JP2007001375A - 吸音構造パネルを備えた鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されることがなく、高速走行時において新たな空力音を発生させることなく時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両の車両下部から発生する走行騒音を高い吸音率で吸音でき、これにより、高い騒音低減効果が得られる吸音構造パネルを備えた鉄道車両を提供する。
【解決手段】 鉄道車両の車体の下部両側に設けられたサイドスカートの内側面に車両の下部から発生する騒音を吸音する吸音構造パネル２０を設ける。この吸音構造パネル２０は、ハニカムコア材２２を、多数の開孔２６ａが形成された表面板２６と、裏面板２８とにより挟んでなる。吸音構造パネル２０は、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上となるように形状設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鉄道車両に関し、更に詳しくは、新幹線等の高速移動列車の走行時に発生する騒音を効果的に吸音することができる吸音構造パネルを備えた鉄道車両に関する。

一般に、鉄道車両は、内部に客室が設けられる箱状の車体と、車体の下部に設けられて車体を支持する台車と、台車に回転可能に設けられると共に、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機器等が搭載されるようになっている。

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両の各部から走行騒音が発生するため、それらを軽減するための騒音防止対策を講じなければならない。特に新幹線のような超高速移動列車では、時速３００ｋｍを超える高速走行を実現するために、走行騒音を低減し沿線環境との調和を図ることが重要な課題となっている。

ところで、このような走行騒音の音源は、集電系音、車両上部音、車両下部音、構造物音等に分類することができる。集電系音には、架線とパンタグラフとの摩擦接触音やパンタグラフから発生する空力音等が含まれ、車両下部音には、車輪とレールとの接触によって発生する転動音、台車に搭載されている機器（軸受、駆動モータ、制御器等）が発生する機械音、台車付近の空力音等が含まれる。

従来、新幹線における騒音防止対策としては、コンクリートなどから成る防音壁を線路沿いに設置する等の措置を講じており、上記走行騒音の中で車両下部音は、鉄道軌道沿いに設けられる防音壁に隠れているため、走行騒音全体に対する影響度は相対的に見て大きくないとされていた（防音壁につき、例えば、下記特許文献１、２参照）。しかし、低騒音パンタグラフの開発・改良等により集電系音が低減されてきた結果、車両下部音の影響度が相対的に大きくなりつつあり、その対策の重要性が増してきている。

環境基本法においては、新幹線鉄道騒音に係る基準として、線路側方２５ｍで７５ｄＢＡという環境基準が定められている。時速３６０ｋｍで走行する世界最高速の新幹線の開発が進められているが、現状の車両では、時速３６０ｋｍで走行した場合、車両下部音が大きくなり上記環境基準を満足することができないため、より騒音低減効果の高い対策を講じる必要がある。

このような事情に鑑み、車体模型に種々の吸音材（焼結不織布タイプ、スリット式共鳴タイプ、背後空気層タイプ、多孔板小開タイプなど）を貼り付けて、それによる騒音低減効果を調査する研究がなされている（下記非特許文献１参照）。また、鉄道車両の車体下部にグラスウール等の吸音材を貼着して、防音壁を超えて伝播する騒音のレベルを低減させる方法も提案されている（例えば、下記特許文献３参照）。

特開２００４−２１１３３０号公報 特開２００４−１３２０６２号公報 特開２００３−７２５４２号公報 騒音制御、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．５、２００４年、３４９項〜３５５項

図１３は、上記非特許文献１において種々の吸音材の騒音低減効果の調査結果として示されたもので、（ａ）は高速走行時に各吸音材から発生する空力音の測定結果を、（ｂ）は空気流中における各吸音材の平均吸音率の計算結果を示すものである。図１３（ａ）から分かるように、焼結不織布タイプは表面にアルミ繊維が露出しているため、時速３６０ｋｍでの走行時にその凹凸により７０ｄＢ以上の新たな空力音が発生するという問題がある。また、アルミ繊維が露出しているため雨天時には吸水しやすく、吸水すると吸音率が大幅に低下するという問題がある。このため、吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されやすいという問題がある。さらに、その繊維の一部が大気中に飛散し、別の環境問題を招く虞があるという問題がある。

