JP6092658B2 - 共鳴型吸音体 - Google Patents

Description

本発明は、可搬性のコンテナから構成される共鳴型吸音体に関するものである。

山岳トンネル等のトンネルの延伸工事においては、坑口側から順に坑内での発破を繰り返しながらトンネルの延伸作業がおこなわれる場合があるが、この発破の際に生じる発破音は広帯域の周波音を含んでおり、さらに音圧のレベルも極めて高いことが知られている。このような性質の発破音が外部に漏れ出すと、周辺環境への騒音の問題もさることながら、発破音に含まれている周波数50Hz以下のいわゆる低周波音が周辺建物を振動させるといった問題も生じ得る。

このような有害な発破音の漏れ出しを抑制するべく、従来は坑内のたとえば２箇所にトンネル断面を遮断する防音壁を設置するといった対処法が一般におこなわれているが、この方策では、２つの防音壁で囲まれた空間で共振現象によって低周波音を十分に低減できないことをはじめとして遮音性が不十分であり、遮音性のさらなる向上が望まれているのが現状である。

ここで、特許文献１には、トンネル発破音のうちの特に低周波帯域の音（低周波音）についても対処可能な消音技術が開示されている。

この技術は、トンネルの坑口ないし坑内を所定隔壁で閉塞し、一端をトンネル坑内に開口し、他端を閉塞して、それぞれ経路長の異なる複数の管体をこの所定隔壁より切羽側に設置するものである。ここで、トンネル発破音を構成する音のうち、少なくとも低周波音を含む複数の各周波音に関して、該当音の1/4波長の経路長を備えた管体を所定隔壁よりも切羽側に接地することとしている。

このように1/4波長の経路長を備えた管体を使用してたとえば10Hzの低周波音の低減を図ろうとすると、たとえば8.5m程度の長さの管体を必要とし、トンネル内でこのような長尺の管体を収めようとした場合には、管体を途中から折り曲げる等することが余儀なくされる場合が十分に有り得る。なお、特許文献１で開示の技術はこのような管体の折り曲げを積極的におこなおうとするものである。

そして、様々な長さで、かつ上記するように複雑な形状を有する複数の管体をトンネル内で収めようとした場合に、トンネル内で複数の複雑形状の管体が交錯し、トンネル内で重機や作業員の通路が確保できなくなるといった問題も生じ得る。

また、それぞれの管体が個々に固有の３次元形状に曲げられた場合には、それぞれの管体は現在工事中のトンネル工事においてはその延伸過程で転用が可能であるものの、断面寸法や断面形状、縦断線形が確実に異なる他のトンネルへの転用は極めて難しいものとなる。

ところで、海上コンテナやＪＲコンテナなどの輸送用のコンテナにおいても、コンテナが積まれた状態でその側方を運搬車両や重機が通行する際に発生する低周波音の効果的な吸音が望まれている。ここで、輸送用のコンテナとしては、小ロットでの輸送に適していること、内部が板張りのために中の貨物にやさしいことなどを理由として、一般に12フィートタイプのコンテナが適用されている。より具体的な寸法は、長さが3.6m程度、幅が2.3m程度、高さが2.3m程度であり、内容積は18.7m³程度、積載重量は5ton程度であり、両側面が開くタイプ、側面と妻面が開くタイプ、通風装置を備えたタイプ、背高タイプなど、様々なタイプのコンテナが存在していてそれぞれに寸法も異なってくる。

しかし、このような可搬性のコンテナに対して上記するトンネル発破音を吸音する設備を搭載することは非現実的である。

特開２０１１−２５６６０９号公報

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、可搬性のコンテナに改良を加えて比較的大型で効果的に吸音をおこなうことのできる共鳴型吸音体を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による共鳴型吸音体は、可搬性のコンテナの少なくとも一側面に２以上の開口が開設され、この開口に連通するようにしてコンテナの内部に貫通管が取付けられているものである。

本発明の共鳴型吸音体は、たとえば12フィート、20フィートといった比較的大型のコンテナそのものを共鳴型吸音体としたものであり、そのための構成として、例えば直方体を構成する一つの側面に複数の開口を開設しておき、この開口に所定長さの貫通管を取り付けてヘルムホルツ共鳴器を構成したものである。

たとえば、コンテナの一側面に所定のピッチで多数の開口を開設しておき、各開口に連通するようにしてコンテナの内部に配設された貫通管を取り付ける。

適用される複数の貫通管においては、全てが同じ断面積でかつ同じ長さのものを適用してもよいし、断面積と長さのいずれか一方もしくは双方が異なるものを適用してもよい。

また、開口や貫通管の断面形状は、円形、楕円形、正方形や長方形を含む多角形など、多様な形状形態のものが適用できる。

このように、本発明の共鳴型吸音体によれば、比較的大型のコンテナの一側面に開口を設け、この開口に連通するようにして貫通管を取り付けただけの極めて簡易な構造により、コンテナの周囲で発生する特に低周波音を効果的に吸音することができる。

