JP5903108B2

JP5903108B2 - 軌条車両

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Publication number: JP5903108B2
Application number: JP2013545870A
Authority: JP
Inventors: 中村　英之; 英之中村; 久寿山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: GB2511444B; GB201408669D0; JPWO2013077192A1; WO2013077192A1; GB2511444A

Description

本発明は、台枠と側構体と妻構体と屋根構体とを有す軌条車両構体の内部に、断熱や遮音および意匠性を高める機能を有す内装材を備えた軌条車両に関するものである。

敷設された軌道に沿って運行される軌条車両を代表する鉄道車両を例に挙げて説明する。鉄道車両構体は、一般に、床面をなす台枠と、台枠の幅方向の端部に立設されるとともに側面をなす側構体と、台枠の長手方向の端部に立設される妻構体と、側構体および妻構体の上部に備えられるとともに上面（屋根面）を構成する屋根構体とからなる。近年では、軽量化や製作性の向上を目的として、対向する２枚の面板とこれら面板同士を接続する複数のリブから成るアルミニウム合金製の中空押出形材によって、屋根構体、側構体、台枠などを構成し、鉄道車両構体に組み立てる手法が広まりつつある。

一般的には、まず、架台の上面に、所定の形状に押出成形された押出形材をその押出方向に沿って所定の枚数配設した後、押出形材の接合面同士を突き合わせた接合線に沿って、摩擦撹拌接合あるいは溶接することによって、屋根構体、側構体、台枠などを製作する。次に、台枠の長手方向の両端部に妻構体を立設するとともに、台枠の幅方向の両端部に側構体を立設して、妻構体および側構体の下端部と台枠の端部との接続部、妻構体と側構体との鉛直方向の接続部を摩擦撹拌接合、溶接、あるいは機械的締結手段などにより接続する。最後に、妻構体および側構体の上端部に屋根構体を載置して、妻構体および側構体の上端部と屋根構体の端部との接続部を摩擦撹拌接合、溶接、あるいは機械的締結手段などにより接続して、６面体の鉄道車両構体が製作される。こうして製作される鉄道車両構体の構造は、例えば、特許文献１や特許文献２に示されている。

鉄道車両構体の内部には、断熱性や遮音性を高めるとともに意匠性を備える天井パネルや側パネルなどの内装材が備えられる。鉄道車両構体の車内側の面には、これら内装材の取り付けと取り外し（必要に応じて）に供される受金が、鉄道車両構体を構成する押出形材に一体的に成型されており、この受金に内装材を機械的締結手段により取り付ける方法が広まりつつある。このような内装材の取り付け方法は、例えば、特許文献３に示されている。

図５を参照して、鉄道車両構体をなす側構体の車内側の面に取り付けた断熱性や遮音性を高めるとともに意匠性を備える内装材の従来の取り付け構造を示す。図５は、側構体２０の下端部と台枠１０の幅方向（矢印１１０）の端部とが溶接によって接続された接続部を鉄道車両構体の長手方向に垂直な断面で切断して拡大した断面図である。側構体２０と台枠１０とは、側構体２０の車外側の端部と台枠１０の車外側の端部とが接続部５１において接続されており、同様に、側構体２０の車内側の端部と台枠１０の車内側の端部とが接続部５２において接続されている。

台枠１０の幅方向の端部の車内側には、後述する内装材である側パネル７２が固定される受金６１が、側構体２０の車内側の面に沿う態様で台枠１０を構成する中空押出形材を押出成形する際に一体に備えられている。側構体２０の上部には、前述した受金６１と対をなして側パネル７２が固定される受金（図示なし）が備えられている。
鉄道車両構体１を構成する側構体２０の車内側の面には断熱材７１が備えられたのち、断熱材７１を覆う側パネル７２が、リベットやボルトナット等の機械的締結手段８１によって、受金６１などに固定されている。

しかしながら、上記の構造は以下に示す３つの問題があった。まず、側構体２０を台枠１０の幅方向の端部に接続する時の位置決め作業の際に、側構体２０に設けられた出入口等の大きな開口部のために側構体２０の剛性が低下して局所的な変形が生じるため、位置決め作業に時間を要する場合があった。加えて、台枠１０と側構体２０とを溶接する際、台枠１０に備えられる受金６１が邪魔になって、台枠１０と側構体２０の車内側の接続部を溶接する作業工数が大きくなる傾向があった。さらに、側構体２０の車内側の面に備えられる側パネル７２は、台枠１０に備えられる受金６１と、側構体２０の上部に備えられる受金（図示なし）とに跨って固定されている。この時、台枠１０と側構体２０とが精度良く組み立てられていないと、側パネル７２の位置決め作業に多くの工数を必要とするなどの不具合が生じる場合があった。

