JP3736790B2 - アクティブ遮音壁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクティブ遮音壁に関し、特に高速道路や一般道路、鉄道等に沿って敷設し、走行車両、列車等が音源となる騒音の遮音を行う場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速道路や一般道路、鉄道等を走行する車両、列車等が音源となる騒音の遮音を行うべく、この種の高速道路等に沿って遮音壁を敷設している。かかる場合の騒音を効果的に遮音すべく、近年、アクティブ音響制御セルが開発された。このアクティブ音響制御セルは、音源からの音をマイクロフォンで検知し、これに基づく電気信号を処理して所定位置での音圧が零となるようにスピーカから音を発生し、音源から遮音壁の外に回折して伝搬する騒音を低減するようにしたものである。すなわち、この種のアクティブ音響制御セルは、道路等に沿って敷設した垂直な壁である遮音壁の上端面に配設するものであり、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的手段により低減するよう制御するものである（例えば、特開平９−１１９１１４号公報参照。）。
【０００３】
図２７は、この種のアクティブ音響制御セルを有するアクティブ遮音壁の一例を概念的に示す説明図である。同図に示すように、当該アクティブ音響制御セルＡは、垂直な壁である遮音壁Ｂの上端面にこの遮音壁Ｂの長手方向に亘って複数個が配設してある。ここで、アクティブ音響制御セルＡは、ケーシング１内に、音波発生器であるスピーカ２、増幅器３、表面材４、音波検出器であるマイクロフォン５及び制御回路６を一体に組み込んだ構成となっている。スピーカ２は表面材４に対向して配置してあり、スピーカ２で発生した音波が表面材４に入射される。マイクロフォン５は表面材４とスピーカ２との間の位置に設置してある。
【０００４】
かくして、スピーカ２はマイクロフォン５が検知する音波に対応する電気信号を出力し、これに基づき制御回路６が所定の演算を行い、このようにして求めた制御信号を増幅器３に送出する。増幅器３は制御信号に応じた駆動信号をスピーカ２に送出する。スピーカ２は駆動信号に応じた音波を発生する。ここで、スピーカ２、増幅器３、マイクロフォン５及び制御回路６の特性に基づく伝達特性Ｇを、負の無限大あるいはそれ（負の無限大）の近傍になるようにするか、又は−１又は−１の近傍になるようにし、広い周波数にわたり制御する。すなわち、制御回路６は、予め各周波数における伝達特性Ｇのパターンを記憶しており、マイクロフォン５から送出されてくる電気信号に応じて適宜演算を行い、増幅器３に所定の制御信号を送る。
【０００５】
このようにして伝達特性Ｇを制御しているので、マイクロフォン５に作用する音圧をＰ、スピーカ２から出力される制制御音圧をＰc とすると、Ｐc ＝Ｇ・Ｐが成立する。この結果、遮音壁Ｂの上端面を回折して騒音源（例えば車道側）から遮音壁Ｂの反対側（例えば民家側）へ漏れ出る回折音の音圧を低減することができる。
【０００６】
図２７は遮音壁Ｂに沿ってアクティブ音響制御セルＡを一列のみ配設した場合であるが、このアクティブ音響制御セルＡの列数に特別な制限はない。この場合のアクティブ音響制御セルＡの列数は、低減したい騒音のレベル等に応じて適宜定めることができる。アクティブ音響制御セルＡを３列配設した従来技術に係るアクティブ遮音壁を図２８に示す。同図に示すように、当該アクティブ遮音壁においては、３個のアクティブ音響制御セルＡが隣接するもの同士、間をあけることなく、遮音壁Ｂの長手方向と直角な水平方向に並べてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き、従来技術に係るアクティブ遮音壁においては、アクティブ音響制御セルの対象とする周波数帯域を広げたり、アクティブ音響制御セルを複数個設けたりする場合には、コストの高騰を招来する。すなわち、低廉なコストで効果的に騒音を低減するには十分でなかった。
【０００８】
本願発明は、上記従来技術に鑑み、低廉なコストで合理的に騒音を低減でき、さらに回折音のみならず騒音源から直線的に透過する音も低減することができるアクティブ遮音壁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、次の点を特徴とする。
【００１０】
１） 遮音壁の上端面に配設し、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的に低減するよう制御するアクティブ音響制御セルと、
このアクティブ音響制御セルの減音すべき音源側若しくはこの音源と反対側、又はその両側にアクティブ音響制御セルの制御対象周波数以外の単数又は複数の音波の波長の略１／４の長さの１個又は複数個の音響管とを有するアクティブ減音装置の複数個を、
遮音壁の上端面又は上部の側面の長手方向に沿って一列に配列して構成したアクティブ遮音壁において、
アクティブ減音装置の音響管の少なくとも一個は、その底部が遮音壁の上端部の凹部に入り込んだ構造となっていること。
【００１１】
２） 到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的に低減するよう制御するアクティブ音響制御セルの複数個を遮音壁の長手方向に配列して形成する列を、隣接する列間で所定距離離して形成することにより、この列を複数列有すること。
【００１２】
３） 上記２）に記載するアクティブ遮音壁において、
隣接する列間のアクティブ音響制御セル同士の距離を調節可能に形成したこと。
【００１３】
４） 上記２）に記載するアクティブ遮音壁において、
アクティブ音響制御セル各列を遮音壁の上端部に回動可能に取り付け、この回動角度を調節することにより、隣接する列間のアクティブ音響制御セル同士の距離を調節可能に形成したこと。
