JP3485552B2

JP3485552B2 - 防音装置

Info

Publication number: JP3485552B2
Application number: JP2001255103A
Authority: JP
Inventors: 弘矢野; 光秋織田; 志郎本間; 秀樹下土居
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2004-01-13
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2002220817A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】この発明は、鉄道や高速道
路等に沿って配置される防音装置、すなわち、既存の防
音壁に改良を施した防音装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】たと
えば高速道路には、自動車の通行に伴って発生する騒音
が外部（道路周辺）に伝播するのを抑制するために道路
に沿って防音壁が設置されているが、この防音壁による
効果は完全なものではなく、やはり、道路周辺部におい
ては少なからず騒音による影響を受ける。

【０００３】騒音による影響の度合いは、音源からの音
が観測点までどの程度伝播されるかによる。図１２は、
音の伝播を模式的に示したものである。同図を参照し
て、参照符号Ｔは自動車が通行する道路を示しており、
参照符号Ｗは防音壁を示している。騒音による影響は、
観測点Ｒにおいて判断するものとする。

【０００４】音源Ｐ（たとえば走行する自動車）から発
せられた音は、音源Ｐから防音壁Ｗへ伝播し、防音壁Ｗ
の先端部（回折点）Ｑで回折し、観測点Ｒに達する。こ
こで、Ｐ−Ｑ間距離をａ、Ｑ−Ｒ間距離をｂとし、Ｐ−
Ｒ間距離をｃとすれば、行路差δ（δ＝ａ＋ｂ−ｃ）が
大きくなればなるほど観測点Ｒにおいて騒音の影響は小
さい。

【０００５】ところで、音とは空気中を伝わる波であ
り、空気の圧力変動により伝播するものである。この空
気の圧力変動を「音圧」という。したがって、同図にお
いて、行路差δを大きくすることにより騒音の影響を小
さくすることができるが、音は上記回折点Ｑで回折して
観測点Ｒに達するものであるから、回折点Ｑにおいて音
圧を低減させることができれば、一層効果的に騒音の影
響を小さくすることができる。

【０００６】回折点における音圧を低減させる方法は既
に知られており、防音壁の先端に、いわゆる１／４音響
管を設けたもの（特開平１−１６５８０８号公報参
照）、干渉装置を設けたもの（特開平２−１３６０２号
公報参照）のほか、いわゆるアクティブコントロールを
行うもの等がある。

【０００７】しかしながら、１／４音響管や干渉装置を
採用する場合には、これらの外形寸法が大きく、防音壁
が大型化する。特に音響管を採用する場合には、比較的
低い周波数帯域での騒音を低減するには音響管の寸法が
非常に大きくなる。また、アクティブコントロールと
は、低減させようとする音波に対して位相が１８０°反
転した音波をスピーカから発生させるものであるが、こ
のような装置は常時電力の供給が必要であることから、
メンテナンスを含めた防音壁の維持経費が必要であると
共に、耐久性も劣る。

【０００８】そこで、本発明の目的は、従来の防音壁を
改良してコスト安価で耐久性に優れたコンパクトな防音
装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】(1) 上記目的を達成す
るため、本願発明者は、通常の防音壁の先端部において
音圧を低減させるために、共鳴器を設けることが有効で
ある点に着目した。

【００１０】(2) そこで、本願に係る防音装置は、音
波の伝播を抑える防音壁部材と、防音壁部材の先端部に
配置された共鳴装置とを備えており、上記共鳴装置
は、音波が入射する開口を有する頸部と、該頸部に連通
し予め定められた容積を有する空洞部とを備える、比較
的低い周波数帯域の音波の音圧を低減するために予め定
められた共鳴周波数を有する共鳴器と、該空洞部の上部
を形成する天板上の上方のみ開放された空間に敷き詰め
られた、上記共鳴器が防音することができない周波数帯
の音波を吸音する吸音体とを備えて広範囲の周波数帯域
で防音するように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１１】この構成によれば、観測点を音源から隔て
るように防音壁を配置し、この防音壁の先端部に共鳴器
を配置する。音源から発せられた音波は防音壁によって
音の伝播が抑制されるが、防音壁の先端部（回折点）で
回折して観測点へと進行する。このとき、音波は共鳴器
に入射するが、当該共鳴器は予め定められた共鳴周波数
（当該音波に対応させた共鳴周波数とすることができ
る。）を有し、入射した音波の周波数が共鳴周波数と一
致した場合、共鳴器からの反射波の位相が１８０°反転
し、共鳴器表面において入射波と反射波とが打ち消し合
い、結果的に回折点において音圧を低減させることがで
きる。しかも、本発明では、共鳴器の共鳴周波数を比較
的低い周波数帯域の音波の音圧を低減するように設定し
ているので、防音装置全体を従来の音響管を使用するも
のに比べてコンパクトにすることができる。さらに、本
発明では、天板上に吸音体を設けているので、上記共鳴
器が効果的な防音を達成することができない周波数帯の
音波が混在していても、吸音体によりかかる周波数帯の
音波の音圧を低減させることができる。これにより、共
鳴装置全体として効果的な防音を達成することができ
る。

