JP2003072542A - 鉄道車両の騒音防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道車両の走行時に発生する騒音を低減させ
る。 【解決手段】 側面に窓４が設けられる車体２と、車体
２の下部に設けられて車体２を支持する台車９と、台車
９に回転自在に設けられるとともに、路盤１１上に敷設
されたレール１２上を転動する車輪１０とを備えてな鉄
道車両１の前記車体２側面の窓４の下の領域５の全体に
グラスウール等からなる吸音材３を貼着する。車輪１０
とレール１２との接触音、台車９に搭載される機器の音
等は、車体２側面と防音壁１３との間で多重反射され、
この反射の過程において車体２側面の窓４の下の領域５
の設けられている吸音材３によって吸音されることにな
り、防音壁１３を越えて伝播する騒音のレベルを低減さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両の騒音防
止構造に関し、特に、鉄道車両の走行時に発生する音
（車輪とレールとの接触音、台車に搭載されている機器
が発する音、台車付近の空力音等）を遮音、吸音する機
能を備えた鉄道車両の騒音防止構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄道車両は、内部に客室が設け
られる箱体状の車体と、車体の下部に設けられて車体を
支持する台車と、台車に回転自在に設けられるととも
に、路盤上に敷設されたレール上を転動する車輪とを備
えており、台車には車輪を回転自在に支持する軸受、車
輪を回転駆動させる駆動モータ、駆動モータの回転を制
御する制御器等の機器が搭載されるようになっている。

【０００３】このような構成の鉄道車両にあっては、レ
ール上を走行する際に、車輪とレールとの接触音、台車
に搭載されている機器（軸受、駆動モータ、制御器等）
が発する音、台車付近の空力音（風切音）等の騒音が発
生するため、それらを除去又は軽減する騒音防止対策を
採らなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種の騒音防
止対策として、車体側面の下端部にスカートを設け、こ
のスカートによって車体下部の露出部（台車等）を囲む
方法、さらにそのスカートの内側に吸音材を設け、スカ
ートの内側を吸音構造にする方法等が採用されている。

【０００５】前記前者の方法は、台車のキャビティ構造
を解消し、台車付近の空力音（風切音）を低減すること
ができ、また、台車付近から発生する音を遮音すること
もできるものである。しかし、発生する音を遮音するだ
けで吸音することができないため、騒音防止効果が小さ
い。

【０００６】前記後者の方法は、台車側方のスカートの
内側を吸音構造としているので、発生する音を遮音する
ことができるとともに、吸音構造によりスカートと車体
とによって囲まれた部分で反響する音を吸音することも
できるものである。しかし、吸音面積が小さいために、
騒音防止効果が小さい。

【０００７】さらに、前記前者及び前記後者の方法で
は、構造上、スカートで車体下部の露出部を完全に囲む
ことはできず、スカートの下端と路盤との間に所定の間
隙を設けなければならないので、その間隙を介してスカ
ートの内側の部分で遮音、吸音しきれなかった音が漏れ
出てしまい、付近の住民に騒音公害が及ぶことになる。

【０００８】一方、スカートの内側の部分から漏れ出た
音を遮音するため、路盤の端部に車体の側面と所定の間
隔をおいて対向する防音壁を一体に立設した方法が採用
されている。

【０００９】このような方法にあっては、スカートと、
スカートの内側の吸音構造とによって車輪とレールとの
接触音、台車に搭載されている機器（軸受、駆動モー
タ、制御器等）が発する音、台車付近の空力音（風切
音）等の騒音を遮音、吸音することができ、また、スカ
ートの内側から漏れ出た音を防音壁によって遮音するこ
とができるものである。

【００１０】しかし、防音壁は、窓からの景観を確保す
るために車体の窓よりも低く形成されているため、防音
壁と車両との間で多重反射する音を完全に遮音すること
ができず、一部の音が防音壁を越えてしまい、付近の住
民に騒音公害が及んでしまう。

【００１１】本発明は、前記のような従来の問題に鑑み
なされたものであって、車輪とレールとの接触音、台車
に搭載されている機器（軸受、駆動モータ、制御器等）
が発する音等の騒音を確実に遮音、吸音することができ
て、付近の住民に騒音公害が及ぶのを防止できる鉄道車
両の騒音防止構造を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、以下のような手段を採用している。す
なわち、本発明は、側面に窓が設けられる車体と、該車
体の下部に設けられて該車体を支持する台車と、該台車
に回転自在に設けられるとともに、路盤上に敷設された
レール上を転動する車輪とを備えてなり、前記車体側面
が前記路盤に立設された防音壁と対向する鉄道車両の騒
音防止構造において、前記車体の少なくとも一方の側面
の窓の下の領域又は窓の上の領域の少なくとも何れか一
方の領域に吸音材を設けたことを特徴とする。この発明
による鉄道車両の騒音防止構造によれば、車輪とレール
との接触音、台車に搭載されている機器（軸受、駆動モ
ータ、制御器等）が発する音等の騒音は、防音壁と車体
の少なくとも一方の側面との間で多重反射され、車体の
少なくとも一方の側面の窓の下の領域又は窓の上の領域
の少なくとも何れか一方の領域に設けられている吸音材
によって吸音されることになる。

