JP2007261367A - 床下機器の艤装方法とそれに用いる艤装用キャビネット - Google Patents

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Teruyuki Nishida
輝幸 西田
Goji Onishi
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Abstract

【課題】独立した床下機器を艤装用キャビネットに集約して取り扱い手間なく短時間で艤装しまたメンテナンスができるようにする。
【解決手段】配線12、配線配管13、配線ダクト14などの事後接続が必要な床下機器3を艤装用キャビネット11内に集約配置して取り付けてそれら床下機器3相互のあるいは艤装用キャビネット11の外部接続部5との配線12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11を車体1の台枠2下に取付けて実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネット11と車体1やこの車体1に実艤装している床下機器3、艤装用キャビネット11など他との配線12、配線配管13、配線ダクト14などによる必要な接続を行うことにより、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艤装する艤装方法とそれに用いる艤装用キャビネットに関するものである。
鉄道車両に艤装する機器は、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体の外まわりに設けるもので、車両の重心を下げる意味でも床下機器として床下に設置することが多い(例えば、特許文献1〜4参照。)。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、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。
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
ところで、床下機器などとして艤装する鉄道車両の外部機器は多岐に亘り、インバータ方式の主制御器VVVFなどのように複数の電気機器をユニット化したものもあるなか、機能の違い、メーカーの違い、販売ルートの違い、取り扱いの違い、設置位置の違いなどから、配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が、相互間や車体など他との間で必要な独立した多数の同種、異種機器を組合せ艤装している。
しかし、特許文献1〜4に見られるようにそれら個々の床下機器の取りつけについての改良は種々なされているが、その艤装は下方からの上向き作業となる不便さに変わりはなく、特に、床下機器間や車体側との図9、図10に示すような配線配管a、配線ダクトbなどでの接続やそれらの結束は、機器間での渡り数、防水箇所数を多く含む複雑雑多な現場作業となる。特に配線配管aは図10に示すように、図9に示す配管ダクトbに比して複雑に屈曲しながら多く混在する。これらのため艤装作業に長い時間が掛かり高コストの原因となっている。また、メンテナンス時にも組付け作業時と同程度の手間と時間が掛かるので補修コストも高くつく。
本発明の目的は、事後接続が相互間や車体など他との間で必要な独立した床下機器を艤装用キャビネットに集約して取り扱い手間なく短時間で艤装しまたメンテナンスができる床下機器の艤装方法とそれに用いる艤装用のキャビネット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艤装方法は、鉄道車両の車体の床を支持または形成する台枠の下に床下機器を艤装する床下機器の艤装方法であって、配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な床下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床下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前記台枠の下に取付けて実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネットと前記車体やこの車体に実艤装している床下機器、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ことを1つの特徴としている。
このような構成では、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、選択する個々の床下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床下機器を車体の台枠の構造などとの関係なしに近接配置して取り付け、また、床下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床下機器の艤装をそれらを覆って達成することができる。
