JP2009241715A

JP2009241715A - 鉄道車両の構体

Info

Publication number: JP2009241715A
Application number: JP2008090034A
Authority: JP
Inventors: Kozo Ueda; 浩三植田; Takahiro Azuma; 恭弘東
Original assignee: Kinki Sharyo Co Ltd
Current assignee: Kinki Sharyo Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】複数の骨部材と外板部材との組み立て精度が向上される鉄道車両の構体を提供する。
【解決手段】骨部材２ａ、２ｂと、骨部材２ａ、２ｂに取付けられる外板部材３Ａ、３Ｃとから構成される鉄道車両の構体１において、骨部材２ａと外板部材３Ａとは、接着剤６Ａにより接合され、骨部材２ｂと外板部材３Ａ、３Ｃとは、それぞれ接着剤６Ｂ、６Ｃにより接合される。そして、外板部材３Ａと外板部材３Ｃとは、重なり合わないように配置されて、骨部材２ａ、２ｂに取付けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の骨部材と、その複数の骨部材に取付けられる外板部材とから構成される鉄道車両の構体に関する。

一般に、鉄道車両の構体は、フレームを構成する複数の骨部材に外板部材が取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１の構体では、外板部材は、複数の骨部材にレーザ溶接により接合されている。

特開２００６―７６３１６号公報

しかしながら、上記特許文献１の構体では、複数の骨部材と外板部材とが溶接時の入熱によって歪むため、組み立て精度が悪くなるという問題がある。また、事故等で損傷を負った外板部材を補修するために、外板部材を複数の骨部材から取り外す際には、外板部材と複数の骨部材との溶接部分をプラズマ等による高熱処理を行わなければならず、取り外し作業に手間がかかるという問題がある。さらに、鋼材以外の材料を複数の骨部材及び外板部材に用いることができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の骨部材と外板部材との組み立て精度が向上される鉄道車両の構体を提供することを目的とする。

本発明の構体は、複数の骨部材と、前記複数の骨部材に取付けられる外板部材とから構成される鉄道車両の構体において、前記複数の骨部材と前記外板部材とは、接着により接合されることを特徴としている。

この構成によると、複数の骨部材と外板部材とは接着により接合されるので、数の骨部材と外板部材とが溶接時の入熱によって歪むように、複数の骨部材と外板部材とは歪みを生じない。これより、複数の骨部材と外板部材との組み立て精度が向上する。また、複数の骨部材と外板部材とが接着剤等により接合されるので、従来のように、室内部品等を全て取り除いた後、高熱処理等により外板部材を複数の骨部材から取り外す必要はなく、外板部材を複数の骨部材から容易に取り外すことができる。また、鋼材以外の材料を複数の骨部材及び外板部材に用いることができる。さらに、外板部材及び複数の骨部材は、外板部材が複数の骨部材に取り付ける前にそれぞれ単独で外面の塗装仕上げを行うことができるので、外板部材の取り付け後に全体の塗装仕上げを行う場合に比べて作業が容易となる。

本発明の構体では、前記複数の骨部材は、中空形状であってもよい。

この構成によると、複数の骨部材が中空形状に形成されることで、骨部材の強度が大きくなる。従って、複数の骨部材から組み立てられる構体の強度及び剛性が向上する。これより、複数の骨部材と外板部材とが相互に補完しあわなくとも、複数の骨部材のみで必要な強度及び剛性を確保することができる。また、外板部材の強度を考慮する必要がなく、外板部材に様々な材料を選択することができる。

本発明の構体では、前記複数の骨部材の両端部は、それぞれ閉塞されていてもよい。

この構成によると、複数の骨部材が中空形状である場合に、複数の骨部材の両端部が閉塞されることで、その内部は完全な気密状態となる。これより、複数の骨部材の内面において酸化による錆が進行することはないので、内面に防錆処理のための塗装作業を省くことができる。

本発明の構体では、前記外板部材は、弾性材であってもよい。

この構成によると、外板部材に弾性材を用いた場合には、複数の骨部材間に力が作用することでねじれ等が発生した場合でも、そのねじれを外板部材の変形が吸収することができる。特に、複数の骨部材が中空形状である場合に有効である。

本発明の構体では、前記外板部材は、互いに重なり合わないように配置されていてもよい。

この構成によると、外板部材は、他の外板部材と重なり合わないようにそれぞれ独立して複数の骨部材に取り付けられているので、取り外したい外板部材のみを複数の骨部材から容易に取り外すことができる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係る構体１について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る構体が用いられた鉄道車両の一部側面図である。図２は、図１の構体を構成する骨部材を説明する図であり、図２（ａ）は図１の構体において外板部材を取り外した状態を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）の点線部分における骨部材の１ユニットを示す図である。図３は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、図３の点線部分における骨部材と外板部材との接合状態を説明する模式図である。

