特許 7093328 鉄道車両の空調ダクトの製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-06-21

(45)【発行日】2022-06-29

(54)【発明の名称】鉄道車両の空調ダクトの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B61D 27/00 20060101AFI20220622BHJP

   F24F 13/02 20060101ALI20220622BHJP

【ＦＩ】

B61D27/00 N

F24F13/02 E

F24F13/02 A

F24F13/02 H

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019140873

(22)【出願日】2019-07-31

(65)【公開番号】P2021024308

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2021-03-16

(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】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】寺村 弘

(72)【発明者】

【氏名】王子 義明

(72)【発明者】

【氏名】森戸 大海

(72)【発明者】

【氏名】龍溪 昇

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０３４６５９２０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４８９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１７２９３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－１８５５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９７０４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｄ ２７／００

Ｆ２４Ｆ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺の断熱材の長手方向に５か所の折り目をつけ、第１から第６までの６つの領域に分ける工程と、
前記第１の領域にプレナムダクトと圧縮空気ダクトを連通させる連通孔を設ける工程と、
前記第２の領域にプレナムダクトから客車にむけて開く開口部を設ける工程と、
前記各領域を内側に折りながら、
前記第１の領域の端部を前記第４の領域に接続する工程と、
前記第６の領域の端部を前記第１の領域の下端に接続する工程を有することを特徴とする鉄道車両の空調ダクトの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は鉄道車両の空調ダクトとその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ダクト構造１０２を有する鉄道車両の天井ユニット１００が開示されている。図６に鉄道車両の天井部分の断面図を示す。天井ユニット１００のダクト構造１０２は、側面から上面を覆う天板部１０４と下面パネル１０６を一体化し、下面パネル１０６と天板部１０４の間に隔壁板１０８をアルミや鉄材といった強度部材によって設けることで、空調風１３０が流通可能なダクト構造１０２が形成されている。

【0003】

また、ダクト構造１０２内には、風量調節板１１０が立てられ、ダクト構造１０２内をプレナムダクト１１２と圧縮空気ダクト１１４に分けている。プレナムダクト１１２は客室側に向かって空調風が噴き出す開口１１６が設けられる。また、プレナムダクト１１２と圧縮空気ダクト１１４の間は風量調節板１１０と天板部１０４との隙間で連通している。そして、ダクト構造１０２内には断熱材１１８が貼り付けられている。

【0004】

また、ダクト構造を鉄板などの強度体で形成し、内側に断熱材を貼り付ける構造では、重量が重くなるという課題を有することは知られている（特許文献２）。ここでは、無機質断熱材の材料をケイ酸ナトリウム溶液と共に混錬し、加圧成形した後に養生させ、無機質断熱材でダクト体を形成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－１３８６３８号公報

【文献】実開平０３－０５５９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２の方法によれば、断熱材のみでダクト体を構成できるため、鉄板などの強度体を省略できるので、軽量化には資することができる。しかし、鉄道車両の天井に設けるダクトは、車外に取り付けられた空調機からの空気を引き込むための吸い込み口や、客車内に空調風を噴き出すための開口等が必要である。

【0007】

また、客車の上面に取り付けられた１台若しくは２台の空調機で長い客車全体に均一に空調風をおくるため、鉄道車両のダクト構造は、プレナムダクトと圧縮空気ダクトの２領域構造を形成する必要がある。このような複雑な形状のダクトに対して、特許文献２のような方法で、ダクト体を形成するのは、作製が容易ではなかった。

【0008】

また、断熱材だけで鉄道車両用の空調ダクトを形成しようとすると、プレナムダクトと圧縮空気ダクトを仕切る仕切り壁が一端支持となる。すると圧縮空気ダクト内の圧力で、仕切り壁部分の断熱材が、風圧で曲がってしまうという課題も想定された。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、アルミなどの金属板によって構成されていたダクト構造を断熱材だけで構成し、しかも一定の強度を有する鉄道車両の空調ダクトの製造方法を提供するものである。

