(57)【要約】【課題】列車の騒音を低減することのできる列車騒音低減装置を提供すること。【解決手段】列車の屋根にパンタグラフ１４を取り囲む様に遮音壁１６を立設し、左右の側壁部分１６Ａの略全体を平面波を発生する複数の平面スピーカユニット２４で構成する。屋根１２には、マイクロフォン４４を取り付け、マイクロフォン４４、及び平面スピーカユニット２４を制御部４８に接続する。制御部４８は、マイクロフォン４４で検出された騒音Ｎ（パンタグラフ１４が架線４６に摺動する際の騒音）に基づいて、騒音Ｎとは逆位相の打消し音ＵＮを発生させるように平面スピーカユニット２４を駆動する。平面スピーカユニット２４から放射された打消し音ＵＮと、遮音壁１６の上端１６Ａで回折した騒音Ｎ（回折音）とが重なり合い、遮音壁１６の列車外側の騒音レベルが低減される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動することで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、
前記集電装置の少なくとも列車幅方向両側に設けられ、前記屋根から立設する遮音壁と、
前記遮音壁よりも内側に設けられ、集電装置の振動、及び前記騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、
前記遮音壁に設けられ、前記列車の外側に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、
前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、
を有することを特徴とする列車騒音制御装置。
【請求項２】
前記平面スピーカユニットは、前記ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを支持する略平板状のフレームと、を有し、
前記遮音壁の少なくとも一部分、または全てが前記フレームで構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の列車騒音制御装置。
【請求項３】
列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動することで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、
前記集電装置の少なくとも列車幅方向両側に設けられ、前記屋根から立設する遮音壁と、
前記遮音壁よりも内側に設けられ、集電装置の振動、及び前記騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、
前記遮音壁の内側に設けられ、列車外側に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、
前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、
を有することを特徴とする列車騒音制御装置。
【請求項４】
少なくとも車輪とレールとで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、
列車に設けられ、前記車輪の振動、及び前記車輪と前記レールとで発生する騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、
前記列車に設けられ、騒音の伝播方向に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、
前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記防音壁の上端で回折して前記防音壁の外側へ伝播する前記騒音を打ち消すように前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、
を有することを特徴とする列車騒音制御装置。
【請求項５】
少なくとも車輪とレールとで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、
レールまたはレールの近傍に設けられ、前記レールの振動、及び前記車輪と前記レールとで発生する騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、
レールの側方に立設された防音壁に設けられ、前記防音壁の上端に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、
前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記防音壁の上端で回折して前記防音壁の外側へ伝播する前記騒音を打ち消すように前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、
