JP2018199453A - 鉄道車両用の複層窓ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる鉄道車両用の複層窓ユニットを提供する。【解決手段】複層窓ユニット１は、互いに向かい合う一対の窓板２，３と、一対の窓板２，３の間に気体層Ｓが形成されるように、一対の窓板２，３の縁部２ａ，３ａ同士を固定する固定部材４と、一対の窓板２，３の間において、固定部材４よりも内側の領域に一点又は複数点で配置され、一対の窓板２，３同士を繋ぐ粘弾性又は弾性の減衰部材５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両用の複層窓ユニットに関する。

鉄道車両、特に高速車両においては、遮音性、断熱性及び安全性等の観点から、互いに向かい合う一対の窓板の間に気体層が形成されてなる複層窓が用いられている（例えば特許文献１参照）。複層窓の遮音性能は、一般的に、一対の窓板を貼り合わせてなる合わせガラス等の他の窓構造の遮音性能よりも優れている。

特許第４３７２５０４号公報

上述したような従来の複層窓では、共鳴透過現象と呼ばれる共振現象により、低音域帯における特定の周波数（共鳴透過周波数）において遮音性能に落ち込みが見られる。この低音域における共鳴透過現象は、一対の窓板を質量、気体層をバネとしたバネ−マス系の共鳴振動によって生じる。鉄動車両においては、トンネル走行時に低音域の騒音が窓から侵入する場合があり、鉄動車両用の複層窓には、低音域帯の音に対して高い遮音性能を有することが求められる。また、乗客の快適性を確保するために、良好な視界や採光性も併せて求められる。

そこで、本発明は、複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる鉄道車両用の複層窓ユニットを提供することを目的とする。

本発明の鉄道車両用の複層窓ユニットは、互いに向かい合う一対の窓板と、一対の窓板の間に気体層が形成されるように、一対の窓板の縁部同士を固定する固定部材と、一対の窓板の間において、固定部材よりも内側の領域に一点又は複数点で配置され、一対の窓板同士を繋ぐ粘弾性又は弾性の減衰部材と、を備える。

この鉄道車両用の複層窓ユニットでは、粘弾性又は弾性の減衰部材によって一対の窓板同士が繋がれている。これにより、減衰部材が一対の窓板の共振を抑制する減衰要素として機能するため、共鳴透過現象の発生を抑制できる。一方で、一対の窓板同士が点で配置された減衰部材によって繋がれており、合わせガラスのように一体化されていないため、複層窓本来の遮音性能も維持できる。また、減衰部材が点で配置されているため、一対の窓板を介した視界や採光が妨げられることを抑制できる。よって、この鉄道車両用の複層窓ユニットによれば、複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる。

また、減衰部材が透明であってもよい。この場合、一対の窓板を介した視界や採光が妨げられることを一層抑制できる。

また、一対の窓板の少なくとも一方は、ポリカーボネートによって構成されていてもよい。この場合、窓板を軽量化できると共に、ポリカーボネートによって構成された窓板を車両外側に配置することで、飛来物の衝突等による割れを抑制できる。

また、減衰部材は、一対の窓板の中心からずれた位置に一点で配置されていてもよいし、不規則な位置に複数点で配置されていてもよい。後者の場合において、減衰部材は、一対の窓板の中心線からの距離が互いに異なる複数点に配置されていてもよいし、一対の窓板の中心からの距離が互いに異なる複数点に配置されていてもよい。これらの場合、減衰部材の配置が不均等となるため、一対の窓板の共振を効果的に抑制できる。

また、減衰部材は、一対の窓板の中心に一点で配置されていてもよい。この場合、一対の窓板の振動を効果的に減衰させることができる。

本発明によれば、複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる鉄道車両用の複層窓ユニットを提供できる。

実施形態の複層窓ユニットを示す正面図である。 図１のII-II線に沿っての断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１〜第３変形例を示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

図１及び図２に示されるように、複層窓ユニット１は、一対の窓板２，３と、固定部材４と、減衰部材５と、を備えて構成されている。複層窓ユニット１は、例えば、鉄道車両の側構体に形成された開口部に嵌め込まれて用いられ、鉄道車両の窓部を構成する。

