JP4775089B2 - 鉄道車両用吸音パネル - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両が走行時に発生する騒音を吸収する鉄道車両用吸音パネルに関するものである。

近年、鉄道車両が高速化するにつれて沿線への騒音問題が深刻化しているが、鉄道車両が走行するときに発生する騒音の発生元は主として、
（１）集電装置が移動することによって起こる風切り音、
（２）台車部において車輪とレール３の摩擦・振動によって発生する転動音、
（３）床下の電装機器がそれ単体で発生させている機器音、
などが考えられる。このうち、台車部からの転動音は、
（１）騒音発生個所が車両一編成分に及ぶこと、
（２）発生周波数が１００〜５００Ｈｚ程度で比較的低周波であること、
などから、車両側での積極的な低騒音化は非常に難しいのが現実である。

地上設備側では図１に示すような防音壁などを施工するなどして対策が成されているが、走行区間の全区間に渡り実施するのは施工コストが膨大となる。

この問題に対して、車両側に吸音材を搭載し、車両と防音壁との間で反射する騒音を低減する構造についていくつか提案がある。この提案は車両側に対策を施すことにより施工面積を低減することが出来るため、施工コストを低減できる可能性がある。特許文献１にはこの一例が記載されている。

特開２００５−２５５００３号公報

本発明の目的は、鉄道車両が走行するときに床下から発生される転動音や機器音などの騒音を効果的に吸音し、軽量且つ組み立てが容易で、走行時の飛び石などによる破損および構造物の飛散を最小限に食い止めることが可能な鉄道車両用吸音パネルを提供することである。

上記目的は、鉄道車両の下部の台車からの騒音を吸収する内部吸音体を収納した鉄道車両用吸音パネルにおいて、開口を有する表面保護材と背面板との間に形成された空間と、前記空間内に収納された複数の前記内部吸音体と、前記内部吸音体同士間に設けられた複数のリブと、を備え、前記表面保護材と前記背面板とは複数の前記リブによって接合されており、複数の前記内部吸音体と前記表面保護材との間に空気層を設け、且つ、複数の前記内部吸音体と複数の前記リブとの間に空気層を設けたことを特徴とする鉄道車両用吸音パネルにより達成される。

また上記目的は、前記内部吸音体の表面は撥水・防水処理されていることにより達成される。

また上記目的は、前記内部吸音体は車両長手方向に長い短冊状の形状であることにより達成される。

また上記目的は、前記車両長手方向の表面保護材の一部分が取り外し可能であり、取り外された前記表面保護材が存在した部分を出入り口として前記内部吸音体を前記車両長手方向に押し入れるようにしたことにより達成される。

本発明によれば、鉄道車両が走行するときに床下から発生される転動音や機器音などの騒音を効果的に吸音し、軽量且つ組み立てが容易で、走行時の飛び石などによる破損および構造物の飛散を最小限に食い止めることが可能な鉄道車両用吸音パネルを提供できる。

本発明の実施例を説明する前に図１を用いて鉄道車両と防音壁との関係を説明する。
図１は鉄道車両の断面と防音壁との関係を示す図である。
図１において、台車部で発生した騒音は、（１）車体側面下部のスカート部１ａで反射し、再び台車２に戻るものと、（２）台車部からスカート部１ａの下部の隙間を通って外に放出され、車体１と防音壁５との間で反射を繰り返して、最終的に防音壁５の外へ放出されるものの二つに分類される。

車両走行時に沿線へ放出される騒音を低減するには上記の伝達を低減することが必要であるが、車体１側に吸音材を搭載することでこれは達成される。

具体的には（Ａ）車体１下部の台車２に面する面と、スカート部１ａの内側の台車２に面する面を吸音することで前記（１）の騒音伝達は低減され、結果的に前記の（２）で伝播していく元となるスカート部１ａの下部を通って地面４側へ漏れる騒音を低減できる。

また、（Ｂ）車体１側面下部およびスカート部１ａの外側の防音壁５に面する面を吸音することで、前記（２）に示したスカート部１ａの下部を通って地面４側に放出され、車体１と防音壁の間で反射を繰り返す騒音を低減することが出来る。

しかしながら、図１に示した鉄道車両と防音壁との関係では鉄道車両走行時の床下から発生される転動音や機器音などを効果的に吸音するには不十分であった。

本発明は転動音や機器音などを効果的に吸音する吸音パネルを種々検討した結果、以下の各実施例を得た。

以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。

図２は本発明の一実施例を備えた鉄道車両用吸音パネルの部分断面図である。
図２において、車両搭載用吸音パネル１０は開口を有した表面保護材１１と背面板１３との間に形成された空間に内部吸音体１２が介在された構成となっている。表面保護材
１１は、線路に敷いてあるバラスト石が走行時の気流によって飛ばされて吸音パネルに当たっても、吸音パネルが破損して内部吸音体１２が線路上に飛散するのを防止することを目的として設置されているものであるが、外から到達した騒音をできる限り反射させずに内部吸音体１２へ導くために、強度を低下させない形状および数量の範囲で無数の穴が開いている。

