JP3639214B2 - Soundproofing - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、防音塀に係り、特に、戸外で利用される騒音低減用の遮音壁、防音塀に関するものである。
背景技術
従来の遮音壁や防音塀(本明細書では、これらを防音塀と総称する。)では、その側面周囲の音圧分布に関心が払われていなかった。主に行われていた研究は、防音塀上端部における音圧を小さくして、擬似的な音源とみなされる上端部からの音の放射を少なくするという発想によっており、上端部に吸音性を持たせたり、共鳴管によって音圧を小さくするといった工夫によるものであった。
発明の開示
しかしながら、従来の防音塀の上端部における音圧を小さくして、擬似的な音源と見なされる上端部からの音の放射を少なくするという発想では、この上端部のみの音圧低減対策だけでは特定周波数では逆効果になる等の不都合があった。 そこで、本発明は、以上の点に鑑み、側面に管を多数配設し、擬似的な音源になる上端部の管の長さを短くすることで、管内部に定在波を作りだし、管前面位置での音圧分布を極小として、広い周波数範囲において良好な騒音低減効果を作り出すことを目的とする。さらに、本発明は、防音塀の側面に定在波を作り出す管を多数配置し、また、防音塀の上端部における管についてはその長さを調整することにより、最も防音塀としての効果が良好な音圧分布をつくり出すことを目的とする。
また、本発明は、半開放管及び/又は上端部管に、各管の内部に組み込まれて管を分割するための複数の小半開放管をさらに備えることで、減衰効果を一層高い周波数まで拡大することを目的とする。さらに、本発明は、防音塀の壁端部に複数種類の管を設けることで、一層の防音性能向上を図ることを目的とする。また、本発明は、水平方向にある仕切りを間引くことで、構成を簡易とし、工費を削減することを目的とする。
本発明の解決手段によると、
壁部と、
前記壁部の側面に多数配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が開いている半開放管と、
前記壁部の側面上端に配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が開いている前記半開放管より短い上端部管を備え、
前記上端部管の音源側前面位置付近で音圧分布が極小となるように、前記上端部管の長さを前記半開放管の長さより短くした防音塀を提供する。
また、本発明において、
前記半開放管及び/又は前記上端部管は、
各管の内部に組み込まれて管を分割するための、前記半開放管又は前記上端部管より短く断面積の小さい複数の小半開放管をさらに備えるようにしてもよい。
また、本発明において、
音源側、受音側又はこれら両側に、複数種の長さの複数の半開放管を有する壁端部をさらに備えるようにしてもよい。
また、本発明において、
前記半開放管、前記上端部管又は前記小開放管等は、
配列の水平方向が垂直方向より長い断面形状を有するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明に係る防音塀の全体構成図。
図2は音源及び防音塀の配置説明図。
図3は図2の防音塀10先端部のxz断面での部分拡大図。
図4は音圧分布の説明図。
図5は本発明に係る防音塀10の模型実験の説明図。
図6は単壁との挿入損失の比較説明図(1)。
図7は単壁との挿入損失の比較説明図(2)。
図8は本発明の第2の実施の形態の説明図。
図9は本発明の第3の実施の形態の全体構成図。
図10は本発明の第3の実施の形態の壁端部の構成図。
図11は単壁との挿入損失の比較説明図(3)。
図12は本発明の第4の実施の形態の壁端部の構成図。
図13は単壁との挿入損失の比較説明図(4)。
図14は本発明の第5の実施の形態の説明図。
図15は本発明の第6の実施の形態の説明図。
発明を実施するための最良の形態
図1に、本発明に係る防音塀の全体構成図を示す。
防音塀10は、上端板32、横板33、縦板31、半開放管2及び上端部管3を備えている。半開放管2は、上下の横板33及び左右の縦板31により囲まれることで構成されるものである。上端部管3は、最上部の半開放管2を形成する横板33と左右の縦板31と上端板32により囲まれることで構成され、上端部管3の上面は、下面よりも短くなっている。図中、縦板31の高さは、ここでは一例として、3mとしてあり、横板31の長さ、すなわち、半開放管2の長さはwとし、半開放管2及び上端部管3の内径はdとする。防音塀10の断面図は、櫛形をしており、図からもわかるように、角柱型の管又は直方管等をいくつも積み重ねたような構成となっている。なお、図中の矢印は、例えば、自動車の進行方向を表す。
また、半開放管2は、上下の横面板及び左右の縦面板で囲むことにより、ひとつのユニットを形成し、防音塀10は、それを複数ユニット備えるようにしてもよい。上端部管3も同様に、下面板、下面板より短い上面板、左右縦面板により囲まれることで、ひとつのユニットを形成し、防音塀10は、それを複数ユニット備えるようにしてもよい。また、縦面板及び横面板等の長さを調節することによって、半開放管2又は上端部管3をひとつずつのユニットではなく、縦又は横の複数又は全ての半開放管2又は上端部管3で1単位のブロックとし、そのブロックを横に並べていくか、又は、縦に積み重ねていくことにより、防音塀10を構成してもよい。なお、半開放管2又は上端部管3の管の断面形状は、正方形、長方形、ひし形、円形、楕円形、これらの変形管等の適宜のものを用いることができる。さらに、横方向の防音効果を得るため、上端部管3と同様の構成を横方向に設けるようにしてもよい。