鉄道車両の構体１は、図１〜図４に示すように、複数の骨部材２から組み立てられるフレーム４と、複数の骨部材２に接合される複数の外板部材３から構成される。フレーム４は、複数の骨部材２をラーメン構造、または、トラス構造に適宜組み合わせて構成される。構体１のそして、複数の骨部材２と外板部材３とは接着剤６により接合される。

複数の骨部材２は、鉄系材料であり、引き抜き加工により中空形状に形成されている。このとき、複数の骨部材２は、プレス成型した鋼材を溶接により組み立てて形成される場合に比べて、溶接による歪みの分、形成時の変形を小さくすることができる。これより、寸法精度の良い骨部材が形成される。また、歪み取りなどの仕上げ工程を省くことができ、作業を簡易化することができる。

そして、複数の骨部材２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、例えば、車体前後方向に延びる骨部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、車体上下方向に延びる骨部材２ｅ、２ｆと、骨部材２ａ〜２ｈを補強するための複数の骨部材２ｇとから１つのユニット１０を構成する。骨部材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、この順に車体上方から車体下方に平行に配置され、骨部材２ｅ、２ｆと接着剤により接合される。そして、骨部材２ａ〜２ｆのそれぞれの間には、複数の骨部材２ｇが配置されている。

本実施の形態では、骨部材２ａの断面形状は、図３及び図４に示すように、内側面が斜辺の略台形に形成され、骨部材２ｂ、２ｃの断面形状は、それぞれ略正方形に形成されている。骨部材２ａ、２ｂ、２ｃには、後述する外板部材３Ａ、３Ｂ、３Ｃが取り付けられている。そして、骨部材２ａの内側面には、後述する外板部材３Ｄが取り付けられている。なお、骨部材２ａ、２ｂ、２ｃは、その両端部が閉塞され、外板部材３との接着前に外面の防錆塗装が施される。なお、骨部材の強度は、材質、形状（断面係数）などから決定される。

複数の外板部材３は、平板状に形成され、図１〜図３に示すように、その内側面が複数の骨部材２の外側面と接着剤により接合される。そして、複数の外板部材３は、図３に示すように、構体１における側面及び上面を構成する。例えば、外板部材３Ａ、３Ｂ、３Ｃの３枚の外板部材３について、外板部材３Ａの一部は、骨部材２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆに対して接合され、外板部材３Ｂの一部は、骨部材２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆに対して接合される。そして、外板部材３Ｃは、骨部材２ｂ、２ｃ、２ｅ、２ｆに対して接合される。外板部材３Ｃは、窓開口部Ｓのための開口を中央に有し、外板部材３Ａと外板部材３Ｂとの間に配置される。このとき、鉄道車両の上下方向に隣接する２枚の外板部材３Ａ及び外板部材３Ｃのそれぞれの対向する端部は、図４に示すように、互いに重なり合うことなく骨部材２ｂの外側面と接合される。同様に、鉄道車両の上下方向に隣接する２枚の外板部材３Ｂ及び外板部材３Ｃのそれぞれの対向する端部は、互いに重なり合うことなく骨部材２ｃの外側面と接合される。なお、複数の外板部材３は、例えば、ＦＲＰ（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ繊維強化プラスティック）、ＡＬ（アルミニウム）など、強度を有し軽量である材料が用いられる。

ここで、複数の骨部材２と外板部材３との接合状態について、図４を参照して説明する。複数の骨部材２と外板部材３との接合は、接着剤６によって接合される。具体的には、外板部材３Ａの内側面（図４における右側）と骨部材２ａの外側面（図４における左側）とが、骨部材２ａの上方の角部近傍において接着剤６Ａによって接合される。このとき、外板部材３Ａの一端部近傍には、シール材７Ａが配置される。一方、外板部材３Ａの内側面と骨部材２ｂの外側面（図４における左側）とは、外板部材３Ａの他端部近傍で接着剤６Ｂによって接合される。また、外板部材３Ｃの内側面と骨部材２ｂの外側面とは、外板部材３Ｃの端部近傍で接着剤６Ｃによって接合される。このとき、外板部材３Ａの他端部と外板部材３Ｃの端部との間には、シール材７Ｂが配置されている。従って、隣接する２つの外板部材３Ａ及び外板部材３Ｃのそれぞれの対向する端部は、互いに重なり合わないように配置されているので、外板部材３Ａ及び外板部材３Ｃは、骨部材２ｂからそれぞれ単独に取り外すことができる。これより、外板部材３は、それぞれ互いに重なり合わないように複数の骨部材２に取付けられることで、複数の骨部材２からそれぞれ単独に取り外される。なお、外板部材３Ａ及び外板部材３Ｃは、それぞれ塗装された状態で、骨部材２ｂに接着剤により接合される。そして、外板部材３Ａ及び外板部材３Ｃと骨部材２ｂとの間に形成された隙間は、シール材で埋められる。

