JP5460269B2 - 鉄道車両用車体 - Google Patents
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Description
また、鉄道車両用車体は、軽量化とともに、振動抑制による乗り心地改善や衝突安全性の向上のため、剛性を確保することも要求される。
本発明は上述した問題に鑑みなされたものであって、簡素かつ小規模な構成によって車体の剛性を効果的に向上した鉄道車両用車体を提供することを課題とする。
本発明によれば、吊手棒受及び側構連結部材が屋根構と側構との相対角度変化を拘束する効果、及び、屋根構、側構の面外変形を拘束する効果の少なくとも一方が得られることによって車体の剛性が向上する。これによって、振動抑制による乗り心地改善や衝突安全性の向上を図ることができる。また、このような側構連結部材は、設計済の新造車あるいは現在運用中の既存の車体にも小規模な設計変更や改修によって適用することができ、汎用性、実用性が高い。
なお、本発明において、吊手受棒は屋根構から直接突き出したものに限らず、例えば灯具受等の他部品を介して屋根構に取り付けられたものも含むものとする。
本発明においても、吊手棒受と側構連結部材とが吊手棒を介して連結されることによって、上述した発明と実質的に同様の効果を得ることができる。
これによれば、左右の吊手棒を連結することによって、車体剛性をさらに向上することができる。
この場合、前記側構連結部材と前記吊手棒連結部材とを車両前後方向にオフセットして配置した構成としてもよい。
これによれば、側構連結部材、吊手棒連結部材それぞれの車両前後方向位置を、車内のデザインや使い勝手等を考慮して最適に設定することができる。
また、前記側構連結部材と前記吊手棒連結部材とを車両前後方向におけるほぼ同じ位置に配置した構成としてもよい。
これによれば、側構連結部材と吊手棒連結部材との間で直接的に荷重伝達が行えることから、車体の剛性向上効果が向上する。
これによれば、側構連結部材を側構の高剛性な部分である柱状部材に接続することによって、側構連結部材と側構との間の荷重伝達を効率よく行うことができる。
この場合、前記柱状部材は戸袋に沿って上下方向に延びた戸袋柱である構成とすることができる。
また、この場合、前記側構連結部材の前記側構側の端部は、前記柱状部材と該柱状部材に隣接する内装材との間にわたして設けられた接続部材を介して前記柱状部材に接続される構成とすることができる。
これによれば、柱状部材の車室内側に、この柱状部材に対して間隔を隔てた状態で内装部材が設けられる場合であっても側構連結部材を接続することができる。
なお、以下の説明では、レールの長手方向(車両の進行方向)を前後方向、軌道面におけるレール長手方向と直角をなす方向を横方向(枕木方向)、軌道面に垂直な方向を上下方向と称する。
第1実施形態の鉄道車両用車体(以下単に「車体」と称する)1は、例えば片側4ドアの通勤型電車のステンレス鋼製車体である。
車体1は、屋根構10、側構20、床構30及び妻構90(図3参照)を有するほぼ六面体状に形成されている。
屋根外板11は、車体1の外表面部となる波形形状の部材である(波形部分の図示は省略)。屋根外板11は、車体1の横断面における形状が、上方が凸となる円弧状に湾曲して形成されている。
垂木12は、車幅方向にほぼ沿って伸びた梁状の部材である。垂木12は、屋根外板11の下面に沿って配置され、屋根外板11に対して例えばスポット溶接、レーザ溶接等により複数個所で固定されている。垂木12は、車体1の前後方向に分散して複数設けられている。
また、側構20の上端部でありかつ屋根構10の左右側端部には、幕板受20aが設けられている。
幕板受20aは、屋根外板11の車幅方向両端部における下面部にそれぞれ接合され、車体1の長手方向に伸びた部材である。
外板21は、車体1の外表面部となる板状の部材である。外板21の上端部及び下端部は、屋根構10及び床構30の車幅方向における両端部とそれぞれ接合されている。
ドア開口22は、旅客乗降用の図示しないドアが開閉可能に設けられる部分である。ドア開口22は、車体1の一方の側面に例えば4つがほぼ等間隔に分散して設けられている。
窓開口23は、隣接する一対のドア開口22の中間部等に設けられている。
灯具受け40は、車室内を照明する図示しない照明機器が装着される灯具支持部材であって、車体1の前後方向に延びた矩形断面の梁状に形成されている。灯具受け40は、車幅方向に離間して例えば一対が設けられ、屋根構10の車幅方向中央部における下面に装着されている。また、灯具受け40は、車体1の前後方向におけるほぼ全長にわたって形成されている。
左右の灯具受け40の間には、空調用のダクトD(図1、図4参照。図2、図3では図示を省略)が配置されている。
また、左右の前後吊手棒50は、図3(b)に示すように、横吊手棒71,72によって、相互に連結されている。
吊手棒受60は、前後吊手棒50の両端部及び中間部に配置されている。中間部の吊手棒受60は、例えば、車両前後方向における位置がドア開口22の両端部近傍に配置されている。
横吊手棒71の両端部は、左右の吊手棒受60の下端部近傍にそれぞれ固定されている。
