JP2019031129A - 鉄道車両構体 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の軽量化を維持しつつ、側構体の強度を十分に高めることができる鉄道車両構体を提供できる。
【解決手段】鉄道車両構体１は、車両の床部を構成する床構体２と、車両の側壁部を構成する側構体３と、車両の内部空間を仕切る仕切板２０と、を備えている。床構体２は、車両の幅方向に延在する横梁１０を有している。仕切板２０は、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に配置された本体部２１を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両構体に関する。

鉄道車両の構体は、一般に、床構体、一対の側構体、一対の妻構体、屋根構体の六面体で構成されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、一対の側構体と屋根構体と妻構体とが、床構体に一体的に固定されている。

特開２００１−４８０１６号公報

近年、鉄道車両の軽量化が進む一方で、軽量化した車両の強度の確保も要求されている。鉄道車両の場合、前後方向からの荷重は側構体で受けることが可能であるが、幅方向からの荷重を受けるための構成が求められる。しかしながら、側構体の強度の確保のために骨部材を増加させたり外板パネルの厚さを増加させたりすると、軽量化の目的が阻害されてしまうおそれがある。

本発明は、車両の軽量化を維持しつつ、側構体の強度を十分に高めることができる鉄道車両構体を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る鉄道車両構体は、車両の床部を構成する床構体と、車両の側壁部を構成する側構体と、車両の内部空間を仕切る仕切板と、を備え、床構体は、車両の幅方向に延在する横梁を有し、仕切板は、鉛直方向から見て横梁と重なる位置に配置された本体部を有している。

この鉄道車両構体では、仕切板の本体部が鉛直方向から見て横梁と重なる位置に配置されている。このため、鉄道車両の側面から荷重を受けたとしても、当該荷重に対して仕切板が側構体と横梁との間で筋交いとして働くことで、軽量化した車両でも鉄道車両構体の変形量を抑制することができる。仕切板を強度の向上に利用しているため、部品点数の増加及び取付け作業の複雑化を抑制することができる。

仕切板は、鉛直方向から見て横梁と重なる位置で床構体に接合された一又は複数の脚部を更に有していてもよい。この場合、仕切板が脚部を介して横梁で支持されているため、鉄道車両の側面から受ける荷重に対する剛性を向上することができる。したがって、鉄道車両の側面から受ける荷重による変形量を一層抑制することができる。

床構体は、横梁上に接合された波板を有し、脚部は、波板に接合されていてもよい。この場合、鉛直方向から見て横梁と重なる位置に脚部を簡易かつ強固に取り付けることができる。このため、製造工程を複雑にすることなく強度の向上を図ることができる。

側構体は、横梁の位置に対応して鉛直に配置された側柱を有し、本体部は、側柱に接合されていてもよい。この場合、鉄道車両の側面から荷重を受けたとしても、当該荷重に対して仕切板が側柱と横梁との間で筋交いとして働くことで、鉄道車両構体の変形量を更に抑制することができる。

本発明の一側面に係る鉄道車両構体は、車両の床部を構成する床構体と、車両の側壁部を構成する側構体と、車両の内部空間を仕切る仕切板と、を備え、床構体は、車両の幅方向に延在する横梁を有し、仕切板は、鉛直方向から見て横梁と重ならない位置に配置された本体部と、鉛直方向から見て横梁と重なる位置で床構体に接合された一又は複数の脚部とを有している。

この鉄道車両構体では、仕切板の脚部が鉛直方向から見て横梁と重なる位置で床構体に接合されており、仕切板が脚部を介して横梁で支持される。このため、鉄道車両の側面からの荷重に対して仕切板が側構体と横梁との間で筋交いとして働く。したがって、軽量化した車両でも、鉄道車両の側面から受ける荷重による変形量を抑制することができる。仕切板を強度の向上に利用しているため、部品点数の増加及び取付け作業の複雑化を抑制することができる。

床構体は、横梁上に接合された波板を有し、脚部は、波板に接合されていてもよい。この場合、鉛直方向から見て横梁と重なる位置に脚部を簡易かつ強固に取り付けることができる。このため、製造工程を複雑にすることなく強度の向上を図ることができる。

側構体は、横梁の位置に対応して鉛直に配置された側柱を有し、本体部は、側柱に接合されていてもよい。この場合、鉄道車両の側面から荷重を受けたとしても、当該荷重に対して仕切板が側柱と横梁との間で筋交いとして働くことで、鉄道車両構体の変形量を更に抑制することができる。

