特許 6151656 鉄道車両の設計方法、鉄道車両の製造方法及び鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6151656

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】鉄道車両の設計方法、鉄道車両の製造方法及び鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61D 27/00 20060101AFI20170612BHJP

   B61D 17/12 20060101ALI20170612BHJP

   B61D 17/00 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   B61D27/00 N

   B61D17/12

   B61D17/00 C

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-55080(P2014-55080)

(22)【出願日】2014年3月18日

(65)【公開番号】特開2015-174644(P2015-174644A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2016年1月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】391024951

【氏名又は名称】ＪＲ東日本テクノロジー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000163372

【氏名又は名称】近畿車輌株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松井 博

(72)【発明者】

【氏名】戸嶋 和人

(72)【発明者】

【氏名】垂井 茂幸

(72)【発明者】

【氏名】山縣 勝善

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５１２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３８６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６３２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３７４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１３５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０９６１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４１２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０７９９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０３７０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００８７１３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｄ １７／００−１７／１２

Ｂ６１Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋根構体と、前記屋根構体に取り付けられた空調機と、前記屋根構体の下方に配置された天井板と、前記天井板の下方に形成された客室と、前記屋根構体と前記天井板との間に形成されたダクトと、前記空調機と前記客室とを接続する接続路とを備えており、前記ダクトにはメインダクト及びチャンバが水平方向に並んで形成され、前記メインダクトと前記チャンバとの間には、鉄道車両の長手方向及び前記屋根構体から前記天井板に向かう方向に複数の孔が形成された風量調整板が配置され、前記天井板は、前記メインダクトと前記客室との間に設けられた開閉可能な扉と、前記チャンバ内の気体を前記客室へ吹き出す吹出口と、前記客室の気体を前記接続路を介して前記空調機に吸い込む吸込口とを有しており、車両外及び前記吸込口から前記空調機に吸い込まれて調整された気体が前記メインダクトに流れた後、前記チャンバを通過して前記客室に吹き出される鉄道車両を設計する方法において、
前記空調機の運転中に前記客室の温度が前記車両の長手方向について均一でない場合、
前記空調機の運転を停止し、前記扉を開く開扉工程と、
前記開扉工程によって開口した部分から前記風量調整板に形成された前記複数の孔の一部を塞ぐ孔調整工程と、
前記孔調整工程後、前記扉を閉じるとともに前記空調機の運転を開始し、前記空調機の運転中に前記客室の温度が前記車両の長手方向について均一であるかを確認する確認工程とを備えており、
前記確認工程で前記客室の温度が前記車両の長手方向について均一になるまで前記開扉工程と前記孔調整工程と前記確認工程とを繰り返し行うことを特徴とする鉄道車両の設計方法。

【請求項2】

屋根構体と、前記屋根構体に取り付けられた空調機と、前記屋根構体の下方に配置された天井板と、前記天井板の下方に形成された客室と、前記屋根構体と前記天井板との間に形成されたダクトと、前記空調機と前記客室とを接続する接続路とを備えており、前記ダクトにはメインダクト及びチャンバが水平方向に並んで形成され、前記メインダクトと前記チャンバとの間には、鉄道車両の長手方向及び前記屋根構体から前記天井板に向かう方向に複数の孔が形成された風量調整板が配置され、前記天井板は、前記メインダクトと前記客室との間に設けられた開閉可能な扉と、前記チャンバ内の気体を前記客室へ吹き出す吹出口と、前記客室の気体を前記接続路を介して前記空調機に吸い込む吸込口とを有しており、車両外及び前記吸込口から前記空調機に吸い込まれて調整された気体が前記メインダクトに流れた後、前記チャンバを通過して前記客室に吹き出される鉄道車両を製造する方法において、
請求項１の設計方法で決定した前記風量調整板の開口パターンと同じ開口パターンを有する風量調整板を作製する板作製工程と、
前記板作製工程で作製された前記風量調整板を鉄道車両のメインダクトとチャンバとの間に配置する板配置工程とを備えていることを特徴とする鉄道車両の製造方法。