を有することを特徴とする列車騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車がレール上を走行する際に発生する騒音、例えば、パンタグラフが架線と摺動する際の騒音や、車輪がレール上を転動する際の騒音を低減することのできるノイズキャンセラー付き列車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄道より発生する騒音が周辺の住宅等に拡散することを防止するために、現場周囲や道路や鉄道に沿って防音壁が設けられている。
【０００３】
しかしながら、防音効果を高めるためには、防音壁を高くする必要があるが、防音壁を高くすると、強風に耐えられるように全体の強度を向上しなければならずコスト高となり、日照、景観の悪化等を招く問題がある。
【０００４】
そこで、走行する列車から発せられるノイズを低減するノイズキャンセラーを取り付けた列車が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００５】
特許文献１（特開平６−１２０８４号公報）には、集電装置（パンタグラフ）から発生する騒音を低減する装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２（特開２０００−１６６００２号公報）には、パンタグラフの低騒音化を図る消音装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３（特開平８−１９１５０５号公報）には、パンタグラフから発生する騒音を吸収する遮音装置が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１２０８４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１６６００２号公報
【特許文献３】
特開平８−１９１５０５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１（特開平６−１２０８４号公報）では、消音用音波を音波伝達用伝声管の端部（音波放射口）から放射している。管の端部から音を放射する場合、管の端部が点音源となるため、管の端部から放射される音はほぼ球面波となる。
【００１０】
また、特許文献２（特開２０００−１６６００２号公報）では、パンタグラフの周囲に防音壁を設け、防音壁の内側に当たる音を電極板の共振により吸収する構成となっているので、防音壁の上端で回折して外側へ放射される騒音に対しては効果が無い。
【００１１】
また、特許文献３（特開平８−１９１５０５号公報）では、スピーカからパンタグラフの騒音と逆位相の音を発生させ、パンタグラフからの騒音を低減している点では、特許文献１とほぼ同様の考え方であるが、スピーカの具体的構成、及び配置は記載されていない。
【００１２】
図１３に示すように、コーンスピーカ１００から発せられる騒音相殺音ＵＮは球面波であるため、実際には、コーンスピーカ１００とコーンスピーカ１００との間では、一方の騒音相殺音ＵＮと、他方の騒音相殺音ＵＮとが干渉（即ち、波面が交差する）してしまい、コーンスピーカ１００とコーンスピーカ１００との間で騒音相殺音ＵＮのレベルが増大したり、減衰する問題があり、騒音を十分に低減できなかったり、騒音相殺音ＵＮによる新たな騒音を発生する場合がある。
【００１３】
本発明は、上記事実を考慮し、列車の走行時の騒音を確実に低減することのできる列車騒音制御装置を提供することが目的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動することで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、前記集電装置の少なくとも列車幅方向両側に設けられ、前記屋根から立設する遮音壁と、前記遮音壁よりも内側に設けられ、集電装置の振動、及び前記騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、前記遮音壁の列車外側を向く外面側に設けられ、列車外側に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、を有することを特徴としている。
【００１５】
次に、請求項１に記載の列車騒音制御装置の作用を説明する。
【００１６】
列車が走行すると、列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動して騒音を発生する。
【００１７】
この騒音は、遮音壁の上端で回折し、遮音壁の外側へと伝播する。
【００１８】
ここで、列車に設けられた検出手段が集電装置の振動、及び騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出し、スピーカ駆動手段は検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、騒音とは逆位相の打消し音を平面スピーカユニットから発生させる。
【００１９】
そして、回折した騒音（回折音）と平面スピーカユニットから放射された打消し音とが重なり合い、これにより遮音壁外側での騒音のレベルを低減することができる。
【００２０】
