JP7094687B2

JP7094687B2 - 鉄道車両の警笛装置

Info

Publication number: JP7094687B2
Application number: JP2017211057A
Authority: JP
Inventors: 満横山; 和也谷川
Original assignee: Kawasaki Railcar Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawasaki Railcar Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2022-07-04
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: JP2019082636A; US20190130884A1; US11183164B2

Description

本発明は、鉄道車両の警笛装置に関する。

鉄道車両の警笛装置には、スピーカから発した音を増幅させて放出する電気笛を備えたものと、圧縮空気を送り込んで警笛を吹鳴する空気笛を備えたもの（特許文献１参照）がある。空気笛は電気笛に比べて出力を大きくすることができるため、遠くまで警笛の音を届けるには、空気笛を採用するのが望ましい。

実開昭５９－２０２９９号公報

ところで、昨今では、路線の近隣住民に配慮して、警笛装置から発する警笛の指向性を高めて車幅方向への音の広がりを抑制するよう要請がある。指向性を高める方法としては、進行方向端部に開口部を有するダクトで電気笛又は空気笛を覆うことが考えられる。そして、理論上では、ダクト内部を上下方向及び左右方向にできるだけ細かく分割すれば、指向性がより高まると考えられている。

しかしながら、ダクト内部を細かく分割すると、空気笛において特有の問題が発生する。つまり、ダクト内部を仕切る部材の共振による騒音である。空気笛から発する音には様々な周波数の音が含まれているため、電気笛と異なりダクト内部を仕切る部材との共振を避けるよう周波数を制御することはできない。そのため、空気笛を備える警笛装置では、ダクト内部を細かく分割すると、その分仕切るための部材がいずれかの周波数の音と共振することで騒音が発生しやすくなり、かえって車幅方向に音が広がるおそれがある。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、進行方向には遠くまで警笛の音を届けることができ、かつ、車幅方向に音が広がりにくい鉄道車両の警笛装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る鉄道車両の警笛装置は、圧縮空気が送り込まれて進行方向に警笛を吹鳴する吹鳴部と、前記吹鳴部の進行方向側に位置し、進行方向端部に開口部を有するダクトと、車幅方向に対して垂直に配置され、車両長手方向に延び、前記ダクト内部を分割する少なくとも１つの仕切板と、を備える。

この警笛装置では、圧縮空気が送り込まれて進行方向に警笛を吹鳴する吹鳴部を備えているため、進行方向には遠くまで警笛の音を届けることができる。また、上記の警笛装置は、車幅方向に対して垂直に配置され、車両長手方向に延び、ダクト内部を分割する仕切板を備えている。そのため、車幅方向に警笛の音が広がるのを抑え警笛の指向性を高めることができる。さらに、上記の警笛装置は、上下方向に対して垂直（つまり水平）な仕切板を備えていないため、上下方向に警笛の音が広がるおそれがあるものの、その仕切板が共振して騒音を発生することはなく、その騒音が車幅方向に広がることもない。

よって、上記の構成によれば、進行方向には遠くまで警笛の音を届けることができ、かつ、車幅方向に音が広がりにくい鉄道車両の警笛装置を提供することができる。

図１は、警笛装置の平面図である。図２は、警笛装置の平面図であってダクトの上部を取り除いた状態の図である。図３は、警笛装置の側面図である。図４は、警笛装置の背面図である。図５は、図１に示すＶ－Ｖ矢視断面図である。図６は、ルーバーの正面図である。図７は、ルーバーの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

＜警笛装置の構成＞
はじめに、警笛装置１００の全体構成について説明する。図１は警笛装置１００の平面図であり、図２は同じく警笛装置１００の平面図であって、ダクト２０の上部を取り除いた状態の図である。図３は警笛装置１００の側面図であり、図４は警笛装置の背面図である。また、図５は、図１に示すＶ－Ｖ矢視断面図である。

本実施形態に係る警笛装置１００は鉄道車両に搭載される鉄道車両の警笛装置である。図１の紙面左右方向が車両長手方向であり、紙面上下方向が車幅方向である。また、図１の紙面左方が進行方向であり、紙面右方が反進行方向である。図２に示すように、本実施形態に係る警笛装置１００は、吹鳴部１０と、ダクト２０と、背面板３０と、仕切板４０と、ルーバー５０と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。

