車両の騒音低減装置
【課題】騒音源に遮音板を接近して配置して空力音を可能な限り低減することができる車両の騒音低減装置を提供する。
【解決手段】遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５から発生する騒音Ｓを遮る装置である。遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５の両側にこの集電装置５の側面を覆うようにそれぞれ配置されるパンタグラフ遮音板（二面側壁）である。遮音板６ａ、６ｂは、集電装置５と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔Ｄの範囲内であって騒音低減効果を最も図ることが可能な位置に配置されているが、車両４の車体４ａと電気的に絶縁されて短絡防止が図られている。遮音板６ａ，６ｂは、碍子５ｆによって車体４ａと電気的に絶縁された台枠５ｅに取り付けられており、台枠５ｅと一体に固定された状態でこの台枠５ｅに支持されている。
【解決手段】遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５から発生する騒音Ｓを遮る装置である。遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５の両側にこの集電装置５の側面を覆うようにそれぞれ配置されるパンタグラフ遮音板（二面側壁）である。遮音板６ａ、６ｂは、集電装置５と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔Ｄの範囲内であって騒音低減効果を最も図ることが可能な位置に配置されているが、車両４の車体４ａと電気的に絶縁されて短絡防止が図られている。遮音板６ａ，６ｂは、碍子５ｆによって車体４ａと電気的に絶縁された台枠５ｅに取り付けられており、台枠５ｅと一体に固定された状態でこの台枠５ｅに支持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の集電装置から発生する騒音を低減可能な車両の騒音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の騒音低減装置は、鉄道車両の集電装置から発生する空力音を低減するためにこの集電装置の外側に遮音壁を配置している（例えば、特許文献１参照）。このような従来の車両の騒音低減装置では、遮音壁は電気的に車体の一部を構成する構造であり、集電装置の折畳時にこの集電装置のホーンと遮音壁との間に所定の絶縁離隔を確保可能するために、この遮音壁を集電装置から十分に離して配置している。
【０００３】
【特許文献１】特開平8-98306号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両の騒音低減装置では、空力音の発生源となる集電装置に可能な限り遮音壁を接近させて配置したほうが空力音を低減することができる。しかし、従来の車両の騒音低減装置では、集電装置の折畳時にこの集電装置のホーンと遮音壁との間に所定の絶縁離隔を確保しており、集電装置の使用時には当然にホーンと遮音壁との間に所定の絶縁離隔を確保する必要がある。このため、従来の車両の騒音低減装置では、集電装置と遮音壁との間の間隔が広くなり、遮音壁によって空力音を十分に低減することができない問題点がある。
【０００５】
この発明の課題は、騒音源に遮音部を接近して配置して空力音を可能な限り低減することができる車両の騒音低減装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図２、図５及び図６に示すように、車両（４）の集電装置（５）から発生する騒音（Ｓ）を低減する車両の騒音低減装置であって、前記集電装置から発生する騒音を遮る遮音部（６ａ，６ｂ）を備え、前記遮音部は、前記集電装置と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔（Ｄ）の範囲内に配置されていることを特徴とする車両の騒音低減装置（６）である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両の騒音低減装置において、前記遮音部は、前記車両の車体（４ａ）と電気的に絶縁されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、図１、図３及び図４に示すように、前記遮音部は、前記車両の車体と前記集電装置の台枠（５ｅ）とが絶縁部（５ｆ）によって絶縁されているときに、この集電装置の台枠に支持されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、図５、図７及び図８に示すように、前記遮音部は、前記車両の車体と電気的に絶縁する絶縁部（５ｇ）に支持されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の車両の騒音低減装置において、前記遮音部は、前記絶縁部が空力音の発生を抑制する低騒音碍子であるときに、この低騒音碍子に支持されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、騒音源に遮音板を接近して配置して空力音を可能な限り低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。