(57)【要約】【課題】  内装パネルの内側に定められる室内空間を広く確保し、また、構体に発生する振動や騒音が車内に直接に伝達されるのを防止し、更に車両の組立工数を低減して低コスト化を図ることができる鉄道車両の側構造を提供する。【解決手段】  側窓用の二枚の平行な透明板２１，２２の前後方向の端部は、吹寄８の車室内側に設けられた緩衝体（ゴム体１７）によって塞がった状態で配置されており、両透明板２１，２２の間のスペースが上下方向に調和空気を通す通路２５を形成している。隣合う側窓９，９の間に、調和空気専用の立ち上がりダクトを設ける必要がなく、内装パネル２０も側窓９に沿って平坦に装着され、車室内側に飛び出すことがない。内装パネル２０は緩衝体を介して取り付けられているので、車体側の振動が緩衝体で減衰され、直接に室内側に伝達されることがない。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調和空気を供給する空調装置を車両の床下に搭載し、前記車両の側窓よりも上方の側部又は天井部に形成される吹き出し口から前記調和空気を吹き出す空調システムを備える鉄道車両において、前記側窓の間に構成される吹寄、前記吹寄せの車室内側に緩衝体を介して取り付けられる内装パネル、及び前記車両の前後方向の端部が前記緩衝体で塞がった状態で互いに間隔を置いて配置される前記側窓用の二枚の透明板を備え、前記両透明板の間のスペースが前記調和空気を通すための通路として形成されていることから成る空調システムを備える鉄道車両の側構造。
【請求項２】
前記緩衝体は、ゴム材で形成されていることから成る請求項１に記載の空調システムを備える鉄道車両の側構造。
【請求項３】
前記緩衝体は、吸音材で形成されていることから成る請求項１に記載の空調システムを備える鉄道車両の側構造。
【請求項４】
前記両透明板の外側には、前記側窓用の最外透明板が、前記両透明板に平行に配置された状態で前記吹寄に取り付けられていることから成る請求項１に記載の空調システムを備える鉄道車両の側構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両の床下に配置された空調装置によって得られた調和空気を天井等の車両上部に設けられた吹き出し口から車両室内に供給するため、前記調和空気を車両の側部において供給する空調システムを備える鉄道車両の側構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両の空調システムは、空調装置の配置に関して大別すると、空調装置を車両の屋根に設置する型式のものと、車両の床下に設置する型式とがある。空調装置を屋根に設置する型式では、屋根と客室天井との間の空間に設けられたダクトを通じて客室内天井に設けられた吹き出し口から客室内に吹き出すのが一般的である。空調装置は天井部から吸入した循環空気と新鮮空気の混合空気を室内熱交換器で冷却又は加熱して、天井部から車内に送風している。
【０００３】
新幹線車両等においては、空調装置を床下に設置する型式が採用されている。この型式では、車両の一部断面図である図５に示すように、換気装置と一体型の空調装置１１を床下部に搭載し、座席７の下部から客室６内の空気を吸い込んでその一部を換気装置の排気ファンにより車外に排気すると共に、それに相当する風量だけ換気装置の給気ファンによって車外より新鮮気を取り込んで、循環空気と混合している。調和空気は、空調装置１１の室内熱交換器で冷却あるいは加熱後、ダクト１３，１４、側部５に設けられる立ち上がりダクト３４により天井部まで導かれて天井部や荷棚１０に設けられた吹き出し口１２から客室６内に吹き出され、車両室内の冷房又は暖房が行われている。
【０００４】
新鮮気を直接冷却する冷凍サイクルを換気装置に設けて、車内からの循環空気を冷却する空調装置の能力を前記換気装置の冷凍サイクルに見合うだけ減らして、空調室内機を屋根部に埋設して設置できるようにすることが提案されている（特許文献１参照）。これにより、調和空気の送風ダクトが短縮でき、熱損失を低減できると共に凝縮水を車外に排水するための水頭を確保することを図っている。この空調ダクトシステムにおいて、床板と台枠間のスペースに配置されたダクトから天井部までの案内供給は、例えば、車両の両側部構造内に配置された立ち上げダクトを通じて行われている。屋根に配置されている空調室内機に内蔵された室内ファンは床中ダクトにより床部から車内の空気を吸い込み、その空気は、立ち上げダクトにより天井部まで導かれ室内熱交換器で冷却あるいは加熱された後、天井部の中を通した分配ダクトにより車内に均等に送風される。天井部から送風された調和空気は、ダウンフローの空気流となって車内を冷房或いは暖房した後、床部の吸入口から吸い込まれるので、車内の隅々まで調和空気が行き渡って温度むらのない快適な冷房又は暖房の実現を図っている。