背面板１３は、一度内部吸音体１２を通過した騒音を反射させて、再び内部吸音体１２へ導くことを目的として存在するものである。前記表面保護材１１はこの背面板１３に取り付けられたリブ１４にボルト若しくはリベット，溶接など必要に応じた締結方法で接合されている。前記リブ１４は、任意の間隔を持って配置されている。車両の構造は、一般にレール方向に一様な構造となっているので、前記リブ１４の方向もレール方向に取り付けられていることが望ましい。

内部吸音体１２は、ここを通過した音のエネルギーが熱エネルギーに変換されることを利用して騒音を吸収することを目的として存在するものであり、図において、前記表面保護材１１と前記背面板１３と二つのリブ１４で囲まれる４角形の範囲に設置されて適当な方法により固定される。本実施例では接着機構１６によって背面板１３に接着された例を示している。

なお、内部吸音体１２における背面板１３に面する面に垂直な方向の寸法は、それが格納される表面保護材１１と背面板１３の間隔よりも若干小さくとることとし、内部吸音体１２の表面保護材１１に面する面と表面保護材１１の間に薄い空気層１５を有するようにする。これは、表面保護材１１と背面板１３の間で内部吸音体１２が圧縮されることにより、内部吸音体１２内の吸音機構が阻害されて吸音性能が低下することを防ぐことを目的としているものである。

また、雨の中を車両が走行する場合や車両の洗車時に、雨水や洗浄剤が開口を有した表面保護材１１から浸入しても内部吸音体１２の内部に侵入しないように、内部吸音体１２の表面は撥水・防水処理されていることとする。リブ１４には鉛直下方向に雨水排水用の穴があけられ、表面保護材１１と背面板１３の間に溜まった雨水はここから排水される。

さらに、豪雪地帯を車両が走行する際には、表面保護材１１に付着する雪が開口を埋めるために吸音性能を劣化させる心配があるが、リブ１４に発熱体を取り付けることで、熱を表面保護材１１へ伝え、表面保護材１１に付着した雪を溶かして、これを回避することが出来る。表面保護材１１の熱伝達率が小さい場合は、表面保護材１１に直接熱線を張り巡らしてもよい。

図３は第２の実施例を備えた鉄道車両用吸音パネルの部分断面図である。
図４は図３の斜視図である。

図３，図４において、図のように内部吸音体１２を台形形状などにして音波の進入してくる方向に開口するように内部吸音体１２を配置してもよい。このようにすることにより表面保護材１１を通って伝播した音波が表面保護材１１に進入する部分の面積が増大することで吸音性能が向上する。

図５は第３の実施例を備えた鉄道車両用吸音パネルの部分断面図である。
図５において、リブ１４に対して内部吸音体１２を押さえるためのホルダー部分を設けることで、内部吸音体１２とリブ１４との間に空気層１５を設けるようにしてもよい。

図６は第４の実施例を備えた鉄道車両用吸音パネルの部分断面図である。
図６において、内部吸音体１２の背面板１３側に空気層１５を持たせてもよい。このように吸音体の背後に空気層１５を設けることでも吸音率の向上が期待できる。

図７および図８は第５の実施例を備えた鉄道車両用吸音パネルの部分断面図である。
図７，図８において、内部吸音体１２を台形状に形成して、リブ１４に内部吸音体１２を抑えるホルダー部分を設け、内部吸音体１２の台形形状の底辺部分を該ホルダー部分に引っ掛けるように固定すれば、背面板１３と内部吸音体１２を接着しなくてもよくなり、容易に着脱が出来るようになる。

図９は第６の実施例を備えた鉄道車両用吸音パネルの斜視図である。
図９において、前述のように車両の構造は、一般にレール３方向に一様な構造となっているので、前記リブ１４の方向もレール方向に取り付けられていることが望ましい。これは内部吸音体１２も同じで、内部吸音体１２もレール方向に長い構造となっていれば、数量が少なくなり製作の工程数を低減できる。

図１０，図１１は本発明を鉄道車両のスカート部に搭載した鉄道車両用吸音パネルの部分断面図である。

図１０，図１１において、背景技術で説明したように、車両に吸音構造を適用する場合、スカート部１ａについては、台車２が格納されている内側と防音壁５と向かい合っている外側の両面へ吸音構造を適用するのがよい。このような場合、図１０のようにスカート部１ａの構体をそのまま背面板１３として使用してもよい。

