JP2626416B2

JP2626416B2 - 鉄道車両の窓枠構造

Info

Publication number: JP2626416B2
Application number: JP4160721A
Authority: JP
Inventors: 寛二西山; 英資大場; 守大原; 通文武市
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH061236A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の窓枠構造に
係り、特に高速で走行するものに好敵な鉄道車両の窓枠
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、側構体、屋根構体、床構体等の
外板に軽合金製のろう付ハニカムパネルを用い、骨部材
を車両内部側に配置した構造が知られている。また、側
構体に薄板を用いる場合、この薄板に窓部の穴を明け窓
隅補強を行なう構造であった。

【０００３】また、車両構体を構成する柱部と腰部との
骨部材における窓隅部の鍔を一部切取り、この切り取り
部分に１個または２個以上の半径による連続した円弧曲
線部分を有する窓隅部材を固着し、この窓隅部材を車両
構体の窓隅部に母材化せしめるようにして車両窓隅部の
応力集中を防止する構造であった。

【０００４】これらの構造に関するものとしては、特公
昭４７−３７２８８、特開平３−９０４６８号等があげ
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構造では、
側パネルに窓を加工により明けた側パネルを溶接してい
たが、側パネルは大きくハンドリング及び窓加工に多大
な時間を要していた。また、薄板で製作した窓は、窓隅
に応力集中が発生する（車両が高速でトンネル内を走行
する際、車内外圧力が急激に変化することにより荷重が
作用することと、乗客・機器の荷重が作用することによ
り、車両構体に上下荷重が作用する為に窓隅部に応力が
発生する）ため補強を追加するため溶接量が多く、歪が
発生するのと工数が増加すると共に重量増加の原因であ
った。又、溶接する為、アンダカット等が生じ易く品質
が一定しなかった。又、溶接部の応力低下を図る方法が
なかった。また、側構体の完成後、窓を機械加工により
明ける方法もあるが、大型機械が必要であり、かつ、ハ
ンドリングとセットが大変であった。また、側構体を上
部側構体、下部側構体及び吹寄板に分割したパネルを組
合わせる構造では、窓隅部に応力集中の発生する場所が
生じた。そのため、窓隅に補強を追加する必要があり、
こうすると溶接線が増え、かつ、溶接部の仕上げが追加
となり工数が増大すると共に品質が均一にならなかっ
た。更に、重量が増加するという欠点もあった。

【０００６】本発明の目的とするところは、窓隅の応力
集中を緩和することと、車両構体の軽量化を図ることが
できる鉄道車両の窓枠構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的は、上部側構体
と、下部側構体と、前記上部側構体と前記下部側構体と
の間において窓と窓との間を構成するものであって、前
記上部側構体と前記下部側構体に溶接した吹寄板とから
なり、前記上部側構体、下部側構体および吹寄板は、２
枚の面板と、該２枚の面板の間に配置してろう付けした
芯材と、断面がコ状であって、その平行な２つの片の端
部を外側に向けて、該それぞれの片を前記それぞれの面
板の外周部に沿ってろう付けした積層材であり、前記窓
の大きさは外面側が内面側よりも大きく、前記内面側を
構成する窓隅は車両の長手方向に対して４５度の縁を有
し、前記吹寄板と前記上部側構体と前記下部側構体との
溶接線は、前記４５度の窓隅に対して直交しており、前
記外面側を構成する窓隅は前記積層材の外側の前記面板
の一部およびこれにろう付けした前記縁材の一部の片を
取り去って補強が溶接されており、該補強は前記窓隅の
円弧部を備え、該補強と前記吹寄板と前記上部側構体、
下部構体との溶接線は前記窓隅の円弧部の開始点を外れ
た直線部にあること、により達成できる。

