JP3628276B2 - Sound barrier panel and its mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道沿線や道路に併設される防音壁として用いられる防音壁用パネルの改良に関し、詳しくは繊維強化プラスチック製の防音壁用パネルおよびその取付方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば鉄道や道路の平地、高架部分には、周知のように沿線地域住民への騒音を緩和する目的で主としてコンクリート製や金属製の防音壁が設置されている。これら材質のものは比較的重量物であることから、大質量による遮音の原理上、鉄道車輌や自動車から発生する騒音の防止や騒音の拡散に所定の効果が得られるものではあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリート製や金属製の防音壁は、重量物であるが故にその運搬と取付けには取付場所に重機類と専用の取付機械の搬入が必須となり、特に設置場所が鉄道の高架橋の場合には、線路側から防音壁設置場所に専用の建設機械を接近させることが難しいという問題や、たとえ接近し得たとしてもその取付作業は高架下からの高所作業等が避けられず、危険でもあった。
【0004】
また、最近のコンクリート製鉄道高架橋からの剥落等に見られるように、コンクリート製の防音壁には、アルカリ脆化や経年劣化による、部分的な剥離や小片落下の問題があった。
【0005】
本発明の課題は、上記のような問題を解消し、騒音の防止ないしはその拡散に効果があると共に、小片の剥落等の生じるおそれがなく、しかも取付場所が高所であっても容易に設置できる防音壁用パネルおよびその取付方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の防音壁用パネルは、少なくとも、心材と心材の両面側に位置するスキン材とで構成される防音部を有する防音壁用パネルであって、前記スキン材が、繊維強化プラスチックからなり、かつ、防音部の全厚さと各スキン材の厚さの比が、5:1〜50:1の範囲内にあり、かつ、防音部の下部に、建築物躯体への取付部が設けられており、かつ、心材の両面側に位置するスキン材同士を接続するリブが設けられていることを特徴とするものからなる。
【0007】
この防音壁用パネルにおいては、防音部の両側に、該防音部を支える柱体が設けられている構造を採ることができ、柱体は防音部と一体に成形することもでき、柱体を金属から構成することもできる。
【0008】
このように、防音壁用パネルを所定の強度と延性のある繊維強化プラスチック製のスキン材を用いて構成することにより、コンクリートのような脆性材料特有の亀裂や剥離、落下を防ぐことができ、間に保持される心材とともに良好な防音効果を発揮できる。また、繊維強化プラスチック特有の軽量性により、取付作業を容易化することもできる。
【0009】
本発明に係る防音壁用パネルの取付方法は、たとえば、上記のような防音壁用パネルに設けられた取付用穴を、あらかじめ建築物躯体に設置されたアンカーボルトに通し、さらにナットを用いて防音壁用パネルを建築物躯体に固定することを特徴とする方法からなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図1および図2は、本発明の一実施態様に係る防音壁用パネルの全体斜視図で、図1は正面側から見た図、図2はその背面側から見た図である。実際の設置に際しては図の防音壁用パネル1を複数個水平方向や上下方向に併設して連続した防音壁を構成する。いずれの側を車輌の通行側にするかはその用途や設置場所によるが、鉄道車輌の場合は通常、背面側を車輌の通行側にする。
【0011】
図において、本発明の防音壁用パネル1は、防音部2と、柱体3と、取付部4とで構成され、本実施態様ではこれらが一体的に成形されている。本実施態様においては、取付部4は防音部2の下部に設けられている。ただし、設置場所によっては、防音部2の左右または上部であってもよく、このような態様も本発明に含まれる。
【0012】
防音部2は、騒音の拡散防止と保線作業員の転落防止とを達成するための平面形状に形成されており、かつ、複数の防音部2を連接できるよう、矩形状に形成されている。断面構造は、図1に示すように、中心に位置する心材2dと、その両面側に位置するスキン材2a、2bと、両スキン材2a、2bをつなぐリブ2cとからなり、これらは後述する方法で一体成形されている。防音部2の外形寸法は、用途にもよるが、鉄道高架橋における高欄として使用する場合は、縦寸法Hが500〜3000mm、好ましくは1000〜2000mm、横寸法(幅)Wは1体で最大25m位まで実現可能であり(それ以上になると、寸法的に運搬が難しくなる。)、比較的小型のものを連接する場合、横寸法Wが500〜2000mm、厚さTが10〜100mmの各範囲内であることが、騒音の拡散防止と保線作業員の転落防止の観点上好ましい。横寸法Wが比較的大きい場合には、防音部2の少なくとも一部を、高架橋などのカーブに沿って湾曲した湾曲部に形成形成し、防音壁として曲面部を有するものに構成することもできる。
【0013】
心材2dは、防音とともに、曲げ剛性確保のためのスペーサの役割をするものであり、その材質としては、例えば30倍発泡の硬質ウレタン発泡体等の軽量の材料を用いることが好ましいが、その他木材、ハニカム材としてもよい。また、防音効果を高めるために振動減衰効果の高い材料を選択する等、特殊な機能を付加するための材料を用いてもよい。心材2dの好ましい厚さt1 は8〜98mmの範囲であり、より好ましくは30〜70mmの範囲内である。
【0014】
