JP2010012864A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】長土台における排水のための煩わしい作業を不要にした鉄道車両を提供すること。
【解決手段】外板１１の車内面側に骨部材１２，１３が縦横に接合された側構体を台枠と接合するに際し、外板１１の裾部に長土台１４を接合し、その外板１１と長土台１４との接合部分を側梁１７に当てて接合させるものであって、長土台１４は、外板１１の裾部に重ねられるフランジ部１４ａと、そのフランジ部１４ａと接合した側梁１７の上方に位置する立体部１４ｂとを備え、その立体部１４ｂが、外板１１に接して閉じる形状で形成された鉄道車両。
【選択図】 図６

Description

本発明は、長土台の形状に特徴を有する鉄道車両に関する。

鉄道車両は、屋根構体、側構体、台枠及び妻構体が互いに接合されて車両用構体が構成されている。そのうち側構体と台枠との接合部分は、例えば図１２に示すような構造を有している。車体表面となる外板１０１には、内側に縦骨１０２が接合され、そうした外板１０１の下端には、断面がいわゆるＺ形をした長土台１０３が車体長手方向に接合されている。この長土台１０３は、車両用構体を構成する際、薄い平板である外板１０１の裾部のねじれを防止したり、構体結合時の溶接熱によるひずみを低減させるために設けられている。

従来の長土台１０３は、図示するようないわゆるＺ形形状をしており、外板１０１下端の裾部に沿って接合されている。そのため、上方に向けて開口した隙間１１０が形成され、断面ハット形の縦骨１０２が、その隙間１１０に差し込まれるようにして下端部分が挿入されている。側構体と台枠とは、長土台１０３が接合された外板１０１の裾部と側梁１０４とが接合され、その側梁１０４には床板１０５が接合されている。更に、この接合部分には床板１０５に断面Ｌ字形のホルダ１０６が接合され、また縦骨１０２にも断面コの字形の補強骨１０７が重ねて接合され、ホルダ１０６と補強骨１０７がガセット１０８によって連結されている。
特開２００７−１５３１０６号公報

ところで鉄道車両は、開閉扉が出入りする側構体の戸袋部に雨水などが浸入するため、内部に水が溜まらないように戸袋の底部に水抜き孔が形成されている。この点、図１２に示す構造では、長土台１０３によって上方に開口した隙間１１０が形成されているため、そこに水が溜まらないように水抜き孔へと流れる構図がとられている。例えば図１３に示すように、外板２０１と長土台２０３との間にできた隙間にエポキシ樹脂の詰め物２１１が入れられ、ウレタン系樹脂のシール材２１２が設けられている。従って、戸袋部に浸入した水は、傾斜したシール材２１２表面を滑って溝部２１３に落ち、不図示の水抜き孔を通って排水される。しかし、こうした構造の鉄道車両は、わざわざ長土台２０３に詰め物２１１を入れなければならず、組立において煩雑な作業であった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、長土台における排水のための煩わしい作業を不要にした鉄道車両を提供することを目的とする。

本発明の鉄道車両は、外板の車内面側に骨部材が車体高さ方向と車体長手方向の縦横に接合された側構体を台枠と接合するに際し、前記外板の裾部に長土台を接合し、その外板と長土台との接合部分を側梁に当てて接合させるものであって、前記長土台は、前記外板の裾部に重ねられるフランジ部と、そのフランジ部と接合した前記側梁の上方に位置する立体部とを備え、その立体部が、前記外板に接して閉じる形状で形成されたものあることを特徴とする。

また、本発明の鉄道車両は、前記側構体では複数の縦骨が前記横骨と長土台の上に重ねて接合され、その縦骨の下端部分に対し、前記側梁に対して立設された内骨が接合されたものであることが好ましい。
また、本発明の鉄道車両は、前記側構体の戸袋部には、前記長土台の立体部から前記長土台の上面及び前記内骨にかけて薄膜のシール材が設けられ、排水溝が形成されたものであることが好ましい。