【００１４】
５） 上記２）乃至４）に記載する何れか一つのアクティブ遮音壁において、
遮音壁は、その上端部が分岐して上方に伸びる複数枚の分岐壁を有しており、この分岐壁のうちの一枚又は複数枚はアクティブ音響制御セルが配設されていない分岐壁のみで形成したこと。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、各図中、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図で、（ａ）は音響管が一個の場合、（ｂ）は音響管が２個の場合をそれぞれ示している。両図に示すように、アクティブ音響制御セルＡ１は図２７に示すアクティブ音響制御セルＡと同様の構成及び機能を有する。すなわち、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的により低減するものである。本形態におけるアクティブ音響制御セルＡ１は音響管Ｄ１又は音響管Ｄ１、Ｄ２と組み合わされて複合形のアクティブ減音装置Ｃ１を構成している。ここで、音響管Ｄ１、Ｄ２とは相互にその長さを違えてある。
【００１７】
かかるアクティブ減音装置Ｃ１の複数個が、垂直な壁である遮音壁Ｂ１の上端面にその長手方向に亘り一列配設してある。なお、図中左側が騒音源側、例えば車道側で、右側が例えば民家側である。
【００１８】
アクティブ減音装置Ｃ１は、アクティブ音響制御セルＡ１の、減音すべき騒音源と反対側で単数又は複数の音響管Ｄ１又は音響管Ｄ１、Ｄ２を隣接させて構成してある。ここで、各音響管Ｄ１、Ｄ２はアクティブ音響制御セルＡ１の制御対象周波数以外の波長の略１／４の長さのものとする。このことより、音響管Ｄ１、Ｄ２では、アクティブ音響制御セルＡ１とは異なる周波数成分の騒音を低減する。図１（ａ）は音響管Ｄ１をアクティブ音響制御セルＡ１の騒音源と反対側に一個隣接させたものであり、図１（ｂ）は音響管Ｄ１、Ｄ２をアクティブ音響制御セルＡ１の騒音源と反対側に二個隣接させたものである。
【００１９】
かかる本形態によれば、アクティブ音響制御セルＡ１で特定周波数及びその近傍の周波数成分の騒音を効果的に低減するとともに、音響管Ｄ１又は音響管Ｄ１、Ｄ２でもその長さで規定される特定周波数及びその近傍の周波数成分の騒音を低減することができる。すなわち、アクティブ音響制御セルＡ１と音響管Ｄ１又は音響管Ｄ１、Ｄ２とが騒音低減に対して複合的に機能し、広い周波数領域の騒音を効果的に低減することができ、アクティブ音響制御セルの受け持つ周波数帯域を限定することによりコストを下げることができる。ちなみに、音響管Ｄ１、Ｄ２で低減可能な音波の周波数ｆは次式（概算）で求まる。
【００２０】
【数１】

【００２１】
したがって、音響管Ｄの長さが０．１６ｍの場合には、ｆ＝５３１（Ｈｚ）となり、この場合には５３１（Ｈｚ）乃至１０００（Ｈｚ）程度の周波数の音波を対象としてこれの音圧を低減することができる。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ１の音響管Ｄ３は、図１に示す音響管Ｄ１の底部に吸音材１１Ａを配設した構造を有するものであり、この音響管Ｄ３で音圧を低減する音波の波長の略１／２の長さに相当する音波の増幅作用を回避するようにしてある。すなわち、吸音材１１Ａは、上記略１／２の長さに相当する音波及びその近傍の周波数の音波を良好に吸収する。
【００２３】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ１の音響管Ｄ４は、図１に示す音響管Ｄ１の途中に多孔板等の音響抵抗体１２Ａを配設した構造を有するものであり、この音響管Ｄ４で音圧を低減する音波の波長の略１／２の長さに相当する音波の増幅作用を回避するようにしてある。すなわち、音響抵抗体１２Ａは、上記略１／２の長さに相当する音波及びその近傍の周波数の音波を良好に低減する。
【００２４】
＜第４の実施の形態＞
図４（ａ）は本発明の第４の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ１の音響管Ｄ５は、図１に示す音響管Ｄ１の底部に音響レゾネータ１３Ａを連続的に設けた構造を有するものであり、この音響管Ｄ５で音圧を低減する音波の波長の略１／２の長さに相当する音波の増幅作用を回避するようにしてある。すなわち、音響レゾネータ１３は、上記略１／２の長さに相当する音波及びその近傍の周波数の音波の音圧を良好に低減する。ちなみに、図４（ｂ）にこの部分を抽出して示す音響レゾネータ１３が低減し得る音波の周波数ｆは、次式（概算）で求まる。
【００２５】
【数２】

【００２６】
＜第５の実施の形態＞
図５は本発明の第５の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態は図４に示す実施の形態を変形したもの、すなわち図４に示す第４の実施の形態の音響管Ｄ５を省略し、音響レゾネータ１３Ｃを直接表面に配設したものである。この音響レゾネータ１３Ｃは特定の周波数の音波を、その入口近傍で音圧を極小にすることにより当該周波数の音波の低減を図るものである。音響レゾネータを用いているので、限定された空間の中でも、低減したい周波数を任意にコントロールできる。ちなみに、音響レゾネータ１３Ｃが低減し得る音波の周波数は上記〔数２〕に示す式によって決まる。
【００２７】
本形態は後述する第１０の実施の形態に比べ、低コストで製造できるという特長を有する。
【００２８】
上記第１乃至第５の実施の形態ではアクティブ音響制御セルＡ１を一個のみ有するアクティブ減音装置Ｃ１を用いたが、アクティブ音響制御セルＡ１の個数はこれに限定されるものではない。２個以上であっても良い。
【００２９】
アクティブ減音装置が２個の場合の実施の形態を第５乃至第１２の実施の形態として説明する。
