JP2008213652A - Floor structure for railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は鉄道車両の床構造に関するものである。 The present invention relates to a railcar floor structure.
従来から鉄道車両の床構造として、図10の断面図に示すものが採用されている。この床構造101は、鉄道車両の台枠(図示せず)に固定された横梁111上に、ステンレス等の板を波状に折り曲げて形成した波板109(キーストンプレートとも称される)を溶接し、その波板109の上面に詰物層103を塗り込み、さらにその上に目止め層150及び不陸調整層102を塗り込んだものである。また、不陸調整層102の上には塩化ビニル等からなる床敷物110が敷かれている。
Conventionally, as shown in the cross-sectional view of FIG. 10, a floor structure of a railway vehicle has been adopted. The
詰物層103は、図12の拡大図に示すように、軽量骨材106をバインダー104で結合一体化した材料が用いられる。このバインダー104は、エポキシ樹脂にアミン化合物を含む硬化剤を混合することによって硬化させる、いわゆる2液硬化型のエポキシ樹脂が従来から用いられている。また、不陸調整層102(図10参照)も同様に、軽量骨材を2液硬化型のエポキシ樹脂で結合したものが用いられている。
As shown in the enlarged view of FIG. 12, the
しかし、詰物層103にエポキシ樹脂を用いると硬くなるため、振動や音を吸収しにくくなる。そのため、車両床下で発生した騒音や振動が客室に伝わりやすくなり、乗客に不快感を与える問題が生じていた。
However, when an epoxy resin is used for the
客室へ伝わる騒音を低減するために、例えば下記特許文献1に、詰物層103のバインダー又は骨材に弾性材料を用いた鉄道車両の床構造が開示されている。バインダー又は骨材を弾性材料とすることにより、振動を効率的に減衰でき、客室に伝わる騒音を小さくできる。
しかし、上記発明でも騒音の低減効果は十分ではなかった。鉄道車両の騒音は大まかに分けると2種類あって、一つは床下から伝播した振動が床面を振動させて生じる放射音であり、他の一つは床を透過する透過音である。床に弾性材料を使用すると振動を減衰できるため、上述の騒音のうち放射音を減少することが可能となる。しかし、これだけでは透過音が通過してしまうため、防音特性を大幅に改善することができない。 However, even in the above invention, the noise reduction effect is not sufficient. There are roughly two types of noise in railway vehicles. One is radiated sound that is generated when vibration propagated from under the floor vibrates the floor, and the other is transmitted sound that passes through the floor. When an elastic material is used for the floor, vibration can be damped, so that it is possible to reduce radiated sound among the above-mentioned noises. However, the transmitted sound passes only with this, so that the soundproof characteristic cannot be improved significantly.
一方、図11の部分拡大図に示すように、従来の床構造では、詰物層103の上面に目止め層150を塗り、固化させた後に下側接着層112を塗布し、その上に不陸調整層102を塗り込んでいた。そして、その不陸調整層102が固化した後に上側接着層113を塗布し、その上に敷物層110を敷設していた。ここで目止め層150及び不陸調整層102を塗るのは、以下の理由による。すなわち、図12に示すように、詰物層103は軽量化のために空隙Nを多く含む材料を使用しているため、表面S’(図11参照)が凹凸になっている。この凹凸の表面を平坦化するために不陸調整層102が必要となるが、これを直接塗り込むと、空隙Nに不陸調整層102が入ってしまい、厚さを正確にコントロールできなくなる。そのため、詰物層103と不陸調整層102との間に目止め層150を介在させて、空隙Nに不陸調整層102が入ることを防止している。しかし、この製造方法を採用すると、目止め層150を塗る作業が1工程増えるとともに、目止め層150が乾燥するまで次の工程を行えないため、製造時間が長くなるという問題があった。そのため、目止め層150を塗る工程を省略できる床構造が望まれていた。
On the other hand, as shown in the partially enlarged view of FIG. 11, in the conventional floor structure, the
本発明の課題は、優れた防音特性を有するとともに、製造工程を簡略化できる鉄道車両の床構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a railcar floor structure that has excellent soundproofing characteristics and can simplify the manufacturing process.