なお、集電装置からの騒音を低減するための遮音壁は、列車の長手方向（前後方向）に沿ってある程度の長さが必要とされている。
【００２１】
このような列車の長手方向に長い遮音壁で回折する騒音を打ち消すには、打消し音も遮音壁の長手方向全域から放射させる必要が生じる。
【００２２】
このため、球面波を発生するコーンスピーカを列車の長手方向に複数設けた場合、球面波同士が干渉して騒音が逆に大きくなる場合があるが、本発明のように平面状のダイヤフラムから平面波を放射する平面スピーカユニットを用いれば、列車の長手方向に平面スピーカユニットを複数設けた場合であっても、隣接する平面スピーカユニットの平面波同士が干渉することは無く、騒音を確実に低減することができる。
【００２３】
なお、遮音壁は、列車前後方向にも設け、パンタグラフを取り囲むことが好ましい。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の列車騒音制御装置において、前記平面スピーカユニットは、前記ダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを支持する略平板状のフレームと、を有し、前記遮音壁の少なくとも一部分、または全てが前記フレームで構成されている、ことを特徴とする。
【００２５】
次に、請求項２に記載の列車騒音制御装置の作用を説明する。
【００２６】
請求項２に記載の列車騒音制御装置では、平面スピーカユニットが略平板状のフレームを備えており、フレームが遮音壁の一部分、または全てを構成しているので、遮音壁の材料使用量が最小限で済む。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動することで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、前記集電装置の少なくとも列車幅方向両側に設けられ、前記屋根から立設する遮音壁と、前記遮音壁よりも内側に設けられ、集電装置の振動、及び前記騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、前記遮音壁の内側に設けられ、列車外側に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、を有することを特徴としている。
【００２８】
次に、請求項３に記載の列車騒音制御装置の作用を説明する。
【００２９】
列車が走行すると、列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動して騒音を発生する。
【００３０】
ここで、列車に設けられた検出手段が集電装置の振動、及び騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出し、スピーカ駆動手段は検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、騒音とは逆位相の打消し音を平面スピーカユニットから発生させる。
【００３１】
そして、遮音壁の内側に配置された平面スピーカユニットから発生した打消し音は遮音壁の上端で回折し、同様に遮音壁の上端で回折した騒音（回折音）と重なり合い、これにより遮音壁外側での騒音のレベルを低減することができる。
【００３２】
なお、集電装置からの騒音を低減するための遮音壁は、列車の長手方向（前後方向）に沿ってある程度の長さが必要とされている。
【００３３】
このような列車の長手方向に長い遮音壁で回折する騒音を打ち消すには、打消し音も遮音壁の長手方向全域から放射させる必要が生じる。
【００３４】
このため、球面波を発生するコーンスピーカを列車の長手方向に複数設けた場合、球面波同士が干渉して騒音が逆に大きくなる場合があるが、本発明のように平面状のダイヤフラムから平面波を放射する平面スピーカユニットを用いれば、列車の長手方向に平面スピーカユニットを複数設けた場合であっても、隣接する平面スピーカユニットの平面波同士が干渉することは無く、騒音を確実に低減することができる。
【００３５】
なお、列車外側の騒音を低減するには、架線とパンタグラフとの接触点よりも遮音壁を高くすることが好ましい。
【００３６】
遮音壁を高くすることによって、列車外側で問題となる騒音は、殆どが遮音壁の上端で回折した騒音となり、騒音源（接触点）から回折せずに伝播する騒音を小さくできるので、先ず第１に、列車外側での騒音全体のレベルを下げることができる。
【００３７】
さらに、遮音壁の上端で回折した騒音は、同じく遮音壁の上端で回折させた打消し音で打ち消すので、列車外側での騒音全体のレベルを更に下げることができる。
【００３８】
なお、遮音壁は、列車前後方向にも設け、パンタグラフを囲むことが好ましい。列車前後方向の遮音壁は、架線と接触しないように一部分を低くするか、または、全体を低くする（列車幅方向の遮音壁対比で）。
【００３９】