また、貫通孔においては、通気性のある吸音材、もしくは通気膜が配設されている形態が好ましい。

たとえば、貫通孔の外部に臨む開口近傍等に通気性のある吸音材を配設しておくことで、比較的小さな寸法の貫通孔を具備する共鳴型吸音体であっても、広帯域の周波音の中でも特に低周波音の音圧を効果的に低減可能となる。貫通孔では低周波音が吸音されるが、共鳴器のそれ以外の部分では中高音域の音の吸音もできることから、より広い周波数帯域の吸音が可能となる。なお、この吸音材としては、グラスウール、ウール等からなる粗毛フェルト、アセテートやナイロン等の化繊系のもの、ウレタン系のものや、連続気泡多孔質材などを挙げることができる。

また、通気膜を配設することで貫通管に気体の流れ抵抗が付与され、吸音される周波数帯域を広げることが可能となる。

また、コンテナの内部が、貫通管が取付けられた側面と、この側面に対向する側面の間で仕切り壁によって２つの領域に分割されている実施の形態であってもよい。

コンテナ内を貫通管が存在する側面側とこれに対向する側面側で仕切ることにより、一台のコンテナで共鳴周波数の異なる共鳴型吸音体を構成することができる。

また、仕切り壁の位置を調整することで、吸音したい周波数域の音を容易に吸音することができる。そのため、仕切り壁を自在に移動できるように、コンテナ内に仕切り壁が移動自在なレール等を設けておくのがよい。

さらに、上記するコンテナの内部に仕切り壁を具備する形態において、仕切られた２つの領域の双方の側面に開口および貫通管が連通した構成を適用してもよい。

この形態によれば、一台のコンテナで２つの共鳴型吸音体を形成することができる。

上記する種々の形態の共鳴型吸音体を構成するコンテナは、低周波音の伝達される空間に前記開口を備えた側面を対向させて使用されるのが望ましい。

上記する共鳴型吸音体は、扉の付いた一般のコンテナに改良を加えたものであることから、耐久性もよく、加工性と運搬性の双方に優れている。

以上の説明から理解できるように、本発明の共鳴型吸音体によれば、比較的大型のコンテナに簡易な改良を加えてコンテナそのものを共鳴型吸音体としたことにより、耐久性、運搬性、および加工性に優れ、吸音性に優れた共鳴型吸音体を提供することができる。

本発明の共鳴型吸音体の実施の形態１の斜視図である。 図１のII−II矢視図であって共鳴型吸音体の実施の形態１の内部を示す縦断面図である。 共鳴型吸音体の実施の形態２の内部を示す縦断面図である。 共鳴型吸音体の実施の形態３の内部を示す縦断面図である。 共鳴型吸音体の実施の形態４の内部を示す縦断面図である。 共鳴型吸音体の実施の形態１の使用態様を説明した図である。

以下、図面を参照して本発明の共鳴型吸音体の実施の形態１〜４を説明する。なお、図示例のコンテナは開口の設けられた側面と扉が別体の形態であるが、開口の設けられた側面が扉であってもよいし、開口の設けられた側面に扉があって、開口のない側面にも扉が設けられた形態であってもよい。

（共鳴型吸音体の実施の形態１）
図１は本発明の共鳴型吸音体の実施の形態１の斜視図であり、図２は図１のII−II矢視図であって共鳴型吸音体の実施の形態１の内部を示す縦断面図である。

図示する共鳴型吸音体１０（レゾネーターともいう）は、輸送用の12フィートのコンテナそのものを共鳴型吸音体としたものであり、扉３を備えた直方体を構成する一つの側面１に複数の開口２を開設しておき、この開口２に所定長さの貫通管４を取り付けてヘルムホルツ共鳴器を構成したものである。ここで、貫通管４は、金属製や塩ビ製の管を使用する。

共鳴型吸音体１０が12フィートのコンテナから構成されることから、長さが3.6m程度、幅が2.3m程度、高さが2.3m程度であり、内容積は18.7m³程度、積載重量は5ton程度の比較的大きな規模を有している。そして、このコンテナの側面１に開口をたとえば縦横500mmピッチで形成することができる。

側面１において、開口２とこれに連通する貫通管４の組み合わせは所定の間隔で多数設けられており、開口２と貫通管４の断面積や貫通管４の長さtは全ての組み合わせで同じであってもよいし、断面積のみ多様に異なる形態であってもよいし、断面積と貫通管４の長さがともに多様に異なる形態であってもよい。これら開口２と貫通管４の断面積や貫通管４の長さを調整することで、共鳴型吸音体１０によって音圧を低減可能な周波音（音波の周波数帯域）を相違させることができる。

