JPH01145259A - 鉄道車両の構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄道車両の構体に関するものである。

（従来の技術） 鉄道車両は高速化に伴い、軽量化とともに、列車のすれ
違い時やトンネル通過時の風圧変化に耐える気密性が要
求される。

このような要件を満たすものとして、主要構造材のすべ
てにアルミニウムの押出材を用いた鉄道車両が提案され
ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、アルミニウム製の構造材を用いた車両で
は、必要な強度を得るために、待に大きな荷重が作用す
る台枠において、多くの厚肉材料が必要となり、高価に
つくとともに重量も却って重くなるという問題があった
。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、特に台枠に軽量で
必要な強度を持たせることが可能でかつ気密性も容易に
確保できる鉄道車両の構体を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、台枠とその長平方
向に沿う側構体と長平方向両端の妻構体と屋根構体から
成る鉄道車両の構体において、前記台枠が、側構体との
接続部材と成る側梁と妻構体との接続部材と成る端梁を
備えた枠組を有し、前記両側の側梁と、これら側梁間に
配置される床面を構成する台枠構成部材とを、側梁がら
台枠構成部材の下面に突出した棚部と、側梁と台枠構成
部材の上面との間に介装したくさび部材と、このくさび
部材な側梁に固定するボルトにて結合固定したことを特
徴とする。

（作用） 本発明は上記構成を有するので、側梁と台枠構成部材を
、棚部とくさび部材の間で台枠構成部材を挟持した状態
でくさび部材をボルト締結して相互に結合しており、台
枠構成部材に作用する荷重やモーメントが棚部とくさび
部材を介して側梁に伝達され、ボルトには直接荷重が加
わらず、簡単なボルト締結作業だけで十分な強度で結合
固定できる。また、くさび部材を介装しているので接合
部での気密性も容易に確保することができる。さらに、
側梁と台枠構成材を締結固定しているので、互いに溶接
できない材料、例えば側梁としてアルミ合金押出材、台
枠構成材としてステンレス鋼板等を選択することが可能
となり、材料を任意に選択して、十分な強度を有する構
体の軽量化と低コスト化を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図を参照しなが
ら説明する。

本実施例は例えば時速３００　ｋｍ／ｈ程度の超高速列
車用の車両に適した軽量気密車両の場合を示しており、
大きな荷重が加わらない台枠以外はアルミ合金製の押出
材にて構成し、台枠は、その枠組をアルミ合金製の押出
材、車端部は高張力鋼、それ以外はステンレス鋼板にて
構成し、それぞれの材料の特性を生かすことによって、
十分な強度を確保しながら軽量化と低コスト化を図るよ
うにしている。

第４図及び第５図に示すように、台枠１の長平方向に沿
う両側に側構体２が、また台枠１の長平方向両端に妻構
体３がそれぞれ溶接接合され、これら側構体２と妻構体
３がなす四周壁の上端部に屋根構体４が溶接接合されて
鉄道車両の構体５が形成されている。

前記側構体２、妻構体３及び屋根構体４は、比較的複雑
な車体断面形状を比較的薄板で形成でさるアルミ合金製
のソリッド押出材で主として構成され、一部ねじり剛性
を必要とする部分は中空断面形状の押出材で構成されて
いる。

前記台枠１は、第６図に示すように、側構体２との接合
部材としても機能する左右両側の側梁１１と、妻構体３
との接合部材としても機能する前後両端の端梁１２と、
台枠５の車端部と中央部の境界部に配設された枕梁１３
とを一体的に溶接して成る枠組１０を備えている。これ
ら枠組１０を構成する各梁は、前記側構体２及び妻構体
３と同じ材料であるアルミ合金製の押出材にて構成され
、溶接による接合を可能としている。゛まな、各梁１１
〜１３は、それぞれより人外な断面性能を得るために、
第１図、第４図、第５図及び第８図に示すように、中空
断面の押出材にて構成されている。

