持体は、前記加圧体が前記板状体を加圧した反力に抗して前記加圧体を所定位置に保持することを特徴とする。

本適用例に係る遮音構造体によれば、低周波から高周波まで幅広い周波数領域に対する遮音効果を発揮することができる。

［適用例２］
本適用例に係る遮音構造体において、
前記加圧体は、一または複数の袋体を含み、
前記保持体は、複数の貫通孔を有し、
前記袋体は、内部に封入された気体の圧力によって前記板状体を加圧することができる。

本適用例に係る遮音構造体によれば、袋体を用いることで施工性に優れる。また、袋体を挟んで板状体と対向して配置された保持体が複数の貫通孔を有することから、二層の板状体とその間の空気層で構成される二重壁構造において生じる低・中周波数の共鳴に起因する遮音性能の低下を防ぐことができる。

［適用例３］
本適用例に係る遮音構造体において、
前記袋体は、細長い中空体であり、
複数の前記袋体が前記板状体の前記面に沿って配置されることができる。

本適用例に係る遮音構造体によれば、袋体を細長い中空体とすることで、複数の袋体を板状体の面に沿って配置する際の施工性に優れる。

［適用例４］
本適用例に係る遮音構造体において、
前記板状体は、鉄製であり、
前記袋体は、ゴム製であり、
前記保持体は、金属製であることができる。

本適用例に係る遮音構造体によれば、鉄製の板状体によって質量則による遮音効果を得ることができ、ゴム製の袋体を金属製の保持体及び板状体に押し付けることで剛性則による遮音効果を付加することができる。また、本適用例に係る遮音構造体によれば、袋体をゴム製とすることで質量を大きくすることができるため質量則による遮音効果も得ることができる。金属製の保持体及び板状体を用いることで厚みのあるゴム製の袋体を押し付けても保持体及び板状体の変形を抑えることができるため、袋体の気体の圧力を効率よく板状体の剛性向上に繋げることができる。

［適用例５］
本適用例に係る遮音構造体において、
前記加圧体が前記板状体を加圧することで、少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚの周波数領域における遮音性を発揮する剛性を前記板状体に付与することができる。

本適用例に係る遮音構造体によれば、加圧体が前記板状体を加圧して所定の剛性を板状体に付与することで１０Ｈｚ〜４０Ｈｚの周波数領域における遮音性を発揮することができる。

［適用例６］
本適用例に係る遮音構造体において、
前記保持体は、鉄線、鋼線または棒鋼を交差して配列し、それらの交点を接続して格子状にした、金網を含むことができる。

本適用例に係る遮音構造体によれば、建築用の線材による金網を用いることができる。

本発明の遮音構造体は、低周波から高周波まで幅広い周波数領域に対する遮音効果を発揮することができる。

本実施形態に係る遮音構造体の縦断面で示す側面図である。 本実施形態に係る遮音構造体の正面図である。 本実施形態に係る遮音構造体の袋体内に圧力を加える前の縦断面で示す側面図である。 変形例１に係る遮音構造体の正面図である。 実施例１及び比較例１〜４の測定を行った音響実験室の平面図である。 実施例１の測定状況を示す無響室側からみた写真である。 実施例１及び比較例１〜４の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。 実施例１，２及び比較例１の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。 実施例３及び比較例５の測定を行った音響実験室のコンクリート壁と開口を残響室側からみた写真である。 実施例３の測定状況を示す残響室側からみた写真である。 実施例３及び比較例５の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。 変形例２に係る遮音構造体の正面図である。 変形例３に係る遮音構造体の正面図である。 実施例５の測定状況を示す残響室側からみた写真である。 実施例６の測定状況を示す残響室側からみた写真である。 実施例４，５，６及び比較例６の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本実施形態に係る遮音構造体は、板状体と、前記板状体の一方の面の一部または全部に接触して加圧する加圧体と、前記加圧体を挟んで前記板状体と対向して配置された保持体と、を含み、前記保持体は、前記加圧体が前記板状体を加圧した反力に抗して前記加圧体を所定位置に保持することを特徴とする。

１．遮音構造体
図１〜図３を用いて本実施形態に係る遮音構造体１について説明する。図１は本実施形態に係る遮音構造体１を縦断面で示す側面図であり、図２は本実施形態に係る遮音構造体１の正面図であり、図３は本実施形態に係る遮音構造体１の袋体３内に圧力を加える前の縦断面で示す側面図である。

図１に示すように、遮音構造体１は、板状体２と、板状体２の一方の面（図１では内面２０）の一部または全部に接触して加圧する加圧体としての袋体３と、袋体３を挟んで板状体２と対向して配置された保持体としての網体４と、を含み、網体４は、袋体３が板状体２を加圧した反力に抗して袋体３を所定位置に保持することを特徴とする。

