JP6675894B2 - トンネル緩衝工用防音装置 - Google Patents

Description

本発明は、トンネル微気圧波による衝撃音を低減するためのトンネル緩衝工に設置するトンネル緩衝工用防音装置に関する。

高速列車がトンネルに進入すると列車の前面に圧縮波が形成される。この圧縮波がトンネル内を伝播する間に圧力勾配が急峻になって、トンネル出口から微気圧波となって放出され、稀に衝撃音が発生したり、近隣の家屋が振動でがたついたりすることがある。このトンネル微気圧波による衝撃音を低減するため、トンネルの出入口にはトンネルの断面積よりも広い内部空間を有するフード状構造のトンネル緩衝工が設けられている。
例えば、図８に示すように、トンネル緩衝工１の壁面には、内部の空間と連通する開口部２が形成されており、この開口部２を適切な配置に形成することによって効果的にトンネル微気圧波を低減して、衝撃音や振動により家屋ががたつくのを抑えるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３１７８９６号公報

しかしながら、このようなトンネル緩衝工１によってトンネル微気圧波による衝撃音を低減するものの、近時の列車の更なる高速化などに起因し、トンネル緩衝工１の開口部２から放出される列車の走行音が騒音となってしまうことがあった。

本発明の目的は、トンネル微気圧波の低減効果を損なうことなく、トンネル緩衝工の開口部から放出される列車の走行音を低減することができるトンネル緩衝工用防音装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明は、
トンネル微気圧波を低減するためのトンネル緩衝工の壁面に形成されている開口部から放出される列車の走行音を低減するトンネル緩衝工用防音装置であって、
前記開口部の縁に沿って設けられている枠体と、
前記開口部の一部を遮るように前記枠体の内面に配設されている板状部材と、
を備え、
前記枠体は、前記トンネル緩衝工の内側から前記開口部を通じて外側に突き出して設けられているようにした。

かかる構成のトンネル緩衝工用防音装置は、開口部の縁に沿う枠体の内面に配設されている板状部材が、開口部の一部を仕切るように遮っているので、トンネル緩衝工の内側から開口部を通じて外側に伝わる空気の振動、つまりは音の一部を遮断することができ、開口部から放出される列車の走行音を低減することができる。
特に、このトンネル緩衝工用防音装置がトンネル緩衝工の開口部に設けられていても、開口部は完全に塞がれておらず、通気性が確保されているので、トンネル微気圧波の低減効果は損なわれていない。
つまり、このトンネル緩衝工用防音装置であれば、トンネル微気圧波の低減効果を損なうことなく、トンネル緩衝工の開口部から放出される走行音などの騒音を低減することができる。

また、望ましくは、
前記板状部材の少なくとも一部は、多孔質材料で構成されているようにする。
無数の隙間や連続気泡を有する多孔質材料は、空気の振動を吸収するなどして音の伝達を低減する吸音材として機能するので、板状部材の少なくとも一部が多孔質材料で構成されていれば、開口部を通過する空気の振動を板状部材が吸収するようにして、開口部から放出される列車の走行音を好適に低減することができる。
なお、多孔質材料ではない板状部材には、吸音材（多孔質材料）を貼付するなどして配設すればよい。

また、望ましくは、
前記板状部材は、前記トンネル緩衝工の近傍の居住区域側から、前記開口部を通して前記トンネル緩衝工の中が見えない配置に設けられているようにする。
トンネル緩衝工の中が見えないように、目隠しするような配置で板状部材が枠体に固定されているトンネル緩衝工用防音装置であれば、トンネル緩衝工の開口部から放出される列車の走行音が直接居住区域の方向に出ないようになっている。
このようなトンネル緩衝工用防音装置であれば、居住区域のある方向に向かって開口部を通過しようとする空気の振動を板状部材の板面で受けて、その振動を良好に吸収することができるので、トンネル緩衝工の開口部から居住区域の方向に放出される走行音などの騒音を好適に低減することができる。
例えば、トンネル緩衝工用防音装置に複数枚の板状部材が羽板状（ルーバー状）に配設されており、居住区域側からトンネル緩衝工用防音装置を視認した際に、トンネル緩衝工の内側が見えないように、その内側を隠すような向きになっていれば、居住区域側で観測される走行音などの騒音をより良好に低減することができる。