尚、前記枕梁１３は、第８図に示すように、同一断面形
状の一対の押出材を並列させ、溶接接合して構成されて
いる。

台枠１の車端部は、第７図に示すように、車端圧縮荷重
を集中的に受けるため、また部材長手方向に断面形状が
変化するために、これらに有利に対処できる高張力鋼か
ら成るＩｆｔｆｔ端部枠部材１４構成されている。

台枠１の中央部は、両端が前記両側梁１１に接する台枠
構成部材１５を前記側梁１１の長平方向に多数並設して
構成されている。

各台枠構成部材１５は、車体の気密構成より生じる内外
圧差による荷重、床面荷重、床面下部に配置される機器
荷重及び比較的−様な長手方向圧縮荷重を受けるととも
に、耐食性、耐火性に優れていることが要求されること
がら、ステンレス鋼板にて構成されている。

台枠１における床面を構成する台枠構成部材１５の上面
には、第４図に示すように、側梁の長手方向に沿う補強
ビード２１が適当ピッチで多数形成され、かつこの台枠
構成部材１５の互いに隣接し合う両側には、第３図に示
すように、下方に延出されたウェブ２２と、その下端か
ら内側に延出された７ランジ２３と、さらにその先端か
ら上方に延出された補強片２４が連設されている。そし
て、この台枠構成部材１５を互いに接合したとき、互い
に接合された前記ウェブ２２と７ランノ２３と補強片２
４にて前記側梁１１．１１間を接続する横梁２５を構成
することになる。尚、この台枠構成部材１５の幅、即ち
側梁１１の長手方向の幅は例えば８００１ＩＩＩＩ程度
に設定され、そのピッチで横梁２５を配設した構成とな
る。

又、この台枠構成部材１５の両端には、第１図〜第３図
に示すように、ステンレス鋼板を内側に折り曲げて、断
面形状台形状でかつ内側の側面に傾斜係合面２７を有す
る側端接合梁２６が形成されている。尚、この側端接合
梁２６は、前記横梁２５に対向する部分が切除されてい
る。

次に、前記側梁１１と台枠構成部材１５との結合構成を
、第１図〜第３図に基づいて説明する。

前記側枠１１の下端部には、前記車端台枠部材１４及び
台枠構成部材１５の両側端を載置支持する棚部３１が台
枠１の内側に向かって突出して形成されている。

また、側枠１には、台枠構成部材１５の上面にて構成さ
れる床面より上方位置に、この床面に対して斜め外方か
ら対向する傾斜対向面３２が形成され、その外側端から
下方斜め内側に向かいかつ前記台枠構成部材１５の端面
との間に適当間隔をあけて傾斜受面３３が形成され、さ
らにその下端位置から前記台枠構成部材１５の側端接合
梁２６の下部位置に向かって受は突部３４が突出される
とともに、その内側端から斜め上方に前記側端接合梁２
６の傾斜係合面２７に係合する傾斜受１’１Ｓ３５が突
出形成されている。前記受は突部３４は、前記台枠構成
部材１５にて構成される横梁２５の部分は切除されてい
る。

そして、側梁１１の傾斜対向面３２と前記台枠構成部材
１５の上面との間に、上下規制くさび部材４１が押し込
むように介装されるとともに、このくさび部材４１が長
手方向適当間隔置きに配置されたボルト４２とナツトに
て側梁１１に締結固定されている。また、傾斜受面３３
と台枠構成部材１５の端面との間に、横規制くさＶ部材
４３が押し込むように介装され、長手方向適当間隔置き
に配置されたボルト４４とナツトにて側梁１１に締結固
定されている。４５．４６はボルト４１．４２の頭部又
はナツトの回り止め片、４７．４８は締結作業用の作業
穴である。

以上の側梁１１と台枠構成部材１５との接合構成は、側
梁１１と車端台枠部材１４の接合部でもそのまま適用さ
れており、さらに端梁１２と車端台枠部材１４の接合部
にも同様に適用されている。