特開２００２−２１０５７１号公報特開２０１１−１３１６３７号公報特開２００７−１３７４０５号公報

そこで、上面を構成する屋根構体と、側面を構成する側構体と、下面（床面）を構成する台枠と、台枠の長手方向の端面を構成する妻構体とからなる軌条車両構体の車内側に内装材である側パネルが備えられる軌条車両において、台枠と側構体との接続作業性を改善するとともに、台枠と側構体とに跨って備えられる側パネルの取り付け構造を改良する点において、解決すべき課題がある。
本発明の目的は、台枠と側構体との接続作業性を改善するとともに、台枠と側構体とに跨って備えられる側パネルの取り付け構造を改良して、安価な軌条車両を提供することである。

上記課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明による軌条車両は、屋根構体と側構体と台枠を備える軌条車両であって、前記軌条車両は、前記側構体の下端部に備えられるとともに前記軌条車両の車内側に張り出す張出部と、前記張出部から車内側に向かって前記軌条車両の高さ方向に延伸する下部受金と、前記下部受金に固定される内装材と、前記台枠の幅方向の端部とを前記下部受金の車内側で接続する車内側の接続部と、を備えることを特徴とする。

さらに、上記課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明による軌条車両の製作方法は、屋根構体と、側構体と、台枠と、前記側構体の車内側の面に備える内装材と、を有する軌条車両の製作方法であって、前記軌条車両は、前記側構体の上端部の車内側の面に備えられた上部受金と、前記側構体の下端部に備えられるとともに前記軌条車両の車内側に張り出す張出部と、前記張出部の車内側の端部から前記軌条車両の高さ方向に延伸する下部受金と、前記上部受金と前記下部受金とに固定される前記内装材と、前記台枠の幅方向の端部と前記側構体の前記張出部の端部とからなる接続部を備えており、前記側構体の前記上部受金と前記下部受金に前記内装材を固定するステップと、前記内装材を備えた前記側構体を前記台枠に接続するステップと、を有することを特徴とする。

本発明の軌条車両によれば、台枠と側構体との接続作業性を改善できるので接続作業に要する作業工数を小さくできるとともに、台枠と側構体との組立精度に依存しない側パネルの取り付け構造に改良できるので、側パネルの取り付けに要する作業工数も小さくでき、安価な軌条車両を提供することができる。

図１は、鉄道車両構体の斜視図である。図２は、本発明による鉄道車両構体のＡ−Ａ断面図である。図３は、図２に示す鉄道車両構体のＡ−Ａ断面のＢ部詳細図である。図４は、図２に示す鉄道車両構体のＡ−Ａ断面のＢ部詳細図の他の例である。図５は、従来の鉄道車両構体のＡ−Ａ断面図のＢ部詳細図に相当する図である。

以下、図面を参照して本発明による軌条車両の一例を説明する。軌条車両は、敷設された軌条に沿って運行される車両であり、鉄道車両、路面電車、モノレール車両、新交通システムに供される車両等を含む。軌条車両の代表として鉄道車両を例に挙げ、本発明に係る軌条車両について説明する。
図１に示す鉄道車両構体１は、台枠１０の幅方向１１０の両端部に立設される側構体２０，２０（一方のみ図示）と、台枠１０の長手方向１２０の両端部に立設される妻構体４０，４０（一方のみ図示）と、側構体２０，２０と妻構体４０，４０の上端部に載置される屋根構体３０から構成される。

台枠１０、側構体２０，２０、屋根構体３０は、鉄道車両構体１の長手方向１２０に沿う方向に押出成型されたアルミニウム合金製の押出形材から構成されており、５枚から１０枚程度の押出形材をその押出方向に沿って並べた後、それらの幅方向の端部同士を突き合わせて接合することによって製作されている。
妻構体４０，４０を構成する押出形材は、アルミニウム合金製のリブ付き形材であり、鉄道車両構体１の高さ方向１００に沿って、押出成型されている。

図２は図１に示す鉄道車両構体１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図２に示したＡ−Ａ断面におけるＢ部詳細図である。

側構体２０の下端部と台枠１０の幅方向１１０の端部は、車外側の接続部５１および車内側の接続部５２において、それら突き合わせ部を溶接することによって接続されている。側構体２０の上端部と屋根構体３０の幅方向１１０の端部は、車外側の接続部５３および車内側の接続部５４において、それら突き合わせ部を溶接することによって接続されている。これらの接続部５１〜５４は、摩擦撹拌接合やボルト等の機械的締結手段により接続されていても良い。