【００３０】
＜第６の実施の形態＞
図６はアクティブ音響制御セルを２個有するアクティブ減音装置Ｃ２を遮音壁Ｂ１に配設した状態で概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ２は、図１（ｂ）に示すアクティブ音響制御セルＡ１とともに音響管Ｄ２の騒音源と反対側に隣接させてもう一個のアクティブ音響制御セルＡ２を配設したものである。このとき追加したアクティブ音響制御セルＡ２はその低減対象とする音波の周波数が騒音側のアクティブ音響制御セルＡ１及び音響管Ｄ１、Ｄ２とは異なるように構成しても良い。
【００３１】
かかる本形態によれば、アクティブ音響制御セルＡ１、Ａ２でそれぞれの特定周波数及びその近傍の周波数成分の騒音を効果的に低減するとともに、音響管Ｄ１、Ｄ２でもその長さでそれぞれ規定される特定周波数及びその近傍の周波数成分の騒音を低減することができる。すなわち、アクティブ音響制御セルＡ１、Ａ２と音響管Ｄ１、Ｄ２とが騒音低減に対して複合的に機能し、アクティブ音響制御セルＡ１が一個の第１の実施の形態よりもさらに広い周波数領域の騒音を効果的に低減することができるとともに、騒音低減効果も大きくできる。
【００３２】
＜第７の実施の形態＞
図７は本発明の第７の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ２の音響管Ｄ３、Ｄ６は、図６に示す音響管Ｄ１、Ｄ２の底部に吸音材１１Ａ、１１Ｂをそれぞれ配設した構造を有するものであり、この音響管Ｄ３、Ｄ６で音圧をそれぞれ低減する音波の波長の略１／２の長さに相当する音波の増幅作用を回避するようにしてある。すなわち、吸音材１１Ａ、１１Ｂは、上記略１／２の長さに相当するそれぞれの音波及びその近傍の周波数の音波を良好に吸収する。
【００３３】
＜第８の実施の形態＞
図８は本発明の第８の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ２の音響管Ｄ４、Ｄ７は、図６に示す音響管Ｄ１、Ｄ２の途中に多孔板等の音響抵抗体１２Ａ、１２Ｂを配設した構造を有するものであり、この音響管Ｄ４、Ｄ７で音圧を低減する音波の波長の略１／２の長さにそれぞれ相当する音波の増幅作用を回避するようにしてある。すなわち、音響抵抗体１２Ａ、１２Ｂは、上記略１／２の長さにそれぞれ相当する音波及びその近傍の周波数の音波を良好に低減する。
【００３４】
＜第９の実施の形態＞
図９は本発明の第９の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ２の音響管Ｄ５、Ｄ８は、図６に示す音響管Ｄ１、Ｄ２の底部に音響レゾネータ１３Ａ、１３Ｂを連続的に設けた構造を有するものであり、この音響管Ｄ５、Ｄ８で音圧をそれぞれ低減する音波の波長の略１／２の長さに相当する音波の増幅作用を回避するようにしてある。すなわち、音響レゾネータ１３Ａ、１３Ｂは、上記略１／２の長さにそれぞれ相当する音波及びその近傍の周波数の音波の音圧を良好に低減する。音響レゾネータ１３Ｂが低減し得る音波の周波数ｆも、音響レゾネータ１３Ａの場合と同様の式で求めることができる。
【００３５】
＜第１０の実施の形態＞
図１０は本発明の第１０の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ２の音響レゾネータ１３Ｃ，１３Ｄはそれぞれ直接、装置の表面に配設されるもので、この音響レゾネータ１３Ｃ、１３Ｄはそれぞれ特定の周波数の音波を、その入口部近傍で音圧を極小にすることにより当該周波数の音波の低減を図るものである。音響レゾネータを用いているので、限定された空間の中でも、低減したい周波数を任意にコントロールできる。音響レゾネータ１３Ｄが低減し得る周波数ｆも、音響レゾネータ１３Ｃの場合と同様の式（〔数２〕参照。）で求めることができる。
【００３６】
本形態は、第５の実施の形態と較べて、アクティブ減音装置で低減できる以外の異なる２種類の周波数の騒音を低減できるという特長を有する。
【００３７】
＜第１１の実施の形態＞
図１１は本発明の第１１の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態におけるアクティブ減音装置Ｃ２の音響管Ｄ９は、その底部が遮音壁Ｂ１の上面に形成した凹部に埋設されている。
【００３８】
音響管Ｄ９の長さは、上述の如くこれが低減しようとする音波の波長により決まってくる。したがって、低周波数の音波を低減しようとすれば、音響管Ｄ９の長さは長くなる。この場合、音響管Ｄ９の底部を遮音壁Ｂ１の上面に形成した凹部に埋設することにより全体の嵩を小さくすることができる。
【００３９】
＜第１２の実施の形態＞
図１２は本発明の第１２の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態はアクティブ減音装置Ｃ２を配設する遮音壁の形状が異なる場合である。すなわち、同図に示すように、遮音壁Ｂ２は、その上部が騒音源側（図では左側）に傾斜している。アクティブ減音装置Ｃ２はこの傾斜面を利用して遮音壁Ｂ２に取り付けてある。なお、遮音壁Ｂ２の騒音源側の側面には吸音材を配置しても良い。
【００４０】
＜第１３の実施の形態＞
図１３は本発明の第１３の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態はアクティブ減音装置Ｃ２を配設する遮音壁の形状が異なる場合である。すなわち、同図に示すように、遮音壁Ｂ３は、その上部で分岐して騒音源側（図では左側）に傾斜する傾斜面Ｂ３１とともに、騒音源側と反対側に傾斜する傾斜面Ｂ３２を有する。アクティブ減音装置Ｃ２は両傾斜面Ｂ３１、Ｂ３２間に配設されている。なお、遮音壁Ｂ３の騒音源側の側面には吸音材を配置しても良い。
【００４１】
