JP2016074358A

JP2016074358A - 鉄道車両の骨構造

Info

Publication number: JP2016074358A
Application number: JP2014207291A
Authority: JP
Inventors: 俊之須田; Toshiyuki Suda
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2014-10-08
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2034-10-08
Also published as: JP6382675B2

Abstract

【課題】車両内装空間をより広くとることができる鉄道車両の骨構造を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、鉄道車両の骨構造において、横骨３０は、平板状の上部フランジ３１と、上部フランジ３１における横骨３０の幅方向の両側の端部から上部フランジ３１に直交する方向に形成されるウェブ３２と、を備え、縦骨４０は、上部フランジ４１と、上部フランジ４１における縦骨４０の幅方向の両側の端部から上部フランジ４１に直交する方向に形成されるウェブ４２と、を備え、横骨３０は、横骨３０の幅方向に上部フランジ３１とウェブ３２とを切り欠いて形成されるスリット３５を備え、スリット３５に縦骨４０のウェブ４２が嵌め込まれた状態で、横骨３０に縦骨４０が取り付けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、各種構体を構成する鉄道車両において、特に側構体における骨構造（骨組み構造）に関するものである。

従来の鉄道車両の骨構造に関して、特許文献１には、横骨（第１の補強部材）が鉄道車両の長手方向に配置されて外板の面に溶接され、さらに、横骨の上に縦骨（第２の補強部材）が横骨と直交する方向に配置されて、横骨と縦骨が溶接された技術が開示されている。なお、横骨と縦骨は、略コの字形状やハット形状の断面からなる長尺状の部材である。

また、特許文献２には、縦方向に設けられた側柱および幕骨の間に、横向きに配置された補強骨が設けられる技術が開示されている。

特開２０１０−１２８６３号公報特開２００７−１３７２６３号公報

しかしながら、特許文献１の技術によれば、例えば図１４と図１５に示すように、鉄道車両の車体の幅方向（図１４や図１５の図面上下方向）における補強部材の高さの総和は、横骨１００の高さＨ１と縦骨１０２の高さＨ２の合計値になるので、大きくなってしまう。そのため、鉄道車両の車内内装空間を広くとることができない。

また、特許文献２の技術によれば、補強骨を分割して側柱および幕骨の間に配置する必要があるので、補強骨の製作や組付けに多くの工数が掛かってしまう。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、車両内装空間をより広くとることができる鉄道車両の骨構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、鉄道車両の構体を構成する外板と、前記外板の面に取り付けられる長尺状の第一補強部材と、前記第一補強部材に取り付けられる長尺状の第二補強部材と、を有し、前記第一補強部材の長手方向と前記第二補強部材の長手方向が交差するようにして前記第一補強部材と前記第二補強部材が配置される鉄道車両の骨構造において、前記第一補強部材は、平板状の第一頂部と、前記第一頂部における前記第一補強部材の幅方向の両側の端部から前記第一頂部に直交する方向に形成される第一壁部と、を備え、前記第二補強部材は、平板状の第二頂部と、前記第二頂部における前記第二補強部材の幅方向の両側の端部から前記第二頂部に直交する方向に形成される第二壁部と、を備え、前記第一補強部材は、前記第一補強部材の幅方向に前記第一頂部と前記第一壁部とを切り欠いて形成される第一切欠部を備え、前記第一切欠部に前記第二壁部が嵌め込まれた状態で、前記第一補強部材に前記第二補強部材が取り付けられていること、を特徴とする。

この態様によれば、鉄道車両の車体の幅方向における補強部材の高さが抑制される。そのため、車両内装空間をより広くとることができる。また、第一補強部材と第二補強部材の各々の高さを、必要となる車両内装空間の制約の中で、互いに独立して決定することができる。

