JP2024070427A - 鉄道車両構体 - Google Patents

Abstract

【課題】横骨と縦骨とを簡便に位置決めできる鉄道車両構体を提供する。
【解決手段】鉄道車両構体１は、鉄道車両の外面を構成する外板１１と、鉄道車両の長さ方向に延在する横骨１２と、鉄道車両の高さ方向に延在する縦骨１３とを備えている。横骨１２及び縦骨１３は、一対の側面及び頂面からなる本体部及び当該本体部から張り出すフランジ部を有するハット型材Ｋ１，Ｋ２によって構成され、横骨１２と縦骨１３との交差部分Ｐでは、横骨１２及び縦骨１３の一方において外板１１に接合されるフランジ部の一部を切り欠いて形成された位置決め部Ｆによって、横骨１２と縦骨１３とが位置決めされている。
【選択図】図４

Description

本開示は、鉄道車両構体に関する。

従来の鉄道車両構体として、例えば特許文献１に記載の鉄道車両の骨構造がある。この従来の鉄道車両構体は、車両の高さ方向に延在する縦骨と、車両の長さ方向（レール方向）に延在する横骨とによって構成されている。横骨には、コの字部分と一対のフランジ部とを有するハット型材が用いられている。縦骨には、コの字部分を有するハット型材が用いられている。横骨と縦骨との交差部分では、横骨のコの字部分にスリットが設けられており、当該スリットに縦骨のコの字部分が嵌め込まれている。

特開２０１６－７４３５８号公報

上述のように横骨と縦骨とを組み合わせた鉄道車両構体を形成するにあたっては、例えば外板に対して治具等で横骨を位置決めした状態で配置し、その後に位置決めされた横骨を基準に縦骨を位置決めする作業が必要となっている。しかしながら、横骨及び縦骨は、いずれも長尺の部材であるため、鉄道車両構体の製造容易性の観点から、横骨と縦骨とを簡便に位置決めできる技術が求められている。

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、横骨と縦骨とを簡便に位置決めできる鉄道車両構体を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る鉄道車両構体は、鉄道車両の外面を構成する外板と、鉄道車両の長さ方向に延在する横骨と、鉄道車両の高さ方向に延在する縦骨とを備え、横骨及び縦骨は、一対の側面及び頂面からなる本体部及び当該本体部から張り出すフランジ部を有するハット型材によって構成され、横骨と縦骨との交差部分では、横骨及び縦骨の一方において外板に接合されるフランジ部の一部を切り欠いて形成された位置決め部によって、横骨と縦骨とが位置決めされている。

この鉄道車両構体では、横骨及び縦骨の一方において外板に接合されるフランジ部の一部を切り欠いて形成された位置決め部を用いて横骨と縦骨とが位置決めされている。これにより、外板に対して横骨を位置決めした後、位置決め部を基準として横骨に対する縦骨の位置決めを簡便に実施できる。したがって、この鉄道車両構体では、製造容易性の向上が図られる。

位置決め部は、横骨のフランジ部の一部を高さ方向に突出させた凸部によって構成されていてもよい。この場合、縦骨に特段の加工を施さずに位置決め部を構成できる。したがって、横骨と縦骨との交差部分の構成の簡単化が図られる。

位置決め部は、横骨のフランジ部の一部を高さ方向に切り欠いた凹部と、縦骨のフランジ部を高さ方向に突出させた凸部とによって構成されていてもよい。この場合、横骨のフランジ部の凹部は、当該フランジ部を切り欠くことで形成できるので、フランジ部の加工範囲を僅かな領域で済ませることができる。したがって、横骨の加工歩留まりを担保できる。

外板は、窓枠に対応する開口部を有し、位置決め部は、開口部の上辺及び下辺に対応する位置で対に設けられていてもよい。位置決め部を対に設けることで、長尺の横骨及び縦骨を精度良く位置決めできる。また、窓枠に対応する開口部の上辺及び下辺に対応して横骨と縦骨との交差部分が位置し、当該交差部分で横骨に対する縦骨の位置決めが精度良くなされることで、鉄道車両構体の強度を設計通りに確保することが容易となる。

