JP2018086871A - 移動体の床面構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量かつ簡素な構成によって荷重による床面部のたわみを抑制した移動体の床面構造を提供する。【解決手段】移動体の床面構造を、被収容物が収容される空間部の下部において実質的に水平方向に沿って延在し、周縁部において支持される床板５０と、床面部から下方に突出しかつ水平方向に離間して配置された一対の支持部材１１０，１２０と、一対の支持部材にわたして床面部の下面部から離間した箇所に設けられ支持部材の下端部の間隔が広がる方向の相対変異を抑制する張力部材１３０とを備える構成とする。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば鉄道車両、航空機、自動車等の移動体の床面構造に関し、特に、軽量かつ簡素な構成によって荷重による床面部のたわみを抑制したものに関する。

鉄道車両における床構造は、一般に、構体の一部（底面部）を構成する台枠上に形成される床構造物の上に、人や設置物などの積載物を支持できる床板を、床根太と呼ばれる梁状の支持部に固定して設置している。
この場合、軌道などからの入力によって、台車等の走り装置から床構造体に振動が伝搬すると、床根太を介した固体伝搬によって床板が加振され、振動する。
その結果、振動の大きさ及び周波数の特性によっては、乗客等が振動を感じ、時に不快に感じることになる。
また、床板に伝搬する振動の周波数が、例えば数十Ｈｚ以上の場合には、床板の振動に伴い室内に騒音が発生する。
この騒音は、固体伝搬音といわれ、移動体において乗客の快適性などの観点から問題となる場合がある。

鉄道車両等の床構造における振動、騒音の抑制に関する従来技術として、例えば特許文献１及び２には、床構造体上面と床板との間に、弾性体を介することにより振動を吸収することが記載されている。
また、特許文献３には、床面部の振動及び騒音を効果的に抑制することを目的として、構体の床構造体に対して上方に浮かせて配置された床面部を、可撓性を有しかつ弾性部材を有する連結部材によって左右の側構から吊り下げ、構体に対してまくらぎ方向に相対変位可能とすることが記載されている。

特開２０００−２０５３３４号公報 特開２０００− ５２９８１号公報 特開２０１５−１６８３２１号公報

床板を床根太に載置する既存の構造に代えて、例えば床板を実質的に側端部のみで側構によって支持する構成としたり、あるいは特許文献３に記載された技術のように、可動床面部の両端部を側構から吊り下げて支持するようにすれば、床根太から床板への固体伝搬を実質的に防止し、床面部への振動伝搬を効果的に絶縁することができる。
しかし、このような構成とした場合、床板の中央部における支持がなくなるため、乗客や貨物等の荷重に対して床板の剛性が不足し、比較的大きなたわみが生じることが懸念される。
これに対して床板の厚さを増加したり、床板の下面に梁を追加するなどして剛性を向上することも考えられるが、床板自体の補強によって十分な剛性を得ようとした場合、大幅な重量増加は避けられず、鉄道車両等の性能に悪影響を与えてしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、軽量かつ簡素な構成によって荷重による床面部のたわみを抑制した移動体の床面構造を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明の移動体の床面構造は、被収容物が収容される空間部の下部において実質的に水平方向に沿って延在し、周縁部において支持された床面部と、前記床面部から下方に突出しかつ水平方向に離間して配置された一対の支持部材と、一対の前記支持部材にわたして前記床面部の下面部から離間した箇所に設けられ前記支持部材の下端部の間隔が広がる方向の相対変異を抑制する張力部材とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、床面部に下向き荷重が負荷され、床面部の中央部が下がる方向の曲げ変形を生じさせる曲げモーメントが発生した際に、一対の支持部材は床面部の曲げ変形に応じて、下端部間が開く方向に相対回動しようとするが、張力部材によって支持部材の下端部間の開きは拘束されるため、床面部の曲げ変形を抑制する反力（抗力）が発生し、床面部のたわみが抑制される剛性向上効果を得ることができる。
このため、床構造体等からの振動の固体伝搬を抑制するために、床面部が側端部等で支持される場合であっても、比較的軽量かつ簡素な構造によってたわみを効果的に抑制することができる。

本発明において、前記支持部材は、前記床面部の周縁部から前記張力部材の長手方向に離間した箇所に配置されている構成とすることができる。
これによれば、下向き荷重が負荷されたときのたわみが比較的大きくなる床面部の中央部を重点的かつ効果的に補強することができる。
また、補強構造自体のスパンも小さくして軽量化を図ることができる。

本発明において、前記床面部の上面部に取り付けられる構造体を有し、前記支持部材の前記床面部への固定箇所の少なくとも一部が平面視において前記構造体と重なった位置に配置されている構成とすることができる。
これによれば、構造体自体が有する剛性によって、床面部がたわむことを抑制する効果が得られる。
そして、構造体の床面部への取付箇所に生じる床面部の曲げモーメントに対して、支持部材及び張力部材によって反力を得ることができるため、床面部全体の剛性を向上することができる。

