JP2023182170A - 軌条車両構体 - Google Patents

Abstract

【課題】配線に係わる作業工数を小さくするために、コネクタで結合された配線を枕梁に設けた貫通孔を通すことができる枕梁を有するとともに高い剛性を有する台枠を備える軌条車両構体を提供する。【解決手段】軌条車両構体は、当該軌条車両構体の床面をなす床部と、床部の下方に当該軌条車両構体の幅方向に沿って備えられる枕梁と、床部の下方に前記枕梁を貫通する態様で当該軌条車両の長手方向に沿って敷設されるとともにコネクタで中継される電線と、を有する。枕梁は、台枠の幅方向の端部に位置する端枕梁と、台枠の幅方向の中央部に位置するとともに電線が貫通する空間を有する中央枕梁と、から構成されている。中央枕梁の上記空間の高さ寸法は、コネクタの外径より大きく設定されている。【選択図】 図３

Description

本発明は、鉄道車両やモノレール車両のような軌道に沿って運行される軌条車両の構体に係わる。

軌条車両の構体は、一般に、床面をなす台枠と、台枠の幅方向の両端部に立設される側構体と、台枠の長手方向の両端部に立設される妻構体と、側構体と妻構体との上端部に載置される屋根構体とから成る。

近年では、製作性の向上や遮音性の向上を目的として、対向する二枚の面板とこれら面板を接続する複数の接続リブから成るアルミニウム合金製の中空形材を用いて、屋根構体、側構体、台枠等を構成し、軌条車両構体に組み立てる手法が広まりつつある。

特に、軌条車両構体は、台枠を構成する床板の長手方向端部寄りの下面に接合される枕梁の下方に台車を備える。枕梁を跨いで、台枠の一方の端部から他方の端部へ配線や配管を通す場合、枕梁の下方には台車があるため、枕梁の下面と台車の上面との間に配線等を通すことが難しかった。このため、枕梁の厚さ方向の中央部に台枠の長手方向に貫通する孔を設け、この貫通孔を利用して構体の中央部から幕張を貫通して構体の端部に至る配線等を敷設していた。

特許文献１に、従来の台枠構造の一例が示されている。特許文献１の図１には、アルミニウム合金製の中空形材によって床板を構成し、その下面に台枠の幅方向に沿う枕梁を接合した構造が示されている。さらに特許文献１の図５には、床下配線を通すための円状および楕円状の貫通穴を枕梁内部に設けた構造が開示されている。

特許３８６８２０３号公報

従来、枕梁の厚さ方向寸法や、貫通孔の加工工数等を勘案して、枕梁に台枠の長手方向に沿う貫通孔を加工していた。特に、編成を通して引き通される配線は、接続する一方の配線の端部にオスコネクターを設け、他方の配線の端部にメスコネクターを設け、これらコネクタを結合して、引き通し配線を構成していた。

これら配線作業に係わる工数を小さくするために、アウトワークでコネクタを介して結合された配線束（配線ハーネス）を床下に敷設できることが望ましい。しかしながら、枕梁を跨ぐ配線の場合、大きな外径を有するコネクタを、枕梁に備えた貫通孔を通すことが困難であったため、アウトワーク化や配線敷設作業の簡素が進まず、配線の敷設に伴う工数を小さくできない課題があった。

また、レール上面から台枠（床部）の上面までの高さは、駅のホーム高さ寸法とほぼ同じに設定される。一方、レール上面から台枠（枕梁）の下面までの高さ寸法は、台枠の下方に備えられる台車の高さ寸法の制約を受ける。したがって、枕梁を備える部位の台枠の高さ（厚さ）寸法は、コネクタで接続された電線を貫通させるために、むやみに大きくできない制約があった。

本発明の目的は、配線に係わる作業工数を小さくするために、コネクタで結合された配線を枕梁に設けた貫通孔を通すことができる枕梁を有するとともに高い剛性を有する台枠を備える軌条車両構体を提供することである。

軌条車両構体は、当該軌条車両構体の床面をなす床部と、床部の下方に当該軌条車両構体の幅方向に沿って備えられる枕梁と、床部の下方に前記枕梁を貫通する態様で当該軌条車両の長手方向に沿って敷設されるとともにコネクタで中継される電線と、を有する。枕梁は、台枠の幅方向の端部に位置する端枕梁と、台枠の幅方向の中央部に位置するとともに電線が貫通する空間を有する中央枕梁と、から構成されている。中央枕梁の上記空間の高さ寸法は、コネクタの外径より大きく設定されている。

