(57)【要約】【課題】車内騒音の不快度を効率的に低減することができる鉄道車両を実現する。【解決手段】本発明者らは、車内騒音から１ｋＨｚ以上の音圧レベルを下げた方が、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）が低減することを見出したので、鉄道車両Ｔの客室を構成する部材の少なくとも一部に、１ｋＨｚ以上の音域（周波数帯域）の音を低減する吸音材を配設することによって、車内騒音の不快度を低減することができる鉄道車両Ｔを実現した。特に、本発明者らは、車内騒音における１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源として、鉄道車両Ｔの客室を構成する天井パネル１などの寄与が比較的高いことを見出したので、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減する吸音材を天井パネル１などに配設することで、車内騒音の不快度を効果的に低減することを実現した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の客室を構成する部材の少なくとも一部に、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減する吸音材が配設されていることを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記客室を構成する部材において、１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源と特定された音源部材に前記吸音材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記音源部材は、天井パネルであり、
前記天井パネルには、アルミニウム粉末焼結素材製の前記吸音材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記音源部材は、側パネルであり、
前記側パネルには、合成樹脂のナノファイバー製の前記吸音材又は高発泡ポリエチレン製の前記吸音材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記音源部材は、荷棚であり、
前記荷棚には、アルミニウム粉末焼結素材製の前記吸音材又は合成樹脂のナノファイバー製の前記吸音材又は高発泡ポリエチレン製の前記吸音材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車内騒音の不快度を低減した鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音に対する人間の不快感の度合いは、音の大きさに依存しているため、一般的な騒音対策ではまず、その音の大きさを低減することが求められる。
しかし、人間が音を聞いたときに感じる印象は音の大きさだけではなく、高さや音色といった音質の違いによっても異なる。
このことから、同じ大きさの音であっても音質（周波数特性）が異なれば、人間が感じる不快度にも差があることが示唆される。
【０００３】
そして、鉄道車内（客室内）の騒音は、乗客に不快感を与えてしまうものであるので、これまで様々な対策が講じられている。
その鉄道車内での騒音対策を講じるにあたり、音質に関する指標（ラウドネス、シャープネス、トーナリティなどの音質指標）を用いた評価式によって騒音の不快度を求めて、その騒音を評価するという技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４６７０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によって、車内音に対する人間の主観がどの音質指標との相関が高いかを確認することはできたが、具体的にどのような音質（周波数特性）について考慮した騒音対策を行うのがよいかまでは示されていなかった。
そこで、本発明者らは、どのような音質について考慮した騒音対策を行うのがよいか鋭意検討し、車内騒音の不快度を効率的に抑えるための技術を開発するに至った。
【０００６】
本発明の目的は、車内騒音の不快度を効率的に低減することができる鉄道車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本出願に係る鉄道車両は、
鉄道車両の客室を構成する部材の少なくとも一部に、１ｋＨｚ以上の音域（周波数帯域）の音を低減する吸音材が配設されているようにした。
【０００８】
本発明者らは、車内騒音から１ｋＨｚ以上の音圧レベルを下げることによって、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）が低減することを見出したので、鉄道車両の客室を構成する部材の少なくとも一部に、１ｋＨｚ以上の音域（周波数帯域）の音を低減する吸音材を配設することによって、車内騒音の不快度を効率的に低減することができる鉄道車両を実現した。
【０００９】
また、望ましくは、
前記客室を構成する部材において、１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源と特定された音源部材に前記吸音材が配設されているようにする。
【００１０】
１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源と特定された音源部材に、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減する吸音材を配設することで、車内騒音の不快度を効果的に低減できる。
【００１１】
また、望ましくは、
前記音源部材は、天井パネルであり、
前記天井パネルには、アルミニウム粉末焼結素材製の前記吸音材が配設されているようにする。
【００１２】
このような吸音材を音源部材に配設することで、車内騒音の不快度を効果的に低減することができる。
例えば、アルミニウム粉末焼結素材製の吸音材は、客室を構成する部材の表側（化粧板の表側）に配設するタイプの吸音材であるので、車内騒音の不快度を低減するために天井パネルの表面に配設するようにした。天井パネルは乗客が手を触れ難い配置にあるため、天井パネルの表面に吸音材が配設されていても、その吸音材は損傷し難いので、車内騒音の低減効果を維持することができる。
【００１３】
また、望ましくは、