ここで、遮音効果の剛性則と質量則について説明する。一般に遮音構造体に用いられる平板の一次固有振動数以下の周波数領域においては、平板自体の剛性に対応して遮音効果が律則される剛性則と称される法則に依存するとともに、平板の一次固有振動数以上の周波数領域においては、平板自体の質量に対応して遮音効果が律則される質量則に依存する。

一般的な遮音構造体の平板では、その一次固有振動数が数十Ｈｚ以下であるため、大部分の可聴音周波数領域において、遮音効果が質量則に依存する。この質量則によると、遮音構造体の面密度（単位面積当たりの質量）が大きいほど遮音構造体が振動し難く、遮音構造体の入射音波に対する遮音効果が高くなる。

逆に、一般的な遮音構造体の平板を重くするだけでは、その一次固有振動数以下の周波数領域における遮音性が剛性則に依存するため、遮音効果の向上を期待できない。

遮音構造体１は、板状体２を用いて質量則により板状体２の一次固有振動数以上の周波数領域における遮音効果を得ると共に、袋体３を網体４及び板状体２に押し付けることにより袋体３が板状体２を加圧することで剛性則により板状体２の一次固有振動数以下の周波数領域における遮音効果を得る。すなわち、遮音構造体１によれば、低周波から高周波まで幅広い周波数領域に対する遮音効果を発揮することができるのである。例えば、遮音構造体１を構造物の開口６に設けられる扉に適用することで、扉の軽量化と薄型化が可能となる。すなわち、従来のように、低周波数領域の遮音効果を得るために高剛性の素材を用いると扉が重くなる傾向があり、また、軽量化のために二重壁構造を採用すると共鳴を避けるための幅の広い空気層が必要になるが、遮音構造体１であれば、袋体３は比較的軽量で、しかも共鳴を避けるための広い幅も不要であるため、扉の軽量化と薄型化が可能となる。また、袋体３を挟んで板状体２と対向して配置された保持体としての網体４が複数の貫通孔を有することから、従来のような二層の板状体とその間の空気層で構成される二重壁構造において生じる低・中周波数の共鳴に起因する遮音性能の低下を防ぐことができる。

図１及び図２に示すように、板状体２は、平板であり、板状体２の内面２０及び外面２２が設備機械室などの構造物の開口６に設けられる扉や壁を塞ぐ面積を有する。また、複数枚の板状体２を組み合わせて開口６を塞いでもよい。

板状体２は、鉄製であることができる。鉄製の板状体２によって質量則による遮音効果を得ることができる。板状体２は、厚さを厚くすることで質量則による所望の遮音効果を得ることができる。また、鉄であれば経済的にも有利である。なお、板状体２は、鉄製に限らず、所望の質量を得ることができれば他の金属であってもよい。また、板状体２は、袋体３の圧力による変形に耐えるように、特別な補強構造を用いれば、石膏ボード、ガラス、木製板（例えば合板）などであってもよい。特別な補強構造としては、石膏ボードの場合には建築用鋼製下地材（例えばＪＩＳ Ａ ６５１７）など、ガラスの場合には強化ガラスや網入りガラスなどを用いることができる。

加圧体としての袋体３は、板状体２の一方の面である内面２０の一部または全部に接触して加圧する。図１では袋体３はほぼ内面２０の全部に接触しているが、板状体２の剛性
を向上できれば一部だけ接触していてもよい。袋体３は、板状体２と対向して配置される板状体側側面３０と、網体４と対向して配置される網体側側面３２と、板状体側側面３０と網体側側面３２とを全周で接続する周縁部３４と、を含む。板状体側側面３０と網体側側面３２と周縁部３４とで構成される袋体３の内部空間は気体を封入することができる。袋体３は、例えば網体側側面３２に内部に気体を送り込むための逆止弁のついた図示しない注入口をさらに含む。注入口は、網体４側にあって、ポンプ等に接続されたチューブが着脱自在である。

本実施形態では加圧体として袋体３を用いたが、板状体２の剛性を向上して低周波領域における遮音性能が得ることができれば、袋体３に限られない。例えば、板状体２を加圧することができる油圧ジャッキなどでもよい。

図２では、板状体側側面３０は、内部に封入された気体の圧力によって膨らんだ状態で、板状体２の内面２０の略全体に押し付けられて密着する。袋体３は、内部の気体の圧力によって変形可能な柔軟性を備える材質である。板状体側側面３０及び板状体側側面３０が押し付けられた板状体２は、気体の圧力による変形に抗することにより、剛性が向上する。袋体３を用いることにより、施工性に優れる。具体的には、袋体３は、油圧ジャッキなどに比べると比較的軽量で取り扱いやすく、内圧を下げれば板状体２と網体４との間で所望の位置へ容易にずらして移動することができるからである。また、袋体３は内圧を上げることで板状体２に接触するため、接触面における袋体３の取り付け精度もあまり厳しい制約を受けないからである。