【０００５】
別の鉄道動車両の空調装置として、空調風を作り送り出す空調機を車両の床下に設置し、車両の側窓１つ又は複数を１つの単位として各単位ごとに側窓周りを内装する窓きせを設け、これら各窓きせの上辺部に荷棚を一体に設けるとともに、この荷棚に車内へ空調風を吹き出す吹出し口を設け、空調機からの空調風を、各窓きせの側窓開口部横に設けた立ち上がりダクトを通じて吹出し口に導くことが提案されている（特許文献２参照）。この種の構成では、空調機を車両の床下に設置することで車両の低重心化を図り、空調機から荷棚の吹出し口に空調風を導く立ち上がりダクトを各側窓の横に設置してその本数を多くし通路断面積の小さな立ち上がりダクトで車内への飛び出しがなく空調に十分な風量を確保しながら、立ち上がりダクト及び荷棚を側窓１つ又は複数に対応した各単位の窓きせに一体に装備していることにより、立ち上がりダクト及び荷棚を含めた車両の組立工数を少なくして車両のコストを低減することが図られている。
【０００６】
新幹線車両等においては、床下に艤装されている空調装置から室内上部に位置する吹出し口まで空気を運ぶための立ち上がりダクトを、隣り合う窓間に存在する吹寄部に設け、立ち上がりダクトの周囲を内装パネルで覆っている。空調装置を床下に艤装することによって、車両の低重心化が図られている。図６に示すように、客室内への空調風量は立ち上がりダクト３４の通路断面積、ダクト内風速及びダクト本数で決まる。各ガラス板３１，３２を備える各側窓３０の間の吹寄部３８に沿って設けられる立ち上がりダクト３４は、本数を多くすることで通路断面積を小さくしているが、立ち上がりダクト３４の厚み方向（車両幅方向）の寸法の短縮化には限界がある。内装パネル３３の吹寄部３８に対応した部分が客室内側に大きく張り出した場合には、内装の外観上も好ましくなく、室内空間を圧迫するという問題もある。また、通路断面積を小さくするとダクト内の空調空気の流れ速度を速くする必要があるが、流れによるダクト騒音を抑えるために流速をあまり大きくできない。更に、立ち上がりダクト３４の本数を多くすると、多数の立ち上がりダクト３４の取付けコストが膨大になる。このように、車体の大きさには限界があることから、立ち上がりダクトの通路断面積や設置スペースと客室室内空間の大きさとはトレードオフの関係がある。一方、最も車内寄りに位置している内装パネル３３や側窓が構体と直接繋がっているので、構体に発生する振動や騒音が車内に直接に伝達されるという問題も生じている。
【特許文献１】特開平１１−２５５１２２号公報（段落［０００８］〜［００１０］、図１）
【特許文献２】特開２００１−６３５６５号公報（段落［００１５］〜［００１６］、図１〜図５、図８〜図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、鉄道車両の側構造において、平行配置される窓ガラス板の間の空間を利用して、調和空気の送風用通路を得ると共に、最も車内寄りに位置している内装パネルや側窓が構体との構造上の分離を図ることにより、空調用の立ち上げダクトの配置に起因した室内空間の圧迫と、構体に発生する振動や騒音の車内への直接的な伝達を回避する点で解決すべき課題がある。
【０００８】
この発明の目的は、内装パネルの内側に定められる室内空間を広く確保し、また、構体に発生する振動や騒音が車内に直接に伝達されるのを防止し、更に車両の組立工数を低減して低コスト化を図ることができる鉄道車両の側構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造は、調和空気を供給する空調装置を車両の床下部に搭載し、前記車両の側窓よりも上方の側部又は天井部に形成される吹き出し口から前記調和空気を吹き出す空調システムを備える鉄道車両において、前記床下部と屋根構体とを連結し前記側窓が形成された側構体、前記側構体の車室内側に緩衝体を介して取り付けられる内装パネル、及び前記車両の前後方向の端部が前記緩衝体で塞がった状態で互いに間隔を置いて配置される前記側窓用の二枚の透明板を備え、前記両透明板の間のスペースが前記調和空気を通すための通路として形成されていることから成っている。
【００１０】
この空調システムを備える鉄道車両の側構造によれば、側窓用の二枚の透明板は、その車両の前後方向の端部が側構体の車室内側に設けられた緩衝体によって塞がった状態で、互いに間隔を置いて配置されているので、両透明板の間のスペースが上下方向に調和空気を通すことができる通路となる。それゆえ、隣合う側窓の間に、調和空気を供給するための立ち上がりダクトを設ける必要がない。よって、内装パネルを車室内側に張り出すことなく側窓に沿って平坦に装着させることができる。内装パネルは緩衝体を介して取り付けられているので、車体側の振動が緩衝体で減衰され、直接に室内側に伝達されることがない。