窓板２，３は、矩形状の透明板であり、互いに平行に向かい合うように配置されている。複層窓ユニット１が鉄道車両に取り付けられた状態においては、窓板２が車両内側に配置され、窓板３が車両外側に配置される。窓板２は、例えばガラスによって構成されており、窓板３は、例えばポリカーボネートによって構成されている。窓板２，３は、互いに同一の平面形状を有している。窓板２の厚さは、例えば５ｍｍである。窓板３の厚さは、例えば８ｍｍであり、この例では窓板２の厚さよりも厚くなっている。

固定部材４は、窓板２，３の縁部２ａ，３ａ同士を固定している。固定部材４は、縁部２ａ，３ａの間に配置されたスペーサ７と、スペーサ７よりも外側において窓板２，３の間を封止する封止部材８と、を有して構成されている。

スペーサ７は、矩形環状の枠体であり、各辺部が縁部２ａ，３ａに沿うように配置されている。スペーサ７内には、後述する気体層Ｓを乾燥させるための乾燥剤１０が封入されている。スペーサ７と窓板２，３との間は、樹脂製の１次シール材９によって気密に封止されている。

封止部材８は、樹脂製のシール材であり、縁部２ａ，３ａの間を全周にわたって気密に封止している。この封止部材８と１次シール材９とにより、スペーサ７と窓板２，３との間に気体層Ｓが形成されている。気体層Ｓは、例えば大気圧程度の圧力を有する空気によって構成されている。気体層Ｓの厚さ（すなわち、窓板２，３の間の距離）は、例えば８ｍｍである。

減衰部材５は、粘弾性を有する円筒状の部材であり、窓板２，３の間において、固定部材４よりも内側の領域に二点で配置されている。減衰部材５を構成する材料としては、例えばウレタン系やシリコーン系等のフォーム材料等が挙げられる。この例では、減衰部材５は、無色透明となっている。減衰部材５は、軸線方向が窓板２，３の対向方向Ｄと一致した状態で窓板２，３の間に挟み込まれ、窓板２，３同士を繋いでいる（連結している）。すなわち、減衰部材５は、窓板２，３の双方に接触し、窓板２，３同士を接続している。

減衰部材５は、対向方向Ｄから見て、窓板２，３の中心Ｃからの距離が互いに異なり、且つ、中心Ｃを通り窓板２，３の縁に直交する中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに異なる二点に配置されている。これにより、２つの減衰部材５の配置位置は、中心Ｃに関して非点対称で、且つ、中心線Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに関して非線対称な位置となっている。すなわち、減衰部材５は、不規則な位置に二点で配置されている。また、２つの減衰部材５は、中心線Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに対して互いに反対側に配置されている。なお、窓板２，３の中心Ｃは、例えば、窓板２，３において互いの間に気体層Ｓが形成されている領域における中心であるが、窓板２，３全体の中心であってもよい。

以上説明したように、複層窓ユニット１では、粘弾性を有する減衰部材５によって一対の窓板２，３同士が繋がれている。これにより、減衰部材５が一対の窓板２，３の共振を抑制する減衰要素として機能するため、共鳴透過現象の発生を抑制できる。一方で、一対の窓板２，３同士が点で配置された減衰部材５によって繋がれており、合わせガラスのように一体化されていないため、複層窓本来の遮音性能も維持できる。また、減衰部材５が点で配置されているため、一対の窓板２，３を介した視界や採光が妨げられることを抑制できる。よって、この鉄道車両用の複層窓ユニット１によれば、複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる。

また、複層窓ユニット１では、減衰部材５が透明に構成されている。これにより、一対の窓板２，３を介した視界や採光が妨げられることを一層抑制できる。

また、複層窓ユニット１では、窓板３がポリカーボネートによって構成されている。これにより、窓板３を軽量化できると共に、窓板３を車両外側に配置することで、飛来物の衝突等による割れを抑制できる。

また、複層窓ユニット１では、減衰部材５が、不規則な位置に複数点で配置されている。より具体的には、減衰部材５が、一対の窓板２，３の中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに異なり、且つ、一対の窓板２，３の中心Ｃからの距離が互いに異なる複数点に配置されている。これにより、減衰部材５が不均等に配置されるため、一対の窓板２，３の共振を効果的に抑制できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される第１及び第２変形例のように構成されてもよい。図３（ａ）に示される第１変形例では、減衰部材５が、窓板２，３の中心Ｃからずれた位置に一点で配置されている。図３（ｂ）に示される第２変形例では、減衰部材５が、窓板２，３の中心Ｃからの距離が互いに異なり、且つ、中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに異なる四点に配置されることにより、不規則な位置に複数点で配置されている。