本発明において、前記構造体は、乗員が着座する腰掛を支持する脚台である構成とすることができる。
これによれば、高速鉄道用や優等列車用の旅客用車両であれば通常設けられる腰掛の脚台を利用し、新規部品の追加を抑制しつつ、良好な床面部の補強効果を得ることができる。
腰掛の脚台は、乗客の荷重に耐えられるよう比較的高い強度、剛性を有することから、効果的に床面部の剛性向上を図ることができる。

本発明において、前記床面部は、無負荷状態において中央部が周縁部に対して高くなる方向に湾曲している構成とすることができる。
これによれば、床面部を無負荷状態で湾曲させておくことによって、床面部の面剛性を高め、下向き荷重が負荷された時の床面部の曲げ変形をより抑制することができる。
この場合、前記床面部は、前記張力部材に負荷される張力によって前記湾曲した形状を保持している構成とすることができる。
これによれば、簡単な構成により床面部を湾曲させ、上述した効果を得ることができる。
この場合、前記支持部材は、前記張力部材が張力によって前記湾曲した形状を保持した状態で前記張力部材に対して実質的に直角となるよう配置される構成とすることができる。
これによれば、床面部と支持部材との接合部における角度変化を、効率よく張力部材の伸びに変換することが可能であり、床面部の補強効果をより向上することができる。

本発明において、前記床面部から下方に突出し、前記張力部材の中間部を支持する中間支持部材を備える構成とすることができる。
これによれば、張力部材の両端部に設けられる支持部材と、中間支持部材との間でも床面部のたわみを抑制する補強効果を得ることができ、下向き荷重が負荷された時の床面部の変形をよりいっそう抑制することができる。

本発明において、前記張力部材の長手方向における前記床面部の両端部を、角度を拘束した状態で支持されている構成とすることができる。
これによれば、床面部の両端部の角度を拘束することによって、下向き荷重が負荷された時の床面部の変形をよりいっそう抑制することができる。

本発明において、前記床面部は、前記空間部の側部に設けられ実質的に上下方向に延在する側壁部に対して近接又は離間するよう水平方向に相対変位可能に支持されている構成とすることができる。
これによれば、左右方向（例えば鉄道車両の場合にはまくらぎ方向）の振動に対して、床面部の質量を利用した制振効果を得ることができ、振動、騒音の抑制効果をより向上することができる。

本発明において、前記移動体は鉄道車両用車体であり、前記床面部はまくらぎ方向における両端部において、前記鉄道車両用車体の側面部を構成する側構によって支持されている構成とすることができる。

以上のように、本発明によれば、軽量かつ簡素な構成によって荷重による床面部のたわみを抑制した移動体の床面構造を提供することができる。

本発明を適用した移動体の床面構造の第１実施形態を有する鉄道車両用車体を鉛直方向及びまくらぎ方向に沿った平面で切ってみた模式的断面図である。 図１のII−II部矢視模式的断面図である。 図２のIII−III部矢視模式図である。 第１実施形態の鉄道車両用車体における床面部周辺の拡大図である。 第１実施形態の鉄道車両用車体における補強構造を示す図である。 本発明の比較例の移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。 第１実施形態の補強構造を有する移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。 第１実施形態の移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第２実施形態において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第３実施形態における無負荷状態を示す図である。 第３実施形態の移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第４実施形態において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第５実施形態を有する鉄道車両用車体を鉛直方向及びまくらぎ方向に沿った平面で切ってみた模式的断面図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第６実施形態を有する鉄道車両用車体を鉛直方向及びまくらぎ方向に沿った平面で切ってみた模式的断面図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第７実施形態を有する航空機の胴体部分を鉛直方向及び機幅方向に沿った平面で切ってみた模式的断面図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第８実施形態を有するバス車体を鉛直方向及び車幅方向に沿った平面で切ってみた模式的断面図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第９実施形態における無負荷状態を示す図である。 第９実施形態の移動体の床面構造の効果を示す図である。 本発明を適用した移動体の床面構造の第１０実施形態において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した移動体の床面構造の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の移動体の床面構造は、例えば、鉄道車両に設けられるものである。
図１は、第１実施形態の鉄道車両用車体を鉛直方向及びまくらぎ方向に沿った平面で切って見た模式的断面図である。
図２は、図１のII−II部矢視模式的断面図である。
図３は、図２のIII−III部矢視模式図である。

鉄道車両用車体１（以下、単に「車体」と称する。）は、例えば、前後一対のボギー台車の上に搭載されるものである。
車体１は、例えば、図２に示すように、車体前後にドア用開口２２が設けられるデッキＤを有するとともに、各デッキＤの間の空間部である車室内に、車両前後方向に沿いかつ通路を挟んで、複数の腰掛（クロスシート）を配列して構成される高速鉄道用車両や特急等の優等列車用の電車用車体である。

