JP6920875B2 - 遮音パネル及び遮音壁 - Google Patents

Description

本発明は、高速道路の路肩、鉄道の側壁などに設置され、走行する自動車、列車等の騒音を遮断する遮音パネル及びその遮音パネルを支柱間に備える遮音壁に関し、詳しくは、これらの遮音パネル及び遮音壁において日照や眺望、交差点やインターチェンジなどの見通しを確保したい箇所に設置される透光パネルの枠構造に関するものである。

この種の遮音パネル及び遮音壁は、高速道路の路肩や鉄道の側壁などに設置されることが多く、トラック等からの積み荷が落下し遮音パネルに当たることで瞬間的に大きい衝撃荷重が遮音パネルに作用する場合がある。また、自動車や列車等の高速移動体が走行することで、走行風が生じ、この走行風が遮音パネル及び遮音壁に瞬間的に大きな風荷重として作用する場合がある。

遮音パネル及び遮音壁が高架橋に設置される場合は、このような瞬間的な衝撃荷重や風荷重が作用して、遮音パネル及び遮音壁が破壊されて飛散し、その破片が直撃することで、高架下の歩行者、周辺の民家等へ２次災害を引き起こすおそれがある。特に、都心部の高速道路においては、周辺にビルや民家が建て込み、さらに高架下には道路があることから、重大事故に繋がる可能性がある。

そこで、これらの問題を解決するべく、特許文献１には、風荷重に対する耐久性を備えながら、かつ樹脂板（遮音板）の破壊による飛散の恐れを小さくすることを課題として、遮音板１の枠体２への固定構造として、固定端支持ではなく、遮音板１の端部が回転自在の半自由端支持（回転端支持：ピン接合）とした遮音壁が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１１］〜［００１９］、図面の図１、図２等参照）。

特許文献１に記載の遮音壁は、可撓性を有する遮音板１が変形して撓むことで、固定端への応力集中を防ぎ、遮音板１自体が衝撃荷重等で破壊されて飛散するおそれを少なくすることができる。しかしながら、特許文献１に記載の遮音壁は、枠体２の耐力以上の外力が加わった場合、遮音壁から遮音板１が抜け落ちたり、枠体２が変形して遮音パネル全体が遮音壁の支柱から抜け落ちたりしてしまうおそれがあるという問題があった。つまり、特許文献１に記載の遮音壁では、遮音壁が高架橋に設置される場合において、かかる状況で遮音板１の破壊・飛散は防止できるが、遮音壁から遮音パネル自体が抜け落ちまで防止することまでは想定されておらず、遮音パネル自体の落下を防止することができないという問題があった。

さらに、このような遮音壁は、騒音が鉄道、道路周辺の住宅等に伝わるのを防止するために、道路に沿って路肩部に張りめぐらされ、長距離にわたって設置されるものである。このため、設置時の施工効率が良い構造が求められている。その上、遮音壁のうち、吸音する防音パネルと、透光パネルの部品の共通化やパネルの枠体の上枠と下枠の共通化が図られておらず、部品点数が多くなり、製造コストが高くなるという問題もあった。

特開２００２−３３２６１６号公報

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、瞬間的に大きな衝撃荷重や風荷重が作用した場合でも、遮音パネルが破壊したり、遮音パネルが枠ごと落下したりするおそれがなく、かつ施工効率が良く、部品の共通化を図り製造コストも低減することができる遮音パネル及び遮音壁を提供することにある。

第１発明に係る遮音パネルは、騒音源からの騒音を遮断する遮音パネルであって、板状部材からなる遮音板と、前記遮音板が嵌め込まれた矩形状の枠体と、を備え、この枠体は、上下一対の横枠と、左右一対の縦枠と、からなり、前記上下一対の横枠には、騒音源側の上下方向の中央位置に、曲げ剛性を補強するための水平方向に沿った板面を有する板状の補強リブが形成され、前記枠体は、前記左右一対の縦枠に加え、前記横枠の上枠と下枠とを接続する中間縦枠を有し、前記中間縦枠は、前記上枠及び下枠の上面又は下面に穿設された孔を介して前記横枠に螺着されていることを特徴とする。

