JP7000186B2 - 低騒音化構造、及び、走行車両 - Google Patents

Description

本発明は、乗客を乗せて走行する車両に適用されるのが好適な低騒音化構造に関する。

自動運転を指向した都市公共交通機関として、日本で普及が進んでいる「自動案内軌条式旅客輸送システム(ＡＧＴ:Automated Guideway Transit)」が知られている。
ＡＧＴの車両では、乗客の快適性向上のために、低騒音化が求められているが、モータや減速機などの振動源が発する振動が車体に伝わることで、車内騒音レベルが高くなる。振動源が発する振動は専ら床下から伝って車両を構成する床面、側面、天井を伝わり、音となって車内に伝搬する。この音は、ある特定の走行速度で走行する場合に、これに対応する周波数で定在波となり、車両内の特定の位置で騒音レベルが高くなることがある。

特許文献１は、車両内に生ずる騒音を低減する方法として、低減しようとする固有振動数で共鳴するサイドブランチ（一端閉塞管）の開口端が車室内に配置することを提案する。特許文献１は、サイドブランチの透過損失効果によって、低減しようとする固有振動数の音圧を低減することができる。また、サイドブランチの共鳴作用によって、低減しようとする固有振動数をその前後の振動数へと分割することが可能となり、低減しようとする固有振動数の消音効果をより一層高めることができる。また、サイドブランチの開口端が、車室内における音圧の腹となっている場所の近傍に配置されていることで、消音効果を最も高めることができる。

特開２００６－２１９０６１号公報

特許文献１の提案は、音響管で騒音の低減を図ろうとしている。しかし、一種類の騒音の低減要素だけでは、発生する騒音の周波数によっては、騒音の低減効果を十分に得ることができない。一方で、騒音を低減する構造を車両内に設けることで、乗客が占有するスペースを狭くすることは好ましくない。

以上より、本発明は、発生する騒音の周波数に対応することができるとともに、例えば列車に適用されても乗客が占有するスペースを抑えることのできる低騒音化構造を提供することを目的とする。また、本発明は、この低騒音構造を備える走行車両を提供することを目的とする。

本発明の低騒音化構造は、表裏を貫通する複数の孔が設けられる孔あき板と、穴あき板の背後に設けられる空気層と、を有する第一騒音低減要素と、音響管を有し、第一騒音低減要素と対向して配置される第二騒音低減要素と、を備え、音響管は、その軸線が水平方向に沿っている、ことを特徴とする。

本発明の低騒音化構造における音響管は、孔あき板の背後に設けられる空気層の内部に設けられるか、又は、空気層の外部に設けられる。

本発明における孔あき板は、低減したい騒音の周波数がｆ（Ｈｚ）だとすると、下記の式（１）及び式（２）に基づく仕様で作製される、ことが好ましい。
ｆ＝ｃ／２π×（Ｐ／{（ｔ＋０．８φ）Ｌ１｝） … 式（１）
Ｐ＝πφ^２／４Ｄ^２ … 式（２）
ｃ：音速（ｍ／ｓ） Ｌ１：空気層の厚さ（ｍｍ）
ｔ：孔あき板の板厚（ｍｍ） Ｄ：孔あき板の孔の間隔（ｍｍ）
φ：孔あき板の孔の直径（ｍｍ）

本発明における音響管は、低減したい騒音の周波数がｆ（Ｈｚ）だとすると、下記の式（３）に基づく仕様で作製される、ことが好ましい。
ｆ＝ｃ／（４ｆ）＝Ｌ２＋０．６ｒ … 式（３）
ｃ：音速（ｍ／ｓ） Ｌ２：音響管の長さ（ｍｍ） ｒ：音響管の半径（ｍｍ）