側構体２０と屋根構体３０の車内側の面には、車内（車外）から車外（車内）への熱の移動を抑制する断熱材７１が接着剤などにより貼り付けられた後、これら断熱材７１を覆い隠す態様で、内装材である側パネル７２と天井パネル７３が備えられる。

天井パネル７３は、屋根構体３０の車内側に設けた複数の受金６３に、屋根構体３０の長手方向１２０(図１参照)に所定の間隔で配置されたボルト８３によって取り付けられている。受金６３は、断面がＬ型の対向する２つの部材がスリットをなす態様で、屋根構体３０を構成する押出形材と一体の押出成型によって備えられている。

天井パネル７３を固定するボルト８３の頭部は、ネジ部を車内側に向けた姿勢で、受金６３のスリット部に挿入される。受金６３は、屋根構体３０の全長に渡って備えられているが、鉄道車両構体１の軽量化を促進するため、天井パネル７３等を屋根構体３０に固定するボルト８３が配設されない部位の受金６３は、必要に応じて切り欠かれる場合もある。また、この切り欠き作業の省略や、鉄道車両構体１の軽量化の促進のため、受金６３が、別部材として屋根構体３０に溶接、摩擦撹拌接合、機械的締結手段などによって備えられることもある。

受金６３のスリット部に挿入されたボルト８３を用いて、天井パネル７３を車内側からナットでボルト８３を締め付けることにより、屋根構体３０の車内側の面と略平行な形態で天井パネル７３を取り付けることができる。
側構体２０の上部に備えられる受金６２に関しても、その形態（態様）や、不要な部分が切り欠かれても良いこと、さらに、別部材で構成されても良いことなどは、受金６３と同様である。

図３に示されるように、側構体２０の下端部には、側構体２０と一体的に車内側に向けて張り出した張出部２６が形成されており、張出部２６の車内側の端部から側構体２０の車内側の面に沿う態様で鉄道車両構体１の高さ方向１００の方向に延伸する受金６１が備えられている。受金６１を備える張出部２６の車内側の端部と、台枠１０の車内側の面板１２の端部とは突き合わされて接続部５２を構成する。
受金６１は、鉄道車両構体１を軽量化するため、所定の間隔で切り欠いてもよいし、別部材として側構体２０に溶接、摩擦撹拌接合、機械的締結手段などによって張出部２６に備えられても良い。

側パネル７２は、側構体２０の下端部の受金６１に備えられたボルト８１と、側構体２０の上端部の受金６２（図２参照）に備えられたボルト８２（図２参照）によって、側構体２０に沿う形態で側構体２０の車内側に固定される。
以上の構成によれば、側構体２０の下端部に側構体２０の長手方向に沿って連続的に備えられる張出部２６が、側構体２０の剛性を高めるため、側構体２０を台枠１０に固定する際に、側構体２０の変形が抑制されるとともに、位置決めに要する時間を短縮することができる。

また、側構体２０の下端部と台枠１０の幅方向１１０の端部との車内側の接続部５２が、受金６１の車内側に位置するため、受金６１が溶接トーチや溶接棒などの工具の取り回しを邪魔することがなく、台枠１０と側構体２０との接続作業に要する工数を低減することができる。

さらに、側パネル７２を側構体２０に取り付けるための全ての受金６１，６２が側構体２０に設けられているため、側構体２０と台枠１０や側構体２０と屋根構体３０の接続（組立）精度に関係なく、側構体２０と受金６１，６２の平行度などの取り付け精度を確保できるので、側構体２０に対して側パネル７２を取り付けるための位置決めが容易となる。

さらには、側パネル７２を側構体２０に固定する受金が全て側構体２０に備えられるため、６面体の鉄道車両構体１に組み立てる前の側構体２０に、あらかじめ側パネル７２を取り付けることができる。この構成は、屋根構体３０に取り付けられる天井パネル７３にも当てはめることができる。このため、あらかじめアウトワークによって側パネルや天井パネル等の内装品を取り付けた側構体モジュールや屋根構体モジュールを準備し、その後、６面体の鉄道車両構体１を組み立てることもできる。

本発明の鉄道車両によれば、台枠と側構体との接続作業性を改善できるとともに、台枠と側構体との組立精度に依存しないで側パネルを側構体に取り付けることができるので、鉄道車両構体の組み立ておよび内装品である側パネルの取り付けに要する作業工数を小さくでき、安価な鉄道車両を提供することができる。