よって、本発明によれば、長土台の立体部上方を閉じるように形成したため、従来例のように水抜きのための詰め物を入れる手間が省け、組み立て作業が簡素化される。また、その後のメンテナンスでも詰め物の取り換えなどが不要となり、その点でも手間を省くことができる。そして、こうした長土台は、構体組み立て時に外板の裾部を補強する他、組み立て後も構体の剛性を高めるための骨部材として機能する。

次に、本発明に係る鉄道車両の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の鉄道車両を構成する側構体を示した図である。この鉄道車両は、ステンレス製構体であって、その側構体１が構体ブロックなどのパーツを接合して組み合わされた車両用構体によって構成されている。車両用構体は、側構体１の上部に屋根構体が、前後には妻構体がそれぞれ接合され、更にその下には台枠が接合されている。側構体１は、２つの車端窓ブロック２と中間窓ブロック３、そして窓ブロック２，３の間に３つの側入口ブロック４が接合されている。車端窓ブロック２や中間窓ブロック３は、例えば上下に分けられた上部外板と下部外板との接合によって側外板が形成され、その車体内側には剛性を保つため骨部材などが接合されている。

次に図２は、中間窓ブロックを車内側から表した図であり、両端には接合された側入口ブロック４が示されている。中間窓ブロック３は、外板１１に骨部材を接合して構成されている。図３乃至図５は、そうした構造が分かりやすいように、それぞれ中間窓ブロックの腰部、吹寄せ部、幕部を横方向に切った図２のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面そしてＣ−Ｃ断面を示した図であり、図６は、腰部を縦方向に切った図２のＤ−Ｄ断面図である。

中間窓ブロック３は、厚さ２ｍｍのステンレス製の外板１１に対し、厚さ１．５ｍｍステンレス製板材から形成された補強部材である横骨１２と、更にその上に縦骨１３が接合されている。なお、以下の説明において、特定の横骨１２又は縦骨１３を他のものと区別する場合には、ａ，ｂ…の符号を付して示す。横骨１２及び縦骨１３は、そのほとんどが図６に示すように、断面がコの字に折り曲げられた立体部３０１と、その両側に張り出したフランジ部３０２が連続したハット形状をしたものである。

本実施形態では、例えば図６に示すように、横骨１２が外板１１に直接接合され、その横骨１２に重ねて縦骨１３が接合されている。横骨１２は、外板１１に重ねられたフランジ部３０２に沿うようにレーザ溶接が行われ、縦骨１３は、そのフランジ部３０２が横骨１２の立体部３０１に重ねられ、その重なった部分にレーザ溶接が行われる。本実施形態では、骨部材の接合にレーザ溶接が使用されるが、接合手段としてはレーザ溶接の他、スポット溶接や栓溶接を使用してもよい。また、本実施形態でも部分的には栓溶接なども使用されている。

腰部では、図２に示すように、４本の横骨１２が外板１１に接合され、その横骨１２の上には、窓開口部２１の下の４本の縦骨１３ａと、窓開口部２１の左右の縦辺に沿って２本の縦骨１３ｂが接合されている。そして、最上部の横骨１２ｂは、上方に延びたフランジ部３１１が形成され、その先端には車内側に折り曲げられたヘリ曲部３１１ａが形成され、窓開口部２１の窓枠剛性が高められている。側外板を構成する上部外板１１と下部外板１１との境目Ｐがこのフランジ部３１１の高さにあり、上部に分割された外板１１は段差のない車体表面になるように構成されている。

一方、外板１１の裾部には長土台１４が接合され、下側のフランジ部１４ａが下端を揃えるようにして重ねられている。本実施形態の長土台１４は、断面がハット形の骨部材と同様に立体部１４ｂとフランジ部１４ａ，１４ｃが形成されている。そこで、横骨１２に重ねられた縦骨１３がこの長土台１４にも重ねて接合されている。長土台１４は本来、車両用構体の組み立てに際して側構体の薄い平板である外板１１の裾部のねじれ防止や、構体結合時の溶接熱による側構体の外板１１のひずみを低減させる目的で設けられている。しかし、本実施形態では骨部材として車両用構体の剛性を高める役割も果たしている。

