JPH04368276A - 鉄道車両の車体の制振機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両のたわみ振動
を最小限の質量増加で抑制する鉄道車両の車体の制振機
構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両の高速化のためには軽量化は不
可欠であり、車両の構体も軽量化が進められている。　
　構体を軽量化する手段としては、構体の構成部材を細
くしたり薄くすることによって行われるが、構体の構成
部材を細くし、あるいは薄くしていくと、一般にその曲
げ剛性は低下し、車体がたわみ振動を起こしやすくなり
、その結果乗り心地は悪くなる傾向にある。　　そのた
め、あまり曲げ剛性を低下させないように構体を設計し
、乗り心地の低下を防止している。　　このことは軽量
化を推進するうえでの一つの障害となっている。

【０００３】このような問題点を解決するため、近時鉄
道車両の車体の制振機構として、図７、図８におけるよ
うに、車両構体の側構体Ａ　と屋根構体Ｂの外板を、車
体内側のリブ１　付き型材２　と車体外側の平板３　と
の間に樹脂層４　を入れたサンドイッチパネルＣ　で構
成し、構体の骨組５　をリブ１　上で固定して車体の振
動減衰性の向上をはかったものが考案されている。　　
（実開平３−１５２５５　号公報参照）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車体のたわみ振動を抑
制するためには、構体の曲げ剛性を高くするか、車体の
振動減衰性を高めることが有効である。　　構体の曲げ
剛性を高くすることは一般に構体の質量増加を招き軽量
化の観点から好ましくない。　　車体の振動減衰性を高
めるためには、構体の材料そのものの振動減衰性を高め
る方法と、新たに振動減衰性を増大させるための機構を
付加する方法がある。　　車両構体の材料として要求さ
れる強度、剛性の条件を満たし、現在構体材料として用
いられている炭素鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼
よりも振動減衰性が高く、価格もこれらと同程度の材料
は現時点では見当たらない。　　したがって、構体の材
料そのものの振動減衰性を高める方法は現時点では実現
困難と考えられる。

【０００５】また、前記実開平　３−１５２５５　号公
報に記載されたもののように、振動減衰性を増大させる
ための機構として車両構体の側構体Ａと屋根構体Ｂ　の
外板を、型材２と平板３　との間に樹脂層４を入れたサ
ンドイッチパネルＣ　で構成するものにおいては、ある
程度車体の振動減衰性を高め、曲げ振動を抑制し、乗り
心地を向上させることはできるが、車両構体の強度を負
担する部分は型材２　であり、樹脂層４および平板３　
が従来の構体に比較して質量増加部分となるので、側構
体Ａ　全体と屋根構体Ｂ　全体の外板をサンドイッチパ
ネルＣ　で構成すると、車体の質量が大幅に増加し、車
体の軽量化が著しく阻害されるため、高速車両等のよう
に軽量化が要求される車体への適用は好ましくない。　
　また、この従来例では型材２　と骨組５　はリブ１　
を介して接合する浮き骨方式であるため、従来の外板と
骨組とをスポット溶接で結合する方式と比較して溶接の
工程が多く、さらにサンドイッチパネルＣ　を多用する
ことによりコスト高となることも懸念される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決し、車体の質量増加を可及的に少なくし、軽量
車体構造に適用して車体の振動減衰性を高め、曲げ振動
を抑制し、乗り心地を向上させる鉄道車両の車体の制振
機構を得ることを目的としており、鉄道車両構体の外板
あるいは梁の内外面の一部等、部材のひずみ発生率大な
る個所に粘弾性材を貼り付け、その上面に縦弾性係数の
高い材料の薄板を拘束板として貼り付けることを特徴と
するものである。

