本发明涉及铁道车辆的车身。
背景技术：
高速铁道车辆中，通过实施各种应对噪音的方法而使噪音等级低于规定的环境规制值。例如，专利文献1中公开了从下方及侧方覆盖车身下的地板下设备的吸音板。由此能使在线路旁的地上墙面（例如隔音墙面、隧道墙面）与车辆之间相互反射的噪音被吸音板吸收。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1 ：日本特许第4286799号公报。
技术实现要素：
发明要解决的问题：
然而，存在由于近年的铁道车辆进一步高速化，噪音大致与车辆行驶速度的平方以上成比例，因而期待更进一步的噪音应对方法的情况。例如，若不仅是在车身下的地板下设备的周围，还在车身侧面设置吸音板，则能确保较大的吸音面积。但是，若在车身的侧构体的侧面设置吸音板，则从车辆限界的观点出发，必须按吸音板厚度来使侧构体位于车宽方向内侧，会发生车身的客室空间变窄的问题。又，需在侧构体的外表面接合吸音板的作业，因而车辆装配工时增大，且车辆的部件数也增大。
在此，本发明的目的在于，能在不使车身的客室空间狭小化且防止部件数及车辆装配工时增加的同时良好地吸收铁道车辆的噪音。
解决问题的手段：
根据本发明一形态的铁道车辆的车身，在具备底架、侧构体以及车顶构体的铁道车辆的车身上；所述底架、所述侧构体及所述车顶构体的至少一个具有面向车外的外板部、以及与所述外板部的内侧面连接且在与所述外板部之间形成至少一个内部空间的加强部；所述外板部上形成有与所述内部空间连通的至少一个吸音孔。
根据前述结构，因车身本身被赋予吸音功能，所以能够不在车身的外板部的外表面设置吸音板即可进行车身侧的吸音。因此能在不使车身的客室空间狭小化且防止部件数及车辆装配工时增加的同时良好地吸收铁道车辆的噪音。
发明效果：
根据本发明，能在不使车身的客室空间狭小化且防止部件数及车辆装配工时增加的同时良好地吸收铁道车辆的噪音。
附图说明
图1是从根据第一实施形态的铁道车辆的车辆长度方向观察的剖视图；
图2是图1所示侧构体的裙板区域中的上侧部分的剖面立体图；
图3是图1所示侧构体的裙板区域中的下侧部分的剖面立体图；
图4是根据第二实施形态的铁道车辆的侧构体的裙板区域中的上侧部分的剖面立体图；
图5是示出实施例1中的侧构体的每单位长度的吸音力的图表；
图6是示出实施例1及2中每辆的吸音力的图表；
图7是示出实施例1及比较例中的隧道行驶时的车内噪音等级的图表。
具体实施方式
以下参照附图说明实施形态。
（第一实施形态）
图1是从根据第一实施形态的铁道车辆1的车辆长度方向观察的剖视图。如图1所示，铁道车辆1具备在内部具有客室空间P的车身2以及支持车身2的转向架3。车身2具备底架4、形成窗开口5a且从底架4的车宽方向端部向上方延伸的侧构体5、以及与侧构体5的上端部连接的车顶构体6。底架4、侧构体5及车顶构体6各自为具有桁架构造的剖面的重皮(double skin)构体，使用轻金属（例如铝合金）挤压成型。
侧构体5具有面向车外的外板部7以及与外板部7的内侧面连接且在与外板部7之间形成多个内部空间S的加强部10。内部空间S的车身长度方向的端部被未图示的盖子（例如端构体）封闭。加强部10包括从外板部7向车内侧隔开间隙地配置的内板部8以及与外板部7及内板部8连结的多个连结肋部9。多个连结肋部9与外板部7及内板部8一起呈桁架状地形成多个三角形。另，底架4及车顶构体6也具有与侧构体5同样的构造。
车身2的下方配置有安装于底架4的多个地板下设备11（例如逆变器、变压器等）。地面13上敷设有供转向架3行驶的轨道14，隔音墙15从地面13向上方突出。隔音墙15配置于铁道车辆1的侧方，突出至高于底架4且低于窗开口5a的位置。
