特開 2024-39766 鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039766

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61D 17/08 20060101AFI20240315BHJP

   B61D 17/00 20060101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

B61D17/08

B61D17/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144368

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】北山 茂

(72)【発明者】

【氏名】小畑 亮二

(72)【発明者】

【氏名】平野 博嗣

(72)【発明者】

【氏名】白井 篤史

(72)【発明者】

【氏名】大橋 健悟

(72)【発明者】

【氏名】大塚 大輔

(72)【発明者】

【氏名】一ノ瀬 賢太

(57)【要約】

【課題】側外板に強度上の問題が発生することを防止可能な鉄道車両を提供すること。
【解決手段】側出入口（例えば、乗客乗降口２６）の周縁を構成する側出入口枠６と、側出入口枠６の軌道方向に配設され、鉄道車両１の側面を形成する側外板７と、側外板７を、側外板７の内方側の面である第１内面７２から支持する縦骨部材１０と、を有する車両構体２を備える鉄道車両１において、側外板７は、側出入口枠６の内方側の面である第２内面６２ｂに、第１溶接部Ｗ１１により接合されていること、側出入口枠６の軌道方向外方側の縁部６１ａは、第１内面７２に縦骨部材１０が接している部分の側外板７の外面７３に水密溶接部Ｗ１３により接合されていること。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側出入口の周縁を構成する側出入口枠と、
前記側出入口枠の軌道方向に配設され、鉄道車両の側面を形成する側外板と、
前記側外板を、前記側外板の内方側の面である第１内面から支持する縦骨部材と、を有する車両構体を備える鉄道車両において、
前記側外板は、前記側出入口枠の内方側の面である第２内面に、第１溶接部により接合されていること、
前記側出入口枠の軌道方向外方側の縁部は、前記第１内面に前記縦骨部材が接している部分の前記側外板の外面に水密溶接部により接合されていること、
を特徴とする鉄道車両。

【請求項2】

請求項１に記載の鉄道車両において、
前記第１溶接部は、軌道方向において前記水密溶接部よりも前記側出入口に近い箇所で、前記側外板と前記縦骨部材と前記側出入口枠とを接合していること、
軌道方向において前記水密溶接部よりも前記側出入口から離れた箇所で、前記側外板と前記縦骨部材とが第２溶接部により接合されていること、
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、側出入口の周縁を構成する側出入口枠と、側出入口枠の軌道方向に配設され、鉄道車両の側面を形成する側外板と、側外板を、側外板の内方側の面である第１内面から支持する縦骨部材と、を有する車両構体を備える鉄道車両に関する。

【背景技術】

【0002】

まず、従来技術に係る鉄道車両について、図４を用いて説明する。図４は、従来技術に係る鉄道車両の、側外板と側出入口枠の接合状態を示す図である。図中の左右方向が軌道方向である。また、図中の上下方向が枕木方向であり、図中の下側が鉄道車両の外方側である。

【0003】

従来、鉄道車両の中でもステンレス車両においては、側出入口（例えば、乗客用乗降口や乗務員乗降口）の周縁を構成する側出入口枠６に対し、車両の側面を構成する側外板７が軌道方向に並べられており、側外板７は、側出入口枠６の、枕木方向内方側の内面６２ｂに接した状態とされている。また、鉄道車両は、垂直方向（図中の奥行方向）に沿って延在し、側外板７を内面７２から支持する縦骨部材１５を有している。縦骨部材１５の側出入口枠６の側の端部は、Ｌ字形に湾曲されたフランジ部１５１であり、フランジ部１５１は、側外板７の内面７２に接した状態とされている。そして、枕木方向の外方側から、側出入口枠６、側外板７、縦骨部材１５のフランジ部１５１、の順に３枚重ねられた状態で、例えば第１溶接部Ｗ２１に示す位置で、スポット溶接されている。また、側出入口枠６の、軌道方向における側出入口の外方側（図中の右側）の縁部６１ａと、側外板７の外面７３との隙間には、水密のためのシール材Ｓ１１が塗布されることが一般的である。このシール部材Ｓ１１は、縁部６１ａに沿って、垂直方向（図４中の奥行方向）連続して形成されている。なお、上記同様に、側出入口枠と側外板と縦骨部材とを接合する構成は、特許文献１にも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－１２６７５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