また、スリット式共鳴タイプ、背後空気層タイプは、表面に大きな凹凸が露出しているため、図１３（ａ）から分かるように、時速３６０ｋｍでの走行時に広い周波数域において７５ｄＢ以上の新たな空力音を発生させてしまい、騒音低減装置としての機能を果たせなくなるという問題がある。

また、図１３（ａ）から分かるように、多孔板小開タイプは、空力音が発生しにくく、無風時（停止時）には、高い吸音効果が得られるが、同図（ｂ）から分かるように、走行時には吸音効果が大幅に低下し、吸音材としての機能が大幅に低下してしまうという問題がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みて創案されたものであり、吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されることがなく、高速走行時において新たな空力音を発生させることなく時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両の車両下部から発生する走行騒音を高い吸音率で吸音でき、これにより、高い騒音低減効果が得られる吸音構造パネルを備えた鉄道車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、車体と、該車体の下部に設けられ車体を支持する台車と、該台車に回転可能に支持されレール上を転動する車輪と、前記車体の下部両側に前記台車及び車輪の周辺を覆うように設けられたサイドスカートと、を備えた鉄道車両において、前記サイドスカートの内側面に、走行時に前記台車及び車輪から発生する騒音を吸音する吸音構造パネルを設け、該吸音構造パネルは、内部に空気室をもち両側が開口した筒状の壁体を有するハニカムセルがその壁体を介して隣接するように複数配列されて構成されたハニカムコア材と、該ハニカムコア材の反サイドスカート側の面を覆いハニカムコア材の内外を連通する複数の開孔が形成された表面多孔板と、前記ハニカムコア材の他面を覆う裏面板と、を有する、ことを特徴とするものである。

第２の発明は、上記第１の発明において、前記ハニカムコア材は、前記表面多孔板側から順に配置された第１ハニカムコア材と第２ハニカムコア材とからなり、前記吸音構造パネルは、第１ハニカムコア材と第２ハニカムコア材の間に挟持され第１ハニカムコア材と第２ハニカムコア材の空気室を相互に連通する複数の開孔が形成された中間多孔板を有する、ことを特徴とするものである。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記吸音構造パネルは、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上であり、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上である、ことを特徴とするものである。

第４の発明は、上記第１の発明において、前記表面多孔板は、板厚が１ｍｍ以下であり、開孔の直径が前記ハニカムセルの開口幅より小さく、開孔率が５〜１２％であり、前記ハニカムコア材は、その厚さが３４〜５０ｍｍである、ことを特徴とするものである。

第５の発明は、上記第２の発明において、前記表面多孔板は、板厚が１ｍｍ以下であり、開孔の直径が前記ハニカムセルの開口幅より小さく、開孔率が５〜１２％であり、前記第１ハニカムコア材と前記第２ハニカムコア材は、その厚さの合算値が３４〜５０ｍｍであり、前記中間多孔板は、その開孔率が２〜１０％である、ことを特徴とするものである。

第６の発明は、上記第１〜第５の発明において、前記車体の側面と前記サイドスカートの外側面に、前記吸音構造パネルと同様の吸音構造パネルを更に設けた、ことを特徴とするものである。

上記第１及び第２の発明によれば、鉄道車両の台車と車輪から発生する騒音を吸音する吸音構造パネルをサイドスカートの内側面に設けたので、鉄道車両の走行時に車輪から発生する転動音や台車から発生する機械音等の走行騒音は、吸音構造パネルにより吸音されるため、車両の外部に放出される騒音レベルを低減して、沿線に広がる騒音を低減することができる。

また、吸音構造パネルは、ヘルムホルツ共鳴を利用したハニカム吸音パネルであるので、騒音の減衰効果が高く、高い吸音率を得ることができる。また、騒音の減衰作用をなす部位（空気室）は、吸音構造パネルの内部にあり、吸水し難い構造であるため、雨天時においても焼結不織布タイプの吸音材のように吸水して吸音率が低下することがない。このため、吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されることがない。しかも、吸音構造パネルの表面は、表面多孔板で覆われており、表面に大きな凹凸が露出していないので、高速走行時に新たな空力音を発生することがない。