【００１２】(3) 上記とは別の本願に係る防音装置
は、音波の伝播を抑える防音壁部材と、防音壁部材の先
端部に配置され、予め定められた共鳴周波数を有する共
鳴装置とを備えており、上記共鳴装置は、内部に空洞部
が形成されたブロック体を備え、当該ブロック体は、音
波が入射する露出面部を含んで構成されており、当該露
出面部は、予め定められた弾性を有する膜部材により構
成された構造とすることもできる。特に、上記膜部材
を、金属膜を含んで構成されていることを特徴とする。

【００１３】(4) また、上述の防音装置において、共
鳴装置は、異なる共鳴周波数を有する複数の共鳴器を含
む構造とすることができる。

【００１４】かかる構成によれば、各共鳴器が異なる共
鳴周波数を有するから、共鳴装置が複数の共鳴周波数を
有することになる。したがった、上記回折点において、
各共鳴周波数に対応した音波の音圧を低減させることが
できる。

【００１５】具体的には、上記各共鳴器について、それ
ぞれ、頸部寸法および空洞部寸法のうち少なくとも一方
を異ならせることができる。また、上記各共鳴器につい
て、それぞれ、膜部材の面密度および膜部材と当該膜部
材が対向する面との距離のうち少なくとも一方を異なら
せることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず、本発明を理解するため、本
発明の本実施形態の説明に先立ってその前提的な防音装
置について説明する。図１は、本発明の前提的な防音装
置１０を自動車専用道路（以下、単に「道路」とい
う。）１１の脇に沿って設置した状態を示している。

【００１７】この防音装置１０は、道路１１の脇に道路
１１に沿って立設された防音壁部材１２と、この先端部
に設けられた共鳴装置１３とを備えている。この防音装
置１０は、道路を走行する自動車１４から発せられた音
（音波）１５が防音壁部材１２を越えて外部（観測点）
Ｒに伝播するのを効果的に防止しようとするものであ
る。

【００１８】防音壁部材１２は、従来から一般的に使用
されているコンクリート等を採用することができる。こ
の防音壁部材１２の先端に共鳴装置１３を備え、しかも
この共鳴装置１３は予め定められた複数の共鳴周波数を
有している。これにより、様々な周波数の音に対して防
音効果を発揮でき、かつ軽量コンパクトでメンテナンス
フリーな防音装置１０を実現している。以下、共鳴装置
１３について詳しく説明する。

【００１９】図２は、共鳴装置１３の構造を示す斜視図
である。ただし、図２は共鳴装置１３の内部構造を示す
ための要部斜視図であって、防音壁部材１２の長手方向
に沿って連続している共鳴装置１３の一部を切断した状
態で示している。

【００２０】共鳴装置１３は、たとえば鋼板により構成
された外枠１６と、外枠１６の中心部に配置されたコア
部材１７と、コア部材１７と外枠１６とを連結する複数
の第１仕切板１８〜２４と、隣り合う第１仕切板１８〜
２４同士を連結する第２仕切板２５〜３０とを有してい
る。

【００２１】外枠１６は、たとえば厚みｔが５ｍｍの鋼
板を採用することができる。外枠１６は図に示すように
屈曲形成されており、第１片部３１，第２片部３２，第
３片部３３，第４片部３４，第５片部３５，第６片部３
６，第７片部３７および第８片部３８を備えている。ま
た、第１片部３１と第８片部３８との間に平板からなる
クロスメンバ３９が設けられており、これにより外枠１
６の剛性を向上させると共に、共鳴装置１３を防音壁部
材１２の先端に取り付けるための取付部４０を構成して
いる。もっとも、このクロスメンバ３９は省略すること
もできる。

【００２２】コア部材１７は、たとえば鋼管により構成
することができ、第１仕切板１８〜２４を位置決めして
正確に配置するために設けられている。コア部材１７は
省略することもできる。