側出入口枠６の、縁部６１ａに沿って形成されるシール材Ｓ１１は、経年劣化や洗車機等の影響により消失する場合があるため定期的に補修が必要であり、保守に多大なコストを要する。そこで補修の必要が無い方法として、シール材Ｓ１１の代わりに、縁部６１ａに沿って垂直方向に連続した水密溶接部Ｗ２３を設ける水密溶接工法を用いることが考えられる。この工法によれば、縁部６１ａが側外板７の外面７３に対して接合されるため、水密を保つことが可能である。しかしながら、水密溶接工法により、縁部６１ａが側外板７の外面７３に対して接合した場合、例えば、車両構体が、自重や乗客の重み等により、下方に弓なり状に沈み込もうした場合など、水密溶接部Ｗ２３に荷重が集中するおそれがある。図４に示す例では、水密溶接部Ｗ２３が設けられている箇所が、側外板７の縦骨部材１５が接した部分ではないため、板状の側外板７の１枚のみで、水密溶接部Ｗ２３に集中する荷重を支持しなければならない。側外板７は、冷間圧延により硬化させた板材を用いているが、水密溶接部Ｗ２３を連続溶接により設ける際に、熱を受けることで、水密溶接部Ｗ２３を設けた箇所およびその近傍の強度が低下するおそれがある。すると、上記したように水密溶接部Ｗ２３に荷重が集中したときに、側外板７に亀裂が発生しやすくなる等、強度上の問題が発生するおそれがある。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、側外板に強度上の問題が発生することを防止し、定期的な補修処置を不要とすることが可能な鉄道車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の鉄道車両は、次のような構成を有している。
（１）側出入口(26)の周縁を構成する側出入口枠と、前記側出入口枠の軌道方向に配設され、鉄道車両の側面を形成する側外板と、前記側外板を、前記側外板)の内方側の面である第１内面から支持する縦骨部材と、を有する車両構体を備える鉄道車両において、前記側外板は、前記側出入口枠の内方側の面である第２内面に、第１溶接部により接合されていること、前記側出入口枠の軌道方向外方側の縁部は、前記第１内面に前記縦骨部材が接している部分の前記側外板の外面に水密溶接部により接合されていること、を特徴とする。

【0008】

（１）に記載の鉄道車両によれば、水密溶接部は、側外板の外面の内、側外板の内面で縦骨部材が接している箇所に形成されているため、水密溶接部に荷重が集中した場合、当該荷重を、側外板の１枚のみでなく、縦骨部材によっても支持することができる。よって、側外板の水密溶接部を設けた箇所およびその近傍が、溶接の際の熱を受けることで強度が低下したとしても、側外板に強度上の問題が発生することを防止可能である。

【0009】

（２）（１）に記載の鉄道車両において、前記第１溶接部は、軌道方向において前記水密溶接部よりも前記側出入口に近い箇所で、前記側外板と前記縦骨部材と前記側出入口枠とを接合していること、軌道方向において前記水密溶接部よりも前記側出入口から離れた箇所で、前記側外板と前記縦骨部材とが第２溶接部により接合されていること、を特徴とする。

【0010】

（２）に記載の鉄道車両によれば、水密溶接部が、軌道方向の両側から、第１溶接部と第２溶接部とに挟まれて設けられる。これにより、水密溶接部に集中していた荷重が第２溶接部へ分散される。よって、側外板の水密溶接部を設けた箇所およびその近傍が、溶接の際の熱を受けることで強度が低下したとしても、側外板に強度上の問題が発生することを防止可能である。

【発明の効果】

【0011】

本発明の鉄道車両によれば、側外板に強度上の問題が発生することを防止可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る鉄道車両の側面図である。

【図2】側構体を構成する側出入口枠を鉄道車両の内側から見た図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】従来技術に係る鉄道車両の、側外板と側出入口枠の接合状態を示す図であり、図３に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る鉄道車両の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る鉄道車両１の側面図である。なお、図１中の左右方向が軌道方向であり、図１中の上下方向が垂直方向である。図２は、側構体２４を構成する側出入口枠６を鉄道車両１の内側から見た図である。なお、図２中の左右方向が軌道方向であり、図２中の上下方向が垂直方向である。図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。なお、図３中の左右方向が軌道方向である。また、図３中の上下方向が枕木方向であり、図３中の下側が鉄道車両１の外方側である。

【0014】

鉄道車両１は、例えば通勤車両として用いられるステンレス車両であり、図１に示すように、車両構体２と、車両構体２を支持する台車５と、を有している。

【0015】

車両構体２は、鉄道車両１の床部をなす台枠２１と、台枠２１の軌道方向の一方の端部（図１中の左端部）に立設されることで車両構体２の先頭部をなす前面妻構体２２と、台枠２１の軌道方向の他方の端部（図１中の右端部）に立設されることで車両構体２の連結部を形成する連妻構体２３と、台枠２１の枕木方向の両端部に立設されることで車両構体２の側面部を形成する一対の側構体２４と、前面妻構体２２の上端部と連妻構体２３の上端部と一対の側構体２４の上端部に結合されることで車両構体２の屋根部を形成する屋根構体２５と、により６面体をなすように構成されている。