第２発明に係る遮音パネルは、第１発明において、前記横枠には、騒音源の外側の上下方向の中央位置にも、曲げ剛性を補強するための水平方向に沿った板面を有する板状の補強リブが形成されていることを特徴とする。

第３発明に係る遮音パネルは、第１発明又は第２発明において、前記横枠は、上枠と下枠とが略同一形状となっていることを特徴とする。

第４発明に係る遮音パネルは、第１発明ないし第３発明のいずれかの発明において、前記遮音板は、透光性を有する樹脂、ガラス、又は樹脂及びガラスの板状部材からなる透光板であることを特徴とする。

第５発明に係る遮音壁は、所定間隔を空けて設置面に立設された複数の支柱と、これらの支柱間に挿置された複数の遮音パネルと、を備えた遮音壁であって、前記複数の遮音パネルのうちのいずれか１つは、請求項１ないし４のいずれかに記載の遮音パネルであることを特徴とする。

第１発明〜第５発明によれば、横枠の騒音源側の上下方向の中央位置に、曲げ剛性を補強するための補強リブが形成されているので、外力により遮音パネルに繰り返しの曲げ応力が作用した場合であっても、対抗することができ、耐久性が向上する。

また、第１発明〜第５発明によれば、自動車や列車等の高速移動体の走行や突風、衝突物の影響等により、遮音パネルに瞬間的に枠体の設計強度を超えるような大きな衝撃荷重や風荷重が作用した場合でも、補強リブが座屈するなど降伏・塑性変形して衝撃荷重等を吸収することができる。このため、遮音パネルが破壊したり、遮音パネルが枠ごと落下したりするおそれが少なくなる。
また、第１発明〜第５発明によれば、外力により曲げ応力が作用する横枠の側面にねじ止め用の孔による断面欠損がなくなり、繰り返し荷重による亀裂等が入りにくくなる。また、第１発明〜第５発明によれば、中間縦枠に作用した外力を横枠に伝達しやすい構成となり、枠体の耐力を超える衝撃荷重や風荷重が加わった際に、補強リブが降伏して衝撃荷重等を吸収し、枠体全体の曲げ破壊を防止することができる。このため、設計荷重を超える事故の衝撃荷重や突風などの風荷重が作用しても、遮音壁の支柱から遮音パネル自体が抜け落ち、脱落して被害が拡大することを防止することができる。

特に、第２発明によれば、横枠の騒音源の外側の上下方向の中央位置にも、曲げ剛性を補強するための水平方向に沿った板面を有する板状の補強リブが形成されているので、さらに、遮音パネルを繰り返し荷重にも強い耐久性のあるものとすることができる。

特に、第３発明によれば、上枠と下枠とが同一形状となっているので、部品点数を削減して製造コストを低減することができる。例えば、設置面がコンクリート構造物の上面である場合や、遮音パネルを複数段積み重ねる場合の一番下段に使用する際に、隙間が空かないように最下段の下枠等に役物や改造等を施さなくても済む。また、横枠の上下の枠が同一なので、長距離にわたって設置される場合に施工効率が良く、遮音パネルの設置コストも低減することができる。

本発明の実施形態に係る遮音壁を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る遮音パネルを示す斜視図である。 同上の遮音パネルの正面図である。 同上の遮音パネルの平面図である。 同上の遮音パネルの右側面図である。 同上の遮音パネルの縦枠を拡大して示す拡大水平断面図である。 同上の遮音パネルの横枠を嵌め込まれた透光板を省略して示す拡大鉛直断面図である。 同上の遮音パネルの中間縦枠を拡大して示す拡大水平断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る遮音パネル及び遮音壁について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［遮音壁］
先ず、図１を用いて、本発明の実施形態に係る遮音壁について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る遮音壁を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る遮音壁Ｗは、所定間隔を空けて設置面に立設された複数の支柱Ｃと、これらの支柱Ｃ，Ｃ間に挿置された複数の遮音パネルである透光パネルＰ，・・・，Ｐなど、から構成されている。なお、高架橋の高欄上に日照や眺望、交差点やインターチェンジなどの見通しを確保することを目的として、全面に亘って透光パネルＰが設置された遮音壁を例示して説明する。

