(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠上に気密床が張られ、またその台枠上に床受けを介して上床を支持することにより、その気密床と上床との間に空調ダクトの配置が可能な二重床で構成された鉄道車両の床構造において、
前記空調ダクトの配置されていない前記二重床の空間部にあって、前記上床の下方に遮音板が取り付けられ、その遮音板と前記上床との間には、前記上床に対し遮音板によって押し付けられるように吸音材が圧縮して設けられたものであることを特徴とする鉄道車両の床構造。
【請求項２】
請求項１に記載する鉄道車両の床構造において、
前記遮音板は、前記上床との間に隙間ができるように前記床受けの受金に取り付けられ、前記吸音材は、その隙間より厚いものが当該上床と遮音板との間に圧縮して挟み込まれたものであることを特徴とする鉄道車両の床構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両の床構造において、
前記床受けは中梁に立設され、前記遮音板及び吸音材は、その中梁のある鉄道車両中央部に設けられたものであることを特徴とする鉄道車両の床構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床下から伝わる振動を抑えることによって、客室内の騒音低減を図った鉄道車両の床構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
新幹線などの高速走行する鉄道車両では、速度向上の要求から軽量化が進む一方、車内騒音を低減する要求があり、質量増大を抑えた騒音対策が検討されている。そこで先ず、乗客が感じる客室内の騒音を検証してみると、騒音は客室の床板より伝わって発生するのが主なものであり、図３は、そうした騒音を生じさせる鉄道車両の床構造断面を示した概念図であり、図４は、車体と台車との連結部分側面を示した概念図である。
【０００３】
二重床構造では、台枠１１０上に気密床１０１が張られ、台車上では中梁１０２上に車両長手方向に伸びた床受け１０３，１０３…を介して支持された上床１０５が張られている。上床１０５には、従来から軽量で剛性の高いアルミハニカム床が使用され、そうした上床１０５上に座席が固定される。そして、気密床１０１と上床１０５との間には、左右に吹出用空調ダクト１１１と吸気用空調ダクト１１２とが一組ずつ並行に配設されている。
【０００４】
こうした床構造をもった車両における走行時の騒音は、主に台車１２０で発生した騒音が気密床１０１から、気密床１０１と上床１０５との空間部１３０を通って上床１０５を透過する透過音と、台車部で発生した振動が、その台車と車体とを連結する一本リンク１２１に伝わり、図４に矢印で示すように中心ピン１２２を前後方向に振動させ、その振動が中梁１０２へと伝わり、中梁１０２に固定された床受け１０３を経由して上床１０５に伝搬する固体音とのおよそ２種類の伝播経路があると考えられる。
厳密には、後者の中心ピン振動に起因した成分には、中梁１０２に伝えられた振動が気密床１０１に伝わり、気密床１０１から発せられる振動放射音が空間部１３０を通って上床１０５を透過し、上床１０５から放射する成分も含まれることが確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の騒音対策は、前述した透過音に着目した透過損失を主評価パラメータとするものであり、２種類の伝播経路のもう一方である、床受け１０３を経由して上床１０５に伝搬する固体音に対応したものではなかったことから、十分な騒音対策とはなり得ないものであった。すなわち、台車１２０上での客室内の騒音は、特に８０〜４００Ｈｚ帯騒音が問題となっているが、検証を進めるうちにそれが固体音を原因とする騒音であることが分かってきたからである。
【０００６】
本発明者らは、床受け１０３を経由して上床１０５に伝播する固体音について、詳細に実験・調査を行った。その結果、以下の事実を発見した。
こうした従来の床構造において、中梁１０２上の空間部１３０の位置と、その両側にある空調ダクト１１１，１１２が配置された位置とで、客室内における騒音の比較を行った。
そうしたところ、空調ダクト１１１，１１２が配置された位置では、空調ダクト１１１，１１２の振動遮断効果によって放射音が小さかったが、逆に空調ダクト１１１，１１２のない空間部１３０の位置では振動及び放射音が大きかった。
すなわち、空調ダクトの上部の上床では振動が小さく、放射音も小さい。それと比較して、空調ダクトのない空洞部の上部の上床では、振動も大きく、放射音も大きくなっており、車内騒音への寄与が大きい。
【０００７】
この発見から、本発明者らはすぐに、空間部１３０にも空調ダクトを配置することを検討した。
しかしながら、空間部１３０にも空調ダクトを配置することは、床の重量が増してしまい、高速化に伴って軽量化を図る観点からは好ましいものでない。
そこで、本発明者らは、色々な実験により、空調ダクトに代わって、重量を最小限の増加に抑えながら、振動放射音を低減できる床構造を発明した。
【０００８】