上記課題を解決するために本発明の鉄道車両の床構造は、
鉄道車両の底部をなす台枠に対して、車両横幅方向に延びる形で各々固定され、車両長手方向に所定間隔をおいて複数本配置された横梁と、
車両長手方向に延出し、横梁との交差領域において横梁上に固定された底板部と、底板部の車両横幅方向第一側の縁部から上方に突出する第一側板部と、第一側板部の上端から車両横幅方向第一側に延出する上板部と、上板部の車両横幅方向第一側縁部から下方に延出し横梁に至る第二側板部とを備えた波状単位を、車両横幅方向に複数個連続する形で形成した金属製の波板と、
底板部と、隣接する第一側板部及び第二側板部とによって形成された凹状の空間を充填し、上板部の上面を被覆するとともに、自身の上面が平坦化され、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成され、鉄道車両の走行に伴って発生し台枠から上方へ伝播する振動を吸収する振動吸収層と、
振動吸収層の上面に積層され、上面に接着されるとともに、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成され、鉄道車両の走行に伴って床下から発生した透過音を遮音するとともに、乗客の重量を受け止める耐荷重層と、
耐荷重層の上面に敷設され、客室の底部露出面をなす敷物層と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the floor structure of the railway vehicle of the present invention is
A transverse beam that is fixed in a form extending in the vehicle lateral width direction and arranged in a plurality of predetermined intervals in the longitudinal direction of the vehicle, with respect to the frame that forms the bottom of the railway vehicle,
A bottom plate portion that extends in the longitudinal direction of the vehicle and is fixed on the cross beam in a crossing area with the cross beam, a first side plate portion that protrudes upward from an edge of the bottom plate portion on the first side in the vehicle lateral width direction, and a first side plate portion A wavy unit comprising an upper plate portion extending from the upper end of the vehicle to the vehicle lateral direction first side, and a second side plate portion extending downward from the vehicle lateral width direction first side edge portion of the upper plate portion to reach the horizontal beam, A metal corrugated plate formed in a continuous form in the vehicle transverse direction;
Fills the concave space formed by the bottom plate part, the adjacent first side plate part and the second side plate part, covers the upper surface of the upper plate part, and flattens its own upper surface, and average Young's modulus Is composed of an elastic material of 22 to 62 MPa, and a vibration absorbing layer that absorbs vibrations that are generated as the railway vehicle travels and propagates upward from the underframe,
It is laminated on the upper surface of the vibration absorbing layer and bonded to the upper surface, and is composed of a material having an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa. A load bearing layer that accepts the weight of
A rug layer laid on the top surface of the load bearing layer and forming the bottom exposed surface of the cabin;
It is characterized by providing.
上記発明によると、鉄道車両の台枠に固定された複数本の横梁に、金属製の波板が固定され、その波板の上面を平坦化する形で、振動吸収層が形成されている。この振動吸収層は、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成されており、軟らかいため、床下からの振動を効率的に減衰することができる。そのため、放射音を効果的に低減することが可能となる。振動吸収層の平均的なヤング率が62MPaを超えると、硬すぎて振動を十分に吸収できなくなる。また、22MPa未満では軟らかすぎて、床の剛性を確保できない場合がある。 According to the above invention, the metal corrugated plate is fixed to the plurality of horizontal beams fixed to the frame of the railway vehicle, and the vibration absorbing layer is formed so as to flatten the upper surface of the corrugated plate. This vibration absorbing layer is made of an elastic material having an average Young's modulus of 22 to 62 MPa and is soft, so that vibration from under the floor can be efficiently damped. For this reason, it is possible to effectively reduce the radiated sound. When the average Young's modulus of the vibration absorbing layer exceeds 62 MPa, the vibration absorbing layer is too hard to sufficiently absorb vibration. Moreover, if it is less than 22 MPa, it may be too soft to ensure the rigidity of the floor.
また、振動吸収層の上面には、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成された耐荷重層が積層されている。上述したように騒音は、大まかにいうと放射音と透過音の2種類があって、このうち透過音を耐荷重層にて遮音することが可能となる。また、耐荷重層は、平均的なヤング率が3000〜4000MPaと比較的硬い材料から構成されているため、乗客の体重を十分に受け止めることができる。例えば、ハイヒールを履いた乗客が乗っても凹むことはない。ヤング率が3000MPa未満では軟らかすぎて、例えばハイヒールで陥没する恐れがある。 A load bearing layer made of a material having an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa is laminated on the upper surface of the vibration absorbing layer. As described above, there are roughly two types of noise, radiated sound and transmitted sound, and among these, the transmitted sound can be insulated by the load-bearing layer. Moreover, since the load bearing layer is made of a relatively hard material having an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa, the weight of the passenger can be sufficiently received. For example, even if a passenger wearing high heels gets on, it will not dent. If the Young's modulus is less than 3000 MPa, it is too soft and, for example, there is a risk of sinking with high heels.
このように本発明では、走行中の鉄道車両から発生した騒音に含まれる放射音と透過音とを、各々別の層を使って取り除いている。つまり、鉄道車両から発生した放射音と透過音とを各々最も効率よく除去できるように、振動吸収層と耐荷重層のヤング率を設定している。また、耐荷重層に関しては、乗客の体重を支える上でも支障がないようにヤング率を決めている。 As described above, in the present invention, the radiated sound and the transmitted sound included in the noise generated from the running railway vehicle are removed using different layers. That is, the Young's modulus of the vibration absorbing layer and the load bearing layer is set so that the radiated sound and transmitted sound generated from the railway vehicle can be removed most efficiently. Regarding the load bearing layer, the Young's modulus is determined so that there is no problem in supporting the weight of the passenger.
