JP2009262687A - 鉄道車両の吹寄構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の重量増加や強度低下を回避しつつ、車室スペースを十分に確保できる鉄道車両の吹寄構造を提供する。
【解決手段】鉄道車両の吹寄構造Ｋでは、窓部８同士の境界部分Ｂに沿って窓部８の内側に吹寄柱１２が設けられている。そして、吹寄柱１２の長手方向には、車室の内側に開口する凹部２５が延在しており、風道部材１３の少なくとも一部は、この凹部２５内に位置している。このような構成によれば、風道部材１３の配置スペースが吹寄柱１２の内側に形成されるので、風道部材１３が車両の内側に突出するのを抑えることができ、車室スペースを十分に確保することができる。また、吹寄柱１２は、凹部２５が形成されることでチャンネル構造となる。そのため、鉄道車両の撓み力や捩り力等による荷重や応力を効率よく伝達することができ、重量を増加させることなく剛性や強度を十分に保つことが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の長手方向に沿って複数の窓部が連続する連窓構造を備えた鉄道車両の吹寄構造に関する。

従来、連窓構造を備えた鉄道車両として、例えば特許文献１に記載の鉄道車両構体がある。この鉄道車両構体では、側構体を構成する中空の押し出し型材において、窓部の位置及び吹寄部の位置に応じて向きの異なる凹部を形成している。
特開平９−２４９１２４号公報

近年では、車両の低重心化のため、空調装置を床下に設ける構成が採用された鉄道車両がある。このような鉄道車両の吹寄構造では、吹寄柱に接合した風道部材を介して、空調装置から送出される調和空気を天井または窓上部から車室内に導入している。

しかしながら、連窓構造を備えた鉄道車両では、窓面と車両の外側面とを面一にするために、吹寄柱が車両の内側にオフセットされた状態で配置されている。そのため、風道部材の配置スペースが車両の内側に突出することによって、車室スペースが圧迫されるという問題があった。一方で、車室スペースの確保にあたって、車両の重量増加や強度低下の回避が解決すべき技術的課題となっていた。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、車両の重量増加や強度低下を回避しつつ、車室スペースを十分に確保できる鉄道車両の吹寄構造を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る鉄道車両の吹寄構造は、車両の長手方向に沿って複数の窓部が連続する連窓構造を備えた鉄道車両の吹寄構造であって、窓部同士の境界部分に沿って窓部の内側に配置された吹寄柱と、吹寄柱に固定された風道部材と、を備え、吹寄柱の長手方向には、車両の内側に開口する凹部が延在しており、風道部材の少なくとも一部が凹部内に位置していることを特徴とする。

この鉄道車両の吹寄構造では、窓部同士の境界部分に沿って窓部の内側に吹寄柱が設けられている。そして、吹寄柱の長手方向には、車室の内側に開口する凹部が延在しており、空調装置からの空調風を車両内に導入する風道部材の少なくとも一部は、この凹部内に位置している。このような構成によれば、風道部材の配置スペースが吹寄柱の内側に形成されるので、風道部材が車両の内側に突出するのを抑えることができ、車室スペースを十分に確保することができる。また、吹寄柱は、凹部が形成されることでチャンネル構造となる。そのため、鉄道車両の撓み力や捩り力等による荷重や応力を効率よく伝達することができ、重量を増加させることなく剛性や強度を十分に保つことが可能となる。

また、凹部は、窓部の境界部分及び窓部の上下に位置する側構体に対して接合された本体部と、本体部から車両の内側に突出する一対の突出片によって形成されていることが好ましい。この場合、吹寄柱は、凹部によって断面略Ｃ字状のチャンネル構造となる。これにより、一層確実に剛性や強度を保つことができる。

また、突出片は、本体部よりも車両の上下方向に張り出すと共に、側構体に接合された第１の張出部を有していることが好ましい。側構体と吹寄柱との接合部は、荷重や応力が集中しやすい部分である。そこで、本体部よりも車両の上下方向に張り出す第１の張出部を側構体に接合することで、吹寄柱の荷重や応力を側構体に効率よく伝達することができる。これにより、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。

また、本体部は、窓部の上下の縁部に張り出すと共に、側構体に接合された第２の張出部を有していることが好ましい。側構体と吹寄柱との接合部は、荷重や応力が集中しやすい部分である。そこで、窓部の縁部に張り出す第２の張出部を側構体に接合することで、吹寄柱の荷重や応力を側構体に効率よく伝達することができる。これにより、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。

また、第２の張出部は、窓部の隅部に向かって凸となる湾曲面を有していることが好ましい。この場合、第２の張出部にかかる応力を湾曲面によって速やかに側構体に伝達させることが可能となる。これにより、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。