本発明の低騒音化構造が複数の音響管を備える場合に、隣接する音響管は以下の態様を採用できる。
隣接する音響管は、それぞれの軸線が平行をなすか、又は、交差する、ことができる。
隣接する音響管は、長さ及び半径の一方又は双方が同じか、又は、異なる、ことができる。
隣接する音響管は、軸線方向の位置が一致するか、又は、異なる、ことができる。
一端閉塞管からなる複数の音響管を備える場合には、隣接する音響管は、開放端が同じ方向を向くか、又は、異なる方向を向く、ことができる。
単数か複数かに関らず、本発明の低騒音化構造における音響管は、長さが伸縮可能である。

本発明は、客室を備える車両本体と、客室の内部に設けられる、以上で説明した低騒音化構造と、を備える走行車両を提供する。この低騒音化構造の音響管は、その軸線方向が車両本体の走行方向に沿って設けられる。

この低騒音化構造は、客室の複数の異なる位置に設けることができる。
低騒音化構造を異なる複数の位置に設ける場合には、異なる位置ごとに孔あき板及び音響管の一方又は双方の仕様が同じであってもよいし、又は、異なってもよい。
低騒音化構造を客室の異なる複数の位置に設ける場合には、客室に生じる騒音分布に応じて設けることができる。
また、低騒音化構造は、客室に設けられる座席の下、客室の天井、及び、客室の側壁と天井の境界部のいずれかに設ける、ことができる。

本発明の低騒音化構造は、それぞれが単純な構造を有する孔あき板と音響管６０から構成されるので、低コストで足りる構成要素で騒音を低減できる。しかも、孔あき板と音響管という異なる低騒音化手段を採用するので、設置スペースの制約により一方の手段では低減しようとする騒音の周波数に対応できない場合にも、いずれか一方で対応ができる。
また、低騒音化構造は、音響管の軸線が水平方向に沿っているので、例えば車両を想定すると、音響管を車両の上下方向に沿って設けるのに比べて、乗客の居住空間を占有するスペースが少なくてすむ。

本発明の一実施形態に係る走行車両を示す横断面図である。 図１に示す走行車両の部分縦断面図である。 本実施形態の低騒音化構造を構成する要素を説明する図であり、（ａ）は孔あき板を示し、（ｂ）は音響管を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態で取り得る孔あき板と音響管の配置例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施形態で取り得る複数の音響管の変形例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施形態で取り得る複数の音響管の他の変形例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施形態で取り得る複数の音響管のさらに他の変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る軌道式の走行車両１について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る走行車両１は、第一騒音低減要素としての孔あき板５０と、第二騒音低減要素としての音響管６０と、を組み合わせて対向して配置した低騒音化構造４０を備えている。以下、軌道式車両の概略構成を説明した後に低騒音化構造４０に言及する。

［走行車両１］
走行車両としての走行車両１は、図１に示すように軌道２の幅方向の両側部に設けられた、いわゆるサイドガイド型のガイドレール３によって案内されて軌道２の走行路４上を走行する。

［走行車両１の全体構成］
図１に示すように、走行車両１は、車体５と、走行装置６とを備えている。
車体５は、車両本体７と緩衝装置８とを備えている。走行装置６は、車体５を支持する台車９を有している。なお、走行車両１において、前後方向Ｌ、幅方向Ｗ及び上下方向Ｈが、図１及び図２に示す通りに定義されるものとする。

車両本体７は、前後方向に長い略直方体の乗客を収容可能な空間である客室を備える客車である。この空間は、床７Ａと、床７Ａの幅方向Ｗの両端から上下方向Ｈに向けて立ち上がる側壁７Ｂ，７Ｂと、側壁７Ｂ，７Ｂの上端を繋ぐ天井７Ｃとから取り囲まれている。この空間には、乗客が座る座席７Ｄ，７Ｄが幅方向Ｗの両側において床７Ａに固定されている。座席７Ｄは、図２に示すように、車両本体７の前後方向Ｌに沿って延びている。

緩衝装置８は、走行路４の路面上の凹凸などによる振動が車両本体７に伝わることを防止する。緩衝装置８の詳しい構造については後述する。なお、緩衝装置８によって振動が車両本体７に伝わるのを全て防止することはできないために、走行車両１は低騒音化構造４０を備えている。

