JP6082470B2 - 鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両に関し、特に、鉄道車両が衝突するなどした際に上床が台枠から分離することを抑制する床構造を備える鉄道車両に関する。

本技術分野の背景技術として、たとえば特許文献１がある。この公報には、「閉断面を有す中空押出形材からなる台枠の上面に複数の床支持具を固設し、該床支持具に設けた弾性部材を介して床板を支持した」と記載されている。

また、特許文献２には、「内装床板を支持する防振部材の両側面に係止段部を形成し、構体床板に設けた床受部材に、上面が開口した収納溝を形成し、収納溝の一方の側壁内面に、防振部材の一側面の係止段部上面に係合する突起部を設けるとともに、収納溝の他方の側壁上部から連続して水平方向外側に延出する支持部を設け、支持部に、防振部材の他側面の係止段部上面に係合する突起部を有する押え板を取付けた」と記載されている。

また、特許文献３には、「The mounting has a first C-shaped profiled part (1), with inward facing projections (5), and a second profiled part (2) with upper and low, both parts of plastic or aluminum. Elastic bearin supporting it on the first profile when not under load, or under small load only. The elastic bearing part is glued to the second profile, and another bearing part (12) is glued to the first profile.」と記載されている。

特開平９−１５０７３８号公報 特開２００１−４８０１７号公報 欧州特許出願公開１１９３１６５号明細書

上記の先行技術では、上床の上面に固定されている座席および上床の重量に起因する防振ゴムに作用する荷重の方向は、基本的に鉛直方向下向きなので、防振ゴムには圧縮方向の荷重のみが作用することを仮定している。しかしながら、万が一、鉄道車両が踏切上の障害物あるいは他の鉄道車両に衝突した際に、上床に固定されている座席の重心に鉄道車両の進行方向の力が加わる。同時に、座席の重心に作用する前述した力と、この重心から上床までの高さ寸法とを腕寸法とからなるモーメントが座席に作用する。そして、このモーメントは上床を鉄道車両の台枠から引き剥がそうとする衝撃荷重の原因となる。

従来、防振ゴムには想定されていなかった上述のような衝撃荷重が作用した場合、防振ゴムの上面と上床との接着面、防振ゴム自身、あるいは、防振ゴムの下面と台枠に設けられる防振ゴム受けとの間の接着面のいずれかが破断して、上床が上方に剥がれて浮き上がるおそれがある。

このため、上床が防振支持されている鉄道車両において、鉄道車両に大きな衝撃が作用した際に、通常の防振ゴム等の弾性部材による上床の弾性支持を阻害することなく、座席やテーブル等が固定されている上床が上方に浮き上がらない上床の弾性支持構造の実現が望まれている。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、上床の弾性支持を阻害することなく、鉄道車両に大きな衝撃が作用した際にも上床の上方への浮き上がりを有効に防止し得る鉄道車両を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するために本発明においては、台枠の上面側に床を構成する上床が敷設された鉄道車両において、前記台枠の上面に、当該台枠の長手方向に沿って設けられた突起部と、前記台枠の長手方向に沿って配設され、下面が前記台枠の上面に固定された弾性部材と、前記弾性部材の上面に固定されるとともに、前記上床の下面に固定された支持部材とを備え、前記突起部は、前記台枠の上面から垂直方向に延伸する垂直片と、当該垂直片の上端部から水平方向に延伸する水平片と、当該水平片の水平端部から下方に突出する突起とを有し、前記支持部材は、前記弾性部材の上面に接着剤により固定されるとともに、前記上床の下面側に固定される第１の水平片と、前記第１の水平片の幅方向の一端部から前記台枠の上面の方向に延伸する垂直片と、前記垂直片の下端部から水平方向に延伸する第２の水平片と、当該第２の水平片の水平端部から上方に向けて突出する突起とを有し、前記支持部材は、前記第２の水平片が前記台枠の上面と前記突起部の前記水平片との間に挿入され、前記突起部の前記水平片と前記支持部材の前記第２の水平片とが前記台枠の上面と垂直な方向において空間的に重なるように配置され、前記突起部の前記水平片と前記支持部材の前記第２の水平片との間と、前記突起部の前記水平片の水平端部と前記支持部材の前記垂直片との間と、前記支持部材の前記第２の水平片の水平端部と前記突起部の前記垂直片との間と、前記突起部の前記突起と前記支持部材の前記突起との間と、前記突起部の前記突起と前記支持部材の前記第２の水平片との間と、前記支持部材の前記突起と前記突起部の前記水平部との間には、それぞれ隙間が設けられ、こと前記上床が前記台枠の上面から離反する方向への移動が前記突起部の前記水平片と前記支持部材の前記第２の水平片との係合及び前記突起部の前記突起と前記支持部材の前記突起との係合により抑制するように構成されていることを特徴とする。

かかる鉄道車両によれば、衝突等によって衝撃が生じて上床を持ち上げる（引き剥がす）方向の荷重が上床に作用する場合であっても、突起部が支持部材の移動を係止するため、これに伴い上床の上下方向の移動も抑制される。この場合、突起部および支持部材は、弾性部材による上床の弾性支持には影響を及ぼさない。

本発明によれば、上床の弾性支持を阻害することなく、鉄道車両に大きな衝撃が作用した際にも上床の上方への浮き上がりを有効に防止し得る鉄道車両を実現できる。

図１は、鉄道車両の長手方向の垂直断面図である。 図２は、第１の実施の形態による防振支持構造を示す断面図である。 図３は、第１の実施の形態による防振支持構造の他の構成例を示す断面図である。 図４は、第１の実施の形態による防振支持構造を備える鉄道車両の長手方向に沿った方向の断面構成を示す断面図である。 図５は、第１の実施の形態による防振支持構造の他の構成例を示す断面図である。 図６は、第２の実施の形態による防振支持構造を示す断面図である。 図７は、第２の実施の形態による上床の支持構造の構成例を示す断面図である。 図８は、第２の実施の形態による防振支持構造の構成例を示す断面図である。 図９は、第２の実施の形態による上床の支持構造の構成例を示す断面図である。 図１０は、第２の実施の形態による防振支持構造の応用例を示す斜視図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
図１は本実施の形態による鉄道車両の長手方向の垂直断面図であり、図２は図１のＡ部を拡大した詳細図である。