スキン材2a、2bは、本発明の防音壁用パネルの外表面を構成するもので、繊維強化プラスチックで構成されている。強化繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられ、その繊度は100〜2000dtexの範囲内のものが好ましいが、本発明における小片の落下防止の観点からは200〜1000dtexがより好ましい。また、マトリクス樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等が挙げられるが、本発明における小片の落下防止の観点からはエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。強化繊維の体積含有率Vfとしては、15〜60%が好ましく、30〜50%がより好ましい。また、防音部2の全厚さTと、各スキン材2a、2bの厚さt2 との比T:t2 としては、5:1〜50:1の範囲内にあることが好ましい。この範囲を超えてスキン材2a、2bの厚さt2 が厚くなると、本発明の防音壁の特徴である軽量性が損なわれる。また、逆にスキン材2a、2bがこの範囲よりも薄くなると、防音壁に必要な主として台風時等の風圧に対する強度が十分に発現できなくなるおそれがある。とくに軽量性を確保するためには、後述の柱体3と取付部4を除く、防音部2の単位面積あたりの重量が、10〜60kg/m2 の範囲内にあることが好ましい。
【0015】
また、難燃性を重視する場合には、スキン材2a、2bを形成する繊維強化プラスチックのマトリクス樹脂として高難燃性の樹脂、たとえばフェノール樹脂を用いることも可能である。
【0016】
柱体3は、防音部2の両側を支持するもので、その構成は本実施態様では前述の防音部と同様、中心部の心材3bとこれを包囲する繊維強化プラスチックからなるスキン材3aとで構成されている。本実施態様では、柱体3は、その外形形状が防音部2の上下方向に沿って先細になるように形成されており、防音部2と一体的に成形されている。なお、柱体3は、防音部2に強度を要する場合に必要に応じて設けるものであるが、例えば台風シーズン時のように相当の風圧に耐えるには、防音部2のスキン材2a、2bの内部に、炭素繊維強化プラスチックからなる層を少なくともスキン材に対する厚さ比で5%以上含むことが望ましい。また、さらに強化するためには、柱体3のスキン材3aも同様に炭素繊維強化プラスチックからなる層を少なくともスキン材に対する厚さ比で5%以上含むことが望ましい。また、風圧に対する防音壁のたわみや共振を防ぐ必要があるが、その場合には、防音部や柱体部におけるスキン材2a、2bやスキン材3aの強化繊維の種類や量、マトリクス樹脂の種類を適宜設計することで両部材の曲げ剛性を高くすることができる。
【0017】
このような構造を採用することにより、防音部2には柱体3間の幅方向のみに強度と剛性を持たせ、柱体部には鉛直方向にのみ強度と剛性を持たせればよくなり、繊維強化プラスチック特有の材料異方性を利用した、強度・剛性上無駄な材料を使用しない設計が可能となり、さらなる軽量化を実現することができる。
【0018】
このように、面体としての防音部2には主として横(幅)方向に強度と剛性を持たせればよいので、防音部2の繊維強化プラスチック製スキン材2a、2bが、たとえば、柱体3の延在方向に対して60°以上の傾きを持つ方向に延びる連続強化繊維を含むことが好ましい。
【0019】
取付部4は、本実施態様では、三角形状のものに形成されており、ケミカルアンカー5a、金属プレート5b、ナット5cなどで建築物躯体6に固定されているが、要はコンクリート面や金属面などの躯体にボルト、ナット類などの適当な締結金具で固定されればよいので、その固定手段、形状、材質、寸法などには限定されない。
【0020】
なお、本発明の防音壁用パネルは、その主要部である防音部2の重量がそれ自体では比較的軽量であるので、それ自体のみでは大幅な遮音効果は望めないが、軽量化と遮音性能の両立を図るには、防音壁用パネルを高架橋などの高所に設置後、例えば作業者が人力で運搬可能な8〜30kg/m2 程度の重さの金属製またはコンクリート製の遮音プレートを必要枚数、防音部2の背面に別途固定することで達成できる。
【0021】
以上の構成からなる本実施態様に係る防音壁用パネルは次の効果を有する。
防音部2と柱体3とが繊維強化プラスチックからなるスキン材を用いて構成されているので、コンクリートや鉄等の一般的な金属に比べて比強度が高く、防音壁用パネルとしての必要な強度を持たせることと大幅な軽量化を図ることができ、重機類などの専用架設装置を用いずとも高所への設置を容易にできる。
【0022】
また、本発明の防音壁用パネルを、鉄道や道路の高架部分に適用した場合、高所に設置される構造物が大幅に軽量化されるので、高架橋支柱を補強するのと同様に、高架橋の耐震性能を向上させることができる。
【0023】
鉄やアルミ合金等の金属に比べ、繊維強化プラスチックは、プラスチックの材質を適当に選択することにより、水分や化学薬品に対する耐性を高くすることができ、錆止め塗装等のメンテナンスを必要としない。ただし紫外線に対しては、徐々にプラスチックが劣化して強度等の物性の低下を生じるので、長期間の屋外での使用を前提とする場合は、表面を有色ゲルコート層で被覆したり、また顔料、染料、トナー、インク等で着色されたプラスチックを用いることにより、紫外線の構造体内部への侵入を防ぐことが望ましい。逆にこれらの対策を採ることにより、有色ゲルコートの色選択の自由度や、繊維強化プラスチックの複雑な形状成形の自由度を活かして、従来のコンクリート製や金属製の製品にはない、極めて意匠性の高い表面を容易に実現することができ、外観上好ましい結果を得ることができる。例えば、表面をレンガ積み模様等の有色ゲルコート層で被覆することができる。
【0024】
繊維強化プラスチック製スキン材2a、2b間に介在する心材2dは、その表面を全てスキン材で覆うことができ、水分や紫外線等の侵入を完全に遮断することができる。心材2dの厚さt1 は、要求される防音性能や強度特性等に応じて適宜設定すればよい。
【0025】