本発明によれば、車両の軽量化を維持しつつ、側構体の強度を十分に高めることができる鉄道車両構体を提供できる。

本実施形態に係る鉄道車両構体の概略斜視図である。 図１に示した鉄道車両構体の内部構成の一例を示す図である。 図１に示した鉄道車両構体の車両長手方向から見た概略部分断面図である。 図１に示した鉄道車両構体の車両幅方向から見た概略部分断面図である。 本実施形態の変形例に係る鉄道車両構体の車両長手方向から見た概略部分断面図である。 本実施形態の別の変形例に係る鉄道車両構体の車両長手方向から見た概略部分断面図である。 図６に示した鉄道車両構体の車両幅方向から見た概略部分断面図である。 本実施形態の更に別の変形例に係る鉄道車両構体の車両幅方向から見た概略部分断面図である。 図９の更なる変形例に係る鉄道車両構体の車両幅方向から見た概略部分断面図である。 本実施形態の更に別の変形例に係る鉄道車両構体の車両幅方向から見た概略部分断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る鉄道車両構体の一例を示す概略斜視図である。鉄道車両構体１は、車両の床部を構成する床構体２と、車両の側壁部を構成する側構体３と、屋根構体４と、妻構体５とを備えている。これらの各構体が相互に接合されることにより、鉄道車両構体１は、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。

床構体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。床構体２の下部には、鉄道車両構体１を支持する一対の台車（不図示）が設置されている。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、床構体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、乗客らが乗り降りするためのドア部６が等間隔に複数設けられている。また、ドア部６，６間と側構体３の両端部とには、窓部７がそれぞれ設けられている。妻構体５は、乗客らが車両間を行き来するための出入口部８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空間に蓋をするように配置されている。車両の屋根構体４には、上部に車内の温度を調整するためのエアコンディショナー及びパンタグラフ（図示しない）などが設置されている。

次に、鉄道車両構体１の構成について更に詳細に説明する。図２は、鉄道車両構体１の内部を示す概略斜視図である。床構体２は、車両の幅方向に延在する複数の横梁１０と、横梁１０上に接合された波板１３と、波板１３の上に設けられている床材１４とを有している。横梁１０は、Ｃ型の断面形状を有している。波板１３は、凹凸が交互に連続する断面形状を有し、当該凹凸が車両幅方向で連続位置するように配置されている。床材１４は、波板１３の凹凸を埋めている。床材１４によって、床部の表面は平面に形成されている。

側構体３は、鉄道車両構体１の内部空間側に、車両の高さ方向（以下、鉛直方向という）に延在する複数の側柱１１を有している。本実施形態では、各側柱１１は、横梁１０の位置に対応して鉛直に配置されている。側柱１１には、例えば、ハット材が用いられる。

鉄道車両構体１は、車両の内部空間を仕切る仕切板２０を備えている。仕切板２０は、本体部２１と脚部２２とを有している。本体部２１は、骨組み２３を化粧板２４で覆うことによって構成されている。図２では、本体部２１の骨組み２３だけが示されている。

仕切板２０は、ドア部６と窓部７との間に配置されており、例えば、座席に座る客とドア部６から乗降する客との接触を防止する。図３は仕切板２０を車両長手方向から見た状態を示しており、図４は仕切板２０を車両幅方向から見た状態を示している。図３では骨組み２３を破線で示し、図４では骨組み２３を省略して示している。本実施形態では、一対の仕切板２０が、一対の側構体３の各々に対して垂直に設けられている。一対の仕切板２０、一対の側柱１１、及び横梁１０が同一面上に位置している。

図３及び図４に示されているように、脚部２２は、横梁１０及び床構体２に直交する方向に（横梁１０の鉛直線上に）延在する柱形状を有している。脚部２２の上端は、本体部２１に接合されており、下端は、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で床構体２に接合されている。具体的には、脚部２２の下端は、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で波板１３に接合されている。床材１４は、脚部２２を避けて設けられている。

本体部２１は、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に配置されている。本体部２１は、側構体３に沿って配置され、側構体３に対して垂直に延設されている。具体的には、本体部２１の骨組み２３が、側構体３に設けられている側柱１１に接合され、化粧板２４の一辺が側構体３に沿って接している。本実施形態では、横梁１０の幅中心と本体部２１の幅中心とが揃っているが、鉛直方向から見て横梁１０と本体部２１の少なくとも一部が重なっていればよい。

骨組み２３は、横梁１０と平行に延在する水平柱２５を有する。骨組み２３は、側柱１１から床構体２側に湾曲して延在している。化粧板２４は、骨組み２３沿って構成されている。

本体部２１は、側柱１１に直接接合されずに、側構体３に設けられた壁材を介して側構体３に接合されていてもよい。本実施形態では、脚部２２及び骨組み２３は、鉄等の金属によって構成されており、互いに接合されている。図４に示されているように、本実施形態では、本体部２１及び脚部２２のいずれもが、鉛直方向から見て横梁１０と重なると共に車両の幅方向から見て側柱１１と重なる位置に配置されている。