［走行装置６］
走行装置６は、車体５を下方から走行可能に支持する装置である。各々の走行装置６は、車両本体７の前後方向Ｌの複数の位置に設けられるが、ここでは図１及び図２に基づいて、前部に配置される走行装置６について説明する。

走行装置６は、電動機１２（図２）と、ギヤボックス１４と、車軸１５と、一対の走行用の車輪１６と、懸架装置１０（図２）と、ガイド機構１７と、を備えている。
一対の走行用の車輪１６は、ゴムタイヤが装着された、いわゆるタイヤ付ホイールである。これら車輪１６は、幅方向Ｗの両側に延びる車軸１５，１５のそれぞれの先端部に接続されている。車軸１５，１５の基部は、ギヤボックス１４にそれぞれ接続されている。車輪１６は、例えば、車軸１５を覆う車軸カバー（図示せず）の幅方向Ｗ両側の端部などに配されたキングピン軸（図示せず）回りに揺動可能とされている。

電動機１２は、外部から供給される電力を用いて回転動力を発生する。この電動機１２の駆動軸（図示せず）には、ドライブシャフト１３（図２）が接続されている。電動機１２は、このドライブシャフト１３を介してギヤボックス１４に接続されている。
ギヤボックス１４は、差動機構および減速機構等の動力伝達機構を備えている。電動機１２からドライブシャフト１３を介してギヤボックス１４に伝達される回転動力は、車軸１５，１５に分配される。車軸１５，１５は、ギヤボックス１４から幅方向Ｗの両側に延びてそれぞれ走行用の車輪１６，１６に連係される。

車軸１５，１５は、幅方向Ｗに離れて設けられた一対の台車枠１９，１９によって、それぞれ回転可能に支持されている。
懸架装置１０（図２）は、車体５に対する車輪１６の上下動を許容しつつ、車輪１６の駆動力および制動力を車体５に伝達する装置である。懸架装置１０は、台車枠１９と、台車９から車体５へ駆動力を伝達させる伝達機構である牽引リンク機構２０と、懸架枠２１と、を備えている。

台車枠１９，１９は、ギヤボックス１４を幅方向Ｗで挟み込むように離れて配置され、車軸１５，１５を回転可能な状態で支持する。
牽引リンク機構２０は、図２に示すように、車体５に対する台車枠１９の上下方向Ｈへの変位を許容しつつ、車輪１６による駆動力や制動力すなわち走行車両１が走行する前後方向（以下、単に走行方向と称する）に作用する力を、台車枠１９から懸架枠２１に伝達する伝達機構である。この牽引リンク機構２０は、車体５と台車９との間に前後方向に沿って配され、互いに平行となる上リンク２２と下リンク２３とを備えている。上リンク２２および下リンク２３は、前後方向の各端部が懸架枠２１および台車枠１９に対してピン結合され、台車枠１９および懸架枠２１に対して上下方向Ｈに揺動可能とされている。

懸架枠２１は、牽引リンク機構２０を介して伝達された走行方向（図２中、前後方向Ｌ）の力を車体５に伝達する。この懸架枠２１は、台車枠１９の走行方向後方に配され、車体５の床７Ａ下面から下方に向かって延びる垂下部２４（図２）を備えている。

ガイド機構１７は、走行車両１が軌道２の走行路４上を走行する際に、例えば、車輪１６の舵角を軌道２の曲線部の円弧形状に応じて変化させる機構である。ガイド機構１７は、主に、案内枠２６と、案内輪２７とを備えている。案内枠２６は、上下方向Ｈを向く軸線の回りに回動自在な状態でギヤボックス１４に支持されている。さらに、案内枠２６は、車輪１６に対してステアリングアーム（図示せず）などを介して連係されている。ステアリングアームは、案内枠２６の回転方向への変位に応じて車輪１６を操舵する。

案内輪２７は、軌道２の幅方向Ｗ両側に配置されたガイドレール３によって案内される。案内輪２７は、上下方向Ｈを向く軸線の回りに回転自在とされている。案内輪２７は、その外周面がそれぞれガイドレール３に当接可能となっている。例えば、ガイドレール３から案内輪２７が反力を受けると、この案内輪２７が上述した案内枠２６を押圧して、案内枠２６が回動することとなる。

