鉄道車両の床構造
【課題】構造の複雑化、高コスト化、重量化を招かずに、高い制振性、遮音性を発揮するようにする。
【解決手段】アルミダブルスキン基板１の上に、弾性床材１１を所定厚さに貼り合わせ、この弾性床材１１の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた金属床材１２とアルミダブルスキン基板１との間で、弾性床材１１の厚み方向の全体または一部を拘束したことにより、上記の目的を達成する。
【解決手段】アルミダブルスキン基板１の上に、弾性床材１１を所定厚さに貼り合わせ、この弾性床材１１の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた金属床材１２とアルミダブルスキン基板１との間で、弾性床材１１の厚み方向の全体または一部を拘束したことにより、上記の目的を達成する。
【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、特に音響特性改善構造を有した鉄道車両の床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の音響特性改善構造としては、横梁上に固定された波板の上に、詰め物層および不陸調整層を介して敷物を配置した床構造において、詰め物層を、骨材を弾性材料からなるバインダで結合一体化した構造とするか、あるいは、弾性骨材をバインダで結合一体化した構造とすることによって、波板から詰め物層を経て床上面に伝わる振動エネルギを、弾性要素によって効率的に熱エネルギに変換し、床から客室内に放射される音を有効に抑制する技術が既に知られている（特許文献１参照。）。また、中空部を有するトラス形アルミ押出形材の中空部の内面の一部又は全部、具体的にはリブと面板に制振樹脂を配置し、加熱して制振樹脂を中空部内面に接着させて制振特性を向上させる技術も知られている（特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献２は、リブと面板を別体に形成し、面板の一方又は双方をアルミ板間に樹脂を挟んで一体化した制振板として、制振樹脂を貼ったリブと結合する音響特性改善構造も併せ開示し、制振板としたことによって剛性が低下することについては、リブとの結合点に凸条を設けて対応する例を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２７９６４号公報
【特許文献２】特開平９−１７４７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１、２に記載のものはいずれも、部品点数、組み立て工数が多く構造が複雑で高価につく。鉄道車両の床は確かに、レールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動が台枠を介して固体伝達されるので、客室内の静粛性を確保するのに音響特性の改善性を高めるのは重要である。しかし、そのために構造が複雑化して重量化することは鉄道車両、特に新幹線（登録商標）のような高速車両にとって不利になる。また、コスト上昇は車両の種類にかかわらず不利である。
【０００６】
特許文献２に開示の図１〜図７に開示の技術は、中空押出形材を利用したもので、それ自体は新幹線（登録商標）車両などに実用されるものであるが、各中空部の内面に制振樹脂やフィルムを貼り付ける作業は多数並ぶ中空部単位の個別作業となるし、その作業域も長尺になるので作業に手間が掛かりコスト上昇の原因になる上、床面に求められるクッション性や外観が得られないのでそのための床面積層構造が別途必要になるので、さらに構造が複雑化、高コスト化し、また重量も増大する問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、構造の複雑化、高コスト化、重量化を招かずに、従来に比しさらに高い制振性、遮音性を発揮する鉄道車両の床構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するために、アルミダブルスキン基板の上に、弾性床材を所定厚さに貼り合わせ、この弾性床材の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた金属床材とアルミダブルスキン基板との間で、弾性床材の厚み方向の全体または一部を拘束したことを特徴としている。
【０００９】
このような構成では、アルミダブルスキン基板上の開放面に、１層または２層の弾性床材と１層の金属床材を貼り合わせるだけで作業しやすく、部品点数、組み立て工数が少ない、簡単な構造で、床に求められるクッション性を満足して、上面層が床に求められる外観が得られない場合に限って床敷物を必要とする程度で、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しない。にもかかわらず、クッション性を与える弾性床材は、透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換するし、アルミダブルスキン基板と金属床材との間に挟まれた部分は、特に、両側から拘束された状態で、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動が台枠・床構造に固体伝播して振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板自体や金属床材自体が振動して発音する原因となる振動エネルギ、および透過音の振動エネルギ、を吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費することができる。
【００１０】
上記において、さらに、金属床材は、アルミであり、厚みが４ｍｍ以上であることを特徴とすることができる。
【００１１】
このような構成では、上記に加え、さらに、金属床材がアルミであることにより、４ｍｍ以上の厚みとして十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮できる。
【００１２】
上記において、さらに、弾性床材は、ゴムであり、所定の厚みが２３ｍｍ以上であることを特徴とすることができる。
【００１３】
このような構成では、上記に加え、さらに、弾性材料がゴムであることにより、金属床材が上面または途中にあっても、総厚が２３ｍｍ以上で床に求められるクッション性を満足する。
【００１４】
上記において、さらに、ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなることを特徴とすることができる。
【００１５】
このような構成では、上記に加え、さらに、吸音、遮音、防振、空孔構造による断熱の作用に優れたものとなる。
【００１６】
上記において、さらに、最表面に、塩ビまたはゴム系の床敷物を備えていることを特徴とすることができる。
【００１７】
このような構成では、上記に加え、さらに、弾性床材としての塩ビまたはゴム系の床敷物が最表面にて、床に求められるクッション性および外観を満足することができる。
