JP2004130914A

JP2004130914A - 鉄道車両の台枠構造

Info

Publication number: JP2004130914A
Application number: JP2002297086A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Mitsuishi; 三石　雄介; Takeshi Morita; 森田　剛
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】床下機器からの振動の低減を効果的にする鉄道車両の台枠構造を低コストで提供すること。
【解決手段】車体前後方向に設けられた２本の側梁１の間に、車体幅方向に配置された複数の横梁２，３，４が連結され、その側梁及び横梁の上に床板５が張られたものであって、横梁のうち機器を吊り下げる機器吊用横梁３と床板５とが非接触になるように構成された鉄道車両の台枠構造。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床下に機器を吊り下げて搭載する鉄道車両の台枠構造であって、特に吊り下げた機器からの車内振動を低減させる鉄道車両の台枠構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旅客を輸送する鉄道車両には、都市部や主要路線等の電化区間を電動モータによって走行する「電車」の他に、地方路線等の非電化区間をエンジンによって走行する「気動車（ディーゼルカー）」がある。例えば、気動車は、ディーゼルエンジンを搭載し、この駆動力がトルクコンバータを内蔵した変速機を介してプロペラシャフト出力された後、減速機を介して駆動軸を回転させて走行するものである。
【０００３】
そして、近年鉄道業界では、地方都市間を走行する気動車にも到達時間の短縮が望まれており、大出力エンジンの搭載によって速度向上が図られている。なお、鉄道車両では、床上を旅客や貨物を積載する空間に充てるため、発電機やモータなど必要な機器類を床下に吊り下げるように構成するのが一般的であり、気動車にあってもエンジンが床下に吊り下げられている。図８は、気動車におけるエンジンを搭載した台枠構造を示した図である。
【０００４】
台枠構造は、車体前後方向に左右一対の側梁５１，５１が２本設けられ、その間には車体幅方向に複数の横梁５２が連結され、そうした側梁５１，５１及び横梁５２の上には、例えば波板に上面を塗り板材で固めてその上に塩化ビニール系の床敷物を接着した床板５３が載せられて台枠が構成されている。台枠を構成する横梁５２のうち特定の機器吊用横梁５２にはエンジン６０を吊り下げるための車体側ブラケット６１，６１，６１が３箇所に垂設されている。一方、エンジン６０には３つのエンジン側ブラケット６２，６２，６２が取り付けられ、そのエンジン側ブラケット６２，６２，６２が防振ゴム６３，６３，６３を介して車体側ブラケット６１，６１，６１に載るようにしてエンジン６０は支持され、床下に搭載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８９６１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、こうした鉄道車両の台枠構造は、ブラケット６１，６２の間に防振ゴム６３を介在させ、エンジン６０から発生する振動の防振処理を施しているにもかかわらず、車体床部の振動絶縁構造では低周波の振動を十分に減衰させることができなかった。すなわち、エンジン６０から発生した振動は図の矢印で示す経路を通り、横梁５２から床板５３に伝播して客室内に騒音として放射されることになって十分な防振効果が得られなかった。
【０００７】
また、鉄道車両では、空気伝播音による騒音を低減するため、前述したエンジン支持部の防振はもちろんのこと、他にも床板に遮音板を取り付けるなどの対策が施されたものがある。しかし、低周波の固体伝播音を低減することは難しく、客室で大きなこもり音となることがある。更に、減衰効果を高める方法として有効なものとして液体封入式の防振装置などがあり、車内騒音低減など、旅客サービスの向上に寄与しているが、大きな設置スペースを要し、旅客需要が伸び悩む中、輸送コスト削減にも反するものであった。
【０００８】
なお、以上のようなことは、気動車に限らず、発電機や空気圧縮機など機械的な駆動部分を有し、運転時に振動を発生させる床下機器を吊り下げる鉄道車両のについて起こり得る問題であった。