本開示によれば、横骨と縦骨とを簡便に位置決めできる。

本開示の一実施形態に係る鉄道車両構体を示す側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、横骨の構成を示す平面図であり、（ｃ）は、横骨の要部拡大図である。 （ａ）は、縦骨の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、縦骨の構成示す側面図である。 開口部の上辺に対応する横骨と縦骨との交差部分の構成を示す斜視図である。 図４の側面図である。 開口部の下辺に対応する横骨と縦骨との交差部分の構成を示す斜視図である。 図６の側面図である。 変形例に係る鉄道車両構体の横骨の構成を示す平面図である。 変形例に係る鉄道車両構体の縦骨の構成を示す平面図である。 変形例に係る鉄道車両構体における横骨と縦骨との交差部分の構成を示す側面図である。 位置決め部の変形例を示す要部拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る鉄道車両構体の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本開示の一実施形態に係る鉄道車両構体を示す側面図である。本実施形態に係る鉄道車両構体１は、鉄道車両の側構体２を構成する構体として例示されている。鉄道車両において、側構体２は、車両の幅方向の側面部を構成する構体であり、床構体における幅方向の両縁部のそれぞれに立設される。

側構体２には、乗客らが乗降するためのドア枠に対応する略矩形の開口部（不図示）が設けられている。また、側構体２において、ドア部間となる領域には、窓枠に対応する略矩形の開口部３が設けられている。側構体２は、開口部３の周りに幾つかのパネル領域を有している。パネル領域は、例えば腰パネル、吹き寄せパネル、幕パネル、ドア上パネルなどによって構成されている。

腰パネルは、窓枠と床構体との間に位置するパネルであり、吹き寄せパネルは、ドア枠と窓枠との間に位置するパネルである。幕パネルは、窓枠と屋根構体との間に位置するパネルであり、ドア上パネルは、ドア枠と屋根構体との間に位置するパネルである。

図１に示すように、鉄道車両構体１は、外板１１と、横骨１２と、縦骨１３とによって構成されている。外板１１は、鉄道車両の外面を構成する部材である。外板１１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる厚さ数ミリ程度の面板を用いて構成されている。外板１１は、複数の面板の端部同士を突き合わせて接合することによって構成されていてもよい。

横骨１２は、鉄道車両の長さ方向に延在する骨部材である。横骨１２は、開口部３の周りの各パネル領域において、鉄道車両の高さ方向に所定の間隔をもって複数配置されている。横骨１２は、ハット型材Ｋ１によって構成されている。横骨１２を構成するハット型材Ｋ１は、一対の側面２２，２２及び頂面２３からなる断面コの字状の本体部２１と、本体部２１における側面２２，２２のそれぞれの端部から張り出す一対のフランジ部２４，２４とを有している。

縦骨１３は、鉄道車両の高さ方向に延在する部材である。縦骨１３は、開口部３の一対の側辺３Ａ，３Ａのそれぞれに沿って、開口部３を鉄道車両の長さ方向に挟むように配置されている。縦骨１３は、横骨１２と同様に、ハット型材Ｋ２によって構成されている。縦骨１３を構成するハット型材Ｋ２は、横骨１２を構成するハット型材Ｋ１と同様に、一対の側面３２，３２及び頂面３３からなる断面コの字状の本体部３１と、本体部３１における側面３２の端部から張り出す一対のフランジ部３４，３４とを有している。

横骨１２と縦骨１３との交差部分Ｐは、開口部３の上辺３Ｂ及び下辺３Ｃのそれぞれの位置に対応して設けられている。図１の例では、交差部分Ｐは、開口部３の４つの角部の位置に対応して設けられている。交差部分Ｐでは、横骨１２及び縦骨１３の一方において外板１１に接合されるフランジ部の一部を切り欠いて形成された位置決め部Ｆによって、横骨１２と縦骨１３とが位置決めされている。本実施形態では、位置決め部Ｆは、開口部３の上辺３Ｂ及び下辺３Ｃに対応する位置で対に設けられている。位置決め部Ｆは、横骨１２のフランジ部２４の一部を鉄道車両の高さ方向に突出させた凸部２５によって構成されている。

上辺３Ｂに対応する交差部分ＰＡを構成する横骨１２Ａでは、図２（ａ）に示すように、ハット型材Ｋ１の一対のフランジ部２４，２４のうち、鉄道車両の高さ方向の下方側に位置するフランジ部２４において、当該フランジ部２４の一部を高さ方向の下方側に突出させた凸部２５が設けられている。下辺３Ｃに対応する交差部分ＰＢを構成する横骨１２Ｂでは、図２（ｂ）に示すように、ハット型材Ｋの一対のフランジ部２４，２４のうち、鉄道車両の高さ方向の上方側に位置するフランジ部２４において、当該フランジ部２４の一部を高さ方向の上方側に突出させた凸部２５が設けられている。