【0011】

本発明に係る鉄道車両の空調ダクトの製造方法は、
長尺の断熱材の長手方向に５か所の折り目をつけ、第１から第６までの６つの領域に分ける工程と、
前記第１の領域にプレナムダクトと圧縮空気ダクトを連通させる連通孔を設ける工程と、
前記第２の領域にプレナムダクトから客車にむけて開く開口部を設ける工程と、
前記各領域を内側に折りながら、
前記第１の領域の端部を前記第４の領域に接続する工程と、
前記第６の領域の端部を前記第１の領域の下端に接続する工程を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る鉄道車両の空調ダクトは、空調ダクトの上壁と、下壁と、対向する側壁がそれぞれ接続され、断面箱型に形成されるので、断熱材だけで形成されていても一定の強度を有する。また、プレナムダクトと圧縮空気ダクトを仕切る仕切り壁の上端と下端を、上壁と下壁に接続するので、さらに強度が高められる。

【0013】

また、本発明に係る鉄道車両の空調ダクトの製造方法であれば、長尺の板状断熱材を折り曲げることで、形成することができる。そのため、予め客車側に開口するプレナムダクトの開口部と、プレナムダクトと圧縮空気ダクトの間に設けられる連通孔を形成した後に、折り曲げ、角部を固定するだけで簡単に、空調ダクトを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る鉄道車両の空調ダクトの斜視図を示す。

【図2】空調ダクトを形成する部材を示す部品斜視図である。

【図3】空調ダクトの組み立て図である。

【図4】他の製造方法で空調ダクトを形成する際の部品図である。

【図5】他の製造法による空調ダクトの組み立て工程を示す図である。

【図6】従来の鉄道車両の空調ダクトの断面図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に本発明に係る鉄道車両の空調ダクトについて図面を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。

【0016】

図１（ａ）に本発明に係る鉄道車両の空調ダクト１の斜視図を示す。また、図１（ｂ）には、空調ダクト１の断面図を示す。空調ダクト１は、天井ユニットの上方からの支持体５０と左右の側構体側からの支持体５２で構成される棚構造に載置される。支持体５０の間には、送風機等が取り付けられる。

【0017】

空調ダクト１は、上壁１０と下壁１２、および、これらを支持する対向した一方の側壁１４および他方の側壁１６が互いに端部で接続されることで、断面箱型状態に形成されている。また、側壁１４および側壁１６とは別に、上壁１０と下壁１２の間に挟み込まれた仕切り壁１８が設けられる。

【0018】

図１（ｂ）に示すように、仕切り壁１８は、上壁１０と下壁１２に設けた溝部１０ａおよび溝部１２ａに上端１８ａおよび下端１８ｂを嵌合させることで固定されているのが好適である。なお、後述するように、仕切り壁１８は上壁１０および下壁１２に端部（上端１８ａおよび下端１８ｂ）が固定されていればよく、嵌合されていなくてもよい。

【0019】

この仕切り壁１８で上壁１０、下壁１２、および対向する側壁１４および側壁１６によって、形成される内側の空間は、２つに分けられる。一方を圧縮空気ダクト２０とよび、他方をプレナムダクト２２と呼ぶ。圧縮空気ダクト２０の方が、断面積が大きく設定されている。

【0020】

プレナムダクト２２は、車両の中心から見て、枕木方向に離れた方に設定される。プレナムダクト２２の下面２２ｄおよび上面２２ｕは、空調ダクト１の上壁１０および下壁１２の一部である。側面２２ｓは空調ダクト１の一方の側壁１４と、仕切り壁１８で構成されている。プレナムダクト２２の下面２２ｄには、客室側へ空調風を流すための開口部２４が設けられる。開口部２４は、閉じた形状で構成されている。すなわち、開口部２４の縁をたどれば、必ず元の位置に戻ってくる。

【0021】

圧縮空気ダクト２０の上面２０ｕおよび下面２０ｄは、空調ダクト１の上壁１０および下壁１２の一部である。また、側壁２０ｓは空調ダクト１の他方の側壁１６と、仕切り壁１８で構成される。圧縮空気ダクト２０は、閉じた空間として構成される。ただし、上面２０ｕには、客車の空調機（図６参照）からの空調風を取り入れる取り入れ口２６が設けられる。

【0022】

取り入れ口２６は、客車の屋根に搭載された空調機の数だけ設けることができる。通常は１両の客車には、１台若しくは２台の空調機が搭載される。したがって、空調ダクト１の取り入れ口２６も１か所若しくは２か所設けられる。