一般的に、鉄道車両構体１は、床面をなす台枠２と、台枠２の幅方向の端部に立設される側構体３と、台枠２の長手方向の端部に立設される妻構体４（図４参照）と、側構体３および妻構体４の上部に載置される屋根構体５と、から構成される。

特に、台枠２、側構体３および屋根構体５の各構体は、対向する２枚の面板をリブで一体に結合した部材から構成されている。これらの部材は、アルミニウム合金を押出成型することによって製造され、ダブルスキン形材と呼称される。鉄道車両構体１に供されるこれらダブルスキン形材は、鉄道車両の長手方向に沿って押出し成型される場合が多い。

鉄道車両構体１の内部における台枠２の上面には防振ゴム１０（図２）を介して上床１１が敷設されており、上床１１に座席６やテーブル７などが固定されている。

図２に示すように、上床１１は、座席６やテーブル７等を上床１１に固定する際に供される固定用レール１２と、固定用レール１２に接続されて床面を構成する床材１３と、から構成される。固定用レール１２は、上方が開口した断面Ｃ字状のチャンネル材である。床材１３は、固定用レール１２の側面下端部から矢印１２０で示す幅方向（枕木方向）に突出する縁部１２ａにねじ１４により締結されている。床材１３は、たとえば木材やアルミハニカム材をコア材とし、このコア材の両面にアルミニウム合金等の薄い面板を貼りつけて形成されている。固定用レール１２は、台枠２と同様に、アルミニウム合金の押出し成型によって製作されている。

上床１１は、鉄道車両構体１内に持ち込まれて所定位置に位置決めされた後、あらかじめ台枠２の上面の所定位置に固定された防振ゴム１０の上面に固着されている支持部材１５上に載置される。そして、上床１１の幅方向（枕木方向）の両端部を、側構体３の下端部に設けられた図示しない支持部にねじ止めするとともに、上床１１の幅方向の中央部に位置する固定用レール１２を防振ゴム１０上の支持部材１５にねじ１６により締結する。

その後、座席６の脚６ａおよびテーブル７の脚７ａの下端部を、上床１１を構成する固定用レール１２の上部にボルト１７により固定する。台枠２と上床１１との間の空間には、吸音材または断熱材などの所定の板状部材１８が必要に応じて配設される。なお、上床１１の幅方向の両端部を側構体３の下端部で支持する支持構造として、後述する台枠２の突起部２０、支持部材１５および防振ゴム１０から構成される本実施の形態の防振支持構造を採用してもよい。

次に、台枠２への上床１１の取り付け構造について説明する。本実施の形態の場合、台枠２の上面（台枠２の面板２ａ，２ｂのうちの車内側の面板２ａの表面）側には、図４において矢印１１０で示す台枠２の長手方向（レール方向）に沿って断面逆Ｌ字状の突起部２０が台枠２と一体に押出し成型される（図４参照）。突起部２０は、面板２ａから垂直方向に延伸する垂直片２０ａと、垂直片２０ａの上端部から水平方向に延伸する水平片２０ｂと、水平片２０ｂの水平端部から下方に突出する（後述する支持部材１５の第２の水平片１５ｃ側に突出する）突起２０ｃとを備える。垂直片２０ａは、台枠２における面板２ａと傾斜リブ２ｃとの接続部の近傍に設けられる。

脱脂処理が施された面板２ａの上面に、面板２ａの長手方向（レール方向）に沿って防振ゴム１０が接着剤によって固定された後、防振ゴム１０の上部に支持部材１５が接着剤によって固定される。この支持部材１５は、第１の水平片１５ａと、第１の水平片１５ａの幅方向の一端部から下方に延伸する垂直片１５ｂと、垂直片１５ｂの下端部から水平方向に延伸する第２の水平片１５ｃと、第２の水平片１５ｃの水平端部から上方に向けて突出する（突起部２０の水平片２０ｂ側に突出する）突起１５ｄとを備えて構成される。

支持部材１５は、第２の水平片１５ｃが台枠２の突起部２０の水平片２０ｂと台枠２の上面板２ａとの間に挿入され、第２の水平片１５ｃと突起部２０の水平片２０ｂとが台枠２の上面と垂直な方向（矢印１３０）において空間的に重なるように防振ゴム１０上に接着される。

このとき、突起部２０の水平片２０ｂと支持部材１５の第２の水平片１５ｃとの間と、突起部２０の水平片２０ｂの水平端部と前記支持部材１５の垂直片１５ｂとの間と、支持部材１５の第２の水平片１５ｃの水平端部と突起部２０の垂直片２０ａとの間と、突起部２０の突起２０ｃと支持部材１５の突起１５ｄとの間と、突起部２０の突起２０ｃと支持部材１５の第２の水平片１５ｃとの間と、支持部材１５の突起１５ｄと突起部２０の水平片２０ｂとの間とにはそれぞれ隙間（空間）が設けられており、これにより鉄道車両の通常の運用時に防振ゴム１０が変形することを阻害しないで、上床１１を弾性支持できる構成としている。鉄道車両が運行される場合に、防振ゴム１０に垂直荷重が作用して圧縮変形したり、水平荷重を受けてせん断変形したりする場合であっても、これら隙間（空間）は確保されており、これにより上床１１が防振ゴム１０に弾性支持される。