支柱Ｃは、コンクリート構造物である高架橋の高欄上に、透光パネルＰの幅に応じた３ｍピッチで立設されたＨ形鋼からなる。勿論、本発明に係る支柱は、Ｈ形鋼に限られず、溝形鋼など、風圧や衝突荷重に耐え得る強度を有し、後述の透光パネルＰを挿置する溝を有した条材であれば、特に、限定されるものではない。また、図示支柱は、直線状の支柱を例示したが、本発明に係る支柱は、直線状の物に限られず、上方からの音の回り込みを防止するため、内側にカーブしていたり、折れ曲がっていたりしても良いことは云うまでもない。

［遮音パネル］
次に、図２〜図８を用いて、本発明の実施形態に係る遮音パネルについて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る遮音パネである透光パネルＰを示す斜視図であり、図３は、透光パネルＰの正面図、図４は、透光パネルＰの平面図、図５は、透光パネルＰの右側面図である。

図２〜図５に示すように、透光パネルＰは、遮音板である透光性を有する３枚の透光板１と、これらの透光板１が嵌め込まれた矩形状の枠体２など、から構成され、騒音源である高架橋上を走行する自動車や列車などの高速走行体からの騒音を遮断する機能を有している。

（透光板）
この透光板１は、日照や眺望、見通しを確保することを目的として透光性を有する透光板となっている。本実施形態に係る透光板１には、表面を化学処理することで強化した４ｍｍ厚×高さ1415ｍｍ×幅907ｍｍの表裏一対各２枚の化学強化ガラス１０が樹脂フィルム１１を介して圧着された９．５ｍｍ厚の化学強化合わせガラスが採用されている（図６〜図８参照）。

勿論、前記寸法は一例であり、特に限定されるものではなく、透光板が脱落しない適切な寸法で勘合していればよいことは云うまでもない。また、透光板は、化学強化合わせガラスに限られず、ポリカーボネイトやアクリル樹脂などの樹脂ガラスからなる透光板であっても構わない。さらに、本発明に係る遮光板としては、騒音を反射できるものであれば、必ずしも透光性を有する必要はない。

（枠体）
枠体２は、アルミ合金をダイキャスト成形し、電解処理により表面に不働態被膜が形成されたアルマイト製の全幅3000ｍｍ×全高1500ｍｍの横長な長方形状の枠体である。この枠体２は、左枠２０と右枠２１とからなる左右一対の縦枠と、これらの左枠２０，右枠２１の上端、下端に架け渡された上枠２２と下枠２３とからなる上下一対の横枠と、これらの上枠２２，下枠２３の途中に挿置された２本の中間縦枠２４，２４など、から構成されている。これらの縦枠、横枠、及び中間縦枠間には、前述の透光板１が３枚嵌め込まれている。

（縦枠）
図６は、透光パネルＰの縦枠である右枠２１を拡大して示す拡大水平断面図である。左枠２０は、右枠と左右対称なので、右枠２１のみを説明し、説明を省略する。図６に示すように、右枠２１は、縦枠本体２１ａと、押縁２１ｂと、補強部材２１ｃと、背面パッキン２１ｄなどから構成された、長さ（高さ）1425ｍｍ×幅90ｍｍ×奥行90ｍｍのアルマイト製の枠である。

縦枠本体２１ａは、断面矩形の背面部２１０と、外側に開いた溝部２１１などから形成されている。この背面部２１０と透光板１を挟んで対向する位置に、押縁２１ｂが、ステンレス製のタッピングねじＮ１で溝部２１１に止め付けられている。縦枠本体２１ａに、透光板１が設置された後、押縁２１ｂがタッピングねじＮ１で止め付けられ、背面部２１０と透光板１及び押縁２１ｂと透光板１との隙間が、それぞれシリコン樹脂からなるシール材Ｓ１で封止される。勿論、シール材Ｓ１は、シリコン樹脂に限られず、他の樹脂からなるシール材であっても構わないし、クロロプレンゴムなどのゴム製又は樹脂製のガスケット等で封止されていても構わない。