【００２３】第１仕切板１８〜２４および第２仕切板２
５〜３０は、それぞれ鋼板により構成することができ
る。第１仕切板１８〜２４によって、外枠１６の内部が
６つに区画される。そして、第２仕切板２５〜３０によ
って、外枠１６の内部に６つの空洞部が構成され、それ
ぞれ第１共鳴室４１，第２共鳴室４２，第３共鳴室４
３，第４共鳴室４４，第５共鳴室４５および第６共鳴室
４６が形成されている。また、第２仕切板２５〜３０
は、それぞれ隣り合う第１仕切板１８〜２４の間の所定
位置に配置されており、これにより、各共鳴室４１〜４
６は、それぞれ異なった容積を有している。

【００２４】つまり、この共鳴装置１３は、６つの共鳴
器が集合したものとして構成されており、後述するよう
に各共鳴器は、異なった共鳴周波数を有している。以
下、第２片部３２を含む共鳴器を第１共鳴器、第３片部
３３を含む共鳴器を第２共鳴器、第４片部３４を含む共
鳴器を第３共鳴器、第５片部３５を含む共鳴器を第４共
鳴器、第６片部３６を含む共鳴器を第５共鳴器、第７片
部３７を含む共鳴器を第６共鳴器という。

【００２５】外枠１６の各片部３２〜３７には、それぞ
れ小孔３２ａ〜３７ａ（図２では３５ａ〜３７ａのみ図
示）が設けられている。これら小孔３２ａ〜３７ａは、
外枠１６の内部、すなわち対応する各共鳴室４１〜４６
内に連通している。説明を簡単にするために第４共鳴室
４４に着目して説明すると、第４共鳴室４４を区画する
第５片部３５には、１２個の小孔３５ａが設けられてい
る。この小孔３５ａは、たとえば内径φが５〜３０ｍｍ
に設定されている。また、他の片部３２〜３４，３６〜
３７に設けられた小孔３２ａ〜３４ａ，３６ａ〜３７ａ
は、各片部ごとにそれぞれ内径φが異なっている。

【００２６】したがって、この共鳴装置１３は、６つの
ヘルムホルツ共鳴器が構成されていることになる。さら
に詳しく説明すると、第２片部３２〜第７片部３７にそ
れぞれ対応する第１〜第６共鳴器が構成されている。第
１共鳴器は、上記第１共鳴室４１（空洞部）とこれに連
通するように設けられた小孔３２ａ（図示せず）を有す
る頸部とにより構成される。第２ないし第６の共鳴器に
ついても同様に構成される。ここで、上記頸部は、各小
孔３２ａ〜３７ａの内周面によって構成される。

【００２７】ただし、各片部３２〜３７に複数の小孔３
２ａ〜３７ａを有しているから、各共鳴器は、当該共鳴
器に含まれる複数の仮想共鳴器が合成されて一つの共鳴
器を構成している。その理由は下記の通りである。

【００２８】まず、ヘルムホルツ共鳴器の一般的構成は
図３に示す通りであって、開口４７ａを有する頸部４７
と、これに連通する空洞部４８とを必要とする。これを
上記各共鳴器にあてはめてみると、頸部４７は小孔３２
ａ〜３７ａの内周面によって構成される。そして、第４
共鳴器について説明すると、一つの小孔３５ａに対して
これと連通する小空洞部４８が対応しており、これによ
り、仮想の小共鳴器４９が構成される。ところが、第４
共鳴器では複数の小孔３５ａが形成されているから、こ
の仮想の小共鳴器が複数形成され、これらが合成されて
一つの第４共鳴器が構成されている。このことは、他の
共鳴器についても同様である。

【００２９】もっとも、各共鳴室４１〜４６にそれぞれ
対応させて複数の小孔を設けるほかに、単一の開口を有
する頸部を設けるようにしてもよい。

【００３０】さて、上記各共鳴器の共鳴周波数ｆ_rは次
式に基づいて決定される。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここで、Ｐは開口率であって、各片部３２
〜３７に設けられた小孔の面積により決定される。ま
た、ｔは外枠１６を構成する鋼板の板厚寸法であり、Ｌ
は各片部３２〜３７の内面と各第２仕切板２５〜３０の
内面との距離である。さらに、φは各小孔の内径であ
る。なお、πは円周率であり、ｃは音速である。

【００３３】したがって、各共鳴室４１〜４６の容積お
よび各共鳴室４１〜４６に対応する小孔３２ａ〜３７ａ
の内径φのうち少なくとも一方を様々に変化させること
により、共鳴装置１３に含まれる各共鳴器の共鳴周波数
ｆ_rが様々に変化する。

【００３４】以上のような構成を有する防音装置１０に
よれば、次のような作用効果を奏する。

【００３５】まず、図１に示すように、防音装置１０を
道路１１に沿って配置することにより、自動車１４から
発せられた音波１５は防音壁部材１２によって音の伝播
が抑制される。ただし、防音壁部材１２の先端部（回折
点）で回折して防音壁部材１２の裏側へと進行する。こ
のとき、音波１５は共鳴装置１３に入射する。しかし、
共鳴装置１３が音波１５に対応した共鳴周波数を有する
ならば、共鳴装置１３によって音圧が低減され、その結
果防音が達成される。

