JP2008302770A - 鉄道車両の天井構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、天井部の美観を損なうことなく、空調用の吹き出し口及び吸い込み口の位置と吸音構造との位置について設計の自由度の高い鉄道車両の天井構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の鉄道車両の天井構造は、鉄道車両１の天井部に設けられ、同一形状の貫通孔１９が一様に形成された天井パネル２１を備える。天井パネル２１は、吹出領域ａと吸込領域ｂ，ｃと吸音領域ｄ，ｅとを含む。吹出領域ａは、車室１７内へ調和空気を吹き出す吹出ダクト２７と連通した吹出用貫通孔１９ａが形成された領域である。吸込領域ｂ，ｃは、車室１７内から循環空気を吸い込む吸込ダクト２９，３１と連通した吸込用貫通孔１９ｂ，ｃが形成された領域である。吸音領域ｄ，ｅは、吸音材４５，４９によってふさがれた吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅが形成された領域である。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉄道車両の車室内に空調用の吹き出し口と吸い込み口とを備えた鉄道車両の天井構造に関する。

下記特許文献１には、鉄道車両の天井部に空調用の吹き出し口と吸い込み口とが設けられた天井構造について記載されている。
特開平１１−２５５１２２号公報

一般的に、鉄道車両において空調用の吹き出し口及び吸い込み口の位置は、鉄道車両の形状等や座席の配置に応じて設定される。これは、座っている人の位置及び立っている人の位置に応じて空気を循環させるためである。座席の配置は鉄道車両によって様々であるので、座席の位置が異なる鉄道車両では、吹き出し口及び吸い込み口の位置を変える必要がある。

このような鉄道車両の天井部に吸音構造を更に設ける場合がある。この場合、座席の配置が異なる鉄道車両毎に、空調用の吹き出し口及び吸い込み口と吸音構造とを配置する位置を変更する必要がある。このため、天井部の構造が複雑になる。

また、空調用の吹き出し口及び吸い込み口が天井部に設けられた場合、天井部の美観が損なわれることがある。天井部は乗客の目に付きやすく、美観が損なわれることは問題である。

そこで、本発明は、天井部の美観を損なうことなく、空調用の吹き出し口及び吸い込み口と吸音構造の位置とを容易に変更可能な鉄道車両の天井構造を提供することを目的とする。

本発明の鉄道車両の天井構造は、鉄道車両の天井部に設けられ、同一形状の複数の貫通孔が一様に形成された天井パネルを備え、天井パネルは、複数の貫通孔のうち、鉄道車両の車室内へ空気を吹き出す吹出ダクトと連通した貫通孔が形成された吹出領域と、複数の貫通孔のうち、車室内から空気を吸い込む吸込ダクトと連通した貫通孔が形成された吸込領域と、複数の貫通孔のうち、吸音材によってふさがれた貫通孔が形成された吸音領域と、を含んでいることを特徴とする。

本発明の鉄道車両の天井構造では、空気が、天井パネルの吹出領域に形成された複数の貫通孔から車室内へ吹き出され、車室内を循環した空気が、吸込領域に形成された複数の貫通孔から吸い込まれる。これにより空調が行われる。そして、騒音は、天井パネルの吸音領域に形成された複数の貫通孔から吸音材に達して吸音される。これらの貫通孔は同形状で一様に形成されているので、天井パネルにおいて任意の領域を、空気を吹き出す領域と、吸い込む領域、吸音する領域としてそれぞれ機能させることができる。すなわち、空調用の吹き出し口及び吸い込み口の位置と吸音構造の位置とについて設計の自由度を高くすることができる。また、貫通孔は同形状で一様に形成されているので、天井部の美観を保つことができる。

好ましくは、吹出領域と吸込領域と吸音領域とは、それぞれ、鉄道車両の前後方向に沿って延びている。一般的に、鉄道車両の座席は、前後方向に沿って配列されている。よって、吹出領域と吸込領域と吸音領域とを座席の配列に合わせて配置することとなり、鉄道車両の前後方向に沿って一様に空調機能及び吸音機能を発揮することができる。

好ましくは、吹出領域は、鉄道車両の車幅方向の中央部に位置し、吸込領域は、鉄道車両の車幅方向の両端側にそれぞれ位置し、吸音領域は、吹出領域と吸込領域との間に位置している。この場合、車室内において、天井の中央から吹き出された空気は、床に達すると床に沿って両端へ流れ、続いて側面に沿って上昇して天井に吸い込まれることとなる。これにより、天井から吹き出された空気が車室内を十分循環せずに再び天井に吸い込まれるショートサーキットを抑制して、効率的に空気を循環させることができる。また、車内の中央に配置された通路の両側に座席が配置されている場合、中央の通路に立っている人には吹き出された風が比較的強く当たり、座席に座っている人には風が比較的弱く当たるようにすることができる。このように、座席配置に適合して空気を循環させることができる。