横吊手棒72の両端部は、前後の吊手棒受60の中間部において、前後吊手棒50にT字ジョイントを介して固定されている。T字ジョイントは、前後吊手棒50が挿入される円筒の外周面から、横吊手棒72の端部が挿入される円筒を径方向に立設したものである。
側構連結部材100は、例えば鋼等の丸パイプ材によって形成され、横方向にほぼ沿って延びるとともに、前後吊手棒50と側構20の上部とを連結するものである。
図4等に示すように、側構連結部材100の吊手棒50側の端部は、T字ジョイントJを介して前後吊手棒50に連結されている。また、側構連結部材100の側構20側の端部は、戸袋内柱24の傾斜部24aの上端部近傍に、例えば図示しないジョイントを介して、ボルト−ナット等で固定されている。
吊手棒側端部101は、吊手棒50から枕木方向外側に延びた部分であり、水平ないしは外側がやや持ち上がるように緩やかに傾斜している。
側構側端部102は、図4に二点鎖線で図示する棚Rの傾斜に沿って、枕木方向内側が外側に対して高くなるように傾斜している。
中間部103は、吊手棒側端部101と側構側端部102とを連結する部分であって、側構側端部102側のほうが高くなるように傾斜している。
このような側構連結部材100の形状は、例えば、上述した棚Rとの干渉を避けることを考慮して設定される。
また、図3に示すように、側構連結部材100は、上方から見た平面形はほぼ直線状とされ、枕木方向に沿って配置されている。
ここで、側構連結部材100以外の各要素は、一般的な鉄道車両用車体であれば通常設けられているものであることから、第1実施形態においては、簡素な構成の側構連結部材100を設けることによって、上述した効果を得ることができ、既存の車両であっても小規模な設計変更、施工等によって、車両の質量、コストをほとんど増加させることなく効果的に車体剛性を向上することができる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用車体の第2実施形態について説明する。なお、以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と同様の効果に加えて、側構連結部材100からの入力が前後吊手棒50を経由せず直接吊手棒受60に入力されることによって、車体の剛性をよりいっそう効果的に向上することができる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用車体の第3実施形態について説明する。
図9、図10に示すように、第3実施形態の車体1Cは、第1実施形態の車体1における横吊手棒71,72を設けていないものである。
第3実施形態のように横吊手棒71,72を設けない場合であっても、側構連結部材100を設けることによって、屋根構10と側構20との角度変化を拘束することができ、第1実施形態と実質的に同様の効果を得ることができる。また、車内の通路部分に吊手棒を設けないことによって、通路上の乗客の行き来を妨げずかつ開放感を向上することができる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用車体の第4実施形態について説明する。
図11に示すように、第4実施形態の車体1Dは、第1実施形態の側構連結部材100に代えて、以下説明する側構連結部材100Dを備えている。
側構連結部材100Dは、枕木方向に沿って直線状に延びた丸パイプ状の部材である。側構連結部材100Dの吊手棒50側の端部は、T字ジョイントJを介して吊手棒50に接続されている。また、側構連結部材100Dの側構20側の端部は、戸袋内柱24における傾斜部24aまたは非傾斜部の上端部に接続されている。
以上説明した第4実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と同様の効果に加え、側構連結部材100Dの曲げ加工を行う必要がないので、施工に要する工数及びコストを低減することができる。また、側構連結部材100Dに吊手を設けて、これを吊手棒として活用することもできる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用車体の第5実施形態について説明する。
図12に示すように、第5実施形態の車体1Eは、第1実施形態の側構連結部材100に代えて、以下説明する側構連結部材100Eを備えている。
側構連結部材100Eは、丸パイプ状の部材を曲げ加工することによって、吊手棒側端部101E、側構側端部102E、中間部103Eを一体に形成したものである。
側構側端部102Eは、戸袋内柱24における傾斜部24aよりも下側の非傾斜部における上端部近傍に接続され、ここから前後吊手棒50側へ水平に延びている。側構側端部102Eは、吊手棒側端部101Eよりも低い位置に配置されている。
中間部103Eは、吊手棒側端部101Eと側構側端部102Eとを連結する部分であって、吊手棒側端部101E側が高くなるように傾斜して配置されている。
以上説明した第5実施形態においても、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
次に、本発明を適用した鉄道車両用車体の第6実施形態について説明する。