【０００７】

【作用】車体がたわみ振動すると、構体の外板あるいは
軒けたや梁の内外面等、部材のひずみ発生率の大きな箇
所に貼り付けられた粘弾性材は、部材の変形と同様に変
形しようとする。　　しかし、粘弾性材の表面に貼り付
けられた拘束板は縦弾性係数が高いため、変形は小さく
、粘弾性材の変形は拘束される。　　したがって粘弾性
材は剪断変形することになって、車体のたわみ振動のエ
ネルギーはこの粘弾性材の剪断変形により吸収され、た
わみ振動は抑制されるので車体の振動減衰性が高められ
、乗り心地は改善される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は車体の構体の短辺方向の切断端面図で、車体
の構体に制振機構を施工した場合の制振機構の位置を示
したものであり、１１は構体、１２は屋根、１３は床、
１４は外板、１５は側梁、１６は軒けた、１７は制振機
構である。図２は制振機構１７を施した車体の構体１１
の長手方向を示したもので、たわみ振動抑制効果を最大
に発揮させるために、制振機構１７の貼り付け位置を車
体の曲げの中立軸から離れた位置で、車体の長手方向に
おける制振効果の大きい車体中央部分を中心に施工して
いる。　　また、車窓１８の横の部分の制振機構１７は
、外板１４の面内の剪断ひずみ変形の比較的大きな部分
に貼付した場合を示している。

【０００９】図３は外板１４に施工された制振機構１７
の詳細を示し、　１７ａは粘弾性材、　１７ｂは拘束板
である。　　ここで、粘弾性材１７ａ　はたとえばポリ
ウレタンゴム等の合成ゴムや天然ゴム等が用いられる。 　　粘弾性材１７ａ　は接着剤そのもので構成すること
もできるが、その時は拘束板１７ｂ　を直接外板１４，
　側梁１５あるいは軒けた１６に貼ることになる。　　
また、縦弾性係数の高い材料の薄板としての拘束板９　
は、鋼板、ステンレス鋼板等の金属の薄板、あるいは軽
量化に一層配慮する場合は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチ
ック）の薄板とすることも可能である。

【００１０】図４および図５は、制振機構１７をそれぞ
れ側梁１５、軒けた１６に施工した場合を示したもので
、側梁１５の外面、あるいは軒けた１６の外面に粘弾性
材１７ａ　を介して拘束板１７ｂ　が貼着されている。 　　図において、１９は側柱である。　　この場合、制
振機構１７は側梁１５あるいは軒けた１６に各別に施工
するのではなく、それぞれ外板１４と連続して施工する
。図６は外板４　の内側に施工された制振機構１７を示
すもので、外板１４の内面に粘弾性材１７ａ　を介して
拘束板１７ｂ　が貼着されている。　　外板１４の内側
に施工することは、車体外側への制振機構１７の突出を
避けることができ、外観上好ましい。　　この場合、制
振機構１７は車体の長手方向に連続していることが振動
減衰性能を有効に発揮するために必要であるので、側柱
１９が制振機構１７を切断しないように、側柱１９と外
板１４とは、たとえば図６に示すように、外板１４に形
成されたＴ状のリブ２０に側柱１９を固定するような接
合方法をとることが好ましい。

【００１１】

【発明の効果】本発明にかかる鉄道車両の車体の制振機
構は、鉄道車両構体のひずみ発生率の大なる箇所に粘弾
性材を貼り付け、その上面に縦弾性係数の高い材料の薄
板を拘束板として貼り付けているので、鉄道車両の構体
の質量増加を可及的に少なくして振動減衰性を増大させ
、曲げ振動を抑制し、乗り心地を向上させることができ
て、高速鉄道車両における制振効果を有効に発揮できる
と共に、本発明にかかる鉄道車両の車体の制振機構は、
格別な構成を付加することなく在来の構体にも適用でき
、制振機構の施工に際して著しいコスト高を招くことも
ないなど、鉄道車両の車体の制振機構として好適である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉄道車両の車体の制振機構の実施
例で、構体の短辺方向の切断端面図である。

【図２】制振機構を施した車両の構体の長手方向を示し
た正面図である。

【図３】外板に施工された制振機構の要部の拡大詳細図
である。

【図４】制振機構を側梁に施工した場合の、要部の断面
図である。

【図５】制振機構を軒けたに施工した場合の、要部の断
面図である。

【図６】制振機構を外板の内面に設けた場合の要部の断
面図である。

【図７】従来の車体の制振機構の一例を示す車両構体の
斜視図である。

【図８】図７の一部の拡大断面図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄道車両構体の外板あるいは梁の内外面の
   一部等、部材のひずみ発生率大なる個所に粘弾性材を貼
   り付け、その上面に縦弾性係数の高い材料の薄板を拘束
   板として貼り付けることを特徴とする鉄道車両の車体の
   制振機構。