【０００９】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、床下機器からの振動を効果的に低減させる鉄道車両の台枠構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鉄道車両の台枠構造は、車体前後方向に設けられた２本の側梁の間に、車体幅方向に配置された複数の横梁が連結され、その側梁及び横梁の上に床板が張られたものであって、前記横梁のうち機器を吊り下げる機器吊用横梁と前記床板とが非接触になるように構成されたものであることを特徴とする。
具体的には、前記機器吊用横梁は、その上面高さを前記側梁の上面高さよりも低くし、前記床板との間に隙間を形成するように構成されたものであることが望ましい。
また前記床板は、前記機器吊用横梁と重なった部分で切断され、その切断部分を連結する床受が前記機器吊用横梁との間に隙間を形成するものであることが望ましい。
【００１１】
よって機器から発生する振動は、機器吊用横梁へ伝わり、そこから床板に直接伝播することなく側梁を迂回する伝達経路をたどることになるため、側梁は側構の存在によって振動に対する抵抗が大きく、また剛性の大きい横梁に比べて床板の曲げ波長が短いことにより、床板の内部損失による伝播の途中での減衰効果が大きく、車内の騒音は低減される。
【００１２】
また、本発明に係る鉄道車両の台枠構造は、前記機器吊用横梁の代わりに前記床板を支持する補助用横梁を有することを特徴とする。
よって、機器吊用横梁によって支えられなくなった部分の床板を補助用横梁によって支持するようにしたので、客席や乗客の重さによって大きく撓んでしまうことのない床の強度を保つことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る鉄道車両の台枠構造について、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、鉄道車両の台枠構造を示した平面図であり、図２は、その台枠構造を側面側から見た断面図である。更に図３は、図１のＸ−Ｘ断面を示した図である。
この第１実施形態における鉄道車両の台枠構造は、前述した従来例のものと同様、左右一対の側梁１の間に複数の横梁２，３，４が連結され、そうした側梁１及び横梁２，３，４の上に床板５が載せられている。特に本実施形態では、台枠を構成する横梁が床板支持用横梁２、機器吊用横梁３、そして補助用横梁４の３種類に分けられている。
【００１４】
これらは図２に示すように、床板支持用横梁２が床板５を直接載せて支持し、機器吊用横梁３が床板５から離して当たらないようになっている。そして補助用横梁４は、機器吊用横梁３が床板５を支えないようになったため、その前後の位置で床板５を支持するようにしたものである。機器吊用横梁３は、図３に示すようにその高さを側梁１よりも低くして床板５との間に隙間Ｓをつくって非接触状態とし、側梁１には隅金７を介して溶接されている。機器吊用横梁３は、エンジンを吊り下げるための車体側ブラケット８が垂設され、エンジン側ブラケットを取り付けたエンジンが防振ゴムを介して搭載される。
【００１５】
こうした鉄道車両の台枠構造により、機器吊用横梁３は、図４において実線で示すように撓んだ場合でも床板５との間で常に非接触状態が保たれている。そこで、走行中のエンジンから発生する振動は、機器吊用横梁３へ伝わり、そこから床板５に直接伝播することなく側梁１を迂回する伝達経路をたどることになる。この場合、側梁１は側構の存在によって振動に対する抵抗が大きいため、また剛性の大きい横梁３に比べて床板５の曲げ波長が短いため、床板５の内部損失による伝播の途中での減衰効果が大きく、騒音の低減が可能となった。
【００１６】
次に、本実施形態の騒音低減におけるシュミレーション結果を示す。車内騒音を引き起こす床板の振動について、エンジンが位置する床板部分についてシュミレーションを行ったところ、図５及び図６に示す結果が得られた。図５は本実施形態の台枠構造にエンジンを搭載した場合であり、図６は図８に示す従来の台枠構造にエンジンを搭載した場合である。シュミレーションは、車体側ブラケット８などを介して吊ったエンジンマウントの１点Ｐを上下に加振したときの各部の振動の大きさを計算して行い、図面ではそれを大きくＡ〜Ｅまでの５段階に分けて示している。なお、Ａの領域が最も高い値を示し、Ｅの領域が最も低い値を示している。
【００１７】
この結果からは、図８に示すエンジン６０の振動が機器吊用横梁５２から直接床板に伝播する従来例では、図６に示すように、Ａの領域で高い値いの振動を示していた。しかし、本実施形態では、図５に示すようにＡの値を示す領域がなくなり、小さい値の振動を示すＣの領域が広がった。従って、このシュミレーションからもエンジン６０の振動による車内の騒音低減が明らかになった。
