JP3488194B2 - 車両の弾性振動防止用車体構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数体の所定幅
を有するアルミニウム合金（以下、アルミニウムもしく
はアルミともいう）製中空押出型材の押出方向を車体の
長手方向に揃えて配置し溶接により車幅方向に一体に接
続してなる床板を備えた台枠をもつ車両、特に鉄道車両
用構体に関し、詳しくは走行時に発生するおそれのある
車体の弾性振動防止用の車体構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、軽量化を図るためにアルミ製の押
出型材を用いた鉄道車両が製作されてきている。アルミ
の押出型材は成形技術の向上により、型材の大型化に加
えて、複雑な形状をもつ特に中空型材の押し出し成形が
可能になっている。

【０００３】このため、床板については中空押出型材を
組み合わせて製作することにより、横梁を省くことが可
能になって、軽量化が図れ、製作工数が低減され、コス
トダウンが図られている。つまり、図９および図１０に
示すように、所定幅の４本の中空押出型材１１と狭い幅
の１本の中空押出型材１１’とを用いてそれらの押出方
向を車体の台枠２の長手方向に揃えて配置し、溶接によ
り車幅方向に一体に接続することにより床板３’を製作
し、この床板３’の両側にはアルミの中空押出型材１３
からなる側梁４を長手方向にわたって溶接により一体に
接合し、前後両端にアルミの端梁５を一体に連設して台
枠２を製作している。なお、台枠２の長手方向の端部寄
りには、台車（不図示）を取り付けるための枕梁６を長
手方向に直交する方向に一体に固設している。台枠２の
床板３’は、強度的には従来の横梁を備えた床板と同等
であり、その上、通常は中空押出型材１１の下面に機器
取付用の蟻溝部１２を一体に突設している。このため、
例えば図１１に示すように、蟻溝部１２を利用して取付
部材２５を介して各種機器１６・２６・２８などを簡単
にかつ確実に装着することができ、機器配置や床下艤装
を施工する際に非常に便利である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たアルミ製の中空押出型材１１・１１'・１３を用いて製
作された床板３’を備えた鉄道車両は、次のような点で
改良すべき余地がある。すなわち、 走行時に車体の弾性振動と見られる異常な振動が発
生することがあり、乗り心地に影響を及ぼす。図６
（ａ）は時速９０ｋｍで走行時の非駆動系（Ｔ：トレー
ラ）車両における床板の長手方向の中央部付近の上下振
動波形を示すもので、波形高さにおいて最大０.１７ｇ
の振動が発生している。

【０００５】 特に、床下に機器を搭載していない
か、していても僅かな機器しか備えていないグリーン車
用車両や非駆動系車両の場合に、異常振動が発生し易
く、乗り心地の向上が要望されている。図７（ａ）は時
速９０ｋｍで走行時の非駆動系車両における床板の長手
方向の中央部付近での床上で発生した振動を解析した図
表で、びびり振動と称される高周波振動が大きく、これ
が乗客に不快感を与えて乗り心地を悪くしている。図７
（ａ）の図表における略Ｖ形状の乗り心地判定線(3)は
悪い、同判定線(2)は普通、同判定線(1.5)は良い、同判
定線(1)は非常に良いをそれぞれ表している。

【０００６】 アルミ製の車両は、素材のもつ特性の
一つである構造減衰が少ないことに起因して車体の弾性
振動が起こり易く、またこのような弾性振動は車体の主
に長手方向の剛性に起因して発生するものと一般的には
考えられている。

【０００７】 の考え方に基づき車体の長手方向の
剛性を向上するには、例えば台枠や車体の長手方向に補
強材を配設する必要があるため、構造的に複雑になるな
ど弾性振動を容易には抑えられない。

【０００８】 特許第２８５５７３５号公報に示すよ
うに、床板の下方において長手方向の中央位置から前後
に車体長さの１／４の範囲内に車体質量の３％〜１５％
の範囲にある複数の重り又は床下機器を、車体の１次曲
げ振動数に同調させた防振ゴムを介して支持させること
により、車体の曲げ振動を防止する装置が提案されてい
る。しかし、この装置の場合には、車体質量の３％〜１
５％の重り又は床下機器を床板の下方に設ける必要があ
るため、折角アルミ製車体を採用して軽量化を図ったこ
とが無意味になる。