上記第３の発明によれば、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両の下部（車輪、台車）から発生する騒音は、５００〜２５００Ｈｚ付近であるので、吸音構造パネルを、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上となり、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上となるように、表面多孔板の開孔率やハニカムセルの空気室の体積を調整することにより、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両下部からの走行騒音を効果的に吸音することができ、高い騒音低減効果を得ることができる。

上記第４及び第５の発明によれば、吸音構造パネルの表面多孔板、ハニカムコア材、中間多孔板の形状を適切に設定することにより、５００〜２５００Ｈｚでの吸音率を高めて、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両下部からの走行騒音を効果的に吸音することができ、高い騒音低減効果を得ることができる。

上記第６の発明によれば、車体の側面とサイドスカートの外側面にも吸音構造パネルを設けたので、サイドスカートの下部と路盤との間から漏れ出た騒音が、線路沿いに設置された防音壁で反射してその反射波が車両に戻ってきても、吸音構造パネルにより反射波を減衰して騒音を吸音する。このため、車両と防音壁との間での騒音の多重反射が抑制され、防音壁を超えて沿線側に広がる騒音を低減することができる。

つまり、本発明によれば、吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されることがなく、高速走行時において新たな空力音を発生させることなく、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両の車両下部から発生する走行騒音を高い吸音率で吸音でき、これにより、高い騒音低減効果が得られる、等の優れた効果が得られる。

したがって、本発明によれば、環境基準法において定められた新幹線鉄道騒音に係る基準に適合する鉄道車両を提供することができ、時速３６０ｋｍで走行する新幹線の開発に多大なる貢献を果たすことが期待できる。

以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る吸音構造パネルを備えた鉄道車両（以下、単に「鉄道車両」ということがある。）の断面図であり、この鉄道車両１０は、内部に客室１２ａが設けられた車体１２と、車体１２の下部に設けられ車体１２を支持する台車１４と、台車１４に回転可能に支持され路盤１上に敷設されたレール２上を転動する車輪１６と、を備え、台車１４には車輪１６を回転自在に支持する軸受（図示せず）が内蔵され、台車１４が電動車台車である場合は、さらに、車輪１６を回転駆動させる駆動モータ（図示せず）、駆動モータの回転を制御する制御機器（図示せず）等が搭載されるようになっている。

また、車体１２の下部両側には、車体１２の前後方向の全体に亘って、台車１４及び車輪１６の周辺を覆って車体１２下部の露出部を囲むサイドスカート１８が設けられている。このサイドスカート１８の下端と路盤１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隔が設けられている。また、路盤１の端部には、車体１２から所定間隔をおいて対向するコンクリート製の防音壁３が、線路沿いに立設されている。

図１に示すように、サイドスカート１８の内側面には、台車１４及び車輪１６から発生する騒音を吸音する吸音構造パネル２０が設けられている。図２は、吸音構造パネル２０の構造の一例を示すもので、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。図２に示すように、この吸音構造パネル２０は、ハニカムコア材２２と、このハニカムコア材２２の両面を覆って挟む表面多孔板２６及び裏面板２８とから構成されている。ハニカムコア材２２は、多数のハニカムセル２３からなる。ハニカムセル２３は、内部に空気室をもち両側が開口する筒状の壁体２３ｂを有している。そして、ハニカムコア材２２は、この多数のハニカムセル２３がその壁体２３ｂを介して隣接するように面状に配列されて構成されている。表面多孔板２６には、ハニカムコア材２２の内外（つまり、外部と空気室２３ａ）を連通する多数の開孔２６ａが形成されている。この開孔２６ａは、多数のハニカムセル２３の各空気室２３ａに対応して多数形成されている。このようなハニカムコア材２２、表面多孔板２６、裏面板２８は、例えば、アルミニウム、チタン等の軽合金や炭素強化繊維等の材料により構成される。