【００１８】
また本実施形態では、床板５から機器吊用横梁３を離したことにより、その部分の床板５を直接支えられなくなっているが、補助用横梁４によって支持するようにしたので、客席や乗客の重さによって大きく撓んでしまうことのない床の強度を保つことができた。
【００１９】
次に、台枠構造の第２実施形態について図７を示して説明する。なお、前記第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付す。本実施形態における鉄道車両の台枠構造でも前述したものと同様、左右一対の側梁１の間に床板支持用横梁２、機器吊用横梁２１、そして補助用横梁４が連結され、そうした側梁１及び横梁２，４，６の上に床板５が載せられている。
【００２０】
床板支持用横梁２が床板５を直接載せて支持する一方、機器吊用横梁２１は床板２２とは当たらないようにするため、本実施形態では床板２２を一部底上げして機器吊用横梁２１との間に隙間をつくって非接触状態となるようにしている。すなわち、本実施形態では、機器吊用横梁２１が図８に示す従来例と同様その上面高さが側梁１と揃うように配置され、床板２２が機器吊用横梁２１と重なった部分で切断され、その部分がハット形の床受２３によって連結されている。
【００２１】
従って、図４に示したと同様に、機器吊用横梁２１が振動で撓んだような場合でも床板２１との間で常に非接触状態が保たれる。そのため、走行中のエンジンから発生する振動は、機器吊用横梁３へ伝わり、そこから床板２２に直接伝播することなく側梁１を迂回する伝達経路をたどることになる。この場合、側梁１は側構の存在によって振動に対する抵抗が大きいため、また剛性の大きい横梁３に比べて床板５の曲げ波長が短いため、床板５の内部損失による伝播の途中での減衰効果が大きく、騒音の低減が可能となった。
【００２２】
以上、鉄道車両の台枠構造について実施形態を示して説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態ではエンジンを搭載した場合について説明したが、本発明に係る鉄道車両の台枠構造は、発電機や空気圧縮機など車両の横梁に吊り下げる機器の騒音低減に効果を奏するものである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、車体前後方向に設けられた２本の側梁の間に、車体幅方向に配置された複数の横梁が連結され、その側梁及び横梁の上に床板が張られたものであって、前記横梁のうち機器を吊り下げる機器吊用横梁と前記床板とが非接触になるようにしたので、床下機器からの振動の低減を効果的にする鉄道車両の台枠構造を低コストで提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄道車両の台枠構造を示した平面図である。
【図２】鉄道車両の台枠構造を側面側から見た断面図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ断面を示した図である。
【図４】機器吊用横梁の撓んだ状態を示した図である。
【図５】実施形態の台枠構造から算出した床板の振動分布を示した図である。
【図６】従来の台枠構造から算出した床板の振動分布を示した図である。
【図７】鉄道車両の台枠構造を側面側から見た断面図である。
【図８】気動車におけるエンジンの搭載状態を示した図である。
【符号の説明】
１　　側梁
２　　床板支持用横梁
３　　機器吊用横梁
４　　補助用横梁
５　　床板

Claims

車体前後方向に設けられた２本の側梁の間に、車体幅方向に配置された複数の横梁が連結され、その側梁及び横梁の上に床板が張られた鉄道車両の台枠構造において、
前記横梁のうち機器を吊り下げる機器吊用横梁と前記床板とが非接触になるように構成されたものであることを特徴とする鉄道車両の台枠構造。
請求項１に記載する鉄道車両の台枠構造において、
前記機器吊用横梁は、その上面高さを前記側梁の上面高さよりも低くし、前記床板との間に隙間を形成するように構成されたものであることを特徴とする鉄道車両の台枠構造。
請求項１に記載する鉄道車両の台枠構造において、
前記床板は、前記機器吊用横梁と重なった部分で切断され、その切断部分を連結する床受が前記機器吊用横梁との間に隙間を形成するものであることを特徴とする鉄道車両の台枠構造。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鉄道車両の台枠構造において、
前記機器吊用横梁の代わりに前記床板を支持する補助用横梁を有することを特徴とする鉄道車両の台枠構造。