JP4531598B2 - 鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、空調装置から調和空気を車内に送風するためのものであって、特にダクト面積の拡大と軽量化を図った空調ダクトを有する鉄道車両に関する。

鉄道車両には、客室の乗車環境を向上させるため、車内を適切な温度に調節する空調システムが設けられている。その鉄道車両用空調システムでは、車内からの循環空気と換気用送風機により吸い込んだ車外の新鮮空気とを混合し、熱交換によって冷却あるいは加熱した調和空気として車内に送り込んでいる。その際、空調装置から送り出された調和空気は、車体長手方向に設けられた空調ダクトを通して車体全体に送られ、送風口から車内に吹き出される。

ここで図３は、従来の鉄道車両用空調ダクトを示した断面図である。鉄道車両は、車体がアルミの押出し形材の構体で構成され、図示するようにその側構体１０１に台枠横梁１０２が車体幅方向に接続されている。台枠横梁１０２は、車体の長手方向に所定の間隔で設けられ、その上に主構造の床１０３が設置されている。更に、床１０３の上には床受け１０５が立設され、その床受け１０５を介して客室床１０４が設置されている。

こうして二重に構成された床１０３と客室床１０４との空間には、不図示の空調装置から車内へ調和空気を流すための床中調和空気ダクト１１１，１１２と、車内から空調装置へ循環空気を戻すための床中リターンダクト１１３，１１４とが一組ずつ左右対称に配置され、更に中央には不図示の換気装置が車外から取り込んだ新鮮空気を空調装置へ送るための新鮮気ダクト１１５が配置されている。空調装置などの機器は床下に吊り下げられるように搭載され、車体長手方向に設けられた空調ダクト１１１〜１１５は、台枠横梁１０２の間にあって車体幅方向に設けられた不図示の空調装置部ダクトや換気装置部ダクトによって接続されている。

空調ダクト１１１〜１１５は、アルミ板などが矩形に折り曲げて形成されたダクト部材１２０によって構成されている。そのダクト部材１２０は、床１０３と客室床１０４との間に配置された床受け１０５の間に設置され、床受け１０５やダクト受け１０６に突設された受金を介して連結されている。そして、冷却或いは加熱された調和空気などが流れる空調ダクト１１１〜１１５には、結露を防止するため、ダクト部材１２０の周りには結露防止剤１２１が貼り付けられている。
特開平５−２７０４０３号公報（第２−３頁、図６）

しかし、従来の鉄道車両用空調ダクトは、床１０３と客室床１０４との狭い限られた床中空間に結露防止剤１２１を貼り付けたダクト部材１２０を収め、更に厚みのある断熱材１３０を床１０３とダクト部材１２０の間に配置していたため、十分なダクト面積が確保することが困難であった。こうしてダクト面積が小さくなることはダクトロスを引き起こし、車内温度を調整するため車内に送り込む調和空気をより多くしようとすることに対する妨げになっていた。
また、床中調和空気ダクト１１１，１１２などは主にアルミ板などの金属でできたダクト部材１２０によって構成されているが、車体の長手方向に延びるように広い範囲に渡って設けられている。一方で、鉄道車両における高速化が進む現在ではより軽量化が求められているため、ダクト部材１２０はそうした軽量化の要求に対する妨げの一因にもなっていた。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、ダクト面積の拡大と軽量化を図った空調ダクトを有する鉄道車両を提供することを目的とする。

本発明の鉄道車両は、車体の主構造の床とは別に設けられた客室床を、前記主構造の床に固定した車体長手方向に延びた床受けによって支える構造であって、前記主構造の床、客室床および床受けによって囲まれた空間の内面に気密性を備えた断熱材を張り付けて風道とした空調ダクトを形成し、前記客室床は、客室床板と断熱材とを上下二層に重ねたものであり、その客室床に対する前記床受けの取り付けにより、前記客室床の断熱材と、前記床受け及び主構造の床に貼り付けられた断熱材とにより前記風道を構成するものであることを特徴とする。

また、本発明の鉄道車両は、前記床受けが、車体長手方向に延びた板材が車体幅方向に所定の間隔で前記主構造の床の上に立設されたものであって、前記主構造の床と客室床との間には、車体幅方向に複数の当該床受けによって仕切られた風道が複数形成されたことを特徴とする。
また、鉄道車両は、前記断熱材が、表面をアルミ箔で覆った発泡樹脂材、またはグラスウールであることを特徴とする。

また、本発明の鉄道車両は、前記客室床が、客室床板と断熱材とを上下二層に重ねたものであり、前記床受けへの取り付けによって、その断熱材が前記床受け及び主構造の床に貼り付けられた断熱材とともに気密に囲み、風道としたことを特徴とする。
また、本発明の鉄道車両は、前記客室床が、前記客室床板と断熱材とに貫通孔があけられ、そこへ車内側に突き出した筒状のリターン吸込口が一体に形成されたものであることを特徴とする。