請求項４に記載の発明は、少なくとも車輪とレールとで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、列車に設けられ、前記車輪の振動、及び前記車輪と前記レールとで発生する騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、前記列車に設けられ、騒音の伝播方向に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記防音壁の上端で回折して前記防音壁の外側へ伝播する前記騒音を打ち消すように前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、を有することを特徴としている。
【００４０】
次に、請求項４に記載の列車騒音制御装置の作用を説明する。
【００４１】
列車が走行すると、車輪とレールとで騒音を発生する。
【００４２】
この騒音は、レールの側方に配置された防音壁の上端で回折し、防音壁の外側へと伝播する。
【００４３】
ここで、列車に設けられた検出手段が車輪の振動、及び車輪とレールとで発生する騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出し、スピーカ駆動手段は検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、防音壁の上端で回折して防音壁の外側へ伝播する騒音を打ち消すように騒音とは逆位相の打消し音を平面スピーカユニットから発生させる。
【００４４】
したがって、防音壁より外側では、回折した騒音（回折音）と平面スピーカユニットから放射された打消し音（回折音）とが重なり合い、これにより防音壁の外側での騒音のレベルを低減することができる。
【００４５】
なお、列車には前後方向に複数の車輪が設けられており、レールも列車の長手方向に沿って長く設けられているため、車輪及びレールから発生する騒音も線音源となる。
【００４６】
したがって、車輪及びレールから発生する騒音を低減するための打消し音も、列車の長手方向（前後方向）に沿ってある程度の長さで発生させる必要がある。
【００４７】
ここで、球面波を発生するコーンスピーカを列車の長手方向に複数設けて騒音を低減しようとした場合、球面波同士が干渉して騒音が逆に大きくなる場合があるが、本発明のように平面状のダイヤフラムから平面波を放射する平面スピーカユニットを用いれば、列車の長手方向に平面スピーカユニットを複数設けて線音源化した場合であっても、隣接する平面スピーカユニットの平面波同士が干渉することは無いので、騒音を確実に低減することができる。
【００４８】
なお、細長いダイヤフラムを供えた平面スピーカユニットを用い、該ダイヤフラムの長手方向を列車長手方向に一致するように該平面スピーカユニットを配置しても良い。
【００４９】
請求項５に記載の発明は、少なくとも車輪とレールとで発生する騒音を低減する列車騒音制御装置であって、レールまたはレールの近傍に設けられ、前記レールの振動、及び前記車輪と前記レールとで発生する騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出する検出手段と、レールの側方に立設された防音壁に設けられ、前記防音壁の上端に向けて平面波を発生する平面状のダイヤフラムを有する平面スピーカユニットと、前記検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、前記防音壁の上端で回折して前記防音壁の外側へ伝播する前記騒音を打ち消すように前記騒音とは逆位相の打消し音を前記平面スピーカユニットから発生させるスピーカ駆動手段と、を有することを特徴としている。
【００５０】
次に、請求項５に記載の列車騒音制御装置の作用を説明する。
【００５１】
列車が走行すると、車輪とレールとで騒音を発生する。
【００５２】
この騒音は、レールの側方に配置された防音壁の上端で回折し、防音壁の外側へと伝播する。
【００５３】
ここで、レールまたはレールの近傍に設けられた検出手段がレールの振動、及び車輪とレールとで発生する騒音の少なくとも一方を直接または間接的に検出し、スピーカ駆動手段は検出手段で検出された振動または騒音に基づいて、防音壁の上端で回折して防音壁の外側へ伝播する騒音を打ち消すように騒音とは逆位相の打消し音を平面スピーカユニットから発生させる。
【００５４】
したがって、防音壁より外側では、回折した騒音（回折音）と平面スピーカユニットから放射された打消し音（回折音）とが重なり合い、これにより防音壁の外側での騒音のレベルを低減することができる。
【００５５】
なお、列車には前後方向に複数の車輪が設けられており、レールも列車の長手方向に沿って長く設けられているため、車輪及びレールから発生する騒音も線音源となる。
【００５６】
したがって、車輪及びレールから発生する騒音を低減するための打消し音も、列車の長手方向（前後方向）に沿ってある程度の長さで発生させる必要がある。
【００５７】
ここで、球面波を発生するコーンスピーカを列車の長手方向に複数設けて騒音を低減しようとした場合、球面波同士が干渉して騒音が逆に大きくなる場合があるが、本発明のように平面状のダイヤフラムから平面波を放射する平面スピーカユニットを用いれば、列車の長手方向に平面スピーカユニットを複数設けて線音源化した場合であっても、隣接する平面スピーカユニットの平面波同士が干渉することは無いので、騒音を確実に低減することができる。