また、図３は、吸音構造パネル２０の他の一例を示すもので、（Ｂ）は、（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。図３に示すように、ハニカムコア材２２、表面多孔板２６及び裏面板２８を有する構成は、図２に示したハニカム構造パネル２０と同様であるが、二重ハニカム構造となっている点で異なる。すなわち、この例のハニカムコア材２２は、表面多孔板２６側から順に配置された第１ハニカムコア材２２Ａと第２ハニカムコア材２２Ｂとから構成され、さらに、第１ハニカムコア材２２Ａと第２ハニカムコア材２２Ｂの間に中間多孔板３０を有している。中間多孔板３０は、第１ハニカムコア材２２Ａと第２ハニカムコア材２２Ｂの空気室を相互に連通する複数の開孔３０ａが形成されている。

このように構成された吸音構造パネル２０では、騒音が表面多孔板２６の開孔２６ａを通じてハニカムセル２３の空気室２３ａに入射してハニカムコア材２２がヘルムホルツ共振を起こして振動することにより、音のエネルギーを減衰して騒音を吸音するようになっている。すなわち、吸音構造パネル２０は、ヘルムホルツ共振を利用したハニカム吸音パネルである。そして、表面多孔板２６の板厚ｔ１、開孔２６ａの大きさｄ、開孔率、ハニカムコア材２２（第１ハニカムコア２２Ａ、第２ハニカムコア２２Ｂ）の厚さｈ、ｈ１、ｈ２、ハニカムセル２３の開口幅ｗ、ｗ１、ｗ２、中間多孔板３０の板厚ｔ２、開孔率を吸収したい騒音の周波数範囲に合わせて設定することにより、その範囲の周波数の騒音を効率的に吸音して、騒音低減効果を得ることができる。なお、ハニカムセル２３の「開口幅」とは、ハニカムセル２３を構成する壁体２３ｂのうち対向する壁体間の距離をいう。

時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両の下部（車輪、台車）から発生する騒音は、５００〜２５００Ｈｚ付近である。したがって、吸音構造パネル２０を、かかる周波数範囲での吸音率が最適となるように、形状設定することにより、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両下部からの走行騒音を効果的に吸音することができ、高い騒音低減効果を得ることができる。本実施形態における吸音構造パネルは、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上となり、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上となるように、表面多孔板２６の板厚ｔ１、開孔２６ａの大きさｄ、開孔率、ハニカムコア材２２（第１ハニカムコア２２Ａ、第２ハニカムコア２２Ｂ）の厚さｈ、ｈ１、ｈ２、ハニカムセル２３の開口幅ｗ、ｗ１、ｗ２、中間多孔板３０の板厚ｔ２、開孔率が設定されている。

そして、本実施形態による鉄道車両１０では、このように構成された吸音構造パネル２０が、表面多孔板２６が車輪１６と所定間隔をおいて対向するようにサイドスカート１８の内側面に取り付けられている。この吸音構造パネル２０は、サイドスカート１８の内側面の全面に取り付けることが好ましい。

上記構成の鉄道車両１０がレール２上を走行すると、車輪１６とレール２との接触により発生する転動音、台車１４に搭載されている機器（軸受、駆動モータ、制御器等）が発生する機械音、台車１４付近の空力音等の走行騒音が発生する。鉄道車両が時速３６０ｋｍで走行する場合、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚ付近の走行騒音が発生するが、本実施形態に係る鉄道車両１０によれば、吸音構造パネル２０がサイドスカート１８の内側面に設けられているので、上記走行騒音は、吸音構造パネル２０により吸音されるため、車両の外部に放出される騒音レベルを低減して、沿線に広がる騒音を低減することができる。

また、この鉄道車両１０によれば、吸音構造パネル２０は、ヘルムホルツ共鳴を利用したハニカム吸音パネルであるので、騒音の減衰効果が高く、高い吸音率を得ることができる。また、騒音の減衰作用をなす部位（空気室）は、吸音構造パネル２０の内部にあり、吸水し難い構造であるため、雨天時においても焼結不織布タイプの吸音材のように吸水して吸音率が低下することがない。このため、吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されることがない。しかも、吸音構造パネル２０の表面は、表面多孔板２６で覆われており、表面に大きな凹凸が露出していないので、高速走行時に新たな空力音を発生することがない。