吹鳴部１０は、警笛を吹鳴する部分であって、２つの空気笛を有している。具体的には、吹鳴部１０は、車幅方向に並んで配置された第１空気笛１１と第２空気笛１２とを有している。第１空気笛１１及び第２空気笛１２は、いずれも車両長手方向に延びており、圧縮空気が送り込まれることで進行方向に警笛を吹鳴する。空気笛は圧縮空気が送り込まれる略円盤状の振動部とその振動を拡大するベル部に分かれている。第１空気笛１１と第２空気笛１２は、それぞれ吹鳴する警笛の音程が異なり、その音程に合わせてベル部の長さや形状が異なる。これらは同時に吹鳴されるが、各空気笛が個々に吹鳴されても良い。ここで、吹鳴部１０全体として必要な音の大きさを確保するため、第１空気笛１１と第２空気笛１２のベル部の形状や車両長手方向の位置が互いに異なるように配置されている。なお、本実施形態の吹鳴部１０は２つの空気笛を有しているが、１つの空気笛のみを有していてもよく、３つ以上の空気笛を有していてもよい。また、本実施形態のベル部にはゴミ等の浸入を防ぐために、進行方向側（先端部分）には略半球状の金網が設けられているが、金網は無くてもよい。

ダクト２０は、吹鳴部１０よりも進行方向寄りに位置し、吹鳴部１０の進行方向側（先端部分）を覆っている。つまり、ダクト２０は吹鳴部１０の進行方向側に位置している。ダクト２０は、全体として筒状に形成されており、反進行方向側に位置する基端部２１と、進行方向側に位置する先端部２２と、基端部２１と先端部２２の間に位置する中間部２３とを有している。基端部２１と先端部２２は、いずれも断面視において六角形の形状を有している（図４及び図５参照）。なお、ダクト２０は全体として筒状に形成されていればよく、例えば円筒状や角筒状でもよい。

ただし、図３に示すように基端部２１と先端部２２は下面の高さ位置が同じであるのに対し、先端部２２は基端部２１よりも上面の高さ位置が低い。さらに、図１に示すように、先端部２２は基端部２１よりも車幅方向寸法が小さい。そのため、ダクト２０は、進行方向端部における垂直方向断面積は、反進行方向端部における垂直方向断面積よりも小さい。したがって、進行方向端部における通路断面積は、反進行方向端部における通路断面積よりも小さい。

また、ダクト２０（先端部２２）は、進行方向端部に開口部２４を有している。そして、その開口部２４を囲むようにして、車両長手方向に対して垂直なフランジ２５が環状に形成されている。フランジ２５は、後述するルーバー５０を固定するための部分である。さらに、図２及び図５に示すように、ダクト２０の内周面には音を吸収するための吸音材２６が設けられている。

背面板３０は、板状の部材であって、ダクト２０の反進行方向端部に設けられている。図４に示すように、背面板３０は、ダクト２０の基端部２１の形状に対応して、背面視において六角形の形状を有している。また、背面板３０には、第１空気笛１１及び第２空気笛１２がそれぞれ貫通する第１貫通孔３１及び第２貫通孔３２が形成されている。なお、第１貫通孔３１及び第２貫通孔３２に吸音材等を詰めて、各空気笛１１、１２と背面板３０の隙間を埋めるようにしてもよい。さらに、図２に示すように、背面板３０の内面には、吸音材２６が設けられている。

仕切板４０は、ダクト２０の内部を分割する部材である。図５に示すように、仕切板４０は、車幅方向（紙面左右方向）に対して垂直に配置されている。また、図２に示すように、仕切板４０は、ダクト２０の先端部２２に対応する範囲に設けられており、車両長手方向に延びている。ただし、仕切板４０は、先端部２２に対応する範囲を超えて延びていてもよい。なお、本実施形態に係る警笛装置１００は、上下方向に対して垂直な（つまり水平な）仕切板は備えていない。そのため、仕切板４０の車幅方向両側に位置する空間はダクト２０の上部から下部まで連続して延びている。また、警笛装置１００は、車幅方向に対して垂直な仕切板４０を複数備えていてもよい。

