JP2022081815A - 移動体の床面構造 - Google Patents
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Abstract
Description
床面部の振動等の抑制に関する従来技術として、例えば、特許文献1には、屋根構、側構、台枠を有する鉄道車両の構体の内部に、側構から連結部材を介して吊り下げられ、構体に対して左右方向に相対変位可能とされた可動床面部を設けることが記載されている。
また、特許文献2には、上述したような可動床面部の剛性を向上するため、可動床面部から下方へ水平方向に離間した一対の突出部を設け、これらの間に張力部材及びアーチ状の凸型部材を設けることが記載されている。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、側壁に対して相対変位可能な可動床面部の一部が加振された場合における他部の振動を抑制した移動体の床面構造を提供することである。
これによれば、第1の部分、第2の部分の一方が加振され振動が発生した場合に、他方への振動伝搬が抑制されることにより、他方に乗った乗員が感じる振動、騒音、乗り心地を改善することができる。
これによれば、通路部が乗員の歩行により加振され生じる振動の腰掛への伝搬が抑制され、腰掛に着座した乗員の乗り心地を改善することができる。
これによれば、第2の部分に対して乗員の歩行などによる加振があった際に、第2の部分が第1の部分に対して上下方向に相対変位することにより、第1の部分への加振を抑制し、振動を低減することができる。
これによれば、弾性部材が有する緩衝効果により、第1の部分と第2の部分との間の振動伝搬をより抑制し、上述した効果を促進することができる。
これによれば、通路部の振動を固定床面部に伝搬させることにより、第1の部分への振動伝搬を抑制することができる。
また、第2の部分の第1の部分に対する過度な降下を防止して、例えば第2の部分に通路部が設けられた場合に、過度な沈み込みによって乗員が歩きにくくなることを防止することができる。
これによれば、第1の部分、第2の部分の一方が加振されて生じる振動の他方への伝搬を抑制するとともに、各部分に負荷される荷重を軽減し、剛性の確保を容易とすることができる。
これによれば、簡単かつ軽量な構成により可動床面部の剛性を向上し、固有振動数を向上させて乗員の歩行による振動との共振を抑制することができる。
これによれば、フランジ部が上方側(空間部内側)へ突出し、例えば通路に段差が形成されることなどを防止して、移動体の利便性を向上することができる。
これによれば、腰掛の基部付近から床下側へ埃等の異物が侵入することを、フランジ部によって阻止することができる。
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枕木方向に沿った平面で切って見た模式的断面図である。
図1に示すように、車体1は、床構造体10、側構体20、屋根構体30、及び、図示しない妻構体からなる実質的に六面体状の構体(車体1の本体部)を有する。
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。
床構造体10の上面部は、本発明の固定床面部として機能する。
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、ドア用などの開口が形成されている。
図示しない妻構体は、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。
妻構体は、まくらぎ方向及び鉛直方向にほぼ沿って延在するパネル状に形成されている。
妻構体の下端部、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。
妻構体の中央部には、他車両との乗員、乗客等の往来に用いられる貫通扉が形成されている。
内装部材40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40と側構体20との間には空間部が形成され、後述する連結部材150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。
図2は、第1実施形態における可動床面部の構成を模式的に示す斜視図である。
図3は、第1実施形態における可動床面部の断面図であって、無負荷状態(例えば、乗員が載っていない状態)を示す図である。
図4は、第1実施形態における可動床面部の断面図であって、通路部に載荷された状態(例えば、乗員が載った状態)を示す図である。
可動床面部100は、本体部110、通路部120、弾性体130、支持部材140、連結部材150等を有する。
なお、上記又は下記する各図においては、理解を容易とするために特徴部分を拡大するなどのデフォルメを行っており、図上の寸法は必ずしも実際の寸法を意味しない。
本体部110は、上方から見た平面形が例えば矩形状に形成されている。
本体部110のまくらぎ方向における端部(左右両側端部)は、側構体20及び内装部材40と隣接して配置されている。
本体部110は、連結部材150により、車体1の構体に対して、まくらぎ方向に相対変位可能に支持されている。
本体部110の通路部120をまくらぎ方向に挟んだ両側には、乗客が着座する図示しない腰掛(典型的には、後述する第2実施形態の腰掛211と同様のもの)が取り付けられる。