＜第１４の実施の形態＞
図１４は本発明の第１４の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態はアクティブ減音装置Ｃ２の全体が回動部Ｏを回動中心として傾動可能に形成してある。
【００４２】
かかる本形態によれば、遮音領域を調整し得る。アクティブ減音装置Ｃ２の形状及び傾斜角により、このアクティブ減音装置Ｃ２で回折波の音圧を低減することができる領域が決まるからである。
【００４３】
上記第１乃至第１４の各実施の形態に係るアクティブ遮音壁に用いるアクティブ減音装置は、アクティブ減音装置Ｃ１、Ｃ２に限定する必要はない。一般に、アクティブ減音装置は、アクティブ音響制御セルの減音すべき騒音源側（例えば車道側）若しくはこの騒音源と反対側、又はその両側で単数又は複数の音響管を隣接させて構成することができる。また、アクティブ音響制御セルの数も一個乃至二個に限定する必要はなく、種々の組み合わせのアクティブ減音装置を構成することができる。ここで、各アクティブ減音装置における各音響管はアクティブ音響制御セルの制御対象周波数以外の波長の略１／４の長さのものとする。このことより、音響管では、アクティブ音響制御セルとは異なる周波数成分の騒音を低減することができる。
【００４４】
同様に、上記第１乃至第１４の各実施の形態に係るアクティブ遮音壁に用いる遮音壁、すなわちアクティブ減音装置と組み合わせる遮音壁の構造も、特別な限定はない。例えば、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すような構造のものであっても良い。図１５（ａ）に示す遮音壁Ｂ９は、その上端部が二つに分岐して上方に伸びる分岐壁Ｂ９１、Ｂ９２を有しており、この分岐壁Ｂ９１、Ｂ９２間にアクティブ減音装置Ｃ１が配設してある。ここで、分岐壁Ｂ９１、Ｂ９２は何れか一方に一枚だけ形成しても良い。また、三枚以上でも良い。
【００４５】
図１５（ｂ）に示す遮音壁Ｂ１０も、遮音壁Ｂ９と同様に、その上端部が二つに分岐して上方に伸びる分岐壁Ｂ１０１、Ｂ１０２を有しているが、分岐壁Ｂ１０１、Ｂ１０２はアクティブ減音装置Ｃ１に対して騒音源と反対側（騒音源側でも勿論良い。）に纏めて形成してある。分岐壁Ｂ１０１、Ｂ１０２の数は、当然二枚に限られない。
【００４６】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すような遮音壁Ｂ９、Ｂ１０と組み合わせた場合には、分岐壁Ｂ９１、Ｂ９２、１０１、Ｂ１０２部分での減音機能が加重されるので、より効果的な遮音を行うことができる。
【００４７】
上記第１乃至第１４の実施の形態ではアクティブ減音装置Ｃ１又はアクティブ減音装置Ｃ２を単列のみ遮音壁に配設したが、遮音壁の上方に複数エッジを形成してアクティブ音響制御セルＡのみ又はアクティブ減音装置Ｃ１若しくはアクティブ減音装置Ｃ２を複数列配設しても良い。
【００４８】
アクティブ音響制御セルＡのみ又はアクティブ減音装置Ｃ１若しくはアクティブ減音装置Ｃ２を複数列配設した実施の形態を第１５乃至第１８の実施の形態として説明する。
【００４９】
＜第１５の実施の形態＞
図１６は本発明の第１５の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態に係る遮音壁Ｂ４は、垂直な壁の上端から上方に伸びる３個の分岐壁Ｂ４１、Ｂ４２、Ｂ４３を有しており、各分岐壁Ｂ４１、Ｂ４２、Ｂ４３の上端面に複数個のアクティブ音響制御セルＡを並べて作る列がそれぞれ形成してある。このとき各列のアクティブ音響制御セルＡは所定の間隔を設けて配設してある。ここで、音響制御セルＡの特性及び大きさ等を同一にする必要は必ずしもなく、これら特性及び大きさは自由に組み合わせることができる。また、本形態における３個の分岐壁Ｂ４１、Ｂ４２、Ｂ４３はその上面の高さ位置が異なっていても良い。すなわち、高さ位置に特別な限定はない。
【００５０】
このように間隔を開けてアクティブ音響制御セルＡを複数列並べた場合、隣接する列間で間隔を開けることなくアクティブ音響制御セルＡを配置した場合に較べて減音効果を然程劣化させることなく、当該アクティブ遮音壁のコストの低減を図ることができる。すなわち、本発明者等は、アクティブ音響制御セルＡを、遮音壁Ｂの長手方向に対して直角な方向に離間させて配置した方が、両者をぴったり隣接させて配設した場合よりも減音効果が大きいことを発見した。本形態は、かかる発見に基づくものであるが、このように複数列を所定の間隔を開けて設けることによりこれらをぴったり隣接させて配設した場合よりも、より良好な減音効果を得ることができる。同時に、隣接する空間を全てアクティブ音響制御セルで埋めるようにこのアクティブ音響制御セルを配設する場合よりも、アクティブ音響制御セルの個数を削減することができる分、コストの低廉化にも寄与し得る。
【００５１】
＜第１６の実施の形態＞
図１７は本発明の第１６の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態は図１４に示す第１３の実施の形態を変形したもので、その遮音壁Ｂ５は、垂直な壁の上端から上方に伸びる２個の分岐壁Ｂ５１、Ｂ５２を有しており、かかる遮音壁Ｂ５の両分岐壁Ｂ５１、Ｂ５２に２個のアクティブ減音装置Ｃ１が間を開けて配設してある。
【００５２】
この場合、アクティブ減音装置Ｃ１の一部を構成する音響管同士の間隔も開くことになり、当該音響管の深さが同じである場合には、音響管で低減すべき周波数成分に関しても、アクティブ減音装置Ｃ１をぴったり隣接させた場合よりも、より良好な減音効果を同時に得ることができる。波長が長い音波を低減する場合ほどアクティブ減音装置Ｃ１の間隔を広げることが効果的である。
【００５３】