なお、台枠２の突起部２０（垂直片２０ａ、水平片２０ｂ、突起２０ｃ）の態様と、支持部材１５（第１の水平片１５ａ、垂直片１５ｂ、第２の水平片１５ｃ、突起１７ｄ）の態様とは、鉄道車両構体１の中央部の垂直断面（図１のＢ−Ｂ断面）に対して面対称に配置されている。

支持部材１５の垂直片１５ｂと、防振ゴム１０の側面１０ａとの間にも隙間ｇ１（図２参照）が設けられており、上床１１を弾性支持する防振ゴム１０に荷重が作用して変形することを妨げない構成としている。さらに、防振ゴム１０の側面１０ａとの間に隙間ｇ１を設けることにより、バネ定数が小さく振動絶縁効果が大きいゴム（ゴム硬度が小さく柔らかいゴム）を防振ゴム１０として利用できる構成としている。支持部材１５の第１の水平片１５ａの幅方向の開放端部には切欠１５ｅが設けられており、これにより支持部材１５の軽量化が図られている。

次に、上床１１を台枠２の上面に固定する方法の一例について説明する。まず、固定用レール１２の縁部１２ａに床材１３をねじ１４で固定して、固定用レール１２と床材１３とを一体にした上床１１を製作する。上床１１の幅方向（枕木方向）の寸法は、鉄道車両構体１の車内の幅方向（枕木方向）の寸法とほぼ同じ寸法であり、上床１１の長手方向（レール方向）寸法は、車内に搬入された上床１１を車内で容易に取り扱える程度の長さ（たとえば２〔m〕前後）に選定される。

続いて、台枠２の上面（面板２ａの表面）の所定位置に防振ゴム１０を接着剤で固定し、その後、台枠２の突起部２０の垂直片２０ａ、水平片２０ｂおよび突起２０ｃと、支持部材１５の垂直片１５ｂ、第２の水平片１５ｃおよび突起１５ｄとが上述した位置関係を満足するように支持部材１５を位置決めしながら当該支持部材１５の第１の水平片１５ａを防振ゴム１０の上面に接着剤で固定する。

この後、支持部材１５の第１の水平片１５ａの上面に上床１１を位置決めして載置し、さらに、固定用レール１２の上方に開口した部位からねじ１６を固定用レール１２の内部に挿入し、このねじ１６を固定用レール１２を介して支持部材１５にねじ込むことにより、固定用レール１２を支持部材１５に固定する。この作業を繰り返すことによって、上床１１同士がその長手方向に沿って直列に接続され、これにより継ぎ目の目立たない連続した一体の床が構成される。なお、鉄道車両構体１の長手方向（レール方向）に沿って上床１１を直列に接続するための上床１１の接合部の形態等については後述する。

図２との対応部分に同一符号を付した図３は、上床１１を防振支持する上述の防振支持構造を、台枠２の上面と床の下面との寸法が小さい鉄道車両に採用した場合の構成例を示す。この防振支持構造は、防振ゴム２１の厚みが小さい点と、支持部材２２の垂直片２２ｂの高さ寸法が短い点とを除いて、図２について上述した本実施の形態による防振支持構造と同様の構造を有する。なお図３において、２２ａは支持部材２２の第１の水平片、２２ｃは支持部材２２の第２の水平片、２２ｄは支持部材２２の突起をそれぞれ示す。

ここで、複数の鉄道車両から組成される鉄道車両編成は、主電動機を搭載する台車を備える鉄道車両や、主電動機を搭載しない鉄道車両や、架線から電力を鉄道車両へ供給するために屋根上に集電装置が搭載される鉄道車両などから構成される。

主電動機を搭載する台車を備える鉄道車両では、台車に搭載される主電動機の振動や、台車のけん引力やブレーキ力を鉄道車両構体１に与える牽引装置に生じる振動などが台枠２に伝達されやすい。このため、主電動機を搭載する台車を備える鉄道車両では、台枠２の振動が上床１１に伝達しないように、防振ゴムの厚み（高さ寸法）を大きくしたり、ゴム硬度を小さくしたりするなどして防振性を高めることが望ましい。一方、主電動機を搭載しない台車を備える鉄道車両では、台枠２に伝達される上述のような振動の振動レベルが小さく、上床１１に対する高い防振性能が要求されないので、防振ゴムの厚みを大きく取る必要がない。

また集電装置を搭載する鉄道車両は、屋根構体５の高さが低くなることから、天井８（図１）の高さも低くなる。このため、台枠２の上面（面板２ａの表面）から上床１１の下面までの高さ寸法Ｈ１（図２）を小さくして、上床１１の上面から天井８の下面までの高さ寸法を大きくする工夫がなされる場合がある。このような場合、図３のように支持部材２２の垂直片２２ｂの高さ寸法と、防振ゴム２１の高さ寸法とを小さくするだけで、台枠２の上面から上床１１の下面までの高さ寸法Ｈ２（図３）を小さくすることができる。

このように台枠２の上面から上床１１の下面までの寸法が小さい鉄道車両については、垂直片２２ｂの高さ寸法が小さい支持部材２２を適用するとともに、厚みが小さい防振ゴム２１を利用することで対応できるため、台枠２と一体に押出し成型される垂直片２０ａ（水平片２０ｂ、突起２０ｃ）などの寸法を、台枠２の上面と上床１１の下面との高さ寸法に応じて変更する必要がない。したがって、台枠２の種類を増やしたり、台枠２を構成する押し出し形材のダイス（押出し成型に供される型）を複数個準備したりすることがなく、製造コストの上昇を抑制することができる。