本発明の鉄道車両は、その空調ダクトを床、客室床及び床受けによって囲まれた筒状空間に断熱材を貼り付けて気密性をもたせることによって構成し、二重床構造をなす床と客室床との間の空間をそのままダクトとして有効活用している。そのため、限られたスペースを最大限に利用することで、従来に比べて大幅にダクト面積を大きくすることができた。また、従来のようなダクトを構成する金属部材などを省略したことにより、車両を軽量化することが可能になり、更には部品点数の削減により大幅な製作工数の削減やコスト低下にもなる。

また、本発明の鉄道車両は、空調ダクトを吸込口が客室床に対して予め一体に形成しているので、その客室床の取り付けに際して吸込口に対する煩わしい位置合わせ作業が必要でなくなり作業が極めて簡単になり、作業性が向上する。

次に、本発明に係る鉄道車両の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、鉄道車両の空調ダクトについて、その一実施形態を示した断面図である。
鉄道車両は、車体がアルミの押出し形材の構体で構成され、図示するように側構体１１に台枠横梁１２が幅方向に接続されている。台枠横梁１２は、車体の長手方向に所定の間隔で設けられ、その上に主構造の床１３が張られ、更にその上には床受け１５を介して客室床１４が支持されている。

この床１３と客室床１４との間には、不図示の空調装置から車内へ調和空気を流すための床中調和空気ダクト２１，２２と、車内から空調装置へ循環空気を戻すための床中リターンダクト２３，２４とが一組ずつ左右対称に配置され、更に中央には不図示の換気装置が車外から取り込んだ新鮮空気を各空調装置へ送るための新鮮気ダクト２５が配置されている。空調装置などの機器は床下に吊り下げられるように搭載され、車体長手方向に設けられた床中調和空気ダクト２１，２２などは、その空調装置や換気装置と台枠横梁１２の間にあって車体幅方向に設けられた不図示の空調装置部ダクトや換気装置部ダクトによって接続されている。

こうした空調ダクト２１〜２５を備えた空調システムでは、車内の空気が床中リターンダクト２３，２４を通り、また換気用送風機によって吸い込んだ新鮮空気が新鮮気ダクト２５を通ってそれぞれ空調装置へ送られる。そして、空調装置で冷却あるいは加熱された調和空気が床中調和空気ダクト２１，２２を介して車内に送り出される。その際、車内の空気は、座席５０の下に突設されたリターン吸込口１６から床中リターンダクト２３，２４に吸い込まれ、一方、車内に送り出される調和空気は、床中調和空気ダクト２１，２２から車体の側壁内に設けられた立ち上りダクト１７を通って不図示の送風口から吹き出される。

ここで、図２は、本実施形態の鉄道車両用空調ダクトを示した組立図である。鉄道車両は、図示するように左右の側構体１１に渡って床１３が張られ、その上には所定の間隔で床受け１５が車体の長手方向に沿って複数立設されている。その床受け１５は所定幅（高さ）の板材であり、図示するように起立した状態で床１３に固定され、その床１３と床受け１５とによって断面コの字状の溝が複数構成される。従って、床受け１５に客室床１４を搭載することにより、床受け１５によって仕切られたそれぞれの溝が客室床１４に塞がれて筒状の空間がつくられる。
本実施形態では、こうして床１３、客室床１４及び床受け１５によって囲まれた筒状空間をダクトとしてそのまま利用する。すなわち、本実施形態の鉄道車両用空調ダクトは、図３に示した従来の鉄道車両用空調ダクトと比較すると、床１０３と客室床１０４との間に配置したダクト部材１２０を省いた構成となっている。

床１３の上に起立した床受け１５は、車体長手方向に連続して設けられているが、熱歪みの影響を抑えるため全長に渡って溶接が行われているわけでない。そのため、床１３、客室床１４及び床受け１５によって囲まれた筒状空間は気密に構成されているわけではない。そこで、結露を防止して断熱性を確保するために必要となる断熱材に気密性をもたせ、客室床１４及び床受け１５によって囲まれた筒状空間をダクトとして機能させるようにしている。

すなわち、図２に示すように床１３の上に床受け１５を立設し、その床１３や床受け１５に対して断熱材１８をコの字形に貼り付ける。その断熱材１８は、気密性を有する例えばグラスウールの断熱材の表面がアルミ箔で覆われたものや、グラスウールのシートを積層した断熱パネルの表面にアルミ箔が貼られたものが使用される。そうした断熱材１８を床１３と床受け１５の間に接着剤を塗布して隙間無く貼り付けて一体化させる。
その後、床受け１５に対して客室床１４を取り付ける。この客室床１４は、客室床板３１と断熱材３２とが二層に重ねられたものである。こうして客室床１４の下面に配置された断熱材３２もダクトの気密性を保つため表面にアルミ箔で覆ったものなどである。

