JP2007182208A - 床下機器の設置方法と設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】低重心に有利な床下機器を、車両の走行方向で見た投影面積を増大することなく、設置自由度も高く設置できるようにする。
【解決手段】鉄道の車両１の床２を支持または形成する台枠３を床面上に盛上がらせて、その裏側に車両１の床下および側方に開放した凹部５を形成し、この凹部５内に床下機器４を車両１の床下および側方に突出しないように収容して台枠３に支持することにより、上記目的を達成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は鉄道車両における外部機器を床下機器として設置する設置方法と設置構造に関するものである。

このような外部機器は、発熱、騒音などの問題と、居住空間を狭めないという課題などから車両の外まわりに設けるもので、従来、床下機器として床下に設置するか（例えば、特許文献１〜４参照。）、屋根上機器として屋根の上に設置するか（例えば、特許文献５参照。）しており、現在も変わっていない。

もっとも、特許文献１は、２階建て電車で、車両端部の床下に大型機器を配置して重量バランスが崩れるのを、車両の１階途中の床下にバランスウエイトを取り付ける改良技術を開示し、特許文献２は、台枠の側梁から下方に延びるボディーマウントを設けて、各ボディーマウント間を床下機器室とし、ここに収容する床下機器を各ボディーマウントの下端に形成したガイドレールで床下機器を車両長手方向に案内してどの位置にも固定できるようにして、取り付けやメンテナンスの作業を容易にする改良技術を開示し、特許文献３は、床下機器の吊り下げに堪える十分な剛性構造を有した台枠の下面に吊り下げレールを設けて、床下機器を吊り下げることにより、床下機器の配置スペースを十分に確保する改良技術を開示し、特許文献４は床下機器を車両の長手方向に長く配置することによって、車両走行時の空気抵抗を低減する改良技術を開示している。また、特許文献５は、軽合金製の芯材の表裏に軽合金製の表材を配置し、芯材および表材の外周端および両表材間に軽合金製の結合用部材を配して、これらをろう付によって接合した屋根板部材と、この屋根板部材に一体に固定され、車体幅方向に凹みを設けた軽合金製押出し部材とで、構成され、この押出し部材に屋根上機器を取り付けることで、結合強度に優れ、取り付け作業が容易となる改良技術を開示している。
特開平１０−６９８６号公報 特開平１１−４８９６７号公報 特開２００１−５５１３９号公報 特開２００５−５９６２１号公報 特開平７−１７３９６号公報

しかし、床下機器、屋根上機器はいずれも、通常の車両形状、つまり箱形状の外まわりに設けられることに変わりはなく、車両の走行方向で見た投影面積を大きくするもので、特許文献１に記載のように設置個所が制限されてバランスウエイトを設けたり、特許文献４に記載のように床下機器の設置方向を空気抵抗を小さくするように工夫したりしているが、特許文献１に記載のものは付帯物がかえって増加するし、特許文献４に記載のものも箱形状の外回りに設けることの根本的な問題は解決されていない。特許文献２、３、５に記載のものも、設置を容易にしたり支持構造を簡略化しているが、これらも箱形状の外回りに設けることの根本的な問題は解決されていない。特許文献５に記載のもののように取り付け作業に便利なようにするにしても、屋根上機器である以上高所作業を強いられることに変わりはなく、根本的解決となっていないし、床が車輪よりも低い、例えば、図８に示すような車輪の回転軸よりも低い低床な車両ａや低床部分では屋根上機器ｂを採用するしかなく、低床による乗客への便利さは確保できても車両ａの重心が高くなって安定性を欠く問題が依然として残っている。

本発明者はこのような問題につき研究開発を進めるなか、外部機器に関する根本的な見直しに基づく新たな設置方法、設置構造を発明するに至った。

本発明の目的は、そのような新たな発想に基づき、低重心に有利な床下機器を、車両の走行方向で見た投影面積を増大することなく、設置自由度も高く設置できる、床下機器の設置方法と設置構造を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の床下機器の設置方法は、鉄道車両の床を支持または形成する台枠を床面上に盛上がらせて、その裏側に鉄道車両の床下および側方に開放した凹部を形成し、この凹部内に床下機器を収容して台枠に支持することを１つの特徴としている。