【００３６】このように共鳴装置１３を採用しているか
ら、音響管を採用する場合に比べて防音装置全体をコン
パクトに設計することができ、また、いわゆるアクティ
ブコントロールにより音圧を低減させる場合のようなコ
ストの上昇を防止することができる。

【００３７】加えて、上記共鳴装置１３はヘルムホルツ
共鳴器を構成しているから、きわめて軽量コンパクトに
防音装置１０を設計でき、メンテナンスも不要である。

【００３８】また、上記共鳴装置１３が異なる共鳴周波
数ｆ_rを有する複数の共鳴器を含む構成となっているか
ら、音源（自動車１４）から様々な周波数の音波が発せ
られても効果的な防音を達成することができる。しか
も、共鳴周波数ｆ_rを変化させるために、上記頸部の寸
法（φ、ｔ）および空洞部寸法のうち少なくとも一方を
異ならせることにより簡単に行うことができるという利
点もある。

【００３９】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。＜第１の実施形態＞本発明の第１の実施形態について説明する。

【００４０】図４は、本発明の第１の実施形態に係る防
音装置５０を模式的に示した図であり、図５は、この防
音装置５０に適用された共鳴装置５３の構成を示す斜視
図である。ただし、図５は共鳴装置５３の内部構造を示
すための要部斜視図であって、防音壁部材１２の長手方
向に沿って連続している共鳴装置５３の一部を切断した
状態で示している。

【００４１】この防音装置５０は、上記防音装置１０と
同様に、道路１１を走行する自動車から発せられた音
（音波）が防音壁部材１２を越えて外部（観測点）に伝
播するのを効果的に防止しようとするものであって、道
路１１の脇に道路１１に沿って立設された防音壁部材１
２と、この先端部に設けられた共鳴装置５３とを備えて
いる。

【００４２】本実施形態の特徴とするところは、共鳴装
置５３の構造が上記共鳴装置１３と異なる点であり、そ
の他の構成については上記防音装置１０と同様である。
したがって、上記防音装置１０と同様の構成については
同様の参照符号を付してその説明を省略し、共鳴装置５
３について詳しく説明する。

【００４３】図５を参照して、共鳴装置５３は、中心部
に配置されたコア部材１７と、コア部材１７から放射状
に突出するように配置された複数の第１仕切板１８〜２
４と、隣り合う第１仕切板１８〜２４同士を連結する第
２仕切板２５〜３０と、第１仕切板１８，２４に連結さ
れた取付部５１と、第１仕切板１８〜２４の先端辺部を
順に含絡するように張設された弾性膜部材６２〜６７と
を有している。なお、この弾性膜部材６２〜６７は、た
とえばウレタンゴム等により構成することができる。

【００４４】すなわち、上記防音装置１０では、外枠１
６（図２参照）を設けて当該外枠１６によって共鳴装置
１３の外周面を構成したのに対し、本実施形態に係る共
鳴装置５３は、外枠をなくして弾性膜部材６２〜６７に
よって当該共鳴装置５３の外周面を構成している。ま
た、取付部５１は、たとえば鋼板からなる片部６８，６
９と、クロスメンバ３９とを有しており、この取付部５
１によって共鳴装置５３を防音壁部材１２の先端に取り
付けることができるようになっている。

【００４５】第１仕切板１８〜２４、第２仕切板２５〜
３０および弾性膜部材６２〜６７によって、共鳴装置５
３の内部が６つに区画されており、それぞれ第１共鳴室
４１，第２共鳴室４２，第３共鳴室４３，第４共鳴室４
４，第５共鳴室４５および第６共鳴室４６が形成されて
いる。また、第２仕切板２５〜３０は、それぞれ隣り合
う第１仕切板１８〜２４の間の所定位置に配置されてお
り、これにより、各共鳴室４１〜４６は、それぞれ異な
った容積を有している。

【００４６】つまり、この共鳴装置５３は、上記共鳴装
置１３と同様に、６つの共鳴器が集合したものとして構
成されており、後述するように各共鳴器は、異なった共
鳴周波数を有している。以下、弾性膜部材６２を含む共
鳴器を第１共鳴器、弾性膜部材６３を含む共鳴器を第２
共鳴器、弾性膜部材６４を含む共鳴器を第３共鳴器、弾
性膜部材６５を含む共鳴器を第４共鳴器、弾性膜部材６
６を含む共鳴器を第５共鳴器、弾性膜部材６７を含む共
鳴器を第６共鳴器という。