上記の態様においては、前記第一頂部と前記第二頂部が重ね合された状態で溶接されていること、が好ましい。

この態様によれば、第一補強部材と第二補強部材との接合部の剛性強度が向上する。

上記の態様においては、前記第二壁部が前記第一頂部と前記第一壁部に溶接されていること、が好ましい。

この態様によれば、第一補強部材と第二補強部材との接合部の剛性強度がさらに向上する。

上記の態様においては、前記第二補強部材は、前記第二壁部を切り欠いて形成される第二切欠部を備え、前記第二切欠部に前記第一壁部が嵌め込まれていること、が好ましい。

この態様によれば、第一補強部材に対する第二補強部材の位置決め用の治具等を必要としない。そのため、第一補強部材と第二補強部材の組み立て施工性が向上する。

上記の態様においては、前記第一補強部材は、前記第二補強部材側に向かって突出する突起部を備え、前記第二補強部材は、前記第二頂部に形成される貫通孔を備え、前記突起部が前記貫通孔内に差し込まれていること、が好ましい。

この態様によれば、第一補強部材と第二補強部材の組み立て施工性がさらに向上する。

本発明に係る鉄道車両の骨構造によれば、車両内装空間をより広くとることができる。

鉄道車両の車両構体の一部分における断面斜視図である。側構体の一部を車内側から見たときの図である。実施例１の骨構造の一部（図２の領域αの部分）を拡大した斜視図である。図３においてＺ軸方向から骨構造を見たときの図である。図３においてＸ軸方向から骨構造を見たときの図である。実施例１の骨構造の一部の分解斜視図である。横骨の板材の平面図である。横骨の平面図である。横骨の右側面図である。実施例２の縦骨の一部の斜視図である。実施例２の骨構造の一部の斜視図である。実施例３の骨構造の一部の分解斜視図である。実施例３おいて横骨と縦骨が溶接された状態のときにＺ軸方向から骨構造を見たときの図である。従来技術の骨構造を示す図である。図１４にて図面右側から従来技術の骨構造を見たときの図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

まず、鉄道車両の車両構体１の全体構造について説明する。図１に示すように、車両構体１は、屋根構体１０と、床構体１２と、側構体１４と、妻構体１６などを備えている。屋根構体１０は、車両構体１の上側に配設され、鉄道車両の屋根を構成している。床構体１２は、車両構体１の下側に配設され、鉄道車両の床を構成している。側構体１４は、屋根構体１０と床構体１２を連結し、鉄道車両の左右の側面を構成している。また、妻構体１６は、車両構体１の前後に配置され、妻面を構成している。

次に、鉄道車両の骨構造について説明する。ここでは、鉄道車両の骨構造の一例として、側構体１４における骨構造について説明する。

＜実施例１＞
まず、実施例１について説明する。図２に示すように、側構体１４は、外板２０と、横骨３０（第一補強部材）と、縦骨４０（第二補強部材）などを有する。

外板２０は、車両構体１の外壁を形成するステンレス製の板である。

横骨３０は、ステンレス製の板材から形成された補強部材である。図２に示すように、横骨３０は、外板２０の車内側の面２１に取り付けられている。横骨３０は、複数設けられている。横骨３０は、長尺状に形成されており、その長手方向が車両構体１の前後方向に平行になるように配置されている。

図３や図５や図６に示すように、横骨３０は、その幅方向（Ｚ軸方向）の断面がハット形状に形成されている。具体的には、横骨３０は、上部フランジ（第一頂部）３１と、一対のウェブ（第一壁部）３２と、一対の下部フランジ３３などを備えている。

上部フランジ３１は、平板状に形成されている。ウェブ３２は、上部フランジ３１における横骨３０の幅方向の両側の端部３１ａから、上部フランジ３１に直交する方向（Ｙ軸方向）に、下部フランジ３３側に向かって、形成されている。このウェブ３２は、平板状に形成されている。

下部フランジ３３は、ウェブ３２の先端部３２ａ（上部フランジ３１とは反対側の先端部）から、横骨３０の幅方向の外側に向かって形成されている。この下部フランジ３３は、外板２０の車内側の面２１に溶接されている。そして、このように、下部フランジ３３が外板２０の車内側の面２１に溶接されることにより、横骨３０は外板２０へ取り付けられている。