【００１８】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。また、本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限り種々な組み合わせで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、重量化せず高い剛性を確保できるアルミダブルスキン基板の開放面上に１層または２層の弾性床材、１層の金属床材を貼り合わせる作業がしやすく、部品点数、組み立て工数が少ない簡単な構造で、弾性床材にて床に求められるクッション性と外観を満足することができるし、金属床材が表面に露出する場合でも床敷物を敷く程度で外観を満足するので、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しないにもかかわらず、弾性床材は透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換して消費するのに併せ、アルミダブルスキン基板と金属床材との間で拘束された部分は特に、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動が台枠・床構造に固体伝播して振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板自体や金属床材自体が振動して発音する原因となる振動エネルギを吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費するので、高い制振性、遮音性を発揮し、静粛な車内環境を保証することができる。
【００２０】
上記に加え、さらに、比重の違う金属板の複合によって、制振性と重量増との関係を調整することができる。
【００２１】
上記に加え、さらに、金属床材がアルミであることにより、４ｍｍ以上の厚みとして十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮し、４ｍｍ程度に抑えることで特に重量化することはない。
【００２２】
上記に加え、さらに、弾性材料がゴムであることにより、金属床材が上面または途中にあっても、総厚が２３ｍｍ以上で床に求められるクッション性を満足することができ、特に重量化するのを防止できる。
【００２３】
上記において、さらに、ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなることを特徴とすることができる。
【００２４】
このような構成では、上記に加え、さらに、吸音、遮音、防振、空孔構造による断熱の作用に優れたものとなり、組成によっては極難燃性作用も得られる。
【００２５】
上記に加え、さらに、弾性床材としての塩ビまたはゴム系の床敷物が最表面にて床に求められる表面でのクッション性および外観を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例１を示す模式断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例２を示す模式断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例３を示す模式断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例４を示す模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例５を示す模式断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例６を示す模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例７を示す模式断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１の実施例を示す模式断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第２の実施例を示す模式断面図である。
【図１０】比較例１〜７と第１、第２の実施例とにつき、振動放射音オーバーオール値を比較したグラフである。
【図１１】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、振動放射音周波数応答特性を比較したグラフである。
【図１２】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、騒音レベル差を比較評価したグラフである。
【図１３】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、騒音レベル差周波数応答特性を比較評価したグラフである。
【図１４】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、質量比較したグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第３の実施例に対する比較例１５を示す模式断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第３の実施例に対する比較例１６を示す模式断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第３の実施例を示す模式断面図である。
【図１８】比較例１５、１６と第３の実施例とにつき、振動放射音オーバーオール値を比較したグラフである。
【図１９】比較例１５、１６と第３の実施例とにつき、振動放射音周波数応答特性を比較評価したグラフである。
【図２０】振動特性計測装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造について、図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明および図示は、本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。
【００２８】
鉄道車両において車外から車内へ透過する騒音の周波数帯域は一般に５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度である。また固体振動伝達音は５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度が多いことが経験上判っている。これらの透過騒音や固体振動伝達の周波数帯域を上手く遮音および制振することにより、静粛な車内環境を維持することができ、快適な旅客サービスを提供することができる。
【００２９】
本実施の形態の鉄道車両の床構造は、図８、図９、図１７に代表的な例を単位パネルにて模式的に示しているが、アルミ合金を含むアルミ系材料で形成した押出形材であるアルミダブルスキン基板１を用いる。図に見られるように、アルミダブルスキン基板１は鉄道車両に通常採用されているような中空部２を持ったもので、中空部２はトラス形態のリブ３や平行なリブ、あるいはそれらが複合したリブなど種々なリブの配置によって形成される。押出形材の幅は近時増大してはいるが製造上限界があるので、図示するような単位幅のものを溶接して接合することにより所定幅の床が形成される。本実施の形態では中空部２の形状やリブの形態を特に問うものではない。
【００３０】