【００４７】さらに詳しく説明する。第１共鳴器につい
て説明すると、上記第１共鳴室４１（空洞部）は、第１
仕切板１８，１９と第２仕切板２５と弾性膜部材６２と
からなるブロック体の内部に形成されており、この弾性
膜部材６２（露出面部）は騒音の原因となる音が入射す
る部分である。そして、上記第１共鳴室４１を形成する
第１仕切板１８，１９と第２仕切板２５と弾性膜部材６
２とによって第１共鳴器が構成されている。なお、他の
共鳴器についても同様である。

【００４８】ここで、上記各共鳴器の共鳴周波数ｆ_rは
次式に基づいて決定される。

【００４９】

【数２】

【００５０】ここで、ρは共鳴室内の空気の密度であ
る。また、Ｌは、弾性膜部材と当該弾性膜部材が対向す
る面（第２仕切板）との距離である。さらに、ｍは弾性
膜部材の面密度である。なお、πは円周率であり、ｃは
音速である。

【００５１】したがって、各共鳴室４１〜４６の寸法
（弾性膜部材と第２仕切板との距離）および各弾性膜部
材６２〜６７の面密度のうち少なくとも一方を様々に変
化させることにより、共鳴装置１３に含まれる各共鳴器
の共鳴周波数ｆ_rが様々に変化する。

【００５２】以上のような構成を有する防音装置５０に
よれば、次のような作用効果を奏する。

【００５３】まず、図４に示すように、防音装置５０を
道路１１に沿って配置することにより、騒音源（自動車
等）から発せられた音波は防音壁部材１２によって音の
伝播が抑制される。ただし、防音壁部材１２の先端部
（回折点）で回折して防音壁部材１２の裏側へと進行す
る。このとき、音波は共鳴装置５３の弾性膜部材６２〜
６７に入射する。これにより各弾性膜部材６２〜６７が
振動するが、共鳴装置５３に含まれる共鳴器が音波に対
応した共鳴周波数を有するならば、共鳴装置５３によっ
て音圧が低減され、その結果防音が達成される。

【００５４】このように、本実施形態では、共鳴装置５
３を採用しているから、音響管を採用する場合に比べて
防音装置全体をコンパクトに設計することができ、ま
た、いわゆるアクティブコントロールにより音圧を低減
させる場合のようなコストの上昇を防止することができ
る。

【００５５】加えて、本実施形態に係る共鳴装置５３は
弾性膜部材６２〜６７の振動を利用したものであり、上
記防音装置１０のヘルムホルツ共鳴器と同様にきわめて
軽量コンパクトに防音装置５０を設計でき、メンテナン
スも不要である。

【００５６】また、本実施形態では、共鳴装置５３が異
なる共鳴周波数ｆ_rを有する複数の共鳴器を含む構成と
なっているから、音源から様々な周波数の音波が発せら
れても効果的な防音を達成することができる。しかも、
共鳴周波数ｆ_rを変化させるために、上記弾性膜部材６
２〜６７の面密度ρおよび各弾性膜部材と第２仕切板と
の距離Ｌのうち少なくとも一方を異ならせることにより
簡単に行うことができるという利点もある。

【００５７】さらに、本実施形態では、弾性膜部材６２
〜６７としてウレタンゴム等を採用したが、この弾性膜
部材６２〜６７の表面に金属膜を被服してもよい。金属
膜としては、たとえばアルミ等を採用することができ、
被服の方法として接着等を採用することができる。もっ
とも、弾性膜部材自体を金属膜で構成することもでき
る。

【００５８】このように弾性膜部材６２〜６７に金属膜
を備えることによって、弾性膜部材６２〜６７の耐久性
が向上し、その結果、防音装置５０全体の寿命を延ばす
ことができるという利点がある。

【００５９】上記実施形態では、一つの共鳴装置１３，
５３が６つの異なる共鳴周波数を有する共鳴器を含んだ
形態であるが、さらに多数の共鳴器を含む形態とするこ
とができるのは勿論である。また、複数の共鳴器を含ま
ずに共鳴装置１３，５３が単一の共鳴周波数を有する共
鳴器として構成されるようにしてもよい。＜第２の実施形態＞図６は、第２の実施形態に係る防音装置８０を示してい
る。この防音装置８０は、いわゆるＴ型防音壁８１の上
端部に複数の開口８２〜８８が形成された閉塞部材８９
を設け、これにより、結果として複数のヘルムホルツ共
鳴器を構成したものである。すなわち、上記開口８２〜
８８を有する閉塞部材８９を設けることにより、開口８
２とこれに連通する空洞部８２ａが形成されて一つの共
鳴器が構成される。また、開口８３とこれに連通する空
洞部８３ａとにより他の共鳴器が形成され、同様にし
て、複数の共鳴器が形成される。この場合、各空洞部８
２ａ〜８８ａの容積がそれぞれ異なるから、結果として
防音装置８０は、異なる複数の共鳴周波数を有する。そ
して、この共鳴周波数は比較的低い周波数帯域の音波の
音圧を低減するように設定されている。これにより、防
音装置８０を音響管に比べてコンパクトにすることがで
きる。