また、溝部２１１の上端には、溝部２１１を補強する断面コの字状の補強部材２１ｃが複数のリベットＬ１で止め付けられている。なお、補強部材２１ｃに形成された孔２１ｅは、衝突事故などの際に、透光パネルＰが支柱Ｃから脱落しないためのワイヤを挿通するための孔である。

なお、背面パッキン２１ｄは、クロロプレンゴム製のゴムパッキンであり、支柱Ｃと縦枠本体２１ａとの間に介在することでズレ止めと止水及び緩衝材の機能を果たしている。

（横枠）
図７は、透光パネルＰの横枠を嵌め込まれた透光板１を中間省略して示す拡大鉛直断面図である。上枠２２と下枠２３とは、主要部品であるアルミ合金（アルマイト）部分が透光パネル以外の他の遮音パネルの枠と共通の規格化された同一形状となっている。このため、上枠２２を主に説明し、下枠２３の説明を省略する。なお、上枠２２と下枠２３の主要部品であるアルミ合金（アルマイト）部分を同一形状とすることにより、部品点数を削減して製造コストを低減することができる。

図７に示すように、上枠２２は、横枠本体２２ａ（２３ａ）と、その横枠本体２２ａ（２３ａ）に形成された曲げ剛性を補強するための内側補強リブ２２ｂ（２３ｂ）と、外側補強リブ２２ｃ（２３ｃ）など、から構成された、長さ3000ｍｍ×幅95ｍｍ×高さ70ｍｍのアルマイト製の枠である。

また、横枠本体２２ａ（２３ａ）には、溝部２２０（２３０）が形成され、この溝部２２０（２３０）に、前述の透光板１が挿置されている。透光板１と溝部２２０（２３０）の隙間は、シリコン樹脂からなるシール材Ｓ１で封止されている。

内側補強リブ２２ｂ（２３ｂ）と外側補強リブ２２ｃ（２３ｃ）は、横枠本体２２ａ（２３ａ）の上端と下端の丁度中間位置、即ち、高さ70ｍｍの横枠本体２２ａ（２３ａ）の上下端から35ｍｍの位置に補強リブの水平方向に沿った板面の高さ方向の中心位置が来るように形成されている。このため、横方向に3010ｍｍと長く鉛直断面が略矩形状の水平方向の曲げ応力に弱い横枠の曲げ剛性を、内側補強リブ２２ｂ（２３ｂ）及び外側補強リブ２２ｃ（２３ｃ）により、効果的に補強することができる。

但し、本発明に係る補強リブは、厳密に高さ方向の中心位置に形成されていなくても、横枠に作用する曲げ応力に効果的に対抗し得る程度の中間位置付近にあれば良いことは云うまでもない。

なお、内側とは、騒音源側である自動車や列車などの高速走行体の走行路側を指し、外側とは、その反対側を指している。本発明に係る補強リブは、風圧等の繰り返し荷重に対抗する観点からは、横枠の内側又は外側のいずれかにあれば足りるが、衝突荷重等を考慮すると、衝突の危険性の高い、内側にあることが好ましい。さらに、竜巻のような突風やより大きな衝突荷重にも耐え得ることを考慮すると、本実施形態に係る横枠のように、内側及び外側の両方にあることが好ましい。

本実施形態に係る横枠のように、内側及び外側の両方に補強リブが形成されていることにより、透光パネルＰの内側を自動車や列車などの高速走行体が走行する際の風圧等で透光パネルＰに繰り返しの曲げ応力が作用した場合であっても、効果的に対抗することができ、結果的に、透光パネルＰの耐久性が向上する。

また、内側補強リブ２２ｂ（２３ｂ）と外側補強リブ２２ｃ（２３ｃ）は、鉛直断面が略矩形の横枠本体２２ａ（２３ａ）が、水平方向の曲げ応力により変形する際に最も変形量の大きい中間位置に形成されている。