図2に、音源及び防音塀の配置説明図を示す。この図では、防音塀10は、断面図で示されている。
防音塀10は、壁部4、半開放管2及び上端部管3を備える。この半開放管2は、壁部4の側面に多数が配置されており、壁部4側が閉じているものである。上端部管3は、壁部4の上端に配置されており、管の長さは半開放管2より短くなっているものである。
図3に、図2の防音塀10先端部のxz断面での部分拡大図を示す。
壁部4の側面には、多数の半開放管2と上端部管3が配置されている。
各半開放管2の長さl及び上端部管1の長さl’によって制御の対象とする音の周波数帯域が決定される。ここで、l/l’=nの場合、その音の下限周波数をfL、その音の上限周波数をfH、音速をcとすれば、それらは以下の式により求められる。
fL=c/(4・l)
fH=c/(4・l’)=n・c/(4・l)
図では、一例として、各半開放管2の内径dは、長さlの1/2以下にしてある。上端部管3の長さl’は、半開放管2の長さlの1/3程度となっており、上端部管3の内径は半開放管2の内径dと同じである。この場合、下限周波数fL及び上限周波数fHは、以下の式により求められる。
fL=c/(4・l)
fH=3・c/(4・l)
なお、上端部管3の上面の長さは半開放管2の管の長さよりも短いものであればよく、ここでは、半開放管2の長さの1/3を例として説明をしているが、これに限られるものではなく、制御対象音の周波数範囲、音源の位置、状況、壁及び管の材料、厚さ等により防音、遮音効果を発揮するように適宜設定することができる。
一例として、200〜600Hz対応の防音塀では、次のように設計することができる。すなわち、例えば、防音塀10は、高さ3mとして、音源1から2mのところに配置されることができる。さらに、一例として、上端部管2の長さl’は0.1429m、半開放管3の長さlは0.4288m、各半開放管2及び上端部管3の内径dは0.16m、各半開放管2の厚みは0.04mとすることができる。そして、この場合、壁部4の厚みと半開放管の長さlを足した壁部4からの長さ、すなわち、防音塀10全体の厚みwは0.4688mとなる。
図2及び図3のように、半開放管2は、防音塀10の壁部4の側面に多数配置されており、各半開放管2及び上端部管3の音源1側は開いており、壁部4に接している部分は閉じている。
壁部4の側面の各半開放管2は、内部に定在波をつくり出し、節と腹が常に存在することとなる。この定在波は、防音塀10の壁部4側面に縦横に並んだ多数の半開放管2に共通に存在することになり、防音塀10の壁部4側面全体に一定の音圧分布をもたらす。また、各半開放管2の内部では、定在波により音圧分布が極小となる部分ができる。この定在波は、防音塀10の壁部4側面に沿っての音圧分布を均一にし、定在波による音圧分布は、上端部管3の前面の位置まで連続して生成される。防音塀10の上端では、上端部管3の音圧分布が、いわば、”はみ出し”となって存在し、防音塀10上端部では、音圧の小さい部分が存在することとなる。上端部に配置された上端部管3では、各半開放管2と同様に、その内部に定在波をつくり出すが、上端部管3の長さを半開放管2より短くすることにより防音塀10の上端部の前面位置での音圧分布が極小となるようにしてある。この極小部分の防音塀10側面から水平方向への距離は、側面の上端部管3の効果によって上端部管3の開口部及び上端部管3内部に生じさせられた極小音圧部分のものと一致する。
上述のように、防音塀10の壁部4側面では、定在波による音圧分布均一のため、防音塀10上端部の前面位置での音圧分布が極小となるように構成される。この音圧分布の均一及び極小により、上端部付近での極小音圧分布が広い周波数範囲において保持されるため、擬似的な音源とみなされる上端部からの音の放射が少なくなり、良好な騒音低減効果が得られる。
図4に、音圧分布の説明図を示す。
図示のように、音源1からの騒音に対して、極小音圧部分aが分布される。また、上端部管3の疑似音源部分b付近では、極小音圧部分aにより、常に音圧が低くなるため、回折音が小さくなる。
図5に、本発明に係る防音塀10の模型実験の説明図を示す。
音源1からの音は、防音塀10を介して受音点11で測定される。実験は、防音塀10から音源1までの距離をXs、受音点11までの距離をXrとして行った。
図6及び図7に、それぞれ単壁との挿入損失の比較説明図(1)及び(2)を示す。
なお、図6及び図7は、実際の寸法の1/10縮尺で、図5に示したような模型による実験の結果を表している。また、防音塀10は、一例として、200〜600Hz対応遮音壁について設計した。図6では、防音塀10からの音源1及び受音点11までの距離は、それぞれXs=2m及びXr=2mとして実験を行った。図7では、防音塀10からの音源1及び受音点11までの距離は、それぞれXs=4m及びXr=4mとして実験を行った。また、図6及び図7の両方とも、防音塀10の高さは3m、厚さwは0.4688mとして実験を行った。防音塀10の厚さは、比較を明確にするために厚くしてあり、この厚さに限られるものではない。
図6及び図7において、横軸は、実寸の周波数を表しており、ここでは、一例として、模型において100−1000Hzの範囲を示す。また、縦軸は、挿入損失であり、防音塀10がない場合の音圧レベルを基準に、防音塀10を立てたときの音圧レベルを、すなわち、音圧が何デシベル下がるかを示したものである。