【０００８】

【作用】応力集中の度合いが高い外面側の窓の窓隅には
積層材の面板および縁材を取り去って補強を溶接し、該
溶接線は窓隅の円弧部を外れた位置に設けているので、
溶接線の端部の応力を小さくでき、構造が比較的簡単で
あるにもかかわらず応力集中を緩和することができる。
また、内面側の窓は大きくしているので、軽量で構成を
簡単にできるものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図７によ
って説明する。同図において、１は吹寄板、２は軒桁を
含む窓より上部を構成する上部側構体、３は腰板を含む
窓より下部を構成する下部側構体である。側構体４は、
吹寄板１と上部側構体２及び下部側構体３を溶接するこ
とにより構成される。前記吹寄板１と上部側構体２及び
下部側構体３は、二枚の面板とその間に設置される芯材
をろう付けによって接合してなる積層パネルによりそれ
ぞれ構成されている。該積層パネルは所定の厚さを有
し、その周囲には断面形状がコ字型の縁材が前記面板の
間にろう付けによって設置されている。この上部側構体
２は、窓開口部に位置する上部側構体窓部２ａと吹寄部
に位置する上部側構体吹寄部２ｂを組み合わせることに
より構成される。上部側構体窓部２ａは、その一辺が窓
開口部の一辺をなし、この部分は縁材部分を切削加工す
ることにより、正確な寸法に形成されている。また、上
部側構体窓部２ａの窓隅対応部分は、後述する補強７を
設置するため、切削によって切欠き部が形成されてい
る。上部側構体吹寄部２ｂは、吹寄板１に接合されるた
め、その縁材を直線状に切削加工される。上部側構体２
は、上部側構体部材２ａと上部側構体吹寄部２ｂとの境
部分に前記面板および前記縁材に接合された補強板を内
蔵しており、少なくとも窓部２ａと吹寄部２ｂを一つの
単位として構成されている。なお、本実施例において
は、上部側構体窓部２ａと上部側構体吹寄部２ｂとを交
互に二つずつ配置したものを一つのパネルとして構成し
ている。

【００１０】また、下部側構体３は、窓開口部に位置す
る下部側構体窓部３ａと吹寄部に位置する下部側構体吹
寄部３ｂを組み合わせることにより構成される。該下部
側構体窓部３ａと下部側構体吹寄部３ｂは、前記上部構
体窓部２ａおよび上部構体２ｂと同様に形成されてい
る。これらの上部側構体２、下部側構体３は、標準化さ
れている。また、吹寄板１と上部側構体２及び下部側構
体３は、側構体外表面側は接合部５、側構体内面側は接
合部６の部分を溶接することにより接合される。

【００１１】次に、吹寄板１の詳細構造について説明す
る。先ず、構体の外側について説明する。吹寄板１は、
窓開口に面した辺の窓隅部に切欠きを形成し、該切欠き
部分に事前に補強７を接合して一体にした構造になって
いる。補強７は、吹寄板１に一方の溶接端８ａから他方
の溶接端８ｂまでの接合線８の部分で溶接接合されてい
る。溶接端８ａの位置は、補強７のアール止まりから窓
隅の接線方向すなわち窓隅部から離れる方向に５〜１０
ｍｍの位置に設定される。つまり、溶接端８ａは窓隅の
円弧部の始・終端部よりも直線部側にある。これは、ア
ール止端部は応力集中により高応力が発生するため、母
材化して強度を向上させるためである。また、補強７
は、補強だけでなく吹寄板１，上部側構体２，下部側構
体３をなす積層パネルの外表面と面一となるように設置
されていることから外板の役割を持ち、かつ、応力集中
に耐え得る板厚を有することから骨部材の役割も果たし
ている。ところで、補強７は、単体でタブ９を有した構
造となっている。タブ９は、補強７のアール止まりから
接線方向すなわち窓隅部から離れる方向に５〜１０ｍｍ
程度ずらした溶接の始・終端に対応させて形成されてい
る。これらの構造は、アール止まりに応力集中が発生す
るのと上部側構体２又は下部側構体３と溶接接合したと
き溶接線（トーチ）の始・終点において発生したアンダ
カット部を簡単に除去するために配慮したものである。
そして、補強７はタブ９の中心を通り法線方向に角アー
ルを持った構造をしており、上部側構体２及び下部側構
体３もこの形状にあわせて製作されている。そして、補
強７を有する吹寄板１と上部側構体２又は下部側構体３
を溶接後、タブ９は、切断する。これは、タブ９を別付
すると、部品点数・工数増大、タブ切徐時、母材を必要
以上に削り込み、ノッチを形成してしまう。これらの構
造は、他の窓隅部分についても同じである。また、この
ようなタブは、補強７を吹寄板１に溶接接合する際のア
ンダカットを除去するために、溶接端８ａの部分にも設
けられる。側構体外表面部における積層パネル同士の接
合構造は以上のように構成されている。