以上説明したように、鉄道車両構体１では、仕切板２０の本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に配置されている。このため、鉄道車両の側面から荷重を受けたとしても、当該荷重に対して仕切板２０が側構体３と横梁１０との間で筋交いとして働くことで、軽量化した車両でも鉄道車両構体１の変形量を抑制することができる。また、仕切板２０を強度の向上に利用しているため、部品点数の増加及び取付け作業の複雑化を抑制することができる。

仕切板２０は、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で床構体２に接合された脚部２２を有しているため、仕切板２０が脚部２２を介して横梁１０で支持されている。このため、脚部２２を介して鉄道車両の側面からの荷重を横梁１０で受けることができる。したがって、鉄道車両の側面から受ける荷重に対する剛性が向上されており、鉄道車両の側面から受ける荷重による変形量を一層抑制することができる。

床構体２は、横梁１０上に接合された波板１３を有し、脚部２２は、波板１３に接合されている。このため、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に脚部２２を簡易かつ強固に取り付けることができる。このため、製造工程を複雑にすることなく強度の向上を図ることができる。

側構体３は、横梁１０の位置に対応して鉛直に配置された側柱１１を有し、本体部２１は、側柱１１に接合されていてもよい。このため、鉄道車両の側面から荷重を受けたとしても、当該荷重対して仕切板２０が側柱１１と横梁１０との間で筋交いとして働くことで、変形量を一層抑制することができる。

次に、図５を参照して、本実施形態の変形例に係る鉄道車両構体について説明する。図５は、本実施形態の変形例に係る鉄道車両構体１の仕切板２０Ａを車両長手方向から見た状態を示している。

図３に示されている仕切板２０が脚部２２を１つのみ有しているのに対して、図５に示されている仕切板２０Ａは複数の脚部２２を有している。この点で、仕切板２０Ａは、仕切板２０と異なる。具体的には、仕切板２０Ａでは、２つの脚部２２について、各々の上端が本体部２１に接合されており、下端が鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で床構体２に接合されている。各脚部２２の下端は、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で波板１３に接合されている。このため、仕切板２０Ａは、仕切板２０よりも横梁１０によって支持される領域が大きい。したがって、鉄道車両の側面から受ける荷重に対する剛性を更に向上されている。仕切板２０は、２以上の脚部２２を介して鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で波板１３に接合されていてもよい。

次に、図６及び図７を参照して、本実施形態の別の変形例に係る鉄道車両構体について説明する。図６は、本実施形態の別の変形例に係る鉄道車両構体１の仕切板２０Ｂを車両長手方向から見た状態を示している。図７は、本実施形態の別の変形例に係る鉄道車両構体１の仕切板２０Ｂを車両幅方向から見た状態を示している。

図６及び図７に示されている仕切板２０Ｂは、脚部２２を有していない点で、図３に示されている仕切板２０と異なる。この場合においても、図７に示されているように、本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に配置されている。このため、鉄道車両の側面から荷重を受けて鉄道車両構体１が変形したとしても、変形する過程において仕切板２０Ｂの下部が横梁１０の鉛直線上で床材１４に接触する。したがって、仕切板２０Ｂが側構体３と横梁１０との間で筋交いとして働くため、鉄道車両構体１の変形量を抑制することができる。

次に、図８を参照して、本実施形態の更に別の変形例に係る鉄道車両構体について説明する。図８は、本実施形態の更に別の変形例に係る鉄道車両構体１の仕切板２０Ｃの車両幅方向から見た状態を示している。

図４に示されている仕切板２０では本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に配置されているのに対して、図８に示されている仕切板２０Ｃでは本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重ならない位置に配置されている。すなわち、仕切板２０Ｃの本体部２１は、鉛直方向から見て横梁１０からずれた位置に配置されている。図３及び図４に示されている仕切板２０の脚部２２が横梁１０及び床構体２に直交する方向に（横梁１０の鉛直線上に）延在する柱形状を有しているのに対して、図８に示されている仕切板２０Ｃの脚部２２Ｃは屈曲している。これらの点で仕切板２０Ｃは、仕切板２０と異なる。

具体的には、脚部２２Ｃの上端は鉛直方向から見て横梁１０と重ならない位置に配置されている本体部２１に接合されており、下端は鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で波板１３に接合されている。脚部２２Ｃは、波板１３に接合された上記下端から鉛直上方向に延在し、直角に折れ曲がって車両長手方向に延在し、更に直角に折れ曲がって鉛直上方向に延在して上記上端で本体部２１に接合されている。

図８に示されている構成では、側柱１１が横梁１０の位置に対応して鉛直に配置されているが、この構成に限らない。車両幅方向から見て、側柱１１が横梁１０と重なっていなくてもよい。例えば、図９に示されている構成では、車両幅方向から見て、側柱１１が横梁１０からずれて配置されており、横梁１０と重なっていない。上述した仕切板２０Ｃの本体部２１は、車両の幅方向から見て側柱１１と重なる位置に配置されている。図８及び図９に示されたような構成においても、脚部２２は、１つであっても複数であってもよい。