図１、図２に示すように、車体１は、床構造体１０、側構体２０、屋根構体３０、妻構体４０等からなる実質的に六面体状の構体を有する。

床構造体１０は、車体１の下部に設けられる矩形枠状の構造部材である台枠を有し、水平方向にほぼ沿った平板状の部材として構成されている。
台枠の下部には、図示しない枕ばね系、牽引装置、ダンパ等を介して、前後一対のボギー台車が取り付けられる。
また、台枠の下部には、図示しない各種機器が吊り下げられる。
床構造体１０は、車体１の下面部を構成する。

側構体２０は、床構造体１０のまくらぎ方向（車幅方向）における両端部から上方へ突き出して形成され、車体１の側面部を構成する構造体である。
側構体２０は、車両前後方向及び鉛直方向にほぼ沿ったパネル状に形成されている。
側構体２０には、窓用開口２１（図３参照）、及び、ドア用開口２２等が形成されている。
窓用開口２１は、車室の窓部に相当する部分である。
ドア用開口２２は、これを開閉するドア装置が設けられるとともに、乗客の乗降等に用いられるものである。

屋根構体３０は、左右の側構体２０の上端部間にわたして設けられ、車体１の天井部分を構成する構造体である。
側構体２０及び屋根構体３０は、例えば、アルミニウム系合金によるダブルスキン構造を有する。

妻構体４０は、車体１の前後端部にそれぞれ設けられ、妻面を構成する構造体である。
妻構体４０は、まくらぎ方向及び鉛直方向にほぼ沿ったパネル状に形成されている。
妻構体４０の下端部、側端部、上端部は、それぞれ床構造体１０、側構体２０、屋根構体３０の前後端部とそれぞれ接合されている。
妻構体４０の中央部には、他車両との乗客等の往来に用いられる貫通扉が形成されている。

また、車体１は、床板５０、空調ダクト６０、補強構造１００等を有する。
床板５０の上面は、乗客が歩行したり、腰掛５１が設置される車室床面を構成している。
床板５０は、車室の床面部を構成するものであって、例えば、実質的に水平方向に沿って延在する平板状に形成されている。
床板５０は、車室内の下部において、床構造体１０との間に、上下方向に間隔を有して配置されている。
床板５０は、その側端部を、側構体２０から突出して形成されたブラケット５０ａに載置され支持されている。

腰掛５１は、例えば一脚あたり２名の乗客が車両前後方向を向いて着座するように配置されたクロスシートである。
腰掛５１は、車両前後方向に沿って実質的に等間隔で複数列にわたって配列されている。
腰掛５１は、床板５０の中央部において、車両前後方向に延在する通路の左右にそれぞれ実質的に対称に配置されている。
腰掛５１は、腰掛脚台５２を介して床板５０に取り付けられている。
腰掛脚台５２は、腰掛５１の下部に設けられ、腰掛５１を床板５０に固定するために用いられる台状の部材である。
腰掛脚台５２は、まくらぎ方向に離間して配置された左右一対の脚部を有する。

空調ダクト６０は、車室内の冷暖房等を行う空気調和機から送出される空気を、車室内の各部に搬送する空気流路である。
空調ダクト６０は、例えば上下方向に対して水平方向の寸法が大きい扁平状の断面形状を有し、車体１の前後方向にほぼ沿って延在している。
図１に示す例においては、空調ダクト６０は、まくらぎ方向に沿って例えば４本が配列されている。
中央側の２本の空調ダクト６０は、補強構造１００の第１ブラケット１１０と第２ブラケット１２０との間であり、かつ、張力部材１３０よりも上方の領域に配置されている。
外側の２本の空調ダクト６０は、補強構造１００の左右にそれぞれ配置されている。

補強構造１００は、床板５０の下部に設けられている。
補強構造１００は、床板５０の上に、例えば、乗客の体重や貨物の重量等の下向き荷重が負荷された場合における床板５０のたわみ（中央部が下降する方向の曲げ変形）を抑制するものである。

以下、補強構造１００についてより詳細に説明する。
図４は、第１実施形態の鉄道車両用車体における床面部周辺の拡大図である。
図５は、第１実施形態の鉄道車両用車体における補強構造を示す図である。
補強構造１００は、第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０、張力部材１３０等を有して構成されている。
このような補強構造１００は、鉄道車両用車体１の前後方向における中央部一か所、又は、前後方向に分散した複数箇所にそれぞれ設けることができる。
第１実施形態においては、車体１は前後方向に例えば１７分割された床板５０を有し、補強構造１００は各床板５０にそれぞれ設けられるが、図２においては理解を容易とするため、補強構造１００は一カ所にのみ図示している。

第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０は、床板５０の下面から下方へ突出して形成された柱状の支持金具である。
第１ブラケット１１０と第２ブラケット１２０とは、まくらぎ方向（車幅方向）に離間して、床板５０の左右にそれぞれ設けられている。
第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０の下端部は、構体の床構造体１０と間隔を隔てて離間して配置されている。