好ましくは、吹出ダクトと吸込ダクトとの少なくとも一方は、吸音材料で形成されている。この場合、吹出ダクトと吸込ダクトとの少なくとも一方によって吸音することが可能となる。よって、吸音効果を向上させることができる。

好ましくは、天井パネルは、プラスチックと金属との積層構造を成している。この場合、天井パネルの断熱性を向上させることができる。冷房時には、吹き出される空気と室内の空気との間に温度差があるが、天井パネルの表面と裏面との間の熱伝導を抑制して、天井パネルに結露が発生するのを抑制すると共に熱損失を抑えることができる。

本発明の鉄道車両の天井構造によれば、空調用の吹き出し口及び吸い込み口と吸音構造の位置とを容易に変更することができる。これにより、座席の配置が異なる鉄道車両毎に、空調用の吹き出し口及び吸い込み口と吸音構造とを配置する位置を容易に変更し、天井内部構造の汎用性を高めることができる。また、貫通孔は同形状で一様に形成されているので、天井部の美観を保つことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１は、床構造３、屋根構体５、及び側構体７，９からなる車体１１を有する。この車体１１の側構体７，９には、側窓１３が設置されている。このような車体１１の内部空間は、座席１５が車長方向（鉄道車両１の前後方向）に並べられて、車室１７として機能する。座席１５は、中央部の通路をはさんで両側に２列ずつ並べられている。

車室１７の上部には、複数の貫通孔１９が形成された天井パネル２１が設けられている。図２に示すように、複数の貫通孔１９は、同形状で、車長方向及び車幅方向に一様に配列している。複数の貫通孔１９は、車長方向にそれぞれ配列した吹出用貫通孔１９ａと吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃと吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅとを含む。

吹出用貫通孔１９ａは、吹出領域ａに形成されている。この吹出領域ａは、車長方向に延びて車幅方向の中央に位置する。吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃは、吸込領域ｂ，ｃにそれぞれ形成されている。この吸込領域ｂ，ｃは、車幅方向の両端側にそれぞれ位置する。吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅは、吸音領域ｄ，ｅに形成されている。この吸音領域ｄは、吹出領域ａと吸込領域ｂとの間に位置し、吸音領域ｅは、吹出領域ａと吸込領域ｃとの間に位置している。

吹出用貫通孔１９ａと吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃと吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅとは、同形状で天井パネル２１に連続的に形成されている。よって、車室１７内から見て、それぞれの貫通孔１９が吹出用貫通孔１９ａ、吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃ、及び吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅのうちいずれの貫通孔なのか見分けがつかない。この複数の貫通孔１９は、断面円形状に形成され、その直径は、例えば、３〜１０ｍｍ程度である。本実施形態では、吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃの列より更に両端側に貫通孔１９の列が形成されている。

また、天井パネル２１は、断熱性を向上させるためにプラスチック板をアルミニウム板で挟んだ積層構造をなしている。この天井パネル２１を備える鉄道車両の天井構造によって、車室１７を快適な室内空間とするための空調及び吸音機能が発揮される。

図３に示すように、空調を行うための空調装置２３が屋根構体５の上側中央部に配置されている。屋根構体５と天井パネル２１との間の空間には、空調用の吹出ダクト２７、吸込ダクト２９，３１が車長方向に延在している。吹出ダクト２７、吸込ダクト２９，３１は、吸音材料で形成されている。吹出ダクト２７、吸込ダクト２９，３１を形成するための吸音材料として、例えば、グラスウール、炭素繊維、ポリエチレンフォーム等を用いることができる。この吹出ダクト２７は車幅方向の中央部に配置され、吸込ダクト２９，３１は、吹出ダクト２７の両側にそれぞれ配置されている。

吹出ダクト２７は、横方向に延びた上部分２７ａとこの上部分２７ａの中央部から下方向に延びた下部分２７ｂとを有し、断面が中空のＴ字状に形成されている。吹出ダクト２７の上部分２７ａの天面に形成された２つの開口にそれぞれ２つの連結ダクト３３が連結されている。これにより、吹出ダクト２７は、連結ダクト３３を介して空調装置２３の吹き出し口３５と連通している。

吹出ダクト２７の下部分２７ｂの下側端部は開口し、その開口部が天井パネル２１の吹出領域ａにおける上面に密着して固定されている。すなわち、吹出ダクト２７は、天井パネル２１に形成された複数の貫通孔１９のうち吹出用貫通孔１９ａを覆うように固定されるので、吹出用貫通孔１９ａと連通することとなる。