なお、上部フランジ３１と一対のウェブ３２とから形成される部位（以下、「コの字部３４」という場合もある。）の断面形状は、コの字形状に形成されている。図６に示すように、コの字部３４は、スリット（切欠部）３５を備えている。スリット３５は、横骨３０の幅方向に向かって、上部フランジ３１とウェブ３２を切り欠いて形成されている。そして、スリット３５は、ウェブ３２の先端部３２ａよりも少し上側（上部フランジ３１側）の位置まで形成されている。

このような横骨３０は、次のように製作される。まず、図７に示すような平板状のステンレス製の板材５０を用意する。そして、板材５０に切欠部５１が形成される。次に、板材５０に対して曲げ加工が行われることにより、図８と図９に示すように横骨３０が製作される。

縦骨４０は、ステンレス製の板材から形成された補強部材である。前記の図３に示すように、縦骨４０は、横骨３０に取り付けられている。縦骨４０は、複数設けられている。縦骨４０は、長尺状に形成されており、その長手方向が横骨３０の長手方向に対して直交するように配置されている。

図３や図４や図６に示すように、縦骨４０は、その幅方向（Ｘ軸方向）の断面がコの字形状に形成されている。具体的には、縦骨４０は、上部フランジ（第二頂部）４１と、一対のウェブ（第二壁部）４２などを備えている。

上部フランジ４１は、平板状に形成されている。ウェブ４２は、上部フランジ４１における縦骨４０の幅方向の両側の端部４１ａから、上部フランジ４１に直交する方向（Ｙ軸方向）に、上部フランジ４１とは反対側に向かって、形成されている。このウェブ４２は、平板状に形成されている。

本実施例では、図３に示すように、横骨３０の長手方向と縦骨４０の長手方向が直交するようにして、横骨３０と縦骨４０が配置されている。そして、図３〜図６に示すように、横骨３０のスリット３５に縦骨４０のウェブ４２が嵌め込まれた状態で、横骨３０に縦骨４０が取り付けられている。

これにより、鉄道車両の車体の幅方向における横骨３０と縦骨４０の高さは抑制される。そのため、車両内装空間をより広くとることができる。また、横骨３０と縦骨４０の各々の高さを、必要となる車両内装空間の制約の中で、互いに独立して決定することができる。

また、図３〜図５に示すように、横骨３０の上部フランジ３１と縦骨４０の上部フランジ４１は、互いに重ね合された状態で、例えばアーク溶接またはレーザ溶接により、接合されている（重ね溶接）。なお、図３と図４に、重ね溶接による溶接ビードｗｂを示す。

これにより、横骨３０の上部フランジ３１と縦骨４０の上部フランジ４１における溶接部分を長くすることができる。また、横骨３０の上部フランジ３１と縦骨４０の上部フランジ４１を立体的に接合することができる。そのため、横骨３０と縦骨４０の接合部の剛性強度が向上する。

また、図３〜図５に示すように、縦骨４０のウェブ４２は、横骨３０の上部フランジ３１とウェブ３２に、例えばアーク溶接またはレーザ溶接により、接合されている（隅肉溶接）。これにより、横骨３０と縦骨４０の接合部の剛性強度がさらに向上する。なお、前記の重ね溶接のみで必要な剛性と強度を確保できる場合には、隅肉溶接は行わなくてもよい。

＜実施例２＞
次に、実施例２について説明するが、実施例１と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。

本実施例では、図１０に示すように、縦骨４０は、ウェブ４２を切り欠いて形成されるスリット４３（第二切欠部）を備えている。スリット４３は、ウェブ４２の先端部４２ａから上部フランジ４１側に切り欠くようにして形成されている。そして、不図示であるが、縦骨４０において、一対のウェブ４２の各々に、一対のスリット４３が複数形成されている。一対のスリット４３を構成する２つのスリット４３の間隔は、横骨３０の一対のウェブ３２を構成する２つのウェブ３２の間隔とほぼ等しい。

