(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第2フレームは、前記第2頭頂部の長手方向端部において、前記第1フレームの前記第1頭頂部と面一になるように配置されている、請求項2に記載の鉄道車両用構体。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の鉄道車両用構体では、縦支柱を横支柱の上にそのまま載せているので、外板パネルの厚みが厚くなり、車室スペースが減少するという問題がある。
【0005】
ところで、外板パネルの車内側には、腰掛等の各種設備品を取り付ける必要がある。しかしながら、特許文献1の鉄道車両用構体では、横支柱の上に縦支柱が配置されているので、横支柱の頭頂面が面一ではない。そのため、腰掛等の配置や取付において大きな制約となる。
【0006】
さらに、特許文献1の鉄道車両用構体では、縦支柱と横支柱とを連結するために継手部材を用いている。そのため、部品点数が増加し、製造コストが増大する。
【0007】
そこで本発明は、車室スペースの減少を抑えることができる鉄道車両用構体を提供することを目的としている。
【0008】
また、本発明は、腰掛部材等の設備品の取り付け作業を低減できる鉄道車両用構体を提供することを目的とする。
【0009】
また、本発明は、部品点数を低減できる鉄道車両用構体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】
【0010】
本発明の鉄道車両用構体は、外板と、外板から離間し前記外板と略平行な面を含む板状の第1頭頂部を有し、外板の内面に配置される第1フレームと、外板から離間する板状の第2頭頂部を有し、第1フレームに対して直交に配置される第2フレームとを備え、第1フレームと第2フレームとが交差する箇所において、第2頭頂部が第1頭頂部上に重ねて配置されている。
【0011】
本発明に従えば、板状に形成され第2頭頂部を第1頭頂部に重ねているので、外板パネルの厚みを薄くすることができる。これにより、車室スペースの減少を抑えることができる。また、継手部材を用いずに第1フレームと第2フレームとを接合することができるので、第2頭頂部を面一にすることができ、腰掛等の設備品の取り付けが容易となる。また、第1フレームと第2フレームとを接合する際に継手部材を用いる必要がないので、部品点数を低減することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、車室スペースの減少を抑えることができる。
【0013】
また、本発明によれば、腰掛部材等の設備品の取り付け作業を低減できる。
【0014】
また、本発明によれば、部品点数及び取付けコストの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本発明の実施形態に係る側構体を備える鉄道車両を概略的に示す斜視図である。
【
図2】車内側から見た第1実施形態に係る側構体の一部を拡大して示す斜視図である。
【
図3】側柱と横骨とが重なる部分を拡大して示す拡大斜視図である。
【
図4】
図3に示す側柱と横骨とが重なる部分を拡大して示す側面図である。
【
図5】
図3に示す側柱と横骨とが重なる部分を拡大して示す平面図である。
【
図6】横骨に取付金具を介して腰掛部材が設けられている状態を示す正面図である。
【
図7】第2実施形態に係る側構体の重なる部分を拡大して示す側面図である。
【
図8】
図7に示す側柱と横骨とが重なる部分を拡大して示す平面図である。
【
図9】第3実施形態に係る側構体の重なる部分を拡大して示す側面図である。
【
図10】
図9に示す側柱と横骨とが重なる部分を拡大して示す平面図である。
【
図11】第4実施形態に係る側構体の重なる部分を拡大して示す側面図である。
【
図12】