図6及び図7中、点線は通常の単壁による防音塀についての結果を、実線は本発明に係る防音塀10についての結果を表している。図からわかるように、図6及び図7の両方とも、例えば、100Hz以上、特に、対応遮音周波数の200〜600Hz、300Hz以上で明確に良い結果が現れていることがわかる。
図8に、本発明の第2の実施の形態の説明図を示す。
図8(A)は、図示のように、図1における防音塀10での上端部管3において、左右の縦面板である仕切りがない場合の図を示している。図8(B)に示したものは、図8(A)の上端部管3の底面と半開放管2の上面とが、共用されている場合を示している。
図9に、本発明の第3の実施の形態の全体構成図を示す。
この例では、半開放管2及び上端部管3は、各管の内部に組み込まれて管を分割するための複数の小半開放管120及び101をそれぞれ備える。また、小半開放管101の上部に、この例ではその約3.1分の1の長さを持つ小半開放管102を備える。複数の小半開放管120、101及び102は半開放管2及び上端部管3より短く断面積が小さい。複数の小半開放管120、101及び102により、より周波数の高い領域まで性能を上げることが出来る。
また、図10に、本発明の第3の実施の形態の壁端部の構成図を示す。この図は、特に、図9における壁部4の上端である壁端部100について拡大した図である。図中、壁部4の壁端部100は、音源側及び受音側に、複数種の長さの複数の半開放管を備える。なお、壁端部100は、音源側又は受音側のいずれか一方に複数の半開放管を有するようにしてもよい。また、音源側では、半開放管2にも、さらに短い管配列を設けた。上述の実施の形態では、防音塀の音源側に管配列を設けるようにしたものであったが、この実施の形態では、さらにそれらの管の内部により短い管を組み込んだ。
まず、壁端部100の音源側について説明する。壁端部100は、音源側に、複数の第1の小半開放管101と、端部に配置されて第1の小半開放管101より短い第2の小半開放管102とを備える。複数の第1の小半開放管101が、上端部管3の内部に組み込まれて、上端部管3を分割する。ここでは一例として、小半開放管120、101の管長は、半開放管2の1/3程度(上端部管3と同程度)とし、管径は、半開放管2及び上端部管3の1/2から1/3程度とした。また、小半開放管102の管長は、ここでは一例として、小半開放管101の1/3程度、管径は同程度とした。このような組子構造をとると、制御周波数範囲が拡大する。上端部管3の管長をl3、小半開放管102の管長をl102とするとし、l3/l102=n‘とすると、制御の上限周波数は小半開放管102を備えたことにより、n’倍に拡大する。なお、管の太さ(直径)は、直径方向にモードが立たない周波数までを制御対象とするように設定している。例えば、壁端部100の音源側に、28.3cmの管と、9.4cmの管の2つの管を用いると、制御対象とする周波数は、約900Hzとなる。第3の実施の形態では、一例として、3.0cmの長さの管を最上部にさらに設定し、9.4cmの管を2段設定とした。これにより制御する最高周波数は、音の波長の1/4が最上部の管の長さに一致する周波数(即ち、約2800Hz)まで高めることが期待できる。
つぎに、壁端部100の受音点側について説明する。本発明では、さらに、壁端部100の受音点側に管配列を設定する。すなわち、壁端部100は、受音側に、第3の小半開放管103と、第3の小半開放管103より端部側に配置されてそれより短い第4の小半開放管104と、端部に配置されて第4の小半開放管104と開放端面の位置を等しく又は略等しくして且つそれより長い第5の小半開放管105とを備える。上述のように音源側のみに管配列がある場合、その挿入損失(防音塀を建てた場合に建てない場合より低下する音圧レベル値)は、特定の周波数において小さい(防音性能が劣る)場合が生じる。それを解消するため、防音塀の背後、即ち、受音点側の壁先端部付近に、防音性能が劣る特定の周波数の音の定在波の節が生じるように長さを設定した音響管を配列する。壁端部100の受音点側の管の長さは、一例として、上述の式を参照すると、12cmのものは700Hzに、7cmのものは1200Hzに、14cmのものは600Hzの音に対応することができる。
図11に、単壁との挿入損失の比較説明図(3)を示す。太い実線が今回の防音塀、細い実線が単壁の結果である。なお、図11及び後述の図14は、実際の寸法の1/10縮尺で、図5に示したような模型による実験の結果を表している。図11及び図14において、横軸は、実寸の周波数を表しており、ここでは、一例として、模型において100−1000Hzの範囲を示す。また、縦軸は、挿入損失であり、防音塀10がない場合の音圧レベルを基準に、防音塀10を立てたときの音圧レベルを、すなわち、音圧が何デシベル下がるかを示したものである。図示のように、例えば、100Hz以上、特に、対応遮音周波数の約130〜380Hz及び約400Hz以上で、明確に良い結果が現れていることがわかる。
図12に、本発明の第4の実施の形態の壁端部の構成図を示す。
図12(a)に示されるように、壁部4は、その上端に傾斜面41を有する。壁端部110は、傾斜面41から垂直又は略垂直に延びるように形成される。壁端部110は、音源側に、複数の第1の小半開放管111と、端部に配置されて第1の小半開放管111より短い第2の小半開放管112とを備え、さらに第2の半開放間12より短い第6の小半開放管116を備えることができる。また、受音側に、第3の小半開放管113と、第3の小半開放管113より端部側に配置されてそれより短い第4の小半開放管114と、端部に配置されて第4の小半開放管114と開放端面の位置を等しく又は略等しくして且つそれより長い第5の小半開放管115とを備える。壁端部110は、壁端部100と同様であり、受音点側又は音源側の一方のみに小半開放管を設けるようにしても良い。また、図12(b)に、各管の長さ及び幅についてのデータを示す。これらデータは、あくまでも一例にすぎず、設計条件、環境、材料、大きさ、等により適宜設定することができる。
