JP2016107687A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを削減しつつ、車内の騒音を抑制し得る鉄道車両を提案する。【解決手段】床と、床の幅方向の端部に立設される側構体と、床の上方に隔置され、床に対して略平行に設置される上床とを有する鉄道車両において、上床は下面に補強部材を備え、補強部材の両端部の高さは中央部よりも高く、補強部材の両端部が支持されることにより上床が固定される構成にした。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両に関し、特に床が２重構造の鉄道車両に適用して好適なものである。

従来、鉄道車両の高速化に伴い、車内の騒音が増大することを抑制して快適性を向上させるための対策が講じられている。特に鉄道車両の床は、台車からの固体伝播音や空気伝播音が伝搬する重要な伝播経路であることから、多くの技術が開示されている。

例えば特許文献１には、台車上の枕梁部分において、車体幅方向の中央部分に上床を支持する根太を備えず、側端部の根太だけで上床を支持する構成が開示されている。この特許文献１によれば、根太から伝搬される固体伝播音を低減することができるとしている。

また特許文献２には、鉄道車両の長手方向に伸びる複数の根太において、横梁と横梁との間の根太を切り欠き、剛性の高い横梁上においてのみ根太が気密床に着地するようにした構成が開示されている。この特許文献２によれば、根太の振動を低減し、上床の放射音を低減することができるとしている。

また特許文献３には、根太を枕木方向に伸びるように配置し、鉄道車両の長手方向の根太の間隔は、剛性が高い横梁上に配置される間隔とする構成が開示されている。この特許文献３によれば、根太の振動を低減し、上床の放射音を低減することができるとしている。

また高速鉄道車両のなかには、上床と気密床との間に空調ダクトが配設されたものがあり、このような鉄道車両においては、空調ダクトからの分岐ダクトを側構体に沿って立ち上げ、窓と窓との間の吹き寄せ部分から客室内に調和空気を送風している。

特許文献４には、分岐ダクトを側方向に引き出すために、側端部の根太を切り欠いて分岐ダクトを配設するか、或いは、側端部の根太を断続的に設置する構成が開示されている。

特許第３５６３０４５号公報 特許第４６４０９５９号公報 特許第４８５０５１９号公報 特開２００８−２３０４５０号公報

ところで鉄道車両の構体は、部品点数及び製造コストを削減することができるアルミ合金を押出成形した押出形材によって形成される。押出形材は、鉄道車両の長手方向に連続して押出成形されるため、外壁や補強部材を押出方向に沿って連続的に配置できる利点がある。上床を支持する支持部材である根太等は、押出形材と一体に成形される。

よって例えば特許文献４に記載されているように根太を断続的に設置する場合、根太を後の工程で溶接等により後付けするか、或いは、一体成形された根太の不要な部分を切削工程で削除する必要があり、製造コストが増大するという課題がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、製造コストを削減しつつ、車内の騒音を抑制し得る鉄道車両を提案する。

かかる課題を解決するために、本発明においては、床と、床の幅方向の端部に立設される側構体と、床の上方に隔置され、床に対して略平行に設置される上床とを有する鉄道車両において、上床は下面に補強部材を備え、補強部材の両端部の高さは中央部よりも高く、補強部材の両端部が支持されることにより上床が固定される構成にした。

本発明によれば、製造コストを削減しつつ、車内の騒音を抑制することができる。

第１の実施の形態における鉄道車両の床部分の断面斜視図である。 図１の右側の側構体を省略した断面斜視図である。 図１の上床を組み立てる直前の状態を示した断面斜視図である。 図２のＡ方向から見た断面図である。 第２の実施の形態における鉄道車両の床部分の断面斜視図である。 図５の構造を詳細に示した断面斜視図である。 第２の実施の形態における鉄道車両の他の床部分の断面斜視図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお本実施の形態における各方向には、鉄道車両の長手（レール）方向１００と、鉄道車両の幅（枕木）方向１１０と、鉄道車両の高さ方向１２０とがある。以下では単に長手方向１００、幅方向１１０、高さ方向１２０と記載して説明する。

（１）第１の実施の形態
図１〜図３は、第１の実施の形態における鉄道車両の床部分の断面斜視図である。図１は車体の床部分に着目した断面斜視図であり、図２は、図１の右側の側構体を省略した断面斜視図である。図３は、図１の上床を組み立てる直前の状態の断面斜視図である。

鉄道車両は、床面をなす気密床１と、気密床１の下面を支持するとともに幅方向１１０に沿って配設される横梁４と、横梁４の幅方向１１０の両端部が接続するとともに長手方向１００に沿って配設される側梁２と、側梁２から高さ方向１２０に沿って設置され、鉄道車両の側面を構成する側構体３等から構成される。

