(57)【要約】【課題】特殊な部材を使用せずに、床部を透過して車外から車内に伝わる騒音を低減することができる鉄道車両の床構造を提供する。【解決手段】台枠部材を組み合わせて梯子状に形成した台枠１５の上に床板１６を固定し、該床板１６上に敷き詰めた詰物１７の上方に床敷物１８を敷設した鉄道車両の床構造において、前記床板１６の下方で前記台枠１５を構成する台枠部材間に水平方向の遮音板２１を配置し、該遮音板上面と前記床板下面との間に遮音空間２２を形成する。さらに、この遮音空間２２に吸音効果を高めるための吸音材２４を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠部材を組み合わせて梯子状に形成した台枠の上に床板を固定し、該床板上に敷き詰めた詰物の上方に床敷物を敷設した鉄道車両の床構造において、前記床板の下方で前記台枠を構成する台枠部材間に水平方向の遮音板を配置し、該遮音板上面と前記床板下面との間に遮音空間を形成したことを特徴とする鉄道車両の床構造。
【請求項２】
前記遮音空間に吸音材を充填したことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の床構造に関し、詳しくは、車外、特に床下からの透過音を低減する機能を備えた鉄道車両の床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄道車両の車内騒音を低減するために種々の提案が為されているが、車両床部における騒音対策としては、床部を構成する構成部材、例えば床板や床敷物を厚肉とし、重量を増加させて遮音性を高めたり、床板上に敷き詰める詰物として特殊な組成の物質を用いて制振性を高めたりすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１２７９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の鉄道車両における床部の防音構造は、台車や床下機器で発生して床板に伝播された振動を抑えることにより、床部から車内に伝播される騒音を抑えようとするものであり、床部を透過して車内に侵入する騒音に対しての対策はほとんど講じられていなかった。
【０００４】
また、台枠を構成する部材として中空材等の特殊な形状、構造を有する部材を使用して台枠の強度を向上させたり、床下機器の取り付けを容易に行えるようにするための部材を配置したものもあるが、いずれの場合も材料費が高くなって車両の製造コストに大きな影響を及ぼしており、コスト的に比較的余裕がある特急型等の特殊車両には適用できても、通勤型等の一般的な車両に適用することは困難であった。
【０００５】
さらに、鉄道車両の床部においては、車内床面とホームとの段差の関係や、各種床下機器の取り付けの関係等から、台枠や床板を含めた高さ寸法に制限があるため、一般の建築物に適用されるような防音構造を採用することはできない。
【０００６】
そこで本発明は、特殊な部材を使用せずに、床部を透過して車外から車内に伝わる騒音を低減することができる鉄道車両の床構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両の床構造は、台枠部材を組み合わせて梯子状に形成した台枠の上に床板を固定し、該床板上に敷き詰めた詰物の上方に床敷物を敷設した鉄道車両の床構造において、前記床板の下方で前記台枠を構成する台枠部材間に水平方向の遮音板を配置し、該遮音板上面と前記床板下面との間に遮音空間を形成したことを特徴とし、特に、前記遮音空間に吸音材を充填したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の鉄道車両の床構造は、台枠の高さ方向内に遮音板を配置して遮音空間を形成しているので、台枠の高さ寸法にまったく影響を与えることがなく、また、遮音板には、ステンレス鋼等の一般的な金属製薄板を用いることができるので、特殊形状の部材に比べて材料費を抑えることができ、車両の製造コストに及ぼす影響もほとんどなく、重量の増加もほとんどない。したがって、通勤型等の一般車両にも容易に適用できる。さらに、遮音空間内に吸音材を充填することにより、透過音を更に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図は本発明の鉄道車両の床構造における一形態例を示すもので、図１は車両前後方向から見た台枠の要部を示す断面側面図、図２は車両側方から見た台枠の一部を示す断面正面図である。
【００１０】
まず、鉄道車両の床部は、左右一対の側梁１１及び前後一対の端梁１２を四方組みした枠内の所定位置に枕梁１３、中梁、大小の横梁１４等を配置して溶接することにより、平面視が梯子状になるように組み上げた台枠１５の上部に、例えばキーストンプレートからなる床板１６を固定し、この床板１６の上に詰物１７を敷き詰め、さらに、必要に応じて設けられる不陸調整層（平坦化層）を介して床敷物１８を敷設することによって形成されている。この床部の構造は、従来の一般的な鉄道車両の床部と同じ構造を採用することができる。
【００１１】
上述のように形成した床部において、前記床板１６の下方で、前記台枠１５を構成する台枠部材間に、水平方向に遮音板２１を配置し、該遮音板２１の外縁部を各台枠部材の側面に溶接等で実質的に密接状態になるように固着することにより、各遮音板２１の上面と前記床板１６の下面との間に遮音空間２２を形成している。
【００１２】
遮音板２１は、台枠部材の高さ方向の任意の位置に設けることが可能であり、台枠部材の下端部に配置することもできるが、床下機器の取り付けや、配管、配線の引き通しを考慮すると、台枠部材の上部側に配置することが好ましい。例えば、台枠１５の高さ寸法が１００ｍｍの場合は、台枠上面から２０〜５０ｍｍ下方に遮音板２１を配置することが好ましく、このような位置に遮音板２１を配置することにより、配管や配線を通すための通し孔２３を横梁１４に形成することができる。
