JP2008001165A - 鉄道車両の防振床構造 - Google Patents

Abstract

【課題】内装床板から防振材に加わる荷重を考慮し、点支持構造の防振材を最適な位置に配置して車室内への騒音や振動の侵入を効果的に抑制することができる鉄道車両の防振床構造を提供する。
【解決手段】車両構体の気密床板と、該気密床板の上方に設けられた内装床板とを備え、前記気密床板と内装床板との間に防振材を配置した鉄道車両の防振床構造において、内装床板１１の上部に設けられる腰掛２１の四隅部２２，２３，２４，２５及びその中央部２６に点支持状態で防振材をそれぞれ配置し、一つの腰掛部分を一つの防振ユニット２７として形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両の防振床構造に関し、詳しくは、車両構体の気密床板と、該気密床板の上方に設けられた内装床板との間に防振材を配置した鉄道車両の防振床構造に関する。

鉄道車両の防振床構造として、車室内に騒音や振動が浸入することを防止するため、車両構体の気密床板と、該気密床板から浮かされた内装床板とを備え、前記気密床板に立設した床受け部材の上部にゴム等からなる防振材を配設し、この防振材によって内装床板を支持するとともに、気密床板と内装床板との間の空間部に空調ダクトを配設した鉄道車両の防振床が知られている。

このような床構造を有する鉄道車両として、台枠を構成する横梁の上部の枕木方向に複数に分割され、かつ、間隔を持って配置される防振材（弾性支持体）で内装床板を支持する構成としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１９２７４１号公報

しかし、特許文献１に記載された鉄道車両では、空調ダクトを避けた位置に略等間隔で立方体形状の防振材を配置しており、車室内への騒音や振動の侵入を抑制するための防振材の配置等についての十分な検討は為されていなかった。

そこで本発明は、内装床板から防振材に加わる荷重を考慮し、車室内への騒音や振動の侵入を効果的に抑制することができる鉄道車両の防振床構造を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両の防振床構造は、車両構体の気密床板と、該気密床板の上方に設けられた内装床板とを備え、前記気密床板と内装床板との間に防振材を配置した鉄道車両の防振床構造において、内装床板の上部に設けられる各腰掛部分を一つの防振ユニットとし、各防振ユニットの中央部と周辺部とに点支持状態の複数の防振材をそれぞれ配置したことを特徴としている。

さらに、本発明の鉄道車両の防振床構造は、前記防振材の下面に接合用金属板が一体的に設けられ、該接合用金属板が前記気密床板に立設した床受部材の上部に接合されていること、また、前記防振材と前記内装床板との間に、下部に防振材接合部を、上部に内装床板接合部をそれぞれ有する上部連結部材が配設されていることを特徴とし、前記防振材の上面に雄ねじ部材が一体的に設けられ、該雄ねじ部材の雄ねじ部を前記防振材接合部に設けた通孔に挿通し、ナットで防振材と上部連結部材とを締結したことを特徴としている。さらに、前記防振材の形状が軸線を鉛直方向とした円柱又は円錐台であること、各防振材の設置位置によってバネ定数が異なる防振材が用いられていることを特徴としている。

本発明の鉄道車両の防振床構造によれば、内装床板上に設けられる各腰掛部分を一つの防振ユニットとし、各防振ユニットの中央部と周辺部とに点支持状態の複数の防振材をそれぞれ配置しているので、ある防振ユニットにかかる荷重状態、また、ある防振ユニット内で騒音、振動を低減したい周波数により、一つの防振ユニット内の防振材の特性（バネ定数、材質、形状等）や配置を自由に設定することが可能となり、従来のように床全体で考える必要がなくなるので、防振設計の簡略化や簡素化を図ることができる。

また、常時荷重が加わって床変位量が比較的大きくなる腰掛を中心として防振性を考慮することにより、腰掛を確実に支持することができる。特に、この腰掛中央部分にバネ定数の大きな防振材を配置することにより、防振性能の犠牲を最小限に抑えて床変位量を小さくすることができる。

さらに、中央部に位置する通路部分は、両側の腰掛部分の防振ユニットに設けられた周辺部の防振材の内、通路側に配置される複数の防振材が並んだ状態になるので、通路部分の床変位量も小さく抑えることができ、この部分に配置される防振材のバネ定数を適切に設定することにより、歩行時のふわふわ感も解消することが可能である。

図１は本発明の鉄道車両の防振床構造の一形態例を示す説明図であって、もっとも単純化した状態を例示している。

座席配置をクロスシートとした鉄道車両において、内装床板１１の上部に設けられる腰掛２１の四隅部２２，２３，２４，２５及びその中央部２６に点支持状態の防振材をそれぞれ配置し、一つの腰掛部分を一つの防振ユニット２７として形成している。すなわち、各腰掛２１部分を一つの防振ユニット２７とし、各防振ユニット２７の中央部と周辺部とに点支持状態の複数の防振材２２，２３，２４，２５，２６をそれぞれ配置した構造となっている。

