JP2009184622A - 中空形材の取付座構造、中空形材の車両用部品取付構造及び部品取付が可能な中空形材 - Google Patents

Abstract

【課題】中空形材で構成された構体に、艤装部品を低コストで、簡便に取付ける方法を提供する。
【解決手段】第１面板と、第２面板と、前記第１面板および前記第２面板を接続する接続板とを一体に形成した中空形材に備えられた取付座構造であって、前記中空形材は、前記第１面板および前記第２面板の部品取付位置に、それぞれ開口部を備えており、前記第１面板および前記第２面板の各開口部に、前記各開口部に挿入可能な大きさに構成された取付座を設置しており、前記取付座は、前記第１面板および前記第２面板の前記各開口部に挿入した状態で固定されており、前記取付座に固定座が取りつけられていることを特徴とする取付座構造により達成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空形材で構成された構造物に部品を取付けるために、構造物に備えられる取付座構造に関する。特に、中空形材で構成された車体を有する電車、路面走行電車、都市交通システム用車両、モノレール車両等の軌条車両の構体に部品を取付けるための取付座構造、中空形材の車両用部品取付構造及び部品取付が可能な中空形材に関する。

例えば、鉄道用車体の妻面に鉄道車両用外幌（以下、「外幌」と称する。）を取付ける場合の例を挙げる。特許文献１には、その図１６に、鉄道用車体に、締結金具１３０を介して、外幌を固定する方法が開示されている。
締結金具１３０は、その長手方向の垂直断面形状がＬ字状である。まず、締結金具１３０のＬ字を形成する一方の面の取付孔を車体の妻面に備えられた取付孔に重ねた後、この重ねた取付孔にボルトを挿入して、当該ボルトにナットを締め付けることにより締結金具１３０を固定する。次に、締結金具１３０の他方の面に、外幌を構成する締結金具１２０をボルトとナットで固定する。
特開２００７−３２６４７２号公報

軌条車両に部品を取付ける箇所が、背景技術に記された車両の妻面のような板材（中空形材でない）であれば、対象物を取付ける作業自体は大きな問題とならない。
しかし、対象物を固定する箇所が２枚の面板とそれらを接続する接続板から構成される中空形材の場合には、中空形材に開けられた取付孔に、対象物に備えられた取付孔を重ねて、２枚の面板と対象物の計３枚にボルトを貫通させた後、ナットを締め付ける必要がある。中空形材は２枚の面板を備えるため、厚みが大きく、容易にボルトを通すことが難しい場合があった。

更に、軌条車両の構体に取付孔を施工した後、ボルトとナット等で部品を取付ける時には、雨水などが車両の構体内部に浸入しないように、水密処理又は防水処理を施す必要があり、生産工数増大の要因となる場合があった。

したがって、中空形材から構成される軌条車両の構体に部品を取付ける取付座構造、中空形材の車両用部品取付構造及び部品取付が可能な中空形材において、その施工の簡便性の観点から解決すべき課題がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、中空形材からなる軌条車両の構体に、簡便に備えることができる取付座構造、中空形材の車両用部品取付構造及び部品取付が可能な中空形材を提供することである。

上記課題を解決するため、この発明による取付座構造は、第１面板と、第２面板と、前記第１面板および前記第２面板を接続する接続板とを一体に形成した中空形材に備えられた取付座構造であって、前記中空形材は、前記第１面板および前記第２面板の部品取付位置に、それぞれ開口部を備えており、前記第１面板および前記第２面板の各開口部に、前記各開口部に挿入可能な大きさに構成された取付座を設置しており、前記取付座は、前記第１面板および前記第２面板の前記各開口部に挿入した状態で固定されており、前記取付座に固定座が取りつけられていることを特徴としている。