【００５８】
なお、細長いダイヤフラムを供えた平面スピーカユニットを用い、該ダイヤフラムの長手方向を列車長手方向に一致するように該平面スピーカユニットを配置しても良い。
【００５９】
また、騒音を検出する検出手段をレールの近傍に設けた場合、検出手段は列車の台車に設けられたモータの騒音も拾うことができる。このため、車輪とレールとで発生する騒音のみならず、モータ音も打ち消すことが可能である。
【００６０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態に係る列車騒音制御装置を詳細に説明する。
【００６１】
図１に示すように、列車１０の車体１１の屋根１２にはパンタグラフ１４が設けられている。
【００６２】
図１及び図２に示すように、屋根１２には、パンタグラフ１４を取り囲む様に遮音壁１６が立設されている。
【００６３】
遮音壁１６は、走行時の空気抵抗を低減するために前後が流線型（上から見て）に形成されており、左右両側（列車の幅方向両側）は、前後方向に一定高さで延び、かつほぼ鉛直方向に沿って形成されている。
【００６４】
なお、遮音壁１６の内面側には、吸音材等（図示せず）が貼り付けられている。
【００６５】
本実施形態では、遮音壁１６の左右で、前後方向に一定高さで延びていると共に、略鉛直方向に沿って形成されている側壁部分１６Ａの略全体が複数の平面スピーカユニット２４で構成されている。
【００６６】
また、遮音壁１６の車体前後方向に対して斜めに向いている傾斜壁部分１６Ｃの一部分も複数の平面スピーカユニット２４で構成されている。
【００６７】
平面スピーカユニット２４は、例えば、ＰＣＴ／ＪＰ００／０３７５５号等に記載されているマルチセルフラットスピーカと呼ばれるものを使用することができ、大きさは各種あるが、それらすべてが使用の対象となる。
【００６８】
図３及び図４に示すように、平面スピーカユニット２４は、磁性体で形成された板状部材からなる略平板状のヨーク２８を備えている。
【００６９】
なお、このヨーク２８が本発明のフレームに相当する。
【００７０】
ヨーク２８の磁石固定部２８Ａには、偏平でかつ４角形状に形成された複数の永久磁石３０が、異なる極性の磁極面が交互に位置し、磁極面を図の上方に向けて接着により所定の隙間を設けて固定配置されている。
【００７１】
ヨーク２８の上面側には、永久磁石３０の磁極面、従ってヨーク２８の上面に対して平行になるように、長尺状のダイヤフラム３２が磁極面に対して近接して配置されている。
【００７２】
ヨーク２８のダイヤフラム取付部２８Ｂには、スペーサ３４を介在させて、矩形枠状の枠体３６の外周縁が固定されている。
【００７３】
枠体３６には、断面半円弧状の弾性部分であるエッジ３８が、外周縁に沿って連続して形成されている。
【００７４】
枠体３６の内周縁側には、ダイヤフラム３２の外周縁が接着されている。
【００７５】
ダイヤフラム３２には、永久磁石３０の各々に対応させて、渦巻き状に形成されたコイル４０が配置されている。
【００７６】
各コイル４０は、永久磁石３０の外縁と略相似形になるように渦巻き状に巻回するように形成されている。
【００７７】
また、ダイヤフラム３２との間に、所定厚みの空気層を形成するために、複数の永久磁石３０の磁極面は貼着されたシート材４２により被覆されている。
【００７８】
各コイル４０にはダイヤフラム３２の膜面と略平行な方向を向いた磁束が鎖交するようになっている。
【００７９】
コイル４０に電流を流すと、ダイヤフラム３２の膜面に垂直な方向の力を受け、ダイヤフラム３２は膜面に垂直な方向に変位する。
【００８０】
従って、発生させたい音響を表す電気信号をコイル４０に通電することにより、ダイヤフラム３２がこの電気信号に応じて振動し、音響信号を発生させることができる。
【００８１】
図１に示すように、屋根１２には、パンタグラフ１４の中央付近にマイクロフォン４４が取り付けられている。
【００８２】
マイクロフォン４４は、パンタグラフ１４が架線４６と摺動する際の騒音を拾うように、パンタグラフ１４と架線４６との接触位置に向けられている。
【００８３】
図５に示すように、マイクロフォン４４、及び平面スピーカユニット２４は、列車１０に搭載された制御部４８に接続されており、これらマイクロフォン４４、平面スピーカユニット２４、及び制御部４８で列車騒音制御装置５０を構成している。
【００８４】
なお、制御部４８は、信号の遅延、位相の調整等を行う制御回路４８Ａ、信号を増幅するパワーアンプ４８Ｂ等を含んで構成されており、列車１０に設けられている。
【００８５】
本実施形態では、パンタグラフ１４毎に列車騒音制御装置５０が設けられている。
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００８６】
パンタグラフ１４が架線４６に摺動することで発生した騒音Ｎは、マイクロフォン４４で検出される。
【００８７】
制御部４８は、マイクロフォン４４で検出された騒音Ｎに基づいて、騒音Ｎとは逆位相の打消し音ＵＮを発生させるように平面スピーカユニット２４を駆動する。
