(57)【要約】【課題】車内に伝わる、床下機器（例えば主変圧器）の振動・騒音を低減する。【解決手段】主変圧器６と取付金７との間に上側の防振ゴム部材１１が、取付金７とワッシャ７との間に下側の防振ゴム部材１２が設けられ、主変圧器６の取付金７が上側の防振ゴム部材１１と下側の防振ゴム部材１２との間に挟まれた状態にある。取付金７および防振ゴム部材１１，１２には、貫通孔７ａ，１１ａ，１２ａが形成され、その貫通孔７ａ，１１ａ，１２ａ内に吊り下げボルト３Ａと、それの周囲に配置される円筒状のスリーブ部材１３とが設けられている。【選択図】  図３
2007308042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠の横梁に、防振ゴムを用いて、複数の支持点で床下機器が弾性的に支持され、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上である鉄道車両の防振ゴム支持構造であって、
前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、前記防振ゴムのばね定数が設定されていることを特徴とする鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項２】
台枠の横梁に形成される吊り溝部に、吊り下げボルトを用いて、床下機器が吊り下げ状態で支持され、
前記床下機器の取付部の一部の上下に上側および下側防振ゴムが配置され、前記吊り下げボルトの軸部が前記取付部および上側および下側防振ゴムを貫通することで、前記吊り下げボルトによって前記床下機器が弾性的に支持されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項３】
前記吊り下げボルトは４つ以上で、前記吊り下げボルトの軸部の周囲には、前記上側および下側防振ゴムの上下方向圧縮量を規制する筒状部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項４】
前記床下機器は、複数の吊り下げボルトを用いて支持される主変圧器で、
前記各吊り下げボルトにて支持する部位において、前記床下機器の取付部の上側であって前記上側防振ゴムの上下いずれかの側に、隙間調整用のライナー部材が設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項５】
前記上側および下側防振ゴムは、前記吊り下げボルトの軸部が貫通する貫通孔が上下方向に形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項６】
前記筒状部材は、金属製のスリーブ部材の周囲にゴム層が設けられたものである請求項３〜５のいずれかに記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項７】
前記上側および下側防振ゴムは、上下に取付板が加硫接着され、前記下側防振ゴムは、前記下側の取付板の厚さが前記上側の取付板の厚さより厚く、前記下側の取付板には、前記吊り下げボルトの軸部のみを貫通させる大きさの開孔が形成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項８】
前記床下機器の取付部の他部の下側に脱落防止金具が配置され、前記吊り下げボルトの軸部が前記取付部および脱落防止金具を貫通することで、前記吊り下げボルトによって前記床下機器の脱落を防止することを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の鉄道車両の防振ゴム支持構造。
【請求項９】
台枠の横梁に、防振ゴムを用いて、複数の支持点で床下機器が弾性的に支持され、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上である鉄道車両の防振ゴムのばね定数の設定方法であって、
前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、前記防振ゴムのばね定数が設定されていることを特徴とする鉄道車両の防振ゴムのばね定数の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両、特に床下機器を吊り下げ状態で支持する部分の防振ゴム支持構造およびその防振ゴムのばね定数の設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両において、床下機器を吊り下げて支持する際に、台枠の横梁に吊り溝部を設け、その吊り溝部に特殊形状の吊り下げボルトの頭部を回転不能に係合させ、前記吊り溝部から下方に垂下される雄ねじ部を利用して前記床下機器を支持させる場合がある。そのような場合に用いられる吊り下げボルトの頭部の形状は、前記頭部を吊り溝部に回転不能に係合させる関係上、略直方体形状となっている。