ここで、走行車両１が軌道２の曲線部を走行する場合、曲線部の外軌側に配置されるガイドレール３から、主に、前方の外軌側の案内輪２７が幅方向Ｗの外側からの反力を受ける。この前方外軌側の案内輪２７が受ける反力は、案内枠２６に伝達されて、これにより案内枠２６がその軸線の回りに回動することとなる。この案内枠２６の回動量は、曲率半径の大きさに応じて変化する。そして、この案内枠２６の回動に伴いステアリングアームが変位して、案内枠２６の回動方向に車輪１６が操舵される。これにより、曲線部の曲率に応じて車輪１６が内軌側を向き、走行車両１が曲線部に沿って円滑に走行可能となる。

［緩衝装置８］
緩衝装置８は、空気ばね２８と、電動機防振ゴム２９（図２）とを備えている。空気ばね２８は、内部に圧縮空気を溜めることができるゴム等の弾性体からなる袋状の部材であって、車両本体７の床７Ａと台車枠１９との間に配置されている。空気ばね２８は、車両本体７の前部および後部に互いに幅方向Ｗで離間するように１つずつ配置されている。また、車両本体７の床７Ａと台車枠１９とは、所定のダンパ３０によって接続されている。
電動機防振ゴム２９は、電動機１２と車両本体７の床７Ａとの間に配置されている。電動機防振ゴム２９は、例えば、プロピレンゴム等の合成ゴムによって形成することができる。

本実施形態において、台車９は、走行車両１において、車体５に直結されていない部位である。即ち、台車９は、ギヤボックス１４、台車枠１９、車軸１５、ガイド機構１７等を有し、車体５側に懸架装置１０を介して接続されている。

［低騒音化構造４０］
以上説明したように、走行車両１は車両本体７に振動が伝わるのを防止する緩衝装置８を備えるものの、これだけで振動が伝わるのを完全になくすことは困難である。そこで、走行車両１は低騒音化構造４０を備えることで、車両本体７に伝わる振動による騒音を低減する。

低騒音化構造４０は、第一騒音低減要素としての孔あき板５０と、孔あき板５０と近接して設けられる第二騒音低減要素としての音響管６０と、から構成される。このように、異なる二種類の騒音低減要素を用いるのは、一種類の騒音低減要素だけでは低減が不十分な周波数の騒音を、他の騒音低減要素で補って低減するためである。
例えば、孔あき板５０は後述するようにその背後の空気層の厚さによって低減できる騒音の周波数が定まるが、対象とする周波数に対応する空気層の厚さを、設置スペースの関係で得ることができないこともある。そこで、孔あき板５０に加えて、音響管６０を用いることで、孔あき板５０では低減できない周波数に対応しようというものである。

［低騒音化構造４０の配置］
走行車両１は、図１及び図２に示すように、孔あき板５０と音響管６０からなる低騒音化構造４０を複数の箇所に備えている。これらの低騒音化構造４０は、以下説明するように、乗客の居住空間とは重ならない、乗客にとってデッドスペースに設けられている。

走行車両１は、図１及び図２に示すように、座席７Ｄの下、側壁７Ｂと天井７Ｃの境界部分、及び、天井７Ｃの幅方向Ｗの中央に低騒音化構造４０を備えている。なお、それぞれの位置に設けられる低騒音化構造４０を区別するために、図１及び図２に示すように、低騒音化構造４０Ａ、低騒音化構造４０Ｂ及び低騒音化構造４０Ｃと称する。
低騒音化構造４０Ａは、座席７Ｄの下、つまり座席７Ｄの座面と床７Ａの間の空間に設けられるものであるから、乗客の脚がこの空間に入り込むのを遮る程度の制約を乗客に与えるのに留まる。
低騒音化構造４０Ｂ及び低騒音化構造４０Ｃは、相当に背の高い乗客でなければ届かない天井７Ｃ周りの高さに設けられるものであるから、乗客の居住空間を奪うことがない。