また、望ましくは、
前記枠体は、前記開口部の縁に内接して設けられているようにする。
このように、枠体を開口部の縁に内接させる構造にすることで、トンネル緩衝工の内側から開口部を挿通させた枠体を外側に突き出すように開口部に取り付けることができるので、トンネル緩衝工用防音装置をトンネル緩衝工の内側から開口部に設置することが可能になる。
例えば、トンネル緩衝工の外側の土地が狭隘で作業者の立ち入りが困難であったり、トンネル緩衝工が高架上に設けられていたりする場合でも、トンネル緩衝工の内側からの作業で、トンネル緩衝工用防音装置をトンネル緩衝工の開口部に好適に設置することができる。

本発明によれば、トンネル微気圧波の低減効果を損なうことなく、トンネル緩衝工の開口部から放出される列車の走行音を低減することができる。

本実施形態のトンネル緩衝工用防音装置が開口部に設置されているトンネル緩衝工を示す斜視図である。 本実施形態のトンネル緩衝工用防音装置を示す斜視図である。 トンネル緩衝工用防音装置の変形例を示す斜視図である。 トンネル緩衝工用防音装置の変形例を示す斜視図である。 トンネル緩衝工用防音装置の変形例を示す斜視図（ａ）（ｂ）である。 トンネル緩衝工用防音装置の変形例を示す斜視図である。 トンネル緩衝工用防音装置の変形例を示す斜視図である。 トンネル緩衝工に関する説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るトンネル緩衝工用防音装置の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

例えば、図１に示すように、トンネルＴの出入口には、トンネルＴの断面積よりも広い内部空間を有するトンネル緩衝工１が設けられている。トンネル緩衝工１はトンネル微気圧波を低減するために設けられている。
このトンネル緩衝工１の壁面には、内部の空間と連通する開口部２が形成されており、この開口部２にトンネル緩衝工用防音装置１００が設けられている。

本実施形態のトンネル緩衝工用防音装置１００（以下、防音装置１００という）は、図２に示すように、開口部２の縁に沿って設けられている枠体１０と、枠体１０の内面に配設されている板状部材２０とを備えている。

枠体１０は、略矩形状を呈する開口部２の縁に配設された４枚の板材を略角筒状に組み立ててなる部材である。
この枠体１０は、例えば、金属製の板材や樹脂製の板材からなり、図示しないＬ型板金物やネジなどを用いて剛性を有する略角筒形状に組み立てられている。
なお、枠体１０は、図示しないＬ型板金物やアンカーボルト、充填接着剤などによってトンネル緩衝工１に固設されている。

本実施形態の防音装置１００の枠体１０は、開口部２の縁に内接するサイズに形成されている。
枠体１０を開口部２の縁に内接させる構造にすることで、トンネル緩衝工１の内側から開口部２を挿通させた枠体１０を外側に突き出すようにして開口部２に取り付けることができるので、防音装置１００をトンネル緩衝工１の内側から開口部２に設置することが可能になる。
こうすることで、トンネル緩衝工１の外側の土地が狭隘で作業者の立ち入りが困難であったり、トンネル緩衝工１が高架上に設けられていたりする場合でも、トンネル緩衝工１の内側からの作業で、防音装置１００をトンネル緩衝工１の開口部２に好適に設置することができる。
なお、枠体１０が開口部２の縁に内接するサイズでなくても、トンネル緩衝工１の内側から足場を施工することで、防音装置１００をトンネル緩衝工１の外側に設置することは可能である。

板状部材２０は、開口部２の一部を遮るように枠体１０の内面に配設されている。
図２に示した防音装置１００では、枠体１０の上下に架け渡された板状部材２０と、枠体１０の左右に架け渡された板状部材２０とが枠体１０の内面に配設されており、２枚の板状部材２０が十字状に組み付けられたものが枠体１０に固定されている。
板状部材２０は、例えば、図示しないＬ型板金物やネジなどを用いて枠体１０の内面に固定されている。

この板状部材２０の少なくとも一部は、多孔質材料で構成されている。
無数の隙間や連続気泡を有する多孔質材料は、空気の振動を吸収するなどして音の伝達を低減する吸音材として機能する。
例えば、金属製やセラミック製などの高強度を有する多孔質材料であれば、多孔質材料単体からなる板状部材２０を枠体１０の内面に配設することができる。
また、モルトプレンなどのウレタンフォーム（発泡ウレタン）のような柔軟性を有する多孔質材料の場合、その多孔質材料を金属板や樹脂板などの芯材に貼付するなどして一体化した板状部材２０を枠体１０の内面に配設するようにすればよい。
なお、板状部材２０の厚み、特に板状部材２０を構成する多孔質材料の厚みは任意であり、開口部２で発生する騒音の大きさや音域などに応じ、その騒音を規制値以下に抑えるのに適したサイズにすればよい。