基本的に、アルミダブルスキン基板１の上に、弾性床材１１を所定厚さに貼り合わせ、この弾性床材１１の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた金属床材１２とアルミダブルスキン基板１との間で、弾性床材１１の厚み方向の全体または一部を拘束したものとしている。これにより、アルミダブルスキン基板１上の開放面１ａに、１層または２層の弾性床材１１または１１ａ、１１ｂと１層の金属床材１２を一液または二液の樹脂バインダなどにて貼り合わせるだけで作業しやすく、部品点数、組み立て工数が少ない、簡単な構造で、床に求められるクッション性を満足して、上面層が床に求められる外観が得られない場合に限って図１７に示すように床敷物１３を必要とする程度で、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しない。にもかかわらず、クッション性を与える弾性床材１１または１１ａ、１１ｂは、透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換するし、アルミダブルスキン基板１と金属床材１２との間に挟まれた部分１１または１１ａは、特に、両側から拘束された状態で、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板１自体や金属床材１２自体が振動して発音する原因となる振動エネルギ、および透過音の振動エネルギ、を吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費することができる。
【００３１】
この結果、重量化せず高い剛性を確保できるアルミダブルスキン基板１の開放面１ａ上に１層または２層の弾性床材１１または１１ａ、１１ｂ、１層の金属床材１２を貼り合わせる作業がしやすく、部品点数、組み立て工数が少ない簡単な構造で、弾性床材１１または１１ａ、１１ｂにて床に求められるクッション性、つまり歩行時の快適性、足への負担の軽減性を高め、コツコツといった歩行異音の発生を防止し、外観を満足することができるし、金属床材が表面に露出する場合でも床敷物を敷く程度で外観を満足するので、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しないにもかかわらず、弾性床材１１または１１ａ、１１ｂは透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換して消費するのに併せ、アルミダブルスキン基板１と金属床材１２との間で拘束された部分１１または１１ａは特に、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板１自体や金属床材１２自体が振動して発音する原因となる振動エネルギを吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費するので、高い制振性、遮音性を発揮し、静粛な車内環境を保証することができる。
【００３２】
金属床材１２は異種金属板の複合として、それが弾性床材をアルミダブルスキン基板との間に挟むどのような層として設けられるかにかかわらず、比重の違う金属板の複合によって、制振性と重量増との関係を調整することができる。
【００３３】
後に詳述するが、金属床材１２は、アルミであり、厚みが４ｍｍ以上であることで、
十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮できる。つまり、４ｍｍ以上の厚みとして十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮し、４ｍｍ程度に抑えることで特に重量化することはない。
【００３４】
また、弾性床材１１は、ゴムであり、所定の厚みが２３ｍｍ以上であることで、金属床材１２が上面または途中にあっても、総厚が２３ｍｍ以上で床に求められるクッション性を満足し、特に重量化するのを防止できる。
【００３５】
また、ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなるものであることにより、吸音、遮音、防振、空孔構造による断熱の作用に優れたものとなる。これを満足するものとして商品名「ＫＳノンブレン」がある。組成によっては極難燃性作用も得られる。これをも満足するものは本出願人が先に提案している（特開２００１−８１２２６号公報）。
【００３６】
具体例としては、ゴムなどの弾性床材、例えば古タイヤ等を細断したもの、が用いられているとともに、そのバインダとしては従来と同等のエポキシ系樹脂が用いられている。そして、空孔を有し、難燃性物質を含む。
【００３７】
以下に、本実施の形態につき、本発明に至るまでの各段階の比較例を伴い音響特性試験のデータを示しながら詳述する。音響特製試験は図２０に示すような試験装置によった。
【００３８】
この試験装置は、加振台２１上に載せた供試体２２にピンクノイズを加振源とする加振器２３から加振し、供試体２２上の暗箱２４内で振動ピックアップセンサ２５により振動をピックアップし、騒音計マイク２６によって騒音を拾った。加振器２３はノイズジェネレータ２７での発振をグラフィックイコライザ２８、アンプ２９を経て駆動し、振動ピックアップセンサ２５からの出力はチャージアンプ３０を介しＦＦＴ測定器３１に入力し、騒音計２６の出力は騒音計本体３２を経てＦＦＴ測定器３１に入力し、供試体２２の振動および供試体２２からの騒音をそれぞれ計測した。
【００３９】
図１〜図７に比較例１〜７を示している。図１に示す比較例１は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが２７ｍｍの弾性床材（ゴムチップ＋バインダ）を接着した供試体。
【００４０】
図２に示す比較例２は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが３．２ｍｍの鋼板を接着し、さらにその上に厚みｔが２３．８ｍｍの弾性床材を接着した供試体。図３に示す比較例３は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが２ｍｍのブチレンゴム製の制振材を接着し、その上に厚みｔが３．２１ｍｍの鋼板を接着し、さらにその上に厚みｔが２１．８ｍｍの弾性床材を接着した供試体。図４に示す比較例４は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが２ｍｍのブチレン製制振材を接着し、その上に厚みｔが２ｍｍの鋼板を接着し、またその上に厚みｔが２０ｍｍの骨材を介して厚みｔが４ｍｍ、のアルミ板を接着し、鋼板とアルミ板との間に吸音材を充填した供試体。図５に示す比較例５は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが４．５ｍｍの鋼板を接着し、その上に厚みｔが５ｍｍの吸音材を接着し、さらにその上に厚みｔが３．６ｍｍのアルミハニカムを接着した供試体。
【００４１】
図６に示す比較例６は、図１の比較例の弾性床材の上に厚みｔが４ｍｍのアルミ板を載置しただけの供試体。図７に示す比較例７は、図１の比較例の弾性床材の上に厚みｔが３．２ｍｍの鋼板を載置しただけの供試体である。
【００４２】
図８に示す第１の実施例は、アルミダブルスキン基板１の上に厚みｔが２３ｍｍの弾性床材１１（既述弾性床材）を接着し、その上に厚みｔが４ｍｍのアルミ製金属床材１２を接着して供試体とした。また、図９に示す第２の実施例は、アルミダブルスキン基材１の上に厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材１１ａ（既述弾性床材）を接着し、その上に厚みｔが４ｍｍのアルミ製金属床材１２を接着し、さらにその上に厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材１１ｂ（既述弾性床材）を接着し、弾性床材の層厚さが２３ｍｍとなる供試体とした。
【００４３】