本形態はアクティブ音響制御セルＡをアクティブ減音装置Ｃ１で置換したものであるので、隣接する列間でアクティブ減音装置Ｃ１の複数列を間隔を開けることなくぴったり隣接させて配設した場合よりも、より良好な減音効果を得ることができる。同時に、隣接する空間を全てアクティブ減音装置で埋めるようにこのアクティブ減音装置を配設する場合よりも、アクティブ減音装置の個数を削減することができる分、コストの低廉化にも寄与し得る。
【００５４】
＜第１７の実施の形態＞
図１８は本発明の第１７の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態は図１７に示す第１６の実施の形態を変形したもので、その遮音壁Ｂ６は、当該遮音壁Ｂ６の長手方向と直角な方向に広がる拡幅部Ｂ６１をその上端部に有しており、この拡幅部Ｂ６１に２個のアクティブ減音装置Ｃ１が間を開けて配設してある。このとき、アクティブ減音装置Ｃ１は拡幅部Ｂ６１上でその位置を移動可能に形成してある。したがって、アクティブ減音装置Ｃ１間の距離は自由に調節することができる。
【００５５】
本形態も上記第１６の実施の形態と同様に機能する。さらに、本形態によれば、アクティブ減音装置Ｃ１の拡幅部６１上における位置を調節することができるので、最適な減音効果が得られるような両者間の距離を容易に確保することができる。また、道路等の設置場所におけるその占有面積の調整も容易に行うことができる。ちなみに、高速道路や、一般の道路によっては、当該アクティブ遮音壁が使用し得る設置面積が制限される場合がある。
【００５６】
＜第１８の実施の形態＞
図１９は本発明の第１８の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態は図１７に示す第１６の実施の形態を変形したもので、その遮音壁Ｂ７は、回動部Ｏに回動可能に基端部を支持された支持部Ｂ７１、Ｂ７２を、その上端部に有しており、各支持部Ｂ７１、Ｂ７２にアクティブ減音装置Ｃ１を取り付けたものである。この結果、両アクティブ減音装置Ｃ１は、支持部Ｂ７１、Ｂ７２の回動に伴い一体的に回動して相互の間隔を拡縮することができるように構成してある。
【００５７】
ここで、両アクティブ減音装置Ｃ１、Ｃ２にそれぞれ別の回動部を設け、支持部材Ｂ７１、Ｂ７２に対して回動可能に取り付けても良い。この場合には、支持部材Ｂ７１、Ｂ７２がその回動により開閉した場合でも、アクティブ減音装置Ｃ１の設置面（地面）に対する設置角を、例えば一定等、好適な角度に独立に調節することができる。
【００５８】
本形態も上記第１５の実施の形態と同様に機能する。さらに、本形態によれば、アクティブ減音装置Ｃ１間の距離を支持部Ｂ７１、Ｂ７２の回動により容易に調節することができるので、最適な減音効果が得られるような両者間の距離を容易に確保することができる。また、道路等の設置場所におけるその占有面積の調整も容易に行うことができる。ちなみに、高速道路や、一般の道路によっては、当該アクティブ遮音壁が使用し得る設置面積が制限される場合がある。
【００５９】
上記第１５乃至第１８の各実施の形態に係るアクティブ遮音壁に用いるアクティブ減音装置は、第１乃至第１４の各実施の形態に用いることができるアクティブ減音装置であれば、全てこれを第１５乃至第１８の各実施の形態に適用することができる。要は、第１５乃至第１８の各実施形態が、隣接する列との間に間隔を設けた複数列のアクティブ音響制御セル又はアクティブ減音装置を有するのに対し、第１乃至第１４の各実施形態は、単列のアクティブ減音装置を有する点が異なるだけである。したがって、各列毎に異なる種類のアクティブ減音装置を配設したものであっても勿論良い。
【００６０】
同様に、上記第１５乃至第１８の各実施の形態に係るアクティブ遮音壁に用いる遮音壁、すなわちアクティブ減音装置と組み合わせる遮音壁の構造も、特別な限定はない。例えば、図２０に示すような構造のものであっても良い。図２０に示す遮音壁Ｂ１１は、その上端部が三つに分岐して上方に伸びる分岐壁Ｂ１１１、Ｂ１１２、Ｂ１１３を有しており、分岐壁Ｂ１１１、Ｂ１１２には、図１７に示す実施の形態と同様に、アクティブ減音装置Ｃ１がそれぞれ配設してあるが、分岐壁Ｂ１１３には、アクティブ減音装置Ｃ１には配設されていない。すなわち、このように、遮音壁Ｂ１１の全てのエッジにアクティブ減音装置Ｃ１を配設することなく、単なる遮音壁としてのみ機能する分岐壁Ｂ１１３を設けても良い。ここで、単なる遮音壁としてのみ機能する分岐壁Ｂ１１３の数及び他の分岐壁Ｂ１１１、Ｂ１１２に対する位置に特別な限定がないことは勿論である。
【００６１】
なお、図１７乃至図２０に示す実施の形態において、アクティブ減音装置Ｃ１の音響管は、いすれも音響管Ｄ１を用いたが、これに限るものてはない。減音したい周波数に応じて任意に選択し得る。例えば、音響管Ｄ２を有するアクティブ減音装置Ｃ１のみで形成しても良い。また、左右の何れか一方のアクティブ減音装置Ｃ１を音響管Ｄ１を有するもの、他方のアクティブ減音装置Ｃ１を音響管Ｄ２を有するもので形成しても勿論良い。要は、必要に応じ、各種の音響管を有するアクティブ減音装置Ｃ１を組み合わせれば良い。
【００６２】
近年、高速道路等の騒音源の近傍には、高いビル等が建設される場合が多くなってきている。この場合には、騒音源から遮音壁Ｂの上端エッジを通って直進する騒音、すなわち遮音壁Ｂの斜め上方へ拡散する騒音を低減することが必要になる場合がある。上記図１６乃至図２０に示す場合において、複数エッジの一つに、騒音源か遮音壁Ｂの上端エッジを通って直進する騒音を低減するための手段を設ければ、かかる要望に応えることができる。
【００６３】
そこで、提案するのが、次の第１９及び第２０の実施の形態である。
【００６４】
＜第１９の実施の形態＞