網体側側面３２は、内部に封入された気体の圧力によって膨らんだ状態で、網体４に押し付けられて網体４の貫通孔である網の目の部分から網体４の外側へ膨らむように変形する。網体４の網の目の部分で外側へ膨らんだ網体側側面３２の部分は、延ばされることで剛性が高くなる。この剛性によって、剛性則による遮音効果を得ることができる。袋体３は、このような変形によって剛性が得られる材質を採用できる。

袋体３は、ゴム製であることができる。ゴム製の袋体３を網体４及び板状体２に押し付けることで剛性則による遮音効果を得ることができる。袋体３がゴム製であることで、容易に質量を大きくすることができるため質量則による遮音効果も得ることができる。また、袋体３がゴム製であることで、耐候性に優れることができ、また、トンネル内の発破による飛石が当たっても破裂しにくい。特に、袋体３がゴム製であることにより、内部の気体の圧力によって袋体３が膨らんで網体４及び板状体２に密着することで擬似的に一体化する。ゴム製の袋体３が柔軟に変形しながら板状体２に板状側側面３０の全面が密着するため、板状体２の内面２０の凹凸もあまり厳格に考慮しなくても所望の効果を得ることができる。一体化した遮音構造体１は、気体の圧力により全体が引張力や押圧力を受けて剛性が向上する。

ここで、ゴム製とは、ゴム単体だけでなく、公知の補強布にゴムシートを貼り付け又は液状ゴムを塗布乾燥して得られるものも含み、例えばゴムと布織物との複合材であるいわゆるゴム引布を含む。補強布としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、綿などの織布が挙げられる。

袋体３に用いるゴムは、例えば、ＪＩＳ Ｋ６４０４−３の引張試験における、引張強さが１４７０（Ｎ／３ｃｍ）以上であることができ、伸びが１５％〜４０％であることができる。また、袋体３に用いるゴムは、ＪＩＳ Ｋ６４０４−４の引裂試験における引裂き強さが例えば１４７Ｎ以上であることができる。

ゴム製の袋体３は、ＪＩＳ Ｋ６４０６４−２−３で測定した厚さが例えば０．９ｍｍ
〜２ｍｍであることができる。袋体３の厚さを０．９ｍｍ以上とすることで破裂しにくい丈夫なものとすることができる。袋体３の厚さを２ｍｍ以下とすることで市販されているゴムシートを用いて安価に製造することができる。また、ゴム製の袋体３は、ＪＩＳ Ｋ６４０４−２−１で測定した重さが例えば１１００ｇ／ｍ^２〜１５００ｇ／ｍ^２であることができる。

ゴム製以外の袋体３としては、例えば、合成樹脂製の中空体であってもよい。ゴムに比べて柔軟性に劣るもののゴムよりも軽量化が可能である。

網体４は、袋体３を挟んで板状体２と対向して配置される。網体４は、複数の貫通孔として網の目を有する。網体４は袋体３の網体側側面３２に接触し、複数の網の目の中で袋体３が膨出する方向に気体の圧力が作用することで網体側側面３２の剛性を向上させる。また、網体４自身も袋体３に押されることで剛性が向上する。本実施形態では保持体として網体４を用いる例について説明するが、保持体の形態は網体４に限るものではなく、複数の開口を有する他の形態であってもよい。保持体は、袋体３が板状体２を加圧した反力に抗して袋体３を所定位置に保持する。袋体３が板状体２を加圧した反力によって保持体が変形することで、袋体３が板状体２を所望の圧力で加圧できなくなることを防ぐためである。保持体を網体４にすることで網の目の中で袋体３の一部が膨出し、袋体３との内面２０に沿った方向における袋体３の移動も制限することもできる。保持体は、袋体３を膨らませた際に袋体３の変形を抑えることで、袋体３を含む遮音構造体１全体の剛性を高める効果も有しており、例えば、金属板の全体に多数の貫通孔を設けたパンチングメタルを採用することができる。パンチングメタルを採用する場合には、下記の網の目のサイズの貫通孔を全体に配置することができる。網体４における保持体としての機能としては、袋体３を含む遮音構造体１全体の剛性を高めることの他、袋体３が膨らんで押し付けられても網体４の形態を保持して遮音構造体１の外観を保つことにもある。パンチングメタルの保持体を用いることで、遮音構造体１の外観の意匠性が向上し、仕上げ材としての機能をも有する。

網体４は、金属製であることができる。金属製の網体４を用いることで比較的厚みのあるゴム製の袋体３を押し付けても網体４の変形を抑えることができる。網体４が袋体３の押し付け力によって大きく変形すると、網体側側面３２が所望の剛性を得ることができず、板状体２及び板状体側側面３０も所望の剛性が得られない。