以上の比較例１〜７、第１、第２の実施例につき、振動放射音（オーバーオール値）特性につき試験を実施した結果、図１０に符号１〜９で示す通りとなった。これによると、弾性床材を設けるだけの比較例１の騒音レベルが８７．０ｄＢと最も高く、これに、厚みｔが２ｍｍの制振材上に骨材表裏のアルミ板、鋼板間に吸音材を充填したパネルを配置した比較例４の８３．２ｄＢ、鋼板の上に弾性床材を設けた比較例２の８１．９ｄＢ、厚みｔが２ｍｍの制振材、厚みｔが３．２ｍｍの鋼板、厚みｔが２１．８ｍｍの弾性床材を積層した比較例３の８１．２ｄＢ、厚みｔが４．５ｍｍの鋼板、厚みｔが５ｍｍの吸音材、厚みｔが３．６ｍｍのアルミハニカム材を積層した比較例５の７８．８ｄＢが続き、体感できる３ｄＢ以上の騒音低減の目標からは十分なものとはいえない。これらに対し、厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材、厚みｔが４ｍｍのアルミ、厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材を積層した第２の実施例が７７．３ｄＢ、厚みｔが２３ｍｍの弾性床材、厚みｔが４ｍｍのアルミを積層した第１の実施例が７５．８ｄＢ、厚みｔが２７ｍｍの弾性床材の上に厚みｔが４ｍｍのアルミを載せただけの比較例６が７２．５ｄＢ、厚みｔが２７ｍｍの弾性床材の上に厚みｔが３．２ｍｍの鋼板を載せただけの比較例７が７１．６ｄＢと騒音が十分に低減している。しかし、比較例６、７は厚みの大きな弾性床材の採用による重量化の問題があり、比較例６の軽量なアルミ板との複合によっても重量問題が解消しないし、比較例７は重い鋼板との複合上騒音の低減度は高いが、比較例６以上に重量化する問題がある。第１、第２の実施例は騒音の低減が十分で、かつ重量化の問題もない。第２の実施例では弾性床材１１ｂが床表面に位置して弾性床面を形成しているので、従来からのリノニュウムなどの床敷物を省略することができる。しかし、金属材間に挟まれない弾性床材１１ｂは制振性に寄与しない不利はある。
【００４４】
代表的な比較例１、２、５と第１、第２実施例とにつき、振動放射音周波数応答特性につき比較すると、図１１に示す通りである。図から４０〜１６００Ｈｚのほぼ全域において第１、第２実施例共に比較例１、２、５に対して優れ、特に、４０〜１５０Ｈｚ付近、２５０〜５００Ｈｚ付近、１００Ｈｚ付近、１６００Ｈｚ付近において優れ、第１実施例はさらに５０〜１２５Ｈｚ付近において第２の実施例よりもさらに優れている。
【００４５】
また、比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき騒音レベル差で評価すると、図１２に示す通りである。図から第１、第２の実施例が共に優れ、比較例５は重いが騒音低減効果は低いものとなっている。
【００４６】
これを騒音レベル差周波数応答特性で比較すると、図１３に示す通りである。図から第１、第２の実施例共に優れ、特に、６３Ｈｚ付近〜３１５Ｈｚ付近、５００Ｈｚ付近、１０００Ｈｚ〜１６００Ｈｚ付近において優れ、第１の実施例は特に１６０Ｈｚ付近〜３１５Ｈｚ付近、５００Ｈｚ付近、１２５０Ｈｚ付近において第２の実施例よりも優れている。
【００４７】
さらに、比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき質量比較すると、第１、第２の実施例共に、重い比較例２、５に対し充分に軽量であり、極軽量な比較例１に近い質量に納まって高い騒音低減効果を発揮するものであることが分かる。
【００４８】
最後に、鉄道車両の床構造に求められる特殊性から、その適正につき、本発明者等はさらに検証した。具体的には、アルミダブルスキン基板１の内側に弾性床材１１、１１ａを挟んで軽量かつ制振性が得られるアルミ板を採用するが、従来から知られるような鉄道アルミ板は天井の化粧板として厚みｔが１．２ｍｍのアルミ板にメラミン樹脂を貼り合わせたもの、あるいは厚みｔが１．６ｍｍのアルミ板にシート貼りしたものが知られている。
【００４９】
そこで、図１５に示す厚みｔが２７ｍｍの弾性床材（目止め層＋修正層を含む）、厚みｔが３ｍｍの塩ビ系敷物を積層した比較例１５、図１６に示す厚みｔが２３．４ｍｍの弾性床材（目止め層＋修正層を含む）、厚みｔが１．６ｍｍのアルミ板、厚みｔが３ｍｍのゴム系床敷物＋厚みｔが２ｍｍの修正層を積層した比較例１６を設定し、既述の図１７に示す第３の実施例とにつき、まず、振動放射音オーバーオール値を計測したところ、図１８に示す通りである。図から、弾性床材の上に塩ビ系敷物を積層した比較例１５は７８．４ｄＢと最も高く、弾性床材の上に厚みｔ１．６ｍｍのアルミ板、ゴム系床敷物＋修正層を積層した比較例１６で７６．７ｄＢとまだ大きく、騒音の低減は１．７ｄＢの騒音低減に止まった。これに対しアルミ板を厚みｔが４ｍｍとし、床敷物を設けた第３の実施例では７４．８ｄＢとなり騒音の低減は３．６ｄＢとｔ１．６ｍｍの比較例１６に対し倍以上の充分に体感される騒音低減となった。ここに、アルミ板は４ｍｍ以上として制振性、騒音低減に効果があることが検証されたし、鉄道車両に許容される重量条件内でアルミ板の厚みｔを増大すれば騒音の低減効果はさらに高められる。このことは、鉄道車両の他の部分での軽量化によってアルミ板の許容厚みを増大させられることを意味している。
【００５０】
この検証結果を、振動放射音周波数応答特性の比較評価をすると、図１９の通りである。図から８００Ｈｚ付近〜２５００Ｈｚ付近において、比較例１５、１６に対し特段の騒音低減効果を示している。
【００５１】
以上をまとめると、４０Ｈｚ〜２５００Ｈｚのオーバーオール値をみると、従来タイプの比較例１５に対して、アルミ板にて制振性を高めた比較例１６は大きな騒音低減効果は見られない一方、第３の実施例は大きな騒音改善効果を示している。このことから、弾性床材の上面に付帯させた拘束板によって、床の振動が抑制されることがわかるが、拘束板の厚みｔが１．６ｍｍでは不十分でｔ＝４ｍｍ以上が必要であることがわかる。
【００５２】
また、１／３オクターブバンド毎の周波数分析結果から、制振効果は６３０Ｈｚより高い周波数帯域で顕著に現れることが分かる。拘束板の厚みｔによる特徴として、１２５０Ｈｚにおいて比較例１６では比較例１５の場合と同様に振動放射音が上昇、つまり悪化するが、第３の実施例では上昇しない。つまり悪化しない。ここに、第３の実施例は振動放射音を十分に低減しているのに対し、比較例１６は従来タイプの比較例１５の騒音低減効果はうすく、第１〜第３の実施例を含む本実施の形態は、比較例１５に対してはもとより比較例１６に対しても明らかに違った高い制振遮音効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は鉄道車両の床構造に実用して、構造の複雑化、高コスト化、重量化を招かずに、高い制振性、遮音性を発揮する。
【符号の説明】
【００５４】
１ アルミダブルスキン基板
１ａ 表面
２ 中空部
３ リブ
１１、１１ａ、１１ｂ 弾性床材
１２ 金属床材
１３（１１ｃ） 床敷物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の床構造に関し、特に音響特性改善構造を有した鉄道車両の床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の音響特性改善構造としては、横梁上に固定された波板の上に、詰め物層および不陸調整層を介して敷物を配置した床構造において、詰め物層を、骨材を弾性材料からなるバインダで結合一体化した構造とするか、あるいは、弾性骨材をバインダで結合一体化した構造とすることによって、波板から詰め物層を経て床上面に伝わる振動エネルギを、弾性要素によって効率的に熱エネルギに変換し、床から客室内に放射される音を有効に抑制する技術が既に知られている（特許文献１参照。）。また、中空部を有するトラス形アルミ押出形材の中空部の内面の一部又は全部、具体的にはリブと面板に制振樹脂を配置し、加熱して制振樹脂を中空部内面に接着させて制振特性を向上させる技術も知られている（特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献２は、リブと面板を別体に形成し、面板の一方又は双方をアルミ板間に樹脂を挟んで一体化した制振板として、制振樹脂を貼ったリブと結合する音響特性改善構造も併せ開示し、制振板としたことによって剛性が低下することについては、リブとの結合点に凸条を設けて対応する例を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２７９６４号公報