また、この発明による車両用部品取付構造は、車外側面板と、車内側面板と、前記車外側面板及び前記車内側面板を連結する接続板とを一体に形成した中空形材によって車両構体が構成されており、前記中空形材は、前記車外側面板及び車内側面板の部品取付位置に、それぞれ開口部を備えており、前記車外側面板及び前記車内側面板の前記開口部に、前記開口部に挿入可能な大きさに構成された取付座を設置しており、前記取付座は、前記車外側面板及び前記車内側面板の前記開口部に挿入した状態で前記車外側面板及び前記車内側面板に溶接によって固定されており、前記取付座には、部品取付用締結具を固定する固定座が設けられていることを特徴としている。

更に、この発明による中空形材は、第１の面板と、第２の面板と、前記第１の面板及び前記第２の面板を連結する接続板とを一体に形成した中空形材であって、前記第１の面板及び前記第２の面板の部品取付位置に、それぞれ開口部を備えており、前記第１の面板及び前記第２の面板の前記開口部に、前記開口部に挿入可能な大きさに構成された取付座を設置しており、前記取付座は、前記第１の面板及び前記第２の面板の前記開口部に挿入した状態で前記第１の面板及び前記第２の面板に溶接によって固定されており、前記取付座には、部品取付用締結具を固定する固定座が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、中空形材からなる軌条車両の構体に、部品を低コストで簡便に取付ける取付座構造、中空形材の車両用部品取付構造及び部品取付が可能な中空形材を提供することができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を説明する。ここでは、実施例の対象を取付座構造として説明する。
近年、新幹線電車等に代表される高速鉄道車両、或いはモノレール車両等の軌条車両においては、車体（構体）は、その製作工数の低減、軽量化の促進、剛性の向上等を実現するために、中空形材により構成されている。具体的には、屋根を形成する屋根構体、車体長手方向に対して両端を閉鎖する面を形成する妻構体、車体長手方向の左右にほぼ垂直に配置される側構体、及び床面を形成する台枠等に、設計条件に応じて中空形材が適用されている。
本発明による取付座構造は、例えば、軌条車両（モノレール、電車等）において、車側表示灯を車体に取付ける場合に適用できる。

図１に、中空形材１０に取付座２５を備えた取付座構造を示す。一般に、新幹線電車及び軌条車両に用いられる中空形材１０は、第１面板１１と第２面板１２と接続板１３とが一体に押出成形された押出中空形材であり、一般には押出性を考慮して主要元素を組成したアルミ合金製である。中空形材１０の第１面板１１と第２面板１２のそれぞれの部品を取付ける位置に、取付座２５を挿入できる大きさの開口部１４，１５が設けてある。図１に示されるように、第１面板１１と第２面板１２が、ほぼ平行に配置される中空形材１０の場合、ドリル又はエンドミルで一度に孔を施工することで同軸の開口部１４，１５を形成しても良い。溶接性を考慮して、取付座２５の材質を中空形材１０と同種に選定してもよい。

取付座２５は、第１面板１１に設けられた開口部１４及び第２面板１２に設けられた開口部１５に挿入できる寸法の円柱形状であり、取付座２５の一方の端面に固定座２９を備える。固定座２９は、図示のようにネジ座であってもよいし、ネジ座に代えて当該端面から突出するボルトでもよい。通常、アルミ部品にネジ座を設ける場合、ネジ山の破損を防ぐために、アルミ部品にネジを切った後、ヘリサートを挿入する。図示はしないが、固定座２９をネジ座とする場合は、必要に応じてヘリサートを挿入する。また、ボルトとする場合は、固定座２９に備えたネジ座にヘリサートを挿入した後、ボルトを備えればよい。