図４は、上述した本実施の形態の防振支持構造を備える鉄道車両の長手方向に沿う方向の断面図（図２におけるＣ−Ｃ断面図）である。鉄道車両は、長手方向（レール方向）の端部にデッキ部Ｄを備え、その長手方向の中央部に客室部Ｐを備えている。一般に、デッキ部Ｄは台車３０の上方に位置する空間であり、側構体３（図１）に乗客等が乗降に供す出入り口を備えている。デッキ部Ｄと客室部Ｐとは、仕切り板３１で仕切られるとともに、仕切り板３１にはデッキ部Ｄから客室部Ｐに通じる扉（図示せず）が備えられる。

鉄道車両の床下には、台車３０および床下機器３２、３３が備えられる。たとえば、床下機器３２は内燃機関および発電機を備えるパワーパックであり、床下機器３３は台車３０に備えられるブレーキを制御する制御装置である。床下機器３２は可動部を有しているため台枠２を加振する可能性が高く、床下機器３３は可動部を有していないため台枠２を加振する可能性が低い。台車３０が主電動機を搭載していれば主電動機の回転に伴う振動が台枠２に伝達するし、台車３０が主電動機を搭載しない場合であっても、軌道３４の継ぎ目や、軌道３４の不整等によって台車３０から台枠２へ振動が伝わりやすい。

台枠２を加振する床下機器３２の上方の位置Ｐ１に備えられる上床１１は、台枠２の上面に防振ゴム１０を介して固定され（防振支持）、台枠２を加振しない床下機器３３の上方の位置Ｐ２に備えられる上床１１は、台枠２の上面に配置される防振ゴム１０を介すことなく、台枠２に設けられた突起部２０の水平片２０ｂに直接固定される（防振支持なし、図９参照）。

上床１１は鉄道車両構体１の長手方向（レール方向）に沿って直列に接続されて台枠２上に配置される。上床１１の長手方向（レール方向）の一方の端部には雄型の当接部１１ｂが備えられており、上床１１の長手方向の他方の端部には雌型の当接部１１ａが備えられている。上床１１を台枠２の上面に載置して位置決めをする際、直列に配置される上床１１の雄型の当接部１１ｂと雌型の当接部１１ａとを突き合わせてかみ合わせながら敷設する。

なお本実施の形態の場合、図４からも明らかなように、防振ゴム１０は台枠２の長手方向（レール方向）に沿って連続的に配置されるのに対して、台枠２の突起部２０および支持部材１５は台枠２の長手方向に沿って離散的に配置される。これは鉄道車両構体１の軽量化を図るための対策であり、このため台枠２と一体に当該台枠２の長手方向（レール方向）に沿って連続的に押出し成型された突起体（突起部２０と同じ断面形状を有する）の余分な部分を、グラインダー等で切り落とすことにより個々の突起部２０を形成する。なお、軽量化の要求が厳しくない場合には、突起部２０を離散的に設ける必要はなく、かかる突起体をそのまま突起部２０として利用するようにしてもよい。

以上の構成を有する本実施の形態の鉄道車両では、踏切等で障害物等に衝突した場合に、上床１１、座席６およびテーブル７等には鉄道車両の進行方向（レール方向）に向く慣性力が作用するため、これらの部品には進行方向に向かう力が発生するが、上床１１がねじ１６で機械的に締結されている支持部材１５は、防振ゴム１０の上面に接着されているため、接着剤のせん断力によって上床１１の進行方向への移動は抑制される。

同様に、進行方向に向く力が作用している座席６の脚６ａやテーブル７の脚７ａは、上床１１を構成する固定用レール１２に固定されているので、上床１１へ締結されている脚６ａおよび脚７ａは上床１１と同じように進行方向への移動が抑制されるが、座席６の座面や背もたれ等は鉄道車両の進行方向へ移動しようとする。このため、座席６およびテーブル７の重心に作用する進行方向に向かう慣性力と、これらの重心から上床１１までの高さ寸法を腕の長さと、からなるモーメントが上床１１と脚６ａ（脚７ａ）との締結部に作用する。

このモーメントによって、上床１１が上方へ持ち上げられようとする力が作用して上述した接着面が剥がれる場合であっても、上床１１に固定された支持部材１５の第２の水平片１５ｃが台枠２の上面から離反する方向に移動するのを台枠２に設けられた突起部２０の水平片２０ｂが係止するため、上床１１が台枠２から浮き上がることを抑制することができる。

また鉄道車両に作用する衝撃は、必ずしも進行方向に沿う方向だけとは限らず、たとえば踏切等において自動車が鉄道車両の側面に衝突する場合も想定されうる。このような場合であっても、台枠２に設けられた突起部２０の垂直片２０ａ等の態様と、支持部材１５の垂直片１５ｂ等の態様とが、鉄道車両構体１の中央部の垂直断面に対して面対称に配置されているので、上床１１が進行方向に交差する方向に繰り返される力を受けても、台枠２の突起部２０の垂直片２０ａが支持部材１５の垂直片１５ｂの幅方向（枕木方向）の移動を係止するとともに、水平方向の力に伴って上床１１が上方に持ち上げられようとしても、台枠２の突起部２０の水平片２０ｂが支持部材１５の第２の水平片１５ｃの上方の移動を係止する。

さらに、台枠２の突起部２０には突起２０ｃが設けられるとともに、支持部材１５にも突起１５ｄが設けられており、上床１１が上方に持ち上げられようとした場合にこれら突起２０ｃと突起１５ｄとが係合するので、上床１１が台枠２から分離することを効果的に抑制することができる。したがって、鉄道車両に水平面内の衝撃（幅方向または斜め方向の衝撃）が作用する場合であっても、上床１１が台枠２から分離することを有効に抑制することができる。

なお、これらの突起２０ｃ，１５ｄは、対応する突起部２０の水平片２０ｂや支持部材１５の第２の水平片１５ｃの強度および剛性を高めることにも寄与しており、上床１１に衝撃が作用した場合においても、これら水平片２０ｂ，１５ｃが破損することを有効に防止することができる。