図３は、図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示す沿線Ｗ1，Ｗ2は、軌道２に沿って存在する土地（領域）であり、軌道２を挟み二つに分かれて存在する。沿線Ｗ1は、下り線２Ａの中心線から近い側（上り線２Ｂの中心線から遠い側）の土地であり、例えば東北新幹線の場合には下り線２Ａを東京方面から仙台方面に向かう車両４の進行方向左側（山側）の土地である。沿線Ｗ2は、上り線２Ｂの中心線から近い側（下り線２Ａの中心線から遠い側）の土地であり、例えば東北新幹線の場合には上り線２Ｂを仙台方面から東京方面に向かう車両４の進行方向左側（海側）の土地である。
【００１４】
図１〜図３に示す路盤１は、軌道２を支持する基盤であり、車両４が通過するときに荷重を支持する構造物である。路盤１は、例えば、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリート、又は良質な自然土などを用いて締め固められた土路盤などである。
【００１５】
軌道２は、車両４が走行する通路（線路）であり、車両４の車輪を案内する一対のレール２ａと、一対のレール２ａを支持する矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなるスラブ版（軌道スラブ）２ｂなどから構成されている。軌道２は、図１及び図２に示すように、二本の本線で構成された複線であり、下り線２Ａと上り線２Ｂとから構成されている。下り線２Ａは、例えば、東北新幹線の場合には東京方面から仙台方面に向かう車両４が走行する線路であり、上り線２Ｂは例えば東北新幹線の場合には仙台方面から東京方面に向かう車両４が走行する線路である。
【００１６】
図１〜図３に示す架線３は、線路上空に架設される架空電車線であり、所定の間隔をあけて図示しない支持構造物によって支持点で支持されている。トロリ線３ａは、集電装置５のすり板５ａが接触する電線であり、集電装置５のすり板５ａが接触移動することによって車両４に負荷電流を供給する。
【００１７】
車両４は、軌道２に沿って走行する移動体である。車両４は、電車又は電気機関車などの電気車であり、例えば高速で走行する新幹線などの鉄道車両である。車体４ａは、乗客又は貨物などの積載物を積載し輸送するための構造物である。車体４ａは、集電装置５などの屋根上機器が設置される屋根上面（車体上面）４ｂを備えている。
【００１８】
集電装置（パンタグラフ）５は、架線３のトロリ線３ａから電力を車両４に導くための装置である。集電装置５は、図１〜図４に示すように、トロリ線３ａと接触するすり板５ａと、このすり板５ａが取り付けられた集電舟（舟体）５ｂと、車両４が分岐器を通過するときにこの分岐器の上方で交差する２本のトロリ線３ａのうち車両４の進行方向とは異なる方向のトロリ線３ａへの割込みを防止するホーン５ｃと、集電舟５ｂを支持し上下方向に昇降する枠組５ｄと、枠組５ｄを支持する台枠５ｅと、図１、図３及び図４に示すように車体４ａと台枠５ｅとの間を電気的に絶縁する碍子５ｆなどを備えている。図１〜図４に示す集電装置５は、車両４の進行方向に対して非対称であり、一方向又は両方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。
【００１９】
図１〜図４に示す騒音低減装置６は、車両４の集電装置５から発生する騒音Ｓを低減する装置である。騒音低減装置６は、集電装置５が風を切ることによって発生する空力音（風きり音）、集電装置５のすり板５ａとトロリ線３ａとの間に発生するスパーク音、及びすり板５ａがトロリ線３ａと接触移動することによって発生するしゅう動騒音などの集電系騒音を低減するために、集電装置５の周囲に設置されるパンタグラフカバー部である。騒音低減装置６は、例えば、制振性能を有し耐久性と剛性が高い金属製又は合成樹脂製の軽量な薄板状の部材であり、空力抵抗を低減し空力音の発生を抑えるように流線型に形成されている。騒音低減装置６は、図１〜図４に示す遮音板６ａ，６ｂと、図１〜図３に示す碍子カバー部６ｃ，６ｄなどを備えている。
【００２０】
