JP4673092B2 - 鉄道車両の車体 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の車体に関する。

鉄道車両の車体は、台枠と、二つの側構体と、屋根構体と、長手方向の両端部の妻構体と、から構成されている。前記台枠の上面には、複数の根太が設置されており、各根太の上に複数の床板が設置されている。この各床板によって客室床が構成されている。車体を支持する台車は、前記台枠を構成する枕梁の位置で車体全体の荷重を支えている。台車からの振動が車体支持装置、枕梁および根太を介して床板に伝わり、客室床を振動させることによって、客室内騒音の一因となっていた。この客室床の振動は、台枠の枕梁が設置されている部分すなわち車端部台枠部分の構造によって大きく左右される。このような鉄道車両の車体における客室床の振動を抑制する例としては、特許文献１に示す構造が挙げられる。
特許３５６３０４５号公報

特許文献１に示された台枠構造においては、客室床の振動を抑制するために、枕梁から車体長手方向の端部の根太について、車体幅方向の端部に近い位置には該根太を配置し、車体幅方向の中央部分には根太を設けない構造としている。或いは、車体長手方向に沿って配置される根太のうち、枕梁の上面に設置される根太を枕梁の中心ピン設置位置より離れた位置に設置する構造となっている。

一方、高速走行を行なう鉄道車両、例えば、新幹線電車の場合には、高速走行時の車外圧力変動による乗客への影響を抑制するために、車体を気密構造としている。前記台枠構造においては、両側の側梁の間であって、枕梁との間に、複数の床板が設置されており、この床板によって気密構造を構成していた。この床板は、Ｔ字断面のリブを備えた押出し形材によって構成されている。複数の床板を前記両側梁と枕梁の間の空間を塞ぐように設置しているため、部品点数の削減および製作工数の低減について、十分配慮されてはいなかった。
本発明の目的は、台枠を構成する部品点数を少なくするとともに、客室床の振動を低減することにある。

上記目的を達成するために、本発明の台枠と、二つの側構体と、二つの妻構体と、屋根構体とからなる鉄道車両の車体において、前記台枠は、車体幅方向両側位置に、車体長手方向に沿って設置された二本の側梁と、前記側梁の間に設置された二本の四角形の閉断面形状を有するアルミ合金製の中空押出し形材でつくられる枕梁と、前記二本の側梁の車体長手方向の端部に設置された二本の端梁と、枕梁から端梁に向かって伸びる車体幅方向の中央部に配設される二本の中梁と、前記側梁の間に設置される複数の横梁とから構成されており、前記各枕梁、各端梁、各横梁は、その長手方向を車体幅方向に沿って配置され、それぞれの端部は前記側梁に接合されており、前記台枠の車端部台枠部分の上部には複数の中空押出し形材よりなる床板が設置されており、前記複数の中空押出し形材は、その押出し方向を車体長手方に沿って配置されているとともに、前記複数の各押出し形材は車体幅方向に並べられて接合されており、前記車端部台枠部分の床板上面には、逆Ｌ字型断面形状を有する複数列の根太が長手方向を車体長手方向に沿って設置されており、複数列の根太のうちの車体幅中央部に配設される二本の根太は、台枠のほぼ全長にわたって設置されるとともに、逆Ｌ字型断面形状の縦板部に枕梁に重なる部分よりもずらした位置であって枕梁に近い位置に設けられる横長の振動伝達を抑制するスリットを備え、前記二本の根太の外側に配設される複数列の根太は、車体の長手方向に断続的に配置されているものである。

以下、本発明の一実施例を図１乃至図３によって説明する。図１は、本発明による鉄道車両の車体における台枠の斜視図である。図２は、図１のII−II部断面図、図３は図１のIII−III矢視図である。