図２１は本発明の第１９の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態は図１６に示す第１５の実施の形態を変形したもので、その遮音壁Ｂ８は、その先端部が騒音源側（図では左側）に傾斜する傾斜面Ｂ８１とともにその上部で分岐して騒音源側と反対側に傾斜する傾斜面Ｂ８２を有する。かかる遮音壁Ｂ８の両傾斜面Ｂ８１、Ｂ８２の上端面には、アクティブ音響制御セルＡがそれぞれ配設してある。同時に、傾斜面Ｂ８１には、騒音相殺セルＥ１が設けられており、騒音源から傾斜面Ｂ８１側のアクティブ音響制御セルＡの端部（当該アクティブ遮音壁の上端部）を通って直進する騒音（図２１中に一点鎖線で示す仮想軸Ｙに沿う騒音）を低減するように構成してある。
【００６５】
図２２は、上記騒音相殺セルＥ１をこの部分を抽出した状態で概念的に示す説明図である。同図に示すように、騒音相殺セルＥ１は、騒音源２０と遮音壁Ｂの上端部を結ぶ仮想軸Ｙ上に、騒音源２０から放射される騒音を検出するマイクロフォン２１及び騒音源２０と反対方向に騒音相殺音を放射するスピーカ２２が配置されている。ここで、マイクロフォン２１及びスピーカ２２はエンクロージャ２３に収納されて遮音壁Ｂに取り付けてある。すなわち、エンクロージャ２３の騒音源２０側は裏板２３ａで覆われ、騒音源２０の反対側はスピーカ２２から出力される騒音相殺音を放射するために開口している。また、スピーカ２２はバッフル板２３ｂに取付けられて、エンクロージャ２３内に格納されている。マイクロフォン２１は、裏板２３ａの略中央に取り付けられている。さらに、マイクロフォン２１の出力は演算部２４に供給され、演算部２４で所定の演算処理をした出力信号がスピーカ２２に供給される。
【００６６】
図２３は上記騒音相殺セルＥ１のブロック線図である。同図に示すように、演算部２４は、基本的には目標音圧（通常は略零）に比例する電圧を発生する目標音圧設定部３４の出力信号である音圧に比例する電圧と、マイクロフォン２１で検出された騒音に比例した電圧との偏差を演算する偏差演算部３５及び偏差演算部３５で演算された偏差に基づいて遮音壁Ｂとスピーカ２２を結ぶ線分のいずれかの点における騒音の音圧及び位相に対し同音圧で逆位相の騒音相殺音を生成する制御部３６で構成される。騒音相殺音はスピーカ２２から放射される。これにより騒音と騒音相殺音の合成音は遮音壁Ｂの上端部とスピーカ２２を結ぶ線分の１点の音圧は略零となり、その点より外側に騒音が伝播することを防止できる。
【００６７】
なお、より効果的に消音するためには、実際に消音したい領域の音圧を監視用の他のマイクロフォン３７で検出し、別途設けた適応制御部３８で実際に消音したい領域の音圧と上記偏差演算部３５で演算された偏差に基づいて上記制御部３６の制御パラメータを演算すれば良い。このとき、制御部３６の出力は上記目標音圧設定部３４に帰還されて目標音圧を調整するように構成する。
【００６８】
この結果、第１９の実施の形態によれば、２列に配設されたアクティブ音響制御セルＡで遮音壁Ｂ８の下方へ漏洩する騒音、すなわち回折音を低減するとともに、騒音相殺セルＥ１で遮音壁Ｂ８の上方へ拡散する騒音、すなわち直進音を低減することができ、遮音壁Ｂ８の上方部分も含め、広い範囲に亘り良好な騒音の低減を図ることができる。
【００６９】
＜第２０の実施の形態＞
図２４は本発明の第２０の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態は図２１に示す第１９の実施の形態を変形したもの、すなわち図２１に示す実施の形態のアクティブ音響制御セルＡの代わりに複合形騒音相殺セルＥ２を配設したものである。この複合形騒音相殺セルＥ２は、アクティブ音響制御セルＡと騒音相殺セルＥ１との機能を兼備するものである。
【００７０】
複合形騒音相殺セルＥ２の構造の詳細を図２５に基づき説明する。図２５は、上記複合形騒音相殺セルＥ２をこの部分を抽出した状態で概念的に示す説明図である。同図に示すように、複合形騒音相殺セルＥ２は、騒音相殺セルＥ１の場合と同様に機能するマイクロフォン２１、スピーカ２２及び演算部２４を有するとともに、スピーカ２２の前方にも別のマイクロフォン２５が設けてあり、このマイクロフォン２５で遮音壁Ｂを回折して外部に漏れる騒音の音圧を計測するようになっている。マイクロフォン２５の出力信号は演算部２６で所定の演算処理が行われ、この演算結果に基づく電気信号でミキサ２７及びアンプ２８を介してスピーカ２２を駆動する。このとき演算部２６では、マイクロフォン２５の部分での音圧が零になるようにスピーカ２２を駆動制御する。すなわち、マイクロフォン２５、演算部２６及びスピーカ２２が一体となってアクティブ音響制御セルとしても機能する。このとき、ミキサ２７では、演算部２４、２５でそれぞれ演算処理した信号を混合するので、スピーカ２２はこの混合された信号により駆動制御される。したがって、その出力音波は、騒音源２０から遮音壁Ｂの上端部を直進して外部に拡散する音波と干渉してこれを低減するとともに、遮音壁Ｂを回折して外部に漏洩する回折波も低減することができる。
【００７１】
この結果、第２０の実施の形態によれば、複合形騒音相殺セルＥ２の直進波低減機能で当該アクティブ遮音壁の上端部を通って直進する騒音（図２５中に一点鎖線で示す仮想軸Ｙに沿う騒音）を低減するとともに、回折波として漏れ出る音波は複合形騒音相殺セルＥ２の回折音低減機能とアクティブ音響制御セルＡとで低減することができる。すなわち、第１９の実施の形態と同様に、遮音壁Ｂ８の上方部分も含め、広い範囲に亘り良好な騒音の低減を図ることができる。
【００７２】
なお、騒音相殺セルＥ１及び複合形騒音相殺セルＥ２は第１乃至第１６の各実施の形態及びこれらの全ての変形例と組み合わせることが可能であり、組み合わせた場合には、回折音の低減と同時に、騒音源から遮音壁の外側へ直進して漏れる騒音を低減することが可能となる。
【００７３】
さらに、上記騒音相殺セルＥ１は騒音源から直進する騒音をアクティブに低減するするものであるが、これはパッシブに低減するものであっても良い。パッシブな騒音相殺セルＥ３は、例えば図２６に示す干渉形消音装置で構成することができる。