【特許文献２】特開平９−１７４７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１、２に記載のものはいずれも、部品点数、組み立て工数が多く構造が複雑で高価につく。鉄道車両の床は確かに、レールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動が台枠を介して固体伝達されるので、客室内の静粛性を確保するのに音響特性の改善性を高めるのは重要である。しかし、そのために構造が複雑化して重量化することは鉄道車両、特に新幹線（登録商標）のような高速車両にとって不利になる。また、コスト上昇は車両の種類にかかわらず不利である。
【０００６】
特許文献２に開示の図１〜図７に開示の技術は、中空押出形材を利用したもので、それ自体は新幹線（登録商標）車両などに実用されるものであるが、各中空部の内面に制振樹脂やフィルムを貼り付ける作業は多数並ぶ中空部単位の個別作業となるし、その作業域も長尺になるので作業に手間が掛かりコスト上昇の原因になる上、床面に求められるクッション性や外観が得られないのでそのための床面積層構造が別途必要になるので、さらに構造が複雑化、高コスト化し、また重量も増大する問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、構造の複雑化、高コスト化、重量化を招かずに、従来に比しさらに高い制振性、遮音性を発揮する鉄道車両の床構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するために、アルミダブルスキン基板の上に、弾性床材を所定厚さに貼り合わせ、この弾性床材の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた金属床材とアルミダブルスキン基板との間で、弾性床材の厚み方向の全体または一部を拘束したことを特徴としている。
【０００９】
このような構成では、アルミダブルスキン基板上の開放面に、１層または２層の弾性床材と１層の金属床材を貼り合わせるだけで作業しやすく、部品点数、組み立て工数が少ない、簡単な構造で、床に求められるクッション性を満足して、上面層が床に求められる外観が得られない場合に限って床敷物を必要とする程度で、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しない。にもかかわらず、クッション性を与える弾性床材は、透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換するし、アルミダブルスキン基板と金属床材との間に挟まれた部分は、特に、両側から拘束された状態で、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動が台枠・床構造に固体伝播して振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板自体や金属床材自体が振動して発音する原因となる振動エネルギ、および透過音の振動エネルギ、を吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費することができる。
【００１０】
上記において、さらに、金属床材は、アルミであり、厚みが４ｍｍ以上であることを特徴とすることができる。
【００１１】
このような構成では、上記に加え、さらに、金属床材がアルミであることにより、４ｍｍ以上の厚みとして十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮できる。
【００１２】
上記において、さらに、弾性床材は、ゴムであり、所定の厚みが２３ｍｍ以上であることを特徴とすることができる。
【００１３】
このような構成では、上記に加え、さらに、弾性材料がゴムであることにより、金属床材が上面または途中にあっても、総厚が２３ｍｍ以上で床に求められるクッション性を満足する。
【００１４】
上記において、さらに、ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなることを特徴とすることができる。
【００１５】
このような構成では、上記に加え、さらに、吸音、遮音、防振、空孔構造による断熱の作用に優れたものとなる。
【００１６】
上記において、さらに、最表面に、塩ビまたはゴム系の床敷物を備えていることを特徴とすることができる。
【００１７】
このような構成では、上記に加え、さらに、弾性床材としての塩ビまたはゴム系の床敷物が最表面にて、床に求められるクッション性および外観を満足することができる。
【００１８】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。また、本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限り種々な組み合わせで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、重量化せず高い剛性を確保できるアルミダブルスキン基板の開放面上に１層または２層の弾性床材、１層の金属床材を貼り合わせる作業がしやすく、部品点数、組み立て工数が少ない簡単な構造で、弾性床材にて床に求められるクッション性と外観を満足することができるし、金属床材が表面に露出する場合でも床敷物を敷く程度で外観を満足するので、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しないにもかかわらず、弾性床材は透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換して消費するのに併せ、アルミダブルスキン基板と金属床材との間で拘束された部分は特に、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動が台枠・床構造に固体伝播して振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板自体や金属床材自体が振動して発音する原因となる振動エネルギを吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費するので、高い制振性、遮音性を発揮し、静粛な車内環境を保証することができる。
【００２０】
上記に加え、さらに、比重の違う金属板の複合によって、制振性と重量増との関係を調整することができる。
【００２１】
上記に加え、さらに、金属床材がアルミであることにより、４ｍｍ以上の厚みとして十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮し、４ｍｍ程度に抑えることで特に重量化することはない。
【００２２】