さらに、仕切板４０は、車幅方向において、第１空気笛１１の中心部を通って車両長手方向に延びる第１空気笛１１の中心軸１３と、第２空気笛１２の中心部を通って車両長手方向に延びる第２空気笛１２の中心軸１４の間に位置している。そして、仕切板４０は、空気笛１１、１２と同数（つまり、２つ）にダクト２０内部を車幅方向に分割している。また、仕切板４０の車両幅方向両面には吸音材２６が設けられている。

ルーバー５０は、鉄道車両が走行する際にダクト２０内部に異物が侵入するのを防止するための装置である。図２に示すように、ルーバー５０はダクト２０のフランジ２５に固定され、ダクト２０の開口部２４に設けられている。ここで、図６はルーバー５０の正面図であり、図７はルーバー５０の縦断面図である。図７の紙面左方が鉄道車両の進行方向である。図６及び図７に示すように、ルーバー５０は、枠体５１と、網板５２と、複数（本実施形態では４枚）の羽板５３と、を有している。

枠体５１は、矩形状の形状を有している。枠体５１は、ダクト２０のフランジ２５に固定される外枠部５４と、外枠部５４から進行方向に向かって延びる環状の壁部５５と、を有している。網板５２は、網目状に形成されており、筋状に延びる複数の筋部が互いに交差している。図６に示すように、各羽板５３は、車幅方向に延びており、正面視において上下方向に隣り合う羽板５３の一部が互いに重なるように配置されている。

また、図７に示すように、羽板５３は図外の固定具によって網板５２に固定されている。羽板５３は、側面視において、進行方向に進むにしたがって下方に位置するように傾斜している。そのため、上下方向に隣り合う羽板５３の間に形成される通路は、ダクト２０の開口部２４から前方下方に向かって延びている。これにより、吹鳴部１０から放出された空気は、これらの羽板５３の間を通過することにより、下方へ方向づけられる。なお、各羽板５３は、吹鳴部１０から放出された空気を上方へ方向づけるように構成されていてもよい。

＜効果等＞
続いて、本実施形態に係る警笛装置１００の効果等について説明する。上記のように、本実施形態に係る鉄道車両の警笛装置１００は、圧縮空気が送り込まれて進行方向に警笛を吹鳴する吹鳴部１０と、吹鳴部１０の進行方向に位置し、進行方向端部に開口部２４を有するダクト２０と、車幅方向に対して垂直に配置され、車両長手方向に延び、ダクト２０内部を分割する少なくとも１つの仕切板４０と、を備えている。

このように、警笛装置１００は、圧縮空気が送り込まれて進行方向に警笛を吹鳴する吹鳴部１０を備えているため、進行方向には遠くまで警笛の音を届けることができる。また、警笛装置１００は、車幅方向に対して垂直に配置され、車両長手方向に延び、ダクト内部を分割する仕切板４０を備えている。そのため、車幅方向に警笛の音が広がるのを抑え警笛の指向性を高めることができる。さらに、警笛装置１００は、車幅方向の警笛の音の広がりの低減に寄与しない上下方向に対して垂直（つまり水平）な仕切板４０を備えていないため、不要な仕切り板の追加による仕切り板自体の共振による騒音のリスクを低減できる。したがって、本実施形態に係る警笛装置１００は、進行方向には遠くまで警笛の音を届けることができ、かつ、車幅方向に音が広がりにくい。

また、本実施形態に係る警笛装置１００は、開口部２４に配置され、吹鳴部１０から放出された空気を上もしくは下に方向づける複数の羽板５３を有するルーバー５０をさらに備えている。

そのため、鉄道車両の走行中に進行方向側から異物が飛来したとしても、異物はルーバー５０に衝突し、警笛装置１００のダクト２０内部に異物が侵入するのを防ぐことができる。しかも、本実施形態のルーバー５０は、吹鳴部１０から放出された空気を車幅方向ではなく上もしくは下に方向づけるため、吹鳴部１０から発せられた音が車幅方向に広がるのを抑制することができる。特に、複数の羽板５３が吹鳴部１０から放出された空気を下に方向づけた場合は、複数の羽板５３にあたる水滴や塵が下方に排出されるため、水滴や塵がダクト２０内に入りこみにくい。