【００７４】
図２６に示すように、この騒音相殺セルＥ３は、長さｌ１ ，ｌ２ 及びｌ３ の音波の通る管である音響管３１、３２、３３で構成されている。ここで、ｌ１ ＜ｌ２ ＜ｌ３ とし、下方に位置する音響管３２、３３程その長さを順次長くし、且つｌ２ の長さを持つ音響管３２をｌ１ の長さ方向に対しｌ１ ＝ｌ２ cos θ２ を満たす角度θ２ だけ傾けて設置し、同様にｌ３ の長さを持つ音響管３３をｌ１ の長さ方向に対しｌ１ ＝ｌ３ cos θ３ を満たす角度θ３ だけ傾けて設置し、全体の幅を一定にしたものである。
【００７５】
かくして、当該騒音相殺セルＥ３の各音響管３１、３２、３３を介して出た音波は、音波出力面と直角の方向に平面波として伝搬していく。この結果、直進波と遅延波の波面のずれを形成することができ、両者が干渉することにより直進波の減音領域を形成することができる。
【００７６】
上記第１９又は第２０の各実施の形態に係るアクティブ遮音壁に用いるアクティブ減音装置は、第１乃至第１４の各実施の形態に係る用いることができるアクティブ減音装置であれば、全てこれを第１９又は第２０の各実施の形態に組み合わせることができる。騒音相殺セルＥ１、Ｅ３又は複合形騒音相殺セルＥ２で形成する列以外の列が複数列ある場合、各列毎に異なる種類のアクティブ減音装置を配設したものであっても勿論良い。
【００７７】
また、上記第１９又は第２０の各実施の形態に係るアクティブ遮音壁に用いる遮音壁、すなわち騒音相殺セル等と組み合わせる遮音壁の構造には、特別な限定はない。例えば、図２０に示すように、騒音相殺セルＥ１等が配設されていない単なる遮音壁としてのみ機能する分岐壁を設けても良い。この場合も、分岐壁Ｂ１１３（図２０参照。）に相当する部分での減音機能が加重されるので、より効果的な遮音を行うことができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに詳細に説明した通り、〔請求項１〕に記載する発明は、遮音壁の上端面に配設し、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的に低減するよう制御するアクティブ音響制御セルと、このアクティブ音響制御セルの減音すべき音源側若しくはこの音源と反対側、又はその両側にアクティブ音響制御セルの制御対象周波数以外の単数又は複数の音波の波長の略１／４の長さの１個又は複数個の音響管とを有するアクティブ減音装置の複数個を、遮音壁の上端面又は上部の側面の長手方向に沿って一列に配列して構成したアクティブ遮音壁において、アクティブ減音装置の音響管の少なくとも一個は、その底部が遮音壁の上端部の凹部に入り込んだ構造となっているので、遮音壁に音響管の設置スペースを確保することができる。
この結果、本発明によれば、当該アクティブ遮音壁の嵩を小さくすることができる。
【００７９】
〔請求項２〕に記載する発明は、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的に低減するよう制御するアクティブ音響制御セルの複数個を遮音壁の長手方向に配列して形成する列を、隣接する列間で所定距離離して形成することにより、この列を複数列有するので、アクティブ音響制御セルをぴったり隣接させて複数列設ける場合よりもより効果的な減音効果を得ることができる。 この結果、本発明によれば、少ない列数のアクティブ音響制御セルで、良好な減音効果を得ることができ、その分当該アクティブ遮音壁を安価なコストで作ることができる。
【００８０】
〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項２〕に記載するアクティブ遮音壁において、隣接する列間のアクティブ音響制御セル同士の距離を調節可能に形成したので、当該アクティブ音響制御セル又はアクティブ減音装置同士の距離を自由に調節できる。
この結果、本発明によれば、設置場所に応じた最適な間隔を容易に確保することができる。
【００８１】
〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項２〕に記載するアクティブ遮音壁において、アクティブ音響制御セルの各列を遮音壁の上端部に回動可能に取り付け、この回動角度を調節することにより、隣接する列間のアクティブ音響制御セル同士の距離を調節可能に形成したので、隣接するアクティブ音響制御セルの間隔を回動角度の調節により行うことができる。
この結果、本発明によれば、設置場所に応じた最適な間隔を容易に確保することができる。
【００８２】
〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項２〕乃至〔請求項４〕に記載する何れか一つのアクティブ遮音壁において、遮音壁は、その上端部が分岐して上方に伸びる複数枚の分岐壁を有しており、この分岐壁のうちの一枚又は複数枚はアクティブ音響制御セルが配設されていない分岐壁のみで形成したので、分岐壁によっても個別の遮音機能が得られる。
この結果、本発明によれば、分岐壁での減音効果が加重される分だけ、さらに良好な遮音効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図で、（ａ）は音響管が一個の場合、（ｂ）は音響管が２個の場合をそれぞれ示している。
【図２】 本発明の第２の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図３】 本発明の第３の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図４】 本発明の第４の実施の形態を示す図で、（ａ）はこれを一部抽出して概念的に示す説明図、（ｂ）はその音響レゾネータを抽出・拡大して示す説明図である。