なおここでの図示は省略するが、空調装置、主変換器及びブレーキ制御装置等の各種機器は、横梁４に懸垂する態様で設置される。

気密床１は、剛性を高めるためにＴリブ５を備える。通常、気密床１及びＴリブ５は、長手方向１００の方向に沿って一体に押出成形される押出形材で構成される。同様に側梁２及び側構体３も、長手方向１００の方向に沿って押出成形される複数の押出形材を接合して構成される。横梁４は、気密床１とは別に製作された後、鉄道車両の箱体である構体の組み立て時に気密床１の下面に溶接によって接合される。

気密床１の上方には、上床７を支持する根太６が長手方向１００に沿って幅方向１１０の両端部に設置される。上床７の上面には、椅子（図示省略）等が設置される。また気密床１と上床７との間の空間には、空調装置（図示省略）で調和される調和空気を鉄道車両の各部に供給するための調和空気ダクト１０や鉄道車両の各部から空調装置に戻される循環空気が集められる循環気ダクト１０ａ等が長手方向１００に沿って設置される。

調和空気ダクト１０は、長手方向１００に沿って幅方向１１０の両端部に設置される。分岐ダクト１１は、調和空気ダクト１０内の調和空気を荷棚や天井の近傍に送出するため、調和空気ダクト１０の側面に接続される。一方で分岐ダクト１１は、側構体３の車内側の面に沿って立ち上げられる。

長手方向１００に沿って幅方向１１０の両端部に設置される一対の根太６は、高さ寸法がＨ１である（図２）。なお根太６は、気密床１と一体に押出成形されるとしてもよいし、後工程で溶接等により気密床１に接続されるとしてもよい。

上床７の長手方向１００の両端部の下面には、幅方向１１０に沿って補強部材（補強リブ）８が設置される。補強リブ８は、幅方向１１０の両端部が下方に突出した高さ寸法がＨ２の突出部８ａと、突出部８ａより高さ寸法の小さい中央部８ｂとから構成され（図３）、長手方向１００から見ると曲部８ｃを有するアーチ状の形態である。

なおここでは補強リブ８の幅方向１１０に交差する断面形状はコ字状であるが、必要とされる剛性を満足すれば何れの断面形状であってもよい。

板状（通常はハニカムパネル等）の上床７は、その長手方向１００の両端部に幅方向１１０に沿って一対のアーチ状の補強リブ８が設置され、この補強リブ８が気密床１の幅方向１１０の両端部に設置される根太６に載置される態様で鉄道車両が構成される。補強リブ８は、上床７の幅方向１１０の中央部が下方に撓むことを抑制しつつ、上床７の幅方向１１０の両端部のみを根太６に載置させることができる。

よって鉄道車両が高速に走行して気密床１が振動する場合であっても、上床７は補強リブ８の幅方向１１０の両端部（突出部８ａ）のみが根太６に当接し、他の部分（中央部８ｂ）は当接しないため、気密床１からの振動の伝搬を最小限に抑え、上床７の振動を抑制することができる。上床７の振動を抑制することにより、鉄道車両の車内に放射される放射音を低減することができ、車内の騒音を小さくすることができる。

補強リブ８（突出部８ａ）の高さ寸法Ｈ２と、根太６の高さ寸法Ｈ１とを加えた寸法は、調和空気ダクト１０の高さ寸法Ｈ３（図３）よりも大きく設定されており、端部の突出部８ａ間かつ上床７の下面と根太６の上面との間には空間９が設けられる（図２）。この空間９に、調和空気ダクト１０から幅方向１１０に延びた後、側構体３の車内側面に沿って上方に立ち上がる分岐ダクト１１を敷設することができる。

調和空気ダクト１０から延伸する分岐ダクト１１は、上床７が根太６の上面に載置される際、根太６と上床７の板部との間の空間９に設置される。この構成によって、根太６を切り欠いたり、長手方向１００に沿って根太６を離散的に溶接したりすることなく、分岐ダクト１１を敷設することができるので、製作コストを削減することができる。

図４は、図２の鉄道車両をＡ方向から見た断面図である。上床７は、ハニカム等からなる板部と、長手方向１００の一方の端部に幅方向１１０に沿って備えられる縁材１４ａと、他方の端部に備えられる縁材１４ｂとから構成される。

縁材１４ａの下方には、アウトワーク（上床７を鉄道車両の車内に持ち込んで固定する前の工程）により補強リブ８が予め設置される。鉄道車両の車内に搬入された上床７は、幅方向１１０の両端部の根太６の上面に、補強リブ８を載置する要領で固定される。

一方の上床７の縁材１４ａから長手方向１００に延伸する延伸部に、他方の上床７の縁材１４ｂから長手方向１００に延伸する別の延伸部が重ねられ、これら重ねられた延伸部をビス１３で接続し、縁材１４ａ及び補強リブ８をボルト１２で根太６に接続して、鉄道車両の床面を覆う上床７が構成される。

（２）第２の実施の形態
図５は、第２の実施の形態における鉄道車両の床部分の断面斜視図であり、図６は、図５の構造を詳細に示した断面斜視図である。また図７は、第２の実施の形態における鉄道車両の他の床部分の断面斜視図である。