【０００３】
具体的には、鉄道車両において、例えば図７に示すように、車両の左右方向に延びる横梁１０１の下部に、吊り溝部１０１ａが設けられる。そして、その吊り溝部１０１ａに対し複数の吊り下げボルト１０２の（直方体形状の）頭部１０２ａが座金１０３を介して挿入される。座金１０３（例えばステンレス鋼ＳＵＳ３０４）を用いるのは頭部１０２ａを吊り溝部１０１ａに対して一定の位置関係で保持させ衝突するのを回避するためである。そして各吊り下げボルト１０２の下方に垂下される雄ねじ部１０２ｂを、当金１０４の挿通孔を通じて、床下機器（例えば主変圧器）の取付金１０５（取付部）の取付孔に挿通し、ワッシャ１０６およびナット１０７Ａ，１０７Ｂを用いて、床下機器を吊り下げ状態で支持するようにしている。ここで、当金１０４（炭素鋼ＳＳ４００）を用いるのは、吊り溝部１０１ａがアルミニウム合金製であるので、吊り下げボルト１０２（炭素鋼Ｓ４５Ｃ）の締め付けにより吊り溝部１０１ａが座面陥没するのを防止するためである。
【０００４】
そのような構造では、台枠の構造要素である横梁１０１に床下機器の取付金１０５を当金１０４を介してボルト１０２で直接固定する構造のため、床下機器の振動が車内に伝わり、乗客に不快感を与えるおそれがある。
【０００５】
ところで、そのような床下機器を吊り下げ状態で支持するものとして、機器からの衝撃、振動などを緩衝・減衰する弾性体を用いる弾性マウントを利用して支持させる機器取付構造が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
また、床下機器の受金（取付金）を２つの防振ゴムで挟み込んで弾性的に支持した状態で台枠下部に取り付ける構成のものも知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
ところで、そのような構造において、床下機器である主変圧器については、固有振動数を４５Ｈｚに設定し、質量約３８００ｋｇ、吊り数１０点で、車体（横梁）を剛体として、図８（ａ）に示すようなモデル（剛体２０１が車体、バネ２０２が防振ゴム、重量物２０３が床下機器に対応）にもとづき、防振ゴム１箇所あたりのばね定数を２０ｋＮ／ｍｍに設定しているのが現状であった。
【特許文献１】特許第３２１２５８０号公報（段落００２４〜００３２および図２）
【特許文献２】実公平１−３７３３２号公報（第２欄、第３欄および第２図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実際の車体は剛体ではなく、質量も、台枠とその上の床構造の主変圧器を吊す横梁は長さ１２４０ｍｍで、２つの横梁で支持する場合に、ピッチの倍の範囲で考えても、その支持部分の床構造質量は約８００ｋｇしかなく、主変圧器の３８００ｋｇ比べると、かなり軽いものであり、剛体でなく弾性体である影響が強くあらわれる。
【０００９】
つまり、構体の固有振動数が４５Ｈｚよりも低いことを考慮すると、吊り部の防振ゴムのばね定数を設定する場合には、車体の質量と剛性を考慮する必要があった、と考えられる。つまり、図８（ｂ）に示すようなモデル（両持ち梁２０４が車体、バネ２０２が防振ゴム、重量物２０３が床下機器に対応）で設定する必要がある。
【００１０】
本発明は、質量が大きい床下機器を吊り下げる場合に、床下機器に起因する車内での振動・騒音を低減することができる鉄道車両の防振ゴム支持構造およびその防振ゴムのばね定数の設定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、台枠の横梁に、防振ゴムを用いて、複数の支持点で床下機器が弾性的に支持され、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上である鉄道車両の防振ゴム支持構造であって、前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、前記防振ゴムのばね定数が設定されていることを特徴とする。ここで、「前記床下機器を支持する部分の床構造質量」は、横梁が配設ピッチＡで設けられているとすると、前記床下機器を支持する横梁間の部分及びその部分前後で長さＡ／２の部分についての範囲（２つの横梁で支持する場合には長さ２Ａで配設ピッチの倍の範囲）の横梁、台枠床板、台枠側梁及び床構造要素（床下機器である主変圧器を除く、配管類、配線類、上床、上床支持用根太、腰掛けなどの床板に直接または間接的に設けられているもの）の合計質量を意味する。