図１、図２及び図４に示す遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５から発生する騒音Ｓを遮る部材である。遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５の両側にこの集電装置５の側面を覆う（騒音源を隠す）ようにそれぞれ配置されるパンタグラフ遮音板（二面側壁）であり、遮音板６ａ，６ｂの内側側面には集電装置５と対向するように吸音材などが装着されている。遮音板６ａ、６ｂは、図１及び図２に示すように、集電装置５と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔Ｄの範囲内に配置されており、電気的に集電装置５の一部を構成する構造となるため、車両４の車体４ａと電気的に絶縁されて短絡防止が図られている。ここで、絶縁離隔Ｄとは、一般に、電線又は碍子連の充電部と支持物又は構造物との間に電気的絶縁を保つために必要な離隔であり、絶縁離隔Ｄは閉鎖サージ電圧に耐え得る離隔が必要であり、風速又は降雨などの環境的要因を加味して決定される。絶縁離隔Ｄは、例えば、新幹線鉄道構造規則に記載されているような新幹線などで使用される交流の電車線路の場合には、集電装置５のホーン５ｃの先端部から300mm以上であり、普通鉄道構造規則に記載されているような在来線などで使用される直流の電車線路の場合には、集電装置５のホーン５ｃの先端部から250mm以上である。遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５と接触しない範囲内であり、かつ、絶縁離隔Ｄの範囲内で、騒音低減効果を最も図ることが可能な位置に配置されている。
【００２１】
図１、図２及び図４に示す遮音板６ａ，６ｂは、車体４ａの幅方向における台枠５ｅの端部に取り付けられており、台枠５ｅと一体に固定された状態でこの台枠５ｅに支持されている。遮音板６ａ，６ｂは、車両４が軌道２上で停止しているときに、この車両４が超えてはならない上下左右の限界である車両限界内に設置されており、遮音板６ａ，６ｂの高さはこの車両限界を超えないように設定されている。遮音板６ａ，６ｂは、図１に二点鎖線で示すように、集電装置５が折畳状態であるときにこの集電装置５と干渉しないような形状に形成されており、折畳状態の集電装置５を避けるように水平方向又は斜め上方向に伸びた遮音壁部６ｅと、この遮音壁部６ｅの基部側とは反対側の端部に連結されて略垂直方向に伸びた遮音壁部６ｆなどを備えている。遮音板６ａ，６ｂの両端部（車両４の進行方向の端部）は、図２に示すように、空力騒音の発生を抑制するために断面が略楕円形状などの流線型に形成されている。
【００２２】
図２及び図３に示す碍子カバー部６ｃ，６ｄは、碍子５ｆから発生する空力音を低減する装置である。碍子カバー部６ｃ，６ｄは、集電装置５の前後にこの集電装置５を挟むように所定の間隔をあけて配置されており、図３に示すようにし屋根上面４ｂから集電装置５に向かって上方に傾斜する傾斜面を備えている。
【００２３】
次に、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置の作用を説明する。
図１〜図４に示すように、車両４がＡ方向に走行すると集電装置５の集電舟５ｂ、ホーン５ｃ、枠組５ｄ、台枠５ｅ及び碍子５ｆなどから空力音が発生する。また、すり板５ａがトロリ線３ａと接触移動するとしゅう動騒音が発生するとともに、集電装置５のすり板５ａとトロリ線３ａとが離れるとこれらの間にスパーク音が発生する。その結果、図１及び図２に示すように、集電装置５から沿線Ｗ1，Ｗ2に向かって空気中を伝播する騒音Ｓを遮音板６ａ，６ｂが遮る。また、集電装置５から遮音板６ａ，６ｂに到達した騒音Ｓを音源側に二重回折させて、遮音板６ａと遮音板６ｂとの間に騒音Ｓの音響エネルギーを閉じ込める。このとき、遮音板６ａ，６ｂが絶縁離隔Ｄの範囲内で集電装置５の近くに配置されているため、集電装置５から沿線Ｗ1，Ｗ2に向かって騒音Ｓがより一層低減する。
【００２４】
この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、集電装置５と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔Ｄの範囲内に、この集電装置５から発生する騒音Ｓを遮る遮音板６ａ，６ｂが配置されている。このため、遮音板６ａ，６ｂを集電装置５の近傍に配置して騒音源に十分接近させることができるため、集電装置５から沿線Ｗ1，Ｗ2に向かって放射する騒音Ｓをより一層低減することができる。
【００２５】
(2) この第１実施形態では、遮音板６ａ，６ｂが車両４の車体４ａと電気的に絶縁されている。このため、遮音板６ａ，６ｂが絶縁離隔Ｄの範囲内に配置しても、遮音板６ａ，６ｂと車体４ａとを電気的に絶縁しこれらの間の短絡を防止することができる。
【００２６】
(3) この第１実施形態では、車両４の車体４ａと集電装置５の台枠５ｅとが碍子５ｆによって絶縁されているときに、この台枠５ｅに遮音板６ａ，６ｂが支持されている。このため、車体４ａと集電装置５とを電気的に絶縁する既存の碍子５ｆを絶縁部として利用するとともに、既存の台枠５ｅに遮音板６ａ，６ｂを取り付けるような簡単な取付作業によって、遮音板６ａ，６ｂを可能な限り騒音源に近づけて配置することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。図６は、この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。図７は、図６のVII-VII線で切断した状態を示す断面図である。図８は、この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