取付座２５を、開口部１４，１５に挿入し、取付座２５と開口部１４，１５の外側周縁における第１面板１１及び第２面板１２を溶接して固定する。鉄道車両の車体のように、水密性が要求される場合、取付座２５を中空形材１０に全周溶接すれば良く、この場合、後工程の防水処理を省略することができる。合わせて、固定座２９がネジ座の場合、ネジ座を袋ネジとすることにより、雨水がネジ孔を経由して車内へ侵入することを防止できる。また、中空形材１０と取付座２５の固定部に水密性が要求されない場合、所定の強度が得られる程度に取付座２５を中空形材１０に溶接すればよい。取付座２５は、丸棒から所定の長さに切り出した円柱形状とし、この形状に合わせて開口部１４，１５を加工してもよい。また、取付座２５の軸方向の長さは、第１面板と第２面板の間隔より大きくしておくと、位置決めと溶接作業を容易に実施できる。なお、図１において、第１面板１１および第２面板１２と取付座２５との溶接部を略三角形のハッチング部により図示しているが、この溶接部は、第１面板１１、第２面板１２、取付座２５にそれぞれ溶込むように溶接されている。

以上の構成からなる取付座構造によれば、部品を取付座２５に位置決めした後、位置決め方向と同一方向からボルトを固定座２９に挿し込むことにより、簡便に部品を取付けることができる。これは、従来のボルト、ナットで部品を取付ける場合に要求される部品を固定するボルトを挿入した方向と反対方向からナットを入れて固定する作業を省略できるので、部品を固定する作業を少ない工数で完了できる。

図２に、中空形材４０に取付座２５を固定する場合の例を示す。軌条車両の車体は、その部位によって異なる形状の中空形材を組み合わせて構成されている。このため、図２に示すように、部品を取付ける位置の中空形材４０の第２面板１２が第１面板１１に対して傾いている場合がある。この場合、まず、部品取付位置の面（図２の場合、面板１１）を基準にして、中空形材４０に開口部１４，１５を設ける。次に、取付座２５の第２面板１２に固定される側の端面を、取付座２５を中空形材４０に挿入したときに、この端面が第２面板１５に沿う形態となるように仕上げる。その後、取付座２５を中空形材４０の開口部１４，１５に位置決めした後、取付座２５を開口部１４，１５に溶接して固定する。この場合も、従来のボルトとナットによる結合において、所定のボルト軸力を発生させるために必要とされた傾斜した面を備えたくさび状の間座を必要としない等の利点がある。

図３は、軌条車両の構体断面形状に合わせて、曲面で構成された中空形材５０に取付座２５を固定する場合の実施例を示す。この種類の中空形材は、軌条車両の側構体と屋根構体を連結する肩部に用いられることが多い。中空形材５０を構成する第１面板１１及び第２面板１２がそれぞれ半径Ｒ１，Ｒ２の曲面であるので、部品を取付ける際の作業性を考慮して、取付座２５の固定座２９を備えた側（第２面板１２の開口部１５に固定される側）は、取付座２５の軸に対して垂直面とし、その反対側の面は第１面板１１の曲率に沿った曲面としたものである。取付座２５を中空形材５０に位置決めした後、取付座２５を開口部１４，１５に溶接して固定する。上述したように、どのような形状の中空形材であろうと、その中空形材に対応した取付座２５の形状を工夫すれば、部品を取付る時の簡便性を損ねることはない。

図４に、本発明の他の実施例を示す。この実施例においては、中空形材１０に、取付座２５を取付けるための、大きさの異なる開口部１４，１５を設ける。まず、第１面板１１に、取付座２５の端面３５の外縁に設けた段差部２７が挿入可能な大きさの開口部１４（小さい方の開口部）を加工する。次に、第２面板１２に取付座２５の段差部２７の反対側の部位が挿入可能な大きさの開口部１５を加工する。
取付座２５は、その端面３５に段付部２７が形成されていると共に、端面３５に固定座２９を設けている。

取付座２５の段付部２７を第２面板１２から第１面板１１へ向けて挿入する。このとき、取付座２５の段付部２７の外縁に形成されている端面２８が第１面板１１に当接するため、容易に取付座２５の挿入方向の位置を決めることができる。

