降低鐵路噪音用的陶瓷吸聲裝置的製作方法
2023-05-13 19:50:16 2
專利名稱：降低鐵路噪音用的陶瓷吸聲裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及吸聲裝置，特別是涉及用於降低隧道中的噪聲的吸聲裝置。
背景技術：
從保證人民生活的觀點出發，要求交通噪聲降低到對生活沒有妨礙的程度，其中，由於從用於道路和鐵路等的隧道口發出的噪聲大，特別是鐵路隧道中噪聲持續時間長，常要求對隧道口噪聲採取降噪方法。
鐵路的隧道口噪聲中，特別是新幹線由於列車以高速度行駛在隧道內引起風壓和振動等，在隧道內設置的用於對付噪聲的吸聲裝置可以降低隧道的噪聲是理所當然的，還要求可以經受伴隨車輛行駛產生的風壓和振動等的衝擊。而且，由於有時附著在下部的溶化的冰等從行駛中的車輛落下，撞及吸聲材料，吸聲裝置對於相對落下物的衝擊必須是安全的。
在隧道等中使用的吸聲裝置如特許文獻1所公布的。該吸聲裝置具有防鏽處理過的金屬的周圍框架，該周圍框架中收放由玻璃纖維制的吸聲材料。玻璃纖維的表面用合成樹脂薄膜覆蓋；合成樹脂的表面用無紡布罩面覆蓋，進而，無紡布罩面用具有多個開口部的金屬制的表面板覆蓋。
特開平10-25713號公報而在特許文獻1公布的吸聲裝置中，玻璃纖維自身具有由於隧道內的溼氣容易產生老化，且由於風壓容易壞等缺點。另外，由於為使玻璃纖維不由於溼氣老化或由於風壓損壞，而開減少口部的面積，玻璃纖維的露出面積也減少，存在主要的吸聲效果其自身被減少的問題。
因而，本發明是為了解決上述現有技術的問題提出的，目的是提供一種吸聲性，耐衝擊性優良的吸聲裝置。
發明內容
為達到上述目的，本發明的吸聲裝置是安裝在具有支持面的結構物上的吸聲裝置，其具有吸聲裝置主體，該吸聲裝置主體包括陶瓷製的板狀吸聲部件、配置在該吸聲部件表側面或背面的格子狀板部件、分別保持所述吸聲部件和格子狀部件的邊緣部在中央有開口的至少兩個主框部和連接相鄰的所述中央開口的主框架的連接框架。在該連接框架上形成安裝孔，安裝板從位於最外方的所述各主框架向外方延伸，在各安裝板上形成安裝孔。
根據上述結構的吸聲裝置，吸聲部件由強度好的陶瓷製成，這樣的吸聲部件由於通過邊緣部用中央開口的主框架支持，所以可以提供很大的吸聲面積。
另外，在本發明中，當在所述結構物上安裝所述的吸聲裝置時，最好以在所述結構物的支持面和所述格子狀板部件間構成背後空氣層的方式形成所述主框架。
進而，最好具有用於將所述吸聲裝置主體安裝在所述結構物上的安裝部件，以使在所述結構物的支持面和所述吸聲部件之間構成空氣層。
另外，所述安裝部件最好具有用於將該安裝部件安裝在所述支持面上的孔和能貫通所述安裝板的安裝孔的帶有至少一個螺絲的軸。
圖1是概略表示切斷根據本發明的第一實施例的吸聲裝置的一部分的示意立體圖；圖2是根據本發明第二實施例的吸聲裝置的正面圖；圖3是相鄰安裝的圖2的吸聲裝置的部分示意放大圖；圖4是圖3中的IV-IV線的示意剖面圖。
符號說明1、10 吸聲裝置2、12 主框架3、13 連接框架5、15 吸聲部件6、16 膨脹合金(格子狀板部件)7(17) 安裝孔(套管)8、18 安裝板9、19 安裝孔
具體實施例方式
下面參照附圖，對本發明的實施例進行說明，該實施例是把本發明用於新幹線的隧道用吸聲裝置。
參照圖面，根據本發明的吸聲裝置整體用參照編號1表示。該吸聲裝置1具有從正面看時中央開口的整體為矩形的多個主框架2，該實施例的主框架2由3個主框架2A、2B、2C組成。
各主框架2，形成能用其四邊保持板狀的吸聲部件5及膨脹合金6。即各主框架2包括用於支持吸聲部件5的邊邊緣部前面的前面支持壁部5A、與前面支持壁部5A平行延伸的背面支持壁部5B和連接前面支持壁部5A和背面支持壁5B的連接壁部5C。
在該實施例，背面支持壁部5B整體位於前面支持壁部5A以內，在前面支持壁部5A的外端部和背面支持壁部5B的內端部之間延伸的連接壁部5C剖面形狀為變形的「コ」字狀，具有位於背面支持壁部5B的後方的後方壁部5D。