より詳しくは、上板部における振動吸収層の厚さは5〜10mmであり、耐荷重層の厚さは3〜5mmであることが好ましい。鉄道車両の床構造では、車両の型式でその厚さが決められているため、振動吸収層と耐荷重層とを足した厚さを一定(上板部において15mm)にする必要がある。上記構成によると、振動吸収層が軟らかい(平均的なヤング率22〜62MPa)ため、薄くても(5〜10mm)十分な振動吸収効果を発揮でき、その薄くした分だけ耐荷重層を厚く(3〜5mm)できるため、透過音の遮音特性を一層向上することができる。
More specifically, the thickness of the vibration absorbing layer in the upper plate portion is preferably 5 to 10 mm, and the thickness of the load bearing layer is preferably 3 to 5 mm. In the floor structure of a railway vehicle, the thickness is determined depending on the type of the vehicle. Therefore, the thickness obtained by adding the vibration absorbing layer and the load bearing layer needs to be constant (15 mm in the upper plate portion). According to the above configuration, since the vibration absorbing layer is soft (average Young's
一方、本発明は在来線の鉄道車両に広く応用が効くものであって、上述のように波板を有する鉄道車両に限らず使用することができる。具体的には、ダブルスキンと称される床構体を使用した鉄道車両に利用することが可能である。すなわち、本発明の鉄道車両の床構造は、
鉄道車両の底部をなす台枠に対して、車両横幅方向に延びる形で各々固定され、車両長手方向に所定間隔をおいて複数本配置された横梁と、
横梁上に固定された下板と、下板の上方に所定間隔をおいて配置された上板とを有し、これら上板と下板とを接続するとともに、上板との接続部から下板との接続部まで車両横幅方向に傾斜し、車両長手方向に延出する形で形成された第一傾斜板部と、下板との接続部から上板まで第一傾斜板部に対して反対方向に傾斜する形で形成された第二傾斜板部とを備える波状単位が、車両横幅方向に複数個連続する形で形成された金属製のダブルスキン床構体と、
ダブルスキン床構体の上板に積層され、上板に接着されるとともに、自身の上面が平坦化され、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成され、鉄道車両の走行に伴って発生し台枠から上方へ伝播する振動を吸収する振動吸収層と、
振動吸収層の上面に積層され、上面に接着されるとともに、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成され、鉄道車両の走行に伴って床下から発生した透過音を遮音するとともに、乗客の重量を受け止める耐荷重層と、
耐荷重層の上面に敷設され、客室の底部露出面をなす敷物層と、
を備えることを特徴とする。
On the other hand, the present invention is widely applicable to conventional railway vehicles, and can be used not only for railway vehicles having corrugated sheets as described above. Specifically, the present invention can be used for a railway vehicle using a floor structure called a double skin. That is, the floor structure of the railway vehicle of the present invention is
A transverse beam that is fixed in a form extending in the vehicle lateral width direction and arranged in a plurality of predetermined intervals in the longitudinal direction of the vehicle, with respect to the frame that forms the bottom of the railway vehicle,
It has a lower plate fixed on the cross beam and an upper plate arranged above the lower plate at a predetermined interval. The upper plate and the lower plate are connected to each other. Inclined in the vehicle lateral width direction to the connection portion with the plate and extended in the longitudinal direction of the vehicle, and the first inclined plate portion from the connection portion with the lower plate to the upper plate A metal double skin floor structure formed of a plurality of wavy units each including a second inclined plate portion formed in a shape inclined in the opposite direction, in the vehicle lateral width direction;
It is laminated on the upper plate of the double skin floor structure, adhered to the upper plate, and its upper surface is flattened, and is composed of an elastic material having an average Young's modulus of 22 to 62 MPa. A vibration absorbing layer that absorbs vibrations that are generated and propagate upward from the underframe;
It is laminated on the upper surface of the vibration absorbing layer and bonded to the upper surface, and is composed of a material having an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa. A load bearing layer that accepts the weight of
A rug layer laid on the top surface of the load bearing layer and forming the bottom exposed surface of the cabin;
It is characterized by providing.
上記構成の場合でも、振動吸収層と耐荷重層とが発揮する効果は波板の場合と同じなので、その詳細な説明は省略する。 Even in the case of the above-described configuration, the effects exerted by the vibration absorbing layer and the load bearing layer are the same as in the case of the corrugated sheet, and thus detailed description thereof is omitted.