第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０は、それぞれ本体部１１１，１２１、ガセット部１１２，１２２、張力部材固定部１１３，１２３を有する。

本体部１１１，１２１は、床板５０の下面から下方に突出して設けられた柱状の部材である。
本体部１１１，１２１は、例えば、車両前後方向、及び、鉛直方向に略沿った平板状に形成されている。
本体部１１１，１２１の上端部は、床板５０の下面部に、例えばボルト−ナット等の機械的締結手段や、溶接等によって固定されている。
本体部１１１，１２１の下端部は、床構造体１０の上方側に、床構造体１０と間隔を隔てて配置されている。

ガセット部１１２，１２２は、本体部１１１，１２１の床板５０に対する傾斜（倒れ）を防止する補強部材である。
ガセット部１１２，１２２は、例えば実質的に直角三角形状の平面形を有する平坦なプレート状に形成されている。
ガセット部１１２，１２２は、本体部１１１，１２１における車幅方向内側の面部から車幅方向内側へリブ状に張り出して形成されている。
ガセット部１１２，１２２の上端部は、床板５０の下面部に沿って配置されかつ床板５０の下面部に固定されている。

なお、このようなガセット部１１２，１２２は、本体部１１１，１２１のまくらぎ方向外側に設けてもよいが、この場合、床板５０に下向き荷重が負荷されると、ガセット部と本体部１１１，１２１との接合部、及び、ガセット部と床板５０との接合部に引張力が作用することになる。
この場合、いずれかの接合部に破損や欠陥等が生じると、ガセット部による補強効果が減殺されてしまうため、ガセット部は第１実施形態のように、本体部１１１，１２１の車幅方向内側に設けることが好ましい。

張力部材固定部１１３，１２３は、張力部材１３０の両端部が固定され支持される部分である。
張力部材固定部１１３，１２３は、本体部１１１，１２１の下端部近傍にそれぞれ設けられている。
張力部材固定部１１３，１２３は、張力部材１３０に負荷される張力を、本体部１１１，１２１との間で伝達可能となっている。
張力部材固定部１１３，１２３は、例えば、張力部材１３０の両端部に形成される図示しないネジ部と締結されるナット等を有して構成されている。
このナットの締込量を調節することによって、無負荷状態において張力部材１３０に予め付与する張力（プリロード）を調節することが可能となっている。

張力部材１３０は、第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０の張力部材固定部１１３，１２３の間にわたして設けられ、床板５０への鉛直荷重負荷時に張力が負荷される部材である。
張力部材１３０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料からなる棒材（線材）等によって形成されている。
張力部材１３０は、実質的にストレートな形状を有するとともに、両端部は張力部材固定部１１３，１２３によって、第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０にそれぞれ固定されている。
張力部材１３０は、床板５０の下方に、床板５０とは間隔を隔てて実質的に水平方向に沿って配置されている。
張力部材１３０の床板５０からの距離は、床構造体１０等との他部品との干渉が生じない限り、極力大きくすることが補強効果の観点からは好ましい。
張力部材１３０は、鉄道車両の通常使用時において、伸び変形が実質的に無視し得る程度の剛性、強度となるように構成されている。

第１ブラケット１１０及び第２ブラケット１２０の床板５０への固定箇所は、鉛直方向から見た車両平面視において、腰掛脚台５２と重なった位置に配置されている。
例えば、腰掛脚台５２がアルミニウム合金製の角パイプによって形成され、まくらぎ方向に離間した一対の脚部を有する場合には、本体部１１１，１２１は、腰掛脚台５２の脚部の間隔内に配置される。
また、第１実施形態においては、ガセット部１１２，１２２の床板５０への固定箇所におけるまくらぎ方向内側（中央通路側）の端部が、腰掛脚台５２のまくらぎ方向内側の脚部と実質的に一致する箇所に配置されている。

第１実施形態の床面構造においては、床板５０の中央部に、例えば乗客の体重等によって下向きの荷重が負荷されると、床板５０は荷重によって下方に凸となる弓なり状に変形しようとする。
仮に床板５０がこのように変位した場合、第１ブラケット１１０と第２ブラケット１２０とは、それぞれの張力部材固定部１１３，１２３が相互に離間する方向に相対変位することになる。
しかし、張力部材固定部１１３，１２３の間隔は、張力部材１３０により拘束され、相互に離間する方向への相対変位は実質的に防止されているため、補強構造１００は、床板５０が上述した変形をすることを防止する抗力を発生し、床板５０は曲げ剛性が向上する。
特に、第１実施形態においては、第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０の床板５０との固定箇所を、腰掛脚台５２の左右の脚部間に設けたことによって、各ブラケット１１０，１２０の固定箇所周辺における床板５０の剛性が他の領域に対して向上する。
腰掛脚台５２による床板５０の補強効果との相乗効果により、第１実施形態においては、補強構造１００を単体で設けるよりも優れた剛性向上効果を得ることができる。