吸聲裝置1具有安裝在各主框架2上用樹脂固化的陶瓷，最好是用氧化鋁系列陶瓷製成的矩形的板狀吸聲部件5。矩形吸聲部件5的各邊部，如上所述，通過其前面用主框架2的前面支持壁部5A支持，背面用主框架2的背面支持壁5B支持而安裝在主框架2上。
吸聲部件5按具有即使受到新幹線在配置吸聲裝置1的隧道內通過時引起的衝擊也不發生損壞的強度決定其尺寸和形狀。吸聲部件5由於是陶瓷製的，與現在作為吸聲材料經常使用的玻璃纖維等相比老化少，加上由於容易彎曲，具有容易對照隧道的內壁曲面形狀進行製造的優點。
在各吸聲部件5的背面配置格子狀板部件，即鋁膨脹合金6。各膨脹合金6與吸聲部件5具有大致相同的尺寸形狀，其各邊部用吸聲部件5和主框架2的背面支持壁5B之間支持。由於膨脹合金6覆蓋吸聲部件5，故即使由於落下物和飛散物產生的衝擊，萬一吸聲部件5部分出現缺口或破損時，可以抑制吸聲部件5的碎片的飛散。
吸聲裝置1還有分別用於連接相鄰的主框架2A和主框架2B，主框架2B和主框架2C的連接框架3A、3B。在該實施例，各連接框架3具有H形剖面，H形的各支腳部的外端面通過焊接等固定在主框架2的連接壁部5C上。在各連接框架3上，結構物的支持面，即從隧道的內壁而延伸的安裝杆，形成通過固定杆延伸的安裝孔7。
用於提高連接框架3的強度的加強杆4在連接框架3的上部及下部中在H形支腳間延伸。
進而，在本實施例，安裝板18通過焊接等安裝在主框架2A、2C外側的連接壁部5C上，在從連接壁部5C向外方突出的各安裝板8的延長部分上，形成用於通過從隧道的內壁面延伸的安裝杆的安裝孔9。
在隧道的內壁面上安裝吸聲裝置1時，通過在從隧道的內壁面突出的各固定杆(沒有圖示)上打通吸聲裝置1的安裝孔7、9，在從這個吸聲裝置1的安裝孔7、9突出的固定杆上擰入螺母，在隧道的內壁面上固定吸聲裝置1。
這樣根據固定在隧道內壁面上的吸聲裝置1，吸聲部件5被作成規定的尺寸、形狀，故即使由於通過隧道的新幹線引起的衝擊也難產生缺口，而且，由於面臨新幹線的面積，比背景技術中所述的現有裝置大，故能發揮更好的吸聲效果。
本實施例的吸聲裝置1由於以主框架2的連接壁部5C的後方壁5D位於背面支持壁部5B的後方方式形成，故當這樣的吸聲裝置用上述方法安裝在隧道的內壁面上時，在隧道的內壁面和背面支持壁部5B，進而在與吸聲部件5之間形成背後空氣層。這樣，根據應該吸聲的聲音的頻率通過改變背後空氣層的長度或厚度可以優化吸聲效果。
接著，參照圖2至圖4說明本發明第二實施例的吸聲裝置。
圖2中整體用序號10表示的第二實施例的吸聲裝置，其基本結構與上述吸聲裝置1相同。即，吸聲裝置10包括陶瓷製的板狀吸聲部件15、格子狀的板部件16、保持吸聲部件15和格子狀板部件16的邊緣部的主框架12和用於連接相鄰的主框架12的連接框架13。在這方面與吸聲裝置1的結構相同。因此，下面以與第一實施例的吸聲裝置1的結構不同的結構和構成為中心對吸聲裝置10進行說明。
首先，開始在吸聲裝置10把格子狀的板部件16配置在吸聲部件15的表面側。通過在吸聲部件15的外側配置格子狀板部件16，萬一吸聲部件15出現缺口時可以防止破片向車輛的方向飛散。根據相同的觀點，即使在吸聲裝置1中，也可以把格子狀板部件6配置在吸聲部件5的外側。
其次，在吸聲裝置10的連接框架13具有矩形剖面這一點上，與吸聲裝置1的連接框架3的H形剖面不同。吸聲裝置10的連接框架13也裝有與連接框架3的安裝孔7一樣的貫通從隧道的內壁面IS突出的固定杆R1(圖4)的安裝孔。該安裝孔在該實施例中由沿連接框架13的相對的壁間延長的套管17構成，作為變形的實施例也可以用在連接框架13的相對的壁上形成的安裝孔構成。
與該主框架整體成形的安裝板18由位於最外方的各主框架12A、12C的外側部向外方延伸，在該各安裝板的上端部和下端部形成可調節安裝位置作成長圓形的安裝孔19。
各安裝板18的上端比主框架12的上端低那樣切槽，下端比主框架12的下端高那樣切槽。
