JP6943778B2

JP6943778B2 - 風量調整機構を備えるダクトおよびそれを備える鉄道車両

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Publication number: JP6943778B2
Application number: JP2018009053A
Authority: JP
Inventors: 知生林; 宮川　純; 純宮川; 一任是石; 哲朗岡本; 美沙紀今
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2038-01-23
Also published as: JP2019128081A

Description

本発明は、鉄道車両の調和空気ダクトの風量調整機構に関する。

鉄道車両は、乗客が居住する客室空間を快適な温熱環境にするために、空調装置によって温度調和した調和空気を客室空間へ供給する。この空調装置は、鉄道車両１両に対して、一般的には１台ないし２台搭載される。この空調装置から供給される調和空気を客室空間へ均等に配送するために、鉄道車両は調和空気ダクトを備えている。

この調和空気ダクトは、客室へ流出する調和空気の量を客室全体で均一にするために、風量調整機構を備えている。例えば特許文献１には、調和空気ダクト内の空気吹出部に対して塞ぎ板を当てて空気吹出部の一部を塞ぎ、その開口度を調整する機構が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−１６２０８５号公報

特許文献１には、空気吹出部の開口度を調整する塞ぎ板を備える調和空気ダクトが記載されている。しかし、このような塞ぎ板では、空気吹出部の開口度を所定の開口度にする調整作業に要する時間が多いことが課題であった。また、調整作業において発生する開口度の誤差（所定の開口度と実際の開口度の差）が大きいことも課題である。

本発明の目的は、空気吹出部の開口度の調整作業に要する時間を短くすることができ、また、開口度の誤差を小さくすることができるようにした調和空気ダクトを提供することにある。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の調和空気ダクトの一つは、前記ダクトを構成する板材のうち少なくとも１枚の板材は空気が通過する複数の開孔から構成される第１多孔部を備え、前記第１多孔部に重ね置かれるとともに第２多孔部を有する可動板と、前記板材の上面に沿って回動可能に可動板を保持するボルトと、を有するダクトであって、第１多孔部と、第２多孔部と、を連通する総合開口率が可動板の回動角度で決定されることにより達成される。

本発明によれば、空気吹出部の開口度の調整作業に要する時間が短く、また、開口度の誤差が小さい調和空気ダクトを提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、本発明の一実施例に関わる鉄道車両の斜視図である。図２は、本発明の一実施例に関わる調和空気ダクトの斜視図である。図３は、図２の調和空気ダクトの空気吹出部周辺を詳細に示す斜視図である。図４は、風量調整板を側板と平行に固定したときの空気吹出部の詳細図である。図５は、側板の構造を示す図である。図６は、第一の実施例の風量調整板の構造を示す図である。図７は、第一の実施例の風量調整板と側板の角度を１度としたときの空気吹出部の図である。図８は、第一の実施例の風量調整板と側板の角度を２度としたときの空気吹出部の図である。図９は、第一の実施例の風量調整板と側板の角度を３度としたときの空気吹出部の図である。図１０は、第二の実施例の空気吹出部の図である。図１１は、第三の実施例の空気吹出部の図である。

以下、実施例を図面を用いて説明する。

以下、本発明の一実施例を図１から図９を用いて説明する。まず、鉄道車両に係る各方向を、鉄道車両の幅方向（枕木方向）５１０、鉄道車両の長手方向５２０、鉄道車両の高さ方向５３０とし、以下、それぞれ幅方向５１０、長手方向５２０、高さ方向５３０と省略して記載する場合がある。

図１は、本発明が搭載された鉄道車両１の斜視図である。鉄道車両１は、床面をなす台枠１１と、この台枠１１の幅方向５１０の両端部に立設された側構体１２と、台枠１１の長手方向５２０の両端部に立設された妻構体１３と、側構体１２と妻構体１３の高さ方向５３０の上端部に載置された屋根構体１４から構成される。

鉄道車両１を構成する台枠１１の長手方向５２０の両端部は、軌道上を転動する輪軸を備える台車（図示していない）によって支持される。鉄道車両１を構成する側構体１２には、窓１２２および乗客の乗降に供される出入り台１２４が設けられている。出入り台１２４には、側引戸が鉄道車両１の長手方向に沿って開閉可能に設けられている。