図５〜図８に示す低騒音碍子５ｇは、遮音板６ａ，６ｂと車両４の車体４ａとの間を電気的に絶縁する部材である。低騒音碍子５ｇは、遮音板６ａ，６ｂを支持しており、空力騒音の発生に対して抑制効果のある形状に形成されている。低騒音碍子５ｇは、図８に示すように、遮音板６ａ，６ｂを取り付ける上側取付部５ｈと、車体４ａの屋根上面４ｂに取り付けられる下側取付部５ｉと、低騒音碍子５ｇの端部で発生する渦の放出を抑制するためにこの端部の断面形状が略楕円形に形成された胴部５ｊと、この胴部５ｊの長さ方向に間隔をあけて配列されて端部の断面形状が略楕円形に形成された複数のひだ部５ｋなどを備えている。低騒音碍子５ｇは、例えば、絶縁性の高分子樹脂などを成形型に充填して製造されており、図６に示すように遮音板６ａ，６ｂの長さ及び厚さと略同一の長さ及び厚さで形成されている。
【００２９】
この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、車両４の車体４ａと電気的に絶縁する低騒音碍子５ｇに遮音板６ａ，６ｂが支持されている。その結果、図１〜図４に示す騒音低減装置６とは異なり、集電装置５とは別に遮音板６ａ，６ｂを低騒音碍子５ｇによって独立して支持するため、台枠５ｅの構造を変更する必要がなくなって設置コストを低減することができる。
【００３０】
(2) この第２実施形態では、空力音の発生を抑制する低騒音碍子５ｇに遮音板６ａ，６ｂが支持されている。このため、低騒音碍子５ｇによって気流の乱れが減少し、この低騒音碍子５ｇから発生する空力騒音を低減することができる。
【００３１】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、東北新幹線を例に挙げて説明したが、東海道新幹線などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、軌道２が複線である場合を例に挙げて説明したが、軌道２が複々線である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、車両４が新幹線を走行する新幹線車両である場合を例に挙げて説明したが、在来線を走行する在来線車両、又は新幹線と在来線とを相互に走行可能な新在直通運転用の車両などについてもこの発明を適用することができる。
【００３２】
(2) この実施形態では、車両４が左側通行である場合を例に挙げて説明したが、右側通行である場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、遮音部として遮音板６ａ，６ｂを例に挙げて説明したが、碍子カバー部６ｃ，６ｄなどの他の遮音部にもこの発明を適用することができる。この場合には、碍子カバー部６ｃ，６ｄを絶縁離隔Ｄの範囲内に配置しこの碍子カバー部６ｃ，６ｄと車体４ａとを低騒音碍子などによって電気的に絶縁することができる。さらに、この第１実施形態では、図１〜図４に示す碍子５ｆによって台枠５ｅを支持する場合を例に挙げて説明したが、図５〜図８に示す低騒音碍子５ｇによって台枠５ｅを支持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。
【図７】図６のVII-VII線で切断した状態を示す断面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 路盤
２ 軌道
２Ａ 下り線
２Ｂ 上り線
２ａ レール
２ｂ スラブ版
３ 架線
３ａ トロリ線
４ 車両
４ａ 車体
４ｂ 屋根上面
５ 集電装置
５ａ すり板
５ｂ 集電舟
５ｃ ホーン
５ｄ 枠組
５ｅ 台枠
５ｆ 碍子（絶縁部）
５ｇ 低騒音碍子（絶縁部）
５ｈ 上側取付部
５ｉ 下側取付部
５ｊ 胴部
５ｋ ひだ部
６ 騒音低減装置
６ａ，６ｂ 遮音板（遮音部）
６ｃ，６ｄ 碍子カバー部
６ｅ，６ｆ 遮音壁部
Ｓ 騒音
Ｄ 絶縁離隔
Ｗ1，Ｗ2 沿線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の集電装置から発生する騒音を低減可能な車両の騒音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の騒音低減装置は、鉄道車両の集電装置から発生する空力音を低減するためにこの集電装置の外側に遮音壁を配置している（例えば、特許文献１参照）。このような従来の車両の騒音低減装置では、遮音壁は電気的に車体の一部を構成する構造であり、集電装置の折畳時にこの集電装置のホーンと遮音壁との間に所定の絶縁離隔を確保可能するために、この遮音壁を集電装置から十分に離して配置している。
【０００３】