本発明の防音壁用パネルは、その構造体本体下部に、建築物躯体への取付部4を有することができる。このことにより本発明の防音壁用パネルは、それ自身単独で建築物躯体に設置することができ、別に柱や桟を必要とする一般的な構造の防音壁に比べて、設置のための手数と時間を少なく抑えることができる。
【0026】
このとき、防音部の強度と剛性は、スキン材と心材からなるサンドイッチパネルの曲げ物性であるので、スキンの引張・圧縮物性ばかりでなく、心材のせん断物性の影響をも大きく受ける。従って、心材の材料に、軽量性を重視した材質を選択した場合、防音部の強度と剛性が低下するおそれがある。これを防ぐために、防音部の心材内に、相対する繊維強化プラスチック製スキン材を相互に接続する、繊維強化プラスチック製リブ2c(ウェブ)を設けることが望ましい。リブ2cを設けることにより、防音部の強度と剛性が心材のせん断物性の影響を受けなくなり、その結果前述の様に心材の材質を自由に選択することができる。
【0027】
このようなリブ2cについても、面体としての防音部2には主として横(幅)方向に強度と剛性を持たせればよいので、リブ2cの少なくとも一部が、たとえば、柱体3の延在方向に対して60°以上の傾きを持つ方向に延設されていることが好ましい。
【0028】
本発明の防音壁用パネルを構成する各部は、全て一体的に成形されていることが望ましい。一体的に成形することにより、組立接合のための手数と時間を省くことができるばかりでなく、高い強度を安定して発現させることが難しい接合部を無くすことによって、防音壁用パネル全体の強度を安定して発揮させることができ、ひいては無駄な部分のない軽量な防音壁用パネルとすることができる。
【0029】
本発明に係る防音壁用パネル1の製造方法としては、例えばハンドレイアップ法、オートクレーブ法等、一般的な繊維強化プラスチックの成形方法のいずれでも成形することができる。また、プルトルージョン法等の連続成形法により成形した各部材を、適当な寸法に切断の後、組立接合により成形することもできる。しかし、好ましくは、前述の一体的な成形が容易で、かつ繊維含有率を高めて軽量化を達成しやすい、いわゆるRTM法やRIM法、また、成型部位を減圧すると同時に注入樹脂の拡散材を配置する一体成型法(SCRIMP法)等、強化繊維を配置したキャビティー内に液体状のプラスチックを注入する成形法の採用が望ましい。
【0030】
また、防音壁用パネルを建築物躯体に取り付ける方法としては、上記実施態様におけるの締結金具による取付方法の他、例えば樹脂系接着剤を用いて取付部を建築物躯体に接着接合する、また、モルタル打ち込みにより取付部を埋設する等の方法も適用できる。
【0031】
前述したコンクリート構造物の部分的な剥離や小片の落下は、防音壁部のみでなく、建築物躯体そのものにも発生するおそれがある。防音壁と異なり、建築物躯体を取り換えることは容易ではない。しかし、このような剥離や落下は、建築物躯体そのものの強度や耐久性に影響を及ぼすものではないので、地上への落下を防ぐことにより、懸念される第3者への被害を防ぐことができる。本発明の防音壁用パネルには、建築物躯体から剥離したコンクリート小片の地上への落下を防ぐために、例えば図3に示すように、防音壁用パネル1の構造体本体の下部に、建築物躯体6の表面を覆うカバー7を取付ボルト8等を用いて着脱可能なように取り付けることができる。
【0032】
取付用アンカーボルトとしては、建築物躯体のコンクリート打ち込み時に既に埋設されているものであってもよく、建築物躯体の施工終了後に、穿孔することにより打ち込まれたもの、たとえばケミカルアンカーであってもよい。取付強度を確保するために、取付用アンカーボルトが、建築物躯体に対して少なくとも80mm以上の深さまで打ち込まれたM16以上の径のボルトであることが好ましい。
【0033】
また、図3に示すように、カバー7の取付方法を、防音壁用パネル1の構造体本体を建築物躯体6に取り付けたままで着脱可能な方法とすることにより、コンクリートの剥離発生の有無を容易に点検することができ、また必要であれば、補修を施すことも容易である。また例えば、鉄道高架橋に実施する場合、カバーを構造体本体の線路側にボルト締結によって取り付ける構造とすれば、着脱は可能でありながら、ボルト緩みは定期的な保線点検で発見することができ、また万一ボルト緩みが生じても、カバーが地上に落下することのない構造とすることもできる。
【0034】
前述のカバーの材質は特に限定されるものではないが、好ましくは本発明の防音壁用パネルと同じ繊維強化プラスチック製としておくことにより、軽量で着脱が容易で、かつ表面の意匠性に優れた、例えば外側表面がレンガ積み模様等の有色ゲルコート層で被覆されたカバーを実現できる。
【0035】
本発明の防音壁用パネルには、特に鉄道軌道ではその必要性が高い、信号用等のケーブルを敷設するために、例えば図4に示すように、防音壁用パネル1の構造体本体の背面に、トラフ9を一体的に固定することができる。トラフ9には、トラフ蓋10を取り付けることができる。トラフ9の材質や固定方法は、特に限定されるものではないが、好ましくは防音壁用パネル1と同じ繊維強化プラスチック製とすることにより、本体の軽量性を損うことなく、かつ一体成形による強固な固定とすることもできる。
【0036】
また、本発明の防音壁用パネルには、標識やキロポスト、勾配標といった道路や軌道に付帯する小構造物を取り付けるために、例えば図4に示すように、防音壁用パネル1の構造体本体の背面に、把持部11を一体的に固定することができる。把持部11の材質や固定方法は、特に限定されるものではないが、好ましくは防音壁用パネル1と同じ繊維強化プラスチック製とすることにより、本体の軽量性を損うことなく、かつ一体成形による強固な固定とすることもできる。
【0037】