網体４は、鉄線、鋼線または棒鋼を交差（例えば直交）して配列し、それらの交点を接続して格子状にした、金網を含むことができる。網体４は、建築用の線材による金網を用いることができる。建築用の線材を用いることで、市場で所望（袋体３の押圧力に合わせて）の強度等を有する線材の入手が容易となる。ここで鉄線は、低炭素鋼の軟鋼を原料とした線材であり、ＪＩＳ Ｇ３５０５に規定する軟鋼線材を用いた線材である。鉄線としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ３５３２で規定されるＳＷＭ−Ｐ，ＳＷＭ−Ｃ，ＳＷＭ−Ｒ及びＳＷＭ−Ｉに適合する鉄線の他、ＪＩＳ Ｇ３５４２の亜鉛めっき鉄線などの各種被覆をした鉄線を用いることができる。また、鋼線は、炭素鋼線または合金鋼線を原料とした線材であり、ＪＩＳ Ｇ３５０５の軟鋼線材以外の線材（ＪＩＳ Ｇ３５０６の高鋼線材、ＪＩＳ Ｇ４３０８のステンレス鋼線材など）である。鋼線としては、例えば、ＪＩＳ
Ｇ３５２１で規定される高鋼線などを用いることができる。棒材は、ＪＩＳ Ｇ３１１２のＳＲ２３５，ＳＲ２９５，ＳＤ２９５Ａ，ＳＤ２９５Ｂ及びＳＤ３４５に適合した棒鋼を用いることができる。このような線材を用いた金網は、鉄線を直交して配列し、それらの交点を電気抵抗溶接して格子状にした溶接金網（ＪＩＳ Ｇ３５５１）、棒鋼を直交して配列し，それらの交点を電気抵抗溶接して格子状にした鉄筋格子（ＪＩＳ Ｇ３５５１）を用いることができる。網体４は、金網を部分的に補強する高剛性の部材を含んでもよい。例えば、金属製の管体などを補強材として用いてもよい。また、網体４は、上記の
ような線材に限らず、単管などを格子状に接合してもよい。

網体４は、縦線４０と横線４２とを有し、縦線４０と横線４２とは交差する部分で溶接されて一体化している。縦線４０と横線４２の剛性が高いことが望ましい。袋体３の外側への変形に耐えるためである。また、網体４は、溶接により一体化することにより、剛性を向上することが望ましい。袋体３に内圧をかけた際に、網体４の各目における袋体３が均等に剛性を発揮するためである。網体４の網目寸法（隣り合う線の中心間の距離）は、５０ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましい。網目寸法が５０ｍｍ以上であると市販されている溶接金網や鉄筋格子を用いることができ、網目寸法が１００ｍｍ以下であれば網目で形成される高剛性の袋体３を得ることができる。網体４の線径は２．６ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましい。線径が２．６ｍｍ以上であれば袋体３の圧力に耐えることができ、５．０ｍｍ以下であれば市販されている溶接金網や鉄筋格子を用いることができる。

板状体２と網体４との間隔Ｄは、袋体３を収納することができる幅を有している。この間隔Ｄとしては、４０ｍｍ〜６０ｍｍであることが好ましく、例えば５０ｍｍが好ましい。この間隔Ｄが４０ｍｍ以上であれば袋体３の厚さを確保することができ、６０ｍｍ以下であれば袋体３を短時間で膨らませることができる。

枠体５は、板状体２の外形に沿った形状を有している。枠体５は、開口６の内側に沿って配置され、上枠５０、下枠５２、右枠５４、左枠５６とからなる。枠体５は、袋体３の周縁部３４の周りを覆うように配置され、一端が板状体２の内面２０に固定されて他端が網体４側に突出し、その他端が網体４の周縁を固定する。枠体５は、袋体３が膨らんでも変形しない剛性を有する。

加圧体としての袋体３が板状体２を加圧することで、少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚの周波数領域における遮音性を発揮する剛性を板状体２に付与することができる。剛性則により、実験の結果少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚにおける遮音性が特に向上したからである。袋体３の内部に封入される気体の圧力は、板状体２、網体４及び袋体３に、少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚ、好ましくは１０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの周波数領域における遮音性を発揮する剛性を付与することができる程度に調整することができる。袋体３内の気体の圧力が板状体２、網体４及び袋体３に所定の剛性を付与することで１０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの周波数領域における遮音性を発揮することができるからである。後述の実施例３では、板状体２、網体４及び袋体３に剛性を付与することにより１０Ｈｚ〜６０Ｈｚの低周波に対する効果を証明し、実施例１及び２においても１００Ｈｚ〜２５０Ｈｚに効果があることを証明した。また、実施例１及び２では１２５Ｈｚから１００Ｈｚへ向かって挿入損失が大きくなる傾向がみられることから、１００Ｈｚ以下であっても当然に遮音効果が見込めることが理解できる。

図３に示すように、袋体３は、内部に空気を注入する前は網体４に網体側側面３２を押し付けていない。袋体３に図示しない注入口から圧縮空気を注入し、袋体３の内部の圧力を高めることにより、袋体３が外側に膨らむように変形し、図１に示すような状態となる。袋体３の内部に注入する気体は、空気であることが安価で好ましいが、他の気体例えば窒素などの不活性ガスを用いてもよい。