【特許文献１】特開平8-98306号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車両の騒音低減装置では、空力音の発生源となる集電装置に可能な限り遮音壁を接近させて配置したほうが空力音を低減することができる。しかし、従来の車両の騒音低減装置では、集電装置の折畳時にこの集電装置のホーンと遮音壁との間に所定の絶縁離隔を確保しており、集電装置の使用時には当然にホーンと遮音壁との間に所定の絶縁離隔を確保する必要がある。このため、従来の車両の騒音低減装置では、集電装置と遮音壁との間の間隔が広くなり、遮音壁によって空力音を十分に低減することができない問題点がある。
【０００５】
この発明の課題は、騒音源に遮音部を接近して配置して空力音を可能な限り低減することができる車両の騒音低減装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１、図２、図５及び図６に示すように、車両（４）の集電装置（５）から発生する騒音（Ｓ）を低減する車両の騒音低減装置であって、前記集電装置から発生する騒音を遮る遮音部（６ａ，６ｂ）を備え、前記遮音部は、前記集電装置と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔（Ｄ）の範囲内に配置されていることを特徴とする車両の騒音低減装置（６）である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両の騒音低減装置において、前記遮音部は、前記車両の車体（４ａ）と電気的に絶縁されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、図１、図３及び図４に示すように、前記遮音部は、前記車両の車体と前記集電装置の台枠（５ｅ）とが絶縁部（５ｆ）によって絶縁されているときに、この集電装置の台枠に支持されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、図５、図７及び図８に示すように、前記遮音部は、前記車両の車体と電気的に絶縁する絶縁部（５ｇ）に支持されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の車両の騒音低減装置において、前記遮音部は、前記絶縁部が空力音の発生を抑制する低騒音碍子であるときに、この低騒音碍子に支持されていることを特徴とする車両の騒音低減装置である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、騒音源に遮音板を接近して配置して空力音を可能な限り低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。図３は、図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示す沿線Ｗ1，Ｗ2は、軌道２に沿って存在する土地（領域）であり、軌道２を挟み二つに分かれて存在する。沿線Ｗ1は、下り線２Ａの中心線から近い側（上り線２Ｂの中心線から遠い側）の土地であり、例えば東北新幹線の場合には下り線２Ａを東京方面から仙台方面に向かう車両４の進行方向左側（山側）の土地である。沿線Ｗ2は、上り線２Ｂの中心線から近い側（下り線２Ａの中心線から遠い側）の土地であり、例えば東北新幹線の場合には上り線２Ｂを仙台方面から東京方面に向かう車両４の進行方向左側（海側）の土地である。
【００１４】
図１〜図３に示す路盤１は、軌道２を支持する基盤であり、車両４が通過するときに荷重を支持する構造物である。路盤１は、例えば、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリート、又は良質な自然土などを用いて締め固められた土路盤などである。
【００１５】
軌道２は、車両４が走行する通路（線路）であり、車両４の車輪を案内する一対のレール２ａと、一対のレール２ａを支持する矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなるスラブ版（軌道スラブ）２ｂなどから構成されている。軌道２は、図１及び図２に示すように、二本の本線で構成された複線であり、下り線２Ａと上り線２Ｂとから構成されている。下り線２Ａは、例えば、東北新幹線の場合には東京方面から仙台方面に向かう車両４が走行する線路であり、上り線２Ｂは例えば東北新幹線の場合には仙台方面から東京方面に向かう車両４が走行する線路である。
【００１６】
図１〜図３に示す架線３は、線路上空に架設される架空電車線であり、所定の間隔をあけて図示しない支持構造物によって支持点で支持されている。トロリ線３ａは、集電装置５のすり板５ａが接触する電線であり、集電装置５のすり板５ａが接触移動することによって車両４に負荷電流を供給する。
【００１７】
車両４は、軌道２に沿って走行する移動体である。車両４は、電車又は電気機関車などの電気車であり、例えば高速で走行する新幹線などの鉄道車両である。車体４ａは、乗客又は貨物などの積載物を積載し輸送するための構造物である。車体４ａは、集電装置５などの屋根上機器が設置される屋根上面（車体上面）４ｂを備えている。
