JP2004082955A

JP2004082955A - 鉄道車両用の窓構造及び窓板

Info

Publication number: JP2004082955A
Application number: JP2002249468A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Matsuoka; 松岡　茂樹
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】強度を損なうことなく窓ガラスを軽量化することができる鉄道車両用の平滑型窓構造を提供すること。
【解決手段】本発明による窓構造１０は、周縁部２４の少なくとも一部分が裏面側に折り曲げられており、且つ、全面にわたり略同一の厚さを有するガラス製やプラスチック製等の窓板１４と、この窓板が配置される開口１８が形成されている構体やドア板のような窓板支持体１６とを備えるものであり、開口に位置する窓板の中央部２２の表面及び窓板支持板の表面が実質的に平滑な面を形成するよう、周縁部の折り曲げられた部分１２４を、前記開口を画している窓板支持板の縁部２０に裏面側にて支持したことを特徴とする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両における窓構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両、特に新幹線のような高速鉄道車両においては、空力抵抗や空力騒音の低減、或いは、見栄えの向上等の見地から、窓ガラスの表面（車外側面）とその周囲を囲む構体の表面（車外側面）との間を平滑化、すなわち両表面を略同一面とした平滑型窓構造が採用されている。
【０００３】
従来の平滑型窓構造としては、図９の（ａ），（ｂ）に示すものが知られている。図９の（ａ），（ｂ）に示す窓構造１ａ，１ｂはいずれも、平板状の窓ガラス２，３の縁部に段差部４，５を形成し、この段差部４，５を構体６の開口縁部７の裏面に配置したものである。図９の（ａ）における窓ガラス２は１枚の板ガラスからなり、その縁部に切削加工等の加工を施すことにより段差部４を設けたものである。また、図９の（ｂ）における窓ガラス３は所謂合わせガラスであり、一方のガラス板３ａの縁部を他方のガラス板３ｂの縁部よりも突出させることで、段差部５を形成している。なお、図９の（ａ），（ｂ）に示す窓構造１ａ，１ｂは、遮音性、断熱性を向上させる等の目的で二重窓構造としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の平滑型窓構造においては、構体の表面と窓ガラスの表面との間に凹凸がある一般的な窓構造に比して、窓ガラスの面積が同一であっても、重量が相当に大きいという問題がある。
【０００５】
窓ガラスの厚さは、構体の開口縁部により支持される窓ガラスの縁部の厚さが強度上十分であるならば、その他の部分も縁部と同等の厚さを有すれば足りる。しかし、従来の平滑型窓構造１ａ，１ｂでは、窓ガラス２，３の縁部に段差部４，５を形成しているため、縁部の厚さｔ_１よりも他の部分の厚さｔ_２の方が厚くなっている。このため、窓ガラス２，３が必要以上に重いものとなっているのである。勿論、窓ガラスを軽量化すべく縁部を含めて全体を薄くすることは、強度上の問題から、採用することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、強度を損なうことなく窓ガラスを軽量化することができる平滑型窓構造を提供することを主目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、周縁部の少なくとも一部分が裏面側に折り曲げられており、且つ、全面にわたり略同一の厚さを有するガラス製やプラスチック製等の窓板と、この窓板が配置される開口が形成されている構体やドア板のような窓板支持体とを備える鉄道車両用の窓構造であって、前記開口に位置する窓板の中央部の表面及び窓板支持板の表面が実質的に平滑な面を形成するよう、周縁部の折り曲げられた部分を、前記開口を画している窓板支持板の縁部に裏面側にて支持したことを特徴としている。
【０００８】
かかる構成においては、窓板の周縁部の少なくとも一部を折り曲げた状態とすることで、窓板のその折曲げ部分を窓板支持体の裏面側で支持させて表面の平滑化を可能とすると共に、窓板の厚さを全面にわたり略同一とすることが可能となっている。
【０００９】
ここで、「折曲げ」という語は加工方法を示す語ではなく、形状を示す語であることに注意されたい。すなわち、窓板の折曲げ部分は、窓板となる平板状の板材（ガラス板やプラスチック板等）を折曲げ加工して形成されたもの場合のみならず、射出成形等により形成された窓板の当該部分が折り曲げられて形成された如き形状となっている場合も含むものである。
【００１０】
窓板における折曲げ部分としては、その全体が窓板の中央部に対して所定の角度で傾斜されたものであってもよいが、窓板の中央部に所定の傾斜角をもって連接された第１部分と、この第１部分に連接され中央部と平行に延びる第２部分とからなる形状のものであってもよい。かかる場合、第２部分が窓板支持体の表面と平行になるため、支持が容易となるという利点がある。