【０００９】 そのほか、特開平１０−１４７２４１
号公報に記載の装置が提案されている。この装置は車体
中央部床下にバネを介して可動重りを取り付け、車体中
央部床部の上下方向振動を検出手段により検出し、この
検出した振動に対応した制御力を前記可動重りをアクチ
ュエータにより上下動させることにより発生させて車体
の弾性振動を低減するものである。この装置の場合、可
動重りの質量を特許第２８５５７３５号の重りに比べて
かなり低減できるので、車体の軽量化の観点からは好ま
しいが、構造が複雑で可動重りの制御が難しい。

【００１０】 図８は従来の一般的なアルミ製車両と
ダイナミックダンパを取り付けたアルミ製車両との乗り
心地の比較用図表で、時速７０ｋｍでのゴムタイヤ走行
時に車体の長手方向中央部で発生する弾性振動の周波数
と振動加速度との関係および乗り心地判定線とを示すも
ので、図８（ａ）はゴムタイヤ走行の従来のアルミ製車
両を、図８（ｂ）はダイナミックダンパを車体中央部に
取り付けた、参考例としてのゴムタイヤ走行のアルミ製
車両を表している。これらの図表の比較からはダイナミ
ックダンパによる弾性振動抑制効果がほとんど認められ
ないが、これはダイナミックダンパを構成する重りの質
量および重りを弾性支持するバネ定数の調整が不十分で
あるのが原因である。このように、ダイナミックダンパ
だけで車体の弾性振動の低減を図ることは難しい。

【００１１】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、床板等の重量の増加を最小限に抑えられ、しかも構
造が簡単で、床板の剛性を向上することにより撓み変形
を減少でき、床板の弾性振動を起こりにくくし、車体の
弾性振動の発生を防止できる車両の弾性振動防止用車体
構造とを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る車両の弾性振動防止用車体構造は、下
向きに突出した蟻溝部を下面の長手方向に連続して備え
た複数体の所定幅を有するアルミ製中空押出型材の押出
方向を車体の長手方向に揃えて配置し溶接により車幅方
向に一体に接続した床板および該床板の両側に所定幅を
有するアルミ製中空押出型材の側梁を備えた台枠をもつ
車両の車体構造において、前記床板下面の長手方向の中
央部にアルミ製の補強用横梁を接合する箇所の、床板を
構成する前記中空押出型材の蟻溝部を前記横梁の幅以上
にあらかじめ切除したうえ、前記横梁を車体の長手方向
とほぼ直交する方向に配置し、前記床板の下面およびお
よび両側の前記側梁に対して一体に固定し、前記床板下
面の前記横梁を挟んで一定の間隔をあけてその前後位置
でかつ車幅方向の中央部に、一対の取付梁をそれぞれ前
記蟻溝部を利用してボルト・ナット等の固定具により前
記床板に一体に固定し、重り又は車体搭載用床下機器を
バネ又は弾性体を介して前記取付枠間に跨がって弾性支
持するとともに、前記重り又は前記床下機器あるいは両
者の合計質量を、車体の質量の１％〜３％未満に設定し
たことを特徴とするものである。

【００１３】上記の構成を有する本発明に係る車両の弾
性振動防止用車体構造によれば、車体の長手方向と直交
方向の補強用横梁により、床板の剛性が向上し、床板に
作用する負荷荷重による床板の撓み変形が減少する。同
時に、補強用横梁の設置位置付近に設けたダイナミック
ダンパが車体の弾性振動による振動エネルギーを重りな
どが変位して吸収するように作用するので、仮に床板で
弾性振動を発生するようなことがあっても、この振動を
低減する。この結果、床板の特に長手方向の中央部分で
発生し易かった弾性振動が起こりにくくなり、車体の弾
性振動の発生がかなり低減される。したがって、車両走
行時に高周波振動である車体のびびり振動が低く抑えら
れるため、乗客の乗り心地が大幅に改善され、良好にな
る。また、補強用横梁の両側が側梁に一体に接合される
ので、床板の剛性がかなり向上され床板に作用する負荷
荷重の一部が側梁に伝達され床板の撓み変形が少なくな
るため、ダイナミックダンパによる振動低減作用と相俟
って床板の弾性振動が抑えられ、車体の弾性振動が確実
に低減される。 さらに、ダイナミックダンパを構成する
重り又は床下機器あるいは両者の合計の必要荷重（質
量）による重量増加が車体の質量の１％〜３％未満と非
常に小さいため、アルミの中空押出型材を使用したこと
による車両の軽量化がほとんど妨げられない。