【００１３】また本発明は、請求項１記載の鉄道車両の
騒音防止構造において、前記車体の少なくとも一方の側
面の窓のない領域に吸音材を設けたことを特徴とする。
この発明による鉄道車両の騒音防止構造によれば、車輪
とレールとの接触音、台車に搭載されている機器（軸
受、駆動モータ、制御器等）が発する音等の騒音は、防
音壁と車体側面との間で多重反射され、車体の少なくと
も一方の側面の窓の下の領域又は窓の上の領域の少なく
とも何れか一方の領域に設けられている吸音材によって
吸音されるとともに、車体の少なくとも一方の側面の窓
のない領域に設けられている吸音材によっても吸音され
ることになる。さらに、前記車体における吸音材が設け
られた領域のスカートにも同様の吸音材を設け、これに
より、車体の側方への反射を確実に抑制するようにした
ものである。なお、吸音材に代えて、前記車体またはス
カート自体に吸音性を持った材料を用いるようにしても
よい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１及び図２には、この発明
による鉄道車両の騒音防止構造の第１の実施の形態に示
されていて、この鉄道車両の騒音防止構造は、側面に窓
４が設けられる箱体状の車体２と、車体２の下部に設け
られて車体２を支持する台車９と、台車９に回転自在に
設けられるとともに、路盤１１上に敷設されたレール１
２上を転動する車輪１０と、台車９に搭載される車輪１
０を支持する軸受（図示せず）、車輪１０を回転駆動さ
せる駆動モータ（図示せず）、駆動モータを制御する制
御器（図示せず）等の機器とを備えてなる鉄道車両１に
適用したものである。

【００１５】路盤１１の端部には車体２の側面２ａと所
定の間隔をおいて対向する防護壁１３が一体に立設さ
れ、この防護壁１３は、車体２の窓４からの景観を確保
するために車体２の側面の窓４よりも低く形成されてい
る。具体的には、防音壁１３の高さはＲＬ（レールレベ
ル）から約２０００ｍｍ、車体２の窓４の下までの高さ
はＲＬから２０００〜２３００ｍｍに設定されている。
ただし、この数値に限定する必要はなく、上記の条件
（防音壁１３が車体２の側面の窓４よりも低い）を満た
せば良いものである。

【００１６】鉄道車両１の車体２の側面２ａの下端部に
は帯板状のスカート８が一体に設けられ、このスカート
８によって車体２の下部に設けられている台車９、台車
９に搭載される駆動モータ等の機器、車輪１０等の側面
開口部が包囲されるようになっている。この場合、スカ
ート８の先端と路盤１１との間には、走行安全上及びメ
ンテナンス上の理由等から所定の間隙が設けられてい
る。

【００１７】スカート８の内面側の全体、及び車体２の
下面側の全体には吸音材３が接着剤等により貼着され、
または、車体を構成する材料自体に吸音性能を持ったも
の（例えば吸音を有する多孔質のアルミニウム材）が使
用され、その部分に吸音構造が構成されるようになって
いる。吸音材３は、例えば、グラスウールや石膏ボード
などの孔質の薄板であって、入射する音のエネルギーを
吸収し、反射を低減させる機能を有するものである。

【００１８】車体２の側面の窓４の下の領域５（スカー
ト８の外面を含む）の全体には吸音材３が接着剤等によ
り貼着され、または、車体を構成する材料自体に吸音性
能を持ったものが使用され、その部分に吸音構造が構成
されるようになっている。この吸音材３は、スカート８
の内面側の吸音材３と同一の構成を有するものであっ
て、入力する音のエネルギーを吸収し、反射を低減させ
るようになっている。なお、吸音材３として適用される
材料の具体例は、この実施形態に限定されるものではな
く、吸収すべき騒音の周波数、車両に付加することが許
容される重量、車両への取り付けの難易、あるいは、高
速で走行する車両に確実に取り付けることのできる強度
などに応じて各種の材料を用いることができるのはもち
ろんである。