また、側構体は、波型をなすリブ部材を２枚の面板に挟んで構成されたトラス構造を有し、第１の張出部は、リブ部材と内側の面板との接合位置に延びており、第１の張出部の上下面は、接合位置が先端となるように傾斜面となっていることが好ましい。第１の張出部と側構体の接合部は、荷重や応力が集中しやすい部分である。そこで、第１の張出部の上下面を接合位置が先端となるように傾斜面とすることで、トラス構造を有する側構体のリブ部材に荷重や応力を効率よく伝達させることが可能となる。これにより、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。

また、面板において、窓部の縁部から所定の距離までの厚さが、他の部分の厚さよりも大きいことが好ましい。第１の張出部が接合される部分は、荷重や応力が集中的に伝達されやすい部分である。そこで、窓部の縁部から所定の距離までの厚さを他の部分の厚さよりも大きくすることで、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。

また、凹部内に断熱材が配置されていることが好ましい。吹寄柱と風道部材との内部空間に断熱材を配置することで、鉄道車両の吹寄構造の断熱性を向上できる。

本発明に係る鉄道車両の吹寄構造によれば、車両の重量増加や強度低下を回避しつつ、車室スペースを十分に確保できる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る鉄道車両の吹寄構造の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る鉄道車両の吹寄構造を適用して作製された鉄道車両構体１を示す斜視図である。図１に示すように、鉄道車両構体１は、台枠２と、側構体３と、屋根構体４と、妻構体５とを備え、これらの各構体が相互に接合されることにより、乗客を収容する空間を内部に有する箱型形状をなしている。

台枠２は、車両の床部を構成する構体として鉄道車両構体１の底部に配置されている。台枠２の下部には、車内の温度を調整するための空調装置（図示しない）が設けられている。空調装置から送出された調和空気は、後述する風道部材を介し、車室の天井または窓上部から車室内に導入される。側構体３及び妻構体５は、車両の側部を構成する構体として、台枠２の左右の縁部及び前後の縁部を囲むように立設されている。側構体３には、乗客・乗員が乗り降りするためのドア部６が例えば２ヶ所に設けられている。また、ドア部６間と側構体３の両端部とには、窓部７，８が設けられている。ドア部６間に設けられた窓部８は、車両の長手方向に沿って複数（本実施形態では４枚）連続して配置され、連窓９を構成している。

妻構体５は、乗客・乗員らが車両間を行き来するための出入口部１０が設けられている。屋根構体４は、車両の屋根部を構成する構体として鉄道車両の構体の上部に配置されている。車両の屋根構体４には、パンタグラフ（図示しない）などが設けられている。

次に、上述した連窓９に適用される側構体３の吹寄構造の構成について詳細に説明する。

図２は、側構体３に形成された吹寄構造を鉄道車両構体１の内側から示した斜視図である。また、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図２及び図３に示すように、側構体３の吹寄構造Ｋは、上述した連窓９と、枠部材１１と、吹寄柱１２と、風道部材１３とによって構成されている。なお、図２では、説明の便宜上、後述する内窓及び風道部材１３を省略している。

側構体３は、図２に示すように、波型をなすリブ部材１４を外板（面板）１５及び内板（面板）１６で挟んで構成されたトラス構造を有するダブルスキン型材である。側構体３の厚さは、約４０ｍｍである。外板１５及び内板１６は、例えば厚さ３ｍｍ程度の面板である。この側構体３において、連窓９に対応する部分には、車両の長手方向に伸びる略長方形状の連窓用開口１７が設けられている。

外板１５は、リブ部材１４ａと外板１５との接合位置Ｐ１から窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに至る部分が、他の部分よりも約２倍程度大きくなっている。また、内板１６は、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに直近のリブ部材１４と内板１６との接合位置Ｐ２から、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに至る部分が、他の部分よりも約２倍程度大きくなっている。さらに、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂの端面を構成する部分が、他の部分よりも約２倍程度大きくなっている。

連窓９を構成する窓部８は、図３に示すように、車両の外側に配設された外窓８ａと、吹寄柱１２の内側に配設された内窓８ｂとを有している。外窓８ａの外面は、側構体３の外面と面一になるように配設されている。図３に示すように、外窓８ａ同士の境界部分Ｂには、例えばシール材Ｓ１が充填され、気密性・水密性が確保されている。また、内窓８ｂは、外窓８ａ，８ａの境界部分Ｂを除いた領域に配置されている。外窓８ａと内窓８ｂとの間には、スペーサー１９の介在によって空気層ＡＲが形成されており、断熱性・防音性が確保されている。