图2是图1所示侧构体5的裙板区域5b中的上侧部分的剖面立体图。图3是图1所示侧构体5的裙板区域5b中的下侧部分的剖面立体图。如图2及3所示，在侧构体5中的底架4与窗开口5a之间的裙板区域5b的内部，在铅垂方向上排列地设置有多个（本实施形态中为13个）以外板部7的内表面为底边的剖面三角形状的内部空间S。即，在侧构体5的下侧区域5b，从上往下依次设置有第一内部空间S1、第二内部空间S2、第三内部空间S3、第三内部空间S4、……、第十一内部空间S11、第十二内部空间S12以及第十三内部空间S13。
如图2所示，外板部7中面向第一内部空间S1的第一区域R1上形成有与第一内部空间S1连通的多个第一吸音孔H1。外板部7中面向第二内部空间S2的第二区域R2上形成有与第二内部空间S2连通的多个第二吸音孔H2。外板部7中面向第三内部空间S3的第三区域R3上形成有与第三内部空间S3连通的多个第三吸音孔H3。外板部7中面向第四内部空间S4的第四区域R4上形成有与第四内部空间S4连通的多个第四吸音孔H4。
如图3所示，外板部7中面向第十一内部空间S11的第十一区域R11上形成有与第十一内部空间S11连通的多个第十一吸音孔H11。外板部7中面向第十二内部空间S12的第十二区域R12上形成有与第十二内部空间S12连通的多个第十二吸音孔H12。外板部7中面向最下的第十三内部空间S13的第十三区域R13上未形成与第十三内部空间S13连通的吸音孔。各吸音孔H1～H12例如为圆孔。
如图2所示，第一吸音孔H1与第二吸音孔H2的孔径及孔长（孔的轴线方向的长度）互为相同，而配置（即孔分布形状）及开口率互不相同。具体而言，第一吸音孔H1的配置为第一吸音孔H1向车身长度方向呈一列排列的形态。第二吸音孔H2的配置为第二吸音孔H2向车身长度方向呈两列排列且上列的第二吸音孔H2与下列的第二吸音孔H2的车身长度方向位置相互错开的形态。第一吸音孔H1的开口率小于第二吸音孔H2的开口率。
第二吸音孔H2与第三吸音孔H3的孔长、孔间隔（即孔间距离）及配置互为相同，而孔径互不相同。具体而言，第三吸音孔H3的孔径大于第二吸音孔H2的孔径。第三吸音孔H3与第四吸音孔H4的孔径、孔长、开口率及配置互为相同。外板部7的第一区域R1的开口率小于外板部7的第二区域R2的开口率，外板部7的第二区域R2的开口率小于外板部7的第三区域R3的开口率。本实施形态中，外板部7的各区域R1～R3中越靠近窗开口5a的区域发生应力越高，强度降低允许度越小。因此，外板部7的各区域R1～R3的各开口率设定为越靠近窗开口5a的区域越小。另，开口率是指外板部的每单位面积上的全吸音孔的开口面积的比例。
如图3所示，外板部7中最下的第十三区域R13的开口率为零。第十一吸音孔H11与第十二吸音孔H12的孔径、孔长及孔间隔互为相同，而配置（即孔分布形状）互不相同。具体而言，第十一吸音孔H11的配置为第十一吸音孔H11向车身长度方向呈两列排列且上列的第十一吸音孔H11与下列的第十一吸音孔H11的车身长度方向位置相互错开的形态。第十二吸音孔H12的配置为第十二吸音孔H12向车身长度方向呈一列排列的形态。外板部7的第十三区域R13的开口率小于外板部7的第十二区域R12的开口率，外板部7的第十二区域R12的开口率小于外板部7的第十一区域R11的开口率。本实施形态中，外板部7的各区域R11～R13中越靠近底架4的区域发生应力越高，强度降低允许度越小。因此，外板部7的各区域R11～R13的各开口率设定为越靠近底架4的区域越小。