このような構成では、台枠を床面上に盛上がらせて裏側にできる凹部に床下機器を設置するので、車両の走行方向での断面積をほとんど増大させないか増大させないし、台枠へは床下機器が対面する凹部の４面およびその周辺のどの部分をも支持部とすることができる。また、凹部は比較的多くの箇所で鉄道車両の通常機能を損なわずに設けられる。

このような方法は、鉄道車両の床を支持または形成する台枠に床面上に盛上がる盛上がり部を設けて、その裏側を鉄道車両の床下および側方に開放して床下機器を収容する凹部とし、この凹部とそれに収容した床下機器との間で、床下機器を台枠に着脱できるように支持またはおよび固定する取り付け手段を備えたことを１つの特徴とする床下機器の設置構造によって実現する。

本発明の床下機器の設置方法は、また、鉄道車両の床を支持または形成する台枠を床面上に盛上がらせて、その裏側に鉄道車両の床下および側方に開放した凹部を形成し、この凹部内に床下機器を収容して台枠に支持するのに併せ、前記凹部への床下機器の収容により凹部の鉄道車両の床下および側方への開放部のうち少なくとも側方への開放部を閉じることを別の特徴としている。

このような構成では、１つの特徴の場合に加え、さらに、床下機器は凹部に収容され、支持された状態で、凹部の少なくとも車両側方への開放部を閉じるので、車両外まわりの平滑性を損なわないし、閉じるのはカバーを省略できる防水性機器設置個所などでは１面だけでも特に機器の保全上問題とはならないし、たとえば、もし露出する機器部は車体外面に沿った平滑形態としておけば空力抵抗、空力音発生についても何ら問題がない。

このような方法は、鉄道車両の床を支持または形成する台枠に床面上に盛上がる盛上がり部を設けて、その裏側を鉄道車両の床下および側方に開放した凹部とし、この凹部内に床下機器を収容して台枠に支持するのに併せ、前記凹部への床下機器の収容により、この凹部に鉄道車両の床下および側方に突出しないように収容する床下機器と、の間で、床下機器を台枠に着脱できるように支持またはおよび固定する取り付け手段を備え、床下機器が凹部に収容され台枠に支持またはおよび固定される位置にて凹部の鉄道車両の床下および側方への開放部を閉じる板部材を設けたことを別の特徴とする床下機器の設置構造によって実現する。

それには、板部材は床下機器と別体のものとすることもできるが、床下機器に付帯し、あるいは複数の床下機器を装備した板部材によって凹部を閉じるのが作業上好適であり、板部材は凹部の鉄道車両の側方への開放部に対応した少なくとも１面を有し、最大床下機器を収容するボックス形態を有したものとすることができる。

凹部は、鉄道車両の片側の側面にだけ開放するように、鉄道車両の片側の側面または両側の側面に沿い、かつ、通路、窓、出入り口とそのドアの開閉域を避けた位置にて、床下機器を収容する、さらなる構成では、
鉄道車両の通常機能を損なわず、かつ、居住空間を狭めないで、凹部を比較的多くの箇所に設けて床下機器を設置することができる。

これを実現する上記の床下機器の設置構造における盛上がり部は、鉄道車両の片側の側面または両側の側面に沿い、かつ、通路、窓、出入り口とそのドアの開閉域を少なくとも避けて設けて凹部を形成すればよいが、凹部は鉄道車両の片側の側面にだけ開放するようにすることで、寝台車の側廊下の存在に対応することができるし、凹部を鉄道車両の両側に配してそれぞれ異なった側面へ開放することで、中央通路の存在に対応することができる。

台枠の凹部形成による床面からの盛上がり部にて、これと設置域が重なるロングシート、クロスシート、寝台のシートを支持する、さらなる構成では、
各種シートを凹部との重なりを利用して台枠で直に支持して必要設置高さを満足することができる。

ロングシート、クロスシート、寝台の設置域の範囲内を利用して、居住空間を全く狭めることなく凹部を設けて床下機器を収容することができ、ロングシート、クロスシート、寝台のシートの全域を台枠により直接支持するのに好適である。