低騒音化構造４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、いずれも孔あき板５０と複数の音響管６０を備える点で共通する。また、低騒音化構造４０Ａ,４０Ｂ,４０Ｃは、車両本体７の側から音響管６０、孔あき板５０の順に配列されており、車両本体７の空間の側から観ると、音響管６０が孔あき板５０により覆われているといえる。

低騒音化構造４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃにおける孔あき板５０は、いずれもその平面が前後方向Ｌに沿って配列されている。前後方向Ｌは水平方向と一致するので、孔あき板５０はその平面が床７Ａ、側壁７Ｂ、天井７Ｃに対して水平方向に沿うように配列されている。この方向は、走行車両１の走行方向とも一致する。

低騒音化構造４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃにおける音響管６０は、いずれもその軸線Ｃが前後方向Ｌに沿って配列されている。前後方向Ｌは水平方向と一致するので、音響管６０はその軸線Ｃが床７Ａ、側壁７Ｂ、天井７Ｃに対して水平となるように配列されている。
ただし、ここでいう前後方向Ｌに沿って、とは、音響管６０の軸線Ｃが前後方向Ｌに平行になるように音響管６０が配列される場合に加えて、軸線Ｃと前後方向Ｌの交差角度が±１０°の範囲で音響管６０が前後方向Ｌからずれていてもよい。

低騒音化構造４０Ａは、座席７Ｄに付随するものであり、孔あき板５０は座席７Ｄの座面の先端部と床７Ａとを繋ぐように、上下方向Ｈに沿って設けられる。この孔あき板５０の背後には床７Ａと側壁７Ｂの間に横断面が矩形状の空気層ＡＲが形成され、この空気層ＡＲの中には一例として３本の音響管６０が収容される。３本の音響管６０は床７Ａと側壁７Ｂの境界部分に配列される。

低騒音化構造４０Ｂは、側壁７Ｂと天井７Ｃの境界部分に設けられるものであり、孔あき板５０はこの境界部分を塞ぐように設けられる。この孔あき板５０の背後には横断面が三日月状の空気層ＡＲが形成され、この空気層ＡＲの中には一例として２本の音響管６０が収容される。２本の音響管６０は側壁７Ｂと天井７Ｃの境界部分に配列される。

低騒音化構造４０Ｃは、天井７Ｃに付随するものであり、孔あき板５０は天井７Ｃに片持ち支持される一対のブラケット５５，５５の先端同士を繋ぎ、天井７Ｃと平行に設けられる。この孔あき板５０の背後には天井７Ｃとブラケット５５，５５との間に横断面が区形状の空気層ＡＲが形成され、この空気層ＡＲの中には一例として３本の音響管６０が収容される。３本の音響管６０は天井７Ｃと平行に配列される。

車両本体７の内部で発生する騒音の周波数は、走行車両１の走行速度によって変化する。使用する速度ごとの代表位置での音圧レベルを計測しておき、低減が必要となる騒音レベルが発生している周波数を低減の対象とし、孔あき板５０及び音響管６０の仕様を設定する。複数、例えば２つの周波数ｆ１，ｆ２を低減の対象とする場合には、孔あき板５０では対応するのが難しいので、例えば２本の音響管６０を設けるとすると、周波数ｆ１に対応する音響管６０と周波数ｆ２に対応する音響管６０を用いることができる。

車両本体７の内部の複数個所で音圧レベルを計測して騒音分布を生成し、音圧が高い位置に低騒音化構造４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ設置することで、騒音低減の効果は大きくなる。例えば、座席７Ｄの下であって前後方向Ｌの音圧の高い位置を選んで、低騒音化構造４０Ａを設ける。