【請求項3】

屋根構体と、
前記屋根構体に取り付けられた空調機と、
前記屋根構体の下方に配置された天井板と、
前記天井板の下方に形成された客室と、
前記屋根構体と前記天井板との間に形成されたダクトと、
前記空調機と前記客室とを接続する接続路とを備えており、
前記ダクトにはメインダクト及びチャンバが水平方向に並んで形成され、
前記メインダクトと前記チャンバとの間には風量調整板が配置され、
前記天井板は、前記メインダクトと前記客室との間に設けられた開閉可能な扉と、前記チャンバ内の気体を前記客室へ吹き出す吹出口と、前記客室の気体を前記接続路を介して前記空調機に吸い込む吸込口とを有しており、
車両外及び前記吸込口から前記空調機に吸い込まれて調整された気体が前記メインダクトに流れた後、前記チャンバを通過して前記客室に吹き出され、
前記風量調整板に、鉄道車両の長手方向及び前記屋根構体から前記天井板に向かう方向に複数の孔が形成されており、
前記複数の孔は前記車両の長手方向に均一に形成されておらず、
前記空調機の運転中に前記客室の温度が前記車両の長手方向に均一であることを特徴とする鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の天井構造を設計する方法、設計した構造を用いて鉄道車両を製造する方法、及びこれらの方法から製造した鉄道車両に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の天井構造の中には、空調機が取り付けられた屋根構体と、屋根構体の下方に配置された天井板と、屋根構体及び天井板の間に形成されたファンなどの収容部及びダクトとを有するものがある。収容部は車両の幅中央に形成され、その両側にダクトが形成されている。ダクトは車両長手方向に延在している。

【0003】

ダクト内にはメインダクト及びチャンバが車両の幅方向に並んで形成されている。メインダクトとチャンバとの間には風量調整板が配置され、風量調整板によりメインダクトからチャンバに流れる風量を調整することができる。チャンバの下方には吹出口が形成されている。

【0004】

空調機から吹き出された気体はメインダクト内を車両長手方向に流れつつチャンバに流れ、吹出口から客室に吹き出される。

【0005】

特許文献１には上述した天井構造が開示されている。特許文献１では天井板が取り外し可能であり、天井板を取り外したときにメインダクトを清掃することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３５０３０５８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、空調機の運転中は、車両長手方向についてメインダクトの圧力分布に差が生じやすい。これにより、客室に吹き出される気体の量に差が生じることで、客室温度が不均一になる。

【0008】

そこで、１)メインダクトとチャンバとの間に配置される風量調整板の形状や設置位置を変更する方法や２)メインダクトの形状を工夫する方法等が提案されている。しかし、１)の方法では、形状や位置変更の調整に相当な時間と手間がかかる。また、このような調整は非常に難しく、客室温度を均一にすることは事実上困難である。また、２)では形状の調整に時間と手間がかかる上に、ダクトの製作コストが高い。

【0009】

特許文献１では上記問題が記載されておらず、客室温度を均一にする方法についても記載されていない。

【0010】

そこで、本発明の目的は、簡易に且つ確実に客室温度を均一にすることができる鉄道車両、並びに、その設計方法及び製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の鉄道車両の設計方法は、
屋根構体と、前記屋根構体に取り付けられた空調機と、前記屋根構体の下方に配置された天井板と、前記天井板の下方に形成された客室と、前記屋根構体と前記天井板との間に形成されたダクトと、前記空調機と前記客室とを接続する接続路とを備えており、前記ダクトにはメインダクト及びチャンバが水平方向に並んで形成され、前記メインダクトと前記チャンバとの間には、鉄道車両の長手方向及び前記屋根構体から前記天井板に向かう方向に複数の孔が形成された風量調整板が配置され、前記天井板は、前記メインダクトと前記客室との間に設けられた開閉可能な扉と、前記チャンバ内の気体を前記客室へ吹き出す吹出口と、前記客室の気体を前記接続路を介して前記空調機に吸い込む吸込口とを有しており、車両外及び前記吸込口から前記空調機に吸い込まれて調整された気体が前記メインダクトに流れた後、前記チャンバを通過して前記客室に吹き出される鉄道車両を設計する方法において、
前記空調機の運転中に前記客室の温度が前記車両の長手方向について均一でない場合、
前記空調機の運転を停止し、前記扉を開く開扉工程と、
前記開扉工程によって開口した部分から前記風量調整板に形成された前記複数の孔の一部を塞ぐ孔調整工程と、
前記孔調整工程後、前記扉を閉じるとともに前記空調機の運転を開始し、前記空調機の運転中に前記客室の温度が前記車両の長手方向について均一であるかを確認する確認工程とを備えており、
前記確認工程で前記客室の温度が前記車両の長手方向について均一になるまで前記開扉工程と前記孔調整工程と前記確認工程とを繰り返し行う。