上述の第3の実施の形態では、地面に対して垂直に近い形状の防音塀を基本としていた。第4の実施の形態では、防音塀の上部を部分的に音源と反対側(受音点側)へ傾けた傾斜形状を備えた防音塀についての構成である。傾斜防音塀についても、上述のような音源側、受音点側、及びこれら両側に管配列を設けることで、音響的性能が良好になる。
図13に、単壁との挿入損失の比較説明図(4)を示す。太い実線が今回の防音塀、点線が単壁の結果である。図示のように、特に、対応遮音周波数の約300以上で、明確に良い結果が現れていることがわかる。
つぎに、図14に、本発明の第5の実施の形態の説明図を示す。
この実施の形態は、各管について水平方向の仕切を間引くようにして、図示のような正面図で表される防音塀を構成したものである。すなわち、図14(a)では、略正方形の断面の管が配列されているが、図14(b)では、縦板が間引かれて、長方形の断面の管が配列されている。音源の性質によって、例えば、道路交通騒音、鉄道騒音等のように、水平方向に音場があまり変化しない場合がある。この場合には、管配列の水平方向にある仕切を間引いても挿入損失はあまり変化しない。すなわち、各管の断面形状を横長の長方形等になる。なお、上述の半開放管2、上端部管3、第1乃至第5の小半開放管101〜105又は小半開放管120等についても、適宜、配列の水平方向が垂直方向より長い断面形状を有するようにすることができる。
つぎに、図15に、本発明の第6の実施の形態の説明図を示す。
上述の実施の形態では、図15(a)に示すような半開放管2及び上端部管3に対して、さらに、図15(b)に示すような小半開放管120及び101を設け、さらに上端部管3の上に小半開放管102を設けた。本発明では、図15(c)に示すように、小半開放管120及び101、102を分割するように、さらに小さい半開放管122、106及び107を、それぞれ設け、さらに上の小半開放管102の上にさらに小さい半開放管108を設けた。また、このように、段階的にさらなる段数の組子構造とすることもできる。また、小半開放管を形成して組子構造とする部分は、全体的に構成しても、例えば、上部のみ、上部以外又は中間部のみというように、適宜部分的に構成しても良い。
なお、上述の実施の形態は、一例にすぎず、各種の半開放管・小半開放管及びその配列の個数、寸法、長さ、大きさ、位置、角度、断面形状、各管の配置順序、材質等は、適宜設定することができる。さらに、壁端部の各半開放管・小半開放管の段数、長さや断面積の大きさ等の種類等も、適宜設定することができる。また、各半開放管・小半開放管の断面形状は、正方形、長方形、ひし形、円形、楕円形、これらの変形管等の適宜のものを用いることができる。さらに、横方向の防音効果を得るため、壁端部100、110と同様の構成を横方向に設けるようにしてもよい。さらに、壁端部100の上端の開放管の上面の長さはそれより下の半開放管・小半開放管の管の長さよりも短いものであればよく、ここでは、下の半開放管・小半開放管の長さの約1/3等を例として説明をしているが、これに限られるものではなく、制御対象音の周波数範囲、音源の位置、状況、壁及び管の材料、厚さ等により防音、遮音効果を発揮するように適宜設定することができる。
また、水平の半開放管が戸外にあると、そこに雨がたまる又は粉塵などのゴミがたまる等の場合が考えられる。そこで、メインテナンス上このような場合の対策として、半開放管、上端部管等は、若干下向きに又は左右どちらかが下がって、雨水等が滑らかに排出されるように構成することができる。その際、管配列の行又は列の全体を斜めに形成したり、個々の管を斜めに形成したりすればよい。さらに、各々の管の肉厚を調整することで、傾斜を形成することもできる。また、防音塀の全部又は一部に、ゴミ、ホコリ、雪、雨、風を避けるための音響的に透明な(音の伝播を妨げない)カバーを設けるようにしても良い。カバーとしては、例えば、細かい目のネット、網等を用いることができる。
産業上の利用可能性
本発明によると、側面に管を多数配設し、擬似的な音源になる上端部の管の長さを短くすることで、管内部に定在波を作りだし、管前面位置での音圧分布を極小として、広い周波数範囲において良好な騒音低減効果を作り出すことができる。さらに、本発明によると、防音塀の側面に定在波を作り出す管を多数配置し、また、防音塀の上端部における管についてはその長さを調整することにより、最も防音塀としての効果が良好な音圧分布をつくり出すことができる。
また、本発明によると、半開放管及び/又は上端部管に、各管の内部に組み込まれて管を分割するための複数の小半開放管をさらに備えることで、減衰効果を一層高い周波数まで拡大することができる。さらに、本発明によると、防音塀の壁端部に複数種類の管を設けることで、一層の防音性能向上を図ることができる。また、本発明によると、水平方向にある仕切りを間引くことで、構成を簡易とし、工費を削減することができる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a soundproof wall, and more particularly, to a soundproof wall and a soundproof wall for noise reduction used outdoors.