在該實施例，為了將由主框架12(安裝板18)、連接框架13、吸聲部件15和格子狀板部件16組成的吸聲裝置主體安裝在隧道的內壁面IS(圖4)上，使用安裝部件20、30、40。通過改變安裝部件20、30、40的高度，即通過使用不同高度的安裝部件20、30、40，可以很容易地調整隧道的內壁面IS和吸聲部件15間的距離，即調整在它們之間構成的背後空氣層的厚度。
為了容易理解，首先說明在隧道的內壁面IS(圖4)上安裝一個吸聲裝置主體的方法。
用四個安裝部件20、兩個安裝部件30可以把一個吸聲裝置主體安裝在隧道的內壁面IS(圖4)上。
如圖4所示，安裝部件20具有矩形剖面，套管23在安裝部件20的相對的壁21、22之間延伸。在安裝部件20上固定螺栓24，螺栓24的頭部25與安裝部件20的壁21的內面觸接設置，螺栓24的軸26在與套管23延伸的相同方向上從壁21向外方突出。
另一方面，在該實施例中，安裝部件30由裝有可以使固定杆R1通過的孔31的板構成。安裝部件30也可以與安裝部件20一樣，選取具有矩形剖面，在相對的壁間延伸的形式。
為了在隧道的內壁面IS(圖4)上安裝吸聲裝置主體，如圖4所示，從隧道的內壁面IS突出的各固定杆R2通過各安裝部件20的套管23；各固定杆R1通過各安裝部件30的孔31。
接著，從各安裝部件20的上面，各固定杆R2通過墊圈W1，臨時固定螺母N1。
其次，各安裝部件20在螺栓24的軸26通過安裝板18的安裝孔19，同時，各固定杆R1通過連接框架13的套管17。然後，從各安裝板18上螺栓24的軸26通過墊圈W2，另外，從各連接框架13上固定杆R1通過墊圈W3。另外，把螺母N2、N3各自臨時固定在軸26和固定杆21上。
若吸聲裝置主體可以配置在隧道內壁面IS的適當處，緊緊地上緊各螺母N1、N2、N3，在隧道的內壁面IS上固定吸聲裝置主體。
為了易於理解本發明，只說明最單純的安裝方法，但是用上述安裝方法在隧道的內壁面IS上互相鄰接安裝吸聲裝置主體時，固定杆R2也必須鄰接配置。可是，若鄰接的固定杆R2之間的距離過短，構成隧道內壁的材料，大多有可能產生混凝土的耐力下降，並產生錐狀破壞。因此，當在隧道的內壁面IS上使多個吸聲裝置主體相互鄰接安裝時，最好用圖3、圖3所示的做法、方法安裝。
圖3放大表示，靠近上下左右在隧道的內壁面IS上安裝的多個吸聲裝置主體中的四個吸聲裝置主體50、60、70、80的一部分。
在圖4中看時，左右鄰接配置的吸聲裝置主體50、60在安裝在隧道的內壁面IS上的多個吸聲裝置主體中位於最上方的一列。
左右鄰接的吸聲裝置主體50、60，以在各自鄰接的安裝板18上下重迭方式配置，並並使重迭的安裝板18的各個安裝孔19對齊定位。因而，在上述的單一的吸聲裝置主體的安裝中用安裝部件20只支持一個安裝板18，但是用圖3看時，位於吸聲裝置主體50、60上端部的安裝部件20支持吸聲裝置主體50、60的重迭的兩個安裝板18，從這些安裝板18的上面安裝墊圈W2、螺母N2。
另一方面，用圖3看時，為安裝吸聲裝置主體50、60的下端部使用安裝部件40。雖然只對吸聲裝置主體50的右側下端部和吸聲裝置主體60的左側下端部的安裝進行說明，但吸聲裝置主體50的左側下端及吸聲裝置主體60的右側下端部的安裝同樣進行。
安裝部40具有矩形剖面，套管43在安裝部件40的相對的壁41、42之間延伸。在安裝部件40中隔著套管43，抗衡的一對螺栓44A、44B被固定，各螺栓44的頭部45與安裝部件40的壁41的內面觸接設置，各螺栓44的軸46在與套管43延長的相同方向上，從壁41向外方突出。
為了用安裝部件40將吸聲裝置主體50、60的下端部安裝在隧道的內壁面IS上，如圖4所示，從隧道的內壁面IS突出的固定杆R3通過安裝部件40的套管43。該作業和上述的固定杆R1通過安裝部件30的孔31的作業及固定杆R2通過安裝部件20的套管23的作業先後進行。之後，固定杆R3從安裝部件40的上面通過墊圈W5，從其上面使N5與固定杆R3螺合臨時放置，在之後的適當時機擰緊。