このような防音装置１００がトンネル緩衝工１の開口部２に設けられていれば、開口部２を通過する空気の振動を板状部材２０が吸収することで、開口部２から放出される列車の走行音などの騒音を低減することができる。
特に、この防音装置１００がトンネル緩衝工１の開口部２に設けられていても、開口部２は塞がれておらず、通気性が確保されているので、トンネル微気圧波の低減効果は損なわれていない。
つまり、本実施形態の防音装置１００であれば、トンネル微気圧波の低減効果を損なうことなく、トンネル緩衝工１の開口部２から放出される列車の走行音を低減することができる。

なお、図２に示した防音装置１００では、２枚の板状部材２０を十字状に組み付けた場合を例に説明したが、枠体１０の上下に架け渡す板状部材２０の数や、枠体１０の左右に架け渡す板状部材２０の数は任意であり、複数の板状部材２０を格子状に組み付けたものを枠体１０に配設してもよい。

また、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図３、図４に示すように、枠体１０の左右に架け渡された２枚の板状部材２０が枠体１０の内面に固定されている防音装置１００であってもよい。
図３、図４に示した防音装置１００の板状部材２０は、トンネル緩衝工１の近傍の居住区域側から開口部２を通してトンネル緩衝工１の中が見えない配置に設けられている。
トンネル緩衝工１の中が見えないように、目隠しするような配置で板状部材２０が枠体１０に固定されていれば、トンネル緩衝工１の開口部２から放出される列車の走行音が直接居住区域の方向に放出され難い。

図３に示した防音装置１００では、トンネル緩衝工１の内側から外側に向けて上がる傾斜面を有する姿勢で板状部材２０が枠体１０に固定されている。
換言すれば、この防音装置１００では、トンネル緩衝工１の内側から外側に向けて下がる仮想線Ｌに対し、板状部材２０の板面を、例えば略垂直に配した姿勢で板状部材２０が枠体１０に固定されている。
このような向きで板状部材２０が枠体１０に固定されている防音装置１００であれば、開口部２から斜め下向きに通過しようとする空気の振動を板状部材２０の板面で受けて、その振動を良好に吸収することができるので、トンネル緩衝工１の開口部２から斜め下向きに放出される列車の走行音を好適に低減することができる。
例えば、トンネル緩衝工１の近傍にある居住区域が、トンネル緩衝工１が設けられている地点より低い方向にある場合、その居住区域と開口部２とを結ぶ仮想線Ｌに対し、その板面を略垂直に配した姿勢の板状部材２０を備えた防音装置１００を開口部２に設置することで、居住区域側で観測される走行音などの騒音を好適に低減することができる。

図４に示した防音装置１００では、トンネル緩衝工１の内側から外側に向けて下がる傾斜面を有する姿勢で板状部材２０が枠体１０に固定されている。
換言すれば、この防音装置１００では、トンネル緩衝工１の内側から外側に向けて上がる仮想線Ｌに対し、板状部材２０の板面を、例えば略垂直に配した姿勢で板状部材２０が枠体１０に固定されている。
このような向きで板状部材２０が枠体１０に固定されている防音装置１００であれば、開口部２から斜め上向きに通過しようとする空気の振動を板状部材２０の板面で受けて、その振動を良好に吸収することができるので、トンネル緩衝工１の開口部２から斜め上向きに放出される列車の走行音を好適に低減することができる。
例えば、トンネル緩衝工１の近傍にある居住区域が、トンネル緩衝工１が設けられている地点より高い方向にある場合、その居住区域と開口部２とを結ぶ仮想線Ｌに対し、その板面を略垂直に配した姿勢の板状部材２０を備えた防音装置１００を開口部２に設置することで、居住区域側で観測される走行音などの騒音を好適に低減することができる。

特に、図３、図４に示した防音装置１００のように、複数（ここでは２枚）の板状部材２０が羽板状（ルーバー状）に配設されていることで、居住区域側から防音装置１００を視認した際に、トンネル緩衝工１の内側が見えないようになっていれば、居住区域側で観測される走行音などの騒音をより良好に低減することができる。
なお、枠体１０の左右に架け渡した板状部材２０は２枚であることに限らず、１枚であっても、３枚以上であってもよく、開口部２や枠体１０のサイズに応じて適切な数の板状部材２０を配設すればよい。