長土台１４は、下方のフランジ部１４ａが外板１１の端部に揃うように幅広で形成され、その２層に重ねられた部分が側梁１７に沿って張り合わせるようにして接合されている。そして、側梁１７の上に位置する長土台１４の立体部１４ｂは、断面が台形形状であって車体上側が傾斜面になっている。従って、本実施形態の長土台１４は上方が閉じられているため、中に水が溜まってしまうようなことがなく、戸袋部に浸入した水は、傾斜面に沿って側梁１７の上面１７ａに落ちるようになっている。その側梁１７には不図示の水抜き孔が形成され、接続された排水管によって水が排水されるようになっている。

ところで、側梁１７には内骨１９が突き立てられるように突設され、縦骨１３に対して当てられている。この内骨１９は、図２に示すように帯状に形成され、中間窓ブロック３の両端の縦骨１３ｃに接合され、当接したその間の縦骨１３にも接合されている。いずれも接合は栓溶接が行われている。そして、本実施形態では、例えば図７に示すように薄膜のシール材４１を用いて排水溝４０が形成されている。すなわち、図２に示す縦骨１３ｂ，１３ｃの間の戸袋部において、長土台１４から側梁１７の上面１７ａ、そして内骨１９に至るまでシール材４１が設けられ、そのシール材４１によって断面がＵの字になった排水溝４０が形成される。

シール材４１によって構成された排水溝４０は、排水管４３が接続された水抜き孔４２に向けて傾斜して取り付けられている。そのため、戸袋部に浸入した水は、長土台１４の閉じられた上方の傾斜面に沿って側梁１７の上面１７ａに落ち、排水溝４０をスムーズに流れて水抜き孔４２から排水管４３を通って外に排水される。なお、こうしたシール材４１を設けない図６に示すような構造であっても、側梁１７の上面１７ａ自体に傾斜を設けることで内骨１９に沿って水が流れて水抜き孔４２から排水できる。

よって、本実施形態では、立体部１４ｂを台形にしたハット形の長土台１４にしたため、従来例のように水抜きのための詰め物を入れる手間が省け、組み立て作業が簡素化された。また、その後のメンテナンスでも詰め物の取り換えなどが不要となり、その点でも手間を省くことができるようになった。そして、こうした長土台１４は、構体組み立て時に外板１１の裾部を補強する他、組み立て後も構体の剛性を高めるための骨部材として機能するようになった。

次に、図８は、中間窓ブロック３の左側端部を示した図３の一部拡大図である。側入口ブロック４との連結部分であり、側入口フレーム１８が外板１１の外側に重ねて接合されている。外板１１の内側には縦骨１３ｃが接合されているが、この縦骨１３ｃは、立体部３０１の側面と片側のフランジ部３０２に切欠き１３１（図２参照）が複数形成され、横骨１２の先端の端部が挿入されている。縦骨１３ｃの接合は、外板１１に当てられたフランジ部３０２のレーザ溶接によって行われるが、表面側には側入口フレーム１８があるため、縦方向の溶接痕が車体表面に現れることはない。

続いて、中間窓ブロック３の幕部には、図５に示すように、外板１１に対して横骨１２ｄが直接接合され、その上に縦骨１３が重ねられて接合が行われる。図９は、幕部を示した図２のＥ−Ｅ断面図である。図示するように、外板１１には横骨１２が接合され、その上端部に横骨１２ｄのフランジ部３０２と屋根構体８の端部が重ねられて接合されている。一方、幕部における最下部の横骨１２ｅは、下方に延びたフランジ部３１３が形成され、その先端には内側に折り曲げられたヘリ曲部３１３ａが形成され、窓開口部２１の窓枠剛性が高められている。

