JP2018052335A - 鉄道車両構体 - Google Patents

Abstract

【課題】側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における寸法管理及び取付作業が容易となる鉄道車両構体を提供する。【解決手段】屋根構体２と床構体３と一対の側構体４Ｌ，４Ｒとを備えた鉄道車両構体１Ａにおいて、一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材と、他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材とを着脱自在に連結する連結部材１０とを備え、連結部材１０は一対の側構体４Ｌ，４Ｒ等を着脱自在に連結するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における寸法管理及び取付作業が容易となる。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両構体に関する。

鉄道車両構体では、側面部からの衝突に対する剛性を確保することが要求されている。例えば、特許文献１では、鉄道車両の車幅方向に伸びるとともに、左右の側構体のそれぞれに設けられた戸袋内柱の上部同士を連結する横吊手棒を備えた鉄道車両構体が開示されている。横吊手棒の両端部は、左右の戸袋内柱にフランジを介して固定されたパイプに挿入されている。また、横吊手棒は、鉄道車両の前後方向に伸びる縦吊手棒と交差し、結合されている。

特許第５２４４５０３号明細書

ところで、上記のような技術では、横吊手棒は側構体同士を連結するため、分割された側構体及び横吊手棒等の部材を結合する際の寸法精度について高度なものが要求され、製造時における寸法管理が困難である。また、製造時における取付作業にも手間がかかる欠点がある。

そこで本発明は、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における寸法管理及び取付作業が容易となる鉄道車両構体を提供することを目的とする。

本発明は、鉄道車両の上部を構成する屋根構体と、鉄道車両の下部を構成する床構体と、屋根構体と床構体との間で鉄道車両の側面部を構成する一対の側構体と、一方の側構体及び一方の側構体に取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体及び他方の側構体に取り付けられた部材のいずれかとを着脱自在に連結する連結部材とを備えた鉄道車両構体である。

この構成によれば、屋根構体と床構体と一対の側構体とを備えた鉄道車両構体において、一方の側構体及び一方の側構体に取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体及び他方の側構体に取り付けられた部材のいずれかとを着脱自在に連結する連結部材とを備え、連結部材は一対の側構体等を着脱自在に連結するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における寸法管理及び取付作業が容易となる。

この場合、連結部材の端部は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、側構体及び側構体に取り付けられた部材のいずれかから一旦外れた後に、側構体及び側構体に取り付けられた部材のいずれかと当接することが好適である。

この構成によれば、連結部材の端部は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、側構体及び側構体に取り付けられた部材のいずれかから一旦外れた後に、側構体及び側構体に取り付けられた部材のいずれかと当接し、端部が側構体等と当接した連結部材により鉄道車両の幅方向の剛性が確保されるため、側構体等を着脱自在に連結する構造であっても、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保することができる。

また、連結部材は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、その屈曲部が上方に突出するように屈曲することが好適である。

この構成によれば、連結部材は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、その屈曲部が上方に突出するように屈曲するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、衝突により変形した連結部材が鉄道車両の車室内に与える影響を低減することができる。

また、連結部材の端部は、側構体に取り付けられた鉄道車両の握り棒、側構体に取り付けられた鉄道車両の荷棚及び側構体に取り付けられた鉄道車両の袖仕切りのいずれかと着脱自在に嵌合することが好適である。

この構成によれば、連結部材の端部は、側構体に取り付けられた鉄道車両の握り棒、荷棚及び袖仕切りのいずれかと着脱自在に嵌合するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における取付作業がさらに容易となる。

また、連結部材は、一方の側構体及び一方の側構体に取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体及び他方の側構体に取り付けられた部材のいずれかとの間で、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割されていることが好適である。

この構成によれば、連結部材は、一方の側構体及び一方の側構体に取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体及び他方の側構体に取り付けられた部材のいずれかとの間で、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割されているため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における取付作業がさらに容易となる。