さらに本実施の形態の鉄道車両では、上述のように支持部材１５の第２の水平片１５ｃを台枠２に設けられた突起部２０の水平片２０ｂと台枠２の上面板２ａとの間に挿入し、突起部２０の水平片２０ｂと、支持部材１５の第２の水平片１５ｃとが台枠２の上面と垂直な方向（図２の矢印１３０）において空間的に重なる態様で支持部材１５が防振ゴム１０の上部に固定される。

このとき、突起部２０の水平片２０ｂと支持部材１５の第２の水平片１５ｃとの間と、突起部２０の水平片２０ｂの水平端部と支持部材１５の垂直片１５ｂとの間と、支持部材１５の第２の水平片１５ｃの水平端部と突起部２０の垂直片２０ａとの間と、突起部２０の突起２０ｃと支持部材１５の突起１５ｄとの間と、突起部２０の突起２０ｃと支持部材１５の第２の水平片１５ｃとの間と、支持部材１５の突起１５ｄと突起部２０の水平片２０ｂとの間とには隙間（空間）がそれぞれ設けられる。この構成によって、鉄道車両の振動に伴う防振ゴム１０の変形が阻害されないので、十分な防振支持（振動絶縁）効果を得ることができる。さらに、上述のように突起部２０の水平片２０ｂと支持部材１５の第２の水平片１５ｃとの間等の隙間が維持されているため、これら部材同士が衝突することによって生じる騒音の発生も抑制することができる。

加えて、本実施の形態の鉄道車両では、台枠２の突起部２０が鉄道車両構体１の中央部の垂直断面に対して面対称に設けられるため、突起部２０が一体に押出し成型される台枠２の構成形材の種類を少なくすることができる。つまり、たとえば台枠２の幅方向（枕木方向）の右側半分の押出形材（ダブルスキン形材）を手前から奥に向けて押出し成型し、左側半分の押し出し形材（ダブルスキン形材）を奥から手前に向けて押出し成型して、これらを幅方向に突き合わせて接合して台枠２を構成する。この構成（中央部の垂直断面に対して面対称構造）によって、台枠２の構成形材の種別の数を小さくできるので、設計コストおよび製造コストを小さくすることができる。

また本実施の形態の鉄道車両では、台枠２の突起部２０の垂直片２０ａが、台枠２の上面を形成する面板２ａと、両面板２ａ，２ｂ間を接続する傾斜リブ２ｃとの接続部の近傍に設けられているため、当該突起部２０の強度および剛性を強化することができる。つまり鉄道車両に衝撃が生じて、上床１１が上方へ移動しようとするとき、上床１１に固定されている支持部材１５の第２の水平片１５ｃが台枠２に設けられた突起部２０の水平片２０ｂに係止される。このとき、水平片２０ｂと、水平片２０ｂを支持する垂直片２０ａと、垂直片２０ａが接続される面板２ａに大きな力が作用する。しかしながら本実施の形態の鉄道車両においては、上述した構成を備えているため、上床１１の上方への移動を抑制する過程において、突起部２０の垂直片２０ａが上方へ引っ張られる方向に衝撃力が作用してもその衝撃力に十分耐えることができる。

なお、座席６の脚６ａや、テーブル７の脚７ａとの位置の関係によっては、台枠２の面板２ａと傾斜リブ２ｃとの接続部の近傍に突起部２０を設けることが難しい場合がある。この場合には、図５に示すように、突起部２０の垂直片２０ａの下方の面板２ａと面板２ｂとを接続する垂直リブ２ｄを設けることにより、垂直片２０ａの強度および剛性を確保するようにしてもよい。

さらに、一般に、車内騒音が問題となる１６０〔Ｈｚ〕以上の高周波数域では、上床１１が局所的なローカル変形モードの振動を呈するようになり、上床１１が単一のマス（質量）ではなく、複数のマス（質量）とバネを有する複数自由度の物体としての挙動を示すようになる。この点について、本実施の形態の鉄道車両では、防振ゴム１０の真上に座席６の脚６ａおよびテーブル７の脚７ａが固定されるため、座席６の重量と着座した乗客の重量とが固定用レール１２を介して防振ゴム１０に作用する場合は、座席６が防振ゴム１０の真上以外の範囲に上床１１に固定されている場合に比べて、防振ゴム１０をバネ、上床１１をマス（質量）とするバネマス系の固有振動数が小さくなるので防振効果が期待できる周波数帯域が低周波数の側に拡大されるため、高い防振効果を発揮することができる。これによりさらに車内騒音を下げる効果がある。

また、剛性の高い固定用レール１２は振動の節になりやすく、その節の位置で防振ゴム１０により上床１１が支持されているため、台枠２の振動が上床１１に伝播しにくい構造となっている。さらに、剛性の高い固定用レール１２によって座席６の脚６ａが固定されているため、固定用レール１２を設けない場合に比べて、衝突時に座席６の脚６ａを上床１１から引き剥がそうとする上方への衝撃荷重に対する耐久力が向上する。さらには、防振ゴム１０の上面にあらかじめ支持部材１５を接着固定しておき、そこに上床１１を固定していくことができるため、支持部材１５の位置決めが容易で、組み立て施工性が向上する。

（２）第２の実施の形態
図２との対応部分に同一符号を付した図６は、第２の実施の形態による上床１１の防振支持構造を示す。本実施の形態の場合、台枠４０の上面側（車内側の面板４０ａの側）には、台枠４０の長手方向（レール方向）に沿って断面逆Ｌ字状の突起部４１が台枠４０と一体に押出し成型される。