【００１２】次に、構体の内側について説明する。構体
内側は、下部側構体３と吹寄板１は、接合部６をなす溶
接線６ａで溶接される構造となっている。溶接線６ａ
は、窓隅において車体の長手方向に対して４５度の角度
をなしており、下部側構体３と吹寄板１との溶接線に接
続している。窓隅は車体長手方向に対して４５度の直線
部１０になっている。つまり、溶接線６ａは窓隅の直線
部に対して直交している。図５に示すｈ₁と図６に示す
ｈ₂が等しくなるように構成されている。したがって、
この構造にすることにより、吹寄板１の内側と外側の最
大高さが一致するため、吹寄板１、上部側構体２、下部
側構体３の縁材及び面板の大きさを同一にできる。ま
た、構体内側では、図６における斜線部の縁材を省略す
ることにより軽量化を図っている。これらの構造は、他
の窓隅部分についても同じである。

【００１３】前記構成においては、窓隅部材を含む吹寄
板を標準化することと、該吹寄板と他の構体構成部材と
の取付溶接線を単純化すなわち一筆書のように形成した
ことにより、工数低減と品質の安定化を図ることができ
る。また、吹寄板に窓隅アールの円弧より５〜１０ｍｍ
接線方向に直線部分を設けた窓隅補強を先に取付けて一
体にした構造にすることにより、アール始端母材化をし
て窓隅部の応力集中を緩和すると共に車両構体の軽量化
が図れる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、応力
集中の度合いが高い外面側の窓の窓隅には積層材の面板
および縁材を取り去って補強を溶接し、該溶接線は窓隅
の円弧部を外れた位置に設けているので、溶接線の端部
の応力を小さくでき、構造が比較的簡単であるにもかか
わらず応力集中を緩和することができる。また、内面側
の窓は大きくしているので、軽量で構成を簡単にできる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の窓枠構造を有する側構体を構体外から
見た正面図である。

【図２】本発明の窓枠構造を有する側構体を構体内から
見た正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ部断面である。

【図４】図１のＢ−Ｂ部断面図である。

【図５】図１のＣ部の詳細を示す拡大した正面図であ
る。

【図６】図１のＤ部の詳細を示す拡大した正面図であ
る。

【図７】図５における補強のタブを除去する以前の状態
を示す正面図である。

【符号の説明】

１…吹寄部、２…上部側構体、３…下部側構体、４…側
構体、７…補強、９…タブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武市通文茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (56)参考文献特開平３−90468（ＪＰ，Ａ) 特公平４−8267（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上部側構体と、下部側構体と、前記上部側
構体と前記下部側構体との間において窓と窓との間を構
成するものであって、前記上部側構体と前記下部側構体
に溶接した吹寄板とからなり、前記上部側構体、下部側構体および吹寄板は、２枚の面
板と、該２枚の面板の間に配置してろう付けした芯材
と、断面がコ状であって、その平行な２つの片の端部を
外側に向けて、該それぞれの片を前記それぞれの面板の
外周部に沿ってろう付けした積層材であり、前記窓の大きさは外面側が内面側よりも大きく、前記内面側を構成する窓隅は車両の長手方向に対して４
５度の縁を有し、前記吹寄板と前記上部側構体と前記下部側構体との溶接
線は、前記４５度の窓隅に対して直交しており、前記外面側を構成する窓隅は前記積層材の外側の前記面
板の一部およびこれにろう付けした前記縁材の一部の片
を取り去って補強が溶接されており、該補強は前記窓隅
の円弧部を備え、該補強と前記吹寄板と前記上部側構
体、下部構体との溶接線は前記窓隅の円弧部の開始点を
外れた直線部にあること、を特徴とする鉄道車両の窓枠構造。