【００１４】請求項２に記載の車両の弾性振動防止用車
体構造は、下向きに突出した蟻溝部を下面の長手方向に
連続して備えた複数体の所定幅を有するアルミ製中空押
出型材の押出方向を車体の長手方向に揃えて配置し溶接
により車幅方向に一体に接続した床板および該床板の両
側に横向きに突出した蟻溝部を内側面の長手方向に連続
して備えた所定幅を有するアルミ製中空押出型材の側梁
を備えた台枠をもつ車両の車体構造において、前記床板
下面の長手方向の中央部に補強用横梁を前記蟻溝部に交
叉させかつ車体の長手方向に直交して配置し、前記横梁
を前記床板および前記側梁の各蟻溝部を利用してボルト
・ナット等の固定具により取り付け、前記床板下面の前
記横梁を挟んで一定の間隔をあけてその前後位置でかつ
車幅方向の中央部に、一対の取付梁をそれぞれ前記蟻溝
部を利用してボルト・ナット等の固定具により前記床板
に一体に固定し、重り又は車体搭載用床下機器をバネ又
は弾性体を介して前記取付枠間に跨がって弾性支持する
とともに、前記重り又は前記床下機器あるいは両者の合
計質量を、車体の質量の１％〜３％未満に設定したこと
を特徴とするものである。

【００１５】請求項２に係る弾性振動防止用車体構造に
よれば、上記請求項１の発明による上記作用とほぼ同様
の作用を発揮する。加えて本発明では、横梁の材質は溶
接により固定する場合と違って制限されないので、アル
ミのほか、鉄やステンレスなどを使用できる。

【００１６】請求項３に記載のように、請求項２の車体
構造において前記横梁は断面”コ”の字形で高さが低
く、前記床板の各中空押出型材の蟻溝部に対して、横梁
の上面に台形状の台座を一体に突設し、この台座の上面
に形成した突起部を前記蟻溝部の開口に圧入することに
より、前記床板に一体に接合することができる。

【００１７】本発明に係る車両の車体構造によれば、床
板と補強用横梁との間に空間部（図５(ａ)）が形成され
るので、台枠の長手方向に配管等を艤装する場合に、横
梁の影響を受けにくい。また、横梁の材質は溶接により
固定する場合と違って制限されないので、アルミ、アル
ミ合金のほか、鉄やステンレスなどを使用できる。

【００１８】

【００１９】

【００２０】請求項４に記載のように、前記弾性体に防
振ゴムを使用すると良い。

【００２１】請求項４に係る車体構造によれば、ダイナ
ミックダンパのバネを多少の内部損失を有する防振ゴム
によって構成したので、車体の弾性振動の発生を低減す
る作用を発揮する車体弾性振動の周波数帯が拡がる。す
なわち、ダイナミックダンパは共振系であり、電気回路
における共振回路としても表現できる。電気回路ではコ
イルのＱ（コイルのＬをコイルのＲで除したもの）を若
干下げることによって、共振曲線がわずかにブロードと
なり、共振できる周波数に幅を持たせることができる。
このようにダイナミックダンパの周波数特性を周波数の
裾野が広がった形態にできるため、車両の固有振動差な
どによって周波数が若干ずれることがあっても、弾性振
動エネルギーを吸収して弾性振動を低減できる。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る車両の車体
弾性振動防止方法と弾性振動防止用車体（の構造）につ
いて実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００２５】図１は本発明を鉄道車両の車体の台枠に適
用した実施例を示す全体底面図、図２（ａ）は図１のＢ
−Ｂ線拡大断面図、図２（ｂ）は図１のＡ−Ａ線拡大断
面図、図３は図１のＣ−Ｃ線拡大断面図で、右半分は左
半分の模式図である。