【００１３】
遮音板２１には、台枠１５の材質や台枠部材間の寸法等に応じて任意の材料を使用することができるが、通常は、厚さ数ｍｍのステンレス板やアルミニウム板を使用することができる。遮音板外縁部と台枠部材との接合は、通常の溶接、接着、ねじ等の一般的な接合手段を選択することができ、接合部の気密性、水密性を確保するためのシール材を使用することもできる。
【００１４】
このように床板１６の下方に遮音板２１を設けて遮音空間２２を形成することにより、車体下部からの騒音、例えば車輪の転動音や床下機器から発生する音が車内に透過することを抑えることができ、特に、高周波数帯域の騒音が床部を透過することを低減できる。
【００１５】
さらに、前記遮音空間２２に吸音材２４を充填することにより、透過音をより確実に低減することができる。吸音材２４は、炭素繊維や軟質ウレタンフォーム、グラスウール、ロックウール等の多孔質材料を使用することができる。また、吸音材２４は、吹き付けや注入による施工も可能であるが、施工性を考慮すると、マット状に成形されたものを用いるのが好ましい。
【００１６】
吸音材２４の厚さは、所望の吸音性能にもよるが、通常は１０〜５０ｍｍの範囲が適当であり、２０〜３０ｍｍの範囲が特に好ましい。吸音材２４の厚さが１０ｍｍ未満では十分な吸音性能を得ることが困難であり、厚さが５０ｍｍを超えると、遮音板２１の位置が低くなるので前述の通し孔２３を形成することができなくなり、配管、配線や床下機器の取り付けに影響を及ぼすことがある。この吸音材２４は、遮音空間２２の高さ方向全体に充填してもよいが、吸音材２４の上下に空間が存在していてもよい。
【００１７】
また、マット状の吸音材２４を用いる場合は、台枠１５を反転させた状態で各台枠部材間に吸音材２４を敷き詰め、この吸音材２４の上に前記遮音板２１を載せた状態で遮音板外縁部を各台枠部材の側面に接合することにより、吸音材２４を充填した遮音空間２２を容易に作成することができる。
【００１８】
遮音板２１の外縁部は、台枠部材の側面に密接させることにより、透過音の減少だけでなく、遮音空間２２内への水の侵入も防止することができるので、吸音材２４が水に濡れて吸音効果が低下することも防止でき、吸音材２４の破片が外部に飛び散ることも防止できる。なお、吸音材２４の種類や構成によっては、遮音板２１の外縁部と台枠部材の側面との間に多少の隙間があっても問題はない。
【００１９】
図３は各種床構造における透過損失をＪＩＳ  Ａ  １４１６に基づいて測定した結果を示す図である。なお、試験体としては、図４に示す形状の厚さ２ｍｍのリブ付き板からなる床板１６を使用し、遮音板２１の厚さは１．６ｍｍ、吸音材２４にはマット状の炭素繊維を使用した。
【００２０】
図３において、従来床構造（単体）とは遮音板２１を設けない状態のものであり、単純質量増従来床構造とは、質量則により、床板１６の重量を遮音板２１及び吸音材２４の重量に相当する重量分増加させたときのものである。また、空気中間層床構造は、床板１６の下方５０ｍｍの位置に遮音板２１を設けて遮音空間２２を形成したものであり、この遮音空間２２の上部に吸音材２４を２０ｍｍの厚さで敷設したものが中間層床構造である。
【００２１】
この測定結果から、床材の重量を増加させることによって車内騒音をある程度まで低減させることができるが、遮音板２１を設けて遮音空間２２を形成することにより、床部からの透過音を大幅に減少できることがわかる。特に、４００Ｈｚ以上では大きな効果が得られている。さらに、遮音空間２２内に吸音材２４を充填することにより、遮音空間２２だけの場合に比べて更に透過音を減少でき、より低い周波数の２００Ｈｚでも車内騒音の低減できることがわかる。
【００２２】
なお、１５０Ｈｚ付近で透過損失が低下しているのは、床板１６と遮音板２１とで形成された遮音空間２２により発生した共振によるものであり、遮音板２１の材質や厚さ（重量）を適宜選択したり、防振材、制振材を付加することにより改善することが可能である。
【００２３】
このように、単純に床材等の重量を増加させた場合に比べて透過音を大幅に減少させることができるので、車両重量をほとんど増加させることなく車内騒音を大幅に低減することができる。特に、台枠の高さ範囲内で形成できるため、床面高さが上昇することがなく、しかも、一般的な台枠構造に対して容易に適用できるので、台枠を新たに設計、製作することなく、継続して製造されている車両にも適用でき、車体や機器の更新の際に採用することも可能である。
【００２４】
また、汎用の金属板と吸音材のみで形成できるので、特殊な形材等を使用する場合に比べて車両製造コストの増加も小さく抑えることができる。特に、高周波数域での効果が大きく、トンネル走行時や橋梁走行時における車内騒音の軽減に効果的であり、床下の制御装置等から発生する高周波成分を大幅にカットすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】車両前後方向から見た台枠の要部を示す断面側面図である。
【図２】車両側方から見た台枠の一部を示す断面正面図である。
【図３】透過損失の測定結果を示す図である。
【図４】透過損失測定時の試験体形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１…側梁、１２…端梁、１３…枕梁、１４…横梁、１５…台枠、１６…床板、１７…詰物、１８…床敷物、２１…遮音板、２２…遮音空間、２３…通し孔、２４…吸音材
【図１】
2007099206.tif 000003
【図２】
2007099206.tif 000004
【図３】
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【図４】
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