［孔あき板５０］
次に、孔あき板５０について説明する。
孔あき板５０は、図３（ａ）に示すように、扁平な基材５１にその表裏を貫通する複数の孔５３を形成した構造を有する。孔あき板５０は、単体では騒音低減の効果を示さないが、背後に空気層ＡＲを備えると、孔の部分の空気と背後の空気層ＡＲとでヘルムホルツの共鳴器（Helmholtz Resonator）を構成することで吸音機構を発揮する。この吸音機構は、特定の周波数の音があたると開口面積の小さい孔の部分の空気の運動が激しくなって摩擦損失が増大し、その周波数を中心にした山形の吸音特性を示す。

孔あき板５０を構成する材料の如何によって吸音特性に相違がないために、孔あき板５０を構成する材料は任意であり、金属板、合板、石こうボードなどを用いることができる。ただし、孔あき板５０が走行車両１に用いられることを前提にすれば、強度の観点から金属製の孔あき板５０を用いることが好ましい。

背後に空気層ＡＲを備える孔あき板５０が吸音する音、つまり低減しようとする騒音の周波数（固有振動数）ｆは、下記の式（１）で定まる。この式（１）は近似式であるが、低減したい騒音の周波数ｆがこの式（１）に適合するように、孔あき板５０が作製されるとともに、空気層ＡＲの厚さＬが得られる位置に配置される。ただし、本発明は式（１）の左辺と右辺が一致する場合に限るものではない。例えば、式（１）において周波数ｆに一致する仕様の孔あき板５０を、０．９ｆ～１．１ｆの周波数の騒音に用いても相当の効果が見込める。本発明における「式（１）及び式（２）に基づく仕様」とは、この１０％程度のマージンを含んでいる。

ｆ＝ｃ／２π×（Ｐ／{（ｔ＋０．８φ）Ｌ１｝） … 式（１）
Ｐ＝πφ^２／４Ｄ^２ … 式（２）
ｃ：音速（ｍ／ｓ） Ｌ１：空気層の厚さ（ｍｍ）
ｔ：孔あき板の板厚（ｍｍ） Ｄ：孔あき板の孔の間隔（ｍｍ）
φ：孔あき板の孔の直径（ｍｍ）

低騒音化構造４０Ａ，４０Ｂのように、空気層ＡＲの厚さＬが一定にはならずに変化する場合には、式（１）において空気層ＡＲの厚さＬは平均値を採用すればよい。

［音響管６０］
次に、音響管６０について説明する。
音響管６０は、図３（ｂ）に示すように、一端が開口し他端が開口する一端閉塞管からなる。つまり、音響管６０は管本体６１と、管本体６１の一方端に設けられる閉塞端６３と、管本体６１の他方端に設けられる開放端６５と、管本体６１、閉塞端６３及び開放端６５で取り囲まれる共鳴室６７と、を備えている。
音響管６０は、低減しようとする騒音の周波数（固有振動数）で共鳴する固有振動数を有する。音響管６０は、その内部の空間である共鳴室６７における定在波の腹の位置と音響管６０における共鳴波の節の位置を合わせ、この位置において共鳴室６７における音圧分布を緩和することにより、定在波、つまり騒音を低減する。
音響管６０を構成する材料は任意であるが、通常、金属材料から構成される。

音響管６０は、低減しようとする騒音の周波数ｆが計測されていれば、音響管６０の長さＬ、半径ｒを以下の式（３）により特定する。

ｆ＝ｃ／（４ｆ）＝Ｌ２＋０．６ｒ … 式（３）
ｃ：音速（ｍ／ｓ） Ｌ２：音響管の長さ（ｍｍ） ｒ：音響管の半径（ｍｍ）

［低騒音化構造４０による効果］
以下、低騒音化構造４０が奏する効果を説明する。
低騒音化構造４０は、それぞれが単純な構造を有する孔あき板５０と音響管６０から構成されるので、低コストで足りる構成要素で車両本体７の内部の騒音を低減できる。しかも、孔あき板５０と音響管６０という異なる低騒音化手段を採用するので、車両本体７における設置スペースの制約により一方の手段では低減しようとする騒音の周波数に対応できない場合にも、いずれか一方で対応ができる。