本発明の鉄道車両構体によれば、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における寸法管理及び取付作業が容易となる。

（Ａ）は第１実施形態の鉄道車両構体を示す横断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のα部分を拡大した斜視図である。 図１（Ｂ）の連結部材と握り棒との篏合部位を示す正面図である。 図１（Ａ）の鉄道車両構体の側面部からの衝突の際の変形を示す横断面図である。 （Ａ）は図１（Ａ）の鉄道車両構体の側面部からの衝突の際に一旦握り棒から外れた連結部材の端部が握り棒上部取付金に当接した状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態の後に握り棒上部取付金から外れた連結部材の端部が側構体に当接した状態を示す図である。 実験例における図１（Ａ）の鉄道車両構体、比較例１の鉄道車両構体及び比較例２の鉄道車両構体の側面部からの衝突の際の車室の残存横断面積を示す図である。 比較例１の鉄道車両構体を示す横断面図である。 比較例２の鉄道車両構体を示す横断面図である。 第２実施形態の鉄道車両構体を示す横断面図である。 第３実施形態の鉄道車両構体を示す横断面図である。 第４実施形態の鉄道車両構体を示す横断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る地盤改質方法について、図面を用いて詳細に説明する。図１（Ａ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る鉄道車両構体１Ａは、鉄道車両の上部を構成する屋根構体２と、鉄道車両の下部を構成する床構体３と、屋根構体２と床構体３との間で鉄道車両の側面部を構成する一対の側構体４Ｌ，４Ｒとを備える。図１（Ａ）中で、Ｙ方向は鉄道車両の車幅方向を示し、Ｚ方向は鉄道車両の上下方向を示す。また、図１（Ｂ）中で、Ｘ方向は鉄道車両の前後方向を示す。屋根構体２、床構体３及び側構体４Ｌ，４Ｒは、一般的なステンレス鋼又はアルミニウム合金等で製造されている。

鉄道車両構体１Ａの車室内には、側構体４Ｌ，４Ｒにそれぞれ取付けられた一対の腰掛５が配置されている。また、鉄道車両構体１Ａの車室内には、その下端部を一対の腰掛５に取付けられ、握り棒上部取付金７を介してその上端部を一対の側構体４Ｌ，４Ｒに取付けられた一対の握り棒６が配置されている。握り棒６は、その長手方向が鉄道車両の上方向に伸びるにつれて側構体４Ｌ，４Ｒに近接するように傾斜している。屋根構体２の下面には、鉄道車両の前後方向にその長手方向が伸びる一対の縦吊手棒８が吊手棒支持部材９を介して取り付けられている。

本実施形態の鉄道車両構体１Ａは、一方の側構体４Ｌ及び一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体４Ｒ及び他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材のいずれかとを着脱自在に連結する連結部材１０をさらに備える。さらに具体的には、連結部材１０の端部１１は、側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた鉄道車両の握り棒６と着脱自在に嵌合する。連結部材１０は、例えば、ステンレス鋼の線材又は管材等から形成されている。本実施形態では、連結部材１０は、鉄道車両の車幅方向に伸びる横吊手棒及びロールバーとして機能する。

なお、一方の側構体４Ｌ及び一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体４Ｒ及び他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材のいずれかとを着脱自在に連結するとは、側構体４Ｌ，４Ｒ及び側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた部材の状態を変化させずに、側構体４Ｌ，４Ｒ及び側構体４Ｌ，４Ｒに取付けられた部材に対して連結部材１０のみの取付け及び取外しが可能であることを意味する。連結部材１０は、一方の側構体４Ｌと他方の側構体４Ｒとを着脱自在に連結してもよく、一方の側構体４Ｌと他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材とを着脱自在に連結してもよく、一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材と他方の側構体４Ｒとを着脱自在に連結してもよい。また、連結部材１０は、一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材と、他方の側構体４Ｒに取り付けられ一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材とは異なる部材とを着脱自在に連結してもよい。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２に示すように、連結部材１０の両方の端部１１は、その長手方向が、斜め上方であって握り棒６の長手方向に沿って伸びるＴ字状をなす。握り棒６には、連結部材１０の端部１１と嵌合する連結部材嵌合部１２が取り付けられている。連結部材嵌合部１２は、握り棒６に取付けられる円管状の基部１３を有する。基部１３は、その円管の内周面により握り棒６と摺動自在に当接しつつ、固定ネジ１８により握り棒６に固定されている。また、連結部材嵌合部１２は、基部１３に取付けられた円管状の挿入部１４を有する。挿入部１４の円管の内部には、連結部材１０の端部１１が下方から挿入される。挿入部１４は、円管状ではなく、端部１１を引っ掛けることが可能な鉤状（フック形状）でもよい。