また、本実施形態に係る警笛装置１００は、ダクト２０の内周面に吸音材２６が設けられている。

吹鳴部１０から発せられた音がダクト２０の内周面に反射すると、その音は様々な方向に広がり車幅方向にも広がる。これに対し、上記のようにダクト２０の内周面に吸音材２６を設ければ、吹鳴部１０から発せられた音がダクト２０の内周面で反射するのを抑えることができる。その結果、警笛装置１００から発せられた音が車幅方向に広がるのを一層抑えることができる。

また、本実施形態に係る警笛装置１００では、ダクト２０は、進行方向端部における垂直方向断面積が、反進行方向端部における垂直方向断面積よりも小さい。

そのため、吹鳴部１０から発せられた音が進行方向に方向づけられ、進行方向へ向かう警笛の指向性を向上させることができる。これにより、吹鳴部１０から発せられた音が車幅方向に広がるのを一層抑えることができる。

また、本実施形態に係る警笛装置１００では、吹鳴部１０は、車幅方向に並んで配置された複数の空気笛１１、１２を有し、仕切板４０は、車幅方向において複数の空気笛１１、１２のうち隣り合う空気笛１１、１２の中心軸１３、１４の間に位置し、空気笛１１、１２と同数にダクト２０内部を分割している。

ここで、下記の表１は、本実施形態のように車幅方向において１枚の仕切板４０を第１空気笛１１の中心軸１３と第２空気笛１２の中心軸１４との間に配置した場合（ケース１）と、車幅方向において２枚の仕切板４０をそれぞれ第１空気笛１１の中心軸１３付近と第２空気笛１２の中心軸１４付近に配置した場合（ケース２）の各方向における音の大きさを測定した実験結果の一例を示している。

実験では、警笛装置１００の先端を基準点として正面、右４５度、右９０度、右１３５度、左１３５度、左９０度、及び左４５度の各角度位置において、基準点から３.０ｍ及び４．５ｍ離れた位置にマイクを設置して音の大きさを測定した。表中の数値は、測定した音の大きさから算出した基準点から１００フィート（約３０ｍ）離れた地点における音の大きさ（デシベル）を示している。つまり、表１において、正面以外の角度（特に右９０度及び左９０度）の数値が小さいほど、車両幅方向への音の広がりが抑えられているといえる。

表１に示すように、少なくとも右９０度及び左９０度の角度位置については、ケース２はケース１に比べて数値が小さくなっている。つまり、ケース１はケース２に比べて、車幅方向に音が広がるのを抑えることができている。したがって、本実施形態のように、警笛装置１００が複数の空気笛１１、１２を備えている場合、仕切板４０を各空気笛１１、１２の中心軸１３、１４の間に位置させ、空気笛１１、１２と同数にダクト２０内部を分割すれば、車両幅方向に音が広がるのを一層抑えることができる。

１０吹鳴部
１１第１空気笛
１２第２空気笛
２０ダクト
２４開口部
２６吸音材
４０仕切板
５０ルーバー
５３羽板
１００警笛装置

Claims

圧縮空気が送り込まれて進行方向に警笛を吹鳴する吹鳴部と、
前記吹鳴部の進行方向に位置し、進行方向端部に開口部を有するダクトと、
車幅方向に対して垂直に配置され、車両長手方向に延び、前記ダクト内部を分割する少なくとも１つの仕切板と、を備え、
前記吹鳴部は、車幅方向に並んで配置された複数の空気笛を有し、
前記仕切板は、車幅方向において前記複数の空気笛のうち隣り合う空気笛の中心軸の間に位置し、前記空気笛と同数に前記ダクト内部を分割する鉄道車両の警笛装置。
前記開口部に配置され、前記吹鳴部から放出された空気を上もしくは下に方向づける複数の羽板を有するルーバーをさらに備える、請求項１に記載の鉄道車両の警笛装置。
前記ダクトの内周面に吸音材が設けられた、請求項１又は２に記載の鉄道車両の警笛装置。
前記ダクトは、進行方向端部における垂直方向断面積が、反進行方向端部における垂直方向断面積よりも小さい、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載の鉄道車両の警笛装置。