【００６０】図７は、第２の実施形態に係る防音装置８
０に採用される共鳴装置１３の具体例を示す断面図であ
る。また、図８は共鳴装置１３を側面側からみた断面図
であり、図９は平面図である。図７を中心にしてこれら
の図を参照して説明する。

【００６１】この共鳴装置１３は、フレーム１１０と、
フレーム１１０の上部に配設された天板１１１と、フレ
ーム１１０内に配設され、天板１１１と協働してフレー
ム１１０内に共鳴室１１２〜１１６（空洞部）を区画形
成する仕切板１１７〜１２１と、天板１１１上に立設さ
れた複数のポール１２２と、各ポール１２２間の空間に
充填された吸音体１２３とを有している。

【００６２】すなわち、この実施形態の特徴は、防音壁
８１の上方に複数のヘルムホルツ共鳴器を構成している
点、および各ヘルムホルツ共鳴器に吸音体１２３が装備
されている点であり、各ヘルムホルツ共鳴器によって比
較的低い周波数帯域の音波の音圧を低減し、吸音体１２
３によって各ヘルムホルツ共鳴器で防音することができ
ない音波を吸音することができる。その結果、より広範
囲の周波数帯の音波１５（図１参照）を吸収し、騒音を
低減することができる。

【００６３】フレーム１１０は、図７に示すように、底
板１２４と、底板１２４の隅部に立設された側板１２５
と、底板１２４の中央部に立設された区画板１２６とを
有している。これら各部材１２４〜１２６は、金属また
は合成樹脂等により構成することができる。また、参照
符号１２９，１３０は、補強板を示しており、吸音体１
２３を保護するためのものである。補強板１２９，１３
０も金属または合成樹脂等により構成することができ
る。

【００６４】本実施形態では、底板１２４に脚部１２７
が設けられており、この脚部１２７によって共鳴装置１
３を防音壁８１に取り付けることができるようになって
いる。なお、脚部１２７は、金属板あるいは合成樹脂板
により構成することができ、ボルト等を用いて防音壁８
１に締結するために、ボルト挿通孔１２８が設けられて
いる。

【００６５】天板１１１は、金属または合成樹脂等によ
り構成することができる。天板１１１には、複数の貫通
孔１３１が設けられている。この貫通孔１３１は、上記
共鳴装置１３における小孔３２ａ等（図２参照）に対応
し、その内壁部分によってヘルムホルツ共鳴器の頸部が
構成される。また、上記防音装置１０と同様に、各貫通
孔１３１について小空洞部４８（図３参照）が形成され
ることになるから、各貫通孔１３１に対応して複数の仮
想のヘルムホルツ共鳴器が構成される。

【００６６】そして、各仮想ヘルムホルツ共鳴器が合成
されて、一つのヘルムホルツ共鳴器が構成される。本実
施形態では、フレーム１１０内に５つの共鳴室１１２〜
１１６が区画されているから、空洞部容積の異なる５つ
のヘルムホルツ共鳴器１３２〜１３６が形成されている
ことになる。

【００６７】天板１１１には、複数のポール１２２が設
けられているが、各ポール１２２は上記各貫通孔１３１
に被せるように配置されている。本実施形態では、各ポ
ール１２２の内径と各貫通孔１３１の内径とが一致して
いる。各ポール１２２は、金属または合成樹脂等により
構成することができる。

【００６８】吸音体１２３は、吸音材１３７と、金属繊
維板１３８とを有している。吸音材１３７としては、多
孔質材（たとえばグラスウールや発泡金属等）を採用す
ることができる。この吸音材１３７は天板１１１上に配
置されており、上記補強板１２９，１３０と、各ポール
１２２の外周面とにより区画される空間に敷き詰められ
ている（図９参照）。

【００６９】一方、金属繊維板１３８は、金属繊維を板
状に形成したものであって、吸音材１３７の上面に敷き
詰められている。なお、この金属繊維板１３８は、市販
品を採用することができる。