本発明の床下機器の艤装方法は、また、鉄道車両の車体の床を支持または形成する台枠の下に床下機器を艤装する床下機器の艤装方法であって、配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な床下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床下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前記台枠の下に取付けて実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネットに前記車体やこの車体に実艤装している床下機器、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い、かつ実艤装し、また実艤装する艤装キャビネットにその一方側から他方側に台枠下を引き回す配線などを通すことを別の特徴としている。
このような構成では、1つの特徴に加え、さらに、擬装用キャビネットにその一方側から他方側に台枠下を引き回す配線などを通して床下機器と共に覆うことができる。
配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な床下機器の全てまたは1〜数点を残したほとんど全てを1つの艤装用キャビネット内に集約配置して取り扱う、さらなる構成では、
艤装する床下機器全てまたはほとんど全てにつき艤装用キャビネットに予備艤装する利点を満足することができる。
1つの艤装用キャビネットは、床下機器を予備艤装した複数の分割キャビネット体を互いの床下機器間の配線などによる必要な接続を伴い合体させて形成する、さらなる構成では、
複数の分割キャビネット体個々に製作し床下機器を予備艤装することで、車体への実艤装するまでの製作単位、予備艤装単位、取り扱い単位を小さくしておき、車体への実艤装時に複数の分割キャビネット体を互いの配線などによる接続を伴い合体させるだけで1つの艤装用キャビネットによる実艤装状態を実現できる。
艤装用キャビネットは上端に開口を有した容器体と、この容器体の開口を閉じる蓋体とを備えたものを用い、床下機器の容器体内への配置および取付け、必要な接続を上方から行って後、容器体の開口を蓋体で閉じた艤装用キャビネットとして封止し、封止後の艤装用キャビネットを前記台枠の下に下方から取付け実艤装する、さらなる構成では、
床下機器でありながら艤装用キャビネットの容器体に対してその上端の開口を通じた容易な下向き作業にて予備艤装できるし、容器体の開口を蓋体で閉じて封止することで集約配置した床下機器および接続構造を一括して防水し、保護することができる。また、車体への上向き艤装作業は艤装用キャビネットにより少なくなり簡易化する。
本発明の床下機器の艤装用キャビネットは、上端に開口を有した容器体と、この容器体の開口を閉じる蓋体とを備え、それらの少なくとも内面の適所に押出し成形されたリブまたはおよびアリ溝と、容器体の外周面の適所に押出し成形された車体台枠への取付け部を有したことを特徴としている。
このような構成では、上端が開口した容器体により床下機器の下向き作業での予備艤装に適したものとしながら、蓋体により床下機器や配線などによる接続構造の全面覆いや封止を容易にし、それら容器体や蓋体の内面の適所の特別な組付けの要らないリブやアリ溝を床下機器の支持や取り付け、そのための金具や器具の取り付け、配線類の通しなどに利用して予備艤装作業を容易にし、また、容器体の外周面の適所の特別な組付けの要らない取り付け部により蓋体との間の閉じや封止に影響なく台枠へ簡単に取り付け実艤装できる。しかも、リブやアリ溝、取り付け部は容器体や蓋体の曲げ強度を高められる。外面にリブやアリ溝を設けると接地部や補強などとすることができ、場合により車体への取り付け部とすることもできる。
本発明の床下機器の艤装方法の1つの特徴によれば、事後接続が必要な個々の床下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。
本発明の床下機器の艤装方法の別の特徴によれば、1つの特徴に加え、さらに、艤装用キャビネットにその一方側から他方側に台枠下を引き回す配線、配線配管、配線ダクトを通して保持および保護し、艤装外観をさらにシンプル化できる。
重量化は別にして、艤装する床下機器全てについても1つの艤装用キャビネットを利用した予備艤装による利点を生かせる。
複数の分割キャビネット体への床下機器の個別な予備艤装で、車体への実艤装までの製作単位、予備艤装単位、取り扱い単位を小さくして各種作業の簡易化を図り、車体への実艤装では分割キャビネット体の床下機器どうしの接続を伴うだけの容易な合体にて1つの艤装用キャビネットとして機能させられる。
集約配置する床下機器を艤装用キャビネットの容器体に対する容易な下向き作業にて予備艤装し、蓋体で閉じ封止するだけでそれら床下機器および接続構造を一括して容易に防水し保護することができ、車体への上向き艤装作業は艤装用キャビネットにより少なくなり簡易化する。