【００１１】
更に、本発明は、二重窓構造ないしは複層窓構造にも適用可能である。すなわち、折曲げ部分を有する窓板の裏面側に所定の間隔を置いて少なくとも１枚の他の窓板を配置することができる。
【００１２】
また、上述したように窓板はそれ自体に特徴があり、本発明は、鉄道車両における窓板支持体に形成された開口に配置される窓板であって、窓板の周縁部の少なくとも一部分が裏面側に折り曲げられており、且つ、全面にわたり略同一の厚さを有している窓板にも係るものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明による窓構造１０が適用された鉄道車両１２を示す側面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿っての断面図である。また、図３は、図１及び図２に示す窓構造１０で用いられるガラス製の窓板（以下「窓ガラス」という）１４を示す斜視図である。
【００１５】
図示実施形態における窓構造１０は、鉄道車両１０の側構体１６に設けられたものであり、開閉不能型である。側構体１６は、窓ガラス１４を支持する窓板支持体として機能するものであり、窓ガラス１４が配置される開口１８が形成されている。開口１８は、側構体１６の縁部（以下「開口縁部」という）２０により画成された略矩形形状であり、各コーナにはアール（Ｒ）が付けられている。
【００１６】
一方、窓ガラス１４は、正面から見た場合、側構体１６の開口１８の形状と実質的に相似形となっており、面積は開口１８よりも大きい。また、窓ガラス１４は、図３に明示するように、平坦な中央部２２と、この中央部２２を囲む周縁部２４とから構成されている。中央部２２は開口１８と相似形であり、開口１８よりも僅かに小面積である。窓ガラス１４の周縁部２４は、中央部２２に対して所定の傾斜角で折り曲げられている。更に、窓ガラス１４はその全面にわたって略同一の厚さを有している。
【００１７】
側構体１６の開口縁部２０の裏面（車内側の面）には、窓ガラス１４の周縁部２４を受けるための受け金２６が全周にわたり配置され、スポット溶接等の手段により開口縁部２０に固着されている。
【００１８】
窓ガラス１４は、その表面（周縁部２４が折り曲げられた方向とは反対側に位置する面）を車外側に向け、中央部２２を側構体１６の開口１８に配置した場合、周縁部２４は受け金２６の内側に嵌合される。この状態において、窓ガラス１４の中央部２２の表面は側構体１６の車外側の表面と略同一面に整列される。
【００１９】
窓ガラス１４は、受け金２６に押え金２８をスポット溶接等の手段により固着することで固定される。なお、受け金２６及び押え金２８により形成される溝部３０と窓ガラス１４との間には弾性支持材３２が取り付けられており、窓ガラス１４のガタ付きが防止され、また側構体１６と窓ガラス１４との間の熱膨張差を吸収することができるように図られている。
【００２０】
更に、窓ガラス１４と側構体１６の開口縁部２０との間には、表面側に凹部が形成されており、この凹部にはシール材３４が充填されている。シール材３４の表面は窓ガラス１４の表面と側構体１６の表面とを繋ぐよう平滑化されている。
【００２１】
以上述べたような構成において、窓ガラス１４及び側構体１６、そして両者間に配置されたシール材３４の表面は連続した平滑な面とされており、空力抵抗が減じられ、空力騒音を低減するという効果を奏する。
【００２２】
また、窓ガラス１４の周縁部２４を折り曲げることで、窓ガラス１４の全体の厚さを一定に維持して、平滑型窓構造を構成することが可能となっている。従って、窓ガラス１４の中央部２２においても、最も強度が必要な周縁部２４と同じ厚さとなるため、窓ガラス１４全体の重量は、図９の（ａ），（ｂ）に示す窓ガラス２，３と比較して、大幅に減じられる。窓ガラス１４の軽量化は、省資源や省エネルギ、車両１２の高速化という観点からも好ましい。
【００２３】
更に、トンネルに侵入した際、或いは、トンネルから出る際に、鉄道車両１２の側面には衝撃的な風圧が作用するが、周縁部２４の折曲げ形状はリブとしての効果があるため、窓ガラス１４の剛性は高いものとなっている。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００２５】
例えば、上記実施形態では、窓ガラス１４は中央部２２に対して周縁部２４が１回だけ折り曲げられた形状となっているが、折曲げ形状は種々考えられ、図４及び図５に示すように、２カ所で折り曲げられた如き形状とすることができる。図４及び図５に示す窓ガラス１１４の周縁部１２４が、中央部１２２に対して所定の傾斜角をもって連接されている第１部分１２４ａと、この第１部分１２４ａに続は中央部１２２と平行な第２部分１２４ｂとから構成されている。このような窓ガラス１１４を用いる窓構造１１０では、第２部分１２４ｂを側構体１６と平行に配すことができるため、受け金を省略し、弾性支持材１３４等の形状を単純化することができ、製造が容易となる。
【００２６】