図5は、本発明の別の実施態様に係る防音壁用パネル21を示している。本実施態様においては、防音部22は、平板状のパネルに構成されており、該防音部22は前述の図1に示したような、心材と心材の両面側に位置するスキン材とのサンドイッチ構造を有している。この防音部22に、本実施態様では金属製の柱体23が、防音部22と一体的に設けられている。柱体23は防音部22の下方まで延び、この延設部分が建築物躯体への取付部24に構成されている。防音部22内にリブを設ける場合には、柱体23の延在方向25に対して60°以上の傾きを持つ方向26に延設されることが好ましい。また、防音部22の繊維強化プラスチック製スキン材は、柱体23の延在方向25に対して60°以上の傾きを持つ方向に延びる連続強化繊維を含むことが好ましい。
【0038】
このように柱体23を金属で構成することも可能であり、柱体23を金属で構成することの利点は、繊維強化プラスチックで構成する場合に比べ、金属の方が一般的に同じ形状でも強度が勝るため、図示例の如く、防音壁の裏側に取付部などの突き出しを無くしたスペース効率の良い形状設計を容易に行えることにある。ただし、同じ重量あたりの強度は繊維強化プラスチックよりも一般に劣るため、重量は増加する。したがって、重量増加が問題ない程度に抑えられる場合には、金属製の柱体23とすることが好ましい。
【0039】
図6は、本発明のさらに別の実施態様に係る防音壁用パネル31を示している。本実施態様においては、防音部32の頂部に、内側(防音部32の背面側)に向けて延びる折り返し部33が設けられており、該折り返し部33が防音部32と一体に成形されている。このように内側に折返しのついた形状であっても、一体的に成形することができ、折り返し部33によって音が閉じ込められる効果があるので、防音効果が一層向上される。
【0040】
図7は、本発明のさらに別の実施態様に係る防音壁用パネル41を示している。本実施態様においては、隣接するパネル同士が部分的に重なり合うように、各防音壁用パネル41の防音部42の側端部に重ね合わせ部43が設けられている。重ね合わせ部43は、本実施態様では、防音部42におけるパネルの厚さを半分ずつにすることによって形成されており、重ね合わせ部43同士が重ね合わされることにより隣接する防音壁用パネル41同士の継ぎ目部が構成されるようになっている。この重ね合わせ部43同士間には、若干の隙間を形成しておき、その隙間に充填材、たとえば、スポンジやその他のシール材あるいはシール剤からなる充填材、さらにはその他の部材を配置してもよい。このように重ね合わせ部43同士が重ね合わせにより防音壁用パネル41同士の継ぎ目部を構成することにより、連接された一連の防音壁用パネル41による外観を向上し防音効果をさらに高めることが可能である。充填材を配置すれば、一層防音効果を高めることが可能となる。なお、図7における44は高架橋等の建築物躯体、45はアンカーボルト、46は取付用ナットをそれぞれ示している。
【0041】
図8は、図5に示したような防音壁用パネル51の高架橋等の建築物躯体52への取付構造例を示しており、とくに建築物躯体52用のカバー53を取り付けた場合を示している。たとえば、建築物躯体52にあらかじめ設けられたアンカーボルト54とナット55により防音壁用パネル51の取付部56が建築物躯体52が固定され、取付部56の外側にカバー53を配置し、その一部を建築物躯体52の上面へと差し込んで、カバー取付用アンカーボルト57とナット58によりこの部分も固定されている。
【0042】
【実施例】
実施例1
繊維強化プラスチック製スキン材の強化繊維として、防音部と取付部にガラス繊維0/90゜織物を、柱体部にガラス繊維0/±45゜多軸織物と炭素繊維0゜一方向織物を、またリブ部(ウェブ部)にガラス繊維0/±45゜多軸織物を配置し、各部の心材として30倍発泡硬質ポリウレタン発泡体を用いて、SCRIMP法により不飽和ポリエステル樹脂を含浸・硬化させることにより、図1に示すような高さが1525mm、幅が990mm、防音部の全厚さTが53mmの繊維強化プラスチック製防音壁用パネル1を得た。このとき、防音壁用パネル1の構造体本体の重量は、20.6kgであった。
【0043】
構造体本体を、図2に示すように、M16ケミカルアンカー5a、金属プレート5b、ナット5cを用いて、建築物躯体6に取り付けた。さらに、建築物躯体6を回転して防音壁用パネル1の防音部2が水平になるようにし、大型の万能試験機により、防音部2に鉛直上方から圧縮荷重を負荷したところ、荷重20kNで防音壁用パネルの柱体部3が破壊した。この荷重値は、防音部2の面積で除すると約13kN/m2 となり、風による入力に対しては十分な強度を有していることが判った。
【0044】
防音部2から200mm角の試験体を切り出し、ホワイトノイズに対する遮音性能を測定したところ、透過損失は13dBであった。なお、全厚さ100mmのコンクリートブロックに対して同様の測定を行った結果、透過損失は22dBであった。
【0045】
実施例2
繊維強化プラスチック製スキン材の強化繊維として、防音部の表側にガラス繊維チョップドストランドマット、ガラス繊維0/90°織物、炭素繊維0°織物をそれぞれ1プライずつ配置し、心材として30倍発泡硬質ポリウレタン発泡体、また、裏側のスキン材としてガラス繊維0/90°織物を1プライ配置し、さらに、柱体部と取付部を一体の100mm×50mmの矩形断面を有する肉厚2mmのSUS304製パイプとした繊維強化プラスチック製防音壁用パネルを、前述したSCRIMP法により不飽和ポリエステル樹脂を含浸させて成形した。なお、SUS304製パイプの内部に、不飽和ポリエステル樹脂が入らないように、パイプの開口部にはあらかじめフィルムによるシールを施した。このとき、炭素繊維0°織物の繊維方向は、柱体をなすSUS304製パイプの方向に対して90°の角度をなすこととし、また、それと同じ方向に、320mmピッチで4箇所にリブを配置した。リブの材質は、ガラス繊維0/±45°多軸織物とした。こうして得られた繊維強化プラスチック製防音壁用パネルは、防音部の高さが1600mm、両端の図7に示したような重なり部を含めた全幅が1040mm、取付部は防音部の下部に400mm突き出す形状となった。また、カバーを取り付けるための取付部として、裏側に130mm突出するSUS304製金具を取り付けた。この繊維強化プラスチック製防音壁用パネル本体の重量は、42kgであった。