次に、振動吸収層は空隙率が1%未満の緻密材料から構成され、振動吸収層の上面と自身の下面とが密着する形で接着層が塗布形成され、
耐荷重層は、骨材と樹脂材料との混合物を流動状態にて接着層の上面に対して塗り込み、固化して形成したものとすることができる。
Next, the vibration absorbing layer is composed of a dense material having a porosity of less than 1%, and an adhesive layer is applied and formed so that the upper surface of the vibration absorbing layer and its lower surface are in close contact with each other,
The load bearing layer may be formed by applying a mixture of aggregate and resin material to the upper surface of the adhesive layer in a fluidized state and solidifying.
この構成によると、振動吸収層は空隙率が1%未満の緻密材料から構成されているため、この上に耐荷重層を塗り込んだ場合でも、振動吸収層の空隙に耐荷重層が入り込むような不具合は生じにくい。従って、振動吸収層と耐荷重層との間に接着層のみが介在する構造を採用でき、従来のように目止め層を介在させる必要がない。そのため、目止め層を塗る工程を省略でき、工程の簡略化を達成できる。 According to this configuration, since the vibration absorbing layer is made of a dense material having a porosity of less than 1%, even when the load bearing layer is applied on the vibration absorbing layer, the load bearing layer enters the void of the vibration absorbing layer. Is unlikely to occur. Therefore, it is possible to employ a structure in which only the adhesive layer is interposed between the vibration absorbing layer and the load bearing layer, and there is no need to interpose a sealing layer as in the prior art. Therefore, the process of applying the sealing layer can be omitted, and the process can be simplified.
一方、振動吸収層は、ゴムチップとウレタン樹脂とを含む混合物から構成し、耐荷重層は、無機骨材とエポキシ樹脂とを含む混合物から構成することができる。振動吸収層は、骨材(ゴムチップ)とバインダー(ウレタン樹脂)の双方を弾性材料とすることにより、どちらか一方のみを弾性材料とした場合と比較して、振動を効果的に吸収することが可能となる。また、耐荷重層は、無機骨材とエポキシ樹脂との混合物を使用することにより、平均的なヤング率を3000〜4000MPaにすることができる。 On the other hand, the vibration absorbing layer can be made of a mixture containing a rubber chip and a urethane resin, and the load bearing layer can be made of a mixture containing an inorganic aggregate and an epoxy resin. The vibration-absorbing layer can absorb vibrations more effectively by using both an aggregate (rubber chip) and a binder (urethane resin) as an elastic material, compared to the case where only one of them is an elastic material. It becomes possible. The load bearing layer can have an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa by using a mixture of inorganic aggregate and epoxy resin.
次に、ゴムチップの平均粒径は、1.0〜2.0mmとすることが好ましい。ゴムチップの平均粒径が2.0mmを超えると、振動吸収層の空隙率が増加するため、耐荷重層を塗り込んだときに、その空隙に耐荷重層が入ってしまう場合がある。その結果、目止め層が必要となることがある。また、振動吸収層は軟らかいウレタン樹脂を使用しているため、空隙率が増加すると、曲げ応力が加わったときに割れやすくなる。一方、振動吸収層は、ゴムチップとウレタン樹脂とを、モルタルミキサを使って混練して製造するのであるが、ここでゴムチップが小さくなる(平均粒径が1.0mm以下)と、分散性が悪化しやすくなる。 Next, the average particle size of the rubber chip is preferably 1.0 to 2.0 mm. When the average particle size of the rubber chip exceeds 2.0 mm, the porosity of the vibration absorbing layer increases, and thus when the load bearing layer is applied, the load bearing layer may enter the void. As a result, a sealing layer may be required. In addition, since the vibration absorbing layer uses a soft urethane resin, when the porosity increases, the vibration absorbing layer easily breaks when bending stress is applied. On the other hand, the vibration absorbing layer is manufactured by kneading rubber chips and urethane resin using a mortar mixer, but here the dispersibility deteriorates when the rubber chips are small (average particle size is 1.0 mm or less). It becomes easy to do.
次に、振動吸収層よりも密度が低い材料からなり、車両長手方向に延びる形に形成された軽量化部材を、波板の底板部に配置することができる。上述したように、振動吸収層は空隙率が小さいため、密度が比較的高い。そのため、波板の底板部に軽量化部材を配置することにより、全体の重量を軽くすることが可能となる。また、軽量化部材として、ヤング率が振動吸収層よりも高い材料を選択すると、全体の剛性を高めることが可能になる。軽量化部材としては、例えば発泡倍率が10〜15倍のアクリル樹脂を好適に用いることができる。 Next, a weight reducing member made of a material having a density lower than that of the vibration absorption layer and extending in the vehicle longitudinal direction can be disposed on the bottom plate portion of the corrugated plate. As described above, since the vibration absorbing layer has a low porosity, the density is relatively high. Therefore, it is possible to reduce the overall weight by arranging the weight reducing member on the bottom plate portion of the corrugated plate. Further, if a material having a Young's modulus higher than that of the vibration absorbing layer is selected as the weight reducing member, the overall rigidity can be increased. As the weight reducing member, for example, an acrylic resin having an expansion ratio of 10 to 15 times can be suitably used.