【0012】

上記方法によると、メインダクトの下方の扉を開き（開扉工程）、開口した部分から風量調整板の複数の孔の一部を閉じ（孔調整工程）、客室温度が均一であるかを確認する（確認工程）という３つの工程を繰り返すだけで簡易に天井構造を設計することができる。また、客室温度を確実に均一にすることができる風量調整板の開口パターンが得られる。

【0013】

また、本発明の鉄道車両の製造方法は、
屋根構体と、前記屋根構体に取り付けられた空調機と、前記屋根構体の下方に配置された天井板と、前記天井板の下方に形成された客室と、前記屋根構体と前記天井板との間に形成されたダクトと、前記空調機と前記客室とを接続する接続路とを備えており、前記ダクトにはメインダクト及びチャンバが水平方向に並んで形成され、前記メインダクトと前記チャンバとの間には、鉄道車両の長手方向及び前記屋根構体から前記天井板に向かう方向に複数の孔が形成された風量調整板が配置され、前記天井板は、前記メインダクトと前記客室との間に設けられた開閉可能な扉と、前記チャンバ内の気体を前記客室へ吹き出す吹出口と、前記客室の気体を前記接続路を介して前記空調機に吸い込む吸込口とを有しており、車両外及び前記吸込口から前記空調機に吸い込まれて調整された気体が前記メインダクトに流れた後、前記チャンバを通過して前記客室に吹き出される鉄道車両を製造する方法において、
上記設計方法で決定した前記風量調整板の開口パターンと同じ開口パターンを有する風量調整板を作製する板作製工程と、
前記板作製工程で作製された前記風量調整板を鉄道車両のメインダクトとチャンバとの間に配置する板配置工程とを備えている。

【0014】

上記設計方法で決定した風量調整板の開口パターンを採用することにより、他の同一形状の車両でも客室温度を確実に均一にすることができる。また、風量調整板をメインダクトとチャンバとの間に配置した後は風量調整作業を行わなくてよいため、製造工程を簡素化できるとともに製造期間を大幅に短縮することができる。

【0015】

さらに、本発明の鉄道車両は、
屋根構体と、前記屋根構体に取り付けられた空調機と、前記屋根構体の下方に配置された天井板と、前記天井板の下方に形成された客室と、前記屋根構体と前記天井板との間に形成されたダクトと、前記空調機と前記客室とを接続する接続路とを備えており、
前記ダクトにはメインダクト及びチャンバが水平方向に並んで形成され、
前記メインダクトと前記チャンバとの間には風量調整板が配置され、
前記天井板は、前記メインダクトと前記客室との間に設けられた開閉可能な扉と、前記チャンバ内の気体を前記客室へ吹き出す吹出口と、前記客室の気体を前記接続路を介して前記空調機に吸い込む吸込口とを有しており、
車両外及び前記吸込口から前記空調機に吸い込まれて調整された気体が前記メインダクトに流れた後、前記チャンバを通過して前記客室に吹き出され、
前記風量調整板に、鉄道車両の長手方向及び前記屋根構体から前記天井板に向かう方向に複数の孔が形成されており、前記複数の孔は前記車両の長手方向に均一に形成されておらず、
前記空調機の運転中に前記客室の温度が前記車両の長手方向に均一である。

【0016】

ダクトから客室に送られる風量を調整することで、客室温度を車両の長手方向に均一にすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の設計方法によると、メインダクトの下方の扉を開き、風量調整板の孔の一部を閉じ、客室温度が均一であるかを確認するという工程を繰り返すだけで天井構造を簡易に設計できる。また、客室温度を確実に均一にできる開口パターンが得られる。さらに、得られた開口パターンを他の同一形状の鉄道車両に採用することでそれらの鉄道車両でも客室温度を均一にすることができるとともに、車両の製造工程の簡素化及び製造期間の短縮化を図ることができる。また、上記方法によって製造された鉄道車両では、客室温度が確実に均一になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】（ａ）は鉄道車両の天井構造を正面からみた断面図であり、（ｂ）は鉄道車両の天井構造を上方からみた断面図（図１(ａ)のII-II線に沿った断面図）である。