そして、この客室床１４を床受け１５に対して取り付けることにより、床１３と客室床１４そして床受け１５によって囲まれた筒状空間の内側は気密性をもった断熱材１８，３２によって覆われ、それぞれ図１に示すように床中調和空気ダクト２１，２２、床中リターンダクト２３，２４及び新鮮気ダクト２５が構成される。

従って、本実施形態の鉄道車両用空調ダクトは、床１３、客室床１４及び床受け１５によって囲まれた筒状空間をそのままダクトとすることにより、限られたスペースを最大限に利用することで、ダクト部材１２０を使用した従来の鉄道車両用空調ダクトに比べて大幅にダクト面積を拡張することができた。
また、ダクト部材１２０を省略したことにより、車両を軽量化することが可能になった。更に、ダクト部材１２０だけでなく、そのダクト部材１２０を取り付けるためのダクト受け１０６などが不要になり、部品点数を削減することができた。そして、部品点数の削減は、そのための加工作業も不要になり、大幅な製作工数の削減とコストの削減という効果も得られた。

ところで、床中リターンダクト２３，２４には、図１に示すように車内の空気を排出させるためにリターン吸込口１６が形成されている。従来の道車両用空調ダクトにおいても図３に示すように、客室床１０４からはリターン吸込口１１６が突設されている。そのため、客室床１０４の取り付けは、その客室床１０４に形成された貫通孔を位置合わせする必要があり、リターン吸込口１１６は座席１５０毎に設けられているため、手間のかかる作業であった。

これに対して本実施形態の道車両用空調ダクトでは、リターン吸込口１６が客室床１４に対して予め一体に形成されている。リターン吸込口１６は、円筒体が客室床板３１と断熱材３２とにあけられた貫通孔にはめ込んで固定されている。そして、その上方開口には車内の塵やホコリが床中リターンダクト２３，２４へ入り込まないようにフィルタなどが被せられている。
従って、本実施形態では、リターン吸込口１６が予め客室床１４と一体に設けられているため、客室床１４の取り付けに際して従来のような煩わしい位置決めが必要でなくなり作業が極めて簡単になり、作業性が向上した。

以上、本発明に係る鉄道車両用ダクトの一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では断熱材に、表面にアルミ箔が覆われたものであったり、グラスウールによって形成されたものを使用することを示したが、この他にも、床１３、客室床１４及び床受け１５によって囲まれた筒状空間が空調システムの機能を妨げない程度に気密になるものであればよい。

鉄道車両用空調ダクトの一実施形態を示した断面図である。 一実施形態の鉄道車両用空調ダクトを示した組立図である。 従来の鉄道車両用空調ダクトを示した断面図である。

符号の説明

１ 側構体
１２ 台枠横梁
１３ 床
１４ 客室床
１５ 床受け
１６ リターン吸込口
１７ 立ち上りダクト
１８ 断熱材
２１，２２ 床中調和空気ダクト
２３，２４ 床中リターンダクト
２５ 新鮮気ダクト
３１ 客室床板
３２ 断熱材

Claims (5)

1. 車体の主構造の床とは別に設けられた客室床を、前記主構造の床に固定した車体長手方向に延びた床受けによって支える構造の鉄道車両において、
   前記主構造の床、客室床および床受けによって囲まれた空間の内面に気密性を備えた断熱材を張り付けて風道とした空調ダクトを形成し、
   前記客室床は、客室床板と断熱材とを上下二層に重ねたものであり、その客室床に対する前記床受けの取り付けにより、前記客室床の断熱材と、前記床受け及び主構造の床に貼り付けられた断熱材とにより前記風道を構成するものであることを特徴とする鉄道車両。
2. 請求項１に記載する鉄道車両において、
   前記床受けは、車体長手方向に延びた板材が車体幅方向に所定の間隔で前記主構造の床の上に立設されたものであって、前記主構造の床と客室床との間には、車体幅方向に複数の当該床受けによって仕切られた風道が複数形成されたことを特徴とする鉄道車両。
3. 請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両において、
   前記断熱材は、表面をアルミ箔で覆った発泡樹脂材、またはグラスウールであることを特徴とする鉄道車両。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鉄道車両において、
   前記風道と車内への送風口とを結ぶ立ち上りダクトを有し、その立ち上がりダクトは、先端部が床受けを貫通して取り付けられ、前記断熱材は、その先端部を塞がないように形成された孔を位置決めすることによって前記床受けに貼り付けられたものであることを特徴とする鉄道車両。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する鉄道車両において、
   前記客室床は、前記客室床板と断熱材とに貫通孔があけられ、そこへ車内側に突き出した筒状のリターン吸込口が一体に形成されたものであることを特徴とする鉄道車両。

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