【００１９】そして、上記のような構成の鉄道車両１を
レール１２上を走行させると、車輪１０とレール１２と
の接触音、台車９に搭載されている機器（軸受、駆動モ
ータ、制御器等）が発する音、台車９付近の空力音等の
騒音が発生する。これらの騒音は、車体２の下端部のス
カート８によって遮音されるとともに、スカート８の内
側の空間内において、スカート８の内面、車体２の下
面、路盤１１の上面等に入射して反射し、スカート８の
内面側の吸音材３、及び車体２下面側の吸音材３によっ
て吸音される。しかし、スカート８の内側の空間内にお
ける吸音面積は小さいので、全ての音を吸収することは
できず、吸収できなかった音がスカート８と路盤１１と
の間の間隙を介してスカート８から漏れ出ることにな
る。

【００２０】そして、スカート８から漏れ出た音は、防
音壁１３と車体２側面２ａとの間で多重反射して増幅さ
れ、この多重反射の過程において車体２の側面２ａの窓
４の下の領域５に設けられている吸音材３に入射し、音
のエネルギーが吸収され、反射が低減される。

【００２１】従って、防音壁１３を越えて伝播する音の
レベルを十分に低減させることができるので、付近の住
民に騒音公害を及ぼす虞はなくなる。

【００２２】図３及び図４には、本発明による鉄道車両
の騒音防止構造の第２の実施の形態が示されていて、こ
の実施の形態に示す鉄道車両の騒音防止構造は、車体２
の側面２ａの窓４の上の領域６に吸音材３を設け、その
部分に吸音構造を構成したものであって、その他の構成
は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。

【００２３】そして、この実施の形態においては、防音
壁１３と車体２とによって囲まれた空間を越えた位置で
反射する音を、車体２の側面２ａの窓４の上の領域６に
設けた吸音材３によって吸音することができることにな
る。

【００２４】すなわち、車輪１０とレール１２との接触
音、台車９に搭載されている機器（軸受、駆動モータ、
制御器等）が発する音等は、最初はある程度の指向性を
もつが、スカート８の内面、又は車体２の下面と路盤１
１との間で反射することにより指向性がなくなり、全方
位的に拡散すると考えられる。そして、拡散した音の中
には、防音壁１３に達する途中に路盤１１で反射する音
もあると考えられる。路盤１１で反射すると、見かけ
上、音源が防音壁１３側に近づいたような音源の像がで
き、防音壁１３での反射角が大きくなり、防音壁１３と
車体２側面とによって挟まれた空間を越えた位置で反射
する音もある。このような音に対しては、車体２側面の
窓４の下の領域５を越えた範囲を吸音することが有効で
ある。そこで、車体２側面の窓４の上の領域６に吸音材
３を設けて吸音構造を構成し、防音壁１３と車体２とで
挟まれた空間を越えた位置で反射する音を吸収するよう
にしたものである。

【００２５】従って、防音壁１３と車体２側面２ａとに
よって挟まれた空間を越えた位置で反射する音を、車体
２側面の窓４の上の領域６の吸音材３によって吸音する
ことができるので、防音壁１３を越えて伝播する音のレ
ベルを十分に低減させることができることになり、付近
の住民に騒音公害を及ぼす虞がなくなる。

【００２６】図５及び図６には、この発明による鉄道車
両の騒音防止構造の第３の実施の形態が示されていて、
この鉄道車両の騒音防止構造は、車体２側面２ａの窓の
ない領域７の全体に吸音材３を接着剤等により貼着し、
または、車体２を構成する材料自体に吸音性能を持った
ものを使用し、その部分に吸音構造を構成したものであ
って、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すもの
と同様である。

【００２７】そして、この実施の形態による鉄道車両の
騒音防止構造にあっては、車輪１０とレール１２との接
触音、台車９に搭載されている機器（軸受、駆動モー
タ、制御器等）が発する音等は、防音壁１３と車体２側
面２ａとの間で多重反射して増幅され、その過程におい
て吸音材３に入射することにより吸音されることにな
る。また、防音壁１３と車体２側面２ａとによって挟ま
れた空間を越えた位置で反射する音は、反射の過程にお
いて吸音材３に入射することにより吸音されることにな
る。