【００１８】
集電装置（パンタグラフ）５は、架線３のトロリ線３ａから電力を車両４に導くための装置である。集電装置５は、図１〜図４に示すように、トロリ線３ａと接触するすり板５ａと、このすり板５ａが取り付けられた集電舟（舟体）５ｂと、車両４が分岐器を通過するときにこの分岐器の上方で交差する２本のトロリ線３ａのうち車両４の進行方向とは異なる方向のトロリ線３ａへの割込みを防止するホーン５ｃと、集電舟５ｂを支持し上下方向に昇降する枠組５ｄと、枠組５ｄを支持する台枠５ｅと、図１、図３及び図４に示すように車体４ａと台枠５ｅとの間を電気的に絶縁する碍子５ｆなどを備えている。図１〜図４に示す集電装置５は、車両４の進行方向に対して非対称であり、一方向又は両方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。
【００１９】
図１〜図４に示す騒音低減装置６は、車両４の集電装置５から発生する騒音Ｓを低減する装置である。騒音低減装置６は、集電装置５が風を切ることによって発生する空力音（風きり音）、集電装置５のすり板５ａとトロリ線３ａとの間に発生するスパーク音、及びすり板５ａがトロリ線３ａと接触移動することによって発生するしゅう動騒音などの集電系騒音を低減するために、集電装置５の周囲に設置されるパンタグラフカバー部である。騒音低減装置６は、例えば、制振性能を有し耐久性と剛性が高い金属製又は合成樹脂製の軽量な薄板状の部材であり、空力抵抗を低減し空力音の発生を抑えるように流線型に形成されている。騒音低減装置６は、図１〜図４に示す遮音板６ａ，６ｂと、図１〜図３に示す碍子カバー部６ｃ，６ｄなどを備えている。
【００２０】
図１、図２及び図４に示す遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５から発生する騒音Ｓを遮る部材である。遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５の両側にこの集電装置５の側面を覆う（騒音源を隠す）ようにそれぞれ配置されるパンタグラフ遮音板（二面側壁）であり、遮音板６ａ，６ｂの内側側面には集電装置５と対向するように吸音材などが装着されている。遮音板６ａ、６ｂは、図１及び図２に示すように、集電装置５と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔Ｄの範囲内に配置されており、電気的に集電装置５の一部を構成する構造となるため、車両４の車体４ａと電気的に絶縁されて短絡防止が図られている。ここで、絶縁離隔Ｄとは、一般に、電線又は碍子連の充電部と支持物又は構造物との間に電気的絶縁を保つために必要な離隔であり、絶縁離隔Ｄは閉鎖サージ電圧に耐え得る離隔が必要であり、風速又は降雨などの環境的要因を加味して決定される。絶縁離隔Ｄは、例えば、新幹線鉄道構造規則に記載されているような新幹線などで使用される交流の電車線路の場合には、集電装置５のホーン５ｃの先端部から300mm以上であり、普通鉄道構造規則に記載されているような在来線などで使用される直流の電車線路の場合には、集電装置５のホーン５ｃの先端部から250mm以上である。遮音板６ａ，６ｂは、集電装置５と接触しない範囲内であり、かつ、絶縁離隔Ｄの範囲内で、騒音低減効果を最も図ることが可能な位置に配置されている。
【００２１】
図１、図２及び図４に示す遮音板６ａ，６ｂは、車体４ａの幅方向における台枠５ｅの端部に取り付けられており、台枠５ｅと一体に固定された状態でこの台枠５ｅに支持されている。遮音板６ａ，６ｂは、車両４が軌道２上で停止しているときに、この車両４が超えてはならない上下左右の限界である車両限界内に設置されており、遮音板６ａ，６ｂの高さはこの車両限界を超えないように設定されている。遮音板６ａ，６ｂは、図１に二点鎖線で示すように、集電装置５が折畳状態であるときにこの集電装置５と干渉しないような形状に形成されており、折畳状態の集電装置５を避けるように水平方向又は斜め上方向に伸びた遮音壁部６ｅと、この遮音壁部６ｅの基部側とは反対側の端部に連結されて略垂直方向に伸びた遮音壁部６ｆなどを備えている。遮音板６ａ，６ｂの両端部（車両４の進行方向の端部）は、図２に示すように、空力騒音の発生を抑制するために断面が略楕円形状などの流線型に形成されている。
【００２２】
図２及び図３に示す碍子カバー部６ｃ，６ｄは、碍子５ｆから発生する空力音を低減する装置である。碍子カバー部６ｃ，６ｄは、集電装置５の前後にこの集電装置５を挟むように所定の間隔をあけて配置されており、図３に示すようにし屋根上面４ｂから集電装置５に向かって上方に傾斜する傾斜面を備えている。
【００２３】
次に、この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置の作用を説明する。