吸込ダクト２９は、横方向に延びた上部分２９ａとこの上部分２９ａの側構体７側から下方向に延びた下部分２９ｂとを有し、断面が中空の逆Ｌ字状に形成されている。吸込ダクト２９の上部分２９ａの天面に形成された開口に連結ダクト３７が連結されている。これにより、吸込ダクト２９は、連結ダクト３７を介して空調装置２３の吸い込み口３９と連通している。

吸込ダクト２９の下部分２９ｂの下側端部は開口し、その開口部が天井パネル２１の吸込領域ｂにおける上面に密着して固定されている。すなわち、吸込ダクト２９は、天井パネル２１に形成された複数の貫通孔１９のうち吸込用貫通孔１９ｂを覆うように固定されるので、吸込用貫通孔１９ｂと連通することとなる。

吸込ダクト３１は、横方向に延びた上部分３１ａとこの上部分３１ａの側構体９側から下方向に延びた下部分３１ｂとを有し、断面が中空の逆Ｌ字状に形成されている。吸込ダクト３１の上部分３１ａの天面に形成された開口に連結ダクト４１が連結されている。これにより、吸込ダクト２９は、連結ダクト４１を介して空調装置２３の吸い込み口４３と連通している。

吸込ダクト３１の下部分３１ｂの下側端部は開口し、その開口部が天井パネル２１の吸込領域ｃにおける上面に密着して固定されている。すなわち、吸込ダクト３１は、天井パネル２１に形成された複数の貫通孔１９のうち吸込用貫通孔１９ｃを覆うように固定されるので、吸込用貫通孔１９ｃと連通することとなる。

また、吹出ダクト２７における上部分２７ａの側構体７側の端面は、吸込ダクト２９における上部分２９ａの側構体９側の端面と対向している。そして、吹出ダクト２７における下部分２７ｂの側構体７側の面と、吹出ダクト２７において側構体７側に延びた上部分２７ａの下側の面と、吸込ダクト２９における上部分２９ａの下側の面と、吸込ダクト２９における下部分２９ｂの側構体９側の面と、天井パネル２１の吸音領域ｄとによって囲まれる空間が形成されている。

この空間には、この空間に合うように形成された吸音材４５が配置されている。吸音材４５は、長方形断面で車長方向に延びた形状に成形されたグラスウールである。吸音材４５はその下方の面によって、吸音領域ｄに形成された複数の吸音用貫通孔１９ｄの屋根構体５側の開口部をふさいでいる。そして、吸音材４５は、その側面及び上面をアルミ板４７によって覆われている。

同様に、吹出ダクト２７における上部分２７ａの側構体９側の端面は、吸込ダクト３１における上部分３１ａの側構体７側の端面と対向している。そして、吹出ダクト２７における下部分２７ｂの側構体９側の面と、吹出ダクト２７において側構体９側に延びた上部分２７ａの下側の面と、吸込ダクト３１における上部分３１ａの下側の面と、吸込ダクト３１における下部分３１ｂの側構体７側の面と、天井パネル２１の吸音領域ｅとによって囲まれる空間が形成されている。

この空間には、この空間に合うように形成された吸音材４９が配置されている。吸音材４９は、長方形断面で車長方向に延びた形状に成形されたグラスウールである。吸音材４９はその下方の面によって、吸音領域ｅに形成された複数の吸音用貫通孔１９ｅの屋根構体５側の開口部をふさいでいる。そして、吸音材４９は、その側面及び上面をアルミ板５１によって覆われている。

このように吸音材４５，４９を配置することにより、屋根構体５と天井パネル２１との間の空間に空調機能及び吸音機能を効率的に配置することができる。

このように構成された鉄道車両の天井構造では、空調装置２３から送出された調和空気が、連結ダクト３３を介して吹出ダクト２７に流入し、天井パネル２１に形成された複数の吹出用貫通孔１９ａから車室１７内へ吹き出される。そして、車室１７内を循環した循環空気が、天井パネル２１に形成された複数の吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃから吸い込まれ、吸込ダクト２９，３１に流入し、連結ダクト３７，４１を介して空調装置２３に吸い込まれる。これにより空調が行われる。そして、騒音は、天井パネル２１に形成された複数の吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅを通って吸音材４５，４９に達して吸音される。

これらの吹出用貫通孔１９ａ、吸込用貫通孔１９ｂ，１９ｃ、及び吸音用貫通孔１９ｄ，１９ｅを含む複数の貫通孔１９は、天井パネルにおいて一様に形成されている。よって、吹出ダクト２７及び吸込ダクト２９，３１と吸音材４５，４９との配置を変更するだけで、天井パネルにおいて任意の領域を、吹出領域、吸込領域、及び吸音領域としてそれぞれ機能させることができる。すなわち、空調用の吹き出し口及び吸い込み口の位置と吸音構造の位置とについて設計の自由度を高くすることができる。更に、貫通孔１９は同形状で一様に形成されているので、天井部の美観を保つことができる。