上記に加え、さらに、弾性材料がゴムであることにより、金属床材が上面または途中にあっても、総厚が２３ｍｍ以上で床に求められるクッション性を満足することができ、特に重量化するのを防止できる。
【００２３】
上記において、さらに、ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなることを特徴とすることができる。
【００２４】
このような構成では、上記に加え、さらに、吸音、遮音、防振、空孔構造による断熱の作用に優れたものとなり、組成によっては極難燃性作用も得られる。
【００２５】
上記に加え、さらに、弾性床材としての塩ビまたはゴム系の床敷物が最表面にて床に求められる表面でのクッション性および外観を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例１を示す模式断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例２を示す模式断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例３を示す模式断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例４を示す模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例５を示す模式断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例６を示す模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１、第２の実施例に対する比較例７を示す模式断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第１の実施例を示す模式断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第２の実施例を示す模式断面図である。
【図１０】比較例１〜７と第１、第２の実施例とにつき、振動放射音オーバーオール値を比較したグラフである。
【図１１】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、振動放射音周波数応答特性を比較したグラフである。
【図１２】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、騒音レベル差を比較評価したグラフである。
【図１３】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、騒音レベル差周波数応答特性を比較評価したグラフである。
【図１４】比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき、質量比較したグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第３の実施例に対する比較例１５を示す模式断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第３の実施例に対する比較例１６を示す模式断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造の第３の実施例を示す模式断面図である。
【図１８】比較例１５、１６と第３の実施例とにつき、振動放射音オーバーオール値を比較したグラフである。
【図１９】比較例１５、１６と第３の実施例とにつき、振動放射音周波数応答特性を比較評価したグラフである。
【図２０】振動特性計測装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の床構造について、図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明および図示は、本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。
【００２８】
鉄道車両において車外から車内へ透過する騒音の周波数帯域は一般に５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度である。また固体振動伝達音は５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度が多いことが経験上判っている。これらの透過騒音や固体振動伝達の周波数帯域を上手く遮音および制振することにより、静粛な車内環境を維持することができ、快適な旅客サービスを提供することができる。
【００２９】
本実施の形態の鉄道車両の床構造は、図８、図９、図１７に代表的な例を単位パネルにて模式的に示しているが、アルミ合金を含むアルミ系材料で形成した押出形材であるアルミダブルスキン基板１を用いる。図に見られるように、アルミダブルスキン基板１は鉄道車両に通常採用されているような中空部２を持ったもので、中空部２はトラス形態のリブ３や平行なリブ、あるいはそれらが複合したリブなど種々なリブの配置によって形成される。押出形材の幅は近時増大してはいるが製造上限界があるので、図示するような単位幅のものを溶接して接合することにより所定幅の床が形成される。本実施の形態では中空部２の形状やリブの形態を特に問うものではない。
【００３０】
基本的に、アルミダブルスキン基板１の上に、弾性床材１１を所定厚さに貼り合わせ、この弾性床材１１の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた金属床材１２とアルミダブルスキン基板１との間で、弾性床材１１の厚み方向の全体または一部を拘束したものとしている。これにより、アルミダブルスキン基板１上の開放面１ａに、１層または２層の弾性床材１１または１１ａ、１１ｂと１層の金属床材１２を一液または二液の樹脂バインダなどにて貼り合わせるだけで作業しやすく、部品点数、組み立て工数が少ない、簡単な構造で、床に求められるクッション性を満足して、上面層が床に求められる外観が得られない場合に限って図１７に示すように床敷物１３を必要とする程度で、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しない。にもかかわらず、クッション性を与える弾性床材１１または１１ａ、１１ｂは、透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換するし、アルミダブルスキン基板１と金属床材１２との間に挟まれた部分１１または１１ａは、特に、両側から拘束された状態で、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板１自体や金属床材１２自体が振動して発音する原因となる振動エネルギ、および透過音の振動エネルギ、を吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費することができる。
【００３１】
この結果、重量化せず高い剛性を確保できるアルミダブルスキン基板１の開放面１ａ上に１層または２層の弾性床材１１または１１ａ、１１ｂ、１層の金属床材１２を貼り合わせる作業がしやすく、部品点数、組み立て工数が少ない簡単な構造で、弾性床材１１または１１ａ、１１ｂにて床に求められるクッション性、つまり歩行時の快適性、足への負担の軽減性を高め、コツコツといった歩行異音の発生を防止し、外観を満足することができるし、金属床材が表面に露出する場合でも床敷物を敷く程度で外観を満足するので、構造や作業が特に複雑化してコスト上昇を招くことはないし、重量も徒に増大しないにもかかわらず、弾性床材１１または１１ａ、１１ｂは透過しようとする音を吸収して振動エネルギを熱エネルギに変換して消費するのに併せ、アルミダブルスキン基板１と金属床材１２との間で拘束された部分１１または１１ａは特に、構造物経由で固体伝播したレールから、あるいはモータ等から励振された台車部品の振動を受けることにより、アルミダブルスキン基板１自体や金属床材１２自体が振動して発音する原因となる振動エネルギを吸収して効率よく熱エネルギに変換して消費するので、高い制振性、遮音性を発揮し、静粛な車内環境を保証することができる。