なお、一般的にスカート部１ａは曲面形状となっているが、この曲面を利用すれば図
１１のように内部吸音体１２の形状を矩形としてもリブ１４と内部吸音体１２の間に自然に空間ができ、前記実施例２から実施例４で示した構造で期待される効果が発揮出来る。また、通常曲面に多孔質材料を用いた場合、図１２のように局所的に圧縮応力が生じて吸音性能が低下する減少が発生するが、本実施例のような構成とすればこの吸音性能の低下を防ぐことが出来る。

さらに、図１に示したようにスカート部１ａ下部は台車２で発生した騒音が防音壁５の外に放射される際に通過する経路の回廊となっているため、ここを吸音することが騒音低減に最も効率がよい。従って、本実施例によって効果的に騒音低減が可能となる。

図１３から図１６は本発明を車両のスカート部に適用したときの内部吸音体の取り付け方法に関する実施例を説明するために車両スカート部を斜め上から見た斜視図である。

図１３のように車両レール方向に伸びるスカート部１ａの表面保護材１１に関して、レール方向の一部が取り外せるようにし、ここを出入り口として内部吸音体１２を図１４のように嵌め込み、図１５のようにスライドさせて挿入したあと、図１６のように再び取り外した表面保護材１１を取り付ける。このようにすることにより、内部保護材の取り付け及び交換の際に、表面保護材１１を一部分のみ取り外すだけですむため、工程数を削減できる。内部吸音体１２がレール方向に長い短冊状の場合は、図１４及び図１５において、内部吸音体１２をレール方向に連続的に押し入れてもよい。

内部吸音体１２を取り外す際は、表面保護材１１が取り外せて内部吸音体１２を出し入れできる箇所をもう一箇所作り、一方の出入り口からダミーの内部吸音体１２を挿入することでもう一方から吸音体を取り出すようにする。また、車両スカート部１ａの再塗装の際は、この逆の方法で内部吸音体１２を外せば、内部吸音体１２に塗料が付着することなく表面保護材１１にのみ塗装することが出来る。吸音体を取り出さない場合は、マスキング板を表面保護材１１と内部吸音体１２の間に挿入した状態で塗装した後でマスキング板を取り外してもよい。

鉄道車両の断面と防音壁について説明する図である。 本発明の実施例の一つについての断面図である。 本発明の実施例の一つについての断面図である。 本発明の実施例の一つについての斜視図である。 本発明の実施例の一つについての断面図である。 本発明の実施例の一つについての断面図である。 本発明の実施例の一つについての断面図である。 本発明の実施例の一つについての断面図である。 本発明の実施例の一つについての斜視図である。 本発明をスカート部に適用した実施例の一つについての断面図である。 本発明を曲面スカート部に適用した場合の実施例についての断面図である。 一般的な吸音材を曲面に配置した場合の問題点について説明した図である。 本発明を曲面に適用する際の取り付け方法の実施例についての斜視図である。 本発明を曲面に適用する際の取り付け方法の実施例についての斜視図である。 本発明を曲面に適用する際の取り付け方法の実施例についての斜視図である。 本発明を曲面に適用する際の取り付け方法の実施例についての斜視図である。

符号の説明

１…車体、１ａ…スカート部、２…台車、３…レール、４…地面、５…防音壁、１０…車両搭載用吸音パネル、１１…表面保護材、１２…内部吸音体、１３…背面板、１４…リブ、１５…空気層、１６…接着機構。

Claims (4)

1. 鉄道車両の下部の台車からの騒音を吸収する内部吸音体を収納した鉄道車両用吸音パネルにおいて、
   開口を有する表面保護材と背面板との間に形成された空間と、前記空間内に収納された複数の前記内部吸音体と、前記内部吸音体同士間に設けられた複数のリブと、を備え、
   前記表面保護材と前記背面板とは複数の前記リブによって接合されており、
   複数の前記内部吸音体と前記表面保護材との間に空気層を設け、且つ、複数の前記内部吸音体と複数の前記リブとの間に空気層を設けたことを特徴とする鉄道車両用吸音パネル。
2. 請求項１記載の鉄道車両用吸音パネルにおいて、
   前記内部吸音体の表面は撥水・防水処理されていることを特徴とする鉄道車両用吸音パネル。
3. 請求項１乃至２のいずれかに記載の鉄道車両用吸音パネルにおいて、
   前記内部吸音体は鉄道車両長手方向に長い短冊状の形状であることを特徴とする鉄道車両用吸音パネル。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の鉄道車両用吸音パネルにおいて、
   前記鉄道車両長手方向の表面保護材の一部分が取り外し可能であり、取り外された前記表面保護材が存在した部分を出入り口として前記内部吸音体を前記鉄道車両長手方向に押し入れるようにしたことを特徴とする鉄道車両用吸音パネル。

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