また、枠部材１１は、窓部８と吹寄柱１２とを結合する部材である。枠部材１１は、外窓８ａ，８ａの境界部分Ｂに沿って車両の高さ方向に延在している。また、枠部材１１と外窓８ａ及び内窓８ｂとは、シール材Ｓ２で接合されている。

吹寄柱１２は、外窓８ａ，８ａの境界部分Ｂに沿って車両の高さ方向に延在している。この吹寄柱１２は、本体部２０と、一対の突出片２１，２１とを有している。

本体部２０は、例えば厚さ５ｍｍ程度の板状をなしている。本体部２０の上下端は、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに接合されている（図２参照）。

突出片２１，２１は、本体部２０よりも厚い板状をなし、本体部２０の両側部から車両の内側に突出している。

このような本体部２０及び突出片２１，２１により、吹寄柱１２は、高さ方向から見て断面略Ｃ字状のチャンネル構造を有している。このチャンネル構造により、吹寄柱１２は、車両の内側に開口する凹部２５が高さ方向に延在することになる。

風道部材１３は、台枠２の下部に備えられた空調装置からの調和空気を車両内に導入する部材である。風道部材１３は、２つのハット型材２６，２７によって形成されている。

風道部材１３は、ハット型材２６のフランジ部２６ａ，２６ｂとハット型材２７のフランジ部２７ａ，２７ｂとを対向して配置させることにより、断面略矩形の中空部Ｈを有する中空部材となっている。そして、風道部材１３は、フランジ部２６ａ，２６ｂ及びフランジ部２７ａ，２７ｂを、高さ方向に沿って所定の間隔で設けられたネジＮ１，Ｎ２によって吹寄柱１２における突出片２１，２１の先端面にそれぞれ固定することにより、ハット型材２６が吹寄柱１２の凹部２５内に位置した状態で吹寄柱１２に固定されている。凹部２５内において、ハット型材２６と本体部２０との間の空間には、断熱材Ｉが充填されている。

吹寄柱１２と側構体３との接合構造に関し、吹寄柱１２の突出片２１，２１は、本体部２０よりも車両の高さ方向に張り出す張出部（第１の張出部）２８を有している。また、吹寄柱１２の本体部２０は、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに沿って、それぞれ張り出す張出部（第２の張出部）２９を有している。

張出部２８は、図２に示すように、窓部８の上下端よりも車両の高さ方向に突出し、側構体３の内板１６に接合されている。より具体的には、張出部２８は、図４に示すように、接合位置Ｐ２まで延びている。張出部２８の上下面は、接合位置Ｐ２が先端となるように傾斜面３０となっている。この傾斜面３０は、リブ部材１４ａと同方向の傾斜となっている。なお、接合位置Ｐ２から窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂまでの距離は、例えば５０ｍｍである。

一方、張出部２９は、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに沿って、窓部８側にそれぞれ突出している。張出部２９における上下の縁部１８ａ，１８ｂ側の端は、窓部８を臨む側構体３の上下の縁部１８ａ，１８ｂに接合されている。張出部２９は、図２及び図５に示すように、窓部８の隅部に向かって凸となるＲ形状の湾曲面Ｒを有している。Ｒ形状の湾曲面Ｒは、例えば削り出しによって形成されている。なお、張出部２８は、本体部２０と等厚となっている。

上述したように、鉄道車両の吹寄構造Ｋでは、外窓８ａ，８ａの境界部分Ｂに沿って吹寄柱１２が車両の高さ方向に延在している。そして、吹寄柱１２の長手方向には、車室の内側に開口する凹部２５が延在しており、空調装置からの調和空気を車両内に導入する風道部材１３を構成するハット型材２６が、この凹部２５内に位置している。このような構成によれば、風道部材１３の配置スペースが吹寄柱１２の内側に形成されるので、風道部材１３が車両の内側に突出するのを抑えることができ、車室スペースを十分に確保することができる。また、吹寄柱１２は、本体部２０及び突出片２１，２１によって凹部２５が形成されることで断面略Ｃ字状のチャンネル構造となる。そのため、鉄道車両の撓み力や捩り力等による荷重や応力を効率よく伝達することができ、重量を増加させることなく剛性や強度を十分に保つことが可能となる。

また、吹寄柱１２の突出片２１，２１は、張出部２８を有している。張出部２８は、リブ部材１４と内板１６との接合位置Ｐ２まで延びている。張出部２８の上下面は、接合位置Ｐ２において先端となる傾斜面３０をなすと共に、トラス構造を有する側構体３の内板１６に接合されている。このような構成により、吹寄柱１２の荷重や応力を側構体３に効率よく伝達することができる。これにより、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。また、上記構成によって強度を十分に確保することができるので、本体部２０や突出片２１，２１を薄く形成することができ、鉄道車両の吹寄構造の軽量化を図ることができる。