取付座２５の端面３５に備えた段付部２７の高さｄ１は、第１面板１１の板厚ｔ１より小さくしている。更に、取付座２５の段付部２７の形状を挿入方向に向かって先細りにすることによって、第１面板１１の開口部１４と、取付部２５の段付部２７によって囲まれる空間が形成される。取付座２５の段付部２７を第１面板１１に溶接する際に、この空間に溶融した金属（溶接ビード）が流れるため、溶接ビードが第１面板１１より外側に盛り上がることを防止できる。なお、取付座２５に備えられる固定座２９は、図示のようにネジ座であっても、それに代えてボルトであってもよい。また、この固定座２９は、取付座２５の段付部２７の側に備えても良いし、段付部２７の反対側の端面に備えても良い。図示はしないが、取付座２５の両方の端面に、固定座２９を備えてもよい。

図５、図６に、本発明による他の実施例を示す。取付座２５の段付部２７の反対側の端面に固定座２９として、ボルト６０を設けた例である。また、図６では、取付座２５の段付部２７が形成されている端面の反対側の端面に固定座２９としてネジ座を設けた例である。

図７ａ及び図７ｂに、取付座２５の端面に固定座として複数のネジ座を設けた他の実施例を示す。図７ａは断面図、図７ｂは図７ａの左側から見た正面図である。この実施例は、対象となる部品の形態に合わせて、取付座２５に形成されている段付部２７の端面に複数の固定座２９を設けた例である。図示した固定座２９はネジ座である。また、図示はしないが、取付座２５の段付部２７の反対側の端面に複数のネジ座又は複数のボルトを設けてもよい。

図８に、本発明による取付座構造を用いて、モノレール（軌条車両）用車体の側面に緊急避難用の緩降機吊腕３０を備えた例を示す。なお、図８において、１１ａは前記各実施例の第１面板に相当する車外側面板であり、１２ａは前記各実施例の第２面板に相当する車内側面板である。

モノレール用車体の側構体１００は中空形材で構成されている。このため、図４で示した取付座２５を複数個、離散的に側構体１００に溶接して、取付座構造を構成したものである。取付座２５の車内側の突出量を小さくできるため、戸袋内に備えられるドア９０との干渉を避けることができる。本取付座構造を採用することにより、結果的に、戸袋の厚みを小さくすることができるため、広い車内空間を実現することができる。更に、取付座２５を全周溶接で側構体１００に固定しているため、追加の防水処理も必要としない。なお、緩降機吊腕３０は、地上から高い位置に敷設した桁に沿って走行するモノレールが備える装置で、非常時に乗客を高所から速やかに地上へ降ろす緊急避難用シュータを懸垂する部品である。

以上、この発明の実施例として、特に車両を構成する構体に部品を取り付ける車両用部品取付構造を例に挙げて説明したが、この発明による取付座構造は、これに限ることなく、例えば、一般的に中空形材に取付座を備える取付け構造や、建材用等の中空形材パネル等にも適用できることは明らかである。

本発明による取付座構造の一実施例を示す断面図。 本発明による取付座構造の別の実施例を示す断面図。 本発明による曲面で構成された中空形材に備えた取付座構造の実施例を示す断面図。 本発明による取付座構造の更に別の実施例を示す断面図。 本発明による取付座構造の更に別の実施例を示す断面図。 本発明による取付座構造の更に別の実施例を示す断面図。 本発明による取付座構造の更に別の実施例を示す断面図。 図７ａに示す取付座構造の正面図。 本発明による取付座構造を軌条車両に適用した場合の断面図。

符号の説明

１０：構体 １１：車内側の面板
１２：車外側の面板 １３：接続板
１４：開口部 １５：開口部
２０：ブロック ２５：取付座
２７：段付部 ２８：段付部の端面
２９：固定座 ３０：緩降機吊腕
４０：中空形材 ５０：中空形材
６０：ボルト ９０：ドア
１００：側構体

Claims (12)