次に、せん断力のかかりやすい吹寄せ部には、図２に示すように、補強部材としてシアプレート３１が張り合わされている。このシアプレート３１は、板厚２ｍｍの外板１１に対し、厚さ１．５ｍｍのステンレス鋼板あって、窓開口部２１の左右両側に設けられている。シアプレート３１は、吹寄せ部全体に重なる大ききであって、特に窓開口部２１の窓隅部Ｒ１〜Ｒ４の周りに沿うように突起部３１ａが上下に形成され、その窓隅部Ｒ１〜Ｒ４を補強する形状になっている。

吹寄せ部では、こうしたシアプレート３１の上から骨部材を接合した構成になっている。そして、シアプレート３１によって剛性を高めているため、中間の縦骨１３を省略した構造になっている。吹寄せ部は、図４に示すように、外板１１にシアプレート３１が重ねられてレーザ溶接によって接合されているが、横骨１２と同様に車体横方向にレーザを走らせて接合される。そうしたシアプレート３１に対し、横骨１２ｆがレーザ溶接によって接合され、その両端部に縦骨１３ｂ，１３ｃが接合されている。縦骨１３ｂは、片側を長くして段差のついた一方のフランジ部３１４がシアプレート３１に当てられて接合されている。この場合、縦方向にレーザ溶接を行っても、シアプレート３１が間にあるため、外板１１の表面に縦方向の溶接痕は現れない。

外板１１は、端部が応力を受けて変形し易いため、外形線に沿って骨部材を接合するなどして強度を確保しているが、本実施形態では、窓開口部２１の窓枠に沿って起立したヘリ曲部が形成されている。そこで、シアプレート３１には、窓開口部２１の形状に沿って図４に示すようにヘリ曲部３１ｂが形成されている。更に、窓開口部２１の上下にも同様にヘリ曲部が形成されている。ここで図１０及び図１１は、窓隅部Ｒ１或いはＲ２を示した図であり、いずれも図（ａ）は図２の一部拡大図であり、図（ｂ）はその横方向断面図である。

図１０に示す窓開口部２１の下の腰部には、横骨１２ｂが外板１１に接合され、そこに内骨１６が車内側へ突き出すように（図６参照）接合されている。内骨１６は、その端部がガセット２５によって縦骨１３ｂと栓溶接によって接合されている。横骨１２ｂは、窓開口部２１側のフランジ部３１１が上方に延び、先端が折り曲げられたヘリ曲部３１１ａになっている。フランジ部３１１は、シアプレート３１の突起部３１ａと干渉しないように切り欠かれ、フランジ部３１１のヘリ曲部３１１ａと、シアプレート３１のヘリ曲部３１ｂは、窓開口部２１の枠形状に沿って連続している。そして、フランジ部３１１とシアプレート３１とはガセット３２によって連結され、そのガセット３２にもヘリ曲部３２ａが形成されている。なお、こうした構造は窓開口部２１において左右対称に形成され、右側の窓隅部Ｒ４にも同様に構成されている。

次に、図１１に示す窓開口部２１の上の腰部には、横骨１２ｅが外板１１に接合され、そこに内骨２６が重ね合わせて接合されている（図９参照）。内骨２６には切欠き部が形成され、そこに縦骨１３ｂの端部が挿入されて接合されている。横骨１２ｅは、窓開口部２１側のフランジ部３１５が延び、先端が折り曲げられたヘリ曲部３１５ａになっている。フランジ部３１５は、シアプレート３１の突起部３１ａと干渉しないように切り欠かれ、フランジ部３１５のヘリ曲部３１５ａと、シアプレート３１のヘリ曲部３１ｂは、窓開口部２１の枠形状に沿って連続している。そして、フランジ部３１５とシアプレート３１とはガセット３３によって連結され、そのガセット３３にもヘリ曲部３３ａが形成されている。なお、こうした構造は窓開口部２１において左右対称に形成され、右側の窓隅部Ｒ３にも同様に構成されている。