凸部２５は、例えばフランジ部２４の幅方向の端部のレーザ加工等によって形成されている。この場合、横骨１２Ａ及び横骨１２Ｂにおいて、凸部２５を形成する方のフランジ部２４を凸部２５の突出量に応じて幅広に形成し、レーザ加工等によってフランジ部２４の幅方向の端部を凸部２５を除いて切り出すことで、凸部２５を形成することができる。本実施形態では、凸部２５は、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の正方形状となっている。横骨１２Ａの凸部２５と横骨１２Ｂの凸部２５とは、鉄道車両の長さ方向について同じ位置に設けられている。

縦骨１３の構成は、開口部３の一方の側辺３Ａ側と他方の側辺３Ａ側とで共通となっている。交差部分ＰＡ及び交差部分ＰＢを構成する縦骨１３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、開口部３の上辺３Ｂと下辺３Ｃとの間に対応する領域Ｒ１と、上辺３Ｂよりも上側に対応する領域Ｒ２と、下辺３Ｃよりも下側に対応する領域Ｒ３と、交差部分ＰＡに対応する領域Ｒ４と、交差部分ＰＢに対応する領域Ｒ５とを有している。

領域Ｒ１では、本体部３１における断面コの字状の部分が二重構造となっている。領域Ｒ２では、本体部３１における断面コの字状の部分が一重構造となっている。領域Ｒ２のフランジ部３４Ｂは、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａに対して一段高い位置に設けられている。領域Ｒ３では、領域Ｒ１と同様に、本体部３１における断面コの字状の部分が二重構造となっている。領域Ｒ３のフランジ部３４Ｃは、領域Ｒ２と同様に、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａに対して一段高い位置に設けられている。領域Ｒ３のフランジ部３４Ｃの先端には、横骨１２，１２間の隙間を埋めるスペーサ３５が垂下している。

領域Ｒ４では、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａと領域Ｒ２のフランジ部３４Ｂとが一定の間隔をもって離間している。領域Ｒ５では、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａと領域Ｒ３のフランジ部３４Ｃとが一定の間隔をもって離間している。すなわち、領域Ｒ４及び領域Ｒ５では、本体部３１の両側のフランジ部が設けられておらず、領域Ｒ１から続く二重構造の本体部３１のみが位置した状態となっている。

図４は、開口部の上辺に対応する横骨と縦骨との交差部分の構成を示す斜視図である。また、図５は、図４の側面図である。図４及び図５に示すように、交差部分ＰＡでは、縦骨１３の領域Ｒ４の位置で横骨１２Ａと縦骨１３とが交差している。横骨１２Ａにおける鉄道車両の長さ方向の位置は、位置決め部Ｆである凸部２５の位置を基準に位置決めされている。横骨１２Ａの一対のフランジ部２４，２４は、例えば抵抗スポット溶接によって外板１１に接合されている。

縦骨１３における鉄道車両の長さ方向の位置は、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａの上角部３４Ａａを横骨１２Ａの凸部２５に合わせることで位置決めされている。領域Ｒ１のフランジ部３４Ａの上角部３４Ａａは、横骨１２Ａの凸部２５に突き当てられていてもよく、離間していてもよい。縦骨１３において、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａは、例えば抵抗スポット溶接によって外板１１に接合され、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａよりも一段高い領域Ｒ２のフランジ部３４Ｂは、例えば抵抗スポット溶接によって横骨１２Ａの本体部２１の頂面２３に接合されている。

図６は、開口部の下辺に対応する横骨と縦骨との交差部分の構成を示す斜視図である。また、図７は、図６の側面図である。図６及び図７に示すように、交差部分ＰＢでは、縦骨１３の領域Ｒ５の位置で横骨１２Ｂと縦骨１３とが交差している。横骨１２Ｂにおける鉄道車両の長さ方向の位置は，位置決め部Ｆである凸部２５の位置を基準に位置決めされている。横骨１２Ｂの一対のフランジ部２４，２４は、例えば抵抗スポット溶接によって外板１１に接合されている。