【００２６】図１に示すように、台枠１は複数種のアル
ミの中空押出型材を組み合わせて製作されるもので、基
本構成は上記した従来構造とほぼ共通している。すなわ
ち、図２に示すように、床板３を構成するアルミの中空
押出型材１１は開口断面が略三角形の山形枠を上下の向
きを変えて一体に連設して中央部分１１ａを形成すると
ともに、端部に開口断面が略五角形の枠１１ｂを一体に
連設し、最端に略コの字状枠１１ｃを外向きに一体に突
設し、下向きの山形枠の下面付近に長手方向に沿って蟻
溝部１２を下向きに一体に突設した構造からなる。本例
では、５本の中空押出型材１１を図１に示すように、台
枠１の長手方向に沿って配置し、相互に隣接する中空押
出型材１１を溶接により一体に接合して車幅方向に連接
することにより床板３を形成している。

【００２７】また床板３の左右両側には、開口断面が略
四角形の枠１３ａおよび略台形の枠１３ｂを上下に一体
に連設したアルミの中空押出型材１３からなる側梁４が
配置され、側梁４の上部内側には各最端の中空押出型材
１１の略コの字状枠１１ｃを外側あるいは内側から嵌合
できるように略コの字状枠１３ｃを内向きに一体に突設
してあり、図２のように溶接により一体に接合されてい
る。また、側梁４の上面には、車体の側構体（不図示）
を上から被せるように取り付けるための突状片１３ｅが
長手方向にかつ上向きに一体に突設されている。

【００２８】さらに床板３の下面の長手方向の両端寄り
には、枕梁（不図示）が側梁４間に溶接により一体に連
設されるが、枕梁もアルミの中空押出型材で一体に成形
される。また、床板３の前後両端には、アルミの半円形
状の端塞ぎ板あるいは端梁５が溶接により一体に接合さ
れている。

【００２９】ここまでは、従来の台枠２（図９参照）と
変わらないが、本例においては、台枠１の長手方向の中
央位置にアルミの補強用横梁７が直交する方向（車幅方
向）に一体に接合されている。つまり、横梁７は図２
（ｂ）のように断面「略コ」の字形で、床板３の下面に
両側の側梁４間に跨がって溶接により一体に接合されて
いる。また、横梁７を接合する際には、横梁７が接合さ
れる箇所において床板３を構成する各中空押出型材１１
の蟻溝部１２を、横梁７の幅以上にあらかじめ切除した
のち、蟻溝部１２に直交する方向に配置している。横梁
７は図２（ａ）に示すように床板３の下面より側梁４の
下端に至る高さを有し、床板３の下方の空間を一定の幅
でおおむね占有している。

【００３０】さらに、横梁７の前後位置で車幅方向の中
央部分に、一対の取付梁１７が横梁７から一定間隔をあ
けて一体に吊設されている。各取付梁１７は、図３のよ
うに高さの低い門形で、横梁７の半分程度の長さからな
る。そして、中空押出型材１１の蟻溝部１２を利用して
ボルト・ナット等の固定具（不図示）により、取付梁１
７の両端を含む支持部１７ａの上端が中空押出型材１１
の蟻溝部１２に一体に固定されている。本例では、デッ
ドウエイトとしての重りは使用せず、代わりに整流装置
１６を取付枠１７間に跨がってそれぞれ防振ゴム１８を
介して弾性支持している。このようにして、所定のダイ
ナミックダンパ１５が構成されている。

