JP4317554B2 - 高速鉄道車両用吸音パネル - Google Patents
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Description
ますます高速化される傾向にある鉄道車両の騒音は、線路の両側方へ設置した防音壁による防音対策のみでは不十分であるため、以下例示するようにいくつかの防音手段が提案されている。
へ発泡アルミ等の多孔質吸音材を取り付けて前記車両取付部と多孔質吸音材との間に空気層を形成し、前記吸音材の台車側面に表面を布で覆ったパンチングメタル又は表面起毛加工したパンチングメタルを取り付けた防音構造である(後記特許文献1参照)。
この防音構造は、多孔質吸音材の表面の布又は起毛により空力音(車体と空気との摩擦による騒音)の発生を抑制し、前記空気層の共振と多孔質吸音材による吸音とで騒音を低減させる。
この吸音パネルは、前記ハニカムコア各セル内の発泡樹脂からなる充填材と多孔質吸音材との組み合わせにより広い周波数帯の騒音を吸収させるとともに、前記ハニカムコアにより剛性と強度を高め、車両のトンネルへの出入りの際の気圧変動等によるパネルの変形を防止したものである。
また、吸音率を高めるためには前記空気層の厚み(車体取付部と多孔質吸音材との間隔)を大きくする必要があるが、空気層の厚みを増大させると車両の床下機器の設置空間を狭くするという問題がある。
さらに、車両がトンネルに出入りする際の気圧変動による防音構造部の変形を防止するためには前記スペーサ相互の間隔を狭くする必要があるが、その間隔を狭くすると吸音性能の低下させるとともに重量が増大する。
また、多孔質吸音材の層とハニカムコアとは二層になっているのでその分厚みが大きくなり易い。
第2に前記骨格部材(2)はAl又はAl合金の押出形材であることを特徴としている。
第3に前記正面板(1)は開口率が20%以上であることを特徴としている。
第4に前記多孔質吸音材(3)は撥水性を有することを特徴としている。
第5に前記多孔質吸音材(3)は撥水性を有するガラスクロス(30)で被覆されていることを特徴としている。
前記骨格部材は中空であるとともにその全部又は一部は共鳴吸音体を構成していて、当該共鳴吸音体は強度メンバーを兼ねているので、より軽量・薄型でかつ十分な強度を有する。
図1は本発明に係る車両用吸音パネルの第1実施形態を示す分解斜視図である。
多孔板からなる正面板1の裏面には、連結部材23により所定の間隔で平行に位置するように互いに連結された中空の骨格部材2が取り付けられ、前記骨格部材2相互の間には多孔質吸音材3がそれぞれ配置されている。
前記各骨格部材2の背面側には、板状の背面壁4が前記正面板1と平行するように取り付けられ、前記骨格部材2の全部又は一部は共鳴吸音体2aを構成している。
連結部材23は断面が4×15mm程度のAl合金等の板であり、この実施形態では縦方向へ等間隔に四本配置されている。
この実施形態では、骨格部材2の全部が共鳴吸音体2aを構成しているため、各骨格部材2の両端部はそれぞれ溶接,接着,ろう付け,はんだ付け,ビス止め+シーリングその他の適当な手段により取り付けられた蓋20により密閉され、各骨格部材2には当該位置の多孔質吸音材3へ面し、かつ共鳴吸音が最適となるような位置に、例えばφ5程度の吸音孔21が形成されている。
正面板1,連結部材23と各骨格部材2は図示しないリベットにより接合されている。
背面板4は肉厚1mmのAl合金等の板であり、骨格部材2と直交する辺(図の上下の辺)に正面方向へほぼ直角に屈折したカバー板40が加工してあり、適当な手段で背面側と上下の辺面をカバーするように取り付けられている。
以上の構成により、正面側からの音が固定吸音構造体の上下左右の四辺面や背面から漏出しないようになっている。
この設置状態において、正面板1を通過した中・高周波数領域の音は多孔質吸音材3により直接吸音され、低周波数領域の音は中空の骨格部材2を兼ねる共鳴吸音体2aにより共鳴吸音されるため、広い周波数範囲で吸音性能を発揮する。
共鳴吸音体2aはAl合金等の押出形材を用いることにより、その組立工程を極めて簡略化できるのでパネルの製造コストが大幅に低減される。
図2は本発明に係る車両用吸音パネルの第2実施形態を示す部分斜視図である。
この実施形態では、共鳴吸音体2aを構成する骨格部材2の吸音孔21の近傍対称位置へ高さ10mm以上のスペーサ22,22を溶接,接着,リベット止め,ビス止め+シーリングその他適当な手段により取り付け、図示しない当該位置の多孔質吸音材と吸音孔21との間に空間bを形成している。