【0046】
構造体本体を、M16ケミカルアンカーとナットを用いて、建築物躯体に取り付けた。さらに、建築物躯体を回転して防音部が水平になるようにし、大型の万能試験機により、防音部に鉛直上方から圧縮荷重を負荷した。荷重5kNまで負荷して除荷したところ、構造体本体には変化が見られなかった。また、荷重7kNまで負荷して除荷したしたところ、取付部のSUS304パイプに、わずかに塑性変形が認められた。7kNの荷重値を防音部の面積で除すると、約4.4kN/m2 となり、風による入力に対しては十分な強度を有していることが判った。透過損失に関しては、防音部の構成が実施例1とほぼ同じであるため、同様の性能であった。
【0047】
実施例3
既設の鉄道高架橋において、コンクリートブロック製防音壁をウォールカッターを用いて小さく切断して除去した後、実施例2に記載の繊維強化プラスチック製防音壁用パネルを、M16ケミカルアンカーとナットを用いて高架橋躯体に取り付けた。さらに、繊維強化プラスチック製防音壁用パネルの裏側に突出したカバー取付部を使用して、繊維強化プラスチック製カバーを取り付けた。なお、この繊維強化プラスチック製カバーの重量は12kgであった。
【0048】
工事に際しては、防音壁本体は2人で、カバーは1人で十分持てる重量であるので、吊り上げ用の重機は不要であり、作業員3人が乗ることのできる、ステージタイプの高所作業車1台のみで工事が可能であった。
【0049】
さらに、防音壁の裏側には、取付のためのスペースや作業のためのスペースを必要としない構造であるため、電車の運行を妨げることなく工事が可能であった。これらの要因により、安全、環境、効率上有利である、昼間工事が可能であり、工事にかかるトータル的な費用を低く抑えることができた。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の防音壁用パネルによれば、その主要構成部である防音部、さらには防音部と柱体部とが強度、延性のある繊維強化プラスチック製であるので、コンクリートのような脆性材料特有の小さな繰り返し入力による亀裂の進展を起こさなくなり、ひいては剥離の発生、小片の落下を防ぐことができる。また、コンクリートや鉄等の一般的な金属に比べて比強度が高く、防音壁として必要な強度を有したまま、大幅な軽量化を図ることができ、この結果高架橋などの設置場所においては吊り上げのための重機類の搬入が不要になる等、高所への設置を容易に行うことができる。さらに、その構造体本体下部に、建築物躯体への取付部を有することにより、それ自身単独で建築物躯体に設置することができ、別に柱や桟を必要とする一般的な構造の防音壁に比べて、設置のための手数と時間を少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る防音壁用パネルの正面方向から見た場合の全体斜視図である。
【図2】図1の防音壁用パネルを背面方向から見た場合の全体斜視図である。
【図3】本発明におけるカバーの取付構造の一例を示す部分断面図である。
【図4】本発明におけるトラフと把持部の構造の一例を示す全体斜視図である。
【図5】本発明の別の実施態様に係る防音壁用パネルの正面方向から見た場合の全体斜視図である。
【図6】本発明のさらに別の実施態様に係る防音壁用パネルの正面方向から見た場合の全体斜視図である。
【図7】本発明のさらに別の実施態様に係る防音壁用パネルの正面方向から見た場合の全体斜視図である。
【図8】図5に示した防音壁用パネルおよびカバーの取付状態の一例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
1 防音壁用パネル
2 防音部
2a、2b スキン材
2c リブ
2d 心材
3 柱体(部)
3a 柱体部のスキン材
3b 柱体部の心材
4 取付部
5a ケミカルアンカー
5b 金属プレート
5c ナット
6 建築物躯体
7 カバー
8 カバー取付ボルト
9 トラフ
10 トラフ蓋
11 把持部
21、31、41、51 防音壁用パネル
22、32、42 防音部
23 柱体
24、56 取付部
25 柱体の延在方向
26 リブまたは連続強化繊維の延設方向
33 折り返し部
43 重ね合わせ部
44、52 建築物躯体
45、54 アンカーボルト
46、55 取付用ナット
53 カバー
57 カバー取付用アンカーボルト
58 ナット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a soundproof wall panel used as a soundproof wall provided along a railway line or a road, for example, and more particularly to a soundproof wall panel made of fiber reinforced plastic and a method for mounting the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, concrete or metal soundproof walls have been installed mainly on the flat ground and elevated parts of railways and roads for the purpose of mitigating noise to local residents along the line. Since these materials are relatively heavy, a predetermined effect can be obtained in terms of the prevention of noise generated from railway vehicles and automobiles and the diffusion of noise on the principle of sound insulation by a large mass.