【0016】

車両構体２は、内部に客室や乗務員室を有している。また、車両構体２の側面には、客室に通じる乗客乗降口２６（側出入口の一例）および窓２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ、乗務員室に通じる乗務員乗降口２８（側出入口の一例）が設けられている。

【0017】

側構体２４は、厚さ約２ｍｍのステンレス鋼板からなる複数枚の側外板７を備える。さらに、複数枚の側外板７のそれぞれの間に位置されるとともに側外板７に接合される側出入口枠６と、側外板７を支持する横骨部材８および縦骨部材１０（図３参照）を備えている。

【0018】

側出入口枠６は、乗客乗降口２６の周縁を構成する四角枠であり、例えば、厚さ約４ｍｍのステンレス鋼板からなる。側出入口枠６は、図２に示すように、乗客乗降口２６の軌道方向の両端部を構成する一対の入口柱６２と、乗客乗降口２６の上側の端部を構成する鴨居部６３と、乗客乗降口２６の下側の端部を構成する敷居部６４とを備え、各部が接合されることで、出入口用開口部６１が形成されている。

【0019】

入口柱６２は、図３に示すように、軌道方向に平行な部分と枕木方向に平行な部分とにより断面略Ｌ字状に形成されており、軌道方向に平行な部分の、枕木方向内方側の第２内面６２ｂには、側外板７が、枕木方向外方側の外面７３が接した状態で位置している。また、入口柱６２（側出入口枠６）の、軌道方向における乗客乗降口２６の外方側（図３中の右側）の縁部６１ａは、側外板７の外面７３に対して、隅肉溶接により接合されている。この隅肉溶接された部分は、水密のための水密溶接部Ｗ１３である。縁部６１ａの垂直方向（図３中の奥行方向）の長さは、入口柱６２（側出入口枠６）の垂直方向の長さと同一であり、水密溶接部Ｗ１３は、縁部６１ａの垂直方向における全長において形成されている。さらに鴨居部６３の縁部の軌道方向にも、水密溶接部を形成することもできる。

【0020】

横骨部材８は、材質をステンレス鋼とした、断面ハット形の長尺部材である。横骨部材８は、軌道方向に沿って延在した状態で側外板７の第１内面７２に接合され、側外板７を支持している。横骨部材８の軌道方向の長さは、側外板７の軌道方向の長さよりも短くされており、側外板７は、軌道方向の側出入口枠６（入口柱６２）側の端部が、横骨部材８から軌道方向に張り出している。そして、その側外板７の張り出した部分の先端側の略半分（図３中の範囲Ａ１１に当たる部分）が、側出入口枠６（入口柱６２）の第２内面６２ｂに接した状態となっている。側外板７の、第２内面６２ｂに接している部分（範囲Ａ１１に当たる部分）を、側外板７の接合部７１とする。

【0021】

縦骨部材１０は、ステンレス鋼からなり、側外板７の接合部７１とともに側出入口枠６（入口柱６２）に接合されるフランジ部１０１と、横骨部材８に接合される凸部１０２と、フランジ部１０１と凸部１０２とを接続する斜辺部１０３とにより、断面略Ｚ形に形成されており、凸部１０２の斜辺部１０３とは反対側の端部は側外板７側に屈曲して補強部１０４を形成している。補強部１０４は、垂直方向に複数本並ぶ横骨部材８の間に位置しているため、横骨部材８と干渉しない。フランジ部１０１と凸部１０２との段差は、横骨部材８の枕木方向の寸法と略同一であるため、フランジ部１０１は、側外板７の接合部７１に、側外板７の第１内面７２側から重ねられるように位置し、かつ、凸部１０２は、横骨部材８の側外板７とは反対側の端面８１に重ねられるように位置している。なお、少なくとも側外板７の軌道方向端部に配設される縦骨部材１０のフランジ部１０１の先端部の位置は、側外板７の接合部７１の先端部の位置に一致させているが、必ずしも一致させる必要はない。また、縦骨部材１０の凸部１０２は、横骨部材８の端面８１に、例えばレーザ溶接あるいはリング溶接またはプラグ溶接により接合される。

【0022】

縦骨部材１０のフランジ部１０１が、側外板７の接合部７１に、側外板７の第１内面７２側から重ねられることで、範囲Ａ１１の部分において、枕木方向の外方側（図３中の下側）から、側出入口枠６（入口柱６２）、接合部７１（側外板７）、フランジ部１０１（縦骨部材１０）の順に、平板状の部材が３枚積み重なるようにして並んだ状態になっている。そして、これら側出入口枠６（入口柱６２）、接合部７１（側外板７）、フランジ部１０１（縦骨部材１０）は、第１溶接部Ｗ１１により、まとめて接合されている。第１溶接部Ｗ１１が設けられる位置は、範囲Ａ１１の中央部、即ち、軌道方向において、水密溶接部Ｗ１３よりも出入口用開口部６１に近い箇所（即ち、乗客乗降口２６に近い箇所）である。この第１溶接部Ｗ１１は、例えばスポット溶接により形成されるものであり、垂直方向（図３中の奥行方向）に、複数個並んで設けられる。