Background Art Conventional sound insulation walls and soundproof walls (in the present specification, these are collectively referred to as soundproof walls) have not paid attention to the sound pressure distribution around the side surface. The main research has been based on the idea of reducing the sound pressure at the upper end of the soundproof cage and reducing the sound emission from the upper end, which is regarded as a pseudo sound source. Or by reducing the sound pressure with a resonance tube.
However, the idea of reducing the sound pressure at the upper end portion of the conventional soundproof rod to reduce the sound emission from the upper end portion regarded as a pseudo sound source is a measure for reducing the sound pressure only at the upper end portion. However, there are inconveniences such as an adverse effect at a specific frequency. Therefore, in view of the above points, the present invention creates a standing wave inside the pipe by arranging a large number of pipes on the side surface and shortening the length of the pipe at the upper end that becomes a pseudo sound source. The object is to create a good noise reduction effect in a wide frequency range by minimizing the sound pressure distribution at the front surface position. Furthermore, the present invention has the most favorable effect as a soundproof rod by arranging a number of tubes that generate standing waves on the side surface of the soundproof rod and adjusting the length of the tube at the upper end of the soundproof rod. The purpose is to create a sound pressure distribution.
In addition, the present invention further includes a plurality of small half-open pipes that are incorporated in each pipe and divided into the half-open pipe and / or the upper end pipe, thereby expanding the attenuation effect to a higher frequency. The purpose is to do. Furthermore, an object of the present invention is to further improve the soundproofing performance by providing a plurality of types of pipes at the wall end of the soundproofing cage. Another object of the present invention is to simplify the configuration and reduce the construction cost by thinning out the partitions in the horizontal direction.
According to the solution of the present invention,
The wall,
A semi-opened tube which is arranged in a large number on the side of the wall, one is closed by the wall and the other is open;
An upper end pipe that is disposed at the upper end of the side surface of the wall, one is closed by the wall and the other is open than the half-open pipe;
Provided is a soundproof rod in which the length of the upper end tube is shorter than the length of the semi-open tube so that the sound pressure distribution is minimized near the sound source side front surface position of the upper end tube.
In the present invention,
The semi-open tube and / or the upper end tube are:
A plurality of small semi-open tubes having a smaller cross-sectional area than the semi-open tube or the upper end tube may be further provided to divide the tube by being incorporated inside each tube.
In the present invention,
You may make it further provide the wall edge part which has several semi-open pipes of several types of length in the sound source side, a sound receiving side, or these both sides.
In the present invention,
The semi-open pipe, the upper end pipe, the small open pipe, etc.
The horizontal direction of the array may have a longer cross-sectional shape than the vertical direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a soundproofing kit according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of the arrangement of the sound source and the soundproof frame.
FIG. 3 is a partially enlarged view of the tip end portion of the
FIG. 4 is an explanatory diagram of sound pressure distribution.
FIG. 5 is an explanatory view of a model experiment of the
FIG. 6 is an explanatory diagram (1) for comparison of insertion loss with a single wall.
FIG. 7 is a comparative illustration (2) of insertion loss with a single wall.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an overall configuration diagram of the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of a wall end portion according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a comparative illustration (3) of insertion loss with a single wall.
FIG. 12 is a configuration diagram of a wall end portion according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a comparative illustration (4) of insertion loss with a single wall.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram of the sixth embodiment of the present invention.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 1 is an overall configuration diagram of a soundproof frame according to the present invention.
The
In addition, the
FIG. 2 is a diagram for explaining the arrangement of the sound source and the soundproofing cage. In this figure, the
The
FIG. 3 is a partially enlarged view of the tip end portion of the
A large number of half-
The frequency band of the sound to be controlled is determined by the length l of each half-
f L = c / (4 · l)
f H = c / (4 · l ′) = n · c / (4 · l)
In the figure, as an example, the inner diameter d of each half-
f L = c / (4 · l)
f H = 3 · c / (4 · l)
The length of the upper surface of the
As an example, a soundproof fence corresponding to 200 to 600 Hz can be designed as follows. That is, for example, the
As shown in FIGS. 2 and 3, a large number of the
Each
As described above, the sound pressure distribution at the front surface position of the upper end portion of the soundproofing
FIG. 4 is an explanatory diagram of the sound pressure distribution.