【００８８】
騒音Ｎの内の一部分は遮音壁１６の吸音材により吸音されるが、他の一部分は遮音壁１６の上端１６Ｂにて回折し、遮音壁１６の外側の水平方向や斜め下方へ向けて伝播する。
【００８９】
ここで、騒音Ｎは列車上側から見て全方向に放射されるが、騒音問題となるのは、主に列車幅方向外側へ伝播する騒音Ｎである。
【００９０】
本実施形態では、平面スピーカユニット２４から放射された打消し音ＵＮと、遮音壁１６の上端１６Ｂで回折した騒音Ｎ（回折音）とを重ね合わせることにより、遮音壁１６の列車外側の騒音レベルを低減することができる。
【００９１】
なお、遮音壁１６の列車外側の制御点（騒音を低減したい部位）Ｐでの騒音レベルが最も小さくなるように、制御部４８にて打消し音ＵＮのレベルが設定される。
【００９２】
本実施形態では、マイクロフォン４４で検出し騒音Ｎに基づいて打消し音ＵＮを発生させたが、図６に示すように、マイクロフォン４４の代りにパンタグラフ１４の振動を検出する振動検出センサー５８を設けパンタグラフ１４に設け、パンタグラフ１４の振動に基づいて打消し音ＵＮを発生させても良い。
【００９３】
振動検出センサー５８は、図７に示すように、制御部４８に接続する。
【００９４】
ここで、騒音Ｎの原因となる振動が振動検出センサー５８で検出されると、制御部４８はパンタグラフ１４の振動に基づいて平面スピーカユニット２４から打消し音ＵＮを放射させ、騒音Ｎを低減する。
【００９５】
なお、本実施形態では、遮音壁１６の側壁部分１６Ａの略全体を複数の平面スピーカユニット２４で構成していた、即ち、ヨーク２８で遮音壁１６の一部分をを構成していたが、本発明はこれに限らず、パンタグラフ１４全体を取り囲むように遮音壁１６を設け、遮音壁１６の外面側に平面スピーカユニット２４を埋め込んでも良い。
【００９６】
また、平面スピーカユニット２４の前面を、ダイヤフラム３２に走行時の風圧を直接受けないように、金属、合成樹脂等の平面状のメッシュで覆っても良い。
［第２の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態に係る列車騒音制御装置を詳細に説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００９７】
図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、列車１０の下部には、台車５６の列車幅方向側に複数の平面スピーカユニット２４が車体前後方向に連続して設けられ、線音源を構成している。
【００９８】
また、列車１０の下部には、台車５６の四隅付近に平面スピーカユニット２４が斜め前方、及び斜め後方を向いて設けられている。
【００９９】
図８（Ａ）に示すように、台車５６には、台車５６の振動を検出する振動検出センサー５８が取り付けられている。
【０１００】
なお、振動検出センサー５８は、制御部４８（図７参照。図８では、図示せず。）に接続されている。
【０１０１】
レール５２の側方には、一定高さの防音壁５４が、レール５２から一定の距離を置いてレール５２に沿って立設されている。
【０１０２】
なお、ここでいう防音壁５４の高さとは、防音壁５４の設置されている地面からの高さではなく、レール５２を基準とした高さである。
【０１０３】
防音壁５４の構造は、従来一般の構造であり、例えば、レール５２側には、孔やスリットの多数形成された金属板が設けられ、内部にはグラスウール等の吸音材が設けられ、反レール側には、孔やスリットの形成されていない金属板が設けられたもの等である。
【０１０４】
ここで、列車１０の幅方向外側を向く平面スピーカユニット２４は、ダイヤフラム３２を防音壁５４の上端５４Ａに向けるように斜め上方に向けて取り付け、台車５６の四隅付近に設けた平面スピーカユニット２４は若干上向きに取り付けられている。
（作用）
列車１０の車輪６０がレール５２上を回転すると車輪６０及びレール５２が振動し、その際に発生する騒音Ｎの一部分は防音壁５４に当たって吸収され、またその他の一部分は防音壁５４の上端５４Ａで回折して、防音壁５４の外側へ伝播する。
【０１０５】
一方、列車１０においては、車輪６０の振動は台車５６に伝達され、台車５６の振動が振動検出センサー５８で検出される。
【０１０６】
車輪６０がレール５２上を回転したときに発生する騒音Ｎは、車輪６０、台車５６、及びレール５２の振動に起因しており、騒音Ｎの振動数と台車５６の振動数とは一致し、騒音Ｎのレベルと振動の振幅のレベルとは比例関係にある。
【０１０７】
制御部４８は、振動検出センサー５８で検出された振動に基づいて、防音壁５４の外側に位置する制御点Ｐにおいて騒音Ｎが低減されるように、騒音Ｎとは逆位相の打消し音ＵＮを平面スピーカユニット２４から放射させる。
【０１０８】
平面スピーカユニット２４から放射された打消し音ＵＮは、騒音Ｎと同様に防音壁５４の上端５４Ａで回折し、回折した騒音Ｎと回折した打消し音ＵＮとが防音壁５４の外側で重なり合い、防音壁５４の外側に位置する制御点Ｐでの騒音Ｎが低減される。
【０１０９】