図11に示す側柱と横骨とが重なる部分を拡大して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下では、前述する図面を参照しながら、本発明に係る第1実施形態の鉄道車両(以下、単に「車両」ともいう)2について説明する。各実施形態における方向の概念は、車両の進行方向を前方とし、前方を向いたときの方向の概念と一致している。即ち、車両長手方向(以下、単に「長手方向」ともいう)が前後方向に対応し、車両幅方向が左右方向に対応している。以下に説明する側構体1及び鉄道車両2は、本発明の一実施形態に過ぎない。即ち、本発明は、以下のような実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【0017】
<第1実施形態>
[車両]
車両2は、線路上を走行する2つの台車(図示せず)を有している。この2つの台車の上には、図示しない空気ばねを介して車体3が載せられており、車体3は、
図1に示すように底部に台枠4を有している。
【0018】
台枠4は、平面視で大略的に前後方向に長尺の矩形状になっており、2つの台車の上に空気ばねを介して載せられている。この台枠4には、その車両幅方向両端部に側構体1が対を成すように夫々立設されている。側構体1には、長手方向に沿って複数の出入口開口1a及び窓開口1bが形成されている。一対の側構体1の前後両端部には、台枠4に立設された一対の妻構体6が夫々繋がっており、側構体1及び妻構体6上には、屋根構体7が設けられている。屋根構体7は、左右一対の側構体1に架け渡すように設けられており、台枠4、側構体1及び妻構体6によって囲まれた空間を塞いでいる。このように構成される車体3は、台枠4、一対の側構体1、一対の妻構体6及び屋根構体7によって大略的に中空の直方体形状、即ち箱型に形成されており、車体3の中には乗客を収容する客室8(車室)が形成されている。
【0019】
このように台枠4と共に客室8を構成する側構体1、妻構体6及び屋根構体7は、例えばステンレス鋼によって構成されており、側構体1及び妻構体6は、大略矩形形状の側外板11に井桁状に配置された複数の側柱12及び複数の横骨13を取り付けて補剛した外板パネル14を備えており、外板パネル14によって側構体1及び妻構体6の剛性が確保されている。以下では、側構体1の構成について更に詳しく説明する。
【0020】
[側構体]
側構体1は、
図1に示すように長手方向に延在する側外板11を有しており、側外板11には、前述するような複数の出入口1a及び窓1bが形成されている。また、
図2に示すように、側外板11は、その外側面に長手方向に延びる複数のビード11aが一体に設けられたコルゲート板である。なお、側外板11は、平板であってもよい。このように配置されている側外板11の車内側の面(外板の内面に相当)には、第1フレームに相当する複数の側柱12と、第2フレームに相当する複数の横骨13とが設けられている。
【0021】
図3に示すように、第1フレームに相当する側柱12は、上下方向に延在する断面ハット状の補強部材である。側柱12は、本体部12aと、一対のフランジ12bとを有している。本体部12aは、頭頂部12dと、頭頂部12dから略直交方向に延びる一対の脚部12cとからなる。すなわち、本実施の形態では、本体部12aは、断面U字状に形成されている。また、脚部12cの先端部分には、夫々フランジ12bが一体的に設けられており、一対のフランジ12bは、頭頂部12dに対して略平行に延びている。また、本体部12aの頭頂部12dは、側外板11から離間し、側外板と略平行な面を有している。そして、フランジ部12bは、側外板11に対してスポット溶接60が施され(
図4参照)、側柱12と側外板11とが固定されている。
【0022】
このように固定される側柱12は、側外板11の長手方向両端部付近、並びに出入口1a及び窓1bの長手方向両側付近に設けられており、長手方向に間隔をあけて側外板11に固定されている。また、側外板11には、複数の横骨13が設けられており、複数の横骨13は、複数の側柱12に重なるようにして配置されている。
【0023】
第2フレームに相当する横骨13は、長手方向に延在する断面U字状の補強部材であり、隣接する出入口1a間に設けられている。横骨13は、断面U字状に形成されており、頭頂部13aと一対の脚部13bとを有している。出入口1aの長手方向両側には、開閉扉を収納するための戸袋(図示せず)が形成されており、横骨13はこれら隣接する戸袋の間で延在するように配置されている。このように配置されている横骨13の頭頂部13aは、長手方向に延在しており、大略短冊板状に形成されている。