また、吹寄柱１２の本体部２０は、張出部２９を有している。張出部２９は、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに沿って、Ｒ形状の湾曲面Ｒを有して窓部８側にそれぞれ突出している。張出部２９における上下の縁部１８ａ，１８ｂ側の端は、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに接合されている。このような構成により、吹寄柱１２の荷重や応力を側構体３に効率よく伝達することができる。これにより、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。また、上記構成によって強度を十分に確保することができるので、本体部２０や突出片２１，２１を薄く形成することができ、鉄道車両の吹寄構造の軽量化を図ることができる。

また、内板１６は、接合位置Ｐ２から窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに至る部分、つまり張出部２８が接合される部分が他の部分よりも約２倍程度大きくなっている。また、外板１５は、リブ部材１４ａと外板１５との接合位置Ｐ１から窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂに至る部分が、他の部分よりも約２倍程度大きくなっている。さらに、窓部８の上下端を臨む側構体３の縁部１８ａ，１８ｂの端面を構成する部分が、他の部分よりも約２倍程度大きくなっている。このような構成により、張出部２８が接合される部分に集中しやすい荷重や応力を側構体３に効率よく伝達することができ、鉄道車両の吹寄構造の強度を一層確保できる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、外窓８ａと内窓８ｂとを有する複窓構造の窓部８を例示したが、内窓８ｂを有さない単窓構造であってもよい。また、外窓８ａが、合わせガラスであってもよい。

また、上記実施形態では、枠部材１１を介して吹寄柱１２と窓部８とが連結されているが、枠部材１１を介さずに吹寄柱１２と窓部８とが連結されてもよい。

本発明の一実施形態に係る鉄道車両の吹寄構造を適用して作製された鉄道車両構体を示す斜視図である。 側構体に形成された吹寄構造を鉄道車両構体の内側から示した斜視図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図２に示した吹寄構造を鉄道車両構体の内側から示した図である。

符号の説明

３…側構体、８（８ａ，８ｂ）…窓部、１２…吹寄柱、１３…風道部材、１４（１４ａ）…リブ部材、１５…外板、１８ａ，１８ｂ…縁部、２０…本体部、２１…突出片、２５…凹部、２８…張出部（第１の張出部）、２９…張出部（第２の張出部）、３０…傾斜面、Ｋ…吹寄構造、Ｂ…境界部分、Ｒ…湾曲面、Ｐ２…接合位置、Ｉ…断熱材。

Claims (8)

1. 車両の長手方向に沿って複数の窓部が連続する連窓構造を備えた鉄道車両の吹寄構造であって、
   前記窓部同士の境界部分に沿って前記窓部の内側に配置された吹寄柱と、
   前記吹寄柱に固定された風道部材と、を備え、
   前記吹寄柱の長手方向には、前記車両の内側に開口する凹部が延在しており、前記風道部材の少なくとも一部が前記凹部内に位置していることを特徴とする鉄道車両の吹寄構造。
2. 前記凹部は、前記窓部の前記境界部分及び前記窓部の上下に位置する側構体に対して接合された本体部と、前記本体部から前記車両の内側に突出する一対の突出片によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の吹寄構造。
3. 前記突出片は、前記本体部よりも前記車両の上下方向に張り出すと共に、前記側構体に接合された第１の張出部を有していることを特徴とする請求項２記載の鉄道車両の吹寄構造。
4. 前記本体部は、前記窓部の上下の縁部に張り出すと共に、前記側構体に接合された第２の張出部を有していることを特徴とする請求項２又は３記載の鉄道車両の吹寄構造。
5. 前記第２の張出部は、前記窓部の隅部に向かって凸となる湾曲面を有していることを特徴とする請求項４記載の鉄道車両の吹寄構造。
6. 前記側構体は、波型をなすリブ部材を２枚の面板に挟んで構成されたトラス構造を有し、
   前記第１の張出部は、前記リブ部材と内側の面板との接合位置に延びており、前記第１の張出部の上下面は、前記接合位置が先端となるように傾斜面となっていることを特徴とする請求項４記載の鉄道車両の吹寄構造。
7. 前記面板において、前記窓部の前記縁部から所定の距離までの厚さが、他の部分の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項６記載の鉄道車両の吹寄構造。
8. 前記凹部内に断熱材が配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の鉄道車両の吹寄構造。
   

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