これを実現する床下機器の設置構造としては、盛上がり部は、非床面であり、これと設置域が重なるロングシート、クロスシート、寝台のシートを支持している 凹部は、ロングシート、クロスシート、寝台の設置域の範囲内にて床下機器を収容するものとなる。

本発明の床下機器の設置方法、設置構造の１つの特徴によれば、取り付け作業に便利な床下機器を採用して、車両の走行方向での断面積を増大させずに設置することで空気抵抗の配慮が不要となり、台枠へは凹部の４面およびその周辺のどの部分をも支持部として、作業や支持強度に有利に設置することができる。しかも、比較的多くの箇所で鉄道車両の通常機能を損なわずに適用でき、設置位置の自由度が向上するし、多機能化や新方式の採用などによる艤装機器の増設、増大があっても床下にて対応しやすく、屋根上への設置を無くすか少なくできる。

本発明の床下機器の設置方法、設置構造の別の特徴によれば、１つの特徴の場合に加え、さらに、床下機器の凹部への設置だけで、凹部の床下、車両側方への開放部を２面から閉じて車両外面の平滑性を確保し、走行抵抗が増したり、空力音が発生するのを防止することができる。

凹部は、鉄道車両の片側の側面にだけ開放して、鉄道車両の片側の側面または両側の側面に沿い、かつ、通路、窓、出入り口とそのドアの開閉域を避けた位置にて、鉄道車両の通常機能を損なわず、居住空間を狭めないで床下機器を設置することができる。

台枠の凹部形成による床面からの盛上がり部にて、ロングシート、クロスシート、寝台のシートを、それとの重なりを利用し直に支持して必要設置高さを満足し、専用の支持基台を省略してさらなる軽量化と高速運転化に対応することができ、重なりを寝台の設置域の範囲内として、居住空間を全く狭めることなく床下機器を設置し、シートの全域を台枠にて直接支持することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両における床下機器の設置方法と設置構造について図１〜図７を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明および図示は、本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。

本実施の形態の床下機器の設置方法は、図１（ａ）〜（ｃ）、図２の例、図１（ｄ）の例、図３、図４の例、図５（ａ）（ｂ）の例、図６、図７の例のように、外部機器を床下機器４として艤装した鉄道の各種車両１を対象としている。床下機器４には図１（ｂ）にその一例を示しているように、補助制御器ＳＩＶ、インバータ方式の主制御器ＶＶＶＦ、リアクトルフィルタ、バッテリー、断路器、ブレーキ制御器、高速度遮断機、開閉器などの重くかさ高いものが主要機器例として挙げられる。これらの床下機器４を車両１の外まわりに設置するのに、床２を支持または形成する台枠３を床面上に盛上がらせて、その裏側に車両１の床下および側方への開放部５ａ、５ｂを有した凹部５を形成し、この凹部５内に床下機器４を車両１の床下および側方に突出しないように収容して台枠３に支持する。図１（ｃ）の例、図１（ｄ）の例、図３、図４の例では、床下機器４を台枠３にボルト６によりボルト止めして着脱できるように支持し、固定しているが、ガイドレールにより案内し支持して所定位置に固定できるようにするなど、既に知られる各種の方法を採用することができる。

このように、床下機器４を設置するために、台枠３を床面上に盛上がらせて裏側にできる凹部５に床下機器４を設置するので、取り付け作業に便利な床下機器４を採用し、車両１の走行方向での断面積を従来の床下機器や屋根上機器のように増大させないので、床下機器４を設置することによる空気抵抗の配慮が不要となる。また、このような凹部５は各例で示しているように比較的多くの箇所で鉄道車両の通常機能を損なわずに設けられ、床下機器４を設置する位置的な自由度が向上し、設置機器数を従来よりも設けやすい利点がある。しかも、床下機器４は台枠３に対し凹部５の天面、奥内面、両端内面の計４面とその周辺のどの部分をも支持部とすることができ、作業や支持強度に有利に設置することができる。例えば、図１（ｃ）の例、図１（ｄ）の例、図３、図４の例では、凹部５の天面の車両１の側面への開放縁部と、奥内面の床下への開放縁部を形成している台枠３の下面と、を支持部７、８として床下機器４のほぼ対角方向の２箇所を車両１の長手方向複数箇所にてボルト止めし、複数の床下機器４を設置するにもそれらの重量にバランス良く十分に耐えられるようにしている。