本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図1は鉄道車両21の縦断面図であり、図2は同じく横断面図である。図示するように本発明の床構造1は、鉄道車両21の底部をなす台枠19に対して、車両横幅方向に延びる形で各々固定され(図1)、車両長手方向に所定間隔をおいて複数本配置された(図2)横梁11を備える。台枠19は、鉄道車両21の重量を支え、車両全体を維持するとともに、車両の重量を車輪20に伝達するための基礎構造である。横梁11は、台枠19の上面に、例えば溶接によって固定される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
次に、床構造1の部分拡大断面図を図3に示す。図示するように、横梁11の上に、金属製の波板9(キーストンプレート)が溶接されている。より詳しくは、この波板9は、車両長手方向に延出し、横梁11との交差領域Aにおいて横梁11上に固定された底板部9aと、底板部9aの車両横幅方向第一側の縁部40から上方に突出する第一側板部9bと、第一側板部9bの上端41から車両横幅方向第一側に延出する上板部9cと、上板部9cの車両横幅方向第一側縁部42から下方に延出し横梁11に至る第二側板部9dとを備えた波状単位Wを、車両横幅方向に複数個連続する形で形成したものである。
Next, the partial expanded sectional view of the
そして波板9の上面に、振動吸収層3が塗り込まれている。より詳しくは、振動吸収層3は、底板部9aと、隣接する第一側板部9b及び第二側板部9dとによって形成された凹状の空間30を充填し、上板部9cの上面S1を被覆するとともに、自身の上面S2が平坦化され、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成されている。鉄道車両が走行すると振動が発生し、台枠から上方へ伝播するが、振動吸収層3が軟らかいため、床下からの振動を効率的に減衰することができる。これにより、放射音を低減することが可能となる。振動吸収層の平均的なヤング率が62MPaを超えると、硬すぎて振動を十分に吸収できなくなる。また、22MPa未満では軟らかすぎて、床の剛性を確保できない場合がある。
The
また、振動吸収層3の上面S2には、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成された耐荷重層2が積層され、上面S2に接着されている。この耐荷重層2により、透過音を効果的に遮音することが可能となる。また、耐荷重層2は、平均的なヤング率が3000〜4000MPaと比較的硬い材料から構成されているため、乗客の体重を十分に受け止めることができる。例えばハイヒールを履いた乗客が乗っても凹むことはない。また、ヤング率が3000MPa未満では軟らかすぎて、例えばハイヒールで陥没する恐れがある。
A
このように本発明では、走行中の鉄道車両21から発生した騒音のうち、放射音と透過音とを各々別の層を使って取り除いている。つまり、鉄道車両21から発生した放射音と透過音とを各々最も効率よく除去できるように、振動吸収層3と耐荷重層2のヤング率を設定している。また、耐荷重層2に関しては、乗客の体重を支える上でも支障がないようにヤング率を決めている。
As described above, in the present invention, the radiated sound and the transmitted sound are removed from the noise generated from the running
振動吸収層3のヤング率は、より好ましくは30〜35MPaである。また、耐荷重層2のヤング率は、より好ましくは3000〜3600MPaである。
The Young's modulus of the
一方、耐荷重層2の上面S3には、上側接着層13を介して敷物層10が敷設されている。敷物層10は例えば塩化ビニルからなり、その上面S4が、客室の底部露出面とされている。
On the other hand, a
上板部9cにおける振動吸収層3の厚さT2は5〜10mmであり、耐荷重層2の厚さT1は3〜5mmとされている。鉄道車両21の床構造1では、車両の型式でその厚さが決められているため、振動吸収層3と耐荷重層2とを足した厚さ(T1+T2)を一定(15mm)にする必要がある。上記構成によると、振動吸収層3が軟らかい(平均的なヤング率22〜62MPa)ため、T2が薄くても(5〜10mm)十分な振動吸収効果を発揮でき、その薄くした分だけ耐荷重層2を厚く(3〜5mm)できるため、耐荷重層2の遮音特性を一層向上させることができる。
The thickness T2 of the
より詳しくは、振動吸収層3は空隙率が1%未満の緻密材料から構成され、振動吸収層3の上面S2と自身の下面とが密着する形で接着層12が塗布形成され、耐荷重層2は、骨材(鉱物発泡体6と硅砂等の無機骨材8、図5参照)と樹脂材料7との混合物を流動状態にて接着層12の上面に対して塗り込み、固化して形成したものである。
More specifically, the
振動吸収層3は空隙率が1%未満の緻密材料から構成されているため、この上に耐荷重層2を塗り込んだ場合でも、振動吸収層3の空隙に耐荷重層2が入り込むような不具合は生じにくい。従って、振動吸収層3と耐荷重層2との間に接着層12のみが介在する構造を採用でき、従来のように目止め層150(図10参照)を介在させる必要がない。そのため、目止め層150を塗る工程を省略でき、工程の簡略化を達成できる。
Since the
一方、図4に示すように、振動吸収層3は、ゴムチップ5とウレタン樹脂4とを含む混合物から構成されている。このように、骨材(ゴムチップ5)とバインダー(ウレタン樹脂4)の双方を弾性材料とすることにより、どちらか一方のみを弾性材料とした場合と比較して、振動を効果的に吸収することが可能となる。より詳しくは、振動吸収層3は、カオリナイト系粘土質鉱物を1000〜1200℃で焼成することにより内部に気泡を有する状態にし、所定の平均粒径にした鉱物発泡体6を含有している。この鉱物発泡体6を含むことにより、振動吸収層3を軽量化することができるとともに、難燃性を高めることが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
振動吸収層3は、例えば古タイヤを裁断して形成したゴムチップ5と、鉱物発泡体6と、ウレタン樹脂4とをモルタルミキサで混練し、波板9(図3参照)の上面に塗り込むことによって形成される。
The
また、図5の拡大断面図に示すように、耐荷重層2は、無機骨材8(硅砂)とエポキシ樹脂7とを含む混合物から構成されている。また、振動吸収層3でも使用した鉱物発泡体6を含有している。これらの材料を混合することで、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料を得ることができる。この耐荷重層2は、無機骨材8と、鉱物発泡体6と、エポキシ樹脂7とをモルタルミキサで混練し、接着層12(図3参照)を介して振動吸収層3に塗り込むことによって形成される。