２．変形例１
図４を用いて変形例１に係る遮音構造体１ａについて説明する。図４は変形例１に係る遮音構造体１ａの正面図である。なお、図４において、図１〜図３と同じ構成には同じ符号を用いて示し、重複する説明は省略する。

図４は、構造物がトンネル１２であり、その開口６ａを遮音組立体１２が閉鎖している
。遮音組立体１２は、複数の遮音構造体１ａを組み合わせて構成されている。複数の遮音構造体１ａの一部が扉としての機能を有し、他の遮音構造体１ａが壁としての機能を有する。図４ではトンネル１０の内側からみた正面図である。例えば、遮音構造体１ａの一部に出入り口が設けられる場合には、その出入り口には別の遮音構造を用いてもよい。

各遮音構造体１ａの基本構造は、図１〜図３で説明した遮音構造体１と同じであり、開口６ａの外側にあって図示しない板状体と、板状体の一方の面の一部または全部に接触して加圧する加圧体としての袋体３と、袋体３を挟んで板状体と対向して配置された網体４とを含む。図４における遮音構造体１ａの全面に設けられた格子状の部分が網体４であり、その格子状の網体４の網の目の内側に見える部分が袋体３である。

開口６ａの周縁に沿って配置されている遮音構造体１ａの枠体５ａは、開口６ａの形状に合わせて円弧状の部分を有する。したがって、枠体５ａに固定される網体４も同様に円弧状の部分を有する。また、網体４の内側に保持されている袋体３も円弧状の部分を有することが好ましい。しかしながら、ゴム製の袋体３を開口６ａの形状に合わせて成形することは経済的でないため、枠体５ａに収まる大きさであって正面から見て長方形の袋体３を用いてもよい。正面視で長方形の袋体３を用いると枠体５ａとの間に隙間が生じるが、トンネル１０のような巨大な構造物の開口６ａの場合には許容できる範囲である。なお、このような隙間には、小さいサイズの袋体３をさらに配置してもよい。すなわち、１つの枠体５ａの中に、大きさの異なる複数の袋体３を配置してもよい。

３．変形例２
図１２を用いて変形例２に係る遮音構造体１ｂについて説明する。図１２は変形例２に係る遮音構造体１ｂの正面図である。なお、図１２において、図１〜図３と同じ構成には同じ符号を用いて示し、重複する説明は省略する。

図１２は、開口６を遮音構造体１ｂが閉鎖している。遮音構造体１ｂは、図１〜図３に示した袋体３の代わりに正面視で開口６よりも小さな面積を有する袋体３ａを用いている点で相違し、また、網体４の外側に補強体４５，４５を備える点で相違する。

袋体３ａは、正面視における網体側側面３２ａの面積が板状体２の内面２０の面積の例えば１／４程度である。袋体３ａは、内面２０の中心付近に配置されて、内部に空気を充填して板状体２と網体４との間の所定位置に保持される。袋体３ａは、後述する実施例４の結果から図１〜図３のように内面２０の全面に袋体３が接触するものとほぼ同等の遮音性能を有することがわかっている。袋体３ａは板状体２の内面２０の一部に接触して加圧するものであってもよく、袋体３ａが板状体２の内面２０と接触する面積は少なくとも内面２０の１／４以上であることが好ましい。

補強体４５，４５は、その両端を開口６の上端及び下端に固定された網体４を部分的に補強する高剛性の部材である。補強体４５，４５は、例えば金属製の管体であることができ、建築に用いるいわゆる単管などでもよい。補強体４５，４５は、袋体３ａに対して網体４の外側にあり、袋体３ａが膨らんだ際に網体４が外側へ変形することを防止する。袋体３ａが板状体２を加圧する力を低下させないためである。

このように、正面視における袋体３ａの面積が板状体２の内面２０の面積よりも小さい場合であっても、袋体３ａの加圧力によって板状体２に遮音性を発揮する剛性を付与することができる。

４．変形例３
図１３を用いて変形例３に係る遮音構造体１ｃについて説明する。図１３は変形例３に
係る遮音構造体１ｃの正面図である。なお、図１３において、図１〜図３と同じ構成には同じ符号を用いて示し、重複する説明は省略する。

図１３は、開口６を遮音構造体１ｃが閉鎖している。遮音構造体１ｃは、図１〜図３に示した遮音構造体１における袋体３の代わりに正面視で開口６よりも小さな面積を有する袋体３ｂを複数用いている点で相違し、また、網体４の外側に補強体４５，４５を備える点で相違する。

袋体３ｂは、細長い中空体である。袋体３ｂの長さは開口６の幅とほぼ同じである。袋体３ｂの長さは開口６の大きさや袋体３ｂの本数や配置に合わせて設定できる。袋体３ｂの正面視における網体側側面３２ｂの面積は、板状体２の内面２０の面積の１／１５程度である。袋体３ｂは、開口６の幅方向を長手方向として、隣り合う袋体３ａと間隔をあけて、内面２０に沿って複数本（例えば６本）並べて配置される。このような袋体３ｂの間隔を設けなくてもよい。袋体３ｂは、内面２０に沿って配置されて、内部に空気を充填することで板状体２と網体４との間の所定位置に保持される。袋体３ｂは、後述する実施例５の結果から図１〜図３のように内面２０の全面に袋体３ｂが接触するものと少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚにおいてはほぼ同等の遮音性能を有することがわかっている。