以下、第１実施形態における効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
以下説明する比較例及び各実施形態において、上述した第１実施形態等の従前の実施形態と実質的に共通する箇所については、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

比較例の移動体の床面構造は、第１実施形態の床面構造から補強構造１００を除去したものである。
以下、各床面構造において床板５０の中央に鉛直荷重を負荷した際のたわみ量を数値計算によって算出した結果について説明する。
このときの解析条件は以下の通りである。
床板５０は、実際の車両においては面板及びハニカムコアを有するアルミハニカム板によって形成されるが、この数値計算においては補強構造の剛性向上効果を検証できればよいため、特記ない限り板厚ｔ＝１２．５ｍｍのアルミニウム板とした。
床板５０の平面形状は、まくらぎ方向長さ３０００ｍｍ、車両前後方向長さ１２００ｍｍの矩形状とした。
床板５０は、まくらぎ方向両端部において、特記ない限り車両前後方向に沿った軸回りの回動を実質的に拘束されない状態で支持されている。
このような床板の中央部に８００Ｎの鉛直方向下向きの集中荷重を負荷した際の変形状態を数値計算によって求めた。

図６は、比較例の移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
図６においては、理解を容易とするために、上下方向の変位を１０倍に拡大して図示している。（後述する図７，８，９，１１，１２において同じ）
図６に示すように、補強構造１００を持たない比較例の床面構造においては、床板５０は、下方が凸となる弓なり状に変形する。
比較例においては、床板５０の中央における下向き変位は、３２．２ｍｍとなった。

図７は、第１実施形態の補強構造を有する移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
ここで、第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０の張力部材固定部１１３，１２３の間隔（スパン）Ｓ（図４参照）は、例えば１６００ｍｍである。
床板５０の下面から張力部材１３０までの距離Ｈ１は、例えば１５０ｍｍである。
ガセット部１１２，１２２の上端部の長さＷ１は、例えば１００ｍｍである。
張力部材１３０は、例えば、直径Φ＝６ｍｍのＳＵＳ丸棒である。

図７に示すように、床板５０に補強構造１００を単体で設けた床面構造においては、床板５０の中央における下向き変位は、１２．５ｍｍとなった。
この変位量（たわみ量）は、比較例の約３９％であり、このことから補強構造１００を単独で設けることによって、剛性を約２．６倍に向上できることがわかる。
なお、この補強構造１００の重量は、例えば約１１ｋｇである。

図８は、第１実施形態の補強構造を有する移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
ここで、腰掛脚台５２の高さＨ２（図４参照）は、例えば２００ｍｍである。
腰掛脚台５２の左右の脚部間の幅Ｗ２は、例えば７００ｍｍである。
腰掛脚台５２は、外寸が３０ｍｍ×３０ｍｍ、板厚ｔ＝３ｍｍのアルミニウム系合金の角パイプによって形成されている。
まくらぎ方向内側の脚部は、ガセット部１１２，１２２のまくらぎ方向内側の端部と上下方向に実質的に重なるよう配置されている。
図８に示すように、床板５０に、補強構造１００を腰掛脚台５２と上述した位置関係で設けた床面構造においては、床板５０の中央における下向き変位は、１１．０ｍｍとなった。
この変位量（たわみ量）は、比較例の約３４％であり、このことから補強構造１００を腰掛脚台５２とともに設けることによって、剛性を約２．９倍に向上できることがわかる。
なお、この場合にも補強構造１００の重量は、例えば約１１ｋｇであり、腰掛５１及び腰掛脚台５２は車両に通常設けられるものであるため、これによる重量増は実質的に無視することができる。

このような補強構造１００を設けることに代えて、床板５０の板厚を増加させて剛性向上を図る場合の剛性向上効果と重量増加との相関について以下説明する。
面板及びハニカムコアを有するアルミハニカム板の板厚を変化させて剛性を向上した場合の重量を表１に示す。