【００１１】
この空調システムを備える鉄道車両の側構造において、前記緩衝体をゴム材や吸音材で形成することができる。緩衝体は、合成ゴムのようなゴム材や、例えば多孔質材料から成る吸音材で形成することができる。ゴム材や吸音材は、車体側からの振動や騒音を吸収・減衰して車両室内側に直接には伝達させないので、車両室内環境を静穏に維持することに寄与することができる。
【００１２】
この空調システムを備える鉄道車両の側構造において、前記両透明板の外側には、前記側窓用の最外透明板を、前記両透明板に平行に配置された状態で前記側構体に取り付けることができる。この側構造では、最外側用の透明板を設けているので、車体の外装板と合わせて車両の外面を滑らかにすることができる。また、側窓用の透明板は、調和空気の通路を構成する二枚の透明板と合わせて合計三枚構造となり、強度・安全性の面で向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造は、上記のように、側窓用の二枚の透明板を、その車両の前後方向の端部が側構体の車室内側に設けられた緩衝体によって塞がった状態で互いに間隔を置いて配置しているので、従来のように、車両の床下部に搭載した空調装置で作られる調和空気を車体の上方に運ぶために立ち上がりダクトを用いた構造と異なり、立ち上がりダクトに沿って内装パネルが車室内側に飛び出して室内空間を圧迫するといった不都合を解消し、内装パネルの内側に定められる室内空間を広く確保することができる。また、構体に発生する振動や騒音が車内に直接に伝達されるのを防止することができる鉄道車両の側構造を提供することができる。更に、立ち上がりダクトが必要ではなくなるので、車両の組立工数を低減して低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造に係る実施の形態をその実施例と共に詳細に説明する。図１はこの発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造が適用される鉄道車両の一部を示す側面概略図、図２はこの発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造の一実施例の概略を示す断面図及び車両の内側から見た図である。
【００１５】
本側構造の実施の形態は、図１に示すように、鉄道車両（以下、「車両」と略す）１に適用されており、台車２に支えされる台枠３と、台枠３の上方を覆う屋根構４、及び台枠３と屋根構４とを連結する側構体５を備えている。側構体５において、台枠３と屋根構４との間には、車両１の長手方向に等間隔に隔置して上下方向に延びる複数の吹寄８が配置されている。吹寄８は、台枠３と屋根構４とを構造的に連結する側構体５の一部であり、隣接する吹寄８，８間で１つ又は複数の側窓９が仕切られている。車両１内の構造、例えば、客室６において床部に乗客が通る通路が設けられると共に乗客が座ることができる座席７や、側窓９の上方における荷棚１０，ダクト１４においては、図５に示す従来と同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。
【００１６】
車両１は、次の空調システムを備えている。即ち、車両１の台枠３の下側には、冷房又は冷暖房を行うための調和空気を供給する空調装置１１が搭載されている。空調装置１１によって作り送り出された調和空気ａは、側窓９よりも上方に位置する荷棚１０又は天井部に形成されている吹き出し口１２から、客室６内へと吹き出される。空調装置１１の送気口には、車両１の前後方向に延びるメインダクト１３が接続されている。メインダクト１３は、吹寄８の内側又は車両１の台枠３と床板との間の床中空間等、車両１において通常に形成されスペースを利用して設けられている。空調装置１１から送り出された調和空気ａは、メインダクト１３を通じて、後に詳述する側構造内に形成される通路２５に供給されるので、車両１の前後方向に沿って適宜分配される。調和空気ａは、通路２５からダクト１４を通じて接続される吹き出し口１２から客室６内に吹き出される。客室６内に吹き出された調和空気ａは、床部等に設けられた吸い込み口１５から吸い込まれ、一部が車両１外に排出され、残る部分が空調装置１１に取り込まれる。取り込まれた室内空気は、新たに外部から取り込まれた新鮮空気と共に熱交換、更には適宜の浄化用のフィルタリングによって空気調和され、客室６内へと再循環される。
【００１７】