このような第１及び第２変形例によっても、上記実施形態と同様に、複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる。また、減衰部材５が不均等に配置されるため、一対の窓板２，３の２次以上のモードでの共振を効果的に抑制できる。なお、減衰部材５を不均等に配置するためには、複数の減衰部材５の中に窓板２，３の中心Ｃからの距離が互いに異なる減衰部材５の対が含まれていればよく、必ずしも全ての減衰部材５について中心Ｃからの距離が互いに異なっていなくてもよい。また、複数の減衰部材５の中に中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに異なる減衰部材５の対が含まれていればよく、必ずしも全ての減衰部材５について中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに異なっていなくてもよい。

また、図３（ｃ）に示される第３変形例のように構成されてもよい。図３（ｃ）に示される第３変形例では、減衰部材５が、窓板２，３の中心Ｃ上に一点で配置されている。このような第３変形例によっても、上記実施形態と同様に、複層窓本来の遮音性能の維持、及び乗客の快適性の確保を図りつつ、共鳴透過現象による遮音性能の落ち込みを抑制できる。また、一対の窓板２，３の振動を効果的に減衰させることができる。

また、上記実施形態において、減衰部材５は、粘弾性ではなく弾性を有していてもよい。この場合、減衰部材５を構成する材料としては、例えばクロロプレン系ゴム材料等の樹脂材料が挙げられる。また、減衰部材５の形状及び配置は上記実施形態のものに限定されない。例えば、減衰部材５は、角柱状であってもよいし、デザイン性を持たせた形状となっていてもよい。また、減衰部材５は、窓板２，３の中心Ｃ上と中心Ｃからずれた位置とに二点で配置されてもよいし、窓板２，３の対角線を三等分する位置に二点で配置されてもよい。

また、減衰部材５は、中心Ｃからの距離が互いに異なる一方、中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに同一となる複数点に配置されてもよいし、或いは、中心線Ｌ１，Ｌ２からの距離が互いに異なる一方、中心Ｃからの距離が互いに異なる複数点に配置されてもよい。また、減衰部材５は、中心線Ｌ１からの距離が互いに異なる一方、中心線Ｌ２からの距離が互いに同一となる複数点に配置されてもよい。すなわち、減衰部材５は、互いに直交する２つの中心線の少なくとも一方からの距離が互いに異なる複数点に配置されていればよい。これらの場合でも、減衰部材５を不規則な位置に複数点で配置できる。

また、窓板２，３を構成する材料は限定されず、例えば、窓板２，３の双方がポリカーボネート又はガラスによって構成されてもよい。また、気体層Ｓは、空気以外によって構成されてもよく、例えばアルゴンガス等の他の気体によって構成されてもよい。

１…鉄道車両用の複層窓ユニット、２，３…窓板、２ａ，３ａ…縁部、４…固定部材、５…減衰部材、Ｓ…気体層、Ｃ…中心、Ｌ１，Ｌ２…中心線。

Claims (8)

1. 互いに向かい合う一対の窓板と、
   前記一対の窓板の間に気体層が形成されるように、前記一対の窓板の縁部同士を固定する固定部材と、
   前記一対の窓板の間において、前記固定部材よりも内側の領域に一点又は複数点で配置され、前記一対の窓板同士を繋ぐ粘弾性又は弾性の減衰部材と、を備える鉄道車両用の複層窓ユニット。
2. 前記減衰部材が透明である、請求項１に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。
3. 前記一対の窓板の少なくとも一方は、ポリカーボネートによって構成されている、請求項１又は２に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。
4. 前記減衰部材は、前記一対の窓板の中心からずれた位置に一点で配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。
5. 前記減衰部材は、不規則な位置に複数点で配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。
6. 前記減衰部材は、前記一対の窓板の中心線からの距離が互いに異なる複数点に配置されている、請求項５に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。
7. 前記減衰部材は、前記一対の窓板の中心からの距離が互いに異なる複数点に配置されている、請求項５又は６に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。
8. 前記減衰部材は、前記一対の窓板の中心に一点で配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両用の複層窓ユニット。

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