As shown in the figure, the minimum sound pressure portion a is distributed with respect to the noise from the
FIG. 5 is an explanatory view of a model experiment of the soundproofing
The sound from the
FIGS. 6 and 7 show comparative explanatory views (1) and (2) of insertion loss with a single wall, respectively.
6 and 7 show the results of an experiment using a model as shown in FIG. 5 on a 1/10 scale of actual dimensions. Moreover, the
6 and 7, the horizontal axis represents the actual frequency, and here, as an example, the model shows a range of 100 to 1000 Hz. The vertical axis represents the insertion loss, and shows the sound pressure level when the soundproofing
In FIGS. 6 and 7, the dotted line represents the result for the soundproofing fence with a normal single wall, and the solid line represents the result for the soundproofing
FIG. 8 shows an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 (A) shows a case where the
FIG. 9 shows an overall configuration diagram of the third embodiment of the present invention.
In this example, the
FIG. 10 shows a configuration diagram of the wall end portion of the third embodiment of the present invention. This figure is an enlarged view of the
First, the sound source side of the
Next, the sound receiving point side of the
FIG. 11 shows a comparative illustration (3) of insertion loss with a single wall. The thick solid line is the result of this soundproof fence, and the thin solid line is the result of the single wall. Note that FIG. 11 and FIG. 14 described later show the results of an experiment using a model as shown in FIG. 5 at 1/10 scale of the actual dimensions. 11 and 14, the horizontal axis represents the actual frequency, and here, as an example, the range of 100 to 1000 Hz is shown in the model. The vertical axis represents the insertion loss, and shows the sound pressure level when the soundproofing
In FIG. 12, the block diagram of the wall edge part of the 4th Embodiment of this invention is shown.
As shown in FIG. 12A, the
In the above-described third embodiment, the soundproofing cage having a shape that is nearly perpendicular to the ground is used as a basis. The fourth embodiment is a configuration of a soundproofing rod having an inclined shape in which the upper part of the soundproofing rod is partially inclined to the side opposite to the sound source (sound receiving point side). With respect to the inclined soundproof wall, the acoustic performance is improved by providing the tube arrangement on the sound source side, the sound receiving point side, and both sides as described above.
FIG. 13 shows a comparative illustration (4) of insertion loss with a single wall. The thick solid line is the result of this soundproof fence, and the dotted line is the result of the single wall. As shown in the figure, it can be seen that a particularly good result appears particularly at a corresponding sound insulation frequency of about 300 or more.
Next, FIG. 14 shows an explanatory diagram of the fifth embodiment of the present invention.
In this embodiment, a soundproof jar represented by a front view as shown in the drawing is configured by thinning a horizontal partition for each pipe. That is, in FIG. 14A, tubes having a substantially square cross section are arranged, but in FIG. 14B, vertical plates are thinned out and tubes having a rectangular cross section are arranged. Depending on the nature of the sound source, the sound field may not change much in the horizontal direction, such as road traffic noise and railway noise. In this case, even if the partition in the horizontal direction of the tube array is thinned out, the insertion loss does not change much. That is, the cross-sectional shape of each tube is a horizontally long rectangle or the like. The above-described
Next, FIG. 15 shows an explanatory diagram of the sixth embodiment of the present invention.
In the above-described embodiment, small
The above-described embodiment is merely an example, and the number, size, length, size, position, angle, cross-sectional shape, arrangement order of each tube, various semi-open tubes / small semi-open tubes and their arrangements, The material and the like can be set as appropriate. Furthermore, the number of stages, the length, the size of the cross-sectional area, etc. of each half-open tube / small half-open tube at the wall end can be set as appropriate. Moreover, the cross-sectional shape of each semi-open tube / small semi-open tube may be an appropriate one such as a square, rectangle, rhombus, circle, ellipse, or a deformed tube thereof. Furthermore, in order to obtain a soundproofing effect in the lateral direction, a configuration similar to that of the
In addition, when the horizontal semi-open pipe is outdoors, there may be a case where rain accumulates or dust such as dust accumulates there. Therefore, as a countermeasure for such a case in terms of maintenance, the semi-open pipe, the upper end pipe, and the like can be configured such that rainwater or the like can be smoothly discharged by slightly lowering the left side or the right side. At that time, the entire row or column of the tube array may be formed obliquely, or individual tubes may be formed obliquely. Furthermore, the inclination can be formed by adjusting the wall thickness of each pipe. Further, an acoustically transparent cover (which does not hinder sound propagation) for avoiding dust, dust, snow, rain, and wind may be provided on all or part of the soundproofing cage. As the cover, for example, a fine net or net can be used.
Industrial Applicability According to the present invention, a large number of tubes are arranged on the side surface, and the length of the tube at the upper end that becomes a pseudo sound source is shortened to create a standing wave inside the tube. The sound pressure distribution at the position can be minimized, and a good noise reduction effect can be created in a wide frequency range. Furthermore, according to the present invention, by arranging a large number of tubes that generate standing waves on the side surface of the soundproofing cage, and adjusting the length of the tube at the upper end of the soundproofing rod, the effect as the soundproofing rod is most effective. A good sound pressure distribution can be created.