また、この鉄道車両１０によれば、吸音構造パネル２０は、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上であり、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上であるので、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両下部からの走行騒音を効果的に吸音することができ、高い騒音低減効果を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る鉄道車両１０の断面図である。図４に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１０では、車体１２の側面とサイドスカート１８の外側面にも、図２及び図３に示した吸音構造パネル２０と同様の吸音構造パネル２０を更に設けている。他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。

本実施形態に係る鉄道車両１０によれば、上述した第１実施形態において説明した効果に加え、次のような効果が得られる。すなわち、この鉄道車両１０によれば、車体１２の側面とサイドスカート１８の外側面にも吸音構造パネル２０を設けたので、サイドスカート２０の下部と路盤１との間から漏れ出た騒音が、線路沿いに設置された防音壁３で反射してその反射波が車両に戻ってきても、車体１２の側面とサイドスカート１８の外側面に設けられた吸音構造パネル２０により反射波を減衰して騒音を吸音する。このため、車両と防音壁３との間での騒音の多重反射が抑制され、防音壁３を超えて沿線側に広がる騒音を低減することができる。

本発明者は、上述した吸音構造パネル２０のうち二重ハニカム構造のもの（図３）について吸音性能試験を実施し、吸音構造パネル２０の各部材の最適形状を模索した。以下、これを実施例として説明する。

図５は、実施例１による垂直入射吸音率の試験結果を示す図で、横軸は１／３オクターブバンド中心周波数（Ｈｚ）を、縦軸は垂直入射吸音率を示す。この実施例１の吸音構造パネル２０の仕様は、以下の通りである。
・表面多孔板：板厚ｔ１＝１ｍｍ、開孔率＝７％
・第１ハニカムコア材：厚さｈ１＝２４ｍｍ、セル開口幅ｗ１＝１／４インチ
・中間多孔板：板厚ｔ２＝０．５ｍｍ、開孔率＝４％
・第２ハニカムコア材：厚さｈ２＝２４ｍｍ、セル開口幅ｗ２＝１／２インチ
・裏面板：板厚＝０．５ｍｍ

図５から、実施例１による吸音構造パネル２０は、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上であり、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上であるので、時速３６０ｋｍで走行する鉄道車両１０の下部から発生する周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚ付近の騒音の吸音効果を得るのに好適な仕様となっていることが分かる。

図６は、実施例１の仕様から第１ハニカムコア材２２Ａ及び第２ハニカムコア材２２Ｂの厚さのみを、２４ｍｍから１７ｍｍに薄くし、その影響を調査した結果を示す図である（実施例２）。この図６から、第１ハニカムコア材２２Ａと第２ハニカムコア材２２Ｂの厚さを１７ｍｍ程度まで薄くしても、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値０．９以上、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率０．４以上を満足できることが分かる。

図７は、実施例１の仕様から表面多孔板２６の開孔率を、７％から、３％（実施例３−１）、５％（実施例３−２）、１２％（実施例３−３）、２５％（実施例３−４）に変化させ、その影響を調査した結果を示す図である。この図７から、表面多孔板２６の開孔率５％〜１２％の範囲では、吸音率の大幅な悪化は見られないが、３％以下にすると吸音率のピーク値の低下が見られ、２５％以上にすると低周波数側の吸音率の低下が見られた。

図８は、実施例３の仕様から第１ハニカムコア材２２Ａ及び第２ハニカムコア材２２Ｂの厚さのみを２４ｍｍから１７ｍｍに変化させ、その影響を調査した結果を示す図である（実施例４−１、４−２、４−３、４−４）。この図では、実施例２と同様の傾向が見られる。