また、図３、図４に示した防音装置１００のように、平板状の板状部材２０を枠体１０の内側に架け渡すことに限らず、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、折曲した形状の板状部材２０を枠体１０の内側に架け渡すようにしても、トンネル緩衝工１の開口部２から放出される列車の走行音を好適に低減することができる。
折曲した形状の板状部材２０を用いた場合でも、居住区域側から防音装置１００を視認した際に、トンネル緩衝工１の内側が見えない配置や角度に板状部材２０が配設されていれば、開口部２から放出される列車の走行音をより良好に低減することができる。

また、図６に示すように、枠体１０の上下に架け渡された３枚の板状部材２０が枠体１０の内面に固定されている防音装置１００であってもよい。
図６に示した防音装置１００では、トンネル緩衝工１の内側から外側に向けて板面を左方に傾けた姿勢をなす羽板状の板状部材２０が枠体１０に固定されている。
例えば、トンネル緩衝工１の近傍の居住区域と開口部２とを結ぶ仮想線Ｌに対し、その板面を略垂直に配した姿勢で板状部材２０が枠体１０に配設されている防音装置１００であれば、居住区域側で観測される走行音などの騒音を好適に低減することができる。

なお、図６に示した防音装置１００でも、複数（ここでは３枚）の板状部材２０が羽板状（ルーバー状）に配設されていることで、居住区域側から防音装置１００を視認した際に、トンネル緩衝工１の内側が見えない配置や角度に板状部材２０が配設されていれば、居住区域側で観測される走行音などの騒音をより良好に低減することができる。
なお、枠体１０の上下に架け渡した板状部材２０は３枚であることに限らず、１枚や２枚であっても、４枚以上であってもよく、開口部２や枠体１０のサイズに応じて適切な数の板状部材２０を配設すればよい。

同様に、トンネル緩衝工１の内側から外側に向けて板面を右方に傾けた姿勢をなす羽板状の板状部材２０が枠体１０に固定されている防音装置１００であっても、トンネル緩衝工１の近傍の居住区域側から開口部２を通してトンネル緩衝工１の中が見えないように、板状部材２０で目隠しするようにすれば、居住区域側で観測される走行音などの騒音を好適に低減することができる。

また、図７に示すように、防音装置１００の板状部材２０は、その両端が枠体１０の内面に固定されていることに限らず、一方の端部が枠体１０に固定され、他端が自由端部になっている板状部材２０であってもよい。
図７に示した防音装置１００では、両側２枚の板状部材２０の下端部が枠体１０に固定され、その上端が自由端部になっている。またそれらの間に配されている板状部材２０の上端部が枠体１０に固定され、その下端が自由端部になっている。

なお、以上の実施の形態においては、防音装置１００の枠体１０は開口部２の縁に内接するサイズに形成されており、防音装置１００をトンネル緩衝工１の内側から開口部２に設置することができる構造であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、防音装置１００の枠体１０は開口部２よりも大きなサイズを有しており、開口部２を囲うようにトンネル緩衝工１の外壁面に枠体１０を取り付け、トンネル緩衝工１の開口部２に防音装置１００を設置するようにしてもよい。

なお、将来的に列車の更なる高速化を図るのに、当初の設計でトンネル緩衝工１に形成した開口部２のサイズ（開口率）を小さくすることがトンネル微気圧波の低減のためなどに好ましいことがある。
このような場合、単に開口部２の一部を塞ぐのでなく、本実施形態の防音装置１００を開口部２に設置するようにすれば、開口部２の開口率を小さくすることに加え、その開口部２からの列車の走行音などの騒音を抑えることができるので、この防音装置１００を有効活用することができる。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１ トンネル緩衝工
２ 開口部
１０ 枠体
２０ 板状部材
１００ トンネル緩衝工用防音装置（防音装置）
Ｔ トンネル
Ｌ 仮想線

Claims (4)

1. トンネル微気圧波を低減するためのトンネル緩衝工の壁面に形成されている開口部から放出される列車の走行音を低減するトンネル緩衝工用防音装置であって、
   前記開口部の縁に沿って設けられている枠体と、
   前記開口部の一部を遮るように前記枠体の内面に配設されている板状部材と、
   を備え、
   前記枠体は、前記トンネル緩衝工の内側から前記開口部を通じて外側に突き出して設けられていることを特徴とするトンネル緩衝工用防音装置。
2. 前記板状部材の少なくとも一部は、多孔質材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル緩衝工用防音装置。
3. 前記板状部材は、前記トンネル緩衝工の近傍の居住区域側から、前記開口部を通して前記トンネル緩衝工の中が見えない配置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル緩衝工用防音装置。
4. 前記枠体は、前記開口部の縁に内接して設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のトンネル緩衝工用防音装置。

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