また、図６及び図７から理解される通り、窓ガラスを２枚以上用いた多重（複層）窓構造としてもよい。図６に示す窓構造２１０は図２に示す窓構造１０に対応し，図７に示す窓構造３１０は図４の窓構造１１０に対応しており、両者とも、周縁部２４，１２４が折り曲げられている窓ガラス１４，１１４を車外側に配置し、平板状の窓ガラス５０を車内側に配置したものである。外側の窓ガラス１４，１１４と内側の窓ガラス５０とは、周縁部間に環状のスペーサ５０が配置された状態で一体化されている。両窓ガラス１４，１１４；５０の間には所定の間隔Ｄがあけられており、この部分が密閉空間５４となり、遮音効果お断熱効果が向上されている。
【００２７】
図７と、窓ガラス１１４の周縁部１２４の厚さｔとｔ_１を同じ寸法で描いた図９の（ａ）とを比較すると、同じ容積の密閉空間（窓ガラス間の間隙Ｄ＝ｄ）を形成しようとした場合、車外側の窓ガラス１１４の厚さを薄くできる本発明のものの方が、窓ガラス・アセンブリの全体の厚さも小さくすることができることが分かる。これは、鉄道車両の構成要素の配置レイアウトの自由度を増す等の効果を奏するものである。
【００２８】
更に、窓ガラスの形状は取り付けられる開口の形状に合わせて適宜変更される。また、折り曲げられる部分は窓ガラスの周縁部の一部、例えば図８の窓ガラス４１４ように周縁部のうち互いに対向する縁部４２４ａ，４２４ｂのみとしてもよい。図８の形状は、窓構造において凹凸が特に問題となるのは、車両進行方向、すなわち車両に対する風の流れ方向に直角となるものであり、車両進行方向（図８において矢印Ａで示す方向）と平行となる縁部４２４ａ，４２４ｂと側構体との間に凹凸が形成されても、特に大きな支障が生じないことを考慮したものである。
【００２９】
更にまた、上記実施形態では窓板はガラス製としているが、プラスチック材料等の他の材料から作られたものであってもよく、窓板を支持する窓板支持体も側構体に限られず、ドア板や鉄道車両のその他の部分であってもよい。
【００３０】
更に、窓板を窓板支持体に支持させる手段も、受け金等を用いたものに限られず、接着剤を利用する等、種々の手段がある。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、平滑型窓構造における窓板として全体が薄いものを用いることができ、鉄道車両の軽量化、高速化に寄与する。また、強度においても従来構成以上のものとなり、この点においても鉄道車両の高速化に寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による窓構造が用いられた鉄道車両を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿っての断面図である。
【図３】図１及び図２に示す窓構造に用いられる窓ガラスを示す斜視図である。
【図４】本発明による別の実施形態に係る窓構造を示す、図２と同様な断面図である。
【図５】図４に示す窓構造に用いられる窓ガラスを示す斜視図である。
【図６】本発明による更に別の実施形態に係る二重窓構造を示す、図２と同様な断面図である。
【図７】本発明による他の実施形態に係る二重窓構造を示す、図２と同様な断面図である。
【図８】本発明による窓構造における窓ガラスの別の実施形態を示す斜視図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は従来における平滑型窓構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０…窓構造、１２…鉄道車両、１４，１１４…窓ガラス（窓板）、１６…側構体（窓板支持体）、１８…開口、２０…開口縁部、２２，１２２…中央部、２４，１２４…周縁部、２６…受け金、２８…押え金、３２…弾性支持材、３４…シール材、５０…内側窓ガラス（他の窓板）、５２…スペーサ。

Claims

周縁部の少なくとも一部分が裏面側に折り曲げられており、且つ、全面にわたり略同一の厚さを有している窓板と、
前記窓板が配置される開口が形成されている窓板支持体と
を備え、
前記開口に位置する前記窓板の中央部の表面及び前記窓板支持板の表面が実質的に平滑な面を形成するよう、前記周縁部の折り曲げられた部分が、前記開口を画している前記窓板支持板の縁部に裏面側にて支持されていることを特徴とする鉄道車両用の窓構造。
前記窓板における、前記周縁部の折り曲げられた部分が、前記窓板の前記中央部に所定の傾斜角をもって連接された第１部分と、前記第１部分に連接され前記中央部と平行に延びる第２部分とを含むことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の窓構造。
前記窓板の裏面側に所定の間隔を置いて配置された少なくとも１枚の他の窓板を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用の窓構造。
鉄道車両における窓板支持体に形成された開口に配置される窓板であって、前記窓板の周縁部の少なくとも一部分が裏面側に折り曲げられており、且つ、全面にわたり略同一の厚さを有していることを特徴とする窓板。