本体部110は、一両の車両内において、前後方向に沿って複数配列され、これらは独立して側構体20等に対してまくらぎ方向に相対変位可能となっている。
本体部110において、通路部120が設けられない領域は、本発明の第1の部分として機能する。
凹部111は、まくらぎ方向における中央部の上面を段状に凹ませて形成されている。
凹部111は、通路部120を収容する機能を有する。
開口112は、凹部111の底面部を上下方向に貫通して形成されている。
開口112は、後述する支持部材140が挿通される部分である。
通路部120は、主に、乗員が車室内を移動する際に歩行する領域に設けられている。
通路部120は、上方から見た平面形が例えば矩形状に形成され、車両前後方向に沿った長手方向を有する。
通路部120は、本体部110の凹部111内に、本体部110に対して上下方向に相対変位可能な状態で収容されている。
通路部120は、本発明の第2の部分として機能する。
弾性体130は、例えば、ゴム系材料や、スポンジ、ウレタンフォームなどの多孔質体等、弾性を有する材料によって形成されている。
弾性体130は、本体部110に対して通路部120を弾性的に支持する。
支持部材140は、本体部110の開口112内に挿入されて本体部110を貫通し、下端部は本体部110の下方へ突出している。
通路部120に載荷されていない中立状態において、支持部材140の下端部は、構体の床構造体10に固定された部材(固定床面部に設けられた部材)である根太11と、上下方向に間隔を隔てて対向して配置されている。
なお、本実施形態では根太11は床構造体10とは別部材とされ、床構造体10に取り付けられる構成となっているが、根太を床構造体10(固定床面部)と一体化した構成としてもよい。
通路部120に、例えば、乗員の体重などが負荷されると、弾性体130の変形を伴う通路部120の降下が生じ、支持部材140の下端部は根太11と当接し、いわゆるストッパ当たりが生じた状態となる。支持部材140は、本発明のストッパ部材として機能する。
支持部材140は、例えば、車両のまくらぎ方向に分散して複数設けられ、弾性体130は、各支持部材140の両側にそれぞれ配置される。
連結部材150は、例えば、ワイヤロープや、上下端部が揺動可能に支承されたロッド等を有する構成とすることができる。
連結部材150の上端部は、側構体20に取り付けられ、下端部は可動床面部100に取り付けられている。
連結部材150は、車両の前後方向に分散して複数設けられ、例えば1つの本体部110の四隅に設けられる構成とすることができる。
連結部材150の主要部分は、側構体20と内装部材40との間の空間部に収容され、車室内に露出しないようになっている。
振動試験は、第1実施形態、及び、本発明の比較例1,2における鉄道車両用車体の模型を用いて行った。
第1実施形態の模型は、可動床面部100の本体部110として、238mm(まくらぎ方向)×81mm(前後方向)×1.5mm(板厚)のアルミ板を用い、四隅を連結部材150(ワイヤロープ)を用いて、構体を模した箱状体の側面部から吊り下げる構成とした。
また、通路部120として、50mm(まくらぎ方向)×81mm(前後方向)×1.5mm(板厚)のアルミ板を用い、弾性体130(スポンジ)を介して本体部110に載置される構成とした。
比較例2の模型は、通路部120、弾性体130を設けずに、本体部110のみを吊り床構造で支持したものである。
この振動試験では、通路部120(あるいは本体部110の中央部)に、直径24mmのゴム球を100mmの高さから落下させ、跳ね返りを捕球するとともに、通路部、及び、腰掛部に対応する箇所の振動を測定した。
振動加速度レベルは、ゴム球が落下した瞬間を含む1秒間の振動加速度をパワー平均したオーバーオール値(厳密には、20Hzバンドから2000Hzバンドのパーシャル・オーバーオール値)である。
なお、サンプリング周波数は5000Hz、窓関数は矩形窓を使用した。
表1に示すように、吊り床(本体部)のみの比較例2の場合は、通路部と腰掛部の振動加速度レベルはほぼ同じであるが、比較例1のように、吊り床部(本体部)に通路部を固定支持した場合には、腰掛部のほうが約4.5dB増加した。
一方、本体部110に通路部120を弾性支持させ、ゴム球の落下とともに支持部材140が構体に接するよう構成すると、腰掛部の振動は通路部に比べて13.6dB低減される。
(1)乗員の体重などの荷重によって通路部120を降下させ、支持部材140を介して通路部120の振動を構体の床構造体10に伝搬させることにより、可動床面部100の本体部110への振動伝搬を抑制することができる。
また、通路部120に乗員の体重程度の荷重が負荷された場合に、支持部材140が根太11に当接してストッパとして機能することにより、通路部120の本体部110に対する過度な降下を防止して、過度な沈み込みによって乗員が歩きにくくなることを防止することができる。
(2)可動床面部100の通路部120が、乗員の歩行などにより動的な荷重を受けて加振された場合に、通路部120が弾性体130を介して本体部110に弾性的に支持されることにより、通路部120から本体部110への振動伝搬が抑制され、腰掛に着座した乗員が感じる振動、騒音、乗り心地を改善することができる。
(3)通路部120と本体部110との間に弾性体130を配置したことにより、弾性体130の緩衝効果によって本体部110への振動伝搬をより抑制することができる。
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。