【００３２】
金属床材１２は異種金属板の複合として、それが弾性床材をアルミダブルスキン基板との間に挟むどのような層として設けられるかにかかわらず、比重の違う金属板の複合によって、制振性と重量増との関係を調整することができる。
【００３３】
後に詳述するが、金属床材１２は、アルミであり、厚みが４ｍｍ以上であることで、
十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮できる。つまり、４ｍｍ以上の厚みとして十分な制振性、遮音性が得られる拘束力を発揮し、４ｍｍ程度に抑えることで特に重量化することはない。
【００３４】
また、弾性床材１１は、ゴムであり、所定の厚みが２３ｍｍ以上であることで、金属床材１２が上面または途中にあっても、総厚が２３ｍｍ以上で床に求められるクッション性を満足し、特に重量化するのを防止できる。
【００３５】
また、ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなるものであることにより、吸音、遮音、防振、空孔構造による断熱の作用に優れたものとなる。これを満足するものとして商品名「ＫＳノンブレン」がある。組成によっては極難燃性作用も得られる。これをも満足するものは本出願人が先に提案している（特開２００１−８１２２６号公報）。
【００３６】
具体例としては、ゴムなどの弾性床材、例えば古タイヤ等を細断したもの、が用いられているとともに、そのバインダとしては従来と同等のエポキシ系樹脂が用いられている。そして、空孔を有し、難燃性物質を含む。
【００３７】
以下に、本実施の形態につき、本発明に至るまでの各段階の比較例を伴い音響特性試験のデータを示しながら詳述する。音響特製試験は図２０に示すような試験装置によった。
【００３８】
この試験装置は、加振台２１上に載せた供試体２２にピンクノイズを加振源とする加振器２３から加振し、供試体２２上の暗箱２４内で振動ピックアップセンサ２５により振動をピックアップし、騒音計マイク２６によって騒音を拾った。加振器２３はノイズジェネレータ２７での発振をグラフィックイコライザ２８、アンプ２９を経て駆動し、振動ピックアップセンサ２５からの出力はチャージアンプ３０を介しＦＦＴ測定器３１に入力し、騒音計２６の出力は騒音計本体３２を経てＦＦＴ測定器３１に入力し、供試体２２の振動および供試体２２からの騒音をそれぞれ計測した。
【００３９】
図１〜図７に比較例１〜７を示している。図１に示す比較例１は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが２７ｍｍの弾性床材（ゴムチップ＋バインダ）を接着した供試体。
【００４０】
図２に示す比較例２は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが３．２ｍｍの鋼板を接着し、さらにその上に厚みｔが２３．８ｍｍの弾性床材を接着した供試体。図３に示す比較例３は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが２ｍｍのブチレンゴム製の制振材を接着し、その上に厚みｔが３．２１ｍｍの鋼板を接着し、さらにその上に厚みｔが２１．８ｍｍの弾性床材を接着した供試体。図４に示す比較例４は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが２ｍｍのブチレン製制振材を接着し、その上に厚みｔが２ｍｍの鋼板を接着し、またその上に厚みｔが２０ｍｍの骨材を介して厚みｔが４ｍｍ、のアルミ板を接着し、鋼板とアルミ板との間に吸音材を充填した供試体。図５に示す比較例５は、アルミダブルスキン基板の上に厚みｔが４．５ｍｍの鋼板を接着し、その上に厚みｔが５ｍｍの吸音材を接着し、さらにその上に厚みｔが３．６ｍｍのアルミハニカムを接着した供試体。
【００４１】
図６に示す比較例６は、図１の比較例の弾性床材の上に厚みｔが４ｍｍのアルミ板を載置しただけの供試体。図７に示す比較例７は、図１の比較例の弾性床材の上に厚みｔが３．２ｍｍの鋼板を載置しただけの供試体である。
【００４２】
図８に示す第１の実施例は、アルミダブルスキン基板１の上に厚みｔが２３ｍｍの弾性床材１１（既述弾性床材）を接着し、その上に厚みｔが４ｍｍのアルミ製金属床材１２を接着して供試体とした。また、図９に示す第２の実施例は、アルミダブルスキン基材１の上に厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材１１ａ（既述弾性床材）を接着し、その上に厚みｔが４ｍｍのアルミ製金属床材１２を接着し、さらにその上に厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材１１ｂ（既述弾性床材）を接着し、弾性床材の層厚さが２３ｍｍとなる供試体とした。
【００４３】
以上の比較例１〜７、第１、第２の実施例につき、振動放射音（オーバーオール値）特性につき試験を実施した結果、図１０に符号１〜９で示す通りとなった。これによると、弾性床材を設けるだけの比較例１の騒音レベルが８７．０ｄＢと最も高く、これに、厚みｔが２ｍｍの制振材上に骨材表裏のアルミ板、鋼板間に吸音材を充填したパネルを配置した比較例４の８３．２ｄＢ、鋼板の上に弾性床材を設けた比較例２の８１．９ｄＢ、厚みｔが２ｍｍの制振材、厚みｔが３．２ｍｍの鋼板、厚みｔが２１．８ｍｍの弾性床材を積層した比較例３の８１．２ｄＢ、厚みｔが４．５ｍｍの鋼板、厚みｔが５ｍｍの吸音材、厚みｔが３．６ｍｍのアルミハニカム材を積層した比較例５の７８．８ｄＢが続き、体感できる３ｄＢ以上の騒音低減の目標からは十分なものとはいえない。これらに対し、厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材、厚みｔが４ｍｍのアルミ、厚みｔが１１．５ｍｍの弾性床材を積層した第２の実施例が７７．３ｄＢ、厚みｔが２３ｍｍの弾性床材、厚みｔが４ｍｍのアルミを積層した第１の実施例が７５．８ｄＢ、厚みｔが２７ｍｍの弾性床材の上に厚みｔが４ｍｍのアルミを載せただけの比較例６が７２．５ｄＢ、厚みｔが２７ｍｍの弾性床材の上に厚みｔが３．２ｍｍの鋼板を載せただけの比較例７が７１．６ｄＢと騒音が十分に低減している。しかし、比較例６、７は厚みの大きな弾性床材の採用による重量化の問題があり、比較例６の軽量なアルミ板との複合によっても重量問題が解消しないし、比較例７は重い鋼板との複合上騒音の低減度は高いが、比較例６以上に重量化する問題がある。第１、第２の実施例は騒音の低減が十分で、かつ重量化の問題もない。第２の実施例では弾性床材１１ｂが床表面に位置して弾性床面を形成しているので、従来からのリノニュウムなどの床敷物を省略することができる。しかし、金属材間に挟まれない弾性床材１１ｂは制振性に寄与しない不利はある。
【００４４】
代表的な比較例１、２、５と第１、第２実施例とにつき、振動放射音周波数応答特性につき比較すると、図１１に示す通りである。図から４０〜１６００Ｈｚのほぼ全域において第１、第２実施例共に比較例１、２、５に対して優れ、特に、４０〜１５０Ｈｚ付近、２５０〜５００Ｈｚ付近、１００Ｈｚ付近、１６００Ｈｚ付近において優れ、第１実施例はさらに５０〜１２５Ｈｚ付近において第２の実施例よりもさらに優れている。