第２の実施の形態では、上床７の幅方向１１０の両端部が側構体３に設置されるカーテンレール（支持部）１５から垂下される吊り下げ部１６により支持される点で、第１の実施の形態と異なる。

カーテンレール１５は、側構体３を構成する押出形材の車内側の面板に一体に押出成形された断面形状がＣ状の開口部を有するチャンネル部である。吊り下げ部１６は、ばね等の弾性部材、ワイヤ又は後述する略Ｌ字型の吊り下げ板１７である。吊り下げ板１７は、長手方向１００に幅広の板材であり、カーテンレール１５に沿って、複数のボルト２２で上端部が側構体３に固定される。

吊り下げ板１７の上端部を長手方向１００に沿って複数のボルト２２で固定することにより、上床７の長手方向１００の振動を抑制している。更に上床７又は補強リブ８の幅方向１１０の端部と、側構体３の車内側面板との間に弾性体（図示省略）を配設することで、側構体３から上床７に伝搬する振動を抑制するとともに、上床７が幅方向１１０に大きく変位することを抑制することができる。

吊り下げ板１７の下端部は幅方向１１０の中央部に向けて水平に延伸する受部が設置されており、この受部に上床７の補強リブ８の幅方向１１０の端部（突出部８ａ）が載置される。上床７の幅方向１１０の両端部には、吊り下げ部１６又は吊り下げ板１７が接続される部分と、分岐ダクト１１が配設される切り欠き７ａとが長手方向１００に沿って交互に配設される。

第２の実施の形態では、上床７を支持する根太６を備える必要がないため、調和空気ダクト１０から分岐する分岐ダクト１１の高さ寸法を大きくして圧力損失を低減することができる。

また上床７が振動レベルの大きい気密床１に接続する根太６に支持されず、比較的振動レベルの小さい側構体３から垂下する吊り下げ部１６によって吊り下げられるため、鉄道車両が高速で走行するときの車外圧力変動等によって気密床１が振動したとき、気密床１の振動が上床７に伝搬し難く、上床７の振動に伴う車内の騒音を低減することができる。

なお図６に示す鉄道車両の場合、上床７の撓みを抑制するために上床７の下面に補強リブ８を備えるとしているが、必ずしもこれに限らず、図７に示す鉄道車両のように気密床１上面の幅方向１１０の中央部に設けた根太１８で上床７を支持するようにしてもよい。

この場合、上床７と根太１８との間に防振ゴム等の弾性部材１９を挿入して支持するようにしてもよい。つまり上床７は、幅方向１１０の両端部から吊り下げられるとともに、幅方向１１０の中央部が弾性支持される。この構成によって、根太１８に支持される重量の割合を小さくすることができ、根太１８から上床７に至る経路の振動伝達率を小さくすることができる。よって上床７の振動に伴う車内の騒音を低減することができる。

１ 気密床
２ 側梁
３ 側構体
４ 横梁
５ Ｔリブ
６ 根太
７ 上床
８ 補強リブ
８ａ 突出部
８ｂ 中央部
９ 空間
１０ 調和空調ダクト
１１ 分岐ダクト
１２、２２ ボルト
１３ ビス
１４ａ、１４ｂ 縁材
１５ カーテンレール
１６ 吊り下げ手段
１７ 吊り下げ板
１７ａ 受け板
１８ 根太
１９ 弾性部材
２０ 窓部

Claims (6)

1. 床と、前記床の幅方向の端部に立設される側構体と、前記床の上方に隔置され、前記床に対して略平行に設置される上床とを有する鉄道車両において、
   前記上床は、下面に補強部材を備え、
   前記補強部材の両端部の高さは、中央部よりも高く、
   前記補強部材の両端部が支持されることにより、前記上床が固定される
   ことを特徴とする鉄道車両。
2. 前記床は、幅方向の両端部に根太を備え、
   前記補強部材の両端部は、前記根太の上面に当接して支持される
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
3. 前記側構体は、支持部及び該支持部に上端部が吊り下げられる吊り下げ手段を備え、
   前記補強部材の両端部は、前記吊り下げ手段の下端部に接続して支持される
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
4. 前記床と前記上床との間の空間に設置されるダクトと、
   前記ダクトから幅方向に分岐する分岐ダクトとを備え、
   前記分岐ダクトは、前記根太と前記上床の下面との間の空間に設置される
   ことを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両。
5. 前記支持部は、前記側構体と一体に押出成形されるカーテンレールであり、
   前記吊り下げ手段は、略Ｌ字状の下端部を有する吊り下げ板であり、
   前記吊り下げ板の上端部は、前記カーテンレールに固定され、
   前記吊り下げ板の下端部は、前記補強部材の両端部を支持する
   ことを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両。
6. 前記床は、幅方向の中央部に第２の根太を備え、
   前記上床の中央部は、弾性体を介して前記第２の根太に当接して支持される
   ことを特徴とする請求項５に記載の鉄道車両。

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