なお、平面スピーカユニット２４のダイヤフラム３２の向きは、騒音Ｎの伝播方向であれば良く、必ずしも防音壁５４の上端５４Ａに向けなくても騒音Ｎを打ち消すことはできる。
【０１１０】
本実施形態では、台車５６の振動を振動検出センサー５８で検出し、検出した振動に基づいて打消し音ＵＮを発生させたが、図９に示すように、台車５６にマイクロフォン４４を設け、マイクロフォン４４で拾った騒音Ｎに基づいて打消し音ＵＮを発生させても良い。
【０１１１】
この場合、マイクロフォン４４は列車１０の台車５６に設けられたモータ（図示せず）の騒音も拾うことができる。
【０１１２】
このため、車輪６０とレール５２とで発生する騒音のみならず、モータ音等の台車５６付近からの騒音を低減することも可能である。
［第３の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態に係る列車騒音制御装置を詳細に説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【０１１３】
図１０に示すように、防音壁５４のレール側の壁面には、防音壁５４に沿って複数の平面スピーカユニット２４が一列に並べられている。
【０１１４】
また、レール５２には一定の間隔をおいて振動検出センサー５８が取り付けられている。
【０１１５】
本実施形態では、防音壁５４に設けられた一つの制御部４８に対して一つの振動検出センサー５８、及び予め決められた複数個（例えば、振動検出センサー５８に対して５個）の平面スピーカユニット２４が接続されている。
【０１１６】
平面スピーカユニット２４のダイヤフラム３２（図１０では図示せず）は、  防音壁５４の上端５４Ａに向けられている。
【０１１７】
本実施形態では、振動検出センサー５８で検出されたレール５２の振動に基づいて、防音壁５４の外側に位置する制御点Ｐにおいて騒音Ｎが低減されるように、騒音Ｎとは逆位相の打消し音ＵＮを平面スピーカユニット２４から放射させる。
【０１１８】
平面スピーカユニット２４から放射された打消し音ＵＮは、騒音Ｎと同様に防音壁５４の上端５４Ａで回折し、回折した騒音Ｎと回折した打消し音ＵＮとが防音壁５４の外側で重なり合い、防音壁５４の外側に位置する制御点Ｐでの騒音Ｎが低減される。
【０１１９】
なお、本実施形態では、レール５２に振動検出センサー５８を取り付けたが、レール５２の振動を検出できれば振動検出センサー５８をレール５２の近傍の部材、例えば、枕木等に取り付けても良い。
【０１２０】
また、本実施形態では、レール５２の振動を振動検出センサー５８で検出し、検出した振動に基づいて打消し音ＵＮを発生させたが、図１１に示すように、レール５２の近傍にマイクロフォン４４を設け、マイクロフォン４４で拾った騒音Ｎに基づいて打消し音ＵＮを発生させても良い。
【０１２１】
この場合、マイクロフォン４４は列車１０の台車５６に設けられたモータ（図示せず）の騒音も拾うことができる。
【０１２２】
このため、車輪６０とレール５２とで発生する騒音のみならず、モータ音等の台車５６付近からの騒音を低減することも可能である。
［第４の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第４の実施形態に係る列車騒音制御装置を詳細に説明する。なお、本実施形態は第１の実施形態の変形例であり、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【０１２３】
本実施形態では、図１２（Ａ）に示すように、遮音壁１６の内側の屋根１２に平面スピーカユニット２４が設けられている。
【０１２４】
平面スピーカユニット２４は、ダイヤフラム３２が遮音壁１６の上端１６Ｂを向くように斜め上向きに屋根１２に取り付けられている。
【０１２５】
本実施形態では、遮音壁１６の車両幅方向の側壁部分１６Ａは、上端１６Ｂの位置が架線４６とパンタグラフ１４との接触点よりも高い位置に設定されているが、遮音壁１６の列車前後の中央部分は、図１２（Ｂ）に示すように架線４６と接触しないように、一部分が低く設定されている。
【０１２６】
なお、本実施形態では、平面スピーカユニット２４を屋根１２に取り付けたが、遮音壁１６の内側面に取り付けても良い。
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。
【０１２７】
パンタグラフ１４が架線４６に摺動することで発生した騒音Ｎは、マイクロフォン４４で検出され、制御部４８（図１２では図示せず）は、マイクロフォン４４で検出された騒音Ｎに基づいて、騒音Ｎとは逆位相の打消し音ＵＮを発生させるように平面スピーカユニット２４を駆動する。
【０１２８】
本実施形態では、遮音壁１６の内側に配置された平面スピーカユニット２４から発生した打消し音ＵＮが遮音壁１６の上端１６Ｂで回折し、同様に遮音壁１６の上端１６Ｂで回折した騒音（回折音）Ｎと重なり合い、これにより遮音壁外側での騒音のレベルを低減することができる。
【０１２９】
本実施形態では、騒音Ｎをマイクロフォン４４で検出したが、図６で示したように、振動検出センサー５８で騒音Ｎの原因となる振動を検出しても良い。
［その他の実施形態］