【図５】 本発明の第５の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図６】 本発明の第６の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図７】 本発明の第７の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図８】 本発明の第８の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図９】 本発明の第９の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１０】 本発明の第１０の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１１】 本発明の第１１の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１２】 本発明の第１２の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１３】 本発明の第１３の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１４】 本発明の第１４の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１５】 本発明に係るアクティブ遮音壁における遮音壁の構造の変形例を概念的に示す説明図である。
【図１６】 本発明の第１５の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１７】 本発明の第１６の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１８】 本発明の第１７の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図１９】 本発明の第１８の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図２０】 本発明に係るアクティブ遮音壁における遮音壁の構造の変形例を概念的に示す説明図である。
【図２１】 本発明の第１９の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図２２】 図２１に示す実施の形態に用いる騒音相殺セルの一例を概念的に示す説明図である。
【図２３】 図２２に示す騒音相殺セルの構成を示すブロック線図である。
【図２４】 本発明の第２０の実施の形態を一部抽出して概念的に示す説明図である。
【図２５】 図２４に示す実施の形態に用いる複合形殺機能を兼備するアクティブ音響制御セルを概念的に示す説明図である。
【図２６】 図２１に示す実施の形態に用いる騒音相殺セルの他の例を概念的に示す説明図である。
【図２７】 従来技術に係る一列のアクティブ音響制御セルを有するアクティブ遮音壁を概念的に示す説明図である。
【図２８】 従来技術に係る三列のアクティブ音響制御セルを有するアクティブ遮音壁を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ、Ａ１、Ａ２ アクティブ音響制御セル
Ｂ、Ｂ１乃至Ｂ１１ 遮音壁
Ｃ１、Ｃ２ アクティブ減音装置
Ｄ１乃至Ｄ９ 音響管
Ｅ１、Ｅ３ 騒音相殺セル
Ｅ２ 複合騒音相殺セル
１１Ａ、１１Ｂ 吸音材
１２Ａ、１２Ｂ 音響抵抗体
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ 音響レゾネータ

Claims (5)

1. 遮音壁の上端面に配設し、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的に低減するよう制御するアクティブ音響制御セルと、
   このアクティブ音響制御セルの減音すべき音源側若しくはこの音源と反対側、又はその両側にアクティブ音響制御セルの制御対象周波数以外の単数又は複数の音波の波長の略１／４の長さの１個又は複数個の音響管とを有するアクティブ減音装置の複数個を、
   遮音壁の上端面又は上部の側面の長手方向に沿って一列に配列して構成したアクティブ遮音壁において、
   アクティブ減音装置の音響管の少なくとも一個は、その底部が遮音壁の上端部の凹部に入り込んだ構造となっていることを特徴とするアクティブ遮音壁。
2. 到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的に低減するよう制御するアクティブ音響制御セルの複数個を遮音壁の長手方向に配列して形成する列を、隣接する列間で所定距離離して形成することにより、この列を複数列有することを特徴とするアクティブ遮音壁。
3. 〔請求項２〕に記載するアクティブ遮音壁において、
   隣接する列間のアクティブ音響制御セル同士の距離を調節可能に形成したことを特徴とするアクティブ遮音壁。
4. 〔請求項２〕に記載するアクティブ遮音壁において、
   アクティブ音響制御セルの各列を遮音壁の上端部に回動可能に取り付け、この回動角度を調節することにより、隣接する列間のアクティブ音響制御セル同士の距離を調節可能に形成したことを特徴とするアクティブ遮音壁。
5. 〔請求項２〕乃至〔請求項４〕に記載する何れか一つのアクティブ遮音壁において、
   遮音壁は、その上端部が分岐して上方に伸びる複数枚の分岐壁を有しており、この分岐壁のうちの一枚又は複数枚はアクティブ音響制御セルが配設されていない分岐壁のみで形成したことを特徴とするアクティブ遮音壁。

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