【0024】
一対の脚部13bは、側柱12に対応する箇所において、対を成すように切欠部15が夫々形成されている。切欠部15は、側柱の本体部12aの外形に合わせて形成されており、大略矩形状になっている。また、一対の切欠部15は、上下方向に対向するように位置しており、一方の切欠部15から他方の切欠部15へと側柱12が挿通されている。このように形成される切欠部15は、脚部13bの先端から基端にわたって延びており、一対の脚部13bは、側柱12の脚部12cより短く形成されている。そのため、横骨13の頭頂部13aは、挿通された側柱12の頭頂部12dの上に載せられて重ね合わされている。このように、横骨13は、側柱12の配置箇所においても分断されることがなく、頭頂部13aが連続して延在している。
【0025】
このように重ね合わされている側柱12及び横骨13では、重ねられた部分がスポット溶接61により固定され(
図4参照)、横骨13の脚部13bと側柱12の脚部12cとが隅肉溶接62によって固定されている(
図5参照)。このように側柱12と横骨13とは、スポット溶接61及び隅肉溶接62を組み合わせることで連結されている。これにより、複数の側柱12に架け渡される横骨13を分割せずに1本の部材として構成することができるので、側柱12と横骨13を井桁状に先組みする際の溶接歪みを抑えることができる。
【0026】
また、横骨13の頭頂部13aには、側柱12の頭頂部12dと重なる部分の長手方向両側に逃がし孔13cが形成されている。つまり、逃がし孔13cは、頭頂部13aにおいて側柱12のフランジ12bと重なる部分に形成されている。これにより、逃がし孔13cからスポット溶接の電極を入れて横骨13を貫通してスポット溶接60が可能となる。これにより、側柱12と横骨13とを井桁状に組み上げた後に、組み上げた側柱12及び横骨13とをスポット溶接60により側外板11に接合することができる。このように予め井桁状に先組みしておくことで、側外板11に側柱12及び横骨13を直接組み上げる場合に比べて溶接歪に起因する側外板11への影響をなくすことができる。
【0027】
なお、本実施形態では、横骨13が腰掛部材24を取り付けるための腰掛受部材として用いられている。具体的に説明すると、腰掛部材24は、このように先組みされる横骨13に例えば取付金具23を介して取り付けられている。腰掛部材24は、乗客が腰掛けるためのものであって、
図6に示すように例えば各側構体1に沿って車幅方向に2列ずつ並べられている。腰掛部材24は、車幅方向に隣接する腰掛部材24と結合されており、側構体1側にある腰掛部材24が取付金具23を介して横骨13に取り付けられている。このように取り付けられる腰掛部材24は、前後に位置する腰掛部材24と間隔が一定である。
【0028】
ところで、腰掛部材24には、脚台やスタンションポール(握り棒)等が取り付けられる場合がある。この場合、これらは取付金具を介して台枠4や屋根構体7に取り付けられる。そのため、車体3を箱型に組み上げる構体結合の作業前に、腰掛部材24の取付金具23の取付位置を決めると、構体結合後の取付金具23の間隔が、台枠4や屋根構体7に取り付けられた脚台やスタンションポールの取付金具の間隔と合わない場合がある。そのため、腰掛部材24の取付金具23は、構体結合後に取り付けることが好ましい。
【0029】
これに対し、従来の鉄道車両用構体においては、前後方向における腰掛部材24の取付ピッチによっては、取付金具23の取付位置が縦支柱の位置と重なる場合がある。また、設計上重なっていなくても、組み立て後に取付位置を決定すると、寸法精度によっては取付金具の取付位置が縦支柱と干渉する場合がある。すなわち、縦支柱は横支柱に載せるようにして組み上げられているので、腰掛部材24を一列に並べようとすると縦支柱を避けて取付金具23を配置しなければならないが、そうすると従来の鉄道車両用構体では、腰掛部材24を所定のピッチで配置することができない可能性もある。
【0030】