基部１３は握り棒６に対して取り付けられる位置を微調整可能であり、端部１１が挿入部１４に挿入される深さも適宜変更可能である。したがって、連結部材１０は、側構体４Ｌ，４Ｒ及び側構体４Ｌ，４Ｒに取付けられた握り棒６の状態を変化させずに、側構体４Ｌ，４Ｒに取付けられた握り棒６に対して連結部材１０のみの取付け及び取外しが可能である。

また、握り棒６は、その長手方向が鉄道車両の上方向に伸びるにつれて側構体４Ｌ，４Ｒに近接するように傾斜し、連結部材１０の端部１１も、その長手方向が斜め上方であって握り棒６の長手方向に沿って伸びるＴ字状をなすため、連結部材１０は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、その屈曲部が上方に突出するように屈曲するような力を加えられる。

以下、本実施形態の鉄道車両構体１Ａの鉄道車両の側面部からの衝突の際の作用について説明する。図３に示すように、本実施形態の鉄道車両構体１Ａが鉄道車両の側面部から衝突され、剛壁Ｗに叩き付けられた状態において、連結部材１０は、その屈曲部Ｃが上方に突出するように屈曲する。衝突に伴い連結部材１０が上方に持上げられると、端部１１が挿入部１４に引っ掛かり一体化する。このため、本実施形態の鉄道車両構体１Ａでは、衝突直後から、連結部材１０が握り棒６に溶接等で一体化されている場合と類似の挙動を示す。

なお、図３に示すように、剛壁Ｗの側では、連結部材１０の端部１１と握り棒６の連結部材嵌合部１２の挿入部１４とは、衝突後も互いに引っ掛かる挙動となる。一方、剛壁Ｗの側とは反対側では、連結部材１０の端部１１は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、側構体４Ｌ及び側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかから一旦外れる挙動を示す。しかし、本実施形態の鉄道車両構体１Ａでは、連結部材１０の端部１１は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、側構体４Ｌ及び側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかから一旦外れた後に、側構体４Ｌ及び側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかと当接する。

例えば、図４（Ａ）に示すように、側構体４Ｌに取り付けられた握り棒６から外れた連結部材１０の端部１１は、側構体４Ｌに取付けられた握り棒上部取付金７に当接して引っ掛かるため、側構体４Ｌ，４Ｒが連結部材１０により互いに連結されている状態に類似の効果が生じる。図４（Ｂ）に示すように、連結部材１０の端部１１と握り棒上部取付金７との引っ掛かりは衝突の途中で外れてしまうが、連結部材１０の端部１１と握り棒上部取付金７との引っ掛かりが外れた後に、連結部材１０の端部１１は側構体４Ｌに当接するため、側構体４Ｌ，４Ｒが連結部材１０により互いに連結されている状態に類似の効果は、衝突の終了まで持続する。なお、衝突の終了まで、連結部材１０の端部１１と握り棒６の連結部材嵌合部１２の挿入部１４との引っ掛かりが維持されるような構造とすることで、側構体４Ｌ，４Ｒが連結部材１０により互いに連結されている状態により近い衝突後の車室の残存横断面積が確保できる。