【図2】鉄道車両の天井構造の一部の底面図である。

【図3】（ａ）は図１に示す風量調整板の正面図であり、（ｂ）は従来の風量調整板の正面図である。

【図4】（ａ）は空調機周辺の天井構造の模式図（図２のIVA-IVA線に沿った断面図）であり、（ｂ）は空調機から離れた位置での天井構造の模式図（図２のIVB-IVB線に沿った断面図）である。

【図5】（ａ）は扉を閉じた状態の天井構造の部分断面図であり、（ｂ）は扉を開いた状態の天井構造の部分断面図である。

【図6】（ａ）は扉を閉じた状態の天井構造の拡大断面図であり、（ｂ）は扉を開いた状態の天井構造の拡大断面図である。

【図7】鉄道車両の天井構造の設計方法を順に示した模式図である。

【図8】風量調整板の孔を閉じる工程を順に示した模式図である。

【図9】鉄道車両の天井構造の設計方法のフローチャートである。

【図10】変形例の鉄道車両の天井構造を上方からみた断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ここでは、本発明の１実施形態である鉄道車両について、図１〜図９を参照しつつ以下に説明する。

【0020】

鉄道車両１００の天井構造１１０は、図１（ａ）に示すように、屋根構体１と、屋根構体１の下方に配置された天井板２と、屋根構体１と天井板２との間に形成されたファンなどの収容部３及びダクト４とを備えている。屋根構体１の中央部には空調機５が取り付けられている。天井板２の下方には客室６が形成されている。図１（ｂ）には、１両の鉄道車両１００に複数の空調機５が車両長手方向に所定の間隔で設置されている場合を示している。各空調機５の下方にはダクト４が配置されている。なお、鉄道車両１００に設置する空調機５は１台でもよい。

【0021】

ダクト４は、図１（ｂ）に示すように車両長手方向に延在した２本の第１ダクト管１４,１５と、これらを接続する複数の第２ダクト管１６とを有している。２本の第１ダクト管１４,１５は収容部３を挟んで車両幅方向に並んで配置されている。第２ダクト管１６は車両幅方向に延在しており、空調機５の下方に位置している。

【0022】

図１（ａ）に示すように、ダクト４内にはメインダクト１７とその外側にチャンバ１８とが形成されている。メインダクト１７とチャンバ１８との間には風量調整板７が配置されている。風量調整板７によりメインダクト１７からチャンバ１８に流れる風量を調整することができる。なお、図１（ａ）には図１（ｂ）のＩＡ-ＩＡ線に沿った図を示している。

【0023】

チャンバ１８の下方には、図１（ａ）に示すように、天井板２に吹出口２５が形成されている。また、チャンバ１８の外側には、空調機５と客室６とを接続する接続路８が形成されている。

【0024】

図２には、図１（ｂ）の一部を客室から視た図（天井の底面図）を示している。図２に示すように、ダクト４内には、車両幅中央から外側に向かって、メインダクト１７、風量調整板７及びチャンバ１８が並んで形成されている。メインダクト１７、風量調整板７及びチャンバ１８は車両長手方向に延在している。また、チャンバ１８の下方に形成された吹出口２５も車両長手方向に延在している。ダクト４の外側に形成された接続路８は、車両幅方向からみて空調機５と重なる位置に配置されている。

【0025】

メインダクト１７は全長に亘って同じ大きさ（太さ）である。メインダクト１７の車両長手方向に垂直な断面積は全て同じ面積である。

【0026】

ここで、空調機５から吹き出される空調空気の流れの一例を説明する。空調機５から吹き出された空調空気はメインダクト１７内を車両長手方向に流れつつチャンバ１８に流れ、吹出口２５から客室６に吹き出される。空調機５周辺ではメインダクト１７内に多くの空調空気が送られるが、空調機５から離れるにつれてメインダクト１７内を流れる空調空気が少ない。これが原因でメインダクト１７内に圧力差が生じる。ここでは空調機５で調整された空気を「空調空気」と呼んでいる。

【0027】

風量調整板７には、図３（ａ）に示すように、貫通孔７ａが不均一に形成されている。図３（ａ）には、一例として貫通孔７ａが空調機５から遠ざかるにつれて多い場合を示している。風量調整板７をダクト４に設置すると、空調機５周辺では貫通孔７ａがやや少ないが空調機５から離れた位置では貫通孔７ａが多い。風量調整板７には、例えばパンチングメタルを用いることができる。