このような床下機器４の設置のために、車両１の床下機器４の設置構造としては、図１（ａ）〜（ｃ）、図２に示す例、図１（ｄ）に示す例、図３、図４に示す例のように、床２を支持または形成する台枠３に床面上に盛上がる盛上がり部９を設けて、その裏側を車両１の床下および側方に開放した開放部５ａ、５ｂを有した凹部５とし、この凹部５と、この凹部５内に車両１の床下および側方に突出しないように収容する床下機器４と、の間で、床下機器４を台枠３に着脱できるように支持またはおよび固定するボルト６や取付孔１１、１２などによる取り付け手段１３を備えたものとすればよい。

また、凹部５内に床下機器４を収容して台枠３に支持するのに併せ、凹部５への床下機器４の収容により凹部５の鉄道車両の床下および側方への開放部５ａ、５ｂを閉じるようにすると、床下機器４は凹部５に収容され支持されるだけで、凹部５の床下および車両側方への開放部５ａ、５ｂを２面から閉じて、車両１外まわりの平滑性を確保し、走行抵抗が増したり、空力音が発生するのを防止することができる。このために、床下機器設置構造としては、床下機器４が凹部５に収容され台枠３に支持またはおよび固定される位置にて凹部５の車両１の床下および側方への開放部５ａ、５ｂを閉じる板部材１４を設けたものとすればよく、このような板部材１４は、床下機器４に付帯し、あるいは図１（ａ）〜（ｃ）、図２の例、図１（ｄ）の例、図３、図４の例のように複数の床下機器４を装備した板部材１４として、凹部５を閉じるのが好適であり、板部材１４は図１（ｄ）の例、図３、図４の例のように凹部５の開放部５ａ、５ｂに対応した少なくとも２面を有したものでよいが、最大限図１（ａ）〜（ｃ）に示すように床下機器４を収容するボックス形態をなす例えば単純には６面を有したものとすることができ、いずれの場合も、床下機器４を台枠３の支持部７、８に支持し取り付ける被支持部７ａ、８ａに共用することができる。

いずれの取り付け方式にても、支持部７への被支持部７ａのボルト止めなどによる取付作業部は、板部材１４に隠れた位置になるが、放熱孔１５や板部材１４の下面に設けた図示しない作業孔などから着脱作業ができる。支持部７への被支持部８ａのボルト止めなどによる取り付け作業部は、板部材１４に隠れず露出しているので、そのまま着脱作業ができる。また、床下機器４は板部材１４が付帯し、あるいはそれに支持されていることには関係なく、凹部５との位置関係が車両１の側面から容易に視認できるし、このような位置関係の視認のもとに、床下機器４を凹部５に側方から適正に位置合わせしながら難なく挿入し、取り付けることができる。従って、複数の床下機器４を板部材１４による支持などによりユニットとして取り扱うのに、重量化しても台車に支持して凹部５内へ側方から挿入していけるし、この場合、支持高さ調節できる台車を用いれば凹部５の直近で左右位置および高さ位置を適正に調整してから凹部５内に挿入し、そのままの支持状態で取り付けを進め完了することができる。この結果、車輪の回転軸よりも低い床２を持つ図１、図２に示す例、図３、図４に示す例のような低床車、つまり床２の下に床下機器４を設置できるスペースが採れない低床車での床下機器４の採用が難なく実現する。このような低床車は台車で支持される前後の車両に吊持される被牽引車両や、吊持する側の牽引車両の一部、図５に示すように２階建て車両１の１階の床構造に見られる。