本発明の床下機器の艤装用キャビネットによれば、上端が開口した容器体と蓋とで、床下機器を下向き作業で予備艤装して閉じ、封止する作業を容易としながら、それらの内面の特別な組付けの要らない低コストなリブやアリ溝にて予備艤装作業を容易にし、また、容器体の外面の特別な組付けの要らない取り付け部にて蓋体との閉じ封止に影響せず車体に容易に取り付け実艤装できる。しかも、それらリブ、アリ溝、取り付け部は容器体や蓋体の曲げ強度を高められる。
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艤装方法とそれに用いる艤装用キャビネットについて図1〜図8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艤装方法は、図1〜図3に示すような補助電源装置SIVと合体させたインバータ方式の主制御器VVVF、フィルタリアクトル、ブレーキ抵抗、2つのブレーキ制御装置、予備ブレーキ装置、蓄電池、配電装置、2つの供給空気溜め、空気供給装置、二室空気溜めなどの外部機器を床下機器3として鉄道車両の車体1の床を支持または形成する台枠2の下に艤装するのに、従来、図8に示すようにメーカー、販売ルート、取り扱いの違いなどから独立機器として提供され、あるいは選択している単位のままで艤装して、それら床下機器c間や車体eとの間に必要な配線d、配線配管a、配線ダクトbなどの事後接続を行っていたのを改め、次のようにして艤装する。
まず、それら床下機器3の幾つかにつき図1、図2に示す各例のように、またそれら床下機器3の全て、または図3に示す例のように1つを残したほとんど全てにつき、艤装用キャビネット11内に集約配置して取り付けるとともに、集約配置した床下機器3相互のあるいは艤装用キャビネット11の外部接続部5との配線12などによる必要な接続を図6に示すように行って予備艤装する。なお、配線12の引き揃い数によっては配線配管13を用いて接続することもできる。場合によって配線ダクト14を用いてもよい。次いで、この予備艤装後の艤装用キャビネット11を前記台枠2の下に図5に示すように取付けて実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネット11と車体1やこの車体1に実艤装している床下機器3、艤装用キャビネットなど他との配線12、配線配管13、配線ダクト14などによる必要な接続を行う。
これにより、機能、メーカー、販売ルート、取り扱いの違いなどから配線12、配線配管13、配線ダクト14などによる事後接続が必要なものとして提供され、選択している個々の床下機器3を艤装用キャビネット11に集約配置する予備艤装により、車体1から離れた工場作業などのアウトワークにて各床下機器3を車体1の台枠2の構造などとの関係なしに、従って、平面上などに近接配置して設置し、また、床下機器3相互や艤装用キャビネット11の外部接続部5との間の配線12などによる必要な接続が行え、車体1へは艤装用キャビネット11を取り付けるだけで集約配置分の床下機器3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床下機器3をアウトワークで艤装用キャビネット11に効率よく集約予備艤装し、車体1へは艤装用キャビネット11単位の少ない現車作業で艤装できる。また、機器相互間の配線12などの渡り数、渡り長さ、結束や配線配管13、配線ダクト14の必要長さ、必要数が減少し、高価な防水コネクタの必要な接続箇所が艤装用キャビネット11の設置域ではその外部接続部5ないしは図6、図7に示す配線12などの貫通部5a程度に減少する。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、艤装用キャビネット11内の床下機器3や配線12などによる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、風雨などから保護し、艤装の外観をシンプル化し汚れや泥、雪などの付着を防止しやすい。
ここで、艤装用キャビネット11は予備艤装した床下機器3を保護できればどのような構成のものでもよいが、例えば、図6に示すように上端に開口11aを有した容器体11bと、この容器体11bの開口11aを閉じる蓋体11cとを備えたものを用い、床下機器3の容器体11b内への配置および取付けを上方から行って後、容器体11bの開口11aを蓋体11cで閉じた艤装用キャビネット11として合わせ目を接着やコーキングにより封止し、封止後の艤装用キャビネット11を台枠2の下に下方から取付け実艤装すると、床下機器3でありながら艤装用キャビネット11の容器体11bに対してその上端の開口11aを通じた下向き作業にて容易に予備艤装できるし、容器体11bの開口11aを蓋体で閉じて封止することで集約配置した床下機器および接続構造を一括して防水し保護することができる。また、車体1への上向き艤装作業は艤装用キャビネット11により少なくなり簡易化する。