【００３１】整流装置１６の質量をｍとし、防振ゴム２
２のバネ定数をｋとした場合に、ダイナミックダンパ１
５の固有振動数ｆを、ｆ＝１／２π×√（ｋ／ｍ）の式
から導き出すことができる。本例では、整流装置１６の
質量は４００ｋｇで、車体の質量が２２ｔｏｎであり、
整流装置１６は車体の質量の１.８％程度になる。アル
ミ製車両では、車体の質量が一般的に２２〜３２・３３
ｔｏｎであり、整流装置１６等の重りの質量はおおむね
４００〜５００ｋｇ程度で効果が生じることから、ダイ
ナミックダンパ１５としての重りの質量は車体質量の３
％未満に抑えられる。具体的には、たとえば固有振動数
ｆを９Ｈｚとすれば、バネ定数ｋは、上記式からｋ＝ｍ
（２πｆ）²≒１.３×１０⁶Ｎ／ｍになる。なお、重り
として使用可能な床下機器は、多少の上下振動を与えて
も影響を受けないものであれば、整流装置１６に限定さ
れるものではなく、たとえばトランスを用いてもよく、
また一カ所だけでなく、複数の小型の機器を重りとした
小型のダイナミックダンパ１５を複数箇所に設けること
もできる。さらに、複数の小型機器をまとめて１つの重
りに構成したダイナミックダンパ１５にすることもでき
る。

【００３２】なお、床板３の下方には、図１のように、
ダイナミックダンパ１５を構成しない、各種の床下搭載
機器２６〜３１が取付部材（不図示）を介して吊設され
ている。

【００３３】以上のようにして本例の車体の台枠１が構
成されるが、断面「略コ」の字形の補強用横梁７を床板
３の下面において長手方向の中央位置に車幅方向に一体
に接合するとともに、横梁７を挟むように取付梁１７・
１７間に跨がって整流装置１６を防振ゴム１８を介して
弾性支持した比較的簡単な構造からなる。しかし、これ
による弾性振動の防止効果は次のように極めて高い。つ
まり、従来のアルミ製台枠２（図９参照）を備えた鉄道
車両では、時速９０ｋｍでの走行時に車体の長手方向中
央部で上下振動を測定したところ、図６（ａ）に示すよ
うに波形の高さが最大で０.１７ｇ程度であったもの
が、上記した本例の台枠１を備えた鉄道車両では図６
（ｃ）のように０.０６ｇ程度まで大幅に低減されてい
る。一方、図６（ｂ）では波形の高さが最大で０.１２
ｇ程度に低減されているが、これは断面「コ」の字形の
補強用横梁７’を床板３の下面において長手方向の中央
位置に車幅方向に一体に接合しただけの、いいかえれば
上記実施例の台枠１からダイナミックダンパ１５を構成
する各部材１６〜１８を省いた台枠２’（図１２参照）
を備えた参考例としての鉄道車両において、その走行時
に車体の長手方向中央部で上下振動を測定した結果を示
すものである。なお、図１２中の符号６は枕梁を示すも
ので、上記実施例と共通する部材には同一の符号を用い
て示している。

【００３４】また、走行時に車体の長手方向中央位置で
床板上の上下方向振動を測定した場合の周波数と振動加
速度との関係を示す図表から明らかなように、従来のア
ルミ製台枠２（図９参照）を備えた鉄道車両では、図７
（ａ）のように７〜１１Ｈｚ付近の高周波振動が高くて
乗り心地が悪かった。つまり、高周波振動の振動加速度
の最大値が乗り心地が悪い状態を表す判定線(3)を超え
ていた。これに対し、上記実施例の台枠１を備えた鉄道
車両では、図７（ｃ）のように高周波振動の振動加速度
の最大値が乗り心地が良好な状態を表す判定線(1.5)と
非常に良い状態を表す判定線(1)との間の領域まで低減
され、乗り心地が大幅に改善された。なお、図７の周波
数（横軸）において０.８〜２.０Ｈｚの低周波数は主に
台車と車体間に介設されている空気バネ（不図示）によ
り発生する上下振動を、また２.０〜４.０Ｈｚ付近の中
周波数は主に車軸と台車枠間に介設されている軸バネ
（不図示）により発生する上下振動をそれぞれ表してい
る。このため、台枠１（床板３）の剛性の向上とは直接
関係しないため、図７（ａ）と図７（ｃ）との比較で明
らかなように、低周波数域および中周波数域はほとんど
変わらない。