外板部7的第一～第十二区域R1～R12上形成有与第一～第十二内部空间S1～S12的下端部连通的排水孔D。即，虽然第一～第十二内部空间S1～S12的车辆长度方向的端部被未图示的盖子封闭，但即便水从第一～第十二吸音孔H1～H12浸入第一～第十二内部空间S1～S12，也可从排水孔D自然排水。另，排水孔D也作为吸音孔发挥功能。
也可以是，第一～第十三内部空间S1～S13的至少一个中插入有吸音材料A。吸音材料A可利用各式种类的材料，例如可使用多孔材料等。吸音材料A可以插入各吸音孔分别连通的各内部空间的全部，也可以选择性地插入选自各内部空间的一个以上的内部空间。例如也可以是，不在与开口率小于规定值的区域对应的内部空间插入吸音材料A，而在与开口率为规定值以上的区域对应的内部空间插入吸音材料A。
根据以上说明的结构，因侧构体5本身被赋予吸音功能，所以能够不在侧构体5的外表面贴吸音板即可进行车身2侧的吸音。因此能在不使车身2的客室空间P狭小化且防止部件数及车辆装配工时增加的同时良好地吸收铁道车辆1的噪音。即，即便因在侧构体5上形成孔H1～H12而损坏了隔音性，也能通过使车身2的外部的噪音被吸音孔H1～H12减低而抑制经由车身2整体从车外进入车内的噪音总量。
又，吸音孔H1～H12配置于比底架4靠近上方且比窗开口5a靠近下方，因此能有效地吸收在隔音墙15与车身2之间相互反射的噪音。又，吸音孔H1～H12包含孔径、孔长、开口率或配置的至少一个互不相同的孔，所以能配合噪音的特性进行适当的吸音设计。
又，外板部7的各区域R11～R13的各开口率设定为越靠近底架4的区域越小，且外板部7的各区域R1～R3的各开口率设定为越靠近窗开口5a的区域越小。即，着眼于在侧构体5中有要求强度较高的部分和要求强度较低的部分两方存在而在外板部7的适当的位置上设置吸音孔H1～H12，因此能兼顾侧构体5的强度维持与吸音性能的提高。
（第二实施形态）
图4是根据第二实施形态的铁道车辆的侧构体25的裙板区域25b中的上侧部分的剖面立体图。如图4所示，侧构体25中的底架与窗开口25a之间的裙板区域25b具有面向车外的外板部27以及通过焊接与外板部27接合的加强部28。外板部27及加强部28例如由不锈钢板形成。加强部28与外板部27的内侧面连接且在与外板部27之间形成内部空间T。加强部28是具有头部29、一对腿部30和一对突缘部31，在车身长度方向延伸的横骨架构件。
头部29从外板部27向车内侧间隔开并在车身长度方向延伸。一对腿部30从头部29的两端（即上端及下端）向外板部27延伸。一对突缘部31从一对腿部30的外板部27侧的端部向互为相反的方向（即上方及下方）延伸。一对突缘部31相对于外板部27通过激光焊或点焊接合。即，内部空间T由外板部27、一对腿部30和头部29包围。内部空间T的车身长度方向的端部被未图示的盖子（例如端构体）封闭。
侧构体25的裙板区域25b上，在铅垂方向上排列地设置有剖面四角形状的多个内部空间T。即，在侧构体25的裙板区域25b，从上往下依次设置有第一内部空间T1、第二内部空间T2……。外板部27中面向第一内部空间T1的第一区域Q1上形成有与第一内部空间T1连通的多个第一吸音孔H21。外板部7中面向第二内部空间T2的第二区域Q2上形成有与第二内部空间T2连通的多个第二吸音孔H22。
第一吸音孔H21和第二吸音孔H22分别向车身长度方向呈一列配置，孔径及孔间隔互不相同。具体而言，第一吸音孔H21的孔径小于第二吸音孔H22的孔径，第一吸音孔H21的孔间隔大于第二吸音孔H22的孔间隔。又，也可以是各内部空间T1、T2中的至少一个插入有吸音材料A。吸音材料A与第一实施形态同样，可以插入各内部空间的全部，也可以选择性地插入选自各内部空间的一个以上的内部空间。