上記のような凹部５は実際上、図１（ａ）〜（ｃ）、図２の例、図１（ｄ）の例、図３、図４の例、図５（ａ）（ｂ）の例、図６、図７の例のように、車両１の片側の側面にだけ開放するように、両側の側面に沿い、かつ、通路２１、窓２２、出入り口２３とそのドア２４の開閉域Ｚを避けた位置にて、床下機器４を収容するように設けることになる。これにより、中央の通路２１を持った寝台車を含む車両１の通常機能を損なわず、かつ、居住空間を狭めないで、凹部５を比較的多くの箇所に設けて床下機器４を設置することができる。また、図示しないが車両１の片側の側面に沿ってだけ凹部５を設ければ、寝台車の側廊下の存在に対応することもできる。さらに、台枠３の凹部５の形成による床面からの盛上がり部９は、これと設置域が重なるロングシート２５を支持するようにしており、ロングシート２５を凹部５および盛上がり部９との重なりを利用して台枠３で直に支持して必要設置高さを満足し、さらなる軽量化と高速運転化に対応することができ、ロングシート２５の支持基台を省略することができる。盛上がり部９は図示しないクロスシート、寝台のシートをも同様に支持することができ、クロスシートや寝台のシートに対しては、ロングシート２５の場合に比し、盛上がり部９および凹部５は車両１の側面での間口が小さく、奥行きが大きなものとなり、奥行き方向での床下機器４の収容数が増大する。特に、図示例では、ロングシート２５の設置域の範囲内を利用して凹部５を形成しており、居住空間を全く狭めることがなく床下機器４を収容することができ、ロングシート、クロスシート、寝台のシートの全域を台枠により直接支持するのに好適である。ここに、盛上がり部９は、床２の床面よりも高い非床面であることを利用して、これと設置域が重なるロングシート、クロスシート、寝台のシートを支持するものとして機能している。

図１（ａ）〜（ｄ）、図２に示す例では、さらに、車両１の窓２２、出入り口２３、ロングシート２５が両側で点対称に配置されていることに対応して、車両１の両側で車両走行方向に位置ずれしているロングシート２５の設置域に凹部５および盛上がり部９を設けて、床下機器４を車両１の両側に分散配置することにより重量バランスが採れるようにしている。また、床下機器４がボックス型の板部材１４によって包囲している関係から、床下機器４を風雨から保護しやすいが、図３、図４の例で示すような放熱孔１５などの発熱機器の放熱、冷却の邪魔にならない工夫をするのが好適である。また、台枠３は必要強度を満足すればよいが、前記のような凹部５を形成する形態は他の図示例を含め力学的構造を呈して強度アップに有利であり、その分だけ軽量化が図れるし、横断面域の一部または全体に車両１の走行方向に縦通する中空部３１を有した構造とすることで、設置した床下機器４の配線や配管のスペースとし、配線や配管の車両１間での接続も図りやすくなる。しかも、既述したように凹部５へ床下機器４を側方より挿入するなど挿入方向を特定しておけば、凹部５とそこに収容し設置する床下機器４との間に車両１との電気配線や配管のコネクタ３２を設けておくことにより、床下機器４を凹部５へ収容するのと同時に配線や配管の接続が自動的に行われるようにすることができる。この場合、床下機器４を凹部５の内面またはおよび床下機器４の外面などに設けたガイドレール３３によって挿入方向に案内するようにすると、挿入作業や取り外し作業が容易になるし前記コネクタ３２での接続、接続解除が正対位置で無理無く、安定して行える。床下機器４の板部材１４がボックスタイプであることによりそれ自体にレール３３を設けやすくなる。レール３３による案内、支持の採用によって床下機器４の重量を受け切れるので、ボルト６によるボルト止め個所を削減することができ、両端部１箇所ずつぐらいでも十分となる。従って、床下機器４の着脱作業がさらに容易になる。

図３、図４に示す例では、さらに、図示していないが、図１、図２の例のように車両の側面において出入り口が１つで、これを含めて窓２２、ロングシート２５が車両１の両側に線対称に設けられていることに対応して、車両の両側にあるロングシート２５の設置域に盛上がり部９およびそれによる凹部５を形成し、そこに床下機器４を分散配置してある。この場合、車両１の両側において出入り口が無い側に床下機器４が偏って位置することになるが、床下機器４の設置域が車両１の全長近くに渡っているので重量バランスが特に問題になることはない。また、床下機器４の凹部５への挿入によってその床下および側方への開放部５ａ、５ｂを閉じる板部材１４を開放部５ａ、５ｂに対応する２面だけを有したＬ型のものとしてあって、床下機器４の発熱機器を放熱させるのに好適である。しかし、車両１の内側への熱影響が懸念されるので、凹部５の内面に沿って遮熱板４１を設けてある。しかし、図２に仮想線で示すように凹部５に入り込む部分を枠構造にすれば、放熱特性を特に低下させることなくガイドレールを設けたり、ガイドレールにより支持される強度を確保するのに有利である。