【００７０】この実施形態では、共鳴装置１３が上述の
ようなヘルムホルツ共鳴器を構成しているから、上記防
音装置１０と同様に、音源（自動車１４：図１参照）か
ら様々な周波数の音波が発せられても効果的な防音を達
成することができる。

【００７１】しかも、仮に、上記ヘルムホルツ共鳴器が
効果的な防音を達成することができない周波数帯の音波
が混在していても、吸音体１２３によりかかる周波数帯
の音波の音圧を低減させることができ、共鳴装置１３全
体として効果的な防音を達成することができる周波数帯
域を拡大することができる。

【００７２】また、本実施形態では、さらに金属繊維板
１３８の上面に耐候性フィルム１３８ａを配設してい
る。耐候性フィルムとしては、たとえばポリビニルフロ
ライドフィルム（ＰＶＦフィルム）等を採用することが
できる。かかる耐候性フィルム１３８ａを設けることに
より、雨や直射日光等による共鳴装置１３の経年変化を
抑えることができる。

【００７３】さらに、本実施形態では、金属繊維板１３
８を無くすこともできる。このようにしても、吸音材１
３７のみによって防音効果を得ることができるから、共
鳴装置１３全体として効果的な防音を達成することがで
きる周波数帯域を拡大することができる。その際、吸音
材１３７の上面に上記耐候性フィルム１３８ａを配設す
ることもできる。

【００７４】また、吸音材１３７を無くして金属繊維板
１３８のみとすることもできる。すなわち、金属繊維板
１３８の下方に空気層を設けることもできる。かかる構
成を採用しても、金属繊維板１３８のみによって防音効
果を得ることができるから、共鳴装置１３全体として効
果的な防音を達成することができる周波数帯域を拡大す
ることができる。その際、吸音材１３７の上面に上記耐
候性フィルム１３８ａを配設することができるのは勿論
である。

【００７５】加えて、吸音材１３７の厚みを薄くするこ
ともできる。すなわち、金属繊維板１３８の下方に、吸
音材１３７と空気層とを設けることもできる。かかる構
成を採用しても、上記と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００７６】さらに、金属繊維板１３８の下方に空気層
を設ける場合には、この空気層の厚みを調整することに
より、効果的な吸音を実現できる周波数帯を調整するこ
とができる。したがって、共鳴装置１３により構成され
るヘルムホルツ共鳴器が効果的な防音を達成することが
できない周波数帯が混在していても、上記空気層の厚み
を調整することにより当該周波数帯の音波を効果的に減
音し、共鳴装置１３全体として効果的な防音を達成する
ことができる周波数帯域を拡大することができる。

【００７７】なお、本実施形態および上記第１の実施形
態において、ヘルムホルツ共鳴器を構成する場合に、複
数の共鳴周波数を備えるために、空洞部９０を図１０に
示すような形状とすることもできる。すなわち、開口９
１を備えた頸部９２に連通するように第１空洞部９３を
形成し、さらに第１空洞部９３に連通する頸部９４を形
成した後、これに連通する第２空洞部９５を形成する。
そして、頸部９２，９４の寸法、第１空洞部９３，第２
空洞部９５の容積を変更することにより、所望の共鳴周
波数を得ることができる。＜第１の実施形態に関する変
更例＞図１１は、第１の実施形態に関する変更例に係る
共鳴器の構造を示したものである。第１の実施形態で
は、複数の共鳴周波数を得るために放射状に複数の共鳴
器を形成したが、本変更例では、２つの弾性膜部材９
６，９７を採用して一つの共鳴器で２つの共鳴周波数を
得ようとするものである。

【００７８】すなわち、本変更例では、弾性膜部材９６
が第１の共鳴室９８を区画する一つの壁面を構成し、第
１の共鳴室９８を区画する他の壁面の一部を弾性膜部材
９７が構成している。そして、この弾性膜部材が第２の
共鳴室９９を区画する一の壁面を構成している。この場
合、弾性膜部材９６，９７の面密度および両者の距離ｓ
１および弾性膜部材９７とこれに対向する共鳴室９９の
底面１００との距離ｓ２を変化させることにより、所望
の共鳴周波数を得ることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、防音壁
の先端部に設けられた共鳴装置によって騒音の原因とな
る音波に対して共鳴現象を起こさせ、防音壁部材の先端
部における音圧を低減させることができるから、観測点
における騒音を抑えることができる。しかも、音圧を低
減させるために共鳴現象を利用するものであるから、音
響管を採用する場合に比べて防音装置をコンパクトに設
計することができ、また、いわゆるアクティブコントロ
ールにより音圧を低減させる場合のようなコストの上昇
を防止することができる。