前記音源部材は、側パネルであり、
前記側パネルには、合成樹脂のナノファイバー製の前記吸音材又は高発泡ポリエチレン製の前記吸音材が配設されているようにする。
【００１４】
このような吸音材を音源部材に配設することで、車内騒音の不快度を効果的に低減することができる。
例えば、合成樹脂のナノファイバー製の吸音材や、高発泡ポリエチレン製の吸音材は、客室を構成する部材の裏側（化粧板の裏側）に配設するタイプの吸音材であるので、車内騒音の不快度を低減するために側パネルの裏側に配設するようにした。側パネルは乗客が手や足を触れ易い配置にあるので、吸音材が損傷し難いように側パネルの裏面に配設するようにして、車内騒音の低減効果を維持することができる。
【００１５】
また、望ましくは、
前記音源部材は、荷棚であり、
前記荷棚には、アルミニウム粉末焼結素材製の前記吸音材又は合成樹脂のナノファイバー製の前記吸音材又は高発泡ポリエチレン製の前記吸音材が配設されているようにする。
【００１６】
このような吸音材を音源部材に配設することで、車内騒音の不快度を効果的に低減することができる。
例えば、アルミニウム粉末焼結素材製の吸音材は、客室を構成する部材の表側（化粧板の表側）に配設するタイプの吸音材であり、合成樹脂のナノファイバー製の吸音材や高発泡ポリエチレン製の吸音材は、客室を構成する部材の裏側（化粧板の裏側）に配設するタイプの吸音材である。
そこで、荷棚の下面表面にアルミニウム粉末焼結素材製の吸音材を配設し、荷棚の内側（例えば、棚板（金属板）の下）に合成樹脂のナノファイバー製の吸音材または高発泡ポリエチレン製の吸音材を配設するようにした。こうすることで、車内騒音の低減効果を維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、鉄道車両の車内騒音の不快度を効率的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の鉄道車両を断面視して示す概略図である。
【図２】車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）の低減に関するシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３】吸音材による車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）の低減に関するシミュレーション結果と走行試験結果を示す説明図である。
【図４】車内騒音における１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る鉄道車両の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２０】
本実施形態の鉄道車両Ｔは、その車両の客室を構成する部材の少なくとも一部に、１ｋＨｚ以上の音域の音（周波数帯域の音）を低減する吸音材を配設することで、車内騒音の不快度の低減を図ったものである。
鉄道車両Ｔの客室を構成するパネル材には、例えば、図１に示すように、天井パネル１、側パネル２、床パネル３が含まれており、それらパネル材の少なくとも一部に１ｋＨｚ以上の音域の音（周波数帯域の音）を低減する吸音材が配設されている。
また、鉄道車両Ｔの客室は、天井パネル１、側パネル２、床パネル３の他、窓４や座席５や荷棚６などの部材を備えて構成されている。客室を構成する座席５や荷棚６にも適宜吸音材が配設されている。
【００２１】
本実施形態では、公益財団法人鉄道総合技術研究所にて提唱されている不快度予測式（下記の式（１））を用いて得られる、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）に基づき、その不快度の低減について検証した。
不快度＝０．１Ｎ＋１．７Ｓ＋２．１Ｔ−１．４  ・・・（１）
この式（１）のＮはラウドネス（音の大きさ；sone）、Ｓはシャープネス（音の鋭さ（甲高さ）；acum）、Ｔはトーナリティ（純音感；tu）である。
この式（１）によって、車内騒音の不快度を、１〜５の値（１：まったく不快でない、２：それほど不快でない、３：やや不快、４：だいぶ不快、５：非常に不快）で表すことができる。
【００２２】
そして、本発明者らが実施した、Ｅ５系の新幹線（登録商標）のモデルでのシミュレーションによって、図２に示すように、車内騒音から３００Ｈｚ以下の音圧レベルを下げるよりも、車内騒音から１ｋＨｚ以上の音圧レベルを下げた方が、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）が低減することを見出した。これは、明かり区間の騒音とトンネル区間の騒音とで、同様の結果が得られた。
【００２３】
このように、車内騒音から１ｋＨｚ以上の音域の音（周波数帯域の音）を下げた方が、車内騒音の不快度をより低減できるという知見が得られたことから、本発明者らは吸音材の市場調査を行って、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減することができる吸音材を選定した。
本発明者らが選定した吸音材は、例えば、下記の３つである。
・合成樹脂のナノファイバー製の吸音材（マジックファイバー；エム・テックス株式会社製）
・高発泡ポリエチレン製の吸音材（イーディケル；日本特殊塗料株式会社製）
・アルミニウム粉末焼結素材製の吸音材（アートニウム；オスコ産業株式会社製）
なお、現使用の吸音材は、合成樹脂繊維製の吸音材（フジロンマット；株式会社フジコー製）である。
マジックファイバー、イーディケル、フジロンマットは、客室を構成するパネル材の裏側（化粧板の裏側）に配設するタイプの吸音材であり、アートニウムは、客室を構成するパネル材の表側（化粧板の表側）に配設するタイプの吸音材である。
【００２４】
こうして選定された吸音材によって、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）がどの程度低減されるのか、シミュレーションと走行試験を行って確認した。
その結果を図３に示す。シミュレーションはＥ５系新幹線モデルによるもの、走行試験はＥ５系新幹線によるものである。
シミュレーションでは、吸音材未使用の条件と、客室を構成する天井パネル、側パネル、床パネルに吸音材を配設した条件についての比較を行った。