このため、自動車や列車等の高速移動体の走行や突風、衝突物の影響等により、遮音パネルに瞬間的に枠体２（横枠：上枠２２，下枠２３）の設計強度を超えるような大きな衝撃荷重や風荷重が作用した場合でも、内側補強リブ２２ｂ（２３ｂ）及び外側補強リブ２２ｃ（２３ｃ）が座屈するなど降伏・塑性変形して衝撃荷重等を吸収することができる。このため、透光パネルＰ全体が破壊したり、枠体２ごと落下したりするおそれが少なくなる。

なお、図７に示すように、本実施形態に係る下枠２３の下面には、透光パネルＰ同士の縦方向の隙間を塞ぎ、止水する目的で発泡ポリエチレン樹脂からなるベースパッキンＢＰが接着されている。

（中間縦枠）
図８は、透光パネルＰの中間縦枠２４を拡大して示す拡大水平断面図である。図８に示すように、中間縦枠２４は、水平断面が凸状の中枠本体２４ａと、左右一対の押縁２４ｂ，２４ｃなど、から構成された、長さ1425ｍｍ×全幅105ｍｍ×奥行86ｍｍのアルマイト製の枠である。

この中枠本体２４ａは、水平断面が偏平な長方形の枠から内側に突出した突出部分２４０を有しており、この突出部分２４０の左右の両脇に、一対の押縁２４ｂ，２４ｃがステンレス製のタッピングねじＮ２で止め付けられている。そして、押縁２４ｂ，２４ｃと中枠本体２４ａとの間に、透光板１が挿置される。

透光板１の装着手順としては、中枠本体２４ａに透光板１が装着された後、押縁２４ｂ，２４ｃがタッピングねじＮ２で止め付けられ、図８に示すように、中枠本体２４ａと透光板１との隙間及び押縁２４ｂ，２４ｃと透光板１との隙間が、それぞれシリコン樹脂からなるシール材Ｓ１で封止される。

また、この中間縦枠２４の横枠への固定は、上枠２２及び下枠２３の上面又は下面に予め穿設された予備孔にステンレス製のタッピングねじＮ３をねじ込んで固定（螺着）している（図４等参照）。

従来、このような中間縦枠の横枠への固定は、横枠の側面にねじ止めされていた。しかし、ねじ止めしているとはいえ、ねじ止め用の孔は、横枠の断面欠損にほかならず、風圧荷重などの水平方向への繰り返し荷重により、そのねじ止め用の孔から亀裂が入ってしまうという問題があった。

一方、本実施形態に係る透光パネルＰでは、前述のように、横枠（上枠２２、下枠２３）への上面又は下面に穿設されたねじ止め用の孔を介して中間縦枠２４を螺着して固定している。このため、風圧等の外力により曲げ応力が作用する横枠の側面にねじ止め用の孔による断面欠損がなくなり、繰り返し荷重による亀裂等が入りにくくなる。

また、中間縦枠２４に作用した外力を横枠に伝達しやすい構成であり、枠体２の耐力を超える衝撃荷重や風荷重が加わった際に、補強リブ（内側補強リブ２２ｂ，２３ｂ及び外側補強リブ２２ｃ，２３ｃ）が降伏して衝撃荷重等を吸収し、枠体２全体の曲げ破壊を防止することができる。このため、設計荷重を超える事故の衝撃荷重や突風などの風荷重が作用しても、遮音壁Ｗの支柱Ｃから透光パネルＰ自体が抜け落ち、脱落して被害が拡大することを防止することができる。

以上説明した本実施形態に係る透光パネルＰ及び遮音壁Ｗによれば、横枠（上枠２２，下枠２３）の内側の上下方向の中央位置に、曲げ剛性を補強するための補強リブ２２ｂ，２３ｂが形成されているので、外力により透光パネルＰ（遮音パネル）に繰り返しの曲げ応力が作用した場合であっても、対抗することができ、繰り返し応力に対する耐久性が向上する。