【0028】

図４（ａ）に示すように、空調機５周辺ではメインダクト１７内に多くの空調空気が送られる。しかし、風量調整板７の貫通孔数が少ないため、メインダクト１７からチャンバ１８へ移動する空調空気は少ない。チャンバ１８へ移動した空調空気は客室６に吹き出された後、一部が接続路８から空調機５へ吸い込まれる。したがって、客室６に残る空調空気はやや少ない。

【0029】

一方、空調機５から離れた位置では、図４（ｂ）に示すようにメインダクト１７内に送られる空調空気が少ない。しかし、風量調整板７の貫通孔数が多いため、メインダクト１７内の空調空気は殆どチャンバ１８に移動し、客室６に吹き出される。この辺りは接続路８から遠いため、客室６に吹き出された空調空気は殆ど客室６に残る。

【0030】

これらを総合すると、客室６には空調機５からの距離に関係なくどの位置でも略同じ量の空調空気が存在する。これにより、空調機５の運転中にメインダクト１７内で圧力分布の差が生じても、客室６の温度が均一になる。

【0031】

なお、図３（ｂ）に示すように、風量調整板２０７として貫通孔２０７ａが長手方向に均一に形成された板をダクト４に設置した場合、空調機５周辺ではメインダクト１７内の多量の空調空気が殆どチャンバ１８に移動し、客室６に吹き出される。客室６に吹き出された空調空気の一部は空調機５へ吸い込まれるが、殆どが客室６に残る。一方、空調機５から離れた位置ではメインダクト１７内の空調空気が少ないが、これらの空調空気は貫通孔２０７ａから全てチャンバ１８に流れ、客室６に吹き出される。しかし、空調機５から離れた位置で客室６に存在する空調空気量は空調機５周辺の客室６に残った空調空気量に比べてはるかに少ない。このため、客室６に存在する空調空気量が不均一になる。その結果、客室６の温度も不均一となる。

【0032】

次に、鉄道車両１００の天井板２及びその周辺構造について説明する。なお、鉄道車両１００は幅中央を中心に略左右対称であるため、以下では幅中央より左側の構造について説明し、右側の構造について説明を省略する。

【0033】

図５に示すように、天井板２には、メインダクト１７の下方に開閉可能な扉２１が設けられている。扉２１は、図２に示すように、メインダクト１７の長手方向に連続して設置されている。図５（ａ）に示すように、閉状態において扉２１の左端部（チャンバ１８に近い一端部）２１Ｌは支持具１０に引掛けられている。扉２１の右端部（チャンバ１８に遠い他端部）２１Ｒは天井板２にボルトで止められている。右端部２１Ｒを天井板２から外すと、扉２１は左端部２１Ｌを中心に右回転する（図５(ｂ)参照）。扉２１が開くことでメインダクト１７と客室６とが連通する。

【0034】

扉２１の左隣には吹出口２５が形成されている。吹出口２５はチャンバ１８の下方に形成されている。吹出口２５の左側には吸込口２６が形成されている。吸込口２６は接続路８の入口である。

【0035】

メインダクト１７の内壁及びチャンバ１８の内壁には結露防止材３１,３２が貼り付けられている。また、扉２１の上面にも結露防止材３３が貼り付けられている。結露防止材３１,３２,３３には、ポリエチレン等を用いることができる。

【0036】

風量調整板７の上端部はやや水平方向に折れ曲がり、折れ曲がった部分がダクト４の上壁４ａにボルトで固定されている。風量調整板７の下端部は支持具１０にボルトで固定されている。

【0037】

図６には、扉２１の左端部２１Ｌ周辺を図示している。扉２１の左端部には、支持具１０に引掛けられた掛止具４１が取り付けられている。

【0038】

支持具１０は、鉛直方向に延在した鉛直部１１と、鉛直部１１の下端からチャンバ１８に向かって延在した支持部１２と、鉛直部１１の途中からメインダクト１７に向かって延在した水平部１３とを有している。支持部１２の先端部１２ｔは上方に向かって湾曲し、先端部１２ｔに掛止具４１が引っ掛けられている。水平部１３の底面にはパッキン５１が取り付けられている。パッキン５１により水平部１３と扉２１の上面に貼り付けられた結露防止材３３との隙間が密閉される。