また、低騒音化構造４０は、音響管６０を車両本体７の床７Ａ、側壁７Ｂ及び天井７Ｃに対して平行に設けているので、例えば音響管６０を上下方向Ｈに沿って設けるのに比べて、乗客の居住空間を占有するスペースが少なくてすむ。特に、低騒音化構造４０は、座席７Ｄの下（低騒音化構造４０Ａ）、側壁７Ｂと天井７Ｃの境界部（低騒音化構造４０Ｂ）、天井７Ｃの幅方向Ｗの中央（低騒音化構造４０Ｃ）というように、乗客の居住空間とは重ならない領域に設けられているので、乗客を考慮したときの省スペースの効果は大きい。

また、低騒音化構造４０は、孔あき板５０が音響管６０を覆い隠しているので、音響管６０がむき出しになっているのに比べて、一般的な感覚からすると美観に優れている。

［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。
はじめに、図４を参照して、孔あき板５０と音響管６０の配置について説明する。
先に説明した天井７Ｃに付随する低騒音化構造４０Ｃは図４（ａ）に示すように天井７Ｃの側から音響管６０、孔あき板５０の順番に配置されている。ところが本発明は、図４（ｂ）に示すように天井７Ｃの側から孔あき板５０、音響管６０の順番に配置できる。この形態は音響管６０がむき出しになるので一般的には美観に劣るという評価になるかもしれないが、剥き出しになっている音響管６０を美的だと感ずる乗客もいる。

次に、先に説明した低騒音化構造４０は図４（ａ）に示すように孔あき板５０が単層であるが、図４（ｃ）に示すように孔あき板５０を複層、ここでは二層になるように設けることもできる。ここでは、低騒音化構造４０Ｃを例にしたが、低騒音化構造４０Ａ、低騒音化構造４０Ｂについても同様である。
また、図示を省略するが、音響管６０についても、複層となるように設けることもできる。

次に、先に説明した低騒音化構造４０は図２に示すように複数の音響管６０の軸線Ｃの方向が互いに平行に配列される。ところが本発明は、図５（ａ）～図５（ｄ）に示すように、隣接する音響管６０，６０の軸線Ｃ，Ｃが交差してもよい。この交差角度αが±１０°の範囲であれば、走行車両１の前後方向Ｌに沿っていると言える。

また、先に説明した低騒音化構造４０は図１及び図２に示すように複数の音響管６０の長さＬ及び半径が同じであり、また、前後方向Ｌにおける配置が同じであることを前提とする。ところが本発明は、図６（ａ）～図６（ｄ）に示すように、図１及び図２に示した音響管６０の仕様、配置に限らない。例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、隣接する音響管６０，６０の前後方向における位置をずらしてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、隣接する音響管６０，６０の長さが異なってもよい。さらに、図６（ｄ）に示すように、隣接する音響管６０の半径が異なってもよい。
このように音響管６０の位置をずらしたり、異なる仕様の音響管６０を用いたりすることにより、同じ位置、同じ仕様の音響管６０を用いるのに対して、多様な騒音に対する低減効果が期待できる。

また、先に説明した低騒音化構造４０は図１及び図２に示すように複数の音響管６０の全ての開放端６５が前後方向Ｌの同じ方向を向いている。ところが本発明は、図７（ａ）～（ｄ）に示すように隣接する音響管６０，６０の開放端６５，６５が前後方向Ｌの異なる側に置かれていてもよい。こうすることにより、異なる方向からの騒音の低減効果が期待できる。

さらに、以上では、それぞれの音響管６０の長さが一定であることを前提としているが、音響管６０をアクチュエータにより伸縮させて長さを変動させることもできる。例えば、走行車両１の走行速度に応じてアクチュエータが音響管６０を伸縮させることにより、当該走行速度により生ずる周波数の騒音に対応する音響管６０の長さを設定できることが好ましい。