【００１２】
このようにすれば、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上で、前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、防振ゴムのばね定数が設定されているので、実際の状況に近い条件で防振ゴムのばね定数を設定され、質量が大きい床下機器を吊り下げる場合に、床下機器に起因する車内での振動・騒音を効果的に低減することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載のように、台枠の横梁に形成される吊り溝部に、吊り下げボルトを用いて、床下機器が吊り下げ状態で支持され、
前記床下機器の取付部の一部の上下に上側および下側防振ゴムが配置され、前記吊り下げボルトの軸部が前記取付部および上側および下側防振ゴムを貫通することで、前記吊り下げボルトによって前記床下機器が弾性的に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
このようにすれば、床下機器の取付部上下に上側および下側防振ゴムが配置され、吊り下げボルトの軸部が前記取付部および上側および下側防振ゴムを貫通することで、前記床下機器が横梁（吊り溝部）により弾性的に支持される。つまり、前記上側および下側防振ゴムという２つの防振ゴムで前記取付部を上下両側から挟み込んだ状態で支持するので、床下機器が弾性的に支持されることになり、上側および下側防振ゴムが持つ防振性能によって防振効果が高まる。これにより、床下機器の振動が、前記取付部を挟み込む上側および下側防振ゴムによって車内に伝わるのが回避され、乗客に不快感を与えるおそれがなくなる。
【００１５】
請求項３に記載のように、前記吊り下げボルトは４つ以上で、前記吊り下げボルトの軸部の周囲には、前記上側および下側防振ゴムの上下方向圧縮量を規制する筒状部材が設けられていることが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、吊り下げボルトの軸部の周囲には、前記上側および下側防振ゴムの上下方向圧縮量を規制する筒状部材が設けられているので、上側および下側防振ゴムの上下方向圧縮量が筒状部材によって適切に保たれる。よって、吊り下げボルトを用いた締結により上側および下側防振ゴムの過圧縮が回避される。
【００１７】
ところで、前記床下機器は、複数の吊り下げボルトを用いて支持されるもの、例えば主変圧器である場合には、吊り下げボルトにて支持する部位それぞれにおいて上側および下側防振ゴムの上下方向圧縮量を均一にすることが適正な防振性能の確保及び耐久性の点から望ましいが、床下機器の取付部と横梁の吊り溝部との水平度の相違により、吊り下げボルトにて支持される部位において、吊り溝部と取付部との間に隙間が形成される場合がある。
【００１８】
この場合には、吊り溝部と取付部との間に隙間が形成され前記吊り下げボルトにて支持する部位において、請求項４に記載のように、前記床下機器の取付部の上側であって前記上側防振ゴムの上下いずれかの側に、隙間調整用のライナー部材が設けられている構成とすることができる。ここで、隙間調整用のライナー部材は、吊り下げボルトにて支持するすべての部位に対して設ける必要はなく、吊り下げボルトにて支持する一部の部位に対してだけ設ける場合も含まれる。
【００１９】
このようにすれば、床下機器の取付部と横梁の吊り溝部との水平度の相違により取付部と吊り溝部との間に形成される隙間を、ライナー部材を設けることによって埋め、簡単に吸収することができる。よって床下機器の取付部と横梁の吊り溝部と水平度の相違があっても、複数の支持部位における上側防振ゴムの上下方向圧縮量が均一に調整され、適正な防振性能の確保及び耐久性の向上が図れる。
【００２０】
請求項５に記載のように、前記上側および下側防振ゴムは、上下に取付板が加硫接着され、前記吊り下げボルトの軸部が貫通する貫通孔が上下方向に形成されている構成とすることができる。
【００２１】