図５に示す例では、既述したように、２階建ての車両１の１階の床２を支持あるいは形成する台枠２に盛上がり部９およびそれによる凹部５を形成し、凹部５に床下機器４を設置してあるが、１階の床２は台車４２で支持され、出入り口２３が設けられる車両の両端の高床部２ａからステップダウンした低床部２ｂに凹部５が位置し、低床部２ｂは車輪４３よりも高い高床部２ａに比し車輪４３の回転軸４３ａよりも低く形成された部分にて、取り付け作業が容易な床下機器４の採用を実現して、しかも、空気抵抗の問題を解消しているのは、図１、図２の例、図３、図４の例の場合と同様である。

図６、図７に示す例では、さらに、床２の全域が台車４２および車輪４３よりも高く設置された一般通勤電車の車両１の台枠３につき、ロングシート２５の設置域内で、かつ、通路２１、窓２２、出入り口２３とそのドア２４の開閉域Ｚを避けた位置に凹部５を形成して、床下機器４を収容するようにしてあるが、盛上がり部９および凹部５の形成を制限される出入り口２３が多いものの、この場合も比較的多くの箇所に床下機器４を配置して、一般通勤電車の車両１では従来ない床下機器４の空気抵抗解消という利点を発揮することができるし、通常機能を損なうことが無く、また、居住空間を狭めることもない。

なお、各例においてドア２４の開閉域Ｚは、ドアの開閉方式によってその形態は種々に変化するが、車両１の箱形状内に位置する範囲において盛上がり部９および凹部５を設けるのを避けることになる。

ところで、複数の床下機器４を板部材１４による支持などによりユニットとして取り扱う旨を既述したが、床下への艤装機器に限らず、艤装機器のユニット化は自由にできる。例えば、図示しないが配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な機器を艤装用キャビネット内に集約配置して取り付けるとともに集約配置した機器相互のあるいは艤装用キャビネットの外部接続部との配線などによる必要な接続を行って予備艤装し、次いで、この予備艤装後の艤装用キャビネットを実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネットと車体やこの車体に実艤装している機器、艤装用キャビネットなど他との配線、配線配管、配線ダクトなどによる必要な接続を行うようにすることができる。

これにより、機能、メーカー、販売ルート、取り扱い、設置位置の違いなどから配線、配線配管、配線ダクトなどによる事後接続が必要なものとして提供され、選択する個々の機器を艤装用キャビネットに集約配置する予備艤装により、車体から離れた工場作業などのアウタワークにて各機器を車体の構造などとの関係なしに近接配置して取り付け、また、機器相互や艤装用キャビネットの外部接続部との間の配線などによる必要な接続が行え、車体へは艤装用キャビネットを取り付けるだけで集約配置分の機器の艤装をそれらを覆って達成することができる。

この結果、事後接続が必要な個々の機器を工場作業で艤装用キャビネットに集約予備艤装し、車体へは艤装用キャビネット単位の少ない取り付け作業で艤装できる。また、機器相互間の配線などの渡り数、渡り長さ、結束や配線配管、配線ダクトの必要数、高価な防水コネクタを必要とする接続箇所が減少する。これらの結果、艤装コスト、メンテナンスコストが共に低減する。また、艤装キャビネット内の床下機器や配線などの接続構造部を飛び石や付着成長して割れ落ち飛ぶ雪の塊、風雨などから保護するとともに、艤装の外観をシンプル化しまた汚れや泥、雪などの付着を防止しやすい。