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, because concrete and metal sound barriers are heavy, it is necessary to carry heavy equipment and dedicated installation machinery at the installation location for transport and installation, especially when the installation location is a railway viaduct. The problem is that it is difficult to bring a dedicated construction machine closer to the soundproof wall installation site from the track side, and even if it can be approached, the installation work is unavoidable due to the high altitude work from under the overhead. there were.
[0004]
In addition, as seen in recent peeling from concrete railway viaducts, concrete soundproof walls have problems of partial peeling and small pieces falling due to alkali embrittlement and aging.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to prevent noise or to diffuse it, to prevent the occurrence of peeling of small pieces, and to easily install even if the mounting location is high. An object of the present invention is to provide a soundproof wall panel and a mounting method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the soundproof wall panel of the present invention is a soundproof wall panel having a soundproof portion composed of at least a core material and a skin material located on both sides of the core material, and the skin material Is made of fiber reinforced plastic, and the ratio of the total thickness of the soundproofing part to the thickness of each skin material is in the range of 5: 1 to 50: 1, and the lower part of the soundproofing part is a building enclosure And is provided with ribs for connecting skin materials located on both sides of the core material .
[0007]
In this soundproof wall panel, it is possible to adopt a structure in which pillars supporting the soundproof part are provided on both sides of the soundproof part, and the pillar body can be formed integrally with the soundproof part. It can also be composed of metal.
[0008]
In this way, by constructing the soundproof wall panel using a skin material made of fiber reinforced plastic having a predetermined strength and ductility, it is possible to prevent cracks, peeling and falling peculiar to brittle materials such as concrete, A good soundproofing effect can be exhibited together with the core material held in between. In addition, the mounting work can be facilitated by the light weight specific to fiber reinforced plastics.