このようにすれば、吊り下げボルトの締結により作用する荷重が上側および下側防振ゴムに取付板を介して作用することとなるので、防振ゴムに均等に圧縮力が作用する。
【００２２】
請求項６に記載のように、前記筒状部材は、金属製のスリーブ部材の周囲にゴム層が設けられたものであることが望ましい。
【００２３】
このようにすれば、ゴム材が金属製のスリーブ部材と防振ゴムの取付板との金属接触が防止され、防振支持性能がより高められる。
【００２４】
請求項７に記載のように、前記下側防振ゴムは、前記下側の取付板の厚さが前記上側の取付板の厚さより厚く、前記下側の取付板には、前記吊り下げボルトの軸部のみを貫通させる大きさの開孔が形成されていることが望ましい。
【００２５】
このようにすれば、下側防振ゴムの下側に設けられる取付板を利用して、筒状部材が落下するのが回避される。
【００２６】
請求項８に記載のように、前記床下機器の取付部の他部の下側に脱落防止金具が配置され、前記吊り下げボルトの軸部が前記取付部および脱落防止金具を貫通することで、前記吊り下げボルトによって前記床下機器の脱落を防止することを特徴とする。
【００２７】
このようにすれば、前記防振ゴムを介して支持している一部の吊り下げボルトの軸部が疲労により破断しても、他部の吊り下げボルトで支持される脱落防止金具によって前記床下機器の取付部が係止され、前記床下機器の落下が防止される。
【００２８】
請求項９の発明は、台枠の横梁に、防振ゴムを用いて、床下機器が弾性的に支持され、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上である鉄道車両の防振ゴムのばね定数の設定方法であって、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上で、前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、前記防振ゴムのばね定数が設定されていることを特徴とする。
【００２９】
このようにすれば、前記床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上で、前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、防振ゴムのばね定数を設定するので、実際の状況に近い条件で防振ゴムのばね定数を設定することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、床下機器の質量が、前記床下機器を支持する部分の床構造質量の同等以上である場合、前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、台枠の横梁に床下機器を弾性的に支持する防振ゴムのばね定数を設定するので、実際の状況に近い条件で防振ゴムのばね定数を設定することができる。よって、質量が大きい床下機器を吊り下げる場合に、床下機器に起因する車内での振動・騒音を効果的に低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００３２】
図１は本発明にかかる鉄道車両の防振ゴム支持構造が採用されている付近の台枠の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線における断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線における断面図である。
【００３３】
図１〜図４に示すように、台枠１に、車両の左右方向に延びる横梁２が設けられ、その横梁２の下部には、吊り溝部２ａが一体に形成されている。その吊り溝部２ａに対し複数の吊り下げボルト３Ａ，３Ｂの頭部３ａが座金４を介して挿入されている。この吊り下げボルト３Ａ，３Ｂに、当金５Ａ，５Ｂ，５Ｃを介して、床下機器である主変圧器６（ＭＴｒ：メイントランス）を支持させている。
【００３４】