Moreover, as shown in the enlarged sectional view of FIG. 5, the
図4に戻る。ゴムチップ5の平均粒径は、1.0〜2.0mmとされている。ゴムチップの平均粒径が2.0mmを超えると、振動吸収層3の空隙率が増加するため、耐荷重層2を塗り込んだときに、その空隙に耐荷重層2が入ってしまう場合がある。その結果、目止め層が必要となることがある。また、振動吸収層3は軟らかいウレタン樹脂4を使用しているため、空隙率が増加すると、曲げ応力が加わったときに割れやすくなる。一方、ゴムチップ5の平均粒径が1.0mm未満になると、混練作業を行うときに分散性が悪化しやすくなる。
Returning to FIG. The average particle diameter of the
次に、別の実施形態を図6に示す。この実施形態では、振動吸収層3よりも密度が低い材料からなり、車両長手方向に延びる形に形成された軽量化部材14を、波板9の底板部9aに配置している。上述したように、振動吸収層3は空隙率が小さいため、密度が比較的高い。そのため、波板9の底板部9aに軽量化部材14を配置することにより、全体の重量を軽くすることが可能となる。また、軽量化部材14として、ヤング率が振動吸収層3よりも高い材料を選択すると、全体の剛性を高めることが可能になる。軽量化部材14としては、例えば発泡倍率が10〜15倍のアクリル樹脂を好適に用いることができる。また、軽量化部材14の厚さT4は、底板部9aから上板部9cまでの高さT3よりも薄くされている。これにより、軽量化部材14の上に十分な厚さの振動吸収層3を確保することができ、床下からの振動を十分に吸収させることが可能となる。
Next, another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, a
なお、本発明は在来線の鉄道車両21に広く応用が効くものであって、上述のように波板9を有する鉄道車両21に限らず使用することができる。具体的には、図7に示すように、ダブルスキンと称される床構体23を使用した鉄道車両21に利用することが可能である。図示するようにダブルスキン床構体23は、横梁11上に固定された下板23aと、下板23aの上方に所定間隔をおいて配置された上板23bとを有し、これら上板23aと下板23bとを接続するとともに、上板23との接続部50から下板23aとの接続部51まで車両横幅方向に傾斜し、車両長手方向に延出する形で形成された第一傾斜板部23cと、下板23aとの接続部51から上板23bまで第一傾斜板部23に対して反対方向に傾斜する形で形成された第二傾斜板部23dとを備える波状単位Wが、車両横幅方向に複数個連続する形で形成されている。また、ダブルスキン床構体23の上板23bに、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成された振動吸収層3が積層され、その振動吸収層3の上面S2に、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成された耐荷重層2が、接着層12を介して積層形成されている。さらに、その耐荷重層2の上面S3に、上側接着層13を介して敷物層10が敷設されている。
The present invention is widely applicable to
次に、図8を用いて、最初の実施形態の床構造1の製造方法について説明する。まず図8(A)に示すように、鉄道車両21の台枠(図示しない)に固定された横梁11に、波板9を溶接する。一方、ゴムチップ5と、鉱物発泡体6と、ウレタン樹脂4とをモルタルミキサで混練して流動状態としたものを用意する。これを図8(B)に示すように波板9の上面に塗り込み、振動吸収層3を形成する。振動吸収層3が固化するまで、例えば1日ほど待機する。次に、無機骨材8と、鉱物発泡体6と、エポキシ樹脂7とをモルタルミキサで混練して流動状態としたものを用意する。そして、振動吸収層3が固化した後、振動吸収層3の上面S2に接着層12を塗布し、その上に上記混練物を塗り込んで、耐荷重層2を形成する(図8(C))。耐荷重層2が固化するまで、例えば1日ほど待機する。固化した後に上側接着層(図3参照)を塗布し、敷物層10を敷設する。これにより、図3に示す床構造1が完成する。
Next, the manufacturing method of the
本発明の実施例について説明する。まず、上述の製造方法を用いて図3及び図6に示す床構造1を製造し、試験片を取り出して実施例1及び実施例2とし、防音特性を確認した。また、図10に示す従来の床構造101を製造して、同様に防音特性を確認した。
Examples of the present invention will be described. First, the
実施例の振動吸収層3及び耐荷重層2に関して、骨材の平均粒径、粒度分布、密度、全体の空隙率、密度及びヤング率等を計測した結果を示す。
The result of having measured the average particle diameter of aggregate, the particle size distribution, the density, the whole porosity, the density, the Young's modulus, etc. about the
また、振動吸収層3及び耐荷重層2に含有される鉱物発泡体6の組成を以下に示す。
The composition of the
次に、放射音の測定装置を図9に示す。試験対象となるサンプルを弾性支持体28によって吊り下げ、その試験対象の下面に連接棒26を介して加振器29を配置した。加振器29はノイズ発生器27から信号が送られ、それに応じて様々な周波数の振動Vを発生するものである。振動Vは連接棒26を通って試験対象に伝わり、放射音を発生させる。試験対象の上方に配置したインテンシティマイク24により放射音を測定し、それをハイパスフィルターを介して直接積分型インテンシティ計25へ導いた。そして測定値をコンピュータに記憶した。
Next, FIG. 9 shows an apparatus for measuring radiated sound. A sample to be tested was suspended by an
一方、実施例1、2及び比較例1の陥没強度試験と、繰り返し荷重試験を行った。さらに、JISK6911に規定された測定方法を用いて、上側樹脂層及び下側樹脂層の特性を測定した。その結果を下記の表4に示す。 On the other hand, the depression strength test of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and the repeated load test were performed. Furthermore, the characteristics of the upper resin layer and the lower resin layer were measured using the measurement method defined in JISK6911. The results are shown in Table 4 below.