【００３５】さらに、図７（ｂ）は補強用横梁７’だけ
を設け、ダイナミックダンパ１５を省いた上記台枠２’
（図１２参照）を備えた鉄道車両（参考例）に関する図
表で、この場合には高周波振動の振動加速度の最大値が
乗り心地が普通の状態を表す判定線(2)と良好な状態を
表す判定線(1.5)との間の領域まで低減されているが、
上記実施例の鉄道車両ではこれに比べても大幅に改善さ
れていることが確認される。

【００３６】図４は横梁の固定方法の異なる本発明の他
の実施例を示す断面図で図２に対応する。図に示すよう
に、本例では、側梁４の中空押出型材１３の内側面下部
に蟻溝部１４が内向きにかつ長手方向に突設されてい
る。補強用横梁８は、図４（ｂ）のように断面”コ”の
字形で、両側の側梁４・４間に跨がって固定具で一体に
固定される。横梁８は前後方向から見て図４（ａ）のよ
うに上部両側が下向きに傾斜し、上面が水平で、上面の
各中空押出型材１１の蟻溝部１２に対応する位置にボル
ト孔８ａが穿設されるとともに、ボルト孔８ａの両側に
蟻溝部１２の外側に一対の嵌合片８ｂが嵌合可能に突設
されている。また横梁８の両側には、中空押出型材１３
の蟻溝部１４に対応する位置にボルト孔８ｃが穿設され
ている。

【００３７】そして、各蟻溝部１２又は１４内にボルト
２１の頭部２１ａを嵌入し、各ネジ部２１ｂを蟻溝部１
２又は１４の開口ａから突出させるとともに対応するボ
ルト孔８ａ・８ｃに挿入し、ワッシャー２３を介してナ
ット２２をネジ部２１ｂに螺合して締め付けることによ
り横梁８を台枠１に一体に固定している。本例の場合、
横梁８の材質は溶接により固定する場合と違って制限さ
れないので、アルミのほか、鉄やステンレスなどを使用
できる。ただし、軽量化を考えると、アルミが望まし
い。

【００３８】図５も横梁の固定方法の異なる本発明のさ
らに他の実施例を示す断面図で図２・図４に対応する。
図５に示すように、本例でも、図４に示す実施例と同様
に、床板３の各中空押出型材１１の蟻溝部１２および側
梁４の中空押出型材１３の蟻溝部１４を用いて横梁９を
一体に固定しているが、次のところが相違している。つ
まり補強用横梁９は、図５（ｂ）のように断面”コ”の
字形であるが、高さが横梁８の半分と低く、床板３の各
中空押出型材１１の蟻溝部１２に対しては、横梁９の上
面に台形状の台座９ａを一体に突設し、台座９ａの上面
に突起部９ｂを形成してこの突起部９ｂを蟻溝部１２の
開口ａに圧入することにより一体に接合している。本例
では、床板３と横梁９との間に空間部Ｖ（図５(ａ)）が
形成されるので、台枠１の長手方向に配管等を艤装する
場合に、横梁９の影響を受けにくい。本例の場合も、横
梁９の材質は溶接により固定する場合と違って制限され
ないので、アルミ、アルミ合金のほか、鉄やステンレス
などを使用できるが、突起部９ｂを蟻溝部１２の開口ａ
に圧入することと車体の軽量化とを考慮すると、アルミ
あるいはアルミ合金が望ましい。なお、図中の符号９ｃ
は横梁９に穿設されたボルト孔である。

【００３９】なお、図４および図５中には、ダイナミッ
クダンパ１５を示していないが、実際には横梁８又は９
の位置もしくはその近傍に設けられる。また、補強用横
梁７〜９は、床板３の長手方向の中央位置のほか、長手
方向に間隔をあけて複数本を設けることができる。さら
に、上記したようにダイナミックダンパ１５についても
複数の各種搭載機器２６〜３１（図３参照）によって分
散して構成し、床板３下面の複数の箇所に固設すること
ができる。さらにまた、複数の小型機器をまとめて１つ
の重りを構成し、これをダイナミックダンパー１５とす
ることもできる。

【００４０】以上に本発明の複数の実施例を示したが、
本発明は下記のように実施することもできる。

【００４１】 上記実施例では、各横梁を車体の長手
方向に直交する方向に設けたが、図示は省略するが、一
の横梁を長手方向に対し４５゜以上の角度で傾斜させて
設けたり一対の横梁を長手方向に対し４５゜以上の角度
で交差させて設けたりしても、同様の効果が達成され
る。この場合も、長手方向の中央位置に限らず、長手方
向に所定の間隔をあけて複数組設けることもできる。