なお、図1に示す摸式例では、空制機器と電気機器とにグループ分けして、電気機器はブレーキ抵抗とフィルタリアクトルを除いた主制御器VVVF、配電機器、蓄電池の3つを艤装用キャビネット11に集約配置して予備艤装している。これにより図8の例に比して中央部の配線ダクト14、配線配管13の取り付けが無くなる配線ダクト14が2本、中央部の配線ダクト14や配線配管13の端部防水処理が無くなる配線配管13が3本、上向き作業の一部である配線配管13が10本短くなる。図2に示す摸式例では、一部の空制機器と電気機器を除外して、図1に示す例の場合の主制御器VVVF、配電機器、蓄電池に加え、これらに近い二室空気溜め、予備ブレーキ装置、空気供給装置を艤装用キャビネット11に予備艤装している。これにより図8の例に比して中央部の配線ダクト14、配線配管13の取り付けが無くなる配線ダクト14が2本、中央部の配線ダクト14や配線配管13の端部防水処理が無くなる配線配管13が6本、上向き作業の一部である配線配管13が10本短くなる。図3に示す摸式例では、ブレーキ抵抗を除く全ての床下機器3を艤装用キャビネット11に集約配置している。これにより図8の例に比して中央部の配線ダクト14、配線配管13の取り付けが無くなる配線ダクト14が3本、中央部の配線ダクト14や配線配管13の端部防水処理が無くなる配管が11本、上向き作業の一部である配線ダクト14が5本、配線配管13が29本短くなる。しかも、艤装する床下機器3の全て、またはほとんど全て、につき艤装用キャビネット11に予備艤装する利点を満足することができる。しかし、車体1への実艤装単位が少ないものの艤装用キャビネット11が大きく、かつ重量化しすぎて取り扱いや実艤装作業が困難になるような場合は、複数の艤装用キャビネット11に分けて床下機器3を集約配置し予備艤装するようにもできるし、図2に示す摸式例のように図1に示す摸式例と図3に示す摸式例との中間レベルの集約配置に止めておくこともできる。
また別に、大きくなりすぎる1つの艤装用キャビネット11は、床下機器3を予備艤装した図5に示すような複数の分割キャビネット体111、111・・を床下機器3間の配線12、配線配管13、配線ダクト14の必要な接続を伴い合体させて形成するようにもできる。これにより、複数の分割キャビネット体111個々に製作し床下機器3を予備艤装することで、車体1への実艤装前の製作単位、予備艤装単位、取り扱い単位を小さくしておき、車体1への実艤装時に複数の分割キャビネット体111を合体させることで1つの艤装用キャビネット11による実艤装状態を実現できる。
また、実艤装し、また実艤装する艤装用キャビネット11にその一方側から他方側に引き回す車体1の配線12などを図6、図7に示すように通すと、それらを擬装用キャビネット11によって保持して覆い、配線ダクト14や配線配管13などの代りをし、配線作業を軽減することができる。
以上のように艤装用キャビネット11内での配線12、配線配管13などによる接続を行い、また、艤装用キャビネット11内に配線12、配線配管13などを貫通部5aを利用するなどして通すのに、図4(a)〜(c)に示すように艤装用キャビネット11内の上部中央などにトレー31や棚などを設置して集約支持すれば配線やメンテナンスの作業に便利であるし、徒に振れたりしない利点がある。
さらに、艤装用キャビネット11は図6、図7に示すように、既述した上端に開口1aを有した容器体11bと、この容器体11bの開口11aを閉じる蓋体11cとを備えるのに加え、それらの少なくとも内面の適所に押出し成形された図4(a)〜(c)に示すようなリブ21またはおよび図6(a)(b)、図7に示すようなアリ溝22を有し、容器体の外周面の適所に取り付け強度確保のための適当なホロー構造を有するなどして押出し成形された車体台枠2への取り付け部23a、23bなどを有したものとしている。これにより、上端に開口11aを有した容器体11bにより床下機器3の下向き作業での予備艤装に適したものとしながら、蓋体11cにより床下機器3や配線12などによる接続構造の全面覆いや封止を容易にしながら、それら容器体11bや蓋体11cの内面の適所に押出し成形にて特別な組付けなしに設けたリブ21やアリ溝22を床下機器3の支持や取り付け、そのための金具や器具の取り付け、配線12などの通しなどに利用して予備艤装作業を容易にし、かつ容器体11bや蓋体11cの曲げ強度を高められる。外面に図6(a)(b)、図7に示すようなアリ溝22やリブを設けてあると接地部や補強などとすることができ、設ける位置によっては車体1への取り付け部23aとすることもできる。取り付け部23aは艤装用キャビネット11の両側の端面に設けて車体1の台枠2下に固定した図示しないガイドレールに沿わせて仮取り付けするのに利用し、取り付け部23bは艤装キャビネット11の両側の側面に設けて、仮取り付けした艤装用キャビネット11を台枠2に長手方向での多くの箇所でボルト止めなどして車体1に確固に取り付けられるようにしている。