表１に示すように、床板の板厚増加によって剛性を約３倍にするためには、床板１枚あたり１６ｋｇの重量増加を伴うことがわかる。
一般的な鉄道車両においては、１両あたり１０枚以上（例えば１７乃至２０枚程度）の床板を前後方向に配列して用いることから、車両あたり、あるいは、編成あたりの重量増加はさらに大きくなる。
これに対し、約１１ｋｇの重量増加により剛性を約３倍とできる第１実施形態の補強構造１００は、車両の重量増加を抑制しつつ、効果的に床板５０の曲げ剛性を向上できることがわかる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）床板５０に下向き荷重が負荷された際に、第１ブラケット１１０及び第２ブラケット１２０は、床板５０の曲げ変形に応じて下端部間が開く方向に相対回動しようとするが、実際には張力部材１３０によって第１ブラケット１１０及び第２ブラケット１２０の下端部間の開きは拘束されるため、床板５０の曲げ変形を抑制する抗力が発生する。
このため、床構造体１０等からの振動の固体伝搬を抑制するために、床板５０が側端部で支持される場合であっても、比較的軽量かつ簡素な構造によって床板５０のたわみを効果的に抑制することができる。
（２）補強構造１００を、床板５０のまくらぎ方向における中央部に設けることによって、下向き荷重が負荷されたときのたわみが比較的大きくなる床板５０の中央部を重点的かつ効果的に補強することができる。
（３）補強構造１００の第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０を平面視において腰掛脚台５２と重なるよう配置したことによって、腰掛脚台５２自体が有する剛性によって床板５０における第１ブラケット１１０及び第２ブラケット１２０の基部を補強し、床板５０の補強効果を高めることができる。
このような腰掛脚台は、高速鉄道用や優等列車用の旅客用車両であれば通常設けられるものであることから、新規部品の追加を抑制しつつ、良好な床板５０の補強効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の移動体の床面構造は、補強構造１００の第１ブラケット１１０及び第２ブラケット１２０を、床板５０のまくらぎ方向両端部近傍に配置したことを特徴とする。

図９は、第２実施形態の本発明を適用した移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
第２実施形態においては、床板５０の中央における下向き変位は、１１．３ｍｍとなった。
以上説明したように、第２実施形態においても、比較的軽量な構成により床板５０の剛性向上を図ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第３実施形態について説明する。
第３実施形態の移動体の床面構造は、第２実施形態と同様に床板５０の実質的に全幅にわたって配置された補強構造１００を有するとともに、床板５０に下向き荷重が実質的に負荷されない無負荷状態（初期状態）において、床板５０が上方に凸となるよう弓なりに湾曲していることを特徴とする。
このような湾曲変形は、例えば、張力部材１３０に予め張力を与えることによって得ることができる。
図１０は、第３実施形態の移動体の床面構造における無負荷状態を示す図である。

図１１は、第３実施形態の移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
第３実施形態においては、床板５０の中央における下向き変位は、６．５ｍｍとなった。
以上説明したように、第３実施形態においては、第２実施形態と実質的に同様な効果に加え、床板５０を予め上方に凸となるよう湾曲させておくことによって、剛性向上効果をより高めることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第４実施形態について説明する。
第４実施形態の移動体の床面構造は、第２実施形態と同様に床板５０の実質的に全幅にわたって配置された補強構造１００を有するとともに、床板５０のまくらぎ方向における両端部を、側構体２０に対して直角（床板５０が水平）となるように、角度を拘束したことを特徴とする。

図１２は、第４実施形態の移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
第４実施形態においては、床板５０の中央における下向き変位は、９．９ｍｍとなった。
以上説明したように、第４実施形態においては、第２実施形態と実質的に同様な効果に加え、床板５０の側端部の角度を拘束することによって、床板５０の側端部近傍の領域の曲げ剛性も中央の下向き変位を抑制する効果を発揮し、床板５０のたわみをより抑制することができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第５実施形態について説明する。
第５実施形態の移動体の床面構造は、床面５０のまくらぎ方向における両端部を、側構体２０及び床板５０に対してそれぞれ揺動可能な連結部材７０によって支持したことを特徴とする。
図１３は、第５実施形態の鉄道車両用車体を鉛直方向及びまくらぎ方向に沿った平面で切って見た模式的断面図である。

第５実施形態の鉄道車両用車体１は、連結部材７０、内装部材８０等を有する。
連結部材７０は、側構体２０から、床板５０を吊り下げる部材である。
連結部材７０は、例えば上下方向にほぼ沿って延在するロッド状に形成されている。
連結部材７０の上端部は、側構体２０の内面（車幅方向内側の面）の上下方向における中央部に揺動可能に接続されている。
連結部材７０と側構体２０との接続箇所は、例えば、窓用開口２１の下端部の直下などに設けられる。
連結部材の７０の下端部は、床板５０の側端部に揺動可能に接続されている。
この連結部材７０と側構体２０との接続部、及び、連結部材７０と床板５０との接続部は、揺動可能な部品の他、円筒ゴム等の弾性ブッシュなどを用いることができる。

連結部材７０は、側構体２０及び床板５０に対して、車両前後方向に沿った回転軸回りに、それぞれ揺動可能に接続されている。
このような構成により、床板５０は、床構造体１０等の構体に対して、左右方向に相対変位可能となっている。
連結部材７０は、車両前後方向に分散して複数設けられている。

内装部材８０は、例えば樹脂系の材料によってパネル状に形成され、側構体２０及び屋根構体３０の内面に沿って車室内に露出するよう配置された部材である。
内装部材８０と側構体２０との間には空間部が形成され、連結部材７０の下端部を除く実質的に全部は、この空間部内に収容されている。