上述した第1実施形態と共通する箇所に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。
図5は、第2実施形態の移動体の床面構造を上方から見た模式的平面図である。
図6は、第2実施形態の移動体の床面構造を車両前後方向から見た模式的断面図である。
図6(a)、図6(b)、図6(c)は、それぞれ図5のa-a部、b-b部、c-c部の矢視断面を示している。
可動床面部200は、腰掛取付部210、通路足置部220、ダストシール230、連結部材150A,150B等を有する。
腰掛取付部210は、本発明の第1の部分として機能する。
腰掛取付部210は、水平面にほぼ沿って延在するパネル状に形成されている。
腰掛取付部210は、上方から見た平面形が例えばまくらぎ方向に沿った長辺方向を有する矩形状に形成され、まくらぎ方向における両端部において、第1実施形態の連結部材150と同様の連結部材150Aにより、側構体20から吊下げられている。
連結部材150Aは、腰掛取付部210の前後方向に離間して複数設けられている。
第2実施形態において、車両は例えば乗員が前後方向を向いて着座する2人掛けのクロスシート型の腰掛211を、車両前後方向に複数配列して構成されている。
腰掛取付部210は、各列の腰掛211毎に独立して複数設けられている。
ボルト穴213は、腰掛211の基部212が締結される例えばボルト等の機械的締結要素が挿入、締結されるねじ穴である。
開口214は、後述する通路足置部220のフランジ部223が挿入される逃げ部である。
開口214は、例えば、後述する図9に示すように、下端部が閉塞され腰掛取付部210を貫通しない凹部とすることができる。このように開口214を非貫通とすることにより、隣接するフランジ部223の隙間から入ったゴミ、水などが飛散することを防止できる。
また、開口214は、腰掛取付部210を上下方向に貫通する貫通穴とすることもできる。このように開口214を貫通させることにより、フランジ部223とのクリアランスを確保して干渉を防止し、接触による振動伝達を防ぐことができる。
開口214は、腰掛取付部210の平面視における中央部に設けられ、まくらぎ方向に沿った長手方向を有する長穴として形成されている。
通路足置部220は、本発明の第2の部分として機能する。
通路足置部220は、複数の腰掛取付部210が隣接する箇所にそれぞれ設けられている。
通路足置部220は、水平面にほぼ沿って延在するパネル状に形成されている。
通路足置部220は、通路部221、足置部222を一体に形成して構成されている。
通路部221は、通路足置部220のまくらぎ方向中央部において、車両前後方向に伸びて形成された部分である。
通路部221は、上方から見た平面形が、例えば車両前後方向に沿った長辺方向を有する矩形状に形成されている。
足置部222は、上方から見た平面形が、例えばまくらぎ方向に沿った長辺方向を有する矩形状に形成されている。
上記構成により、通路足置部220の平面形は、いわゆる十字状(クロス状)となっている。
連結部材150Bは、車両前後方向に離間して複数設けられている。
上記構成により、複数の腰掛取付部210と、複数の通路足置部220のそれぞれは、独立して車体1に対してまくらぎ方向に相対変位(揺動)可能となっている。
腰掛取付部210、通路足置部220は、例えば、上面部と下面部との間に公知のハニカム構造を形成したアルミハニカムパネルによって形成することができる。
通路部221が車両前後方向において足置部222から張り出した部分は、実質的に全体が腰掛取付部210と重なって配置されている。
また、足置部222の車両前後方向における両端縁部も、腰掛取付部210と重なって配置されている。
この端縁は、腰掛211の基部212に隣接して配置されている。
ダストシール230は、例えばゴム系材料やスポンジ等の可撓性を有する材料により形成されている。
ダストシール230は、通路足置部220の外周縁部に沿って配置されている。
そこで、第2実施形態においては、上述したように腰掛取付部210と通路足置部220とを分離して各部への負荷重量を分散させるとともに、以下説明するフランジ部223、224により、通路足置部220の曲げ剛性の向上を図っている。
図8は、図5のVIII部模式的拡大図である。
図9は、図8のIX―IX部矢視断面図である。
通路足置部220は、フランジ部223,224を有する。
なお、フランジ部223,224は、図5、図6においては、図示を省略している。
フランジ部223は、通路部221の車両前後方向の両端部における端縁に沿って、下方に突出して形成されている。
フランジ部223の下半部は、腰掛取付部210の開口214に収容される。
なお、一つの開口214には、隣接する一対の通路足置部220にそれぞれ形成されたフランジ部223が間隔を隔てて対向した状態で挿入されるようになっている。
開口214は、これら一対の通路足置部220、及び、腰掛取付部210が、車体1に対してまくらぎ方向に独立して相対変位することを妨げないよう、寸法に余裕をもたせて形成されている。
フランジ部224の主要部分は、腰掛取付部210に取り付けられた腰掛211の基部212に沿って延在して配置されている。
(1)腰掛取付部210、通路足置部220の一方が加振されて生じる振動の他方への伝搬を抑制するとともに、各部分に負荷される荷重を軽減し、剛性の確保を容易とすることができる。