縦骨１３における鉄道車両の長さ方向の位置は、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａの下角部３４Ａｂを横骨１２Ｂの凸部２５に合わせることで位置決めされている。領域Ｒ１のフランジ部３４Ａの下角部３４Ａｂは、横骨１２Ｂの凸部２５に突き当てられていてもよく、離間していてもよい。縦骨１３において、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａは、例えば抵抗スポット溶接によって外板１１に接合され、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａよりも一段高い領域Ｒ３のフランジ部３４Ｃは、例えば抵抗スポット溶接によって横骨１２Ｂの本体部２１の頂面２３に接合されている。

以上説明したように、鉄道車両構体１では、横骨１２及び縦骨１３の一方において外板１１に接合されるフランジ部の一部を切り欠いて形成された位置決め部Ｆを用いて横骨１２と縦骨１３とが位置決めされている。これにより、外板１１に対して横骨１２を位置決めした後、位置決め部Ｆを基準として横骨に対する縦骨１３の位置決めを簡便に実施できる。したがって、この鉄道車両構体１では、製造容易性の向上が図られる。

本実施形態では、位置決め部Ｆは、横骨１２のフランジ部２４の一部を高さ方向に突出させた凸部２５によって構成されている。これにより、縦骨１３に特段の加工を施さずに位置決め部Ｆを構成できる。したがって、横骨１２と縦骨１３との交差部分Ｐの構成の簡単化が図られる。

本実施形態では、外板１１は、窓枠に対応する開口部３を有している。そして、位置決め部Ｆは、開口部３の上辺３Ｂ及び下辺３Ｃに対応する位置で対に設けられている。位置決め部Ｆを対に設けることで、長尺の横骨１２及び縦骨１３を精度良く位置決めできる。また、窓枠に対応する開口部３の上辺３Ｂ及び下辺３Ｃに対応して横骨１２と縦骨１３との交差部分ＰＡ，ＰＢが位置し、当該交差部分Ｐで横骨１２に対する縦骨１３の位置決めが精度良くなされることで、鉄道車両構体１の強度を設計通りに確保することが容易となる。

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、横骨１２のフランジ部２４の一部を鉄道車両の高さ方向に突出させた凸部２５によって位置決め部Ｆが構成されているが、図８～図１０に示すように、横骨１２のフランジ部２４の一部を鉄道車両の高さ方向に切り欠いた凹部４１と、縦骨１３のフランジ部３４Ａを高さ方向に突出させた凸部４２とによって位置決め部Ｆが構成されていてもよい。

図８～図１０では、交差部分ＰＡを構成する横骨１２Ａ及び縦骨１３Ｂを図示する。交差部分ＰＢを構成する横骨１２Ａ及び縦骨１３Ｂについては図示を省略するが、交差部分ＰＡに準じた構成となっている。図８の例では、横骨１２Ａの一対のフランジ部２４，２４のうち、鉄道車両の高さ方向の下方側に位置するフランジ部２４において、当該フランジ部２４の一部を高さ方向の上方に切り欠いた凹部４１が設けられている。凹部４１は、例えばフランジ部２４の幅方向の端部のレーザ加工等によって形成されている。本実施形態では、凹部４１は、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ程度の正方形状となっている。

図９の例では、縦骨１３における領域Ｒ１のフランジ部３４Ａの上角部３４Ａａに凸部４２が設けられている。凸部４２は、フランジ部３４Ａの高さ方向の端部のレーザ加工等によって形成されている。この場合、縦骨１３において、凸部４２を形成する方のフランジ部３４Ａを凸部４２の突出量に応じて高さ方向に長く形成し、レーザ加工等によってフランジ部３４Ａの高さ方向の端部を凸部４２を除いて切り出すことで、凸部４２を形成することができる。図９の例では、凸部４２は、横骨１２Ａの凹部４１よりも一回り小さい寸法の正方形状となっている。

図１０に示すように、交差部分ＰＡでは、縦骨１３の領域Ｒ４の位置で横骨１２Ａと縦骨１３とが交差している。横骨１２Ａにおける鉄道車両の長さ方向の位置は、位置決め部Ｆである凹部４１の位置を基準に位置決めされている。横骨１２Ａの一対のフランジ部２４，２４は、例えば抵抗スポット溶接によって外板１１に接合されている。