これらのことは、屋根上機器、床下機器の別なく共通しているが、ユニット化はそれの対象となった機器どうしの機械的、電気的な接続などの予備作業による合理化、ユニット化による着脱やメンテナンス時の取り扱い機器数の低減化といったメリットがあり、この面からはできるだけ多くの機器をユニット化することが有利となる。そのためには、ユニットが大型化していくので床下機器などではそれを収納する既述した車両１に設ける凹部５が大きいほどよい。従って、図６に示す例の凹部５よりも図５に示す凹部５の方が有利となり、大きな凹部５一杯に対応する大きさのユニットとするのが好適である。

しかし、ユニットの大型化は既述したように重量化を増し、着脱やメンテナンスなどの作業上の取り扱いが困難になるので、大きな凹部５に対してはそれよりも小さなサイズの複数のユニットにしておくことも好適となる。その意味では、図６に示す凹部５のように小さなものを複数、また、各所に設けたものでも有効である。特に、凹部５の大小にとらわれず車体１のできるだけ多くの部分、範囲に凹部５を設けることで床下への機器の艤装数を増大させれば、図９の例に示すように車両１の屋根５１上に屋根上機器４ａを一部設置するにしても、床下への機器の艤装数を増大させられる分だけ屋根上機器４ａの数を無くすか低減して低重心化に貢献できる。

一方、近時では、ブレーキ作動時の回生電流が利用できない現象（回生失効）によって失われる電力を有効利用するため、あるいは架線のない区間でも対環境制の観点からディーゼルエンジンなどの化石燃料を用いる発電装置によらず電気で走行するように、二次電池、キャパシタ、フライホイールなどの蓄電装置を車両に搭載することが各所で検討されている。また、長距離の架線がない区間に対応するため、環境性を考慮した燃料電池と併用することや、太陽光のエネルギーを利用することなど、様々な構想がなされている。このような車両を実現するには、従来の車両システムにはない蓄電池など新規の機器を搭載する必要が生じる。既述したような凹部５による床下機器設置スペースの増大はこれら新規な機器を床下機器４として設置できる余裕をもたらすし、屋根５１上への一部機器の設置が余儀なくされるにしても屋根５１上への設置数を必要最小限に抑えられる。

ここで、新規機器の増設によって床２下と屋根５１上に機器を配分し設置することが余儀なくされる場合、新規に設置することになる発電システムや蓄電装置などが既設の機器よりも重い条件を持つものについては、既設の床下機器４を屋根上機器４ａに設置 替えし、重い新規な機器を床下機器４として設置することができるし、電気系や配管系、その他の接続系における接続作業上や信号、エネルギーなどの流れの合理性、メリット、デメリットなどを配慮して自由に配分し設置すればよい。

また、本発明は、床が車輪よりも高い通常車から床が車輪よりも低い低床車までの鉄道車両一般に適用して有効である。

本発明は鉄道車両に実用でき、車体断面内の有効利用と、それによる床下機器の空気抵抗解消、および車両のさらなる軽量化、高速運転化に貢献できる。

本発明の実施の形態に係る床下機器の設置方法およびその設置構造が適用された鉄道車両の例とその変形例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面方向での横断面図、（ｃ）は垂直方向での半部横断面図、（ｄ）は変形例の垂直方向での半部横断面図である。 図１（ａ）〜（ｄ）の車両の要部斜視図である。 本発明の実施の形態に係る床下機器の設置方法およびその設置構造が適用された鉄道車両の別の例を示す斜視図である。 図３の車両の片側の床下機器を取り出した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る床下機器の設置方法およびその設置構造が適用された鉄道車両の他の例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は垂直方向での横断面図である。 本発明の実施の形態に係る床下機器の設置方法およびその設置構造が適用された鉄道車両の今１つの例を示し、（ａ）は水平方向での横断面図、（ｂ）は側面図である。 図６の車両の台枠を示す斜視図である。 従来の車両を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は垂直方向での横断平面図である。 本発明の実施の形態に係る床下機器の設置方法およびその設置構造が適用された鉄道車両のさらに他の例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面方向での横断面図、（ｃ）は垂直方向での半部横断面図である。