図示する共鳴型吸音体１０によれば、扉３の付いた一般のコンテナそのものを使用し、このコンテナに簡易な改良を加えたものであることから、耐久性もよく、加工も容易であり、運搬性にも優れ、加工コストは極めて廉価となる。

（共鳴型吸音体の実施の形態２）
図３は共鳴型吸音体の実施の形態２の内部を示す縦断面図である。図示する共鳴型吸音体１０Ａは、各貫通管４の内部で開口２の近傍（前面）と、貫通管４の他方の端部近傍において、たとえば連続気泡多孔質材からなる通気性の吸音材５，５が取付けられたものである。

吸音材５の素材としてはその他にも、グラスウール、ウール等からなる粗毛フェルト、アセテートやナイロン等の化繊系のもの、ウレタン系のものなどを使用できる。

貫通管４の外部に臨む開口２の近傍や貫通管４の他の端部に通気性のある吸音材５を配設しておくことで、比較的小さな寸法の貫通管４を具備する共鳴型吸音体１０Ａであっても、広帯域の周波音の中でも特に低周波音の音圧を効果的に低減可能となる。貫通管４では低周波音が吸音されるが、共鳴器のそれ以外の部分では中高音域の音の吸音もできることから、より広い周波数帯域の吸音が可能となる。

（共鳴型吸音体の実施の形態３）
図４は共鳴型吸音体の実施の形態３の内部を示す縦断面図である。図示する共鳴型吸音体１０Ｂは、コンテナの内部が、貫通管４が取付けられた側面１と、この側面１に対向する側面６の間で仕切り壁７によって２つの領域に分割されているものである。

コンテナ内を貫通管４が存在する側面１側とこれに対向する側面６側で仕切ることにより、一台のコンテナで共鳴周波数の異なる共鳴型吸音体１０Ｂを構成することができる。

また、仕切り壁７の位置を調整することで（Ｘ方向）、吸音したい周波数域の音を容易に吸音することができる。このように仕切り壁７を自在に移動できるようにするべく、コンテナ内に仕切り壁７が移動自在な不図示のレール等を設けておくのが好ましい。

（共鳴型吸音体の実施の形態４）
図５は共鳴型吸音体の実施の形態４の内部を示す縦断面図である。図示する共鳴型吸音体１０Ｃは、図４で示す共鳴型吸音体１０Ｂにさらに改良を加えて、コンテナの内部が、貫通管４が取付けられた側面１と、この側面１に対向する側面６の間で仕切り壁７によって２つの領域に分割されているものにおいて、側面１のみならず、これに対向する側面６にも同様に開口８を所定の間隔で複数設け、各開口８に貫通管９を連通させた姿勢で取り付けたものである。

このように、仕切り壁７を介して２つの領域に複数の開口と貫通管の組み合わせを設けたことで、一台のコンテナで２つの共鳴型吸音体を形成することができる。

（共鳴型吸音体の使用態様）
図示する種々の形態の共鳴型吸音体の中から共鳴型吸音体１０を取り上げ、図６を参照してその使用態様を説明する。

同図で示すように、共鳴型吸音体１０を構成するコンテナは、貨物船や鉄道などにおいて高さ方向に積み上げられ、かつ横方向に併設されて搬送される。

たとえば、図示するように２列に積み上げかつ併設された複数のコンテナは、その間に重機等が移動して資材を搬送する搬送通路Ｔを有する場合が往々にしてある。そして、このような搬送通路Ｔには、ここを通過する重機等によって様々な周波数域の音源が存在し得る。

そこで、このような場合には、コンテナからなる共鳴型吸音体１０を開口２が設けられた側面１を音源がある搬送通路Ｔに対向させるようにして配設することで、高い吸音効果を奏することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１…側面、２…開口、３…扉、４…貫通管、５…吸音材、６…側面（対向側面）、７…仕切り壁、８…開口、９…貫通管、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…共鳴型吸音体（コンテナ）、Ｔ…搬送通路

Claims (4)

1. 可搬性のコンテナの少なくとも一側面に２以上の開口が開設され、この開口に連通するようにしてコンテナの内部に貫通管が取付けられており、
   コンテナの内部が、貫通管が取付けられた側面と、この側面に対向する側面の間で移動自在な仕切り壁によって２つの領域に分割されている共鳴型吸音体。
2. 貫通孔において、通気性のある吸音材、もしくは通気膜が配設されている請求項１に記載の共鳴型吸音体。
3. 前記対向する側面にも開口が開設され、この開口に連通するようにしてコンテナの内部に貫通管が取付けられている請求項１または２に記載の共鳴型吸音体。
4. 低周波音の伝達される空間に前記開口を備えた側面を対向させてコンテナが配設される請求項１〜３のいずれか一項に記載の共鳴型吸音体。

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