したがって、常時荷重が加わる腰掛２１は、中央部２６の防振材で確実に支持された状態となり、この位置の防振材のバネ定数や材質、形状を適切に設定することにより、例えば、他の四隅部の防振材に比べてバネ定数の大きな防振材を使用することにより、防振性能の犠牲を最小限に抑えながら、荷重による床変位量を小さくすることができる。

また、車両中央に位置する通路２８の部分は、各防振ユニット２７の四隅部２２，２３，２４，２５に設けられた防振材の内、通路側の二つの隅部２４，２５に設けられた防振材が通路両側に２列に並んだ状態になるので、通路２８の部分の床変位量を小さく抑えることができ、歩行時のふわふわ感や客席の揺れも解消することができる。

さらに、一つの防振ユニット２７における条件、例えば、騒音発生源となる台車や床下機器の有無等の各防振ユニット２７の位置的条件等に応じて、その防振ユニット２７の各部に設ける防振材のバネ定数、材質、形状等を適宜考慮することにより、また、各防振材の配置数を考慮することにより、例えば、中央部２６を点支持する防振材をレール方向に複数個配置したりなどすることにより、各防振ユニット２７毎に最適な防振性能を得ることができる。

したがって、従来のように床全体での防振性能を考慮する必要がなくなるので、防振設計の簡略化や簡素化を図ることができ、鉄道車両の製造コストの低減を図ることが可能となる。しかも、各防振ユニット２７の防振性能をそれぞれ最適化しておくことにより、乗車位置による差異も小さくなる。また、各部に設ける防振材の形状を円柱又は円錐台形状とすることもできる。

図２は、防振床構造の一例を示すレール方向から見た縦断面図であって、車両の一半部を表している。台枠上に配置される気密床板１２の上方に間隔を空けて前記内装床板１１が設けられ、前記気密床板１２と内装床板１１との間に防振材３１がそれぞれ配置されている。前記気密床板１２には、所定位置に床受部材１３が立設しており、各床受部材１３の上部に設けられた防振材嵌合部１４に各防振材３１がそれぞれ装着されている。また、防振材３１の上面には連結用の金属板３２が一体に設けられており、この金属板３２に、内装床板１１を貫通したボルトを螺着することによって内装床板１１が防振材３１，床受部材１３を介して気密床板１２に固定される。さらに、気密床板１２、内装床板１１及び各床受部材１３の間に形成される空間部には、空調ダクト１５，１５が設けられている。なお、内装床板１１が複数に分割され、隣接する内装床板１１の継ぎ目部分１１ａに対応する部分（図２において右端部分）には、各内装床板１１の端部にそれぞれ対応させて防振材３１を隣接配置することができる。

図３は、防振床構造の他の例を示すレール方向から見た縦断面図であって、同じく車両の一半部を表している。本例では、中空部を有する押出形材からなる台枠兼気密床板１２ａの上部所定位置に前記同様の床受部材１３を設け、該床受部材１３上部の防振材嵌合部１４に各防振材３１をそれぞれ装着するとともに、防振材３１上面の金属板３２に内装床板１１をボルトで締結固定している。また、気密床板１２ａ、内装床板１１及び各床受部材１３の間には空調ダクト１５，１５が設けられている。

図４及び図５は、防振材３１の接合例を示すもので、図４はレール方向から見た縦断面図、図５は枕木方向から見た縦断面図である。まず、防振材３１の上面には雄ねじ部材３３が加硫接着等によって一体的に設けられており、防振材３１と内装床板１１との間には、上部連結部材３４が設けられている。この上部連結部材３４は、図５に示すようにレール方向の角パイプからなるものであって、複数の防振材３１に対して１本の上部連結部材３４が用いられている。

床受部材１３上部の防振材嵌合部１４に装着された防振材３１は、雄ねじ部材３３の雄ねじ３３ａを上部連結部材３４の下部の防振材接合部となる底板３４ａを貫通させてナットで固定することにより防振材３１と上部連結部材３４が連結され、内装床板１１は、該内装床板１１を貫通するボルトを上部連結部材３４の上部の内装床板接合部となる天板３４ｂに螺着することにより内装床板１１と上部連結部材３４が連結される。

このような上部連結部材３４を介在させることにより、防振材３１上面の金属板３２にボルトを螺着するための孔加工やタップ加工の際に防振材３１の上部が破壊されることを防止でき、防振材３１の防振性能が損なわれることがなくなる。また、上部連結部材３４を長尺の角パイプや溝形材とすることにより、上部連結部材３４と内装床板１１との締結を防振材３１の位置に関係なく行うことができ、防振材３１の設置位置に関係なく内装床板１１の分割位置（継ぎ目位置）を設定することができ、設計の柔軟性を向上させることができる。