1. 第１面板と、第２面板と、前記第１面板及び前記第２面板を接続する接続板とを一体に形成した中空形材に、取付座を備えた取付座構造であって、
   前記取付座は、前記中空形材の前記第１面板及び前記第２面板の部品取付位置にそれぞれ設けられた開口部に挿入された状態で、前記第１面板及び前記第２面板に固定されており、
   前記取付座には、部品取付用の固定座が設けられている、
   ことを特徴とする取付座構造。
2. 請求項１に記載された取付座構造において、
   前記第１面板の前記開口部と前記第２面板の前記開口部とは、その大きさが異なっており、
   小さい方の前記開口部に固定される前記取付座の一端の外縁には、前記小さい方の前記開口部に挿入可能な大きさに構成された段付部が形成されられており、
   前記取付座の前記一端には前記固定座が設けられており、
   前記取付座の前記段付部の外縁の端面が前記小さい方の前記開口部を備えた前記面板に当接している、
   ことを特徴とする取付座構造。
3. 請求項２に記載された取付座構造において、
   前記固定座は、前記取付座の前記一端の反対側に位置する他端に設けられている、
   ことを特徴とする取付座構造。
4. 請求項２又は３に記載の取付座構造において、
   前記取付座の前記一端に備えられた前記段付部の高さは、前記段付部が挿入される前記開口部を備える前記面板の板厚より低い、
   ことを特徴とする取付座構造。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載された取付座構造において、
   前記取付座が円柱体形状である、
   ことを特徴とする取付座構造
6. 請求項１又は２に記載された取付座構造において、
   前記取付座と、前記第１面板及び前記第２面板とが、溶接により固定されている、
   ことを特徴とする取付座構造。
7. 車外側面板と、車内側面板と、前記車外側面板及び前記車内側面板を連結する接続板とを一体に形成した中空形材によって車両構体が構成されており、
   前記車外側面板及び車内側面板の部品取付位置に、それぞれ開口部を備えており、
   前記車外側面板及び前記車内側面板の前記開口部に挿入された取付座が、当該挿入状態で、前記車外側面板及び前記車内側面板に溶接によって固定されており、
   前記取付座には、部品取付用締結具を固定する固定座が設けられている、
   ことを特徴とする車両用部品取付構造。
8. 請求項７に記載にされた車両用部品取付構造において、
   前記車外側面板の前記開口部と前記車内側面板の前記開口部とは、その大きさが異なっており、
   小さい方の前記開口部に固定される前記取付座の一端の外縁には、前記小さい方の前記開口部に挿入可能な大きさに構成された段付部が形成されており、
   前記取付座は、大きい方の前記開口部に挿入可能な外形寸法を有する、
   ことを特徴とする車両用部品取付構造。
9. 請求項８に記載された車両用部品取付構造において、
   前記取付座は、その全長が前記車外側面板と前記車内側面板との間隔よりも長く構成されている、
   ことを特徴とする車両用部品取付構造。
10. 請求項７又は８に記載された車両用部品取付構造において、
    前記取付座の前記固定座は、前記取付座の一端に開口したねじ穴である、
    ことを特徴とする車両用部品取付構造。
11. 第１の面板と、第２の面板と、前記第１の面板及び前記第２の面板を連結する接続板とを一体に形成した中空形材であって、
    前記第１の面板及び前記第２の面板の部品取付位置に、それぞれ開口部を備えており、
    前記第１の面板及び前記第２の面板の前記開口部に挿入された取付座が、当該挿入状態で、前記第１の面板及び前記第２の面板に溶接によって固定されており、
    前記取付座には、部品取付用締結具を固定する固定座が設けられている、
    ことを特徴とする中空形材。
12. 請求項１１に記載された中空形材において、
    前記第１の面板の前記開口部と前記第２の面板の前記開口部とは、その大きさが異なっており、
    小さい方の前記開口部に固定される前記取付座の一端の外縁には、前記小さい方の前記開口部に挿入可能な大きさに構成された段付部が形成されている、
    ことを特徴とする中空形材。

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