本発明によれば、配線に係わる作業工数を小さくするために、コネクタで結合された配線を枕梁に設けた貫通孔を通すことができる枕梁を有するとともに高い剛性を有する台枠を備える軌条車両構体を提供することができる。

図１は、鉄道車両の側面図である。 図２は、鉄道車両構体の床面をなす台枠の平面図（図１の視Ａ－視Ａ´）である。 図３は、横梁の鉄道車両の長手方向に交差する断面図（図２のＢ－Ｂ´断面図）である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例では、軌条車両の代表例として、鉄道車両を例示する。軌条車両は、敷設された軌道に沿って運行される車両の総称であり、鉄道車両、路面電車、新交通システム車両、モノレール車両等である。

各図における方向を定義する。鉄道車両（軌道車両）の車室を構成する車体である鉄道車両の長手（レール）方向をｘ方向とし、鉄道車両の幅（枕木）方向をｙ方向とし、鉄道車両の高さ方向をｚ方向とする。以降、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と記す場合がある。

図１は、鉄道車両の側面図である。鉄道車両（以下、単に「構体」と記すことがある。）１は、床面をなす台枠１０と、台枠１０のｙ方向の両端部に立設される側構体２０と、台枠１０のｘ方向の両端部に立設される妻構体（図示なし）と、側構体２０および妻構体の上端部に載置される屋根構体４０から構成される。側構体２０は、窓２２や乗客等が乗降する側引き戸（図示なし）等の開口部を有する。また、妻構体には、隣接する車両に乗客等が行き来する貫通路口が配置される。

鉄道車両１のｘ方向の両端部の下方には軌道に沿って転動する輪軸を有する台車７が備えられる。台車７はその上部に枕木方向に隔置される一対の空気ばね（図示なし）を有しており、鉄道車両１はこの空気ばねを介して台車７に支持される。

図２は、鉄道車両構体の床面をなす台枠１０の平面図（図１の視Ａ－視Ａ´）である。鉄道車両１は、その床面をなす台枠１０と、台枠１０のｙ方向の両端部に立設される側構体２０と、側構体２０の上部に載置される屋根構体４０と、を有する。これら台枠１０、側構体２０および屋根構体４０は、対向する２枚の面板（車内側面板と車外側面板）と、これら面板を接続する複数の接続板と、から構成されるとともに、これらの構成部材は、ｘ方向に沿って押出成形されるアルミ合金製の中空形材押し出し形材から形成される。

台枠１０は、床面をなす床部１５と、床部１５のｙ方向の両端部にｘ方向に延伸する一対の側梁１１と、床部１５のｘ方向の両端部にｙ方向に延伸する端梁１２と、端梁１２のｙ方向の中央部から床部１５のｘ方向の中央部に向かって延伸するとともに隔置される一対の中梁１３と、一方の側梁１１と他方の側梁１１とを接続するとともに、そのｙ方向の中央部で中梁１３に接続する枕梁１４と、からなる。

台枠１０のｘ方向の端部の端梁１２から枕梁１４までは端台枠１０ｂであり、端台枠１０ｂを除く台枠１０のｘ方向の中央部は中央台枠１０ａである。鉄道車両構体は、中央台枠１０ａの床部１５の下方から端台枠１０ｂの床部１５の下方に、枕梁１４を貫通する態様で引き通されるとともにコネクタ６１で中継された電線６０を有する。電線６０を接続するコネクタ６１の外径は、電線６０の外径より大きい。したがって、枕梁１４は、コネクタ６１が通過できる寸法の空間を備える。

枕梁１４は、そのｙ方向の両端部に、台車７が備える空気ばねに支持される空気ばね座１７ａと、そのｙ方向の中央部が曲線等を通過する際に水平面内で旋回する台車７の軸となる中心ピンが備えられる中心ピン座１７ｂと、を有する。台枠１０（端台枠１０ｂ）をなす枕梁１４は、空気ばね座１７ａを介して鉄道車両１の重量を支持するとともに、中心ピン座１７ｂを介して台車７の加減速に伴う大きな荷重を鉄道車両１へ伝達するため、台枠１０を構成する側梁１１および中梁１３に強固に固定される。