符号の説明

１ 車両
２ 床
３ 台枠
４ 床下機器
４ａ 屋根上機器
５ 凹部
５ａ、５ｂ 開放部
６ ボルト
７、８ 支持部
７ａ、８ａ 被支持部
９ 盛上がり部
１１、１２ 取付孔
１３ 取り付け手段
１４ 板部材
１５ 放熱孔
２１ 通路
２２ 窓
２３ 出入り口
２４ ドア
２５ ロングシート
３１ 中空部
３２ コネクタ
３３ レール
４１ 遮熱板
４２ 台車
４３ 車輪
４３ａ 回転軸
５１ 屋根
Ｚ 開閉域

Claims (14)

1. 鉄道車両の床を支持または形成する台枠を床面上に盛上がらせて、その裏側に鉄道車両の床下および側方に開放した凹部を形成し、この凹部内に床下機器を収容して台枠に支持することを特徴とする床下機器の設置方法。
2. 鉄道車両の床を支持または形成する台枠を床面上に盛上がらせて、その裏側に鉄道車両の床下および側方に開放した凹部を形成し、この凹部内に床下機器を収容して台枠に支持するのに併せ、前記凹部への床下機器の収容により凹部の鉄道車両の床下および側方への開放部を閉じることを特徴とする床下機器の設置方法。
3. 凹部は、床下機器に付帯し、あるいは複数の床下機器を装備した板部材によって閉じる請求項１、２のいずれか１項に記載の床下機器の設置方法。
4. 凹部は、鉄道車両の片側の側面にだけ開放するように、鉄道車両の片側の側面または両側の側面に沿い、かつ、通路、窓、出入り口とそのドアの開閉域を避けた位置にて、床下機器を収容する請求項１〜３のいずれか１項に記載の床下機器の設置方法。
5. 台枠の凹部形成による床面からの盛上がり部にて、これと設置域が重なるロングシート、クロスシート、寝台のシートを支持する請求項１〜４のいずれか１項に記載の床下機器の設置方法。
6. 凹部は、ロングシート、クロスシート、寝台の設置域の範囲内にて床下機器を収容する請求項５に記載の床下機器の設置方法。
7. 床が車輪よりも高い通常車から床が車輪よりも低い低床車までの鉄道車両に適用する請求項１〜５のいずれか１項に記載の床下機器の設置方法。
8. 鉄道車両の床を支持または形成する台枠に床面上に盛上がる盛上がり部を設けて、その裏側を鉄道車両の床下および側方に開放した凹部とし、この凹部と、この凹部内に収容する床下機器と、の間で、床下機器を台枠に着脱できるように支持またはおよび固定する取り付け手段を備えたことを特徴とする床下機器の設置構造。
9. 鉄道車両の床を支持または形成する台枠に床面上に盛上がる盛上がり部を設けて、その裏側を鉄道車両の床下および側方に開放して床下機器を収容する凹部とし、この凹部とそれに収容した床下機器との間で、床下機器を台枠に着脱できるように支持またはおよび固定する取り付け手段を備え、床下機器が凹部に収容され台枠に支持またはおよび固定される位置にて凹部の鉄道車両の床下および側方への開放部のうち少なくとも側方への開放部を閉じる板部材を設けたことを特徴とする床下機器の設置構造。
10. 板部材は、床下機器に付帯し、あるいは複数の床下機器を装備したものであり、凹部の鉄道車両の側方への開放部に対応した少なくとも１面を有し、最大床下機器を収容するボックスをなしている請求項８、９のいずれか１項に記載の床下機器の設置構造。
11. 盛上がり部は、凹部が、鉄道車両の片側の側面にだけ開放するように、鉄道車両の片側の側面または両側の側面に沿い、かつ、通路、窓、出入り口とそのドアの開閉域を少なくとも避けて設けている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の床下機器の設置構造。
12. 盛上がり部は、非床面であり、これと設置域が重なるロングシート、クロスシート、寝台のシートを支持している請求項８〜１１のいずれか１項に記載の床下機器の設置構造。
13. 盛上がり部は、鉄道車両の居住空間を避けて、ロングシート、クロスシート、寝台の設置域の範囲内に設けた請求項１２に記載の床下機器の設置構造。
14. 鉄道車両は、床が車輪よりも高い通常車から床が車輪よりも低い低床車までのものである請求項８〜１３のいずれか１項に記載の床下機器の設置構造。
    

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