図１〜図４に示すように、車両４がＡ方向に走行すると集電装置５の集電舟５ｂ、ホーン５ｃ、枠組５ｄ、台枠５ｅ及び碍子５ｆなどから空力音が発生する。また、すり板５ａがトロリ線３ａと接触移動するとしゅう動騒音が発生するとともに、集電装置５のすり板５ａとトロリ線３ａとが離れるとこれらの間にスパーク音が発生する。その結果、図１及び図２に示すように、集電装置５から沿線Ｗ1，Ｗ2に向かって空気中を伝播する騒音Ｓを遮音板６ａ，６ｂが遮る。また、集電装置５から遮音板６ａ，６ｂに到達した騒音Ｓを音源側に二重回折させて、遮音板６ａと遮音板６ｂとの間に騒音Ｓの音響エネルギーを閉じ込める。このとき、遮音板６ａ，６ｂが絶縁離隔Ｄの範囲内で集電装置５の近くに配置されているため、集電装置５から沿線Ｗ1，Ｗ2に向かって騒音Ｓがより一層低減する。
【００２４】
この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、集電装置５と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔Ｄの範囲内に、この集電装置５から発生する騒音Ｓを遮る遮音板６ａ，６ｂが配置されている。このため、遮音板６ａ，６ｂを集電装置５の近傍に配置して騒音源に十分接近させることができるため、集電装置５から沿線Ｗ1，Ｗ2に向かって放射する騒音Ｓをより一層低減することができる。
【００２５】
(2) この第１実施形態では、遮音板６ａ，６ｂが車両４の車体４ａと電気的に絶縁されている。このため、遮音板６ａ，６ｂが絶縁離隔Ｄの範囲内に配置しても、遮音板６ａ，６ｂと車体４ａとを電気的に絶縁しこれらの間の短絡を防止することができる。
【００２６】
(3) この第１実施形態では、車両４の車体４ａと集電装置５の台枠５ｅとが碍子５ｆによって絶縁されているときに、この台枠５ｅに遮音板６ａ，６ｂが支持されている。このため、車体４ａと集電装置５とを電気的に絶縁する既存の碍子５ｆを絶縁部として利用するとともに、既存の台枠５ｅに遮音板６ａ，６ｂを取り付けるような簡単な取付作業によって、遮音板６ａ，６ｂを可能な限り騒音源に近づけて配置することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。図６は、この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。図７は、図６のVII-VII線で切断した状態を示す断面図である。図８は、この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。以下では、図１〜図４に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
図５〜図８に示す低騒音碍子５ｇは、遮音板６ａ，６ｂと車両４の車体４ａとの間を電気的に絶縁する部材である。低騒音碍子５ｇは、遮音板６ａ，６ｂを支持しており、空力騒音の発生に対して抑制効果のある形状に形成されている。低騒音碍子５ｇは、図８に示すように、遮音板６ａ，６ｂを取り付ける上側取付部５ｈと、車体４ａの屋根上面４ｂに取り付けられる下側取付部５ｉと、低騒音碍子５ｇの端部で発生する渦の放出を抑制するためにこの端部の断面形状が略楕円形に形成された胴部５ｊと、この胴部５ｊの長さ方向に間隔をあけて配列されて端部の断面形状が略楕円形に形成された複数のひだ部５ｋなどを備えている。低騒音碍子５ｇは、例えば、絶縁性の高分子樹脂などを成形型に充填して製造されており、図６に示すように遮音板６ａ，６ｂの長さ及び厚さと略同一の長さ及び厚さで形成されている。
【００２９】
この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、車両４の車体４ａと電気的に絶縁する低騒音碍子５ｇに遮音板６ａ，６ｂが支持されている。その結果、図１〜図４に示す騒音低減装置６とは異なり、集電装置５とは別に遮音板６ａ，６ｂを低騒音碍子５ｇによって独立して支持するため、台枠５ｅの構造を変更する必要がなくなって設置コストを低減することができる。
【００３０】
(2) この第２実施形態では、空力音の発生を抑制する低騒音碍子５ｇに遮音板６ａ，６ｂが支持されている。このため、低騒音碍子５ｇによって気流の乱れが減少し、この低騒音碍子５ｇから発生する空力騒音を低減することができる。
【００３１】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、東北新幹線を例に挙げて説明したが、東海道新幹線などについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、軌道２が複線である場合を例に挙げて説明したが、軌道２が複々線である場合についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、車両４が新幹線を走行する新幹線車両である場合を例に挙げて説明したが、在来線を走行する在来線車両、又は新幹線と在来線とを相互に走行可能な新在直通運転用の車両などについてもこの発明を適用することができる。
【００３２】