これに対して側構体1の横骨13は、その頭頂部13aを側柱12に重ねて配置されているので、客室8に向いている面、即ち頭頂面13dが長手方向の全長で面一になっている。これにより、横骨13の取付金具23をどの位置にでも配置することができる。これにより、取付金具23を側柱12の位置とは無関係に長手方向に所定間隔をあけて横骨13の頭頂部13aに固定し、腰掛部材24が長手方向に所定間隔をあけて配置することができる。
【0031】
このように構成されている側構体1では、板状に形成されている横骨13の頭頂部13aを側柱12の頭頂部12dに重ねているので、外板パネル14の厚みを薄くすることができる。これにより、客室空間の減少を抑えることができる。また、横骨13の頭頂部13aが全長に渡って面一になっているので、外板パネル14の客室8側において横骨13の頭頂面13dより突出する部分をなくすことができ、腰掛部材24等の取付ピッチに制約がなくなり、取り付け作業も容易となる。
【0032】
更に、横骨13の頭頂部13aを側柱12の頭頂部12dに重ねせ、且つ重なる部分をスポット溶接61により固定しているので、継手部材を別途用いて横骨13と側柱12とを接合する必要がなく、部品点数を削減することができる。また、スポット溶接60,61を用いることで溶接ビードの仕上げ作業を廃止することができ、製造コストを低減することができる。
【0033】
また、側構体1では、側柱12を切り欠かずに横骨13を切り欠くように構成され、横骨13は側柱12の配置箇所において分断されることがない。このように構成することで、側構体1の上下方向の剛性を維持しつつ長手方向の剛性も確保することができる。
【0034】
<第2実施形態>
第2実施形態の側構体1Aは、第1実施形態の側構体1と構成が類似している。そこで、以下の第2実施形態の側構体1Aの構成の説明では、第1実施形態の側構体1と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。第3実施形態の側構体1B及び第4実施形態の側構体1Cの構成の説明についても同様である。
【0035】
側構体1Aは、
図7及び
図8に示すように複数の横骨13Aを有している。横骨13Aは、長手方向に延在する断面U字状に形成され、側柱12間に配置されている。また、横骨13Aは、長手方向一端を一方の側柱12の脚部12cに当接させ、他端を他方の側柱12の脚部12cに当接させている。すなわち、第1実施形態の側構体1では、横骨13が側柱12間で長手方向において分断されずに配置されている。しかし、本実施形態の側構体1Aでは、横骨13Aが長手方向において側柱12の配置される位置において分断されている。
【0036】
横骨13Aの頭頂部13aは、側柱12の頭頂部12dと面一になるように高さが調整されている。横骨13Aの脚部13bが隅肉溶接62によって側柱12の脚部12cに固定され、頭頂部13aがフレア溶接63によって側柱12の頭頂部12dに固定されており、これらによって横骨13Aと側柱12とが接合されている。なお、フレア溶接63による溶接部は横骨13Aの頭頂面13dが面一となるように表面仕上げが行われる。
【0037】
さらに、各横骨13Aの頭頂部13aには、その長手方向両端部に逃がし孔13cが形成されている。これにより、逃がし孔13cからスポット溶接の電極を挿入可能となり、スポット溶接60により側柱12のフランジ12bと側外板11とを固定して、側柱12と側外板11とを接合することができる。
【0038】
このように構成される側構体1Aは、側柱12の頭頂部12d及び横骨13Aの頭頂部13aとが面一になっているので、頭頂部13aの厚み分だけ側構体1Aの厚みを薄くすることができ、客室空間の減少を抑えることができる。
【0039】
また、横骨13Aが長手方向に分断されている場合であっても、横骨13Aと側柱12とを溶接接合して先組みした後に、これらを側外板11に取り付けることができるので、横骨13A及び側柱12をそれぞれ側外板11に溶接接合した場合と比較して、溶接歪みによる影響を与えることがない。
【0040】
また、長手方向に配置される横骨13Aは、側柱12の配置箇所において分断されていても、横骨13Aの脚部13bと側柱12の脚部12cとを隅肉溶接62により固定し、横骨13Aの頭頂部13aの端部と側柱12の頭頂部12dの端部とをフレア溶接63によって固定することにより、横骨13Aと側柱12とを接合することができるので、継手部材を用いる必要もなく、また横骨13Aの頭頂面13dも全長で面一とすることができる。