＜実施例１＞
図３は、横梁の鉄道車両１の長手方向に交差する断面図（図２のＢ－Ｂ´断面図）である。台枠１０を構成する床部１５は、台枠１０のｘ方向の端部に位置する端床部１５ａと、台枠１０のｘ方向の中央部に位置する中央床部１５ｂと、から構成される。端床部１５ａおよび中央床部１５は、ｘ方向に押出成形された中空押し出し形材からなり、車内側面板１５ｃと車外側面板１５ｄと、これら両面板を接続する複数の接続リブ１５ｅを有する。

中央床部１５ｂの下部にｘ方向に沿って備えられる中梁１３は、中央床部１５ｂと一体に押出し成形する構成であっても良いし、床部１５とは別部品で製造した中梁１３を中央床部１５ｂの車外側面板１５ｄに溶接して構成も良い。また、中梁１３のｘ方向に交差する断面形状は直方体であっても、台形状であっても良い。端床部１５ａの高さ寸法１５Ｈａは、中央床部１５ｂの高さ寸法１５Ｈｂより大きく設定されている。

台枠１０を構成する枕梁１４は、台枠１０のｘ方向端部に位置する端枕梁１４ａと、台枠１０のｘ方向の中央部に位置する中央枕梁１４ｂと、から構成される。端枕梁１４ａはｙ方向に押出成形される中空押し出し形材からなり、中央枕梁１４ｂはｘ方向に押出成形される中空押出形材からなる。

端枕梁１４ａと中央枕梁１４ｂとは、接合（溶接）されて一体の枕梁１４を構成する。端枕梁１４ａおよび中央枕梁１４ｂは、上面板１４ｃと、下面板１４ｄと、これら面板を接続する複数の接続リブ１４ｅとを有する。

端枕梁１４ａの高さ寸法１４Ｈａは、中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂより小さく設定されている。中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂは、上面板１４ｃと下面板１４ｄとの間に、電線６０を接続するコネクタ６１を通すことができる寸法に設定される。

枕梁１４を床部１５の下面に接続する時、枕梁１４が中梁１３と干渉しないように、中央枕梁１４ｂは、中梁１３が嵌り込む凹部１４ｆを有する。凹部１４ｆは一対の接続リブ１４ｅと、下面板１４ｄと、から構成される。ｘ方向に交差する凹部１４ｆの断面形状は、凹部１４ｆに嵌合する中梁１３のｘ方向に交差する断面形状と相似とすればよく、長方形または台形が選択される。ｘ方向に交差する凹部１４ｆの断面形状を台形とする場合は、中央床部１５ｂに近い側を台形の長辺とする。

枕梁１４を、床部１５の下方から床部１５の下面に当接して台枠１０を組立てる時、端床部１５ａの高さ寸法１５Ｈａと端枕梁１４ａの高さ寸法１４Ｈａの和は、中央床部１５ｂの高さ寸法１５Ｈｂと中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂの和とほぼ同じ寸法となるように設定されている。

＜効果＞
枕梁１４を端枕梁１４ａと中央枕梁１４ｂとから構成するとともに、中央枕梁１４ｂの高さ寸法を、コネクタ６１を有する電線６０が中央枕梁１４ｂのｘ方向に貫通できる高さ寸法に設定している。この構成によって、コネクタ６１を有する電線６０を枕梁１４のｘ方向に通すことができるので、配線６０を台枠１０の下面に備える工数を小さくできる。

コネクタ６１を通すために中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂを大きくしているため、中央枕梁１４Ｈｂの上方に位置する中央床部１５ｂの高さ方向の寸法１５Ｈｂは、端床部１５ａの高さ寸法１５Ｈａより小さく設定されている。しかしながら、ｘ方向に延伸するとともに中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂとほぼ同じ高さ寸法を有する中梁１３を中央床部１５ｂの下方に備えることによって、中央床部１５ｂの高さ寸法１５Ｈｂを小さくしたことによる中央床部１５ｂの曲げ剛性の低下を補うことができる。

さらに、中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂを大きく設定しているので、台車７の加減速に伴う荷重が中心ピンに作用して中心ピン座１７ｂが±ｘ方向に加振される場合であっても、中央枕梁１４ｂが十分高い剛性を備えるため、床部１５の振動や、振動に起因する騒音の発生を抑制できる。