図９は、実施例１の仕様から中間多孔板３０の開孔率を、４％から、１％（実施例５−１）、２％（実施例５−２）、１０％（実施例５−３）に変化させ、その影響を調査した結果を示す図である。この図から、中間多孔板３０の開孔率を１％以下にすると１ｋＨｚ付近の吸音率が悪化することが分かる。

図１０は、実施例５の仕様から第１ハニカムコア材２２Ａ及び第２ハニカムコア材２２Ｂの厚さのみを２４ｍｍから１７ｍｍに変化させ、その影響を調査した結果を示す図である（実施例６−１、６−２、６−３）。この図から、第１ハニカムコア材２２Ａ及び第２ハニカムコア材２２Ｂの厚さのみを２４ｍｍから１７ｍｍに変化させた場合において、中間多孔板３０の開孔率を１％以下にしたときは、１．２５ｋＨｚ付近の吸音率が悪化することが分かる。

図１１は、実施例１の仕様から表面多孔板２６の板厚のみを１ｍｍから６ｍｍに変化させ、その影響を調査した結果を示す図である（実施例７）。この図から、表面多孔板２６の板厚を６ｍｍ以上にすると１．２５ｋＨｚ付近の吸音率が悪化することが分かる。

図１２は、実施例７の仕様から第１ハニカムコア材２２Ａ及び第２ハニカムコア２２Ｂ材の厚さのみを２４ｍｍから１７ｍｍに変化させ、その影響を調査した結果を示す図である（実施例８−１、８−２）。この図から、第１ハニカムコア材２２Ａ及び第２ハニカムコア材２２Ｂの厚さのみを２４ｍｍから１７ｍｍに変化させた場合において、表面多孔板２６の板厚を６ｍｍしたときは、２ｋＨｚ付近の吸音率が悪化することが分かる。

図５〜図１２の結果を踏まえ、吸音構造パネル２０の各部材の形状は、以下のように設定することが好ましい。
（１）表面多孔板２６の板厚は６ｍｍ程度まで機能するが、１ｍｍ以下であることが好ましい。
（２）表面多孔板２６の開孔２６ａの直径ｄはハニカムセル２３の開孔幅ｗ（ｗ１）より小さければ機能するが、１．６ｍｍ以下であることが好ましい。
（３）表面多孔板２６の開孔率は、２〜１８％程度の範囲であれば機能すると考えられるが、５〜１２％の範囲であるのが好ましい。
（４）ハニカムセル２３の開口幅ｗ（ｗ１、ｗ２）は、１／２インチや１インチでも機能するが、１／４インチとするのが好ましい。
（５）ハニカムコア材２２の構造は、１／４インチと１／２インチのハニカムコア材（２２Ａ、２２Ｂ）を組み合わせて２層で構成するのが好ましい。
（６）第１ハニカムコア材２２Ａと第２ハニカムコア材２２Ｂは、その厚さの合算値が５０ｍｍ程度であるのが好ましいが、３４ｍｍ程度まで薄くしても目的の周波数の騒音を吸音できる。したがって、第１ハニカムコア材２２Ａと第２ハニカムコア材２２Ｂは、その厚さの合算値が３４〜５０ｍｍであるのが好ましい。また、ハニカムコア材２２が一層のみからなる構成の場合（図２）も、同様にその厚さが３４〜５０ｍｍであるのが好ましい。
（７）中間多孔板３０の開孔率は、２〜１０％であるのが好ましい。
（８）なお、上記（１）〜（３）については、ハニカムコア材２２が一層のみからなる構成の場合（図２）も、同様に妥当すると考えられる。

このように、吸音構造パネル２０の表面多孔板２６、ハニカムコア材２２（２２Ａ、２２Ｂ）、中間多孔板３０の形状を適切に設定することにより、５００〜２５００Ｈｚでの吸音率を高めて、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両下部からの走行騒音を効果的に吸音することができ、高い騒音低減効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、吸音性能が鉄道運行時の天候に左右されることがなく、高速走行時において新たな空力音を発生させることなく、時速３６０ｋｍ以上で走行する鉄道車両の車両下部から発生する走行騒音を高い吸音率で吸音でき、これにより、高い騒音低減効果が得られる、等の優れた効果が得られる。