【0041】
その他、第2実施形態の側構体1Aは、第1実施形態の側構体1と同様の作用効果を奏する。
【0042】
<第3実施形態>
第3実施形態の側構体1Bは、
図9及び
図10に示すように横骨13Bを有している。横骨13Bは、頭頂部13aと、一対の脚部13b及びフランジ13eを有し、切欠部15がある領域を除いて断面ハット状である。横骨13Bのフランジ13eの長手方向両端部は、側柱12のフランジ12bの上に重なるように配置されている。それぞれ重なる側柱12のフランジ12bと横骨13Bのフランジ13eとがスポット溶接64によって固定され、側柱12と横骨13Bとが接合される。スポット溶接64によって、側柱12と横骨13Bとにおける隅肉溶接を廃止することができ、取付けコストを更に低減することができる。
【0043】
また、スポット溶接60、64によって2つのフランジ12b、13eを接合することにより、結合強度を高めることができる。また、横骨13Bにフランジ13eを設けることにより、横骨13Bの剛性を高めることができるので、横骨13Bの厚みを第1実施形態の横骨13や第2実施形態の横骨13Aより薄くすることができる。
【0044】
その他、第3実施形態の側構体1Bは、第1実施形態の側構体1と同様の作用効果を奏する。
【0045】
<第4実施形態>
第4実施形態の側構体1Cは、
図11及び
図12に示すように第3実施形態の側構体1Bとほぼ同様の構成を有している。しかし、横骨13Cのフランジ13eにセギリ部13fが形成されている点で第4実施形態の側構体1Cの構成と第3実施形態の側構体1Bの構成とが異なっている。
【0046】
すなわち、横骨13Cのフランジ13eは、長手方向端部において側柱12のフランジ12bと重なっており、その重なる箇所においてセギリ加工が施されている。セギリ加工が施されたフランジ13eの長手方向両端部は、フランジ12bの上に乗り上げるように段状に形成されている。このようにセギリ加工が施されたフランジ13eでは、セギリ部13fを除いた領域が側外板11とスポット溶接65により接合され、セギリ部13fが側柱12のフランジ12bとスポット溶接64により接合される。これにより、側外板11の強度を向上させることができる。このようにセギリ部13fを形成した横骨13Cを用いている本実施形態の側構体1Cは、
図2に示すようなコルゲート板で構成された側外板11ではなく平板で構成された側外板の場合に特に有用である。
【0047】
その他、第4実施形態の側構体1Cは、第1又は第3実施形態の側構体1A,1Bと同様の作用効果を奏する。
【0048】
<その他の実施形態について>
第1乃至第4実施形態では、本件発明の鉄道車両用構体を側構体1,1A乃至1Cに適用した場合について説明したが、妻構体6や屋根構体7に適用してもよい。また、第1乃至第3実施形態のように本件発明の鉄道車両用構体をいずれかの構体1,6,7にのみ適用するのでなく、複数の構体1,6,7に適用してもよい。例えば、本件発明の鉄道車両用構体を側構体1及び妻構体6に適用した鉄道車両2であってもよい。
【0049】
第1乃至第4実施形態では、第1フレームである側柱12が上下方向に延在し、第2フレームで横骨13が長手方向に延在しているが、各フレームが必ずしもそれらの方向に延在していなくてもよい。例えば、妻構体6に設けられる場合、第1フレームである妻柱は上下方向に延在するが、横骨13は妻外板に沿って車両幅方向に延在させて配置される。また、2つのフレームを直交させつつ上下方向に対して傾斜させて配置してもよい。また、第1乃至第4実施形態の側構体1,1A乃至1Cでは、横骨13が腰掛部材24の受け部材として用いられていたが、必ずしも受け部材として使用する必要はない。また、横骨13は、窓1bの上下方向両側に夫々配置される幕帯や腰帯であってもよい。
【0050】
また、第1乃至第4実施形態では、断面ハット状の側柱12が採用されているが、一方の脚部12cがない断面Z形のものであってもよい。同様に、横骨13もまた一方の脚部13bがない断面L形のものを採用してもよい。