In addition, according to the present invention, the semi-open pipe and / or the upper end pipe is further provided with a plurality of small half-open pipes that are incorporated inside the pipes to divide the pipes, thereby reducing the damping effect to a higher frequency. Can be enlarged. Furthermore, according to the present invention, it is possible to further improve the soundproofing performance by providing a plurality of types of pipes at the wall end of the soundproofing cage. Further, according to the present invention, the configuration can be simplified and the construction cost can be reduced by thinning out the partitions in the horizontal direction.
Claims (14)
前記壁部の側面に多数配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が音源側に横方向に開いている半開放管と、
前記壁部の側面上部に配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が音源側に横方向に開いている前記半開放管より短い上端部管と、
前記半開放管及び前記上端部管の内部に組み込まれて管を分割するための、前記上端部管と同程度の長さ又は前記半開放管並びに前記上端部管より短い長さであって、前記半開放管及び前記上端部管より断面積の小さい複数の第1の小半開放管と、
前記上端部管の上部に配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が音源側に横方向に開いている、前記半開放管及び前記上端部管より短く断面積が小さい第2の小半開放管と
を備え、
前記壁部の側面に沿って均一に生成された音圧分布が、前記上端部管の音源側前面位置付近で極小となるように、且つ、前記半開放管の内部で極小となるように、前記上端部管の長さは前記半開放管の長さより短く、且つ、前記半開放管と前記上端部管の閉端面は前記壁部で定められ、
前記上端部管の開放端面は、前記半開放管の開放端面より前記壁部の側にあり、
前記第2の小半開放管の開放端面は、前記上端部管の開放端面より前記壁部の側にある防音塀。The wall,
A semi-open tube that is arranged on the side surface of the wall portion, one is closed by the wall portion, and the other is opened laterally to the sound source side ,
An upper end pipe shorter than the half-opened pipe, which is disposed on the upper side of the wall part, one is closed by the wall part and the other is opened laterally to the sound source side ;
In order to divide the pipe by being incorporated inside the semi-open pipe and the upper end pipe, the length is about the same as the upper end pipe or shorter than the half open pipe and the upper end pipe, A plurality of first small and half open tubes having a smaller cross-sectional area than the half open tube and the upper end tube;
A second one having a smaller cross-sectional area than the semi-open tube and the upper end tube, which is disposed at the upper part of the upper end tube, one is closed by the wall and the other is opened laterally to the sound source side. A small open tube and
The sound pressure distribution uniformly generated along the side surface of the wall portion is minimized near the sound source side front surface position of the upper end tube, and is minimized within the semi-open tube. The length of the upper end tube is shorter than the length of the semi-open tube , and the closed end surfaces of the semi-open tube and the upper end tube are defined by the wall portion,
The open end surface of the upper end tube is closer to the wall than the open end surface of the semi-open tube,
The open end face of the second small half-open pipe is a soundproof jar located closer to the wall than the open end face of the upper end pipe .
前記壁部の側面に多数配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が音源側に横方向に開いている半開放管と、A semi-open tube that is arranged on the side surface of the wall portion, one is closed by the wall portion, and the other is opened laterally to the sound source side,
前記壁部の側面上部に配置され、一方が前記壁部により閉じられており、他方が音源側に横方向に開いている前記半開放管より短い上端部管とAn upper end tube shorter than the semi-open tube, which is disposed on the upper side of the wall portion, one is closed by the wall portion and the other is opened laterally to the sound source side;
を備え、With
前記壁部の側面に沿って均一に生成された音圧分布が、前記上端部管の音源側前面位置付近で極小となるように、且つ、前記半開放管の内部で極小となるように、前記上端部管の長さは前記半開放管の長さより短く、且つ、前記半開放管と前記上端部管の閉端面は前記壁部で定められ、The sound pressure distribution uniformly generated along the side surface of the wall portion is minimized near the sound source side front surface position of the upper end tube, and is minimized within the semi-open tube. The length of the upper end pipe is shorter than the length of the half open pipe, and the closed end surfaces of the half open pipe and the upper end pipe are defined by the wall portion,
前記上端部管の開放端面は、前記半開放管の開放端面より前記壁部の側にあり、The open end surface of the upper end tube is closer to the wall than the open end surface of the semi-open tube,
前記壁部は、上端の音源側に、The wall is on the sound source side at the upper end.
一方が前記壁部により閉じられ、他方が音源側に横方向に開いている第1の小半開放管と、A first small half-open tube, one of which is closed by the wall portion and the other is opened laterally to the sound source side;
端部に配置されて、一方が前記壁部により閉じられ、他方が音源側に横方向に開いており、前記第1の小半開放管より短い第2の小半開放管とA second small half-opened tube that is disposed at the end, one is closed by the wall, the other is laterally open to the sound source side, and shorter than the first small half-opened tube;
を有し、及び、And
前記壁部は、上端の受音側に、The wall portion is on the sound receiving side at the upper end.