以上説明した第５実施形態によれば、第２実施形態と実質的に同様な効果に加え、床板５０を側構体２０に対してまくらぎ方向に相対変位可能とすることによって、まくらぎ方向の振動に対して床板等の質量を利用した制振効果を得ることができ、振動、騒音の抑制効果をより向上することができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第６実施形態について説明する。
図１４は、本発明の移動体の床面構造の第６実施形態を有する鉄道車両用車体を鉛直方向及びまくらぎ方向に沿った平面で切って見た模式的断面図である。
第６実施形態においては、鉄道車両は、１階車室及び２階車室を有するいわゆる２階建て車両であり、２階車室の床として、第２実施形態と実質的に同様の床面部５０及び補強構造１００が設けられている。
以上説明した第６実施形態においても、上述した第２実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第７実施形態について説明する。
図１５は、本発明の移動体の床面構造の第７実施形態を有する航空機を鉛直方向及び機幅方向に沿った平面で切って見た模式的断面図である。
第７実施形態において、本発明が適用される対象となる移動体は、例えば旅客機等の航空機である。
航空機の胴体Ｆは、鉛直方向及び機幅方向に沿った平面で切って見た断面形状が実質的に円形となっている。
床板５０の側端部は、胴体Ｆの内面における側部に設けられたブラケット５０ａに載置され支持されている。
以上説明した第７実施形態によれば、航空機においても上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

＜第８実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第８実施形態について説明する。
図１６は、本発明の移動体の床面構造の第８実施形態を有するバスを鉛直方向及び車幅方向に沿った平面で切って見た模式的断面図である。
バスの車体Ｂは、鉛直方向及び車幅方向に沿った平面で切って見た断面形状が実質的に矩形状となっている。
床板５０の側端部は、車体Ｂの内面における側壁部に設けられたブラケット５０ａに載置され支持されている。
以上説明した第８実施形態によれば、バスにおいても上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

＜第９実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第９実施形態について説明する。
図１７は、第９実施形態の移動体の床面構造における無負荷状態を示す図である。
第９実施形態の移動体の床面構造は、第３実施形態と同様に、無負荷状態において床板５０が上方に凸となるよう弓なりに湾曲している。
第９実施形態においては、張力部材１３０の張力によって床板５０を湾曲させた状態で、第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０の本体部１１１，１２１を、張力部材１３０と実質的に直角となるように配置したことを特徴とする。
第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０における床板５０の側端部側の縁部である本体部１１１、１２１は、図１７に示すように、張力部材１３０の長手方向（実質的に水平方向）に対して直角となるよう、鉛直方向に沿って配置されている。

図１８は、第９実施形態の移動体の床面構造の効果を示す図である。
図１８（ａ）、図１８（ｂ）は、それぞれ第３実施形態、第９実施形態における床板５０の側端部近傍の模式的拡大図である。
なお、図１８（ａ）、図１８（ｂ）において、理解を容易にする目的で、床板５０のたわみは拡大して図示している。
図１８（ａ）に示す第３実施形態においては、第１ブラケット１１０の本体部１１１は、床板５０の下面部から実質的に垂直に突出している。
このため、床板５０が上方が凸となるように湾曲した際に、図１８（ａ）に示すように、本体部１１１は、鉛直方向及び張力部材１３０の長手方向に対して傾斜して配置されることになる。
これに対し、図１８（ｂ）に示す第９実施形態においては、第１ブラケット１１０の本体部１１１は、床板５０が湾曲した状態において実質的に鉛直方向に沿って配置され、張力部材１３０の長手方向に対して実質的に直角に配置されている。

ここで、本体部１１１の床板５０からの突出量をａとしたときに、床板５０のたわみにより、第１ブラケット１１０との接合部にたわみ角ｂが生じると仮定する。
このとき、第３実施形態においては、張力部材１３０の伸びは、図１８（ｃ）におけるｄとなる。
一方、第９実施形態においては、張力部材１３０の伸びは、図１８（ｃ）におけるｃとなる。
図１８（ｃ）よりｃ＞ｄであることは明らかであり、第９実施形態は床板５０のたわみを効率よく張力部材１３０の伸びに変換可能であることがわかる。
以上説明した第９実施形態によれば、上述した第３実施形態の効果と実質的に同様の効果に加え、床板５０の変形をロスなく張力部材１３０の伸びに変換することが可能となり、床板５０の補強効果をよりいっそう向上することができる。