【００４２】 本発明は主として鉄道用車両に適用さ
れるが、一般道路を走行するトロリーバスなどの自動車
にも適用できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係る車両の弾性振動防止用車体構造には、次の
ような優れた効果がある。

【００４４】（１）請求項１の発明では、補強用横梁に
より、床板の剛性が向上し、床板に作用する負荷荷重に
よる床板の撓み変形が減少すると同時に、補強用横梁の
設置位置付近に設けたダイナミックダンパが車体の弾性
振動による変位と逆向きに重り等を変位させ弾性振動を
抑制するので、仮に床板で弾性振動を発生するようなこ
とがあっても、この振動を低減する。この結果、床板の
特に長手方向の中央部分で発生し易かった弾性振動が起
こりにくくなり、車体の弾性振動の発生がかなり低減さ
れる。したがって、車両走行時に高周波振動である車体
のびびり振動が低く抑えられるため、乗客の乗り心地が
大幅に改善され、良好になる。

【００４５】（２）また、補強用横梁の両側を側梁に一
体に接合するので、床板の剛性がかなり向上され、床板
に作用する負荷荷重の一部が側梁に伝達されて床板の撓
み変形が少なくなるため、ダイナミックダンパによる振
動低減作用と相俟って、床板の弾性振動が抑えられ、車
体の弾性振動が確実に低減される。さらに、ダイナミッ
クダンパを構成する重り又は床下機器あるいは両者の必
要荷重（質量）による重量増加が車体の質量の１％〜３
％未満と非常に小さいため、車体全体の軽量化を図るう
えでほとんど支障がない。

【００４６】（３）請求項２の発明では、請求項１に記
載の発明による上記した作用と同様の作用が生じる。つ
まり、車両走行時に車体の弾性振動が発生しにくなって
乗り心地が大幅に改善される。

【００４７】（４）請求項３の発明では、床板と補強用
横梁との間に空間部が形成されるので、台枠の長手方向
に配管等を艤装する場合に、横梁の影響を受けにくい。

【００４８】（５）請求項４の発明では、ダイナミック
ダンパのバネを多少の内部損失を有する防振ゴムによっ
て構成して固有振動数に幅を持たせたので、車体の振動
特性が多少変化してもダイナミックダンパとしての弾性
振動低減効果が発揮される。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を鉄道車両の車体の台枠に適用した実施
例を示す全体底面図である。

【図２】図２（ａ）は図１のＢ−Ｂ線拡大断面図、図２
（ｂ）は図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】図１のＣ−Ｃ線拡大断面図で、右半分は左半分
の模式図である。

【図４】図４（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施
例を示す断面図で、図２に対応している。

【図５】図５（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施
例を示す断面図で、図２・図４に対応している。

【図６】時速９０ｋｍでの走行時に車体の長手方向中央
部で発生する上下振動波形を示す図表で、図６（ａ）は
従来のアルミ製車両を、図６（ｂ）は参考例としてのア
ルミ製車両を、図６（ｃ）は本発明のアルミ製車両を表
している。

【図７】時速９０ｋｍでの走行時に車体の長手方向中央
部で発生する弾性振動の周波数と振動加速度との関係お
よび乗り心地判定線とを表す図表で、図７（ａ）は従来
のアルミ製車両を、図７（ｂ）は参考例としてのアルミ
製車両を、図７（ｃ）は本発明のアルミ製車両を表して
いる。

【図８】時速７０ｋｍでの走行時に車体の長手方向中央
部で発生する弾性振動の周波数と振動加速度との関係お
よび乗り心地判定線とを表す図表で、図８（ａ）はゴム
タイヤ走行の従来のアルミ製車両を、図８（ｂ）はダイ
ナミックダンパを車体中央部に取り付けた、参考例とし
てのゴムタイヤ走行のアルミ製車両を表している。