また、本実施形態に係る透光パネルＰ及び遮音壁Ｗによれば、自動車や列車等の高速移動体の走行や衝突物の影響等により、透光パネルＰに瞬間的に枠体の設計強度を超えるような大きな衝撃荷重や風荷重が作用した場合でも、補強リブ２２ｂ，２３ｂ（又は２２ｃ，２３ｃ）が座屈するなど降伏・塑性変形して衝撃荷重等を吸収することができる。このため、透光パネルＰが破壊したり、透光パネルＰが枠体２ごと落下したりするおそれが少なくなる。

その上、本実施形態に係る透光パネルＰ及び遮音壁Ｗによれば、横枠の上枠２２と下枠とが同一形状となっているので、部品点数を削減して製造コストを低減することができる。例えば、本実施形態に係る遮音壁Ｗとして例示したように、設置面が高架橋の高欄のようなコンクリート構造物の上面である場合や、遮音パネルを複数段積み重ねる場合の一番下段に使用する場合に、隙間が空かないように最下段の下枠等に役物や改造等を施さなくても済む。また、横枠の上下の枠が同一なので、長距離にわたって設置される場合に施工効率が良く、遮音パネルの設置コストも低減することができる。

以上、本発明の実施形態に係る遮音パネル及び遮音壁について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

特に、遮音パネルとしてパネルの向こう側を見通せる透光性を有する透光パネルを例示して説明したが、騒音を反射できる遮音板が嵌め込まれた遮音パネルの枠構造にも本発明を適用することができる。勿論、遮音壁のうち、一部のパネルを透光パネルとする場合にも好適に本発明を適用することができる。

Ｗ ：遮音壁
Ｃ ：支柱
Ｐ ：透光パネル（遮音パネル）
１ ：透光板（遮音板）
１０ ：化学強化ガラス
１１ ：樹脂フィルム
２ ：枠体
２０ ：左枠（縦枠）
２１ ：右枠（縦枠）
２１ａ ：縦枠本体
２１０ ：背面部
２１１ ：溝部
２１ｂ ：押縁
２１ｃ ：補強部材
２１ｄ ：背面パッキン
２１ｅ ：（脱落防止用ワイヤを挿通するための）孔
２２ ：上枠（横枠）
２３ ：下枠（横枠）
２２０，２３０ ：溝部
２２ａ，２３ａ ：横枠本体
２２ｂ，２３ｂ ：内側補強リブ（補強リブ）
２２ｃ，２３ｃ ：外側補強リブ（補強リブ）
ＢＰ ：ベースパッキン
２４ ：中間縦枠（中枠）
２４ａ ：中枠本体
２４０ ：突出部分
２４ｂ，２４ｃ ：押縁
Ｌ１ ：リベット
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３ ：タッピングねじ
Ｓ１ ：シール材

Claims (5)

1. 騒音源からの騒音を遮断する遮音パネルであって、
   板状部材からなる遮音板と、前記遮音板が嵌め込まれた矩形状の枠体と、を備え、
   この枠体は、上下一対の横枠と、左右一対の縦枠と、からなり、
   前記上下一対の横枠には、騒音源側の上下方向の中央位置に、曲げ剛性を補強するための水平方向に沿った板面を有する板状の補強リブが形成され、
   前記枠体は、前記左右一対の縦枠に加え、前記横枠の上枠と下枠とを接続する中間縦枠を有し、
   前記中間縦枠は、前記上枠及び下枠の上面又は下面に穿設された孔を介して前記横枠に螺着されていること
   を特徴とする遮音パネル。
2. 前記横枠には、騒音源の外側の上下方向の中央位置にも、曲げ剛性を補強するための水平方向に沿った板面を有する板状の補強リブが形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の遮音パネル。
3. 前記横枠は、上枠と下枠とが略同一形状となっていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の遮音パネル。
4. 前記遮音板は、透光性を有する樹脂、ガラス、又は樹脂及びガラスの板状部材からなる透光板であること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の遮音パネル。
5. 所定間隔を空けて設置面に立設された複数の支柱と、これらの支柱間に挿置された複数の遮音パネルと、を備えた遮音壁であって、
   前記複数の遮音パネルのうちのいずれか１つは、請求項１ないし４のいずれかに記載の遮音パネルであること
   を特徴とする遮音壁。

Images