具体的には、主変圧器６を取り付けるための取付金７（取付部）の一部は、図３に示すように、上下側の防振ゴム部材１１，１２との間に挟み込んだ状態で、それらの貫通孔７ａ，１１ａ，１２ａを吊り下げボルト３Ａの下方に垂下される軸部が挿通するように当金５Ａの下側に配置し、下側の防振ゴム部材１２から下方に突出する雄ねじ部３ａに対しワッシャ８およびナット９，９を適用して締結することで、吊り下げボルト３Ａにて吊り下げられた状態で弾性的に支持される。一方、主変圧器６を取り付けるための取付金７（取付部）の他部は、図４に示すように、取付金７の他部の下側に脱落防止金具１５が配置され、それらの貫通孔７ｂ，１５ａを吊り下げボルト３Ｂの下方に垂下される軸部が挿通するように当金５Ａの下側に配置し、脱落防止金具１５から下方に突出する雄ねじ部３ａに対しワッシャ８およびナット９，９を適用して締結することで、吊り下げボルト３Ｂにて吊り下げられた状態で支持される。ここで、当金５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、吊り下げボルト３Ａ，３Ｂを複数のグループに分け、そのグループごとに１つずつ設けられる。
【００３５】
防振ゴム部材１１，１２は、図５および図６に示すように、いずれも、防振ゴム１１Ａ，１２Ａ（例えばクロロプレンゴム）の上下に取付板１１Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，１２Ｃ（例えば１１Ｂ，１２ＢはＳＰＣＣ、１２ＣはＳＳ４００）が、金型を用いて加硫接着により一体化されたものである。防振ゴム１１Ａのばね定数は、防振ゴム１２Ａのばね定数よりも小さく設定されている。本実施の形態では、例えば、上下の防振ゴム１１Ａ，１２Ａのばね定数はともに１．８kN/mmとされる。
【００３６】
防振ゴム１１Ａ，１２Ａは、取付板１１Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，１２Ｃにて挟まれた構造とされるので、取付状態（吊り下げ状態）で取付板１１Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，１２Ｃを介して防振ゴム１１Ａ，１２Ａの全体にわたって一様に圧縮力が作用することになる。
【００３７】
取付金７、両防振ゴム部材１１，１２及び脱落防止金具１５に形成される貫通孔７ａ，１１ａ，１２ａ，１５ａ内には吊り下げボルト３Ａ，３Ｂの軸部が挿通されており、その吊り下げボルト３Ａ，３Ｂの軸部の周囲に円筒状のスリーブ部材１３Ａ，１３Ｂ（筒状部材）が配置されている。そして、スリーブ部材１３Ａ，１３Ｂによって、両防振ゴム１１Ａ，１２Ａが軸線方向において若干圧縮された状態で取り付けられるようになっている。
【００３８】
スリーブ部材１３Ａは、中心に位置する金属製の筒状部材１３ａ（例えばＳＳ５４０）の外周部に一様厚さのゴム（クロロプレンゴム）層が加硫接着されたもので、主変圧器６の吊り下げ状態で吊り下げボルト３Ａの軸力を受け、防振ゴム１１Ａ，１２Ａの圧縮量を適正に保つために用いられている。具体的には、本実施の形態では、両防振ゴム１１Ａ，１２Ａの総厚さ３９ｍｍで、１ｍｍ程度圧縮された状態で取り付けられるようになっている。  一方、スリーブ部材１３Ｂも、中心に位置する金属製の筒状部材（例えばＳＳ５４０）の外周部に一様厚さのゴム（クロロプレンゴム）層が加硫接着されたもので、主変圧器６の吊り下げ状態で吊り下げボルト３Ｂの軸力を受け、当金５Ａと脱落防止金具１５との間隔を適正に保つために用いられている。なお、取付金７と脱落防止金具１５との間には、上下方向において５ｍｍ以上の隙間が設けられている。
【００３９】
このように、２種類の支持構造を採用しているのは、主変圧器６の振動が吊り下げボルト３Ａに伝達され、防振ゴム１１Ａ，１２Ａで支持する部分では、ゴムが介在するため、吊り下げボルト３Ａが繰り返し伸縮することになり、その結果吊り下げボルト３Ａが疲労破壊するおそれがある。そのような場合に、繰り返し伸縮することがない吊り下げボルト３Ｂにて脱落防止金具１５を介して取付金７を支持し、主変圧器６が落下しない要するためである。
【００４０】
また、図６に示すように、下側の防振ゴム部材１２においては、下側の取付板１２Ｃの厚さが上側の取付板１２Ｂの厚さより厚く形成されている。また、下側の防振ゴム部材１２の貫通孔１２ａは、取付金７の貫通孔７ａと上側の防振ゴム部材１１の貫通孔１１ａと同じ大きさの上側貫通孔部１２ａａと、それより径が小さい下側貫通孔部１２ａｂとを有する構造とされている。この下側貫通孔部１２ａｂは、下側の取付板１２Ｃに形成されている。
【００４１】
貫通孔７ａ，７ｂ，１１ａ，１５ａおよび上側貫通孔部１２ａａは吊り下げボルト３Ａ，３Ｂおよびスリーブ部材１３Ａ，１３Ｂが挿通可能な大きさであるが、下側貫通孔部１２ａｂは、吊り下げボルト３Ａ，３Ｂの雄ねじ部３ａのみを貫通させる大きさの開孔である。よって、取付状態では、下側の取付板１２Ｃによって、スリーブ部材１３Ａの落下が防止され、脱落防止金具１５によってスリーブ部材１３Ｂの脱落が防止される。