【0023】

また、縦骨部材１０のフランジ部１０１の軌道方向の長さは、フランジ部１０１と側外板７とが重なる範囲Ａ１２が、側外板７と側出入口枠６（入口柱６２）とが重なる範囲Ａ１１よりも大きくなるように、また、側出入口枠６（入口柱６２）の縁部６１ａを、軌道方向における乗客乗降口２６の外方側（図３中の右側）に超えて形成されるような長さにされている。これにより、軌道方向において、水密溶接部Ｗ１３よりも出入口用開口部６１から離れた箇所（即ち、乗客乗降口２６から離れた箇所）に、側外板７と縦骨部材１０とを接合するための第２溶接部Ｗ１２を形成することができる。この第２溶接部Ｗ１２は、例えばレーザ溶接あるいはリング溶接またはプラグ溶接により形成される。

【0024】

なお、ここまで図２の側出入口枠６の右側端部におけるＡ－Ａ断面図である図３を用いて説明しているが、図２の側出入口枠６の左側端部においては、図３に示す構成と左右対称の構成となっている。

【0025】

また、側外板７と乗客乗降口２６の周縁を構成する側出入口枠６との接合について説明しているが、側外板７と乗務員乗降口２８（図１参照）の周縁を構成する側出入口枠１１（図１参照）との接合も、同様に行うことが可能である。

【0026】

以上説明したように、本実施形態に係る鉄道車両１は、
（１）側出入口（例えば、乗客乗降口２６）の周縁を構成する側出入口枠６と、側出入口枠６の軌道方向に配設され、鉄道車両１の側面を形成する側外板７と、側外板７を、側外板７の内方側の面である第１内面７２から支持する縦骨部材１０と、を有する車両構体２を備える鉄道車両１において、側外板７は、側出入口枠６の内方側の面である第２内面６２ｂに、第１溶接部Ｗ１１により接合されていること、側出入口枠６の軌道方向外方側の縁部６１ａは、第１内面７２に縦骨部材１０が接している部分の側外板７の外面７３に水密溶接部Ｗ１３により接合されていること、を特徴とする。

【0027】

（１）に記載の鉄道車両１によれば、水密溶接部Ｗ１３は、側外板７の外面７３の内、側外板７の第１内面７２で縦骨部材１０（本実施形態においてはフランジ部１０１）が接している箇所に形成されているため、水密溶接部Ｗ１３に荷重が集中した場合、当該荷重を、側外板７の１枚のみでなく、縦骨部材１０によっても支持することができる。よって、側外板７の水密溶接部Ｗ１３を設けた箇所およびその近傍が、溶接の際の熱を受けることで強度が低下したとしても、側外板７に強度上の問題が発生することを防止可能である。

【0028】

（２）（１）に記載の鉄道車両１において、第１溶接部Ｗ１１は、軌道方向において水密溶接部Ｗ１３よりも側出入口２６に近い箇所で、側外板７と縦骨部材１０と側出入口枠(6)とを接合していること、軌道方向において水密溶接部ＷＷ１３よりも側出入口２６から離れた箇所で、側外板７と縦骨部材１０とが第２溶接部Ｗ１３により接合されていること、を特徴とする。

【0029】

（２）に記載の鉄道車両１によれば、水密溶接部Ｗ１３が、軌道方向の両側から、第１溶接部Ｗ１１と第２溶接部Ｗ１２とに挟まれて設けられる。これにより、水密溶接部Ｗ１３に集中していた荷重が第２溶接部Ｗ１２へ分散される。よって、側外板７の水密溶接部Ｗ１３を設けた箇所およびその近傍が、溶接の際の熱を受けることで強度が低下したとしても、側外板７に強度上の問題が発生することを防止可能である。

【0030】

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。例えば、鉄道車両１としては、通勤車両に限定されるものではなく、特急車両等でも良い。また、鉄道車両１は、先頭車両として説明しているが、これに限定されるものではなく、中間車両であっても良い。

【符号の説明】

【0031】

１ 鉄道車両
２ 車両構体
６ 側出入口枠
７ 側外板
１０ 縦骨部材
１１ 側出入口枠
２６ 乗客乗降口（側出入口の一例）
６１ａ 縁部
６２ｂ 第２内面
７２ 第１内面
７３ 外面
Ｗ１１ 第１溶接部
Ｗ１３ 水密溶接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】