【0039】

図６（ａ）に示すように、掛止具４１には支持部１２の先端部１２ｔが嵌まる凹部４１ａと、凹部４１ａの一部を塞ぐように突出した突部４１ｂとが形成されている。

【0040】

突部４１ｂの先端は半円状に形成され、半円となった部分が支持具１０の先端部１２ｔの湾曲面に沿って回転する。これにより、掛止具４１及び扉２１が回転する。扉２１が閉状態のとき、先端部１２ｔは掛止具４１の凹部４１ａに嵌まっている（図６(ａ)参照）。ここから掛止具４１を右回転させると、図６（ｂ）に示すように、先端部１２ｔが凹部３１ａから外れるとともに扉２１が開状態となる。

【0041】

次に、鉄道車両１００の天井構造を設計する方法について、図７〜図９を参照しつつ説明する。

【0042】

先ず、図７（ａ）に示すように、メインダクト１７とチャンバ１８との間に風量調整板３０７を設置する。風量調整板３０７には、複数の貫通孔３０７ａが長手方向に均一に形成されている（図８(ａ)参照）。風量調整板３０７を設置後、空調機５を運転し（図９のＳ１）、客室６の温度が均一であるか、特に車両長手方向に温度が均一であるかを確認する。

【0043】

客室６の温度が均一でない場合（図９のＳ２：ＮＯ）、空調機５の運転を停止する（図９のＳ３）。そして、空調機５周辺の天井板２の扉２１を開き（図９のＳ４、開扉工程）、開口した部分から作業員が風量調整板３０７に形成された貫通孔の一部を金属板４１０で塞ぐ（図７(ｂ)、図８(ｂ)、図９のＳ５参照、孔調整工程）。

【0044】

その後、扉２１を閉じ（図９のＳ６）、図７（ｃ）に示すように再び空調機５を運転する（図９のＳ１）。そして、客室６の温度が均一であるかを確認する（確認工程）。客室６の温度が均一でない場合（図９のＳ２：ＹＥＳ）、空調機５の運転を停止し（図９のＳ３）、再び空調機５周辺の天井板２の扉２１を開いて（図９のＳ４、開扉工程）、風量調整板３０７に形成された孔の一部を金属板４２０で塞ぐ（図９のＳ４、図８(ｃ)参照、孔調整工程）。

【0045】

その後、扉２１を閉じ（図９のＳ１）、図７（ｃ）に示すように再び空調機５を運転し（図９のＳ１）、客室６の温度が均一であるかを確認する（確認工程）。

【0046】

確認工程で客室６の温度が車両長手方向に均一になるまで「開扉工程」と「孔調整工程」と「確認工程」とを繰り返す。客室６の温度が車両長手方向に均一になると（図９のＳ２：ＹＥＳ）、風量調整板の開口パターンが決定したと判断し、天井構造の設計を終了する。

【0047】

客室６の温度が均一であるかの判断は、例えば客室６に設置した複数の温度計６１,６２から判断する。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、客室６の左右両壁に温度計６１,６２を設置している。温度計６１,６２は車両長手方向に所定の間隔で配置されている。また、温度計６１,６２は、床面から所定の高さに設置されている。温度計６１,６２で測定した温度が全て所定の温度範囲にあるとき又はこれらの温度差が全て±所定の範囲内にあるとき、客室６の温度が均一であると判断する。なお、客室６の温度が均一であるかの判断は上記に限られず、様々な方法を利用することができる。

【0048】

また、孔調整工程として、例えば空調機５が冷房運転する場合、客室６の温度が低い場所の空調空気が少なくなるように風量調整板３０７の孔を塞ぐ。一方、空調機５が暖房運転する場合、客室６の温度が高い場所の空調空気が少なくなるように風量調整板３０７の孔を塞ぐ。なお、孔調整方法は上記に限られず、様々な方法を利用することができる。

【0049】

次に、上記設計方法で得た天井構造を用いて鉄道車両を製造する方法を説明する。

【0050】

設計方法で決定した風量調整板３０７の開口パターンと同じ開口パターンを金属板に形成し、図３（ａ）に示す風量調整板７を得る（板作製工程）。

【0051】

風量調整板７を鉄道車両のメインダクト１７とチャンバ１８との間に配置し（図９のＳ２、板配置工程）、図１に示す天井構造１１０を組み立てる。車両のその他の部位も組み立てると、鉄道車両１００が完成する。

【0052】

以上に述べたように、本実施形態の鉄道車両の設計方法によると、メインダクト１７の下方の扉２１を開き（開扉工程）、開口した部分から風量調整板３０７の貫通孔の一部を閉じ（孔調整工程）、客室６の温度が均一であるかを確認する（確認工程）という３つの工程を繰り返すだけで天井構造１１０を設計することができる。また、客室温度を確実に均一にすることができる風量調整板７の開口パターンが得られる。