したがって、本発明によれば、環境基準法において定められた新幹線鉄道騒音に係る基準に適合する鉄道車両を提供することができ、時速３６０ｋｍで走行する新幹線の開発に多大なる貢献を果たすことが期待できる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、ハニカムコア材の厚みによって吸音構造パネルの吸音性能・吸音周波数範囲が異なることを利用して、吸音構造パネルにおいてハニカムコア材の厚みが異なるものを複数種類用意し、これを鉄道車両に最適配置することにより、吸音性能・吸音周波数範囲を向上するようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る鉄道車両の構成を示す断面図である。 ハニカム吸音構造パネルの一例の構造を示す図である。 ハニカム吸音構造パネルの他の一例の構造を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る鉄道車両の構成を示す断面図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 垂直入射吸音率の試験結果を示す図である。 非特許文献１において示されたもので、各種吸音材についての試験結果を示すものである。

符号の説明

１ 路盤
２ レール
３ 防音壁
１０ 鉄道車両
１２ 車体
１２ａ 客室
１４ 台車
１６ 車輪
１８ サイドスカート
２０ 吸音構造パネル
２２ ハニカムコア材
２２Ａ 第１ハニカムコア材
２２Ｂ 第２ハニカムコア材
２３ ハニカムセル
２３ａ 空気室
２３ｂ 壁体
２６ 表面多孔板
２６ａ 開孔
２８ 裏面板
３０ 中間多孔板
３０ａ 開孔

Claims (6)

1. 車体と、該車体の下部に設けられ車体を支持する台車と、該台車に回転可能に支持されレール上を転動する車輪と、前記車体の下部両側に前記台車及び車輪の周辺を覆うように設けられたサイドスカートと、を備えた鉄道車両において、
   前記サイドスカートの内側面に、走行時に前記台車及び車輪から発生する騒音を吸音する吸音構造パネルを設け、
   該吸音構造パネルは、内部に空気室をもち両側が開口した筒状の壁体を有するハニカムセルがその壁体を介して隣接するように複数配列されて構成されたハニカムコア材と、該ハニカムコア材の反サイドスカート側の面を覆いハニカムコア材の内外を連通する複数の開孔が形成された表面多孔板と、前記ハニカムコア材の他面を覆う裏面板と、を有する、
   ことを特徴とする吸音構造パネルを備えた鉄道車両。
2. 前記ハニカムコア材は、前記表面多孔板側から順に配置された第１ハニカムコア材と第２ハニカムコア材とからなり、
   前記吸音構造パネルは、第１ハニカムコア材と第２ハニカムコア材の間に挟持され第１ハニカムコア材と第２ハニカムコア材の空気室を相互に連通する複数の開孔が形成された中間多孔板を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の吸音構造パネルを備えた鉄道車両。
3. 前記吸音構造パネルは、周波数５００Ｈｚ〜２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率のピーク値が０．９以上であり、周波数５００Ｈｚ及び２５００Ｈｚでの垂直入射吸音率が０．４以上である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸音構造パネルを備えた鉄道車両。
4. 前記表面多孔板は、板厚が１ｍｍ以下であり、開孔の直径が前記ハニカムセルの開口幅より小さく、開孔率が５〜１２％であり、
   前記ハニカムコア材は、その厚さが３４〜５０ｍｍである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の吸音構造パネルを備えた鉄道車両。
5. 前記表面多孔板は、板厚が１ｍｍ以下であり、開孔の直径が前記ハニカムセルの開口幅より小さく、開孔率が５〜１２％であり、
   前記第１ハニカムコア材と前記第２ハニカムコア材は、その厚さの合算値が３４〜５０ｍｍであり、
   前記中間多孔板は、その開孔率が２〜１０％である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の吸音構造パネルを備えた鉄道車両。
6. 前記車体の側面と前記サイドスカートの外側面に、前記吸音構造パネルと同様の吸音構造パネルを更に設けた、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の吸音構造パネルを備えた鉄道車両。
   

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