【0023】

仕切り壁１８は、プレナムダクト２２と圧縮空気ダクト２０を仕切る壁である。ここには、圧縮空気ダクト２０からプレナムダクト２２へ連通する連通孔２８が設けられる。連通孔２８は、仕切り壁１８に一定の間隔で構成されるのが望ましい。圧縮空気ダクト２０内の圧力を陽圧にすることで、どの連通孔２８からも一定の空調風を放出することができ、長い客車に均一に空調風を供給することができるからである。

【0024】

次に、空調ダクト１の製造方法について説明する。図２（ａ）を参照して、空調ダクト１に使用するのは、板状の断熱材４０であって、難燃性フィラを含む本体４０ｂの一方の面に、アルミ層や樹脂層といった防水層や、酸化チタンなどの抗菌物質を含ませた抗菌層等（以下「表面層４０ａ」と呼ぶ）が設けられたものが好適に利用できる。

【0025】

この断熱材４０を所定の幅で切断し、空調ダクト１の上壁１０、下壁１２および側壁（側壁１４、側壁１６）、仕切り壁１８を構成する部品を作製する。なお、仕切り壁１８は表面層４０ａを裏表の両面に構成してもよい。仕切り壁１８は両面とも空調ダクト１の内面を構成するからである。図２（ｂ）では、側壁１４および側壁１６は省略した。図２（ａ）と同じだからである。

【0026】

次に、下壁１２と上壁１０に仕切り壁１８を嵌合させる溝部１２ａと溝部１０ａを表面層４０ａが施された側に設ける。また、下壁１２には、プレナムダクト２２（図１参照）の開口部２４となる部分に貫通孔を形成する。上壁１０には、取り入れ口２６となる部分に貫通孔を形成する。

【0027】

また、仕切り壁１８には、連通孔２８を設ける。また、これらの貫通孔の縁は、樹脂等でシールして、断熱材４０のチップや粉くずが生じないようにする。なお、空調ダクト１自体は、客車の天井からの支持体５０で支持される。したがって、その支持体５０との接続のために、下壁１２にねじ止め用のネジ孔３０を設けておいてもよい。

【0028】

次に、図３（ａ）を参照して、下壁１２に側壁１４と側壁１６と仕切り壁１８を突き合わせ、突き合わせ部分Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を接着剤で接合する。そののち、上壁１０をのせ、側壁１４と側壁１６と仕切り壁１８との接合箇所Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６を接着剤で接合する（図３（ｂ）参照）。以上のようにして、本発明に係る空調ダクト１を構成することができる。

【0029】

次に、空調ダクト１の他の製造方法を説明する。図４を参照する。断熱材４０の一枚板材を用意し、一方の端から仕切り壁１８、プレナムダクト２２の下面２２ｄ（以後「プレナムダクト下面２２ｄ」ともいう。）、一方の側壁１４、上壁１０、他方の側壁１６、圧縮空気ダクト２０の下面２０ｄ（以後「圧縮空気ダクト下面２０ｄ」ともいう。）の６つの領域に分ける（図４（ａ））。

【0030】

ここでは、仕切り壁１８を第１領域６１、プレナムダクト下面２２ｄを第２領域６２、一方の側壁１４を第３領域６３、上壁１０を第４領域６４、他方の側壁１６を第５領域６５、圧縮空気ダクト下面２０ｄを第６領域６６とした（図４（ｂ））。

【0031】

なお、断熱材４０の一枚板材は表面層４０ａを有しており、以後の折り曲げで表面層４０ａは空調ダクト１の内側に向かうように配置されている。なお、仕切り壁１８の部分は、裏表に表面層４０ａが形成されていてもよい。

【0032】

次に連通孔２８、開口部２４、取り入れ口２６、ネジ孔３０となる貫通孔を形成し、貫通孔の縁をシールする。次に、６つの領域の境目に９０度の切り欠き４２を入れる（図４（ｂ））。図４（ｂ）では切り欠き４２ａから切り欠き４２ｅである。ここで、切り欠き４２は、断熱材４０を切断するほどには入れない。また、上壁１０に、仕切り壁１８との溝部１０ａを設けてもよい。