突起部４１は、面板４０ａから垂直方向に延伸する垂直片４１ａと、垂直片４１ａの上端部から水平方向に延伸する水平片４１ｂと、水平片４１ｂの水平端部から下方に突出（後述する支持部材４３の第２の水平片４３ｃ側に突出）する突起４１ｃとを備え、台枠４０の長手方向に沿って連続的または離散的に形成される。突起部４１の水平片４１ｂは、第１の実施の形態の突起部２０の水平片２０ｂ（図２）に比べて幅方向（枕木方向）の幅が広く形成されている。また垂直片４１ａは、台枠４０の上面を形成する面板４０ａと、面板４０ａおよび面板４０ｂ間を接続する傾斜リブ４０ｃとの接続部の近傍に設けられる。

脱脂処理が施された突起部４１の上面には、突起部４１の水平片４１ｂとほぼ同じ幅を有し、かつ長手方向（レール方向）に後述する支持部材４３と同じ長さを有する防振ゴム４２が接着剤によって固定されており、この防振ゴム４２の上面に支持部材４３が固定されている。この支持部材４３は、略Ｃ字状の断面形状を有しており、第１の水平片４３ａと、第１の水平片４３ａの幅方向の一方の端部から下方に延伸する垂直片４３ｂと、垂直片４３ｂの下端部から第１の水平片４３ａと対向するように水平方向に延伸する第２の水平片４３ｃと、第２の水平片４３ｃの水平端部から上方に向けて突出（突起部４１の水平片４１ｂ側に突出）する突起４３ｄとを備えて構成される。

支持部材４３は、第２の水平片４３ｃが突起部４１の水平片４１ｂと台枠４０の上面板４０ａとの間に挿入され、突起部４１の水平片４１ｂと、当該支持部材４３の第２の水平片４３ｃとが台枠４０の上面と垂直な方向（矢印１３０）において空間的に重なるように、第１の水平片４３ａにおける第２の水平片４３ｃとの対向面が防振ゴム４２の上面に接着剤により固定される。

このとき、突起部４１の水平片４１ｂと支持部材４３の第２の水平片４３ｃとの間と、突起部４１の水平片４１ｂの水平端部と支持部材４３の垂直片４３ｂとの間と、突起部４１の突起４１ｃと支持部材４３の第２の水平片４３ｃとの間と、支持部材４３の水平片４３ｃの水平端部と突起部４１の垂直片４１ａとの間と、支持部材４３の突起４３ｄと突起部４１の水平片４１ｂとの間とには隙間（空間）がそれぞれ設けられており、鉄道車両の通常の運用時に防振ゴム４２が変形することを阻害しないで、上床１１を弾性支持できる構成としている。鉄道車両が運行される場合に、防振ゴム４２に垂直荷重が作用して圧縮変形したり、水平荷重を受けてせん断変形したりする場合であっても、これら隙間（空間）は確保されており、これにより上床１１が防振ゴム４２に弾性支持される。

なお、台枠４０の突起部４１（垂直片４１ａ、水平片４１ｂ、突起４１ｃ）の態様と、支持部材４３（第１の水平片４３ａ、垂直片４３ｂ、第２の水平片４３ｃ、突起４３ｄ）の態様とは、鉄道車両構体１の中央部の垂直断面（図１のＢ−Ｂ断面）に対して面対称に配置されている。

支持部材４３の垂直片４３ｂと、防振ゴム４２の側面４２ａとの間にも隙間ｇ２が設けられており、上床１１を弾性支持する防振ゴム１０に荷重が作用して変形することを妨げない構成としている。さらに、防振ゴム４２の側面４２ａとの間に隙間ｇ２を備えることにより、バネ定数が小さく振動絶縁効果が大きいゴム（ゴム硬度が小さく柔らかいゴム）を防振ゴム４２として選定できる構成としている。支持部材４３の第１の水平片４３ａの幅方向の開放端部には切欠き４３ｅが設けられており、支持部材４３の軽量化が図られている。

次に、上床１１を台枠４０の上面に固定する方法の一例について説明する。まず、第１の実施の形態について上述した手法により固定用レール１２と床材１３とを一体にした上床１１を製作する。

続いて、台枠４０の各突起部４１の水平片４１ｂ上に防振ゴム４２を接着剤で固定し、その後、台枠４０の突起部４１の垂直片４１ａ、水平片４１ｂおよび突起４１ｃと、支持部材４３の第１の水平片４３ａ、垂直片４３ｂ、第２の水平片４３ｃおよび突起４３ｄとが上述した位置関係を満足するように支持部材４３を位置決めしながら、支持部材４３の第１の水平片４３ａにおける第２の水平片４３ｃとの対向面を防振ゴム４２の上面に接着剤で固定する。

この後、支持部材４３の第１の水平片４３ａの上面に上床１１を位置決めして載置し、さらに、固定用レール１２の上方に開口した部位からねじ１６を固定用レール１２の内部に挿入し、このねじ１６を固定用レール１２を介して支持部材４３にねじ込むことにより、固定用レール１２を支持部材４３に固定する。この作業を繰り返すことによって、上床１１同士がその長手方向に沿って直列に接続され、これにより継ぎ目の目立たない連続した一体の床が構成される。

本実施例においても、第１の実施の形態において述べたのと同様に、鉄道車両の衝突時に上述した接着材が剥がれて上床１１が上方に移動しようとする衝撃荷重に対して、支持部材４３の第２の水平片４３ｃが突起部４１の水平片４１ｂにぶつかり、上床１１の上方への移動が抑制される。これにより、第１の実施の形態と同様の効果、つまり上床１１の防振性能と、衝突時の安全性を両立するという効果を得ることができる。なお、本実施の形態では突起部４１の水平片４１ｂと、支持部材４３の第２の水平片４３ｃとの間に隙間が存在するが、この隙間にも防振ゴム４２と同様の防振ゴムを配設するようにしてもよい。