上記表4のうち、面密度は計算によって求めた値である。この表4から明らかなように、実施例1及び実施例2は、比較例1よりも放射音特性(100〜4kHzの総和)が低減されている。 In Table 4, the surface density is a value obtained by calculation. As is apparent from Table 4, the radiated sound characteristics (total of 100 to 4 kHz) of Example 1 and Example 2 are reduced as compared with Comparative Example 1.
1 床構造
2 耐荷重層
3 振動吸収層
4 ウレタン樹脂
5 ゴムチップ
6 鉱物発泡耐
7 エポキシ樹脂
8 無機骨材
9 波板
9a 底板部
9b 第一側板部
9c 上板部
9d 第二側板部
10 敷物層
11 横梁
12 接着層
14 軽量化部材
19 台枠
21 鉄道車両
23 ダブルスキン床構体
30 凹状の空間
A 底板部と横梁との交差領域
W 波状単位
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該鉄道車両の底部をなす台枠に対して、車両横幅方向に延びる形で各々固定され、車両長手方向に所定間隔をおいて複数本配置された横梁と、
前記車両長手方向に延出し、前記横梁との交差領域において該横梁上に固定された底板部と、該底板部の車両横幅方向第一側の縁部から上方に突出する第一側板部と、該第一側板部の上端から車両横幅方向第一側に延出する上板部と、該上板部の車両横幅方向第一側縁部から下方に延出し前記横梁に至る第二側板部とを備えた波状単位を、前記車両横幅方向に複数個連続する形で形成した金属製の波板と、
前記底板部と、隣接する前記第一側板部及び前記第二側板部とによって形成された凹状の空間を充填し、前記上板部の上面を被覆するとともに、自身の上面が平坦化され、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成され、前記鉄道車両の走行に伴って発生し前記台枠から上方へ伝播する振動を吸収する振動吸収層と、
該振動吸収層の前記上面に積層され、該上面に接着されるとともに、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成され、前記鉄道車両の走行に伴って床下から発生した透過音を遮音するとともに、乗客の重量を受け止める耐荷重層と、
該耐荷重層の上面に敷設され、客室の底部露出面をなす敷物層と、
を備えることを特徴とする鉄道車両の床構造。 A floor structure of a railway vehicle,
A plurality of transverse beams fixed to the frame that forms the bottom of the railway vehicle in a manner extending in the lateral direction of the vehicle and arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the vehicle;
A bottom plate portion that extends in the longitudinal direction of the vehicle and is fixed on the cross beam in an intersecting region with the cross beam; a first side plate portion that protrudes upward from an edge of the bottom plate portion on the first side in the vehicle lateral width direction; An upper plate extending from the upper end of the first side plate to the vehicle lateral direction first side; a second side plate extending downward from the vehicle lateral width direction first side edge of the upper plate to the horizontal beam; A corrugated unit made of a metal corrugated plate formed in a continuous form in the vehicle lateral width direction,
The concave space formed by the bottom plate portion, the adjacent first side plate portion and the second side plate portion is filled, and covers the upper surface of the upper plate portion, and the upper surface of the upper plate portion is flattened and averaged. A vibration-absorbing layer that is composed of an elastic material having a typical Young's modulus of 22 to 62 MPa and absorbs vibrations that are generated as the railway vehicle travels and propagates upward from the underframe;
It is laminated on the upper surface of the vibration absorbing layer and adhered to the upper surface, and is composed of a material having an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa, and transmits sound generated from under the floor as the railway vehicle travels. And load-bearing layer to catch the weight of passengers,
A rug layer laid on the top surface of the load bearing layer and forming a bottom exposed surface of the passenger cabin;