縦骨１３における鉄道車両の長さ方向の位置は、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａの上角部３４Ａａに設けられた凸部４２を横骨１２Ａの凹部４１に嵌め合わせることで位置決めされている。他の構成は、上記実施形態と同様である。すなわち、縦骨１３において、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａは、例えば抵抗スポット溶接によって外板１１に接合され、領域Ｒ１のフランジ部３４Ａよりも一段高い領域Ｒ２のフランジ部３４Ｂは、例えば抵抗スポット溶接によって横骨１２Ａの本体部２１の頂面２３に接合されている。

このような構成においても、上記実施形態と同様に、外板１１に対して横骨１２を位置決めした後、位置決め部Ｆを基準として横骨１２に対する縦骨１３の位置決めを簡便に実施できる。したがって、製造容易性の向上が図られる。また、横骨１２のフランジ部２４の凹部４１は、当該フランジ部２４を切り欠くことで形成できるので、フランジ部２４の加工範囲を僅かな領域で済ませることができる。したがって、横骨１２の加工歩留まりを担保できる。

上記実施形態では、正方形状の凸部２５（図２（ｃ）参照）を例示したが、凸部２５の形状は、これに限られるものではない。例えば長方形状、半円状、半楕円状といった他の形状の凸部２５を採用してもよい。図１１に示すように、斜辺が縦骨１３と反対側に位置する直角三角形状の凸部２５Ａを採用してもよい。変形例に係る凹部４１及び凸部４２についても、同様の変形を適用し得る。

上記実施形態では、横骨１２Ａの下方側のフランジ部２４に下向きの凸部２５を設け、横骨１２Ｂの上方側のフランジ部２４に下向きの凸部２５を設けているが、凸部２５の上下の向きはいずれであってもよい。例えば横骨１２Ａの上方側のフランジ部２４に上向きの凸部２５を設け、横骨１２Ｂの下方側のフランジ部２４に下向きの凸部２５を設けてもよい。横骨１２Ａの上方側のフランジ部２４及び横骨１２Ｂの上方側のフランジ部２４にそれぞれ上向きの凸部２５を設けてもよく、横骨１２Ｂの下方側のフランジ部２４及び横骨１２Ｂの下方側のフランジ部２４にそれぞれ下向きの凸部２５を設けてもよい。変形例に係る凹部４１及び凸部４２についても同様の変形を適用し得る。

上記実施形態では、接合の態様として抵抗スポット溶接を例示したが、接合の態様はこれに限られず、レーザ溶接などの他の態様であってもよい。レーザ溶接を用いる場合、溶接予定線に沿って連続的に溶接部を形成する連続溶接であってもよく、溶接予定線に沿ってスポット状（非連続）に溶接部を形成するスポット溶接であってもよい。

１…鉄道車両構体、３…開口部、３Ｂ…上辺、３Ｃ…下辺、１１…外板、１２（１２Ａ，１２Ｂ）…横骨、１３…縦骨、２１…本体部、２２…側面、２３…頂面、２４…フランジ部、２５…凸部（位置決め部）、３１…本体部、３２…側面、３３…頂面、３４…フランジ部、４１…凹部（位置決め部）、４２…凸部（位置決め部）、Ｆ…位置決め部、Ｋ１，Ｋ２…ハット型材、Ｐ（ＰＡ，ＰＢ）…交差部分。

Claims (4)

1. 鉄道車両の外面を構成する外板と、
   前記鉄道車両の長さ方向に延在する横骨と、
   前記鉄道車両の高さ方向に延在する縦骨と、を備え、
   前記横骨及び前記縦骨は、一対の側面及び頂面からなる本体部及び当該本体部から張り出すフランジ部を有するハット型材によって構成され、
   前記横骨と前記縦骨との交差部分では、前記横骨及び前記縦骨の一方において前記外板に接合されるフランジ部の一部を切り欠いて形成された位置決め部によって、前記横骨と前記縦骨とが位置決めされている鉄道車両構体。
2. 前記位置決め部は、前記横骨のフランジ部の一部を前記高さ方向に突出させた凸部によって構成されている請求項１記載の鉄道車両構体。
3. 前記位置決め部は、前記横骨のフランジ部の一部を前記高さ方向に切り欠いた凹部と、前記縦骨のフランジ部を前記高さ方向に突出させた凸部とによって構成されている請求項１記載の鉄道車両構体。
4. 前記外板は、窓枠に対応する開口部を有し、
   前記位置決め部は、前記開口部の上辺及び下辺に対応する位置で対に設けられている請求項１～３のいずれか一項記載の鉄道車両構体。

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