図13に示すように、第6実施形態の車体1Fにおいては、第1実施形態の構成に加えて、側構20の窓開口23上部に設けられた柱状部材26にも側構連結部材100Fを接続している。
一方、図14に示すように、車室内に露出している戸袋内柱24と異なり、柱状部材26は、パネル状の内装材27(図13では図示を省略)によってカバーされており、柱状部材26と内装材27との間には、間隙が設けられている。
第6実施形態においては、柱状部材26と内装材27との間に、これらの間を連結して側構連結部材100Fと柱状部材26との間の荷重伝達を可能とする接続部材28が設けられている。
接続部材28は、水平方向に延びた円柱状の部材の両端部に、外径側へつば状に張り出したフランジ部をそれぞれ形成したものである。このフランジ部は、それぞれ柱状部材26及び内装材27に当接した状態で固定される。
ジョイント29のフランジ部は、内装材27を挟んだ状態で、接続部材28のフランジ部に固定される。
以上説明した第6実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、内装材27によってカバーされた柱状部材26にも側構連結部材100Fを接続することによって、車体1Fの剛性をよりいっそう向上することができる。そして、この接続箇所に接続部材28を設けたことによって、例えば内装材をカットする等の煩雑な加工を行うことなく側構連結部材100Fを柱状部材26に強固に接続し、効率よく荷重伝達を行うことができる。
なお、本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
車体を構成する各部材の形状、材質、製法、構造等は、上述した各実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。例えば、吊手棒及び吊手棒受の本数、配置等は適宜変更することができる。
また、各実施形態では側構連結部材はいずれも丸パイプ状の部材を用いて形成しているが、これに限らず、他の材質や製法としてもよい。例えば、アルミニウム系合金の鋳物や押し出し材等を用いてもよい。また、複数の部材を組み立てて側構連結部材を構成してもよい。さらに、側構連結部材の本数や配置、側構側の接続箇所等も特に限定されない。
10 屋根構
11 屋根外板 12 垂木
20 側構 20a 幕板受
21 外板 22 ドア開口
23 窓開口 24 戸袋内柱
24a 傾斜部 25 戸尻柱
25a 傾斜部 26 柱状部材
27 内装材 28 接続部材
29 ジョイント 30 床構
40 灯具受け 50 前後吊手棒
60 吊手棒受け 71,72 横吊手棒
90 妻構
100,100D,100E,100F 側構連結部材
101,101E 吊手棒側端部
102,102E 側構側端部
103,103E 中間部
D ダクト S 吊手
R 棚 J T字ジョイント
Claims (6)
- 屋根構、側構、及び、床構を有する鉄道車両用車体であって、
前記屋根構から下方へ突き出して形成された吊手棒受と、
前記吊手棒受の下端部に支持され車両の前後方向にほぼ沿って延びた吊手棒と、
前記側構の上部と前記吊手棒受とを連結する側構連結部材と
を備え、
前記側構連結部材の前記側構側の端部は、側構に沿って延びた柱状部材に接続され、
前記吊手棒は枕木方向に離間して複数設けられ、
複数の前記吊手棒の間を連結するとともに枕木方向にほぼ沿って延びた吊手棒連結部材を備えること
を特徴とする鉄道車両用車体。 - 屋根構、側構、及び、床構を有する鉄道車両用車体であって、
前記屋根構から下方へ突き出して形成された吊手棒受と、
前記吊手棒受の下端部に支持され車両の前後方向にほぼ沿って延びた吊手棒と、
前記側構の上部と前記吊手棒とを連結する側構連結部材と
を備え、
前記側構連結部材の前記側構側の端部は、側構に沿って延びた柱状部材に接続され、
前記吊手棒は枕木方向に離間して複数設けられ、
複数の前記吊手棒の間を連結するとともに枕木方向にほぼ沿って延びた吊手棒連結部材を備えること
を特徴とする鉄道車両用車体。 - 前記側構連結部材と前記吊手棒連結部材とを車両前後方向にオフセットして配置したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の鉄道車両用車体。 - 前記側構連結部材と前記吊手棒連結部材とを車両前後方向におけるほぼ同じ位置に配置したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の鉄道車両用車体。 - 前記柱状部材は戸袋に沿って上下方向に延びた戸袋柱であること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の鉄道車両用車体。 - 前記側構連結部材の前記側構側の端部は、前記柱状部材と該柱状部材に隣接する内装材との間にわたして設けられた接続部材を介して前記柱状部材に接続されること
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の鉄道車両用車体。
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