よって、鉄道車両の吹寄せ部は強度不足によって外板面へのシワが発生し易いが、本実施形態では吹寄せ部にシアプレート３１を重ねて剛性を高めることで強度不足を補っている。特に、窓開口部２１の窓隅部Ｒ１〜Ｒ４に対して突起部３１を形成して補強しているため、高い応力が発生する箇所も十分に強度を確保することができている。更に、窓開口部２１の窓隅部Ｒ１〜Ｒ４を含む枠形状に沿って、シアプレート３１のヘリ曲部３１ｂや骨部材のフランジ部３１１，３１５のヘリ曲部３１１ａ，３１５ａが形成されているため、この点でもより剛性を高めた構成になっている。従って、側構体に面積の大きい窓開口部２１が形成された鉄道車両であっても、車体剛性を向上させて面外変形に対する強度を増加させることができる。また、窓開口部２１の枠形状に沿って周状にヘリ曲部３１ｂ，３１１ａ，３１５ａが形成されているため、これが窓周囲のシールだまりを兼ねることもできる。

以上、本発明に係る鉄道車両の一実施形態について説明したが、本発明は、こうした実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、図７に示すようにシール材４１を設けて排水溝４０を構成しているが、図１３に示す従来例にように長土台１４の立体部１４ｂと側梁１７との間にシール材を詰めるようにしてもよい。

鉄道車両の一実施形態についてその側構体を示した図である。 鉄道車両の中間窓ブロックを接車内側から示した図である。 中間窓ブロックの腰部を横方向に切った図２のＡ−Ａ断面図である。 中間窓ブロックの吹寄せ部を横方向に切った図２のＢ−Ｂ断面図である。 中間窓ブロックの幕部を横方向に切った図２のＣ−Ｃ断面図である。 中間窓ブロックの腰部を縦方向に切った図２のＤ−Ｄ断面図である。 実施形態の鉄道車両における長土台部分の水抜き構造を示した断面図である。 中間窓ブロックの左側端部を示した図３の一部拡大図である。 中間窓ブロックの幕部を縦方向に切った図２のＥ−Ｅ断面図である。 窓開口部における腰部側の窓隅部を拡大して示した図である。 窓開口部における幕部側の窓隅部を拡大して示した図である。 従来の鉄道車両における側構体と台枠との接合部分を示した斜視図である。 従来の鉄道車両における長土台部分の水抜き構造を示した断面図である。

符号の説明

１ 側構体
３ 中間窓ブロック
１１ 外板
１２ 横骨
１３ 縦骨
１４ 長土台
１７ 側梁
１９ 内骨
４０ 排水溝
４１ シール材
４２ 水抜き孔

Claims (3)

1. 外板の車内面側に骨部材が車体高さ方向と車体長手方向の縦横に接合された側構体を台枠と接合するに際し、前記外板の裾部に長土台を接合し、その外板と長土台との接合部分を側梁に当てて接合させる鉄道車両において、
   前記長土台は、前記外板の裾部に重ねられるフランジ部と、そのフランジ部と接合した前記側梁の上方に位置する立体部とを備え、その立体部が、前記外板に接して閉じる形状で形成されたものあることを特徴とする鉄道車両。
2. 請求項１に記載する鉄道車両において、
   前記側構体は、複数の縦骨が前記横骨と長土台の上に重ねて接合され、その縦骨の下端部分に対し、前記側梁に対して立設された内骨が接合されたものであることを特徴とする鉄道車両。
3. 請求項２に記載する鉄道車両において、
   前記側構体の戸袋部には、前記長土台の立体部から前記長土台の上面及び前記内骨にかけて薄膜のシール材が設けられ、排水溝が形成されたものであることを特徴とする鉄道車両。

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