図２（ａ）は図１に示す空調システムを備える鉄道車両の側構造の一実施例の概略を示す断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す鉄道車両を内側から見た概略図である。図２（ａ）に示すように、側構造は、複数の吹寄８において、内面側、即ち、客室６側に緩衝体としてのゴム体１７が取り付けられている。ゴム体１７の客室６側には、内装パネル２０が取り付けられている。側窓９は、隣合うゴム体１７，１７間に、窓用透明板として二枚のガラス板２１，２２が互いに平行な状態で配置されて構成されており、ガラス板２１，２２の横方向（車両前後方向）端部はゴム体１７，１７に気密に取り付けられている。車両最外側には、隣合う吹寄８，８間において、第三の窓用透明板としての最外ガラス板２３が配置されている。側窓９は、図２（ｂ）に示されているように、座席７の一列に１つの単位で設けられているが、特にこれに限ることなく、例えば、２列の座席７に１つの単位で設けることも可能である。
【００１８】
ガラス板２１，２２とゴム体１７，１７とで囲まれるスペースは、下方向においては空調装置１１から延びるダクト１３に接続されており、上方向においては吹き出し口１２に繋がるダクト１４に接続されている。このスペースは、空調装置１１から送り出される調和空気が通る通路２５として機能している。側窓９の幅全体は通路２５の幅として利用できるので、ガラス板２１，２２の間隔が小さくても、十分な通路断面積が確保され、客室６内への飛び出しを無くしつつ空調に十分な風量を確保することができる。また、従来のような厚みがあって嵩張る専用の立ち上がりダクトを配置する必要がないので、広い客室６スペースが確保され、圧迫感を回避することができる。更に、緩衝体としてのゴム体１７，１７は、車体側の振動を減衰させる作用を奏するので、そうした振動を内装パネル２０に直接伝えることがない。客室６には、車体側からの振動の伝達が軽減され、客室６内の騒音も静音化を図ることができる。
【００１９】
図３は、この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造について別の実施例の概略を示す断面図である。図３は、図２（ａ）に対応した図であり、図２（ａ）に示す側構造に用いられている構成要素と同等の要素には同じ符号を付すことにより、再度の説明を省略する。また、図２（ｂ）に相当する内側から見た構造には格別の相違がないので、図示を省略する。図３に示す実施例では、緩衝体として、図２に示すゴム体１７に代えて、吸音材１８を用いている。吸音材１８は、車体側から発せられる騒音や振動を吸収する機能を有するので、客室６内の騒音を低減させることができる。
【００２０】
図４は、この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造について、他の実施例の概略を示す断面図である。図４は、図２に示す実施例に比較して、側窓９に対する座席７の位置が変更されている点で異なっているが、その他の側窓構造については異なるところがないので、図２に用いられているのと同じ符号を用いている。この例では、向かい合った座席７，７について一つの側窓９が共通して備わっている。以上、実施例に基づいて説明したように、ガラス板２１，２２の間に調和空気を送気する通路２５が形成されることにより、立ち上がりダクトを用いないので、車両１の組立工数が大幅に少なくなり、車両２のコストを大きく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造が適用される鉄道車両の一部を示す側面概略図。
【図２】この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造の一実施例の概略を示す断面図及び車両の内側から見た図。
【図３】この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造の別の実施例の概略を示す断面図。
【図４】この発明による空調システムを備える鉄道車両の側構造の他の実施例の概略を示す断面図。
【図５】従来の空調システムを備える鉄道車両の概略を説明する側面図。
【図６】図５に示す空調システムを備える鉄道車両の一部断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１  鉄道車両
２  台車
３  台枠
４  屋根構
５  側部
６  客室
７  座席
８  吹寄
９  側窓
１０  荷棚
１１  空調装置
１２  吹き出し口
１３  メインダクト
１４  ダクト
１５  吸い込み口
１７  ゴム体
１８  吸音材
２０  内装パネル
２１，２２  ガラス板
２３  最外ガラス板
２５  通路
ａ  調和空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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