鉄道車両１は、空調装置２ａ、２ｂを備えている。空調装置２ａ、２ｂは、冷媒が循環する冷凍サイクルを構成する圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器などからなる冷凍サイクルと、室外熱交換器に併設される室外送風機と、室内熱交換器に併設される室内送風機と、暖房用ヒータ（室内熱交換器に併設される）と、車内の空気を車外へ排気する排気送風機から構成される。

鉄道車両１の天井部には、車内の空気を各空調装置の内部に取り入れるリターンダクトと、各空調装置で温度・湿度が調和された調和空気を客室等へ送風する調和空気ダクト３２と、車内から車外へ排出する空気を空調装置へ導く排気空気ダクトが配設されている。

図２は、調和空気ダクト３２の斜視図である。調和空気ダクト３２は、客室全長に配設されている。調和空気ダクト３２は、上面に流入口３４ａと流入口３４ｂを備え、空調装置２ａと空調装置２ｂとからそれぞれ調和空気６００が供給される。調和空気ダクト３２の下部には、長手方向５２０に連続的に設けた流出口３６があり、ここから客室内へ調和空気６００を供給する。

図３は、調和空気ダクト３２の内部の空気吹出部周辺を詳細に示す斜視図である。調和空気６００は、調和空気ダクト３２の空気吹出部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄを経て、客室へ送風される。客室内の長手方向５２０の調和空気の風量分布を均一にするためには、空気吹出部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄの開口度を調整することが必要である。図示していないが、空気吹出部は図示している空気吹出部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄの他に多数ある。そのため、鉄道車両１の全ての空気吹出部の開口度を調整する作業は、多くの工数を要する作業である。

図４は、風量調整板４２を側板４０と平行に固定したときの空気吹出部３９ａの詳細図である。空気吹出部３９ａは、調和空気ダクト３２の側板４０、風量調整板４２、側板４０に風量調整板を回転可能に保持するための支点ボルト４４、側板４０と風量調整板４２の角度を固定するための固定ボルト４６より構成される。

図５は、側板４０を示す図である。側板４０は、支点ボルト４４と固定ボルト４６を締結するためのブラインドナット４８を備えている。ブラインドナット４８は、溶接ナットであってもよい。また、側板４０は、多数の丸孔により構成される第一の多孔部４０２を備えている。

図６は、風量調整板４２を示す図である。風量調整板４２は、多数の丸孔により構成される第二の多孔部４２２を備えている。また、風量調整板４２は、支点ボルトが貫通するための丸孔４２４と、固定ボルトが貫通するための長孔４２６を備えている。

以上の構成からなる空気吹出部３９ａは、図３に示したように、第一の多孔部４０２と第二の多孔部４２２が連通した開口４９を形成する。開口４９から調和空気が吹き出す構造となる。また、固定ボルト４６の締結を緩めることにより、支点ボルト４４を回転中心として、風量調整板４２を容易に回転させることができるので、風量調整板４２と側板４０の角度７００を任意の角度とすることができる。

図７は、風量調整板４２と側板４０の角度７００を１度としたときの図である。この場合は、第一の多孔部４０２と第二の多孔部４２２が連通した開口４９の面積が、図３に比べて小さくなる。このことによって、ダクトから吹き出す調和空気量を少なくすることができる。

図８、図９は、それぞれ、風量調整板４２と側板４０の角度７００を２度、３度としたときの図である。このように、角度７００を大きくすることで開口４９の面積を小さくすることができる。

なお、上記では、調和空気ダクト３２が鉄道車両１の天井に艤装された状態での調整作業を説明したが、空気吹出部３９ａの開口度調整作業は、調和空気ダクト３２を鉄道車両１に艤装していない状態で行う場合もある。本発明は、調和空気ダクト３２を鉄道車両１に艤装していない状態でも適用可能である。

また、上記では、本発明の風量調整構造を調和空気を通風させるための調和空気ダクト３２に適用した例を示したが、本風量調構造は、リターンダクトなどのダクトの風量調整の際にも使用できる。本発明の風量調整構造を適用するダクトの種別を限定するものではない。

本実施例の構成によれば、例えば、鉄道車両１に空気吹出部が多数ある場合であっても、開口度の調整作業として風量調整板と側板との角度を設定する容易な作業であるので、調整作業に要する時間を従来の調整作業と比べて短くすることができる。また、例えば、空気が通過する側板に重ねて設けられる風量調整板により開口の面積を調整するので、開口度の誤差を小さくすることができる。