図において、台枠１０は、車体幅方向の両端位置に、車体長手方向に沿って配置された側梁２０を備えている。この側梁２０は、中空断面形状を有したアルミ合金製の押出し形材によって構成されている。各側梁２０の車体長手方向の端部には、端梁３０が接合されている。前記台枠１０の台車設置位置には、枕梁４０が設置されている。この枕梁４０は、中空断面形状を有したアルミ合金製の押出し形材によって構成されている。

図に示した枕梁４０は、二つの中空押出し形材を平行に並べ、その上面および下面をアルミ合金製板材によって連結した箱型の断面形状となっている。この枕梁４０は、その長手方向を車体幅方向に沿って配置されている。この枕梁４０から前記端梁３０に向かって二本の中梁５０が伸びている。この中梁５０は、中空断面形状を有したアルミ合金製の押出し形材によって構成されている。二本の中梁５０の間には、連結器が設置される。

二本の前記側梁２０と前記端梁３０および枕梁４０によって囲まれた部分には床板６０が設置されている。この床板６０は、中空断面形状を有したアルミ合金製の押出し形材によって構成されている。床板６０は、その押出し方向を車体長手方向に沿って配置されている。床板６０は、その断面がトラス形状を成しており、車体幅方向に複数並べられて接合されている。床板６０の上面と前記枕梁４０の上面は、一致しており、台枠１０の上面を平坦に構成している。床板６０は、前記枕梁４０の車体長手方向中央側、すなわち、端梁３０とは反対側にも設置されている。

したがって、枕梁４０の車体長手方向の両側には、それぞれ床板６０が設置されている。床板６０の高さ寸法は、前記枕梁４０よりも短く構成されている。本実施例の車体は、全体が気密構造として構成されており、前記床板６０の部分で気密を保つ構造となっている。

前記床板６０は、台枠１０の車体長手方向について、台車の上方に相当する車端部台枠部分に設置されている。台枠の車体長手方向のうち、前記車端部台枠部は、下方に台車が位置しているため、剛性が必要な部分でありながら縦寸法（高さ寸法）を十分確保できない構造となっている。したがって、台車を連結する最も強度の必要な部分に枕梁を設置して強度を確保している。また、枕梁の車体長手方向両側には、前記中空断面を有した押出し形材からなる床板を設置して、強度の確保と機密性を保つ構造となっている。

一方、台枠のうち、車体長手方向両側の前記車端部台枠部の間に位置する中間台枠部には、縦寸法（高さ寸法）を車端部台枠部よりも確保しやすいため、Ｉ字形断面をなした横梁を設置している。

前記横梁は、その長手方向を車体幅方向に沿わせて設置され、端部を前記側梁２０に接合されている。各横梁の上面に従来の床部材を設置した構造となっている。前記従来の床部材は、平板状のアルミ合金製の押出し形材であって、車外側表面にＴ字型断面形状のリブを一体に形成した構造となっている。

前記横梁は、垂直曲げ剛性を確保できるとともに中空断面をなす押出し形材に比べて軽量化を図ることができる。この横梁の上面には、前記従来の床部材が設置され、この床部材が中間台枠部の気密を保つ構造となっている。

前記枕梁４０の車体幅方向中央位置の下面には、台車を連結するための中心ピン８０が設置されている。この中心ピン８０と台車とは、連結リンクによって連結されている。この中心ピン８０によって、台車からの推進力および制動力を台枠１０に伝える。また、台車からの振動もこの中心ピン８０を介して台枠１０に伝えられる。なお、枕梁４０の車体幅方向両端位置には、台車との間に空気ばねが設置されている。

前記床板６０の上面には、根太７０および根太７５が設置されている。この根太７０および根太７５は、逆Ｌ字型断面形状を有したアルミ合金製の押出し形材によって構成されている。前記根太７０は、台枠１０のほぼ全長にわたって、車体長手方向に沿わせて設置されている。前記根太７５は、前記根太７０と平行に設置されている。前記根太７５は、所定の長さ例えば６００ｍｍ程度のものが、所定のピッチ例えば１０００ｍｍ程度のピッチで、断続的に設置されている。