(2)通路足置部220の周縁部にフランジ部223,224を形成したことにより、簡単かつ軽量な構成により可動床面部の剛性を向上し、固有振動数を向上させて乗員の歩行による振動との共振を抑制することができる。
(3)通路部221に形成されるフランジ部223を下方へ突出させ、腰掛取付部210にこれを収容する凹部214を設けたことにより、フランジ部が上方側(空間部内側)へ突出し、通路に段差が形成されることを防止して、鉄道車両の利便性を向上することができる。
(4)足置部222に形成されるフランジ部224を腰掛211の基部212に沿って延在するよう構成したことにより、腰掛211の基部212付近から床構造体10側へ、埃等の異物が侵入することを、フランジ部224によって阻止することができる。
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。
(1)移動体の床面構造を構成する各部材の形状、構造、材質、製法、配置等は、上述した各実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
(2)各実施形態において、移動体は一例として鉄道車両であるが、本発明はこれに限らず、例えばバスなどの自動車、航空機、船舶など他の移動体にも適用することができる。
(3)各実施形態においては、旅客用の鉄道車両の腰掛が設置される箇所と通路部とで、可動床面部を第1の部分、第2の部分に分割しているが、分割の仕方や各部分の用途は、これに限らず適宜変更することができる。
例えば、乗員が乗る部分と、手荷物等を搭載する部分とを分割した構成としてもよい。
また、各実施形態の腰掛は、車両前後方向に向いて着座するクロスシートであったが、まくらぎ方向内側を向いて着座するいわゆるロングシートとしてもよい。
また、クロスシートとロングシートとを組み合わせて配置したり、クロスシートとロングシートとを転換可能な可動式の腰掛を用いてもよい。
また、各実施形態においては、通路部は移動体の幅方向における中央部に設けられているが、これに限らず、通路部を移動体の幅方向における一方側へオフセットして配置してもよい。また、通路部が移動体の幅方向における複数箇所に設けられる構成としてもよい。
11 根太 20 側構体
30 屋根構体 40 内装部材
100 可動床面部(第1実施形態) 110 本体部
111 凹部 112 開口
120 通路部 130 弾性体
140 支持部材 150,150A,150B 連結部材
200 可動床面部(第2実施形態) 210 腰掛取付部
211 腰掛 212 基部
213 ボルト穴 214 開口
220 通路足置部 221 通路部
222 足置部 223,224 フランジ部
230 ダストシール
Claims (9)
- 被収容物が収容される空間部の下部に設けられ、前記空間部の側部に設けられ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な可動床面部を有する移動体の床面構造であって、
前記可動床面部は、鉛直方向から見たときに一部の領域に設けられた第1の部分と、少なくとも一部が前記第1の部分と異なった領域に設けられた第2の部分とを有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とが相対変位可能であること
を特徴とする移動体の床面構造。 - 前記第1の部分には、乗員が着座する腰掛が取り付けられ、
前記第2の部分は、乗員が歩行する通路部が設けられること
を特徴とする請求項1に記載の移動体の床面構造。 - 前記第2の部分は、前記第1の部分に対して上下方向に相対変位可能に取り付けられること
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。 - 前記第2の部分と、前記第1の部分との間に、前記第2の部分の前記第1の部分に対する上下方向の相対変位に応じた反力を発生する弾性部材が設けられること
を特徴とする請求項3に記載の移動体の床面構造。 - 前記可動床面部の下方に、前記側壁部と結合された床構造体に設けられた固定床面部を有し、
前記第2の部分は、前記第1の部分に対して所定量以上降下した際に前記固定床面部に設けられた部材と当接するストッパ部を有すること
を特徴とする請求項3又は請求項4に記載の移動体の床面構造。 - 前記第1の部分、及び、前記第2の部分は、前記側面部に対して独立して水平方向に相対変位可能に支持されること
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。 - 前記第1の部分又は前記第2の部分を鉛直方向から見たときの周縁部における少なくとも一部に、上方又は下方に突出したフランジ部が形成されること
を特徴とする請求項6に記載の移動体の床面構造。 - 前記第1の部分、前記第2の部分の一方に形成された前記フランジ部の一部は下方に突出して形成され、
前記第1の部分、前記第2の部分の他方に、前記フランジ部との干渉を防止するよう形成された逃げ部が設けられること
を特徴とする請求項7に記載の移動体の床面構造。 - 前記第1の部分、前記第2の部分の一方に形成された前記フランジ部の一部は上方に突出して形成されるとともに、前記第1の部分、前記第2の部分の他方に取り付けられ乗員が着座する腰掛の基部に沿って延在すること
を特徴とする請求項7に記載の移動体の床面構造。
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