【0033】

このように組み立て前の準備を行い、図５に示すように、各領域を折りたたみながら組み立てる。図５（ａ）を参照して、第１領域６１（仕切り壁１８）の部分と、第２領域６２（プレナムダクト下面２２ｄ）との間の切り欠き４２ａに接着剤を入れ、第１領域６１（仕切り壁１８）を９０度曲げる。

【0034】

次に図５（ｂ）を参照して、第２領域６２（プレナムダクト下面２２ｄ）と第３領域６３（一方の側壁１４）との間の切り欠き４２ｂに接着剤を入れ、第２領域６２（プレナムダクト下面２２ｄ）と第３領域６３（一方の側壁１４）を９０度曲げる。

【0035】

さらに、図５（ｃ）を参照して、第３領域６３（一方の側壁１４）と第４領域６４（上壁１０）の間の切り欠き４２ｃおよび上壁１０の溝部１０ａに接着剤を入れ、第３領域６３（一方の側壁１４）と第４領域６４（上壁１０）を９０度曲げると共に、仕切り壁１８（第１領域６１）の上端１８ａ（図１（ｂ）参照）を溝部１０ａに入れ接着する。

【0036】

続いて、図５（ｄ）を参照して、第４領域６４（上壁１０）と、第５領域６５（他方の側壁１６）との切り欠き４２ｄに接着剤を入れ、９０度曲げる。

【0037】

そして、図５（ｅ）を参照して、第５領域６５（他方の側壁１６）と、第６領域６６（圧縮空気ダクト下面２０ｄ）との間の切り欠き４２ｅに接着剤を入れ、９０度曲げる。圧縮空気ダクト下面２０ｄの端部２０ｄｔは、仕切り壁１８と、プレナムダクト下面２２ｄの屈曲部に突き当て、接着剤で接合する。この部分の接合にはステイプルを用いてもよい。

【0038】

以上の工程で、本発明に係る空調ダクト１を形成することができる。この方法では、下壁１２は、プレナムダクト下面２２ｄと圧縮空気ダクト下面２０ｄの２つの部分から構成されているが、下壁１２を有していると言ってよい。また、この方法は、各領域を内側（表面層４０ａが設けられた側）に折りながら、第１領域６１の端部を前記第４領域６４に接続し、第６領域６６の端部を前記第１領域６１の下端に接続して組み立てるということができる。なお、この方法は、板状断熱材４０を切断する必要がなく、簡単に空調ダクト１を形成することができる。すなわち、上壁１０、下壁１２、側壁１４、側壁１６および仕切り壁１８は断熱材４０の１枚板材を折り曲げて形成されている。

【0039】

なお、上記の製造工程において、断熱材４０の１枚板材を、下壁１２、一方の側壁１４、上壁１０、他方の側壁１６の４つの領域に分け、それぞれの領域の境界に切り欠き４２（４２ａ～４２ｅ）を設け、折り曲げることで箱体を形成しながら別途形成しておいた仕切り壁１８を挟み込むようにしてもよい。すなわち、上壁１０、下壁１２と側壁１４および側壁１６は断熱材４０の１枚板材を折り曲げて形成されている。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本発明は、鉄道車両の空調ダクトに好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0041】

１ 空調ダクト
１０ 上壁
１０ａ 溝部
１２ 下壁
１２ａ 溝部
１４ 側壁
１６ 側壁
１８ 仕切り壁
１８ａ 上端
１８ｂ 下端
２０ 圧縮空気ダクト
２０ｕ 上面
２０ｄ 下面（圧縮空気ダクト下面）
２０ｓ 側壁
２０ｄｔ 端部
２２ プレナムダクト
２２ｄ 下面（プレナムダクト下面）
２２ｕ 上面
２２ｓ 側面
２４ 開口部
２６ 取り入れ口
２８ 連通孔
３０ ネジ孔
４０ 断熱材
４０ｂ 本体
４０ａ 表面層
４２（４２ａ～４２ｅ） 切り欠き
５０ 支持体
５２ 支持体
６１ 第１領域
６２ 第２領域
６３ 第３領域
６４ 第４領域
６５ 第５領域
６６ 第６領域
１００ 天井ユニット
１０２ ダクト構造
１０４ 天板部
１０６ 下面パネル
１０８ 隔壁板
１１０ 風量調節板
１１２ プレナムダクト
１１４ 圧縮空気ダクト
１１６ 開口
１１８ 断熱材
１３０ 空調風

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】