次に、図１０を参照して、本実施形態の更に別の変形例に係る鉄道車両構体について説明する。図１０は、本実施形態の変形例に係る鉄道車両構体１の仕切板２０Ｄを車両幅方向から見た状態を示している。

図４に示されている仕切板２０では本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置に配置されているのに対して、図１０に示されている仕切板２０Ｄでは、上述した仕切板２０Ｃと同様に、本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重ならない位置に配置されている。すなわち、仕切板２０Ｄの本体部２１は、鉛直方向から見て横梁１０からずれた位置に配置されている。図３及び図４に示されている仕切板２０の脚部２２が横梁１０及び床構体２に直交する方向に（横梁１０の鉛直線上に）延在する柱形状を有しているのに対して、図１０に示されている仕切板２０Ｄの脚部２２Ｄは屈曲している。これらの点で仕切板２０Ｄは、仕切板２０と異なる。

具体的には、仕切板２０Ｃの脚部２２Ｃと同様に、脚部２２Ｄの上端は鉛直方向から見て横梁１０と重ならない位置に配置されている本体部２１に接合されており、下端が鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で波板１３に接合されている。脚部２２Ｄは、波板１３に接合された上記下端から床構体２に沿って車両長手方向に延在し、直角に折れ曲がって鉛直上方向に延在して上記上端で本体部２１に接合されている。

図８から図１０に示されている鉄道車両構体１では、仕切板２０Ｃ，２０Ｄの脚部２２Ｃ，２２Ｄが鉛直方向から見て横梁と重なる位置で床構体２に接合されており、仕切板２０Ｃ，２０Ｄが脚部２２Ｃ，２２Ｄを介して横梁１０で支持されている。このため、本体部２１が鉛直方向から見て横梁１０と重ならない位置に配置されていても、鉄道車両の側面からの荷重に対して仕切板２０Ｃ，２０Ｄが側構体３と横梁１０との間で筋交いとして働く。したがって、軽量化した車両でも、鉄道車両の側面から受ける荷重による変形量を抑制することができる。

図９に示されている構成において、側柱１１は、横梁１０の位置に対応して鉛直に配置されており、本体部２１は、側柱１１に接合されている。このため、鉄道車両の側面から荷重を受けたとしても、当該荷重に対して仕切板２０Ｃが側柱１１と横梁１０との間で筋交いとして働くことで、鉄道車両構体１の変形量を更に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

例えば、脚部２２，２２Ｃ，２２Ｄは、鉛直方向から見て横梁１０と重なる位置で床構体２に接合されていれば、必ずしも波板１３に接合していなくてもよい。

本実施形態では、本体部２１が側構体３に接しているが、本体部２１は側構体３から離間して配置されてもよい。

１…鉄道車両構体、２…床構体、３…側構体、１０…横梁、１１…側柱、１３…波板、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…仕切板、２１…本体部、２２，２２Ｃ，２２Ｄ…脚部。

Claims (7)

1. 車両の床部を構成する床構体と、
   前記車両の側壁部を構成する側構体と、
   前記車両の内部空間を仕切る仕切板と、を備え、
   前記床構体は、前記車両の幅方向に延在する横梁を有し、
   前記仕切板は、鉛直方向から見て前記横梁と重なる位置に配置された本体部を有している、鉄道車両構体。
2. 前記仕切板は、鉛直方向から見て前記横梁と重なる位置で前記床構体に接合された一又は複数の脚部を更に有する、請求項１に記載の鉄道車両構体。
3. 前記床構体は、前記横梁上に接合された波板を有し、
   前記脚部は、前記波板に接合されている、請求項２に記載の鉄道車両構体。
4. 前記側構体は、前記横梁の位置に対応して鉛直に配置された側柱を有し、
   前記本体部は、前記側柱に接合されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両構体。
5. 車両の床部を構成する床構体と、
   前記車両の側壁部を構成する側構体と、
   前記車両の内部空間を仕切る仕切板と、を備え、
   前記床構体は、前記車両の幅方向に延在する横梁を有し、
   前記仕切板は、鉛直方向から見て前記横梁と重ならない位置に配置された本体部と、鉛直方向から見て前記横梁と重なる位置で前記床構体に接合された一又は複数の脚部とを有している鉄道車両構体。
6. 前記床構体は、前記横梁上に接合された波板を有し、
   前記脚部は、前記波板に接合されている、請求項５に記載の鉄道車両構体。
7. 前記側構体は、前記横梁の位置に対応して鉛直に配置された側柱を有し、
   前記本体部は、前記側柱に接合されている、請求項５又は６に記載の鉄道車両構体。

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