【００８０】特に、共鳴装置をいわゆるヘルムホルツ共
鳴器として構成することにより、きわめてコンパクトに
設計でき、特別のメンテナンス等を不要とすることがで
きる。さらに、天板上に吸音体を設けているので、上記
共鳴器が効果的な防音を達成することができない周波数
帯の音波が混在していても、吸音体によりかかる周波数
帯の音波の音圧を低減させることができる。これによ
り、共鳴装置全体として効果的な防音を達成することが
できる。

【００８１】さらに、共鳴器を複数備えるようにするこ
とによって、音源が様々な周波数を有する音を発する場
合であっても、観測点において効果的に防音を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提的な防音装置の使用状態を示す図
である。

【図２】本発明の前提的な防音装置の共鳴装置の構造を
示す斜視図である。

【図３】ヘルムホルツ共鳴器の一般的構成を示す模式図
である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る防音装置の使用
状態を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る共鳴装置の構成
を示す斜視図である。

【図６】第２の実施形態に係る防音装置を示した模式図
である。

【図７】第２の実施形態に係る防音装置の共鳴装置の具
体的構成を図示した断面図である。

【図８】第２の実施形態に係る防音装置の共鳴装置を側
面側からみた状態での断面図である。

【図９】第２の実施形態に係る防音装置の共鳴装置の平
面図である。

【図１０】第１および第２の実施形態に関する変更例に
係る防音装置を示した模式図である。

【図１１】第１の実施形態に関する変更例に係る共鳴器
の構造を示した模式図である。

【図１２】音の伝播を模式的に示した図である。

【符号の説明】

１０防音装置１２防音壁部材１３共鳴装置１５音１６外枠１８〜２４第１仕切板２５〜３０第２仕切板３１第１片部３２第２片部３３第３片部３４第４片部３５第５片部３６第６片部３７第７片部３８第８片部４１第１共鳴室４２第２共鳴室４３第３共鳴室４４第４共鳴室４５第５共鳴室４６第６共鳴室４７頸部４８空洞部５０防音装置５３共鳴装置６２弾性膜部材６３弾性膜部材６４弾性膜部材６５弾性膜部材６６弾性膜部材６７弾性膜部材１１０フレーム１１１天板１１２〜１１６共鳴質１１７〜１２１仕切板１２２ポール１２３吸音体１２６区画板１３１貫通孔１３２〜１３６ヘルムホルツ共鳴器１３７吸音材１３８金属繊維板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下土居秀樹兵庫県加古郡播磨町新島８番地川崎重工業株式会社播磨工場内 (56)参考文献特開平11−256523（ＪＰ，Ａ) 特開2000−265422（ＪＰ，Ａ) 特開2001−317014（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E01F 8/00 G10K 11/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】音波の伝播を抑える防音壁部材と、防音壁部材の先端部に配置された共鳴装置とを備えてお
り、上記共鳴装置は、音波が入射する開口を有する頸部と、該頸部に連通し予
め定められた容積を有する空洞部とを備える、比較的低
い周波数帯域の音波の音圧を低減するために予め定めら
れた共鳴周波数を有する共鳴器と、該空洞部の上部を形成する天板上の上方のみ開放された
空間に敷き詰められた、上記共鳴器が防音することがで
きない周波数帯の音波を吸音する吸音体とを備えて広範
囲の周波数帯域で防音するように構成したことを特徴と
する防音装置。
【請求項２】音波の伝播を抑える防音壁部材と、防音壁部材の先端部に配置され、予め定められた共鳴周
波数を有する共鳴装置とを備えており、上記共鳴装置は、内部に空洞部が形成されたブロック体を備え、当該ブロ
ック体は、音波が入射する露出面部を含んで構成されて
おり、当該露出面部は、予め定められた弾性を有する膜部材に
より構成されていることを特徴とする防音装置。
【請求項３】請求項２記載の防音装置において、上記膜部材は、金属膜を含んで構成されていることを特
徴とする防音装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の防
音装置において、上記共鳴装置は、異なる共鳴周波数を有する複数の共鳴
器を含んでいることを特徴とする防音装置。
【請求項５】請求項１記載の防音装置において、上記共鳴装置は、異なる共鳴周波数を有する複数の共鳴
器を含んでおり、各共鳴器は、それぞれ、頸部寸法および空洞部寸法のう
ち少なくとも一方が異なっていることを特徴とする防音
装置。
【請求項６】請求項２または３記載の防音装置におい
て、上記共鳴装置は、異なる共鳴周波数を有する複数の共鳴
器を含んでおり、各共鳴器は、それぞれ、膜部材の面密度および膜部材と
当該膜部材が対向する面との距離のうち少なくとも一方
が異なっていることを特徴とする防音装置。