好ましくは、吹出領域ａと吸込領域ｂ，ｃと吸音領域ｄ，ｅとは、それぞれ車長方向に沿って延びている。すなわち、吹出領域ａと吸込領域ｂ，ｃと吸音領域ｄ，ｅとを座席１５の配列方向に合わせて配置しているので、鉄道車両１の車長方向に沿って一様に空調機能及び吸音機能を発揮することができる。すなわち、この座席配置に適合して空気を循環させることができる。

また、吹出領域ａは中央部に位置し、吸込領域ｂ，ｃは側構体７，９側にそれぞれ位置し、吸音領域ｄ，ｅは吹出領域ａと吸込領域ｂ，ｃとの間にそれぞれ位置している。この場合、車室１７内において、天井の中央から吹き出された調和空気（矢印Ｙ１）は、床に向かって流れ（矢印Ｙ２）、床に達すると床に沿って両側へ流れる（矢印Ｙ３）。そして、側構体７，９に沿って上昇し（矢印Ｙ４）、天井に吸い込まれることとなる（矢印Ｙ５）。これにより、天井から吹き出された調和空気が車室内を十分循環せずに再び天井に吸い込まれるショートサーキットを抑制して、効率的に空気を循環させることができる。また、車室１７内の中央に配置された通路の両側に座席１５が配置されているので、中央の通路に立っている人には吹き出された風が比較的強く当たり、座席１５に座っている人には風が比較的弱く当たるようにすることができる。すなわち、この座席配置に適合して空気を循環させることができる。

また、吹出ダクト２７が吸音材料で形成されているので、吹出ダクト２７自体によって騒音を吸音することが可能となる。よって、吸音効果を向上させることができる。また、吸込ダクト２９，３１が吸音材料で形成されているので、吸込ダクト２９，３１自体によって騒音を吸音することが可能となる。

また、天井パネル２１は、プラスチックとアルミニウムとの積層構造を成しているので、天井パネル２１の断熱性を向上させることができる。冷房時には、吹き出される空気と室内の空気との間に温度差があるが、天井パネルの表面と裏面との間の熱伝導を抑制して、天井パネルに結露が発生するのを抑制すると共に熱損失を抑えることができる。更に、天井パネル２１は、プラスチック板をアルミニウム板で挟みこむ構造となっているので、複数の貫通孔１９を容易に形成することができる。

本発明は、上記実施形態に限られず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、複数の貫通孔１９が、車長方向及び車幅方向に一様に配列していることとしたが、これに限られない。複数の貫通孔は、同形状で、吹出用貫通孔、吸込用貫通孔、吸音用貫通孔の差が、車室内から見て視覚的に見分けがつかない程度に一様に形成されていればよい。

図１は、本実施形態に係る鉄道車両の天井構造が適用された鉄道車両の断面図である。 本実施形態に係る鉄道車両の天井構造が備える天井パネルを車室内から見た図である。 本実施形態に係る鉄道車両の天井構造の断面図である。

符号の説明

１…鉄道車両、１７…車室、１９…貫通孔、１９ａ…吹出用貫通孔、１９ｂ，ｃ…吸込用貫通孔、１９ｄ，１９ｅ…吸音用貫通孔、２１…天井パネル、２７…吹出ダクト、２９，３１…吸込ダクト、４５，４９…吸音材、ａ…吹出領域、ｂ，ｃ…吸込領域、ｄ，ｅ…吸音領域。

Claims (5)

1. 鉄道車両の天井部に設けられ、同一形状の複数の貫通孔が一様に形成された天井パネルを備え、
   前記天井パネルは、
   前記複数の貫通孔のうち、前記鉄道車両の車室内へ空気を吹き出す吹出ダクトと連通した貫通孔が形成された吹出領域と、
   前記複数の貫通孔のうち、前記車室内から空気を吸い込む吸込ダクトと連通した貫通孔が形成された吸込領域と、
   前記複数の貫通孔のうち、吸音材によってふさがれた貫通孔が形成された吸音領域と、
   を含んでいることを特徴とする鉄道車両の天井構造。
2. 前記吹出領域と前記吸込領域と前記吸音領域とは、それぞれ、前記鉄道車両の前後方向に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の天井構造。
3. 前記吹出領域は、前記鉄道車両の車幅方向の中央部に位置し、
   前記吸込領域は、前記鉄道車両の車幅方向の両端側にそれぞれ位置し、
   前記吸音領域は、前記吹出領域と前記吸込領域との間に位置していることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両の天井構造。
4. 前記吹出ダクトと前記吸込ダクトとの少なくとも一方は、吸音材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両の天井構造。
5. 前記天井パネルは、プラスチックと金属との積層構造を成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両の天井構造。

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