(2) この実施形態では、車両４が左側通行である場合を例に挙げて説明したが、右側通行である場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、遮音部として遮音板６ａ，６ｂを例に挙げて説明したが、碍子カバー部６ｃ，６ｄなどの他の遮音部にもこの発明を適用することができる。この場合には、碍子カバー部６ｃ，６ｄを絶縁離隔Ｄの範囲内に配置しこの碍子カバー部６ｃ，６ｄと車体４ａとを低騒音碍子などによって電気的に絶縁することができる。さらに、この第１実施形態では、図１〜図４に示す碍子５ｆによって台枠５ｅを支持する場合を例に挙げて説明したが、図５〜図８に示す低騒音碍子５ｇによって台枠５ｅを支持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。
【図５】この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す正面図である。
【図６】この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す平面図である。
【図７】図６のVII-VII線で切断した状態を示す断面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る車両の騒音低減装置を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 路盤
２ 軌道
２Ａ 下り線
２Ｂ 上り線
２ａ レール
２ｂ スラブ版
３ 架線
３ａ トロリ線
４ 車両
４ａ 車体
４ｂ 屋根上面
５ 集電装置
５ａ すり板
５ｂ 集電舟
５ｃ ホーン
５ｄ 枠組
５ｅ 台枠
５ｆ 碍子（絶縁部）
５ｇ 低騒音碍子（絶縁部）
５ｈ 上側取付部
５ｉ 下側取付部
５ｊ 胴部
５ｋ ひだ部
６ 騒音低減装置
６ａ，６ｂ 遮音板（遮音部）
６ｃ，６ｄ 碍子カバー部
６ｅ，６ｆ 遮音壁部
Ｓ 騒音
Ｄ 絶縁離隔
Ｗ1，Ｗ2 沿線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の集電装置から発生する騒音を低減する車両の騒音低減装置であって、
前記集電装置から発生する騒音を遮る遮音部を備え、
前記遮音部は、前記集電装置と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔の範囲内に配置されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記車両の車体と電気的に絶縁されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記車両の車体と前記集電装置の台枠とが絶縁部によって絶縁されているときに、この集電装置の台枠に支持されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記車両の車体と電気的に絶縁する絶縁部に支持されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記絶縁部が空力音の発生を抑制する低騒音碍子であるときに、この低騒音碍子に支持されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項１】
車両の集電装置から発生する騒音を低減する車両の騒音低減装置であって、
前記集電装置から発生する騒音を遮る遮音部を備え、
前記遮音部は、前記集電装置と電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔の範囲内に配置されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記車両の車体と電気的に絶縁されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記車両の車体と前記集電装置の台枠とが絶縁部によって絶縁されているときに、この集電装置の台枠に支持されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記車両の車体と電気的に絶縁する絶縁部に支持されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の騒音低減装置において、
前記遮音部は、前記絶縁部が空力音の発生を抑制する低騒音碍子であるときに、この低騒音碍子に支持されていること、
を特徴とする車両の騒音低減装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１６５２１１（Ｐ２００９−１６５２１１Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３９４７６（Ｐ２００７−３３９４７６）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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