このように、袋体３ｂを内面２０に沿って複数並べて配置することで、袋体３ｂの加圧力によって板状体２に遮音性を発揮する剛性を付与することができる。

袋体３ｂとしては、例えば、コンクリート打継に用いる円筒状のエアーフェンス（東邦建材社製）等を用いることができる。既製品を用いることで施工コストを下げることができるからである。

長さの異なる袋体３ｂを組み合わせることにより、板状体２（開口６）の形状に柔軟に対応できる。例えば、図４のような開口６ａであっても、曲線に合わせて長さの異なる袋体３ｂを並べれば、板状体の全体に袋体３ｂを配置することができる。

［実施例１，実施例２］
実施例１及び実施例２の遮音構造体１は、図１及び図２に示すものであり、板状体２として長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの鉄板と、網体４としてＪＩＳ
Ｇ３５５１の長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍの溶接金網（線径５ｍｍ、網目５０ｍｍ×５０ｍｍ）と、袋体３として厚さ約１ｍｍ（ＪＩＳ Ｋ６４０４−２−３）のクロロプレンゴム（ＣＲ）シート（重さ１２６５ｇ／ｍ^２（ＪＩＳ Ｋ６４０４−２−１）、縦方向の引張強さ２７９２（Ｎ／３ｃｍ）、横方向の引張強さ２５４２（Ｎ／３ｃｍ）（ＪＩＳ
Ｋ６４０４−３）、縦方向の伸び２２％、横方向の伸び３１％（ＪＩＳ Ｋ６４０４−３）、縦方向の引裂強さ１６３Ｎ、横方向の引裂強さ１９９Ｎ（ＪＩＳ Ｋ６４０４−４）、剥離強さ５５．１（Ｎ／３ｃｍ）以上で剥離しなかった（ＪＩＳ Ｋ６４０４−５））を二枚重ねて周縁部を接着して得られた長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×奥行約５０ｍｍの立方体状の袋体と、を用いて、板状体２と網体４との間隔Ｄが５０ｍｍになるように木製の枠体５で周囲を固定した。実施例の袋体３には８ｋＰａ（実施例１、比較例４）及び４ｋＰａ（実施例２）の圧縮空気を注入し、袋体３の板状体側側面３０を板状体２に密着させ、網体側側面３２を網体４に密着させた。袋体３の面密度は、厚さ０．６ｍｍの鉄板とほぼ等しく、４．７ｋｇ／ｍ^２であった。

比較例１の遮音構造体は、長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの１枚の鉄板を用いた。比較例２の遮音構造体は、長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの２枚の鉄板を５０ｍｍの間隔を有するように木製の枠体で固定した。比較例３の遮音構造体は、長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの鉄板と実施例１で用いた網体
とを５０ｍｍの間隔を有するように配置して木製の枠体で固定した。比較例４の遮音構造体は、長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×厚さ０．６ｍｍの鉄板と実施例１で用いた袋体（８ｋＰａの内圧、奥行５０ｍｍ）を密着するように重ねて木製の枠体で固定した。

（挿入損失試験）
実施例１，２及び比較例１〜４の遮音構造体について、図５に示す音響実験室６８で測定を行った。図５は実施例及び比較例の測定を行った音響実験室６８の平面図である。音響実験室６８は、音源（スピーカ）６３が配置された残響室６０と、測定点（マイク）６５が配置された無響室６２と、残響室６０と無響室６２との間の厚さ２００ｍｍのコンクリート壁６４（幅３．６ｍ×高さ３．０ｍ）と、を有する。コンクリート壁６４には６００ｍｍ角の開口６６が形成され、開口６６で残響室６０と無響室６２とが連通する。残響室６０の音源から一定のピンクノイズを放射し、開口６６に実施例１，２及び比較例１〜４の遮音構造体を設置してそれぞれの無響室６２内の音圧レベルを測定した。

図６は、実施例１の測定状況を示す無響室６２側からみた写真である。各遮音構造体は、開口６６に、音源室側に板状体である鉄板、受音室側に他の鉄板、袋体３、網体４、枠体５となるように取り付けた。測定点６５は、開口６６の正面でコンクリート壁６４の表面から１ｍの距離に配置した。実施例及び比較例の各遮音構造体で得られた無響室６２内の音圧レベルより、ＳＮ比が１０ｄＢ以上となる周波数帯域について、開口６６を遮音構造体で塞がない場合と各遮音構造体で塞いだ場合との音圧レベル差、すなわち、挿入損失（ｄＢ）を算出した。図７，８に各遮音構造体における挿入損失を示した。