図１０は、本発明の別の実施形態の空気吹出部３９ａを示す図である。本実施例の空気吹出部３９ａは、実施例１と同様の構成要素から構成される。本実施例が実施例１と異なる点は、本実施例の風量調整板４２の第二の多孔部４２２は、丸孔だけではなく、多角形の孔４２８ａ、４２８ｂ、４２８ｃ、４２８ｄを備えている。これにより、多角形の孔４２８ａ、４２８ｂ、４２８ｃ、４２８ｄを他の丸孔より識別しやすくなる。

この結果、風量調整板４２と側板４０の角度７００を所定の角度にする作業においては、予め丸棒を用意したうえで、例えば、「風量調整板４２の五角形の孔と、側板４０の孔に、ちょうど丸棒が入る角度」とすることで、角度７００を分度器等の器具を用いて測定しなくても、容易に、精度よく、所定の角度に調整することができる。

なお、本実施例では、丸孔との識別のために多角形の孔を設ける例を示しているが、丸孔との識別を容易にすることができるのであれば、必ずしも孔の形状が多角形である必要はなく、本発明の孔の形状をなんら限定する意図はない。

図１１は、本発明の別の実施形態の空気吹出部３９ａを示す図である。本実施例の空気吹出部３９ａは、実施例１と同様の構成要素から構成される。本実施例が実施例１と異なる点は、本実施例は、固定ボルト４６を１本のみ備える点である。これにより、風量調整板４２を固定する際の必要工数は、固定ボルト４６を２本備えるときに比べて少なくすることができる。

実施例１ないし３に示したように、本発明を適用したダクトは、例えば、下記の特徴を有する。

空気を分配するためのダクト（例えば、調和空気ダクト３２）であって、上記ダクトを構成する板材のうち少なくとも１枚の板材（例えば、側板４０）は空気が通過する複数の開孔から構成される第１多孔部（例えば、第一の多孔部４０２）を備え、上記第１多孔部に重ね置かれるとともに第２多孔部（例えば、第二の多孔部４２２）を有する可動板（例えば、風量調整板４２）と、上記板材の上面に沿って回動可能に可動板を保持するボルト（例えば、支点ボルト４４および固定ボルト４６）と、を有するダクトであって、第１多孔部と、第２多孔部と、を連通する総合開口率（例えば、調和空気ダクト３２の全ての空気吹出部から通過できる調和空気を総合した流量の割合を示す開口率）が上記可動板の回動角度（例えば、各空気吹出部における風量調整板と側板との角度）で決定されることを特徴とする。

また、例えば、第２多孔部の開孔のうち少なくともひとつの開孔の形状が円形であって、少なくともひとつの開孔の形状が多角形であることを特徴としてもよい。

１・・・鉄道車両１１・・・台枠
１２・・・側構体１２２・・・窓
１２４・・・出入り台
１３・・・妻構体１４・・・屋根構体
２ａ、２ｂ・・・空調装置３２・・・調和空気ダクト
３４ａ、３４ｂ・・・流入口３６・・・流出口
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ・・・空気吹出部
４０・・・側板４０２・・・第一の多孔部
４２・・・風量調整板４２２・・・第二の多孔部
４２４・・・丸孔４２６・・・長孔
４２８ａ、４２８ｂ、４２８ｃ、４２８ｄ・・・多角形の孔
４４・・・支点ボルト４６・・・固定ボルト
４８・・・ブラインドナット４９・・・開口
５１０・・・鉄道車両の幅方向５２０・・・鉄道車両の長手方向
５３０・・・鉄道車両の高さ（垂直）方向
６００・・・調和空気
７００・・・角度

Claims

空気を分配するためのダクトであって、
前記ダクトを構成する板材のうち少なくとも１枚の板材は空気が通過する複数の開孔から構成される第１多孔部を備え、
前記第１多孔部に重ね置かれるとともに第２多孔部を有する可動板と、
前記板材の上面に沿って回動可能に前記可動板を保持するボルトと、
を有するダクトであって、
前記第１多孔部と、前記第２多孔部と、を連通する総合開口率が前記可動板の回動角度で決定され、
前記第２多孔部の開孔のうち所定の開孔の形状が他の形状と異なり、
前記所定の開孔は、所定の丸棒が前記所定の開孔と前記所定の開孔に重なる前記第１多孔部の開孔とに入れられたときに、前記可動板の回転角度が所定の角度になるように前記第２多孔部に設けられていること
を特徴とするダクト。
請求項１に記載されたダクトを備えることを特徴とする鉄道車両。