前記根太７０には、逆Ｌ字型断面形状の縦板部にスリット７７が形成されている。このスリット７７は、図３に示すように、根太７０が前記枕梁と重なる部分よりもずらした位置であって、枕梁４０に近い位置に形成されている。

このような台枠１０の構造においては、台車からの振動が連結ピンを介して中心ピン８０に伝わり、枕梁４０を振動させる。枕梁４０は、それ自体剛性が高いため、ビビリ振動を起こすことはないが、該枕梁４０に接合されている根太７０に枕梁４０からの振動が伝わる。根太７０は、枕梁４０から車体長手方向に伸びているため、枕梁４０からの振動伝幅によって、大きく振動することが予想される。この根太７０の振動を抑制するために、前記スリット７７が設けられている。

枕梁４０から根太７０に伝わった振動は、該根太７０のスリット７７が設けられている部分で減衰されてしまい根太７０の枕梁４０から離れた部分を大きく振動させることがない。このことにより、根太７０の上面に設けられる室内床板へ伝わる振動を低減することができる。従来、台車から枕梁を介して根太へ伝えられた振動によって、室内床板が振動することによって、車内騒音が増大していたが、前述の構造によれば、根太７０のスリット７７によって振動伝幅を抑制することができるため、室内床板の振動を抑え、車内騒音を低減することができる。

根太７５は、車体長手方向に断続的に設置されていることから、枕梁４０からの振動の影響を受けにくく、また、台枠１０全体の軽量化を考慮した構造となっている。

このような台枠１０によれば、床板６０を前述の中空断面形状を有した押出し形材とすることにより、車端部台枠部の剛性を向上させて、騒音源である台車からの騒音が車内へ伝わるのを防止することができる。また、車端部台枠部の剛性向上に伴う枕梁４０から伝わる振動については、根太７０にスリット７７を設けることによって減衰させることができる。さらに、本構造によれば、中空断面形状の押出し形材からなる床板６０を用いることにより、部品点数を少なくすることができる。

本発明の車体の台枠の斜視図。 図１のII−II断面図。 図１のIII−III矢視図。

符号の説明

１０ 台枠
２０ 側梁
３０ 端梁
４０ 枕梁
５０ 中梁
６０ 床板
７０，７５ 根太
７７ スリット
８０ 中心ピン

Claims (1)

1. 台枠と、二つの側構体と、二つの妻構体と、屋根構体とからなる鉄道車両の車体において、
   前記台枠は、車体幅方向両側位置に、車体長手方向に沿って設置された二本の側梁と、前記側梁の間に設置された二本の四角形の閉断面形状を有するアルミ合金製の中空押出し形材でつくられる枕梁と、前記二本の側梁の車体長手方向の端部に設置された二本の端梁と、枕梁から端梁に向かって伸びる車体幅方向の中央部に配設される二本の中梁と、前記側梁の間に設置される複数の横梁とから構成されており、
   前記各枕梁、各端梁、各横梁は、その長手方向を車体幅方向に沿って配置され、それぞれの端部は前記側梁に接合されており、
   前記台枠の車端部台枠部分の上部には複数の中空押出し形材よりなる床板が設置されており、前記複数の中空押出し形材は、その押出し方向を車体長手方に沿って配置されているとともに、前記複数の各押出し形材は車体幅方向に並べられて接合されており、
   前記車端部台枠部分の床板上面には、逆Ｌ字型断面形状を有する複数列の根太が長手方向を車体長手方向に沿って設置されており、複数列の根太のうちの車体幅中央部に配設される二本の根太は、台枠のほぼ全長にわたって設置されるとともに、逆Ｌ字型断面形状の縦板部に枕梁に重なる部分よりもずらした位置であって枕梁に近い位置に設けられる横長の振動伝達を抑制するスリットを備え、
   前記二本の根太の外側に配設される複数列の根太は、車体の長手方向に断続的に配置されていること、
   を特徴とする鉄道車両の車体。

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