本発明は、重量増を最小限に抑え振動放射音を下げて騒音を低減させる鉄道車両の床構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄道車両の床構造は、台枠上に気密床が張られ、またその台枠上に床受けを介して上床を支持することにより、その気密床と上床との間に空調ダクトの配置が可能な二重床で構成されたものであって、前記空調ダクトの配置されていない前記二重床の空間部にあって、前記上床の下方に遮音板が取り付けられ、その遮音板と前記上床との間には、前記上床に対し遮音板によって押し付けられるように吸音材が圧縮して設けられたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る鉄道車両の床構造は、前記遮音板が、前記上床との間に隙間ができるように前記床受けの受金に取り付けられ、前記吸音材は、その隙間より厚いものが当該上床と遮音板との間に圧縮して挟み込まれたものであることが望ましい。
また、本発明に係る鉄道車両の床構造は、前記床受けは中梁に立設され、前記遮音板及び吸音材は、その中梁のある鉄道車両中央部に設けられたものであることが望ましい。
【００１０】
よって、本発明によれば、上床と下部に、適当な隙間を空けて遮音板を配置し、当該隙間に吸音材を詰めているので、上床と遮音板とで二重構造を構成して遮音効果を増している。さらに、吸音材を隙間より厚いものとし、取付の際に圧縮しているので、吸音材が上床に強く接するため、効果的に騒音を低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る鉄道車両の床構造の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の床構造を示した横断面図であり、特に中梁のある中央部分を示したものである。
本実施形態の床も従来例のものと同様に二重の床構造で構成されたものであり、台枠（図面上では中梁１８，１８）上の気密床１１と、その台枠上に床受け１２，１２を介して支持された上床１３とが張られている。そして、こうした気密床１１と上床１３との間には、空調用ダクト１５，１５が左右に配置され、中央には空間部１０が形成されている。
【００１２】
上床１３を支持する床受け１２，１２には、水平方向に張り出した受金２１が設けられ、この受金２１に空調用ダクト１５，１５が連結されている。そこで、本実施形態では、中梁１８，１８に立設された床受け１２，１２の受金２１，２１を利用して、アルミ製の遮音板２２が上床１３の下に配置される。そして、こうした遮音板２２と上床１３との隙間には、炭素繊維製の吸音材２３が入れられる。ここでは吸音材２３に遮音板２２と上床１３との隙間より厚いものが使用され、取り付けの際に吸音材２３が遮音板２２によって圧縮されるようにする。例えば、本実施形態では吸音材２３を約３分の１程度にまで圧縮させる。上床１３に対して吸音材２３が強く押し付けられて制振効果が得られるからである。
【００１３】
続いて、こうした防音手段を設けた本実施形態の床構造と従来の床構造とを比較してみた。図２は、音響特性の測定結果を表したグラフを示すものである。測定は、空間部１０の直上の床上近傍音を測定しており、図に示した結果は、測定された音圧を１／３オクターブ分析したグラフである。その結果、防音手段を設けた本実施形態の床構造によれば、２５０〜３１５Ｈｚでの騒音が顕著に低減された。このレベルの騒音が乗客にとって気に障る周波数帯域であり、その範囲の騒音を低減できる効果は大きい。
このように騒音を低減できる理由は、上床１３と遮音板２２とで吸音材２３を挟み込んだ二重構造としているため、遮音性が向上し透過音が低減されるからである。
また、中梁１８，１８から床受けを介して伝わる固体伝播音については、圧縮して配置された吸音材２３によって上床１３の振動が抑えられ、上床１３からの振動音が低減されるからである。
【００１４】
従って、本実施形態の床構造によれば、アルミ製の遮音板２２及び炭素繊維製の吸音材２３を使用し、それらを空間部１０に対応する上床１３の底部にのみ設けたので、重量増を最小限に抑えることができ、そして振動放射音を下げて騒音を低減させる鉄道車両の床構造を提供することが可能となった。
【００１５】
【発明の効果】
よって、本発明は、空調ダクトの配置されていない二重床の空間部において、上床の下方に遮音板が取り付けられ、その遮音板と前記上床との間には、前記上床に対し遮音板によって押し付けられるように吸音材が圧縮して設けられた構成としたので、重量増を最小限に抑え振動放射音を下げて騒音を低減させる鉄道車両の床構造を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る床構造の一実施形態を示した概略の横断面図である。
【図２】音響特性の測定結果をグラフに示した図である。
【図３】従来の鉄道車両の床構造断面を示した概念図である。
【図４】車体と台車との連結箇所の側面を概念的に示した図である。
【符号の説明】
１０  空間部
１１  気密床
１２  床受け
１３  上床
１５  空調ダクト
１８  中梁
２１  受金
２２  遮音板
２３  吸音材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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