さらに、中央枕梁１４ｂは、中梁１３が嵌合する凹部１４ｆを有するため、台車７が軌道の通り狂い等によって±ｙ方向に加振される場合であっても、中央枕梁１４ｂの凹部１４ｆが床部１５に接続する中梁１３によって±ｙ方向の変位が抑制されて、枕梁１４（中央枕梁１４ｂ）の変位や振動を抑制できる。

さらに、端床部１５ａの高さ寸法１５Ｈａと端枕梁１４ａの高さ寸法１４Ｈａの和は、中央床部１５ｂの高さ寸法１５Ｈｂと中央枕梁１４ｂの高さ寸法１４Ｈｂの和とほぼ同じ寸法に設定することによって、枕梁１４の下面を段差のない略平面としている。この構成によって、台車７の枠体を構成する台車枠を容易に設計製造できる。

さらに、ｘ方向に押出成形した中空押し出し形材からなる端床部１５ａにｙ方向に押出成形した中空押し出し形材からなる端枕梁１４ａを重ねて台枠１０を構成するため、台車７に支持される空気ばねが当接する台枠１０（端枕梁１４ａ）の剛性を高くできるので、台枠１０の局所的な変形を抑制できる。

したがって、本発明によれば、配線６０に係わる作業工数を小さくするために、コネクタ６１で結合された配線６０を枕梁１４に設けた貫通孔を通すことができる枕梁１４を有するとともに高い剛性を有する台枠１０を備える軌条車両構体を提供することができる。

１ …鉄道車両（軌条車両）
７ …台車
２０ …側構体
２２ …窓
１０ …台枠
１０ａ …中央台枠
１０ｂ …端台枠
１１ …側梁
１２ …端梁
１３ …中梁
１４ …枕梁
１４ａ …端枕梁
１４Ｈａ…端枕梁の高さ寸法
１４ｂ …中央枕梁
１４Ｈｂ…中央枕梁の高さ寸法
１４ｃ …上面板
１４ｄ …下面板
１４ｅ …接続リブ
１４ｆ …凹部
１５ …床部
１５ａ …端床部
１５ｂ …中央床部
１５ｃ …車内側面板
１５ｄ …車外側面板
１５ｅ …接続リブ
１５Ｈａ…端床部の高さ寸法
１５Ｈｂ…中央床部の高さ寸法
１７ａ …空気ばね座
１７ｂ …中心ピン座
４０ …屋根構体
６０ …配線
６１ …コネクタ
ｘ …長手（レール）方向
ｙ …幅（枕木）方向
ｚ …高さ方向

Claims (4)

1. 軌条車両構体であって、
   当該軌条車両構体の床面をなす床部と、
   前記床部の下方に当該軌条車両構体の幅方向に沿って備えられる枕梁と、
   前記床部の下方に前記枕梁を貫通する態様で当該軌条車両の長手方向に沿って敷設されるとともにコネクタで中継される電線と、
   を有し、
   前記枕梁は、
   前記台枠の幅方向の端部に位置する端枕梁と、
   前記台枠の幅方向の中央部に位置するとともに前記電線が貫通する空間を有する中央枕梁と、
   から構成されており、
   前記中央枕梁の前記空間の高さ寸法は、前記コネクタの外径より大きく設定されていること
   を特徴とする軌条車両構体。
2. 請求項１に記載された軌条車両構体において、
   前記床部は、
   前記台枠の幅方向の端部に位置する端床部と、
   前記台枠の幅方向の中央部に位置する中央床部と、
   から構成されており、
   前記端床部の高さ寸法は、前記中央床部の高さ寸法より大きく設定されており、
   前記端枕梁の高さ寸法は、前記中央枕梁の高さ寸法より小さく設定されており、
   前記前記端床部の高さ寸法と前記中央枕梁の高さ寸法との和は、
   前記端枕梁の高さ寸法と前記中央床部の高さ寸法との和とほぼ同じに設定されること
   を特徴とする軌条車両構体。
3. 請求項２に記載の軌条車両構体において、
   前記端床部は、
   前記台枠の長手方向に沿って押出成形された中空押し出し形材から構成されており、
   前記端枕梁は、
   前記台枠の幅方向に沿って押出成形された中空押し出し形材から構成されること、
   を特徴とする軌条車両構体。
4. 請求項２に記載の軌条車両構体において、
   前記中央床部の下方に前記台枠の長手方向に沿って備えられる中梁を有しており、
   前記中央枕梁は、
   前記中梁を収容する凹部を有すること、
   を特徴とする軌条車両構体。

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