A floor structure of a railway vehicle, comprising:
該鉄道車両の底部をなす台枠に対して、車両横幅方向に延びる形で各々固定され、車両長手方向に所定間隔をおいて複数本配置された横梁と、
該横梁上に固定された下板と、該下板の上方に所定間隔をおいて配置された上板とを有し、これら前記上板と前記下板とを接続するとともに、前記上板との接続部から前記下板との接続部まで車両横幅方向に傾斜し、前記車両長手方向に延出する形で形成された第一傾斜板部と、前記下板との接続部から前記上板まで前記第一傾斜板部に対して反対方向に傾斜する形で形成された第二傾斜板部とを備える波状単位が、車両横幅方向に複数個連続する形で形成された金属製のダブルスキン床構体と、
該ダブルスキン床構体の前記上板に積層され、該上板に接着されるとともに、自身の上面が平坦化され、平均的なヤング率が22〜62MPaの弾性材料から構成され、前記鉄道車両の走行に伴って発生し前記台枠から上方へ伝播する振動を吸収する振動吸収層と、
該振動吸収層の前記上面に積層され、該上面に接着されるとともに、平均的なヤング率が3000〜4000MPaの材料から構成され、前記鉄道車両の走行に伴って床下から発生した透過音を遮音するとともに、乗客の重量を受け止める耐荷重層と、
該耐荷重層の上面に敷設され、客室の底部露出面をなす敷物層と、
を備えることを特徴とする鉄道車両の床構造。 A floor structure of a railway vehicle,
A plurality of transverse beams fixed to the frame that forms the bottom of the railway vehicle in a manner extending in the lateral direction of the vehicle and arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the vehicle;
A lower plate fixed on the cross beam, and an upper plate disposed above the lower plate at a predetermined interval, connecting the upper plate and the lower plate, and A first inclined plate portion that is inclined in a vehicle lateral width direction from a connecting portion to a connecting portion with the lower plate and extends in the longitudinal direction of the vehicle, and a connecting portion between the lower plate and the upper plate A metal double skin having a plurality of wavy units each having a second inclined plate portion formed in a shape inclined in the opposite direction with respect to the first inclined plate portion. Floor structure,
It is laminated on the upper plate of the double-skin floor structure and bonded to the upper plate, and its upper surface is flattened, and is composed of an elastic material having an average Young's modulus of 22 to 62 MPa. A vibration-absorbing layer that absorbs vibrations generated along with traveling and propagating upward from the underframe;
It is laminated on the upper surface of the vibration absorbing layer and adhered to the upper surface, and is composed of a material having an average Young's modulus of 3000 to 4000 MPa, and transmits sound generated from under the floor as the railway vehicle travels. And load-bearing layer to catch the weight of passengers,
A rug layer laid on the top surface of the load bearing layer and forming a bottom exposed surface of the passenger cabin;
A floor structure of a railway vehicle, comprising:
前記耐荷重層は、骨材と樹脂材料との混合物を流動状態にて前記接着層の上面に対して塗り込み、固化して形成したものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の鉄道車両の床構造。 The vibration absorbing layer is composed of a dense material having a porosity of less than 1%, and an adhesive layer is applied and formed so that the upper surface of the vibration absorbing layer and the lower surface of the vibration absorbing layer are in close contact with each other,
The load-bearing layer is formed by applying a mixture of an aggregate and a resin material to the upper surface of the adhesive layer in a fluidized state and solidifying the mixture. The floor structure of a railway vehicle according to item 1.
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