第１の実施形態、及び第４の実施形態において、遮音壁１６の外側に騒音Ｎの低減具合を検出するエラーマイクロフォンを設け、エラーマイクロフォンによって検出された騒音Ｎのレベルに応じて打消し音ＵＮの出力を調整し、遮音壁１６の外側での騒音レベルが最小限となるように制御しても良い。
【０１３０】
また、第２、３の実施形態において、防音壁５４の反レール側に騒音Ｎの低減具合を検出するエラーマイクロフォンを設け、エラーマイクロフォンによって検出された騒音Ｎのレベルに応じて打消し音ＵＮの出力を調整し、防音壁５４の反レール側での騒音レベルが最小限となるように制御しても良い。
【０１３１】
上記実施形態の平面スピーカユニット２４では、ダイヤフラム３２の形状が長尺状であったが、ダイヤフラム３２の形状は正方形であっても良い。
【０１３２】
また、第１の実施形態または第４の実施形態と、第２の実施形態または第３の実施形態とを組み合わせて用いても良いのは勿論である。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の列車騒音制御装置によれば、列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動することで発生する騒音を低減することができる、という優れた効果を有する。
【０１３４】
請求項２に記載の列車騒音制御装置によれば、フレームが遮音壁の一部分、または全てを構成しているので、遮音壁の材料使用量が最小限で済む、という優れた効果を有する。
【０１３５】
請求項３に記載の列車騒音制御装置によれば、列車の屋根に設けられた集電装置が架線に摺動することで発生する騒音を低減することができる、という優れた効果を有する。
【０１３６】
請求項４に記載の列車騒音制御装置によれば、車輪とレールとで発生する騒音等を低減することができる、という優れた効果を有する。
【０１３７】
また、請求項５に記載の列車騒音制御装置によれば、車輪とレールとで発生する騒音等を低減することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る列車騒音制御装置を備えた列車の正面図である。
【図２】列車のパンタグラフ周辺の上面図である。
【図３】平面スピーカユニットの分解斜視図である。
【図４】平面スピーカユニットの断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る列車騒音制御装置のブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例に係る列車騒音制御装置を備えた列車の正面図である。
【図７】第２の実施形態に係る列車騒音制御装置のブロック図である。
【図８】（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る列車騒音制御装置を示す、列車正面側から見た列車及び防音壁の図であり、（Ｂ）は車体の台車付近の下面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の変形に係る列車騒音制御装置を示す、列車正面側から見た列車及び防音壁の図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の第３の実施形態に係る列車騒音制御装置を示す、列車正面側から見た列車及び防音壁の図であり、（Ｂ）はレール及び防音壁の上面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の第３の実施形態の変形例に係る列車騒音制御装置を示す、列車正面側から見た列車及び防音壁の図であり、（Ｂ）はレール及び防音壁の上面図である。
【図１２】（Ａ）は第４の実施形態にかかる列車騒音制御装置を備えた列車の正面図であり、（Ｂ）は架線と防音壁の正面図である。
【図１３】コーンスピーカから放射される音の干渉を示す説明図である。
【符号の説明】
１０    列車
１４    パンタグラフ（集電装置）
１６    遮音壁
２４    平面スピーカユニット
２８    ヨーク（フレーム）
４４    マイクロフォン（検出手段）
４６    架線
４８    制御部（スピーカ駆動手段）
５０    列車騒音制御装置
５２    レール
５８    振動検出センサー
６０    車輪
【図１】
2004187410.tif 000003
【図２】
2004187410.tif 000004
【図３】
2004187410.tif 000005
【図４】
2004187410.tif 000006
【図５】
2004187410.tif 000007
【図６】
2004187410.tif 000008
【図７】
2004187410.tif 000009
【図８】
2004187410.tif 000010
【図９】
2004187410.tif 000011
【図１０】
2004187410.tif 000012
【図１１】
2004187410.tif 000013
【図１２】
2004187410.tif 000014
【図１３】
2004187410.tif 000015