図７は、実施例１及び比較例１〜４の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。図７に示すように、開口６６に鉄板０．６ｍｍを設置した場合（比較例１）の挿入損失は、１００Ｈｚ〜４ｋＨｚにおいて、周波数が高くなるほど大きくなる質量則と同様の特性がみられた。鉄板０．６ｍｍに空気層を設けて鉄板０．６ｍｍを設置した場合（比較例２）の挿入損失は２５０Ｈｚ以上の周波数帯域において比較例１を大きく上回るが、２００Ｈｚ以下では比較例１と同等以下となり、特に１６０Ｈｚ帯域では比較例１を明らかに下回った。鉄板０．６ｍｍに空気層を設けて溶接金網を設置した場合（比較例３）の挿入損失は比較例１とほとんど違いがみられなかった。鉄板０．６ｍｍに袋体を付加して８ｋＰａまで加圧した場合（比較例４）の挿入損失も６３０Ｈｚ以下においては比較例１と違いがみられないが、８００Ｈｚ以上では明らかな増加がみられ、比較例２と同程度であった。鉄板０．６ｍｍに袋体と溶接金網を付加して８ｋＰａまで加圧した場合（実施例１）の挿入損失は３１５Ｈｚで最小となり、それより周波数が高くなるほど、または低くなるほど増加する傾向がみられた。特に、１００Ｈｚ〜２００Ｈｚの挿入損失は比較例１〜４との違いが明らかであり、１００Ｈｚにおいて、その差が約１５ｄＢであった。

図８は、実施例１，２及び比較例１の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。鉄板０．６ｍｍに袋体と溶接金網を付加して加圧した場合の挿入損失について、袋体に加える内圧の違いを比較したものである。図８に示すように、内圧４ｋＰａの場合（実施例２）の挿入損失は２５０Ｈｚで最小となり、それより周波数が高く、または低くなるほど増加するという実施例１と同様の傾向がみられたが、実施例１の挿入損失と比較して全体的に低周波数側にシフトしていることが確認された。

二重壁等の空気層を有する複層構造では、通常、共鳴透過によって低・中周波数において単層壁よりも遮音性能の小さい領域が生じてしまう。比較例２で確認された１６０Ｈｚ付近の挿入損失の低下はこの共鳴透過に起因すると考えられる。これに対し、実施例１，２の単層壁に袋体と溶接金網を付加して加圧した場合は、全ての周波数帯域で比較例１の単層壁と同等以上の遮音性能が確保され、かつ、低周波数領域で明らかな遮音性能の向上
が確認された。また、実施例１と実施例２との比較によって、袋体の加圧の程度によって、遮音性能の増減が調整可能であることも確認された。

［実施例３］
実施例３の遮音構造体１は、実施例１，２と基本的な構成及び材質は同様であって、板状体２として長さ１２００ｍｍ×幅１２００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鉄板と、網体４として長さ１２００ｍｍ×幅１２００ｍｍの溶接金網と、袋体３として厚さ約１ｍｍのクロロプレンゴム（ＣＲ）シートを二枚重ねて周縁部を接着して得られた長さ１２００ｍｍ×幅１２００ｍｍ×奥行約５０ｍｍの立方体状の袋体３と、を用いて、板状体２と網体４との間隔Ｄが５０ｍｍになるように鉄製の枠体５で周囲を固定した。実施例の袋体３には２ｋＰａの圧縮空気を注入し、袋体３の板状体側側面３０を板状体２に密着させ、網体側側面３２を網体４に密着させた。

比較例５の遮音構造体は、長さ１２００ｍｍ×幅１２００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの１枚の鉄板を用いた。

（挿入損失試験）
実施例３及び比較例５の遮音構造体について、実施例１，２と同様に、図５に示す音響実験室６８で測定を行った。実施例３及び比較例５の試験ではコンクリート壁６４からの低周波領域の音漏れを防ぐため、高さ３０００ｍｍ×幅３６００ｍｍ×厚さ１５０ｍｍのコンクリート壁６４及び高さ１２００ｍｍ×幅１２００ｍｍの開口６６を新たに施工して実験を行った。

図９は、コンクリート壁６４及び開口６６を残響室６０側から見た写真であり、図１０は、実施例３の測定状況を残響室６０側からみた写真である。挿入損失試験の測定方法は実施例１，２と同様である。図１１に各遮音構造体における挿入損失を示した。