走行試験は、吸音材未使用の車両と、客室を構成する天井パネル、側パネル、床パネルに吸音材を配設した車両の比較であって、各車両を走行させてその車内で行った官能試験結果について比較したものである。
なお、本発明者らが選定した吸音材（マジックファイバー、イーディケル、アートニウム）の吸音性能はほぼ同等であったので、図３では選定吸音材としてマジックファイバーを用いた場合の結果を一例として示している。
【００２５】
図３に示すように、シミュレーションによって、吸音材未使用の原状よりも、現使用吸音材を用いた場合の方が、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）が低減し、選定吸音材を用いた場合の方が、より一層不快度（不快ノイズ指数）が低減することが検証された。
また、図３に示すように、走行試験によって、吸音材未使用の原状よりも、選定吸音材を用いた場合の方が、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）が低減することが検証された。
これは、明かり区間の騒音とトンネル区間とで、同様の検証結果が得られた。
【００２６】
次いで、本発明者らは、車内騒音における１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源（音源）が客室の何処であるのか、騒音再現モデルを用いて推定を行った。
ここでは、客室の内装材に関し、天井パネル中央寄り、天井パネル側寄り、荷棚、窓、側パネル、側パネル下、床パネル中央寄り、床パネル側寄り、の８グループを設定して、１ｋＨｚ以上の音の音源として、どのグループの寄与度が高いかを検証した。その結果を図４に示す。
【００２７】
図４に示すように、鉄道車両Ｔの客室を構成する部材のうち、１ｋＨｚ以上の音の音源として天井パネル１（天井パネル中央寄りと天井パネル側寄り）、側パネル２（側パネルと側パネル下）、荷棚６の寄与度が高いことがわかる。
このことから、鉄道車両Ｔの客室を構成する部材のうち、少なくとも天井パネル１と側パネル２と荷棚６に吸音材を配設することが、車内騒音の不快度（不快ノイズ指数）を低減する上で好ましいことがわかった。
つまり、天井パネル１と側パネル２と荷棚６を１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源である音源部材として特定した。
【００２８】
そして、乗客が手を触れ難い配置にある天井パネル１には、吸音材としてアートニウム（アルミニウム粉末焼結素材製の吸音材）を配設することとした。
また、側パネル２には、その化粧板の裏側に、吸音材としてマジックファイバー（合成樹脂のナノファイバー製の吸音材）又はイーディケル（高発泡ポリエチレン製の吸音材）を配設することとした。
また、荷棚６には、その棚板（金属板）の下に吸音材としてマジックファイバー（合成樹脂のナノファイバー製の吸音材）又はイーディケル（高発泡ポリエチレン製の吸音材）を配設することとした。また、荷棚６の下面には、吸音材としてアートニウム（アルミニウム粉末焼結素材製の吸音材）を配設することとした。
【００２９】
以上のように、本発明者らは、単に騒音の大きさを低減するのではなく、車内騒音から１ｋＨｚ以上の音域の音（周波数帯域の音）を低減することによって、車内騒音の不快度を低減できることを見出した。
また、車内騒音における１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源として、鉄道車両Ｔの客室を構成する天井パネル１と側パネル２と荷棚６の寄与が比較的高いことを確認できたので、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減することができる吸音材を天井パネル１と側パネル２と荷棚６とに配設することで、鉄道車両Ｔの車内騒音の不快度を効果的に低減することを実現した。
そして、本実施形態の鉄道車両Ｔのように、単に車内騒音の大きさを低減するのではなく、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減することができる吸音材を天井パネル１や側パネル２などに配設するようにすれば、車内騒音の不快度を低減することができる。
【００３０】
例えばこれまでは、単に車内騒音の大きさを低減するために、厚みを増した吸音材を天井パネル１や側パネル２に配設するといった対策が講じられることがあったが、本発明のように、１ｋＨｚ以上の音域の音を低減することができる吸音材を選択的に天井パネル１や側パネル２に配設することで、鉄道車両Ｔの車内騒音の不快度を低減する技術であれば、吸音材の厚みを従来よりも薄くすることができる。
例えばこれまで、車内騒音から３００Ｈｚ以下の音圧レベルを下げることで、車内騒音の不快度を低減する試みがあったが、３００Ｈｚ以下の音圧レベルを下げるためには、厚い吸音材を用いなければならなかった。それに対し、車内騒音から１ｋＨｚ以上の音圧レベルを下げるための吸音材であれば、従来よりも薄い吸音材で車内騒音の不快度を効率的に抑えることができる。
つまり、吸音材を天井パネル１や側パネル２の一部と見なした場合、本発明の技術を適用した鉄道車両Ｔの天井パネル１や側パネル２を薄くすることができるので、その厚みを薄くした分、天井を高くしたり車内幅を広くしたりして客室空間を広くすることができる。
【００３１】
なお、以上の実施の形態においては、Ｅ５系新幹線に関する検証を行って得られた知見を基に、車内騒音の不快度を低減することができる鉄道車両Ｔを実現したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の新幹線や特急車両に関する検証を行って、１ｋＨｚ以上の音域の音の発生源と特定された音源部材に、本発明者らが選定した吸音材（マジックファイバー、イーディケル、アートニウム）を配設して、車内騒音の不快度を低減した鉄道車両Ｔを実現するようにしてもよい。
【００３２】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３３】
１      天井パネル
２      側パネル
３      床パネル
４      窓
５      座席
６      荷棚
Ｔ      鉄道車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020189562.tif 000005
【図４】
2020189562.tif 000006