【００４２】
また、各吊り下げボルト３Ａにて支持する部位ごとに、当金５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）と上側防振ゴム部材１１の上側の取付板１１Ｂとの間に隙間が形成される場合には、その隙間を埋めるために、その隙間に応じた厚さのライナー部材１４（たとえばＳＵＳ３０４）が配置される。これにより、複数の取付金７と横梁２との間に水平度の違いがあっても、その違いをライナー部材１４によって吸収し、複数の吊り下げボルト３Ａにて支持する部位それぞれにおける防振ゴム１１Ａ，１２Ａの圧縮量を均一に調整することができる。
【００４３】
そのライナー部材１４は、上側防振ゴム部材１１の上側の取付板１１Ｂに接着固定することで用いられる。つまり、必要とする数の吊り下げボルト３Ａを座金４を介して吊り溝部２ａに挿入し、それらを所定の間隔を開けて配置した後、当金５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）を下側から取り付け、両防振ゴム１１，１２を用いて主変圧器６（取付金７）の仮取り付けが行われる。この仮取付状態で、当金５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）と上側防振ゴム部材１１の上側の取付板１１Ｂとの間の隙間を測定し、隙間がある場合には、ライナー部材１４を上側の取付板１１Ｂに接着固定することで用いられる。
【００４４】
このように、複数箇所に設けられる各吊り下げボルト３Ａの部位それぞれで、ライナー部材１４を必要に応じて用いることによって防振ゴム１１Ａ，１２Ａの圧縮量を均一に調整することができ、局所的に防振ゴム１１Ａ，１２Ａが強く圧縮されるというような事態が発生するのを回避し、適正な防振性能を確保するとともに防振ゴムの耐久性の悪化を防止することができる。当金５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）と（上側防振ゴム部材１１の）上側の取付板１１Ｂとの間に隙間が形成されていない場合には、ライナー部材を設ける必要がないのはいうまでもない。なお、ライナー部材の厚さとしては、各種の隙間に対応できるように、１．５ｍｍから０．５ｍｍ間隔で複数種類準備されている。
【００４５】
続いて、防振ゴムのばね定数の求め方について説明する。
【００４６】
ここで、計算手法としては、直接ばね定数を変化させ、固有振動数を求めるのではなく、一旦横梁単独（つまり主変圧器がない状態で）の固有振動数をＦＥＭにより求め、そこから車体側の等価剛性と等価質量を求め、それに見合う防振ゴムのばね定数を求めた上で、再度ＦＥＭで固有振動数を計算する。
【００４７】
ＦＥＭモデルを図９に示す。このモデルの質量（床構造質量）は、787ｋｇである。よって、主変圧器の質量（３１７６ｋｇ）は、床構造質量よりかなり大きく、４倍程度である。ここで、モデルの質量（床構造質量）は、主変圧器（床下機器）を支持する部分の質量であり、例えば２つの横梁で主変圧器を支持する場合に、横梁が１ｍピッチで設けられているとすると、各横梁の間の長さ１ｍの部分及びその前後の長さ０．５ｍずつの部分を含む範囲（合計２ｍでピッチの２倍の範囲）の横梁、台枠床板、台枠側梁および床構造要素（主変圧器を除き、配管類、配線類、上床、上床支持用根太、腰掛けなどの床板に設けられているもの）の合計質量である。
【００４８】
計算結果を図１０に示す。固有振動数は２３．２６Ｈｚであった。この周波数が最低次の固有振動数であり、そのときの固有振動モードが図１０に示すものとなる。この図１０により、横梁のほかに、床板も振動変形していることがわかる。
【００４９】
横梁２０４（ばね定数ｋ1、質量ｍ1））とバネ２０２（ばね定数ｋ2、防振ゴムに対応）、重量物２０３（質量ｍ2）は振動的にはバネ×２の２次元バネマス系、つまり横梁２０４がバネ２０５（ばね定数ｋ1），重量物２０６（質量ｍ1）に置換されたものと等価である（図１１（ａ）（ｂ）参照）。
【００５０】
この系の固有振動数ｆa、ｆbは、以下の式となる。
【００５１】
【数１】
2007308042.tif 000003
ここで
fa：ｍ1の1次固有振動数（Hz）
fb：ｍ2の1次固有振動数（Hz）
ωa：ｍ1の１次角速度(rad/s)
ωb：ｍ2の１次角速度(rad/s)
ω1：横ハリ単独の固有角速度(rad/s)