吸音孔21の前に前記空間bを形成したことにより、吸音孔21が塞がれないので低周波数帯の音の吸音が促進され、共鳴吸音性能をより向上させることができる。スペーサ22の高さは、吸音性能上10mm以上であるのが好ましい。
この実施形態の車両用吸音パネルにおける他の構成や作用効果は、第1実施形態のものと同様なのでそれらの説明は省略する。
第3実施形態の吸音パネルは、図3で示すように多孔質吸音材3を撥水性のガラスクロス30で被覆することにより、多孔質吸音材3の雨水その他の水による濡れや含水を防ぎ、直接吸音の低下を防止している。
この実施形態においては、多孔質吸音材3にも撥水性を有するグラスウール等を用いるのが、前記効果をさらに高める意味で好ましい。
図4は骨格部材の変形形態を示す部分斜視図であって、骨格部材2の強度の向上と共鳴吸音体2aの増加による共鳴吸音性能の向上のため、骨格部材2へ複数のホロー部を形成し、各ホロー部に吸音孔21を形成して各ホロー部をそれぞれ共鳴吸音体2aとしたものである。
この実施形態の他の構成や作用効果は、第1実施形態のものと同様であるのでそれらの説明は省略する。
図5は本発明に係る車両用吸音パネルの第5実施形態を示す部分斜視図であって、骨格部材2相互を連結する各連結部材23は、隣合う骨格部材2相互の間隔と同じ長さを有するスペーサを兼ねたAl合金等の板状部材である。各連結部材23は各骨格部材2から正面側に突出しないように配置され、それらの両端は対応する各骨格部材2と接合されている。
正面板1は、各骨格部材2へ固定されるか又は各骨格部材2及び各連結部材23へ固定される。
このように構成すると、正面板1と各骨格部材2との間に隙間が生じないため、吸音パネルの厚を抑制し得るほか、正面板1を安定的に保持することができる。
正面板1の肉厚が厚くそれ自体に十分な強度がある場合には、正面板1に連結部材23を兼ねさせ、当該正面板1へ骨格部材2を溶接又はリベット止めにより固定しても実施することができる。
中空の骨格部材2には四角筒状のものを使用したが、骨格部材2の中空形状は四角形以外の断面形状でも実施することができる。
共鳴吸音体2aを構成する骨格部材2の吸音孔21は、雨水その他の水が入るのを防止する点では前記のように多孔質吸音材3へ面する部分に形成することが好ましいが、吸音性能上は音が到達する構成であれば他の面(例えば正面側)に形成されていても差し支えない。
固定吸音構造体を構成する場合には、正面板1には前記のような多孔板のほかに、ラス板その他の網板を使用することができる。また、正面板1にはそれらのほかに、Al合金等の繊維その他の金属繊維を燒結して例えば圧延等により圧縮した金属繊維燒結板を用いることができる。正面板1に金属繊維燒結板を用いることにより、音が正面板1を透過する際の抵抗を増大させて直接吸音の性能をさらに向上させることができる。
2 骨格部材
2a 共鳴吸音体
20 蓋
21 吸音孔
22 スペーサ
23 連結部材
3 多孔質吸音材
30 ガラスクロス
4 背面壁
a 車両用吸音パネル
b 空間
Claims (5)
- 高速鉄道車両(5)の車体下部に設置される吸音パネルであって、多孔板からなる正面板(1)と、当該正面板(1)の裏面へ所定の間隔に配置された中空の骨格部材(2)と、前記骨格部材(2)相互の間に配置された多孔質吸音材(3)と、前記骨格部材(2)を介して前記正面板(1)と相対するように配置された背面壁(4)とを具備し、前記骨格部材(2)の全部又は一部が共鳴吸音体(2a)を構成し、前記共鳴吸音体(2a)を構成している骨格部材(2)の吸音孔(21)は当該部分の多孔質吸音材(3)へ向けて形成されており、前記骨格部材(2)の少なくとも前記吸音孔(21)が形成されている部分においては、当該吸音孔(21)と当該部分の多孔質吸音材(3)との間に空間(b)が形成されていることを特徴とする高速鉄道車両用吸音パネル。
- 前記骨格部材(2)はAl又はAl合金の押出形材である、請求項1に記載の高速鉄道車両用吸音パネル。
- 前記正面板(1)は開口率が20%以上である、請求項1又は2のいずれかに記載の高速鉄道車両用吸音パネル。
- 前記多孔質吸音材(3)は撥水性を有する、請求項1,2又は3のいずれかに記載の高速鉄道車両用吸音パネル。
- 前記多孔質吸音材(3)は撥水性を有するガラスクロス(30)で被覆されている、請求項1,2,3又は4のいずれかに記載の高速鉄道車両用吸音パネル。
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