[0009]
The method for attaching the soundproof wall panel according to the present invention includes, for example, passing the attachment holes provided in the soundproof wall panel as described above through anchor bolts that are previously installed in the building frame, and further using nuts. It comprises a method characterized by fixing a soundproof wall panel to a building frame.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2 are overall perspective views of a soundproof wall panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a view seen from the front side, and FIG. 2 is a view seen from the back side. In actual installation, a plurality of soundproof wall panels 1 shown in the figure are provided side by side in the horizontal direction and the vertical direction to form a continuous soundproof wall. Which side is used as the vehicle traffic side depends on the application and installation location, but in the case of a railway vehicle, the back side is usually the vehicle traffic side.
[0011]
In the figure, a soundproof wall panel 1 according to the present invention includes a
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
[0015]
Further, when importance is attached to flame retardancy, it is also possible to use a highly flame retardant resin, for example, a phenol resin, as a matrix resin of the fiber reinforced plastic forming the
[0016]
The
[0017]
By adopting such a structure, it is only necessary to give the
[0018]
In this way, since the
[0019]
In this embodiment, the
[0020]
In addition, since the weight of the
[0021]
The soundproof wall panel according to this embodiment having the above configuration has the following effects.
Since the
[0022]
In addition, when the soundproof wall panel of the present invention is applied to an elevated part of a railway or a road, a structure installed at a high place is greatly reduced in weight. The seismic performance can be improved.
[0023]
Compared to metals such as iron and aluminum alloys, fiber reinforced plastics can be made more resistant to moisture and chemicals by appropriately selecting the plastic material, and maintenance such as anti-rust coating is not required. However, for UV rays, the plastic gradually deteriorates and the physical properties such as strength decrease, so if it is assumed to be used outdoors for a long time, the surface is covered with a colored gel coat layer or pigment. It is desirable to prevent ultraviolet rays from entering the structure by using plastics colored with dyes, toners, inks and the like. On the other hand, by taking these measures, it is possible to take advantage of the freedom of color selection of colored gel coat and the complexity of forming shape of fiber reinforced plastics, which is extremely unprecedented in conventional concrete and metal products. A highly functional surface can be easily realized, and favorable results in appearance can be obtained. For example, the surface can be covered with a colored gel coat layer such as a brickwork pattern.
[0024]
The
[0025]
The soundproof wall panel of the present invention can have a mounting
[0026]
At this time, since the strength and rigidity of the soundproofing part are the bending physical properties of the sandwich panel composed of the skin material and the core material, they are greatly influenced not only by the tensile and compression physical properties of the skin but also by the shearing physical properties of the core material. Therefore, when a material that places importance on lightness is selected as the material for the core material, the strength and rigidity of the soundproof portion may be reduced. In order to prevent this, it is desirable to provide a fiber reinforced
[0027]
Also with respect to such a
[0028]
It is desirable that all the parts constituting the soundproof wall panel of the present invention are integrally formed. The integral molding not only saves labor and time for assembly and joining, but also eliminates joints that are difficult to achieve high strength in a stable manner. Can be exhibited stably, and as a result, a lightweight soundproof wall panel having no useless parts can be obtained.
[0029]
As a method for manufacturing the soundproof wall panel 1 according to the present invention, any of general fiber-reinforced plastic molding methods such as a hand lay-up method and an autoclave method can be used. Moreover, each member shape | molded by continuous molding methods, such as a pultrusion method, can also be shape | molded by an assembly joining after cut | disconnecting to a suitable dimension. However, preferably, the above-mentioned integral molding is easy, and the fiber content is easily increased to achieve weight reduction, so-called RTM method or RIM method, and the injection resin diffusion material is simultaneously reduced in pressure at the molding site. It is desirable to adopt a molding method in which a liquid plastic is injected into a cavity in which reinforcing fibers are disposed, such as an integral molding method (SCRIMP method).
[0030]
Moreover, as a method of attaching the soundproof wall panel to the building frame, in addition to the mounting method by the fastening bracket in the above embodiment, for example, the attachment portion is bonded and bonded to the building frame using a resin adhesive, A method of embedding the attachment portion by mortar driving can also be applied.
[0031]
The above-described partial peeling of concrete structures and dropping of small pieces may occur not only in the soundproof wall but also in the building frame itself. Unlike the sound barrier, it is not easy to replace the building frame. However, such peeling or falling does not affect the strength and durability of the building housing itself, so preventing it from falling to the ground will prevent damage to third parties concerned. it can. In order to prevent the concrete piece peeled off from the building frame from falling onto the ground, the soundproof wall panel of the present invention has a structure at the lower part of the structure body of the soundproof wall panel 1 as shown in FIG. A
[0032]
The anchor bolts for mounting may be those that have already been embedded when the concrete of the building frame is driven, or those that have been driven by drilling after the construction of the building frame, for example, chemical anchors. Good. In order to secure the mounting strength, it is preferable that the mounting anchor bolt is a bolt having a diameter of M16 or more driven into the building housing to a depth of at least 80 mm or more.