実施例１で説明した事項と共通の事項の説明は省略し、実施例１と相違する構成について詳述する。

図４は、図２に示す鉄道車両構体のＡ−Ａ断面のＢ部詳細図の他の例である。側パネル７２は、その下端部に差し込み口８４が設けられており、側構体２０の車内側の下端部に設けた受金６１に差し込まれて固定されている。側パネル７２の上端部は、実施例１と同様、側構体２０の車内側の上端部に設けた受金６２に、側構体２０の長手方向１２０に所定の間隔で配置されたボルト８２によって取り付けられている。

以上の構成によれば、側パネル７２の下端部のボルトを省略することができるので、小さい作業工数で側パネル７２を側構体２０に固定することができるとともに、ボルト本数を削減して軽量化を促進することができる。
側構体２０の下端部に側構体２０の長手方向に沿って連続的に備えられる張出部２６が、側構体２０の剛性を高めるため、側構体２０を台枠１０に固定する際に、側構体２０の変形が抑制されるとともに、位置決めに要する時間を短縮することができる。

さらに、側パネル７２を側構体２０に取り付けるための全ての受金６１，６２が側構体２０に設けられているため、側構体２０と台枠１０や側構体２０と屋根構体３０の接続（組立）精度に関係なく、側構体２０と受金６１，６２の平行度などの取り付け精度を確保でき、側構体２０に対して側パネル７２を取り付けるための位置決めが容易となる。

本発明の鉄道車両によれば、台枠と側構体との接続作業性を改善できるとともに、台枠と側構体との組立精度に依存しないで側パネルを側構体に取り付けることができるので、鉄道車両構体の組み立ておよび内装品である側パネルの取り付けに要する作業工数を小さくでき、安価な鉄道車両を提供することができる。
本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の各請求項の記載又は課題を解決するための手段の項の記載に基づいて定められるが、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。

１…鉄道車両構体
１０…台枠２０…側構体
２６…張出部
３０…屋根構体４０…妻構体
５１，５３…車外側の接続部５２，５４…車内側の接続部
６１，６２，６３…受金
７１…断熱材７２…側パネル
７３…天井パネル
８１，８２，８３…ボルト８４…差し込み口
１００…高さ方向１１０…幅方向
１２０…長手方向

Claims

屋根構体と側構体と台枠を備える軌条車両であって、
前記軌条車両は、
前記側構体の下端部に備えられるとともに前記軌条車両の車内側に張り出す張出部と、
前記張出部から車内側に向かって前記軌条車両の高さ方向に延伸する下部受金と、
前記下部受金に固定される内装材と、
前記台枠の幅方向の端部と前記側構体の前記張出部の端部とを前記下部受金の車内側で接続する車内側の接続部と、
を備えること、を特徴とする軌条車両。
請求項１に記載された軌条車両において、
前記張出部は前記側構体をなす押出形材と一体に成型されていること、
を特徴とする軌条車両。
請求項２に記載された軌条車両において、
前記下部受金は押出形材からなる前記張出部と一体に成型されていること、
を特徴とする軌条車両。
請求項１に記載された軌条車両において、
前記下部受金は前記側構体の車内側の面に沿った様態で、前記軌条車両の高さ方向に延伸していること、
を特徴とする軌条車両。
請求項４に記載された軌条車両において、
前記内装材の下端部と前記下部受金が重ねられた状態で機械的締結手段により結合されていること、
を特徴とする軌条車両。
請求項４に記載された軌条車両において、
前記内装材の下端部には前記下部受金が差し込まれる差し込み口が備えられており、
前記内装材は、前記差し込み口が前記下部受金の高さ方向の端部に差し込まれていること、
を特徴とする軌条車両。
請求項１に記載された軌条車両において、
前記側構体の上端部には、車内側に向かって前記軌条車両の幅方向に延伸する上部受金を備えており、
前記内装材は、前記上部受金と下部受金とに固定されていること、
を特徴とする軌条車両。
屋根構体と、側構体と、台枠と、前記側構体の車内側の面に備える内装材と、を有する軌条車両の製作方法であって、
前記軌条車両は、
前記側構体の上端部の車内側の面に備えられた上部受金と、
前記側構体の下端部に備えられるとともに前記軌条車両の車内側に張り出す張出部と、
前記張出部の車内側の端部から前記軌条車両の高さ方向に延伸する下部受金と、
前記上部受金と前記下部受金とに固定される前記内装材と、
前記台枠の幅方向の端部と前記側構体の前記張出部の端部とからなる接続部を備えており、
前記側構体の前記上部受金と前記下部受金に前記内装材を固定するステップと、
前記内装材を備えた前記側構体を前記台枠に接続するステップと、
を有すること、
を特徴とする軌条車両の製作方法。