一方が前記壁部により閉じられ、他方が受音側に横方向に開いている第3の小半開放管と、A third small half-open pipe, one of which is closed by the wall portion and the other is opened laterally to the sound receiving side;
前記第3の小半開放管より端部側に配置されて、一方が前記壁部により閉じられ、他方が受音側に横方向に開いており、前記第3の小半開放管より短い第4の小半開放管と、The fourth small half-open pipe is disposed on the end side, one side is closed by the wall, the other side is opened laterally to the sound receiving side, and the fourth short half-open pipe is shorter than the third small half-open pipe. A small open tube,
端部に配置されて、一方が前記壁部により閉じられ、他方が受音側に横方向に開いており、前記第4の小半開放管と開放端面の位置が等しく又は略等しく、且つ、前記第4の小半開放管より長い第5の小半開放管とDisposed at the end, one is closed by the wall, the other is opened laterally to the sound receiving side, and the positions of the fourth small-half open tube and the open end surface are equal or substantially equal, and A fifth small half-open pipe that is longer than the fourth small half-open pipe;
を有する防音塀。Soundproof fence with.
前記上端部管は、複数の前記半開放管の上部に1行に複数配置されたことを特徴とする請求項1に記載の防音塀。The semi-open tubes are arranged in a plurality of rows and columns,
2. The soundproof fence according to claim 1, wherein a plurality of the upper end pipes are arranged in a row above the plurality of semi-open pipes.
底面と左右側面と上面を備えた正方形若しくは長方形断面、又は、円形若しくは楕円形断面の管であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の防音塀。The semi-open tube is
4. The soundproof enclosure according to claim 1 , wherein the soundproof enclosure is a tube having a square or rectangular cross section having a bottom face, left and right side faces, and a top face, or a circular or elliptical cross section.
fL=c/(4・l)
fH=c/(4・l’)=n・c/(4・l)
の関係であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の防音塀。When the length of the upper end tube is l ′ and l / l ′ = n, the length of the semi-open tube is l L , the lower limit frequency of the sound to be controlled is f L , the upper limit frequency is f H , and the sound speed is c
f L = c / (4 · l)
f H = c / (4 · l ′) = n · c / (4 · l)
The soundproof jar according to any one of claims 1 to 4 , wherein
前記半開放管の上面と共用された底面と、前記半開放管の側面と等しい長さの側面と、該底面よりも短い上面とを備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の防音塀。The upper end pipe is
A bottom surface wherein is shared with the upper surface of the semi-open tube, said the side surfaces equal length of semi-open tube, any one of claims 1 to 5, characterized in that a shorter top than the bottom surface Soundproof jar as described in
各管の内部に組み込まれて管を分割するための、前記上端部管と同程度の長さ又は前記半開放管並びに前記上端部管より短い長さであって、前記半開放管及び前記上端部管より断面積の小さい複数の小半開放管をさらに備えたことを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の防音塀。The semi-open tube and / or the upper end tube are:
To divide the interior into built-in tubes of each tube, a said length of the same extent as the upper end pipe or the semi-open tube and a length shorter than the upper section tube, wherein the semi-open tube and the upper end Soundproofing wall according to any one of claims 2 to 7, wherein, further comprising a small plurality of Konakara open tube cross-sectional area than the section tube.
一方が前記壁部により閉じられ、他方が音源側に横方向に開いており、前記第1の小半開放管の内部に組み込まれて管を分割するための、前記第1の半開放管よりさらに短く断面積の小さい複数の第3の小半開放管と、One side is closed by the wall portion and the other side is opened laterally to the sound source side, and is further incorporated into the first small half-open tube to further divide the tube, more than the first half-open tube A plurality of third small half-open tubes having a short and small cross-sectional area;
前記第2の小半開放管のさらに上部に、一方が前記壁部により閉じられており、他方が音源側に横方向に開いている、前記第2の小半開放管よりさらに短く断面積が小さい第4の小半開放管とThe second small half-opened pipe is further shorter than the second small half-opened pipe, one of which is closed by the wall portion and the other is opened laterally to the sound source side. 4 small and half open pipes
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の防音塀。The soundproof fence according to claim 1, further comprising:
前記壁端部を、前記傾斜面から垂直又は略垂直に延びるように形成したことを特徴とする請求項2に記載の防音塀。The wall portion includes an inclined surface at an upper end thereof,
The soundproof fence according to claim 2 , wherein the wall end portion is formed to extend vertically or substantially perpendicularly from the inclined surface.
配列の水平方向が垂直方向より長い断面形状を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の防音塀。The semi-open tube, the upper end tube or the small semi-open tube is:
Soundproofing wall according to any one of claims 1 to 11 horizontal direction of the array and having a longer cross-sectional shape than the vertical direction.
各管の全部又は一部に、音響的に透明なカバーをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の防音塀。The semi-open tube, the upper end tube and / or the small semi-open tube are:
The soundproofing bag according to any one of claims 1 to 12 , further comprising an acoustically transparent cover on all or a part of each tube.
管配列又は個々の管を傾めに形成することを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の防音塀。The semi-open tube, the upper end tube and / or the small semi-open tube are:
14. The soundproof fence according to any one of claims 1 to 13 , wherein the pipe array or individual pipes are formed to be inclined.
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