[0033]
Further, as shown in FIG. 3, the
[0034]
The material of the cover is not particularly limited, but is preferably made of the same fiber-reinforced plastic as the soundproof wall panel of the present invention, so that it is lightweight, easy to attach and detach, and has excellent surface design. For example, a cover whose outer surface is covered with a colored gel coat layer such as a brickwork pattern can be realized.
[0035]
In order to lay a cable for signals, etc., which is highly necessary particularly on a railroad track, the soundproof wall panel of the present invention has a rear surface of the structure body of the soundproof wall panel 1 as shown in FIG. 4, for example. Moreover, the trough 9 can be fixed integrally. A
[0036]
The soundproof wall panel of the present invention has a structure body of the soundproof wall panel 1 as shown in FIG. 4, for example, for attaching small structures attached to roads and tracks such as signs, kiloposts, and slope marks. The holding part 11 can be integrally fixed to the back surface of the. The material and fixing method of the gripping part 11 are not particularly limited, but are preferably made of the same fiber reinforced plastic as the soundproof wall panel 1 so that the lightness of the main body is not impaired and is integrally formed. It can also be fixed firmly by.
[0037]
FIG. 5 shows a
[0038]
Thus, the
[0039]
FIG. 6 shows a
[0040]
FIG. 7 shows a
[0041]
FIG. 8 shows an example of a structure for mounting the
[0042]
【Example】
Example 1
[0043]
As shown in FIG. 2, the structure body was attached to the
[0044]
When a 200 mm square test piece was cut out from the soundproofing
[0045]
Example 2
Glass fiber chopped strand mat,
[0046]
The structure body was attached to the building frame using M16 chemical anchors and nuts. Furthermore, the building housing was rotated so that the soundproofing part was horizontal, and a compression load was applied to the soundproofing part from above vertically by a large universal testing machine. When unloading was performed with a load up to 5 kN, no change was observed in the structure body. Further, when the unloading was performed up to a load of 7 kN, a slight plastic deformation was observed in the SUS304 pipe of the mounting portion. When the load value of 7 kN is divided by the area of the soundproofing part, it becomes about 4.4 kN / m 2 , and it has been found that it has sufficient strength against wind input. Regarding the transmission loss, the configuration of the soundproof portion is almost the same as that of the first embodiment, and thus the same performance was obtained.
[0047]
Example 3
In the existing railway viaduct, after the concrete block soundproof wall is cut and removed by using a wall cutter, the fiber reinforced plastic soundproof wall panel described in Example 2 is used for the viaduct using the M16 chemical anchor and nut. Attached to the housing. Furthermore, the cover made from fiber reinforced plastic was attached using the cover attaching part protruded on the back side of the panel for soundproof walls made from fiber reinforced plastic. The weight of the fiber reinforced plastic cover was 12 kg.
[0048]
For construction work, the soundproof wall body is enough for two people and the cover is enough for one person, so no heavy lifting equipment is required, and a stage type aerial work platform that can accommodate three workers. Construction was possible with only one unit.
[0049]
Furthermore, since the rear side of the soundproof wall has a structure that does not require a space for installation or a space for work, construction was possible without hindering the operation of the train. Due to these factors, daytime construction is possible, which is advantageous in terms of safety, environment, and efficiency, and the total cost of construction can be kept low.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the soundproof wall panel of the present invention, the soundproofing part which is the main component, and further, the soundproofing part and the columnar part are made of fiber reinforced plastic having strength and ductility. Thus, it is possible to prevent the development of cracks due to small repetitive inputs peculiar to the brittle material, and to prevent the occurrence of peeling and the fall of small pieces. In addition, it has a higher specific strength than general metals such as concrete and iron, and can be significantly reduced in weight while maintaining the necessary strength as a soundproof wall. As a result, it is lifted at installation sites such as viaducts. It can be easily installed in high places, such as no need to carry in heavy machinery. Furthermore, by having an attachment part to the building frame at the bottom of the structure body, it can be installed on the building frame by itself, and a soundproof wall of a general structure that requires a separate pillar or crosspiece Compared to, it is possible to reduce the time and labor for installation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view of a soundproof wall panel according to an embodiment of the present invention as viewed from the front.
2 is an overall perspective view of the soundproof wall panel shown in FIG. 1 when viewed from the back. FIG.
FIG. 3 is a partial sectional view showing an example of a cover mounting structure according to the present invention.
FIG. 4 is an overall perspective view showing an example of a structure of a trough and a gripping part in the present invention.
FIG. 5 is an overall perspective view of a soundproof wall panel according to another embodiment of the present invention as viewed from the front.
FIG. 6 is an overall perspective view of a soundproof wall panel according to still another embodiment of the present invention when viewed from the front.
FIG. 7 is an overall perspective view of a soundproof wall panel according to still another embodiment of the present invention when viewed from the front.
8 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a mounting state of the soundproof wall panel and the cover shown in FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Panel for
3a Column body skin material 3b Column
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