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管状体構造 UPDATE 新技術説明会

国内特許コード P07A011102
整理番号 /NO33462
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-193028
公開番号 特開2006-016771
登録番号 特許第4383271号
出願日 平成16年6月30日(2004.6.30)
公開日 平成18年1月19日(2006.1.19)
登録日 平成21年10月2日(2009.10.2)
発明者
  • 村田 香
  • 栗田 健
  • 飯田 雅宣
  • 福田 傑
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 管状体構造 UPDATE 新技術説明会
発明の概要 【課題】複数の遮蔽板を備えた管状体において、管状体内を伝播する音波を効果的に減衰する、特に、高速の移動体が管状体内に突入することによって出口で発生する微気圧波を効果的に低減する。
【解決手段】管状体の内部に、この管状体の軸方向に延在する通路部を備え、管状体内で通路部を避けた領域に、音波を遮蔽する複数の遮蔽板を、それぞれ管状体の軸方向と略直交するように管状体の軸方向に所定間隔で設けて、これらの遮蔽板の音波の進行方向に向かい合う表面に吸音材を設ける。さらに、遮蔽板の表面とその反対側の裏面の両方に吸音材を設ける。これにより、遮蔽板の表面または両面に入射する音波のエネルギーを吸収し、音波を減衰させることができ、管状体内を伝播する音波を効果的に減衰させることができる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


管状体内を伝わる音波は、管状体内面の反射率が大きい場合には、管状体内で反射するので拡散しにくいため減衰量が小さい。従って、内面の反射率が大きい管状体内においては音波が殆ど減衰することなく遠方まで伝播するため問題を生じることがある。



ここで、管状体の具体例としては、例えば高速列車が通過する通路部を有するトンネルが挙げられる。例えば図6に示すように、高速列車Tがトンネル2内に突入すると圧縮波が生じ、この圧縮波がトンネル2内を伝播して反対側の出口に到達すると、その一部が圧縮波の圧力勾配にほぼ比例したパルス状の圧力波となって出口から外部に放射される。このパルス状の圧力波がいわゆる微気圧波である。



高速列車Tがトンネル2入口に突入することで生じる圧縮波は、圧力によって伝播速度が異なり、圧力が低いと伝播速度は遅く、圧力が高いと伝播速度は速い。すなわち、圧縮波の先端付近で圧力の低い部分は伝播速度が遅く、圧縮波の後方で圧力の高い部分は伝播速度が速いので、圧縮波の波形は、最初は緩やかであっても、伝播するうちに次第に切り立った形状に変化する。これを波の非線形効果という。圧縮波の波形の切り立った形状への変化に伴い、圧縮波の圧力勾配は大きくなっていく(圧力波A→圧力波A´→圧力波A´´)。これによりトンネル2出口部において微気圧波Dが発生する。微気圧波Dの大きさは、出口に到達した圧縮波の圧力勾配にほぼ比例する。したがって、圧力波A´´の圧力勾配が大きいほど、微気圧波Dは大きくなる。



微気圧波の放射は、破裂的な空気音(一次音)を招くことがあるだけでなく、トンネル出口付近の民家の窓ガラスや戸を動かして二次音を発生させる要因となるものであり、その低減が重要となっている。



そこで、トンネル内に複数のバッフル板(遮蔽板)をトンネルの軸方向に沿って設けて、圧縮波の圧力勾配を低減させようとする実験的研究がなされている(例えば、非特許文献1参照)。
【非特許文献1】
P PESAVA、H SOCKEL,“The effect of plates on the propagation of compression waves through a tunnel”,10th International Symposium on Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels - Principles、 Analysis and Design,BHR Group Conference Series,Professional Engineering Publishing,2000,Publicatin No.43,p.799-814

産業上の利用分野


本発明は、移動体が通過する管状体構造に係り、特に、高速列車等の移動体がトンネル等の管状体内に突入することによって出口で発生する微気圧波を低減できるものに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
管状体の内部に、該管状体の軸方向に延在する通路部を備え、前記管状体内で前記通路部を避けた領域に、音波を遮蔽する複数の遮蔽板を、それぞれ前記管状体の軸方向と略直交するように該管状体の軸方向に所定間隔で設けている管状体構造であって、
前記遮蔽板の前記音波の進行方向に向かい合う表面に吸音材を設けたことを特徴とする管状体構造。

【請求項2】
前記遮蔽板の前記表面とその反対側の裏面の両方に吸音材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の管状体構造。

【請求項3】
管状体の内部に、該管状体の軸方向に延在する通路部を備え、前記管状体内で前記通路部を避けた領域に、音波を遮蔽する複数の遮蔽板を、それぞれ前記管状体の軸方向と略直交するように該管状体の軸方向に所定間隔で設けている管状体構造であって、
前記遮蔽板の前記管状体に接していない端部に、前記音波の進行方向に向かい合う表面側から、前記管状体の軸方向に張り出す張出板を設けたことを特徴とする管状体構造。

【請求項4】
前記遮蔽板の前記管状体に接していない端部に、前記表面側とその反対側の裏面側の両方から、前記管状体の軸方向に張り出す張出板を設けたことを特徴とする請求項3に記載の管状体構造。

【請求項5】
前記遮蔽板の前記音波の進行方向に向かい合う表面に吸音材を設けたことを特徴とする請求項3または4に記載の管状体構造。

【請求項6】
前記遮蔽板の前記表面とその反対側の裏面の両方に吸音材を設けたことを特徴とする請求項5に記載の管状体構造。

【請求項7】
前記管状体は、トンネルであることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の管状体構造。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004193028thum.jpg
出願権利状態 登録
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