接著，安裝部件40的螺栓44A的軸46，通過重迭的安裝板18下端部的各(已對齊的)安裝孔19。當然該作業與上述的固定杆R1通過連結框架13的套管17的作業，安裝部件20的軸26通過重迭的安裝板18上端部的各(已對齊的)安裝孔19的作業一起進行。
之後，螺栓24、44A的軸26、46從重迭的安裝板18、18(的下端部)通過墊圈W2、W4，固定杆R1從連接框架13的上面通過墊圈W3，分別將螺母N2、N3、N4暫時放在軸26、固定杆R1和軸46上，接著適當地擰緊。
然後，由圖3看時，使用用於安裝吸聲裝置主體50、60下端部的安裝部件40安裝位於吸聲裝置主體50、60下方的吸聲裝置主體70、80的上端部。
即，左右鄰接的吸聲裝置主體70、80，以各自鄰接的安裝板18上下重迭方式配置，並以對齊重迭的安裝板18的上端部的安裝孔19方式定位，安裝部件的螺栓44B的軸46通過這些安裝孔19，並從重迭的安裝板18的上方通過墊圈W6後，使螺母N6螺合在軸46上暫時放置。
安裝吸聲裝置主體70、80的下端部與安裝吸聲裝置主體50、60的下端部同樣使用安裝部件40進行，由於其方法與吸聲裝置主體50、60的下端部的安裝相同，故省略其說明。
根據上述安裝方法，由於為將吸聲裝置主體50的下端部、吸聲裝置主體60的下端部、吸聲裝置主體70的上端部、吸聲裝置主體80的上端部安裝在隧道的內壁面IS上只需要一個固定杆R3，故可以抑制使用的固定杆R3的根數，並抑制隧道的內壁的混凝土的耐力下降和錐狀破壞的發生。
本發明不限於上述的實施例，可以進行各種變更。
如第一實施方式的連接框架3由剖面為H形的一個部件構成，但也可以焊接剖面分別為コ字形的一對連接框架等構成。
上述兩實施例都是將吸聲部件5、15直接安裝在主框架2、12上，但也可以在它們之間設置用橡膠等製成的振動吸收部件。之後，也可以根據應該吸聲的聲音，將與這樣的振動吸收部件的主框架2、12的間隙和彈性係數等做成最優。
進而，格子狀的板部件，即膨脹合金6、16是用鋁製的，但也可以用鈦制，還可以是玻璃纖維強化材料。
如上所述本發明可以提供一種吸聲性、耐衝擊性優良的吸聲裝置。
權利要求
1.一種吸聲裝置，是安裝在具有支持面的結構物上的吸聲裝置，其具有吸聲裝置主體，該吸聲裝置主體包括陶瓷製的板狀吸聲部件、配置在該吸聲部件表側面或背面的格子狀板部件、分別保持所述吸聲部件和格子狀部件的邊緣部且在中央有開口的至少兩個主框部和連接相鄰的所述中央開口的主框架的連接框架，在該連接框架上形成安裝孔，安裝板從位於最外方的所述各主框架向外方延伸，在各安裝板上形成安裝孔。
2.如權利要求1所述的吸聲裝置，其特徵在於，當在所述結構物上安裝所述吸聲裝置主體時，形成所述主框架，以使在所述結構物的支持面和所述吸聲材料之間構成背後空氣層。
3.如權利要求1所述的吸聲裝置，其特徵在於，具有用於將所述吸聲裝置主體安裝在所述結構物上的安裝部件，以使在所述結構物的支持面和所述吸聲部件之間構成背後空氣層。
4.如權利要求3所述的吸聲裝置，其特徵在於，所述安裝部件具有用於把該安裝部件安裝在所述支持面上的孔和能通過所述安裝板的安裝孔的帶有至少一個螺絲的軸。
全文摘要
本發明提供一種吸聲裝置，其安裝在具有支持面的結構物上，其具有吸聲裝置主體。該吸聲裝置主體包括陶瓷製的板狀吸聲部件、配置在該吸聲部件表側面或背面的格子狀板部件、分別保持所述吸聲部件和格子狀部件的邊緣部且在中央有開口的至少兩個主框部和連接相鄰的所述中央開口的主框架的連接框架。在該連接框架上形成安裝孔，安裝板從位於最外方的所述各主框架向外方延伸，在各安裝板上形成安裝孔。
文檔編號E01F8/00GK1550616SQ200410042149
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月8日 優先權日2003年5月8日
發明者內野信, 原忠彥, 關四郎, 力武憲治, 藤原恭司, 緒方正剛, 剛, 司, 治 申請人:三菱重工業株式會社, 獨立行政法人交通安全環境研究所, 緒方正剛