【００２８】従って、防音壁１３を越えて伝播する音の
レベルを十分に低減させることができるので、付近の住
民に騒音公害を及ぼす虞がなくなる。

【００２９】なお、前記第１の実施の形態においては、
車体２側面２ａの窓４の下の領域５に吸音材３を設け、
前記第２の実施の形態においては、車体２側面２ａの窓
４の上の領域６に吸音材３を設け、前記第３の実施の形
態においては、車体２側面２ａの窓のない領域７に吸音
材３を設けたが、車体２側面の窓４の下の領域５及び窓
４の上の領域６の両方に吸音材３を設けても良いもので
あり、その場合には第１の実施の形態に示す効果と第２
の実施の形態に示す効果の両方が得られるものである。
また、窓４の下の領域５、窓４の上の領域６、及び窓４
のない領域７に吸音材３を設けても良いものであり、そ
の場合には第１の実施の形態の効果、第２の実施の形態
効果、及び第３の実施の形態の効果が得られるものであ
る。

【００３０】図７は、鉄道車両が走行している時の騒音
をレールに近い位置（２ｍ離れた位置）で測定した結果
である。この結果から、鉄道車両が通過する際の騒音レ
ベルはサイン波に近くなることが分かる。なお、波長λ
は、ほぼ鉄道車両の長さに対応している。

【００３１】波形の山となる範囲１の部分は鉄道車両の
連結部に対応する部分であり、この範囲１においては、
車輪とレールとの接触音、台車に搭載されている機器
（軸受、駆動モータ、制御器等）が発する音、台車付近
の空力音（風切音）等が主な騒音となる。また、波形の
谷となる範囲２の部分は鉄道車両の長手方向の中央部に
対応する部分であり、この範囲２においては、車輪とレ
ールとの接触音が主な騒音となる。

【００３２】そして、この発明による第１、及び第２の
実施の形態による鉄道車両の騒音防止構造によれば、主
として範囲２に発生する騒音レベルを低減することがで
き、鉄道車両が通過する際の音エネルギーを低減させる
ことができる。また、この発明による第３の実施の形態
による鉄道車両の騒音防止構造によれば、主として範囲
１に発生する騒音レベルと低減することができ、鉄道車
両が通過する際の音エネルギーを低減させることができ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉄道車両の走行時に発生する各種の音は、防音壁と車体
側面との間で多重反射して増幅され、この多重反射の過
程において車体の側面の窓の下の領域の吸音材又は窓の
ない領域の吸音材によって吸音されることになる。ま
た、鉄道車両の走行時に発生する各種の音が防音壁と車
体側面とによって挟まれた空間を越えた位置で反射した
場合には、その音は、車体側面の窓の上の領域の吸音材
又は窓のない領域の吸音材によって吸音されることにな
る。従って、防音壁を越える騒音のレベルを十分に低減
することができるので、周辺の住民に騒音公害を及ぼす
虞はなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による鉄道車両の騒音防止構造の第１
の実施の形態を示した正面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 本発明による鉄道車両の騒音防止構造の第２
の実施の形態を示した正面図である。

【図４】 図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】 本発明による鉄道車両の騒音防止構造の第３
の実施の形態を示した正面図である。

【図６】 図５のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】 鉄道車両の走行時の騒音レベルと時間との関
係を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 鉄道車両 ２ 車両 ３ 吸音材 ４ 窓 ５、６、７ 領域 ９ 台車 １０ 車輪 １１ 路盤 １２ レール １３ 防音壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久住 健一 東京都渋谷区代々木二丁目２番２号 東日 本旅客鉄道株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に窓が設けられる車体と、該車体の
   下部に設けられて該車体を支持する台車と、該台車に回
   転自在に設けられるとともに、路盤上に敷設されたレー
   ル上を転動する車輪とを備えてなり、前記車体側面が前
   記路盤に立設された防音壁と対向する鉄道車両の騒音防
   止構造において、 前記車体の少なくとも一方の側面の窓の下の領域又は窓
   の上の領域の少なくとも何れか一方の領域に吸音材を設
   けたことを特徴とする鉄道車両の騒音防止構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の鉄道車両の騒音防止構造
   において、 前記車体の少なくとも一方の側面の窓のない領域に吸音
   材を設けたことを特徴とする鉄道車両の騒音防止構造。
3. 【請求項３】 請求項１記載の鉄道車両の騒音防止構造
   において、 前記鉄道車両の走行方向に沿って、連結部から、窓が存
   在する領域に至る範囲の側面全面に吸音材を設けたこと
   を特徴とする鉄道車両の騒音防止構造。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄
   道車両の騒音防止構造において、 前記車体における吸音材が設けられた領域のスカートに
   も同様の吸音材を設けたことを特徴とする鉄道車両の騒
   音防止構造。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の鉄
   道車両の騒音防止構造において、前記車体またはスカー
   トを構成する部材に設けられた吸音材に代えて、前記車
   体またはスカートの構成材料として、吸音性能を有する
   材料を用いたことを特徴とする鉄道車両の騒音防止構
   造。