図５に示すように、実験例として本実施形態の鉄道車両構体１Ａと、比較例１として図６に示す連結部材１０により側構体４Ｌ，４Ｒが連結されていない鉄道車両構体１００と、比較例２として図７に示す握り棒６に端部１１０が溶接された連結部材１０により側構体４Ｌ，４Ｒが連結されている鉄道車両構体２００とに対して、鉄道車両の側面部からの衝突を想定した同じ条件の衝突試験を行った。比較例１の連結部材１０が無い鉄道車両構体１００における衝突後の車室の残存横断面積を１とすると、比較例２の連結部材１０が溶接された鉄道車両構体２００における衝突後の車室の残存横断面積は１．１５であった。一方、実験例の本実施形態の鉄道車両構体１Ａにおける衝突後の車室の残存横断面積は１．１２であった。つまり、本実施形態の鉄道車両構体１Ａでは、連結部材１０が溶接された鉄道車両構体２００とほぼ同様の剛性を確保していることが判る。

本実施形態では、屋根構体２と床構体３と一対の側構体４Ｌ，４Ｒとを備えた鉄道車両構体１Ａにおいて、一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材と、他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材とを着脱自在に連結する連結部材１０とを備え、連結部材１０は一対の側構体４Ｌ，４Ｒ等を着脱自在に連結するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における寸法管理及び取付作業が容易となる。また、握り棒６と横吊手棒として機能する連結部材１０とが分割されていることで、製造時における工程数を減少させることができる。

また、本実施形態では、連結部材１０の端部１１は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、側構体４Ｌ，４Ｒ及び側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた部材のいずれかから一旦外れた後に、側構体４Ｌ，４Ｒ及び側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた部材のいずれかと当接し、端部１１が側構体４Ｌ，４Ｒ等と当接した連結部材１０により鉄道車両の幅方向の剛性が確保されるため、側構体４Ｌ，４Ｒ等を着脱自在に連結する構造であっても、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保することができる。

また、本実施形態では、連結部材１０は、鉄道車両の側面部からの衝突の際に、その屈曲部Ｃが上方に突出するように屈曲するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、衝突により変形した連結部材１０が鉄道車両の車室内に与える影響を低減することができる。また、本実施形態では、連結部材１０の端部１１は、側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた鉄道車両の握り棒６と着脱自在に嵌合するため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における取付作業がさらに容易となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、図８に示す本発明の第２実施形態に係る鉄道車両構体１Ｂに示すように、連結部材１０の端部１１は、側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた鉄道車両の荷棚１５と着脱自在に嵌合していてもよい。また、例えば、図９に示す本発明の第３実施形態に係る鉄道車両構体１Ｃに示すように、連結部材１０の端部１１は、側構体４Ｌ，４Ｒに取り付けられた鉄道車両の袖仕切り１６のいずれかと着脱自在に嵌合していてもよい。上記の第２実施形態の鉄道車両構体１Ｂ及び第３実施形態の鉄道車両構体１Ｃにおいても、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における取付作業がさらに容易となる。

また、図１０に示す本発明の第４実施形態に係る鉄道車両構体１Ｄに示すように、連結部材１０は、一方の側構体４Ｌ及び一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体４Ｒ及び他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材のいずれかとの間で、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割されていてもよい。

図１０の例では、連結部材１０は、一方の側構体４Ｌと他方の側構体４Ｒとの間で、互いに着脱自在に連結された二つの部材に分割されている。二つの部材に分割された連結部材１０は、連結部材連結部１７により、互いに連結されている。連結部材連結部１７は、その内部に連結部材１０を挿入することが可能な管状の部材である。分割された連結部材１０は連結部材連結部１７の内部で摺動自在である。そのため、連結部材１０の長さを微調整することができる。連結部材連結部１７に挿入された連結部材１０は、連結部材連結部１７の管壁を通して捩じ込まれた固定ネジ１９により固定される。なお、連結部材１０の外周面と連結部材連結部１７の内周面にネジ溝が設けられ、連結部材１０の外周面のネジ溝と連結部材連結部１７の内周面のネジ溝とが互いに噛み合うことにより、連結部材連結部１７により二つの部材に分割された連結部材１０が互いに着脱部材に連結されてもよい。