【００４５】
また、比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき騒音レベル差で評価すると、図１２に示す通りである。図から第１、第２の実施例が共に優れ、比較例５は重いが騒音低減効果は低いものとなっている。
【００４６】
これを騒音レベル差周波数応答特性で比較すると、図１３に示す通りである。図から第１、第２の実施例共に優れ、特に、６３Ｈｚ付近〜３１５Ｈｚ付近、５００Ｈｚ付近、１０００Ｈｚ〜１６００Ｈｚ付近において優れ、第１の実施例は特に１６０Ｈｚ付近〜３１５Ｈｚ付近、５００Ｈｚ付近、１２５０Ｈｚ付近において第２の実施例よりも優れている。
【００４７】
さらに、比較例１、２、５と第１、第２の実施例とにつき質量比較すると、第１、第２の実施例共に、重い比較例２、５に対し充分に軽量であり、極軽量な比較例１に近い質量に納まって高い騒音低減効果を発揮するものであることが分かる。
【００４８】
最後に、鉄道車両の床構造に求められる特殊性から、その適正につき、本発明者等はさらに検証した。具体的には、アルミダブルスキン基板１の内側に弾性床材１１、１１ａを挟んで軽量かつ制振性が得られるアルミ板を採用するが、従来から知られるような鉄道アルミ板は天井の化粧板として厚みｔが１．２ｍｍのアルミ板にメラミン樹脂を貼り合わせたもの、あるいは厚みｔが１．６ｍｍのアルミ板にシート貼りしたものが知られている。
【００４９】
そこで、図１５に示す厚みｔが２７ｍｍの弾性床材（目止め層＋修正層を含む）、厚みｔが３ｍｍの塩ビ系敷物を積層した比較例１５、図１６に示す厚みｔが２３．４ｍｍの弾性床材（目止め層＋修正層を含む）、厚みｔが１．６ｍｍのアルミ板、厚みｔが３ｍｍのゴム系床敷物＋厚みｔが２ｍｍの修正層を積層した比較例１６を設定し、既述の図１７に示す第３の実施例とにつき、まず、振動放射音オーバーオール値を計測したところ、図１８に示す通りである。図から、弾性床材の上に塩ビ系敷物を積層した比較例１５は７８．４ｄＢと最も高く、弾性床材の上に厚みｔ１．６ｍｍのアルミ板、ゴム系床敷物＋修正層を積層した比較例１６で７６．７ｄＢとまだ大きく、騒音の低減は１．７ｄＢの騒音低減に止まった。これに対しアルミ板を厚みｔが４ｍｍとし、床敷物を設けた第３の実施例では７４．８ｄＢとなり騒音の低減は３．６ｄＢとｔ１．６ｍｍの比較例１６に対し倍以上の充分に体感される騒音低減となった。ここに、アルミ板は４ｍｍ以上として制振性、騒音低減に効果があることが検証されたし、鉄道車両に許容される重量条件内でアルミ板の厚みｔを増大すれば騒音の低減効果はさらに高められる。このことは、鉄道車両の他の部分での軽量化によってアルミ板の許容厚みを増大させられることを意味している。
【００５０】
この検証結果を、振動放射音周波数応答特性の比較評価をすると、図１９の通りである。図から８００Ｈｚ付近〜２５００Ｈｚ付近において、比較例１５、１６に対し特段の騒音低減効果を示している。
【００５１】
以上をまとめると、４０Ｈｚ〜２５００Ｈｚのオーバーオール値をみると、従来タイプの比較例１５に対して、アルミ板にて制振性を高めた比較例１６は大きな騒音低減効果は見られない一方、第３の実施例は大きな騒音改善効果を示している。このことから、弾性床材の上面に付帯させた拘束板によって、床の振動が抑制されることがわかるが、拘束板の厚みｔが１．６ｍｍでは不十分でｔ＝４ｍｍ以上が必要であることがわかる。
【００５２】
また、１／３オクターブバンド毎の周波数分析結果から、制振効果は６３０Ｈｚより高い周波数帯域で顕著に現れることが分かる。拘束板の厚みｔによる特徴として、１２５０Ｈｚにおいて比較例１６では比較例１５の場合と同様に振動放射音が上昇、つまり悪化するが、第３の実施例では上昇しない。つまり悪化しない。ここに、第３の実施例は振動放射音を十分に低減しているのに対し、比較例１６は従来タイプの比較例１５の騒音低減効果はうすく、第１〜第３の実施例を含む本実施の形態は、比較例１５に対してはもとより比較例１６に対しても明らかに違った高い制振遮音効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は鉄道車両の床構造に実用して、構造の複雑化、高コスト化、重量化を招かずに、高い制振性、遮音性を発揮する。
【符号の説明】
【００５４】
１ アルミダブルスキン基板
１ａ 表面
２ 中空部
３ リブ
１１、１１ａ、１１ｂ 弾性床材
１２ 金属床材
１３（１１ｃ） 床敷物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミダブルスキン基板の上に、
弾性床材を所定厚さに貼り合わせ、
この弾性床材の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた厚みが４ｍｍ以上あるアルミとアルミダブルスキン基板との間で、
弾性床材の厚み方向の全体または一部を拘束したことを特徴とする鉄道車両の床構造。
【請求項２】
前記弾性床材は、ゴムであり、所定の厚みが２３ｍｍ以上である請求項１に記載の鉄道車両の床構造。
【請求項３】
前記ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなる請求項２に記載の鉄道車両の床構造。
【請求項４】
最表面に、塩ビまたはゴム系の床敷物を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両の床構造。
【請求項１】
アルミダブルスキン基板の上に、
弾性床材を所定厚さに貼り合わせ、
この弾性床材の上面または厚み方向の中間に貼り合わせた厚みが４ｍｍ以上あるアルミとアルミダブルスキン基板との間で、
弾性床材の厚み方向の全体または一部を拘束したことを特徴とする鉄道車両の床構造。
【請求項２】
前記弾性床材は、ゴムであり、所定の厚みが２３ｍｍ以上である請求項１に記載の鉄道車両の床構造。
【請求項３】
前記ゴムは、ゴムチップとゴムチップを繋ぐバインダとからなる請求項２に記載の鉄道車両の床構造。
【請求項４】
最表面に、塩ビまたはゴム系の床敷物を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両の床構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−６２０５２（Ｐ２０１２−６２０５２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７７７３（Ｐ２０１１−２３７７７３）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【分割の表示】特願２００８−１０６８４５（Ｐ２００８−１０６８４５）の分割
【原出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００１６３３７２）近畿車輌株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【分割の表示】特願２００８−１０６８４５（Ｐ２００８−１０６８４５）の分割
【原出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００１６３３７２）近畿車輌株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
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