そして、図１１に示すように、縦骨４０のスリット４３に、横骨３０のウェブ３２が嵌め込まれている。これにより、横骨３０に対する縦骨４０の位置決めが行われる。そのため、横骨３０に対する縦骨４０の位置決め用の治具等を必要としない。したがって、横骨３０と縦骨４０の組み立て施工性が向上する。なお、図１１は、溶接前の状態を示している。

＜実施例３＞
次に、実施例３について説明するが、実施例１や実施例２と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。

本実施例では、図１２に示すように、横骨３０は、ウェブ３２の一部に、嵌合部３６を備えている。嵌合部３６は、突き当て部３７と突起部３８を備えている。突き当て部３７は、縦骨４０の上部フランジ４１の下面が突き当てられる部分である。この突き当て部３７は、突起部３８の両側に形成されている。また、突き当て部３７は、上部フランジ３１よりも縦骨４０の上部フランジ４１の板厚の大きさ分、下部フランジ３３側の位置に形成されている。また、突起部３８は、突き当て部３７から縦骨４０側に向かって突出している。また、縦骨４０は、上部フランジ４１にて、上部フランジ４１の板厚方向に貫通して形成される貫通孔４４を備えている。

そして、横骨３０の突起部３８は、縦骨４０の貫通孔４４内に差し込まれている。これにより、横骨３０に対する縦骨４０の位置決めを行うことができる。そして、図１３に示すように、横骨３０の上部フランジ３１と縦骨４０の上部フランジ４１の高さを合わせて、横骨３０の上部フランジ３１と縦骨４０の上部フランジ４１とを突き合わせながら、溶接することができる（突き合わせ溶接）。そのため、横骨３０と縦骨４０の組み立て施工性がさらに向上する。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、実施例１と実施例２と実施例３の構造を適宜組み合わせた鉄道車両の骨構造としてもよい。

１車両構体
１４側構体
２０外板
３０横骨
３１上部フランジ
３２ウェブ
３３下部フランジ
３５スリット
３８突起部
４０縦骨
４１上部フランジ
４２ウェブ
４３スリット
４４貫通孔
５０板材
５１切欠部

Claims

鉄道車両の構体を構成する外板と、前記外板の面に取り付けられる長尺状の第一補強部材と、前記第一補強部材に取り付けられる長尺状の第二補強部材と、を有し、前記第一補強部材の長手方向と前記第二補強部材の長手方向が交差するようにして前記第一補強部材と前記第二補強部材が配置される鉄道車両の骨構造において、
前記第一補強部材は、平板状の第一頂部と、前記第一頂部における前記第一補強部材の幅方向の両側の端部から前記第一頂部に直交する方向に形成される第一壁部と、を備え、
前記第二補強部材は、平板状の第二頂部と、前記第二頂部における前記第二補強部材の幅方向の両側の端部から前記第二頂部に直交する方向に形成される第二壁部と、を備え、
前記第一補強部材は、前記第一補強部材の幅方向に前記第一頂部と前記第一壁部とを切り欠いて形成される第一切欠部を備え、
前記第一切欠部に前記第二壁部が嵌め込まれた状態で、前記第一補強部材に前記第二補強部材が取り付けられていること、
を特徴とする鉄道車両の骨構造。
請求項１の鉄道車両の骨構造において、
前記第一頂部と前記第二頂部が重ね合された状態で溶接されていること、
を特徴とする鉄道車両の骨構造。
請求項１または２の鉄道車両の骨構造において、
前記第二壁部が前記第一頂部と前記第一壁部に溶接されていること、
を特徴とする鉄道車両の骨構造。
請求項１乃至３のいずれか１つの鉄道車両の骨構造において、
前記第二補強部材は、前記第二壁部を切り欠いて形成される第二切欠部を備え、
前記第二切欠部に前記第一壁部が嵌め込まれていること、
を特徴とする鉄道車両の骨構造。
請求項１乃至４のいずれか１つの鉄道車両の骨構造において、
前記第一補強部材は、前記第二補強部材側に向かって突出する突起部を備え、
前記第二補強部材は、前記第二頂部に形成される貫通孔を備え、
前記突起部が前記貫通孔内に差し込まれていること、
を特徴とする鉄道車両の骨構造。