連結部材１０は、三つ以上の部材に分割され、二つ以上の連結部材連結部１７により着脱自在に連結されていてもよい。なお、図１に示す第１実施形態の鉄道車両構体１Ａ、図８に示す第２実施形態の鉄道車両構体１Ｂ及び図９に示す第３実施形態の鉄道車両構体１Ｃにおいても、上記と同様に、連結部材１０は、一方の側構体４Ｌと他方の側構体４Ｒとの間で、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割されていてもよい。互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割された連結部材１０は、一方の側構体４Ｌと他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材とを着脱自在に連結してもよく、一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材と他方の側構体４Ｒとを着脱自在に連結してもよい。また、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割された連結部材１０は、一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材と、他方の側構体４Ｒに取り付けられ一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材とは異なる部材とを着脱自在に連結してもよい。

本実施形態によれば、連結部材１０は、一方の側構体４Ｌ及び一方の側構体４Ｌに取り付けられた部材のいずれかと、他方の側構体４Ｒ及び他方の側構体４Ｒに取り付けられた部材のいずれかとの間で、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割されているため、側面部からの衝突に対する鉄道車両の剛性を確保しつつ、製造時における取付作業がさらに容易となる。

また、上記実施形態において、連結部材１０の端部１１が、側構体４Ｌ，４Ｒ及び側構体４Ｌ，４Ｒに取付けられた部材のいずれかと着脱自在に嵌合する機構は、上記以外の物も適用可能である。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…鉄道車両構体、２…屋根構体、３…床構体、４Ｌ，４Ｒ…側構体、５…腰掛、６…握り棒、７…握り棒上部取付金、８…縦吊手棒、９…吊手棒支持部材、１０…連結部材、１１…端部、１２…連結部材嵌合部、１３…基部、１４…挿入部、１５…荷棚、１６…袖仕切り、１７…連結部材連結部、１８，１９…固定ネジ、１００，２００…鉄道車両構体、１１０…端部、Ｗ…剛壁、Ｃ…屈曲部。

Claims (5)

1. 鉄道車両の上部を構成する屋根構体と、
   前記鉄道車両の下部を構成する床構体と、
   前記屋根構体と前記床構体との間で前記鉄道車両の側面部を構成する一対の側構体と、
   一方の前記側構体及び一方の前記側構体に取り付けられた部材のいずれかと、他方の前記側構体及び他方の前記側構体に取り付けられた部材のいずれかとを着脱自在に連結する連結部材と、を備えた鉄道車両構体。
2. 前記連結部材の端部は、前記鉄道車両の側面部からの衝突の際に、前記側構体及び前記側構体に取り付けられた部材のいずれかから一旦外れた後に、前記側構体及び前記側構体に取り付けられた部材のいずれかと当接する、請求項１に記載の鉄道車両構体。
3. 前記連結部材は、前記鉄道車両の側面部からの衝突の際に、その屈曲部が上方に突出するように屈曲する、請求項１又は２に記載の鉄道車両構体。
4. 前記連結部材の端部は、前記側構体に取り付けられた前記鉄道車両の握り棒、前記側構体に取り付けられた前記鉄道車両の荷棚及び前記側構体に取り付けられた前記鉄道車両の袖仕切りのいずれかと着脱自在に嵌合する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両構体。
5. 前記連結部材は、一方の前記側構体及び一方の前記側構体に取り付けられた部材のいずれかと、他方の前記側構体及び他方の前記側構体に取り付けられた部材のいずれかとの間で、互いに着脱自在に連結された複数の部材に分割されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両構体。

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