図１１は、実施例３及び比較例５の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。図１１に示すように、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚにおいても、実施例３の挿入損失（図１１の○及び●印）は比較例５の挿入損失（図１１の×印）に比べて大きく、遮音性能に優れていた。ここで、振動測定の結果、比較例５の１次固有振動数は約１４Ｈｚであり、実施例３の１次固有振動数は約６０Ｈｚであり、各条件で挿入損失が最低となる周波数帯域とほぼ一致することが確認できた。すなわち、新しいコンクリート壁６４によってノイズが除去された結果、実施例３による低周波数領域の遮音性能向上が１００Ｈｚ以下でも確認できた。なお、コンクリートブロックの１次固有振動数が約２５Ｈｚであったことから、図１１の実施例３のグラフにおいて、２０Ｈｚ付近で生じた挿入損失の落ち込みはコンクリート壁６４の透過音に起因すると考えられる。そのため、図１１の実施例３のグラフにおける２０Ｈｚ付近の挿入損失（図１１の○印）は、実際の挿入損失の方がより大きいと推定される。

［実施例４］
実施例４の遮音構造体１は、図１〜図３に示すものであり、実施例３の板状体２を１２００×１２００×１．６ｍｍの鉄板としたものである。実施例４の袋体３には４ｋＰａの圧縮空気を注入した。

［実施例５］
実施例５の遮音構造体１ｂは、図１２に示すものであり、実施例３の板状体２及び網体４と基本的な構成及び材質は同様であって、板状体２として実施例４と同じものを用いた。網体４の外側には単管２本を袋体３ａの幅よりも狭い間隔で枠体５に固定した。袋体３ａは、厚さ約１ｍｍのクロロプレンゴム（ＣＲ）シートを二枚重ねて周縁部を接着して得
られた長さ６００ｍｍ×幅６００ｍｍ×奥行約５０ｍｍの立方体状であった。実施例５の袋体３ａには４ｋＰａの圧縮空気を注入した。

［実施例６］
実施例６の遮音構造体１ｃは、図１３に示すものであり、袋体３ｂを除いて実施例５と同様であった。実施例６の袋体３ｂは、直径が８０ｍｍで長さが１２００ｍｍの細長い中空体に４ｋＰａの圧縮空気を注入し、板状体２の内面２０に沿って６本を間隔を空けて内面２０の全体に配置した。

［比較例６］
比較例６の遮音構造体１は、１２００×１２００×１．６ｍｍの鉄板であった。

（挿入損失試験）
実施例４，５，６及び比較例６の遮音構造体について、実施例３と同様に、図１４及び図１５に示す音響実験室で測定を行った。

図１４及び図１５は、実施例５，６の測定状況を残響室側からみた写真である。挿入損失試験の測定方法は実施例１，２と同様である。図１６に実施例４，５，６の各遮音構造体１，１ｂ、１ｃにおける挿入損失と比較例６の遮音構造体における挿入損失を示した。

図１６は、実施例４，５，６及び比較例６の挿入損失（ｄＢ）と中心周波数（Ｈｚ）との関係を示すグラフである。図１６に示すように、比較例６の固有振動数は１６Ｈｚ付近にあったが、実施例４，５，６の固有振動数は５０Ｈｚ付近にあることがわかった。実施例４，５，６の挿入損失は、少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚにおいて比較例６の挿入損失に比べて大きく、遮音性能に優れていた。実施例４，５の挿入損失は低周波数から高周波数まで比較例６の挿入損失に比べて大きく、遮音性能に優れていた。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…遮音構造体、２…板状体、３，３ａ，３ｂ…袋体、４…網体、５，５ａ…枠体、６，６ａ…開口、１０…トンネル、１２…遮音組立体、２０…内面、２２…外面、３０…板状体側側面、３２，３２ａ，３２ｂ…網体側側面、３４…周縁部、４０…縦線、４２…横線、５０…上枠、５２…下枠、５４…右枠、５６…左枠、６０…残響室、６２…無響室、６３…音源、６４…コンクリート壁、６５…測定点、６６…開口、６８…音響実験室、Ｄ…間隔

Claims (6)

1. 板状体と、
   前記板状体の一方の面の一部または全部に接触して加圧する加圧体と、
   前記加圧体を挟んで前記板状体と対向して配置された保持体と、
   を含み、
   前記保持体は、前記加圧体が前記板状体を加圧した反力に抗して前記加圧体を所定位置に保持することを特徴とする、遮音構造体。
2. 請求項１において、
   前記加圧体は、一または複数の袋体を含み、
   前記保持体は、複数の貫通孔を有し、
   前記袋体は、内部に封入された気体の圧力によって前記板状体を加圧することを特徴とする、遮音構造体。
3. 請求項２において、
   前記袋体は、細長い中空体であり、
   複数の前記袋体が前記板状体の前記面に沿って配置されることを特徴とする、遮音構造体。
4. 請求項２または３において、
   前記板状体は、鉄製であり、
   前記袋体は、ゴム製であり、
   前記保持体は、金属製であることを特徴とする、遮音構造体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記加圧体が前記板状体を加圧することで、少なくとも１０Ｈｚ〜４０Ｈｚの周波数領域における遮音性を発揮する剛性を前記板状体に付与することを特徴とする、遮音構造体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記保持体は、鉄線、鋼線または棒鋼を交差して配列し、それらの交点を接続して格子状にした、金網を含むことを特徴とする、遮音構造体。