また、鉄道車両構体１の内部における台車の上方以外の一般部の床など、防振の必要性が低い部位については、図６について上述した本実施の形態の防振支持構造と、図７に示すような剛支持構造とを併用するようにしてもよい。この剛支持構造は、台枠４０の上面側（車内側の面板４０ａの側）に、台枠４０の長手方向に沿って当該台枠４０と一体に押出し成型された断面Ｆ字状の突起部４４から構成される。

突起部４４は、面板４０ａから垂直方向に延伸する垂直片４４ａと、垂直片４４ａの上端部から水平方向に延伸する第１の水平片４４ｂと、垂直片４４ａの中段位置から第１の水平片４４ｂと対向するように水平方向に延伸する第２の水平片４４ｃと、第２の水平片の４４ｃの端部から下方へ突出する突起４４ｄとを備える。垂直片４４ａは、台枠４０の面板４０ａと、面板４０ａに斜めに接続する傾斜リブ４０ｃとの接続部の近傍に設けられる。

また突起部４４は、面板４０ａから第１の水平片４４ｂの上面までの高さが図６について上述した防振支持構造における支持部材４３の第１の水平片４３ａの上面までの高さと同じ高さに形成されるとともに、面板４０ａから第２の水平片４４ｃまでの高さが図６について上述した防振支持構造における突起部４１の水平片４１ｂの上面までの高さと同じ高さに形成されている。

そして上床１１は、突起部４４の第１の水平片４４ｂの上面に位置決めして載置し、固定用レール１２の上方に開口した部位からねじ１６を固定用レール１２の内部に挿入し、このねじ１６を固定用レール１２を介して突起部４４の第１の水平片４４ｂにねじ込むようにして、突起部４４（ひいては台枠４０）に固定される。

したがって、たとえば図４において、内燃機関および発電機を備えるパワーパックでなる床下機器３２の上方の位置Ｐ１には図６について上述した防振支持構造を設け、制御装置でなる床下機器３３の上方の位置Ｐ２には図７について上述した剛支持機構を設けることにより、剛支持構造と防振支持構造と併用することができる。

この場合において、防振支持構造を設けるに際しては、突起部４４における第２の水平片４４ｃよりも上側部分を取り除くことで防振支持構造の突起部４１（図６）を作成することができるため、台枠４０の形状を部位によって変更する必要がなく、上床１１の支持機構が剛支持機構および防振支持構造のいずれであるかに係わりなく、台枠４０の形状を共通化することができる。

逆に、図６について上述した本実施の形態による防振支持構造よりもさらに防振ゴム４２の厚みを大きくし、より防振性能を高めたい部位については、図８に示すように、突起部４４（図７）全体を取り除き、台枠４０に接着などの方法により固定した防振ゴム４５の上方に固定用レール１２をねじ止めするなどして上床１１を台枠４０に固定することも可能である。この場合、この部分自体には車両衝突時に上床１１が上方へ変位するのを抑制する機能はないが、図４について上述したように上床１１同士は鉄道車両の長手方向（レール方向）に締結されているため、前後の上床１１において上方への変位が抑制されれば、この上床１１だけが上方へ変位することはない。

また、たとえば屋根上に集電装置が搭載された鉄道車両において、屋根構体５（図１）の高さが低くなるのに伴って床を低く抑える必要があり、かつ床の防振支持が必要ない場合には、図９に示すように、上述の突起部４４の第２の水平片４４ｃよりも上側部分を取り除くことにより図６の突起部４１を形成し、この突起部４１の水平片４１ｂに直接、固定用レール１２をねじ１６により固定することによって、上床１１の高さを低くすることができる。このように本発明によれば、異なる防振性能や床高さへの要求に対応して、鉄道車両毎に床高さの異なる構成を容易に実現することができ、幅広い車種に対応することが可能である。

なお、鉄道車両において、部分的に上床１１の長手方向（レール方向）の移動を強固に抑制することが必要な場合には、図１０に示すように、突起部４１を台枠４０の長手方向（レール方向）に沿って連続的に設けるとともに、当該突起部４１の水平片４１ｂにアンカー穴４１ｂａを設け、アンカーピン４６をアンカー穴４１ｂａに挿入するようにしてもよい。この場合、アンカーピン４６とアンカー穴４１ｂａとは非接触であり、アンカーピン４６は固定用レール１２に設けた穴１２ｂに固定される。これにより、通常時はアンカーピン４６とアンカー穴４１ｂａとは非接触であるが、衝突時に上床１１が長手方向（レール方向）に移動しようとした際には、アンカーピン４６がアンカー穴４１ｂａにぶつかり、上床１１の移動を抑制する。また、アンカーピン４６は、座席６の脚６ａを固定するボルト１７（図６）と共用であってもよい。

（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態は一例であり、本発明の構成はこれに限定されるものではない。たとえば、上述の第１及び第２の本実施の形態において、支持部材１５，２２，４３の水平片１５ａ，２２ａ，４３ａを防振ゴム１０，２１，４２の上面に接着するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、上床１１の下面に支持部材１５，２２，４３の水平片１５ａ，２２ａ，４３ａを固定し、台枠２，４０の突起部２０，４１と、支持部材１５，２２，４３との位置関係を上述した態様とするようにしてもよい。このように支持部材１５，２２，４３と防振ゴム１０，２１，４２とを分離する場合、固定用レール１２を設けないで上床１１に座席６を直接固定するようにしてもよい。支持部材１５，２２，４２と防振ゴム１０，２１，４２とを分離した場合であって、防振ゴム１０，２１，４２の上方に座席６の脚６ａが固定されない場合であっても、上述の第１及び第２の実施の形態と同様の防振効果および上床１１の移動抑制効果を得ることができる。

また上述の第１および第２の実施の形態においては、上床１１を弾性支持する弾性部材として防振ゴム１０，２１，４２，４５を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、かかる弾性部材として、たとえば、ばねや硬化スポンジ等のゴム以外の弾性部材を広く適用することができる。