以上説明したように、複数の骨部材２と外板部材３とは接着により接合されるので、複数の骨部材２と外板部材３との歪みを生じない。これより、複数の骨部材２と外板部材３との組み立て精度が向上する。また、複数の骨部材２と外板部材３とが接着剤６により接合されるので、従来のように、室内部品等を全て取り除いた後、高熱処理等により外板部材を複数の骨部材から取り外す必要はなく、外板部材３を複数の骨部材２から容易に取り外すことができる。また、鋼材以外の材料を複数の骨部材２及び外板部材３に用いることができる。さらに、外板部材３及び複数の骨部材２は、外板部材３が複数の骨部材２に取り付ける前にそれぞれ単独で外面の塗装仕上げを行うことができるので、外板部材３の取り付け後に全体の塗装仕上げを行う場合に比べて作業が容易となる。

また、複数の骨部材２が中空形状に形成されることで、骨部材２の強度が大きくなる。従って、複数の骨部材２から組み立てられる構体１の強度及び剛性が向上する。これより、複数の骨部材２と外板部材３とが相互に補完しあわなくとも、複数の骨部材２のみで必要な強度及び剛性を確保することができる。また、外板部材３の強度を考慮する必要がなく、外板部材３に様々な材料を選択することができる。

また、複数の骨部材２が中空形状である場合に、複数の骨部材２の両端部が閉塞されることで、その内部は完全な気密状態となる。これより、複数の骨部材２の内面において酸化による錆が進行することはないので、内面に防錆処理のための塗装作業を省くことができる。

また、外板部材３に弾性材を用いた場合には、複数の骨部材２間に力が作用することでねじれ等が発生した場合でも、そのねじれを外板部材３の変形が吸収することができる。特に、複数の骨部材２が中空形状である場合に有効である。

また、外板部材３は、他の外板部材３と重なり合わないようにそれぞれ独立して複数の骨部材２に取り付けられているので、取り外したい外板部材３のみを複数の骨部材２から容易に取り外すことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、複数の骨部材２は、引き抜き加工により中空形状に形成されている例について説明したが、本発明はこれに限らず、図５に示すように、複数の骨部材１２は、複数の鋼板が溶接により接合されて形成されてもよい。この場合、複数の骨部材１２に含まれる骨部材１２ａ、１２ｂでは、それぞれ、２枚の鋼板が溶接部Ａで接合される。これより、複数の骨部材１２は、様々な鋼材が組み合わさることによって、任意の形状に容易に形成されることができる。

また、図６に示すように、複数の骨部材２２は、例えば、骨部材２２ａのように、断面が略この字形状の構造でもよく、また、骨部材２２ｂのように、断面が略Ｚ字形状の構造でもよい。このとき、外板部材３Ａ、３Ｃは、骨部材２２ａ、２２ｂと同じ鉄系材料から形成される。そして、外板部材３Ａと骨部材２２ａとが接着剤６Ａによって接合され、外板部材３Ａ、３Ｃが骨部材２２ｂとそれぞれ接着剤６Ｂ、６Ｃによって接合される。これより、骨部材２２ａ、２２ｂ及び外板部材３Ａ、３Ｃは、それぞれ歪みを生じることなく接合される。

また、複数の骨部材２は、引き抜き加工に限定されず、押し出し加工等、他の方法により形成されてもよい。

本発明の実施形態に係る構体が用いられた鉄道車両の側面図である。図１の構体を構成する骨部材を説明する図であり、図２（ａ）は図１の構体において外板部材を取り外した状態を示す図、図２（ｂ）は図２（ａ）の点線部分における骨部材の１ユニットを示す図である。図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３の点線部分における骨部材と外板部材との接合を説明する模式図である。本発明の変形例に係る構体を説明する模式図である。本発明の変形例に係る構体を説明する模式図である。

符号の説明

１、１１、２１構体
２、１２、２２骨部材
３外板部材

Claims

複数の骨部材と、前記複数の骨部材に取付けられる外板部材とから構成される鉄道車両の構体において、
前記複数の骨部材と前記外板部材とは、接着により接合されることを特徴とする構体。
前記複数の骨部材は、中空形状であることを特徴とする請求項１に記載の構体。
前記複数の骨部材の両端部は、それぞれ閉塞されていることを特徴とする請求項２に記載の構体。
前記外板部材は、弾性材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の構体。
前記外板部材は、互いに重なり合わないように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の構体。