＜第１０実施形態＞
次に、本発明を適用した移動体の床面構造の第１０実施形態について説明する。
図１９は、第１０実施形態の本発明を適用した移動体の床面構造において床板中央に集中荷重を負荷した際の変形を示す図である。
第１０実施形態の移動体の床面構造は、第４実施形態と実質的に同様の構成に加え、さらに、第３ブラケット１４０、第４ブラケット１５０を付加したものである。
第３ブラケット１４０、第４ブラケット１５０は、床板５０のまくらぎ方向（車幅方向）における中央部から下方に突出して形成された柱状の支持金具（中間支持部材）である。
第３ブラケット１４０、第４ブラケット１５０の下端部は、張力部材１３０の中間部を支持するよう構成されている。
第３ブラケット１４０、第４ブラケット１５０は、第１ブラケット１１０と第２ブラケット１２０の間に、張力部材１３０の長手方向に沿って、車体１の中央に対して対称となるように分散して配置されている。
第１０実施形態においては、床板５０の中央における下向き変位は、５．３ｍｍとなった。
以上説明した第１０実施形態によれば、上述した第４実施形態の効果と実質的に同様の効果に加え、張力部材１３０の両端部に設けられる第１ブラケット１１０、第２ブラケット１２０と、第３ブラケット１４０、第４ブラケット１５０との間でも床板５０のたわみを抑制する補強効果を得ることができ、下向き荷重が負荷された時の床板５０の変形をよりいっそう抑制することができる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上述した各実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
例えば、各実施形態では移動体は例えば鉄道車両、航空機、バスであったが、これに限らず新交通システム車両や船舶等、他の移動体にも適用することが可能である。
また、床面構造を構成する各部材の形状、構造、材質、製法、配置、数量等は、上述した各実施形態に限定されず、適宜変更することが可能である。
例えば、各実施形態では、張力部材を棒材によって構成しているが、これに限らず、例えば車両の前後方向にほぼ沿った幅を有する板材などによって、車両前後方向に連続して構成してもよい。また、張力部材をワイヤ等の線材によって形成してもよい。
また、補強構造の配置、個数、方向等も特に限定されない。
また、第５実施形態では、可動床板を側構から吊り下げる連結部材として、例えば剛体のロッド状の部材を用いているが、例えばワイヤ等の可撓性を有する部材を用いることにより、側壁部（側構部）及び可動床板に対して揺動可能とする構成としてもよい。
また、第３実施形態においては張力部材に予め張力を与えることによって床板を湾曲させているが、これに代えて、あるいは、これとともに、床板の側端部を、中央部側が高くなるように傾斜させた状態で角度を拘束するようにしてもよい。

１ 鉄道車両用車体 Ｄ デッキ
１０ 床構造体 ２０ 側構体
２１ 窓用開口 ２２ ドア用開口
３０ 屋根構体 ４０ 妻構体
５０ 床板 ５０ａ ブラケット
５１ 腰掛 ５２ 腰掛脚台
６０ 空調ダクト ７０ 連結部材
８０ 内装部材 １００ 補強構造
１１０ 第１ブラケット １１１ 本体部
１１２ ガセット部 １１３ 張力部材固定部
１２０ 第２ブラケット １２１ 本体部
１２２ ガセット部 １２３ 張力部材固定部
１３０ 張力部材 １４０ 第３ブラケット
１５０ 第４ブラケット
Ｆ 胴体 Ｂ 車体

Claims (11)

1. 被収容物が収容される空間部の下部において実質的に水平方向に沿って延在し、周縁部において支持された床面部と、
   前記床面部から下方に突出しかつ水平方向に離間して配置された一対の支持部材と、
   一対の前記支持部材にわたして前記床面部の下面部から離間した箇所に設けられ前記支持部材の下端部の間隔が広がる方向の相対変異を抑制する張力部材と
   を備えることを特徴とする移動体の床面構造。
2. 前記支持部材は、前記床面部の周縁部から前記張力部材の長手方向に離間した箇所に配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の移動体の床面構造。
3. 前記床面部の上面部に取り付けられる構造体を有し、
   前記支持部材の前記床面部への固定箇所の少なくとも一部が平面視において前記構造体と重なった位置に配置されていること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体の床面構造。
4. 前記構造体は、乗員が着座する腰掛を支持する脚台であること
   を特徴とする請求項３に記載の移動体の床面構造。
5. 前記床面部は、無負荷状態において中央部が周縁部に対して高くなる方向に湾曲していること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか1項に記載の移動体の床面構造。
6. 前記床面部は、前記張力部材に負荷される張力によって前記湾曲した形状を保持していること
   を特徴とする請求項５に記載の移動体の床面構造。
7. 前記支持部材は、前記張力部材が張力によって前記湾曲した形状を保持した状態で前記張力部材に対して実質的に直角となるよう配置されること
   を特徴とする請求項６に記載の移動体の床面構造。
8. 前記床面部から下方に突出し、前記張力部材の中間部を支持する中間支持部材を備えること
   を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の移動体の床面構造。
9. 前記張力部材の長手方向における前記床面部の両端部が、角度を拘束された状態で支持されていること
   を特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか1項に記載の移動体の床面構造。
10. 前記床面部は、前記空間部の側部に設けられ実質的に上下方向に延在する側壁部に対して近接又は離間するよう水平方向に相対変位可能に支持されていること
    を特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の移動体の床面構造。
11. 前記移動体は鉄道車両用車体であり、前記床面部はまくらぎ方向における両端部において、前記鉄道車両用車体の側面部を構成する側構によって支持されていること
    を特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の移動体の床面構造。

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