根据以上说明的结构，能在不使车身的客室空间狭小化且防止部件数及车辆装配工时增加的同时有效地吸收铁道车辆的噪音。又，能配合噪音的特性进行适当的吸音设计。又，能兼顾侧构体25的强度维持和吸音性能的提高。另，其他结构因与前述第一实施形态相同而省略说明。又，第二实施形态中，作为形成外板部的吸音孔所连通的内部空间的加强部，举例示出了横骨架构件，但也可以使用纵骨架构件。
（实施例/比较例）
接着对实施例及比较例进行说明。
表1示出实施例1的侧构体的各规格。实施例1的侧构体与第一实施形态同样为重皮构造，但各规格与图2及3所示例子不同。表1中，“区域”相当于侧构体5的第一～第十二区域R1～R12。“沿面长”是沿着各区域的外表面的、高度方向的长度。“空间剖面面积”相当于剖面三角形状的内部空间S1～S12的剖面面积。“板厚”相当于侧构体5的外板部7的壁厚，与孔长相同。“孔径”相当于在外板部7形成的吸音孔的孔径。“开口率”是指外板部每单位面积上的全部吸音孔的开口面积的比例。“共鸣频率”利用算式1算出。另，算式1中，S是指空间剖面面积，L是指沿面长，R是指开口率，t是指板厚，φ是指孔径。
[表1]
。
[算式1]
。
图5是示出实施例1中的侧构体的每单位长度的吸音力与1/3倍频带中心频率的关系的图表。另，在各区域中使吸音孔在车辆长度方向呈一列配置。图5的图表中的线L表示合计第一～第十三区域的所有吸音孔的吸音力的值。图5的图表中的线L以外的各线表示各个区域的吸音孔的吸音力的值。从该图表可知，在各个区域中，吸音孔的开口率、空间剖面面积等值互不相同，所以各个区域的吸音力也不同。而且，各个区域的吸音力相合，从而整体上发挥充分的吸音力，且扩大被吸收的噪音的带宽。
图6是示出实施例1及2中每辆的吸音力的图表。图6的图表中被四角标示的线（不均一）相当于实施例1，在各区域间包含孔径及开口率互不相同的要素。图6的图表中被三角标示的线（均一）为实施例2，对各区域利用算式1计算的频率大致相同。从该图表可知，通过在各区域间使孔径及开口率互不相同而使每辆吸收的噪音的带宽扩大，另一方面，通过在各区域间使孔径及开口率互为相同而提高每辆的吸音力的峰值。
图7是示出实施例1及比较例中的隧道行驶时的车内噪音等级的图表。图7中的比较例以侧构体上不存在吸音孔的车辆进行测定。从图7可知，实施例1中，即便因侧构体的吸音孔而损坏隔音性，也会由于车外的噪音被吸音孔减低而使从车外进入车内的噪音总量相比于比较例减低。
另，本发明不限于前述各实施形态，可对其结构进行变更、追加或删除。所述各实施形态也可互相任意组合，例如也可以将一个实施形态中的一部分结构或方法应用于其他实施形态。又，实施形态中的一部分结构可与其实施形态中的其他结构分离并任意抽出。又，在侧构体中的底架与窗开口之间的区域设置了吸音孔，但也可以在侧构体中比窗开口靠近上侧的区域也设置吸音孔。又，也可以除了侧构体之外或代替侧构体而在底架和/或车顶构体设置吸音孔。又，侧构体的吸音孔所连通的内部空间不限于所述各实施形态的空间。例如，可以是重皮构造的侧构体的内部空间并且是剖面四角形状的内部空间。又，吸音孔的形状未特别限定，除圆形状以外也可以是长圆形状、椭圆形状、四角形状、多角形状等。
符号说明：
1 铁道车辆；
2 车身；
3 转向架；
4 底架；
5、25 侧构体；
5a 窗开口；
5b 下侧区域；
6 车顶构体；
7、27 外板部；
8 内板部；
9 连结肋部；
10、28 加强部；
25 侧构体；
25b 裙板区域；
29 头部；
30 腿部；
31 突缘部；
D 排水孔；
H1～H12 第一～第十二吸音孔；
R1～R13 第一～第十三区域；
Q1～Q13 第一～第十三区域；
S、T 内部空间；
S1～S4、S11～S13 第一～第四内部空间、第十一～第十三内部空间；
T1、T2 第一、第二内部空间。