ω2：ゴム＋MTrの固有角速度(rad/s)
ｍ1：横ハリの等価質量(kg)
ｍ2：MTｒの質量(kg)
ｋ1：横ハリの等価剛性(N/m)
ｋ2：ゴムの合計バネ定数（N/ｍ）
この式に、ＦＥＭからのω1（２３．２６×２π）とｍ1（７８７ｋｇ）、主変圧器の質量（３１７６ｋｇ）を代入し、ｆbがほぼ４５Ｈｚになるように、ゴムのばね定数を求めると、３６ｋＮ／ｍｍとなり、１箇所あたりでは、１０点吊りであるため、３．６ｋＮ／ｍｍとなる。なお、数１における横梁の等価質量は、上記床構造質量をすべて横梁の質量であると換算したものである。
【００５２】
このばね定数で再度ＦＥＭで固有振動数を計算した結果を図１２（ａ）〜（ｃ）に示す。固有振動数は４１Ｈｚとなった。
【００５３】
このようして、主変圧器の固有振動数が４５Ｈｚ付近になるように、ＦＥＭによりばね定数を求めたところ、従来の２０ｋＮ／ｍｍではなく、３．６ｋＮ／ｍｍとの結果が得られた。このばね定数は、直接ＦＥＭで求めると、４１Ｈｚ、横梁の等価剛性から求めると、４５Ｈｚとなるが、いずれも車輪の最高回転数３０Ｈｚと電源周波数６０Ｈｚの間である設定固有振動数４５Ｈｚとほぼ等しくなる。
【００５４】
上記のように構成すれば、主変圧器６の取付金７の上下に、上下側防振ゴム１１Ａ，１２Ａ（防振ゴム部材１１，１２）が配置され、上下側防振ゴム１１Ａ，１２Ａで取付金７を上下両側から挟み込んだ状態で主変圧器６の取付金７が支持されることになるので、主変圧器６からの振動入力に対する防振効果が高まり、主変圧器６の振動が車内に伝わるのが回避され、乗客に不快感を与えるおそれがなくなる。なお、車内騒音における不快音である２５０〜４０００Ｈｚ帯を１０ｄＢＡ以上低減できることが実験により確認されている。
【００５５】
前記実施の形態においては、床下機器である主変圧器の質量（３１７６ｋｇ）が、床構造質量（７８７ｋｇ）の４倍程度の場合であるが、同等以上であれば、同様に、前記横梁が弾性変形するという条件のもとで、防振ゴムのばね定数を設定すれば、床下機器に起因する車内での振動・騒音を効果的に低減できることが確認されている。
【００５６】
また、前記実施の形態では、床下機器は、主変圧器（メイントランス）であるが、本発明はそれに限定されるものではなく、その他の床下機器、例えば空気用コンプレッサ、空調装置、主変換装置、電源用静止型インバータ装置、電動発電機、走行用エンジン、電源用エンジンなどにも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明にかかる鉄道車両の防振ゴム支持構造が採用されている付近の台枠を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）はそれぞれ上側の防振ゴム部材の平面図および側面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はそれぞれ下側の防振ゴム部材の平面図および側面図である。
【図７】従来の鉄道車両の防振ゴム支持構造の一実施の形態を示す概略断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）はそれぞれ床下機器を車体に吊り下げた状態のモデルを示し、（ａ）は従来例を示す図、（ｂ）は本発明例を示す図である。
【図９】等価剛性算出用ＦＥＭモデルの説明図である。
【図１０】等価剛性用ＦＥＭ計算結果を示す図である。
【図１１】（ａ）は梁＋バネの系の説明図、（ｂ）は図１０（ａ）と等価な２次元バネマス系の説明図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれＦＥＭによる固有振動数計算結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    台枠
２    横梁
２ａ    吊り溝部
３Ａ，３Ｂ    吊り下げボルト
６    主変圧器
７    取付金
１１    上側の防振ゴム部材
１１Ａ    防振ゴム
１１Ｂ    取付板
１２    下側の防振ゴム部材
１２ａｂ    下側貫通孔部
１２Ａ    防振ゴム
１２Ｂ，１２Ｃ    取付板
１３Ａ，１３Ｂ    スリーブ部材
１４    ライナー部材
１５    脱落防止金具
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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