なお、上部連結部材３４に角パイプを用いるときには、雄ねじ部材３３に螺合するナットを角パイプ内に挿入して締結作業を行える程度の開口を、角パイプの所定位置にあらかじめ設けておくようにすればよい。

図６は、防振材３１の他の接合例を示す縦断面図である。本例では、防振材３１下面に、該防振材３１の下面より大きな接合用金属板３５を一体的に設け、該接合用金属板３５を前記床受部材１３の上部に設けた平面部１３ａに接合している。このような接合用金属板３５を防振材３１の下面に設けておくことにより、防振材３１の下部を防振材嵌合部１４に嵌合させて拘束状態とする必要がなくなるので、荷重を受けたときに防振材３１の全体が変形することになり、防振材３１の本来の防振性能を有効に利用することができる。

図７は、防振材３１の更に他の接合例を示す縦断面図である。本例は、前記図４に示した防振材３１上面の雄ねじ部材３３及び上部連結部材３４と、前記図６に示した防振材３１下面の接合用金属板３５とを適用した例を示している。すなわち、気密床板１２の上部に立設した床受部材１３上部の平面部１３ａに防振材３１下面の接合用金属板３５を接合するとともに、防振材３１上面の雄ねじ部材３３に上部連結部材３４を接合し、上部連結部材３４に内装床板１１を接合している。このように形成することにより、防振材３１全体の防振性能を十分に発揮させることができる。

図８は、内装床板１１と気密床板１２との間の防振材３１の他の設置例を示す縦断面図である。本例では、高さ寸法の大きな上部連結部材３４ａを使用することにより、防振材３１の設置高さを前述の内装床板１１の直下から気密床板１２の直上に変更している。このように高さ寸法の大きな上部連結部材３４ａを使用して気密床板１２の直上に防振材３１を設置したり、あるいは、適宜な高さ寸法の床受部材１３と上部連結部材３４とを組み合わせて中間高さ位置に防振材３１を設置したりすることにより、各防振材部分における防振特性を変化させることができ、例えば、前述の防振ユニット２７における各防振材３１の設置高さを適宜に設定することにより、防振ユニット２７での最適な防振性能を得ることが可能となる。

なお、図８では、防振材３１下面の接合用金属板３５を気密床板１２に直接接合しているが、図９の要部縦断面図に示すように、接合用金属板３５を固定するためのガイド１２ｂを気密床板１２の上面に設けておくことにより、接合用金属板３５を接合するための通孔又は雌ねじ孔を気密床板１２に設ける必要がなくなる。

本発明の鉄道車両の防振床構造の一形態例を示す説明図である。 防振床構造の一例を示すレール方向から見た縦断面図である。 防振床構造の他の例を示すレール方向から見た縦断面図である。 防振材の接合例を示すレール方向から見た縦断面図である。 同じく枕木方向から見た縦断面図である。 防振材の他の接合例を示す縦断面図である。 防振材の更に他の接合例を示す縦断面図である。 内装床板と気密床板との間の防振材の他の設置例を示す縦断面である。 気密床板と防振材との接合例を示す縦断面である。

符号の説明

１１…内装床板、１１ａ…継ぎ目部分、１２…気密床板、１２ａ…台枠兼気密床板、１３…床受部材、１３ａ…平面部、１４…防振材嵌合部、１５…空調ダクト、２１…腰掛、２２，２３，２４，２５…四隅部、２６…中央部、２７…防振ユニット、２８…通路、３１…防振材、３２…金属板、３３…雄ねじ部材、３３ａ…雄ねじ、３４…上部連結部材、３５…接合用金属板

Claims (6)

1. 車両構体の気密床板と、該気密床板の上方に設けられた内装床板とを備え、前記気密床板と内装床板との間に防振材を配置した鉄道車両の防振床構造において、内装床板の上部に設けられる各腰掛部分を一つの防振ユニットとし、各防振ユニットの中央部と周辺部とに点支持状態の複数の防振材をそれぞれ配置したことを特徴とする鉄道車両の防振床構造。
2. 前記防振材は、防振材の下面に接合用金属板が一体的に設けられ、該接合用金属板が前記気密床板に立設した床受部材の上部に接合されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の防振床構造。
3. 前記防振材と前記内装床板との間に、下部に防振材接合部を、上部に内装床板接合部をそれぞれ有する上部連結部材が配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両の防振床構造。
4. 前記防振材の上面に雄ねじ部材が一体的に設けられ、該雄ねじ部材の雄ねじ部を前記防振材接合部に設けた通孔に挿通し、ナットで防振材と上部連結部材とを締結したことを特徴とする請求項３記載の鉄道車両の防振床構造。
5. 前記防振材は、防振材本体の形状が軸線を鉛直方向とした円柱又は円錐台であることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の防振床構造。
6. 前記防振材は、各防振材の設置位置によってバネ定数が異なる防振材が用いられていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の防振床構造。

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