【0053】

また、上記設計方法で決定した風量調整板３０７の開口パターンと同じ開口パターンを形成した風量調整板７を他の同一形状の鉄道車両に採用することにより、客室温度が均一である鉄道車両を短期間で大量に製造することができる。また、風量調整板７をメインダクト１７とチャンバ１８との間に配置した後は風量調整作業を行わなくてよいため、製造工程を簡素化できるとともに製造期間を大幅に短縮することができる。

【0054】

さらに、本実施形態の鉄道車両１００では、風量調整板７の貫通孔７ａを不均一にすることで、客室６に残る空調空気量を均一にすることができるため、客室温度を確実に均一にすることができる。

【0055】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0056】

例えば、本発明は上述の実施形態の車種に限られず、様々な車種に利用可能である。

【0057】

また、上述の実施形態では、鉄道車両の設計方法において、孔調整工程を空調機５周辺で行う場合を例示したが、空調機５から離れた位置で孔調整工程を行ってもよい。

【0058】

また、上述の実施形態では、図２に示すように、メインダクト１７が全長に亘って同じ大きさ（太さ）であるが、メインダクト１７の形状は変更可能である。例えば、メインダクト１７が空調機５から遠ざかるにつれて細くなってもよい。この場合、メインダクト１７の長手方向に垂直な断面積が空調機５から遠ざかるにつれて小さくなる。

【0059】

また、上述の実施形態では、メインダクト１７、風量調整板７及びチャンバ１８が車両長手方向に延在しているが、これらを車両幅方向に延在させてもよい。

【0060】

さらに、上述の実施形態では、鉄道車両を設計した際、風量調整板３０７の貫通孔を金属板４１０,４２０で塞いだが、貫通孔を塞ぐ方法は他の方法でもよい。例えば、板状の部材を風量調整板３０７にボルトで固定してもよく、フイルム状の部材を風量調整板３００に両面テープで貼り付けてもよい。また、貫通孔を塞ぐ部材として結露防止材を用いてもよい。これにより、貫通孔を塞ぎつつ、結露が生じるのを防止できる。

【0061】

また、上述の実施形態では、客室６の温度を均一にするために、空調機５の運転中に客室６に存在する空調空気量をどの位置でも略同じ量にする場合を例示したが、客室６の温度を均一にする方法及びそのときの風量調整板の開口パターンは上記実施形態に限られない。例えば、客室６の温度を均一にすることができれば、鉄道車両の長手方向端部から多くの空調空気を客室６に吹き出すようにしてもよい。

【0062】

また、上述の実施形態では、メインダクト１７内壁、チャンバ１８内壁及び扉２１の上面に結露防止材を貼り付けたが、結露防止材を貼り付けなくてもよい。また、上述の実施形態では風量調整板７に結露防止材を貼り付けていないが、風量調整板７の貫通孔が形成されていない部分に結露防止材を貼り付けてよい。さらに、風量調整板３００の貫通孔を塞ぐ金属板４１０,４２０に結露防止材を貼り付けてもよい（図８(ｂ)及び図８(ｃ)参照）。

【0063】

さらに、上述の実施形態では、扉２１が回転する構成として支持具１０に掛止具４１を引っ掛けたが、このような構成に限られない。例えば蝶番を用いてもよい。

【0064】

また、上述の実施形態では、扉２１がチャンバ１８に近い一端部（図５では「左端部２１Ｌ」）を中心に回転したが、扉２１はチャンバ１８に遠い一端部（図５の「右端部２１Ｒ」）を中心に回転してもよい。

【0065】

さらに、上述の実施形態では、１両の鉄道車両１００に複数の空調機５が設置されているが（図１(ｂ)参照）、１両の鉄道車両１００に設置する空調機５の数は変更可能である。例えば、図１０に示すように１両の鉄道車両１００に空調機５が１台だけ設置されてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１ 屋根構体
２ 天井板
３ 収容部
４ ダクト
５ 空調機
６ 客室
７,２０７,３０７ 風量調整板
７ａ,２０７ａ,３０７ａ 貫通孔
８ 接続路
１７ メインダクト
１８ チャンバ
２１ 扉
２５ 吹出口
２６ 吸込口
６１,６２ 温度計
４１０,４２０ 金属板
１００ 鉄道車両
１１０ 天井構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】