【図９】従来の鉄道車両の車体のアルミ製台枠２を示す
全体平面図である。

【図１０】図１０（ａ）は図９のＡ−Ａ線拡大断面図
で、図１０（ｂ）は図９のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図１１】従来のアルミ製台枠の下方に床下機器等を取
り付けた状態を示す一部正面図である。

【図１２】本発明の参考例を示すもので、図８（１２）
は従来のアルミ製台枠の長手方向の中央位置に補強用横
梁７’を設けた台枠２’を示す全体平面図、図１２
（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 台枠 ３ 床板 ４ 側梁 ５ 端塞ぎ板（又は端梁） ６ 枕梁 ７・７’・８・９ 補強用横梁 １１・１１’・１３ 中空押出型材 １２・１４ 蟻溝部 １５ ダイナミックダンパ １６ 整流装置 １７ 取付梁 １８ 防振ゴム ２１ ボルト ２２ ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61F 1/00 - 1/14 B61D 17/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下向きに突出した蟻溝部を下面の長手方
   向に連続して備えた複数体の所定幅を有するアルミ製中
   空押出型材の押出方向を車体の長手方向に揃えて配置し
   溶接により車幅方向に一体に接続した床板および該床板
   の両側に所定幅を有するアルミ製中空押出型材の側梁を
   備えた台枠をもつ車両の車体構造において、 前記床板下面の長手方向の中央部にアルミ製の補強用横
   梁を接合する箇所の、床板を構成する前記中空押出型材
   の蟻溝部を前記横梁の幅以上にあらかじめ切除したう
   え、前記横梁を車体の長手方向とほぼ直交する方向に配
   置し、前記床板の下面およびおよび両側の前記側梁に対
   して一体に固定し、 前記床板下面の前記横梁を挟んで一定の間隔をあけてそ
   の前後位置でかつ車幅方向の中央部に、一対の取付梁を
   それぞれ前記蟻溝部を利用してボルト・ナット等の固定
   具により前記床板に一体に固定し、重り又は車体搭載用
   床下機器をバネ又は弾性体を介して前記取付枠間に跨が
   って弾性支持するとともに、前記重り又は前記床下機器
   あるいは両者の合計質量を、車体の質量の１％〜３％未
   満に設定した ことを特徴とする車両の弾性振動防止用車
   体構造。
2. 【請求項２】 下向きに突出した蟻溝部を下面の長手方
   向に連続して備えた複数体の所定幅を有するアルミ製中
   空押出型材の押出方向を車体の長手方向に揃えて配置し
   溶接により車幅方向に一体に接続した床板および該床板
   の両側に横向きに突出した蟻溝部を内側面の長手方向に
   連続して備えた所定幅を有するアルミ製中空押出型材の
   側梁を備えた台枠をもつ車両の車体構造において、前記床板下面の長手方向の中央部に補強用横梁を前記蟻
   溝部に交叉させかつ車体の長手方向に直交して配置し、
   前記横梁を前記床板および前記側梁の各蟻溝部を利用し
   てボルト・ナット等の固定具により取り付け、 前記床板下面の前記横梁を挟んで一定の間隔をあけてそ
   の前後位置でかつ車幅方向の中央部に、一対の取付梁を
   それぞれ前記蟻溝部を利用してボルト・ナット等の固定
   具により前記床板に一体に固定し、重り又は車体搭載用
   床下機器をバネ又は弾性体を介して前記取付枠間に跨が
   って弾性支持するとともに、前記重り又 は前記床下機器
   あるいは両者の合計質量を、車体の質量の１％〜３％未
   満に設定した ことを特徴とする車両の弾性振動防止用車
   体構造。
3. 【請求項３】 前記横梁は断面”コ”の字形で高さが低
   く、前記床板の各中空押出型材の蟻溝部に対して、横梁
   の上面に台形状の台座を一体に突設し、この台座の上面
   に形成した突起部を前記蟻溝部の開口に圧入することに
   より、前記床板に一体に接合したことを特徴とする請求
   項２に記載の車両の弾性振動防止用車体構造。
4. 【請求項４】 前記弾性体に防振ゴムを使用する請求項
   １〜３のいずれかに記載の車両の弾性振動防止用車体構
   造。