又、前記枕梁１３と台枠構成部材１５との接合部は、第
７図及び第８図に示すように、車体前後方向に対向する
枕梁１３の腰板５１と台枠構成部材１５のウェブ２２の
間にスペーサ５２を介してボルト５３とナツトにて締結
されている。又、前記枕梁１３と車端台枠部材１４とは
、車体前後方向に対向する枕梁１３の腰板５３と車端台
枠部材１４の腰板５４の間にスペーサ５５を介してボル
ト５６とナツトで締結するとともに、車端台枠部材１４
から枕梁１３の下面を受ける下当板５７を延出して、こ
の下当板５７と枕梁１３の下面壁とをボルト５８とナツ
トで締結して接合されている。

尚、枕梁１３の上面にはボルト５６及び５８の締結用の
作業穴５９が形成され、締結後蓋板にて気　・密に封止
される。

なお、前記側梁１１、端梁１２、枕梁１３、上下規制く
さび部材、台枠構成部材１５、車端台枠部材１４の間の
各接合境界部にはすべて気密シールが施されでいる。

以上の台枠１の構成において、台枠構成部材１５からの
垂直荷重は側梁１１の棚部３１にて支持され、曲げモー
メントは棚部３１と上下規制くさび部材４１にて支持さ
れる。このとき、くさび部材４１を締結しているボルト
４２には締付力以外の引張力やせん断力が直接かかるこ
とはない。また、車両の気密構成のために側構体２から
側梁１１に車体幅方向に荷重が作用した場合、側梁１１
の傾斜受面３３と傾斜受部３５の間に横規制くさび部材
４３を介して台枠構成部材１５の側端接合梁２６が挟持
されているので、その荷重は台枠構成部材１５を介して
台枠１の全体に伝達されて支持される。

以上の荷重支持作用は、車端台枠部材１４と側梁１１の
間及び車端台枠部材１４と端梁１２との間の接合部にお
いても同様である。

また、車端台枠部材１４に作用する車端荷重及び台車反
力等による圧縮荷重は、下当板５７を介して枕梁１３に
伝達され、また枕梁１３は側梁１１に溶接されているの
で確実に側梁１１に伝達される。従って、この枕梁１３
とＩ１１重合端部材１４の接合部及び枕梁１３と台枠構
成部材１５の接合部においても、比較的小さな連結器引
張力以外にはボルト５３．５６．５８に引張力やせん断
力が作用することはない。

次に、構体５の組立て方法を説明すると、側梁１１、端
梁１２、枕梁１３を溶接接合して台枠１の枠組１０を形
成し、この枠組１０上に別に組立てた側構体２、妻構体
３及び屋根構体４を従来から用いられている通常の構体
組立て治具を用いで組み上げる０次に、車端台枠部材１
４及び台枠構成部材１５は、前記枠組１０の下方よりは
め込んで、各ボルトの締結及び気密シールの準備作業を
行い、その後くさび部材４１．４３を締結固定した後、
枕梁１３の前後のボルト５３．５６．５８を締結するこ
とによって台枠１を完成し、構体５の組立てが終了する
。

以上の実施例の構成によると、構体５の組立は従来の工
法を用いることができ、信頼性の高い組立てが可能であ
る。又、台枠１の中央部下面がステンレス鋼板製の多数
の台枠構成部材１５にて構成されているので、台枠構成
部材１５の量産化が可能でコスト低下に効果があり、さ
らに横梁を別部材として設ける必要がないので、〃ゼッ
）Ｍも大幅に削減でき、床鋼板や耐火板も張る必要がな
（部品点数を削減できる。また、床下スペースが大きく
なり、機器類の設置や、遮音性、断熱性を持たせること
も容易である。なお、重量機器の配置部では、下当板や
腰板の追加により容易に補強できる。また、台枠１の両
側に側梁１１を配置しているので、側部でのサーマルブ
リッジ等を避は易（、断熱効果がよい等の効果が得られ
る。