また、以上の実施形態では走行車両１に低騒音化構造を設ける例について説明したが、本発明の低騒音化構造が適用される対象は任意である。

１ 走行車両
２ 軌道
３ ガイドレール
４ 走行路
５ 車体
６ 走行装置
７ 車両本体
７Ａ 床
７Ｂ 側壁
７Ｃ 天井
７Ｄ 座席
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 低騒音化構造
５０ 孔あき板
５１ 基材
５３ 孔
５５ ブラケット
６０ 音響管
６１ 管本体
６３ 閉塞端
６５ 開放端
６７ 共鳴室
ＡＲ 空気層

Claims (14)

1. 表裏を貫通する複数の孔が設けられる孔あき板と、前記孔あき板の背後に設けられる空気層と、を有する第一騒音低減要素と、
   音響管を有し、前記第一騒音低減要素と対向して配置される第二騒音低減要素と、を備え、
   前記音響管は、その軸線が水平方向に沿っている、
   ことを特徴とする低騒音化構造。
2. 前記音響管は、
   前記孔あき板の背後に設けられる前記空気層の内部に設けられるか、又は、前記空気層の外部に設けられる、
   請求項１に記載の低騒音化構造。
3. 低減したい騒音の周波数がｆ（Ｈｚ）だとすると、
   前記孔あき板は、下記の式（１）及び式（２）に基づく仕様で作製される、
   請求項１又は請求項２に記載の低騒音化構造。
   ｆ＝ｃ／２π×（Ｐ／{（ｔ＋０．８φ）Ｌ１｝） … 式（１）
   Ｐ＝πφ^２／４Ｄ^２ … 式（２）
   ｃ：音速（ｍ／ｓ） Ｌ１：空気層の厚さ（ｍｍ）
   ｔ：孔あき板の板厚（ｍｍ） Ｄ：孔あき板の孔の間隔（ｍｍ）
   φ：孔あき板の孔の直径（ｍｍ）
4. 低減したい騒音の周波数がｆ（Ｈｚ）だとすると、
   前記音響管は、下記の式（３）に基づく仕様で作製される、
   請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の低騒音化構造。
   ｆ＝ｃ／（４ｆ）＝Ｌ２＋０．６ｒ … 式（３）
   ｃ：音速（ｍ／ｓ） Ｌ２：音響管の長さ（ｍｍ） ｒ：音響管の半径（ｍｍ）
5. 複数の前記音響管を備え、
   隣接する前記音響管は、それぞれの軸線が平行をなすか、又は、交差する、
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の低騒音化構造。
6. 複数の前記音響管を備え、
   隣接する前記音響管は、長さ及び半径の一方又は双方が同じか、又は、異なる、
   請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の低騒音化構造。
7. 複数の前記音響管を備え、
   隣接する前記音響管は、軸線方向の位置が一致するか、又は、異なる、
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の低騒音化構造。
8. 一端閉塞管からなる複数の前記音響管を備え、
   隣接する前記音響管は、開放端が同じ方向を向くか、又は、異なる方向を向く、
   請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の低騒音化構造。
9. 前記音響管は、長さが伸縮可能である、
   請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の低騒音化構造。
10. 客室を備える車両本体と、
    前記客室の内部に設けられる、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の低騒音化構造と、を備え、
    前記低騒音化構造の前記音響管は、
    その軸線方向が前記車両本体の走行方向に沿って設けられる、
    ことを特徴とする走行車両。
11. 前記低騒音化構造は、
    前記客室の複数の異なる位置に設けられる、
    請求項１０に記載の走行車両。
12. 異なる位置に設けられる前記低騒音化構造は、
    異なる位置ごとに、前記孔あき板及び前記音響管の一方又は双方の仕様が同じか、又は、異なる、
    請求項１１に記載の走行車両。
13. 前記客室に生じる騒音分布に応じて、
    前記低騒音化構造が前記客室の異なる複数の位置に設けられる、
    請求項１０～請求項１２のいずれか一項に記載の走行車両。
14. 前記低騒音化構造は、
    前記客室に設けられる座席の下、前記客室の天井、及び、前記客室の側壁と前記天井の境界部のいずれかに設けられる、
    請求項１０～請求項１３のいずれか一項に記載の走行車両。

Images