JP2763984B2 - 構造体の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両あるいは囲い
式陸橋等のうち、特にプレス加工によって成形された骨
組を用いて構成する構造体の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周囲を囲った構造体には、陸橋やボーデ
ィングブリッジのほか図６及び図７に示す鉄道車両の車
体等がある。本願では、この車体を構成する側構体を例
に説明する。

【０００３】これらの図に示すように、従来の構造体
は、水平に置かれた長土台１を基準として、その上部に
側出入口柱２、戸尻柱３、側柱４等の各種の柱が垂直に
立てられ、これらの柱には、窓部腰帯５、戸袋部腰帯
６、幕帯７、鴨居８等の部材が水平に配置され、さらに
この水平に配置された部材を基準として戸袋柱９、幕部
柱１０が垂直に立てられ、これらの各部材を溶接接合し
て構造体の骨組を形成している。こうして形成された構
造体の骨組のほぼ全面には、予め補強部材１１，１２が
溶接された腰部外板１３、戸袋部外板１４、及び幕部外
板１５が張り付けられ、これら全体で窓部１６や出入口
部１７を有する構造体が形成される。

【０００４】また、別の従来例として、特開昭６１−２
２０９６２号公報に記載の車両の構造体も知られてい
る。これは、構造体を平面状の側外板と凹凸部のある補
償板とを張り合わせて構成したものである。そして、補
償板には、断面が三角で比較的小さな凸部としてビード
が横方向に形成され、断面がＵ字形の凸部が縦方向に形
成されている。または、矩形状の凹凸を形成し、側外板
との間に芯材を充填する構成としている。

【０００５】さらに別の従来例としては、特開昭６１−
２２０９６３号公報に記載のものがある。これは、構造
体のうち、側柱と横さんに囲まれた吹寄部に、剪断力の
方向に合わせてビードを形成したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構造体では、側構体を構成する部材の種類や
部材点数が多く、部材加工の際の段取り替えが増え、加
工そのものも複雑である。また、組立段階においても、
部品調達が複雑で、しかも各部材の位置決めのために多
くの治具を必要とする。さらに溶接箇所が多く、歪みの
発生が増加し、寸法精度の低下をもたらす、といった種
々の問題があった。

【０００７】また、上記特開昭６１−２２０９６２号
や、特開昭６１−２２０９６３号に記載のものは、凹凸
としてビードを利用しており、比較的小さな凹凸である
から、その補強効果も小さい。本発明は、上記の問題点
を解決するためになされたもので、部品点数が少なく、
部品加工が容易で、組立作業が簡単になり、歪みが少な
く、しかも必要な剛性の確保ができ、重量も軽くなる構
造体を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、構造体を所定の大きさと数に分割して複数
の区画とし、一部の区画を、長手方向に長い複数のリブ
を有する波形板材に、該リブに交叉し該リブと干渉を避
ける凹部を形成した補強部材を取り付け、前記波形板材
のリブ間にほぼ長方形の孔を配列して補強用の骨組を設
けた構造とし、他の区画は、一体的な板材に、ほぼ長方
形の孔を配列して穿設し、該ほぼ長方形の孔の周囲に沿
った環状のフランジを残して絞り加工によるリブを形成
した補強用の骨組を設けた構造とし、各骨組の境界部分
を接合して構成される骨組集合体に、平板状の外板を張
り付けて構成されることを特徴としている。

【０００９】前記一部の区画は、車両構体の形式種別に
応じて寸法の変化が求められる区画であり、この区画に
は、寸法変化に応じてその都度製作することが比較的に
容易な波形板材に重量軽減のためのほぼ長方形の孔を穿
設した骨組が設けられ、この骨組には補強部材が取り付
けられる。前記他の区画は、車両構体の形式種別に係わ
らず同種の場合が多く且つ比較的に大きな強度を必要と
する区画であり、一体的な板材に複数のほぼ長方形の孔
を配列して穿設し、該ほぼ長方形の孔の周囲に沿った環
状のフランジを残して絞り加工によるリブを形成した骨
組が設けられる。

【００１０】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明による構造体の一例として、鉄道車
両の側構体を示している。本発明によれば、側構体は適
当な区画に分割されている。これら各区画とは、中央の
２つに分割された窓部２０の下方に配置された腰部骨組
２１と、窓の左右両側に配置されて窓と反対側に出入口
２２を形成する戸袋部骨組２３と、窓の上方に配置され
た幕板部骨組２４及び、出入口２２の上方に配置された
鴨居部骨組２５とを指す。