上記のような容器体11b、蓋体11cはアルミニウム製とするのが軽量化するので好適であり、容器体11bの取り付け部23a、23bを持った端板や側板、アリ溝22などを持った底板は押出し形材を溶接し合ったものとして容易に得られる。もっとも、蓋体11cも押出し形材を溶接し合うものとしてリブ21やアリ溝22などを容易に設けられる。容器体11bは両側板および底板を一体に押出し成形したものに端板を当てがって溶接接合したものとし、蓋体11cも両側板および天板を一体に押出し成形したものに端板を当てがって溶接接合したものとすることもできる。
本発明は鉄道車両の床下機器の艤装に実用して、艤装作業やメンテナンスを簡易化できる。
本発明の実施の形態に係る床下機器の艤装方法が適用された鉄道車両の1つの模式例を示す車体中央部の下面図である。 本発明の実施の形態に係る床下機器の艤装方法が適用された鉄道車両の別の模式例を示す車体中央部の下面図である。 本発明の実施の形態に係る床下機器の艤装方法が適用された鉄道車両の他の模式例を示す車体中央部の下面図である。 (a)〜(d)は、それぞれ図1〜図3の台枠への床下機器艤装状態を車両限界との関係で示すA−A、B−B、C−C、D−D線での横断面図または端面図である。 図3の艤装用キャビネットを利用した床下機器実艤装状態を示す車体の側面図である。 (a)(b)は、それぞれ艤装用キャビネットへの床下機器の予備艤装方法の1つの例を途中状態で示す斜視図および一部断面図である。 図6の予備艤装終了状態を示す斜視図である。 従来の床下機器の艤装状態を示す車体中央部の下面図である。 従来の床下機器の艤装状態における配線ダクトの配管例を示す斜視図である。 従来の床下機器の艤装状態における配線配管の配管例を示す斜視図である。
符号の説明
1 車体
2 台枠
3 床下機器
5 外部接続部
5a 貫通部
11 艤装用キャビネット
11a 開口
11b 容器体
11c 蓋体
12 配線
13 配線配管
14 配線ダクト
21 リブ
22 アリ溝
23a、23b 取り付け部

Claims (6)

  1. 鉄道車両の車体の床を支持または形成する台枠の下に床下機器を艤装する床下機器の艤装方法であって、
    配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な床下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床下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前記台枠の下に取付けて実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネットと前記車体やこの車体に実艤装している床下機器、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ことを特徴とする床下機器の艤装方法。
  2. 鉄道車両の車体の床を支持または形成する台枠の下に床下機器を艤装する床下機器の艤装方法であって、
    配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な床下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床下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前記台枠の下に取付けて実艤装し、この実艤装した艤装用キャビネットに前記車体やこの車体に実艤装している床下機器や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い、かつ実艤装し、また実艤装する艤装キャビネットにその一方側から他方側に台枠下を引き回す配線などを通すことを特徴とする床下機器の艤装方法。
  3. 配線、配線配管、配線ダクトなどの事後接続が必要な床下機器の全てまたは1〜数点を残すほとんど全てを1つの艤装用キャビネット内に集約配置して取り扱う請求項1、2のいずれか1項に記載の床下機器の艤装方法。
  4. 1つの艤装用キャビネットは、床下機器を予備艤装した複数の分割キャビネット体を互いの床下機器間の配線などによる必要な接続を伴い合体させて形成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の床下機器の艤装方法。
  5. 艤装用キャビネットは上端に開口を有した容器体と、この容器体の開口を閉じる蓋体とを備えたものを用い、床下機器の容器体内への配置および取付け、必要な接続を上方から行って後、容器体の開口を蓋体で閉じた艤装用キャビネットとして封止し、封止後の艤装用キャビネットを前記台枠の下に下方から取付け実艤装する請求項1〜4のいずれか1項に記載の床下機器の艤装方法。
  6. 上端に開口を有した容器体と、この容器体の開口を閉じる蓋体とを備え、それらの少なくとも内面の適所に押出し成形されたリブまたはおよびアリ溝と、容器体の外周面の適所に押出し成形された車体台枠への取付け部と、を有したことを特徴とする床下機器の艤装用キャビネット。
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