尚、上記実施例では側梁１１と台枠構成部材１５の接合
部、側梁１１と車端台枠部材１４の接合部に横規制くさ
び部材４３を配置し、端梁１２と車端台枠部材の接合部
も同様の構成とした例を示したが、側構体２や妻構体３
に作用する内外方向の荷重を枕梁１３．１３間の側梁１
１及び側構体２の剛性、又は端梁１２と妻構体３の剛性
で十分に支持できる場合には、第９図に示すように、端
梁１２と車端台枠部材１４の間、又は側梁１１と台枠構
成部材１５及１車端枠部材１４の間（図示せず）に、上
下規制くさび部材６１のみを配置してもよい。

（発明の効果） 本発明の鉄道車両の構体によれば、以上のように側梁と
台枠構成部材をくさび部材を介してボルト締結にて接合
固定しているので、互いに溶接できない材料、例えば側
梁としてアルミ合金押出材、台枠構成材としてステンレ
ス鋼板等を選択することが可能となり、材料を任意に選
択して軽量化と低コスト化を図ることができる。また、
側梁と台枠構成部材を、棚部とくさび部材の間で挟持し
た状態でくさび部材をボルト締結して相互に結合するこ
とにより、台枠構成部材に作用する荷重及びモーメント
が棚部とくさび部材を介して側梁に伝達され、ボルトに
は直接荷重が加わらず、簡単なボルト締結作業だけで十
分な強度で結合固定でき、かつくさび部材の介装により
接合部の気密性も容易に確保することができる等、大な
る効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の一実施例を示し、第１図は側
梁と台枠構成部材の接合部を阜両横断方向に断面した縦
断面図、第２図は同分解斜視図、第３図は同阜両縦断方
向に断面した縦断面図、第４図は車両を横断した半縦断
面図、第５図は車端部の車両縦断方向の縦断面図、第６
図は台枠の平面図、ｆ５７図は第６図のＡ−Ａ線断面図
、第８図は第７図の部分詳細断面図、第９図は他の実施
例の端梁と車端台枠部材との接合部を車両縦断方向に断
面した縦断面図である。 １・・・・・・・・・台枠 ２・・・・・・・・・側構体 ３・・・・・・・・・妻構体 ４・・・・・・・・・屋根構体 ５・・・・・・・・・・・・・・・構体１０・・・・・
・・・・・・・・・・枠組１１・・・・・・・・・・・
・・・・側梁１２・・・・・・・・・・・・・・・端梁
１５・・・・・・・・・・・・・・・台枠構成部材３１
・・・・・・・・・・・・・・・棚部４１．６１・・・
・・・上下規制くさび部材４２・・・・・・・・・・・
・・・・ボルト。 代理人　　弁理士　　石　原　　勝 第４図 １−台枠 ２−一一一４Ｉ＋１１４ｃ＃− ４−−−−、％匈謔崎本 ５−加本 第５図 ＋ｔ−−ｓ；４

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）台枠とその長手方向に沿う側構体と長手方向両端
   の妻構体と屋根構体から成る鉄道車両の構体において、
   前記台枠が、側構体との接続部材と成る側梁と妻構体と
   の接続部材と成る端梁を備えた枠組を有し、前記両側の
   側梁と、これら側梁間に配置される床面を構成する台枠
   構成部材とを、側梁から台枠構成部材の下面に突出した
   棚部と、側梁と台枠構成部材の上面との間に介装したく
   さび部材と、このくさび部材を側梁に固定するボルトに
   て結合固定したことを特徴とする鉄道車両の構体。
2. （２）台枠構成部材は、床面とその補強部が一体化され
   ている特許請求の範囲第１項記載の鉄道車両の構体。
3. （３）台枠構成部材が、ステンレス鋼板にて形成されて
   いる特許請求の範囲第２項記載の鉄道車両の構体。