さらに上述の第１および第２の実施の形態においては、突起部１５ｄ，２０ｃ，２２ｄ，４１ｃ，４３ｄ，４４ｄを台枠２，４０と一体に押出し成型するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、突起部１５ｄ，２０ｃ，２２ｄ，４１ｃ，４３ｄ，４４ｄを台枠２，４０とは別個に形成し、突起部１５ｄ，２０ｃ，２２ｄ，４１ｃ，４３ｄ，４４ｄをねじ止め又は溶接等により台枠２０，４０に固定するようにしてもよい。ただし、突起部１５ｄ，２０ｃ，２２ｄ，４１ｃ，４３ｄ，４４ｄを台枠２，４０と一体に押出し成型した方が引っ張り方向（上方向）に対する突起部１５ｄ，２０ｃ，２２ｄ，４１ｃ，４３ｄ，４４ｄの強度を上げることができる。

さらに上述の第１および第２の実施の形態においては、突起部２０，４１，４４および支持部材１５，２２，４３を図２、図３または図６について上述した構成とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、上床１１に固定された支持部材の台枠２０，４０の上面から離反する方向への移動を突起部により係止することができるのであれば、これら支持部材および突起部の構成としては、図２、図３または図６について上述した構成以外の種々の構成を広く適用することができる。

さらに上述の第１の実施の形態においては、台枠２に、突起部２０の垂直片２０ａの下方の面板２ａと面板２ｂとを接続する垂直リブ２ｄを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第２の実施の形態の台枠４０についても同様に、必要に応じて突起部４１の垂直片４１ａの下方の面板４０ａと面板４０ｂとを接続する垂直リブを設けるようにしてもよい。

さらに上述の第２の実施の形態においては、図１０について上述した上床１１の長手方向への移動抑制構造を第２の実施の形態の防振支持構造に対してのみ適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このような上床１１の長手方向への移動抑制構造を第１の実施の形態の防振支持構造についても適用するようにしてもよい。

本発明は台枠の上面側に床を構成する上床が敷設される種々の構成の鉄道車両に広く適用することができる。

１……鉄道車両構体、２，４０……台枠、２ａ，２ｂ，４０ａ，４０ｂ……面板、２ｃ，４０ｃ……傾斜リブ、２ｄ……垂直リブ、６……座席、６ａ，７ａ……脚、７……テーブル、１０，２１，４２，４５……防振ゴム、１１……上床、１２……固定用レール、１２ａ……縁部、１２ｂ……穴、１３……床材、１４，１６……ねじ、１５，２２，４３……支持部材、１５ａ，１５ｃ，２０ｂ，２２ｃ，４１ｂ，４４ｂ，４４ｄ……水平片、１５ｂ、２０ａ，２２ｂ，４１ａ，４３ｂ、４４ａ……垂直片、１５ｄ，２０ｃ，２２ｄ，４１ｃ，４３ｄ，４４ｄ……突起、１５ｅ……切欠き、１７，４６……ボルト、２０，４１，４４……突起部、３０……台車、３３……床下機器、１１０……長手方向（レール方向）、１２０……幅方向（枕木方向）、１３０……高さ方向。

Claims (4)

1. 台枠の上面側に床を構成する上床が敷設された鉄道車両において、
   前記台枠の上面に、当該台枠の長手方向に沿って設けられた突起部と、
   前記台枠の長手方向に沿って配設され、下面が前記台枠の上面に固定された弾性部材と、
   前記弾性部材の上面に固定されるとともに、前記上床の下面に固定された支持部材と
   を備え、
   前記突起部は、
   前記台枠の上面から垂直方向に延伸する垂直片と、
   当該垂直片の上端部から水平方向に延伸する水平片と、
   当該水平片の水平端部から下方に突出する突起と
   を有し、
   前記支持部材は、
   前記弾性部材の上面に接着剤により固定されるとともに、前記上床の下面側に固定される第１の水平片と、
   前記第１の水平片の幅方向の一端部から前記台枠の上面の方向に延伸する垂直片と、
   前記垂直片の下端部から水平方向に延伸する第２の水平片と、
   当該第２の水平片の水平端部から上方に向けて突出する突起と
   を有し、
   前記支持部材は、
   前記第２の水平片が前記台枠の上面と前記突起部の前記水平片との間に挿入され、
   前記突起部の前記水平片と前記支持部材の前記第２の水平片とが前記台枠の上面と垂直な方向において空間的に重なるように配置され、
   前記突起部の前記水平片と前記支持部材の前記第２の水平片との間と、前記突起部の前記水平片の水平端部と前記支持部材の前記垂直片との間と、前記支持部材の前記第２の水平片の水平端部と前記突起部の前記垂直片との間と、前記突起部の前記突起と前記支持部材の前記突起との間と、前記突起部の前記突起と前記支持部材の前記第２の水平片との間と、前記支持部材の前記突起と前記突起部の前記水平部との間には、それぞれ隙間が設けられ、
   前記上床が前記台枠の上面から離反する方向への移動が前記突起部の前記水平片と前記支持部材の前記第２の水平片との係合及び前記突起部の前記突起と前記支持部材の前記突起との係合により抑制するように構成されている
   ことを特徴とする鉄道車両。
2. 前記突起部の態様と、前記支持部材の態様とが、前記台枠における幅方向の中央部の垂直断面に対して面対称に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
3. 前記台枠は、
   押出し成型により形成され、対向する２枚の面板をリブにより接続した構造を有し、
   前記突起部は、
   前記台枠の上面を形成する前記面板と、前記リブとの接続部の近傍に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
4. 前記上床上に配置された座席を備え、
   前記座席の脚が前記上床における前記弾性部材の真上の位置に固定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。

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