【００１１】腰部骨組２１は、従来例に示す長土台１、
側柱４、窓部腰板５及び補強部材１１を一体形成した区
画の骨組であり、図２（ａ）に示すように、鋼板やステ
ンレス鋼板をロールフォーミング或いはプレス等で加工
して複数のリブ２１ｂを配列して形成し、重量軽減を図
るためのほぼ長方形の孔２１ａが穿設される。孔２１ａ
の幅は、リブ２１ｂとリブ２１ｂの間に収容される幅で
あり、孔２１ａの長さは、腰部材２７に干渉しない長さ
に制限される。

【００１２】戸袋部骨組２３は、従来例に示す側出入口
柱２、戸尻柱３、戸袋柱９、補強部材１１，１２、戸袋
部腰帯６をまとめて一つの区画とし、腰部骨２１と同種
の金属製の波形板材で一体に形成され、孔２３ａ及びリ
ブ２３ｂが設けられている。幕板部骨組２４は、従来例
に示す幕帯７及び幕部柱１０をまとめて一区画としたも
ので、図２(b) にその断面を示すが、腰部骨組２１と同
様の孔２４ａとリブ２４ｂとを有する。鴨居部骨組２５
は、幕板部骨組２４に準じて一区画とされたもので、孔
２５ａとリブ２５ｂを有する。図２(c) は鴨居部骨組２
５の断面を示す図である。

【００１３】上記の各区画を形成する波形板材は、図２
(a) から(c) によっても理解できるように、同種の素材
から形成されている。この場合、波形板材に形成される
リブの大きさは、従来例で示した戸尻柱９、側柱４、幕
部柱１０、補強部材１２、窓部腰帯５及び補強部材１１
の代わりとなる剛性を確保できるように決められてい
る。そして、波形板材から各区画を切断して形成した
後、各孔の位置や孔の大きさを決めて、プレス加工等に
より孔を穿設すれば、各区画を形成することができる。
もちろん、所定の孔の穿設後に、波形加工をしても同様
に実現することができる。

【００１４】このように別々に形成された上記の各区画
２１，２３，２４，２５は、波形を横断する方向の剛性
が低く、面外変形を起こし易い。そこで、間柱２６、腰
部柱２７、戸袋部補強２８、幕板部柱２９及び鴨居部補
強３０といった柱部材を剛性向上のために設ける。間柱
２６及び腰部柱２６は図２(d) に示すように、断面がＵ
字形のチャネルで、Ｕ字を成す両先端から両側に取付縁
部２６ａ又は２７ａが延設され、腰部骨組２１に固定さ
れる。腰部柱２７は、図２(e) に示すように腰部骨組２
１において交差する各リブ２１ｂに対応した複数の凹部
２７ｂが形成されている。この凹部２７ｂにより、腰部
柱２７は、リブ２１ｂと干渉することなく腰部骨組２１
と溶接等により結合できることとなる。間柱２６は、腰
部柱２７と同様の構造であるが、構造体の上端から下端
に渡って設けられ、腰部骨組２１と幕板部骨２４の両方
の補強をすると共に、窓２０を左右に二分する窓枠をも
兼ねている。もちろん窓部では凹部２７ｂは不要であ
る。

【００１５】図２(f) ，(g) は、それぞれ幕部柱２９、
鴨居部補強３０を示すが、これらは、基本的には腰部柱
２７と同じ構成で、凹部２９ｂ，３０ｂが形成されてい
る。戸袋部補強２８も、水平方向に設けられるという相
違点はあるが、その構造は基本的に腰部柱２７と同じで
ある。図２(h) は、戸袋部骨組２３に戸袋部補強２８が
固定された状態を示す。戸袋部骨組２３のリブ２３ｂ
が、戸袋部補強２８に形成された凹部２８ｂに嵌入して
いる。また、戸袋部補強２８は、その左端を戸袋部柱３
１に当接して位置決めしている。戸袋部柱３１は、間柱
２６と同様に構造体の上端から下端に渡って設けられ、
鴨居部骨組２５と重なる部分では、他の柱部材と同様に
凹部を設けるが、大部分では間柱とは違って戸袋部骨組
２３のリブ２３ｂと平行に配置固定される。また、その
断面は図２(h) に示すようにＺ形で、戸袋部骨組２３の
境界を明確にし、窓枠や、図示しないドアのストッパと
しての役も担う。

【００１６】各区画２１，２３，２４，２５の骨組は、
境界部分を溶接等の手段によって接続された後、図１及
び２に示すように外板３２が張りつけられ、一つの構造
体としての側構体が出来上がる。外板３２は、構造体全
体が一枚の金属板で形成される構成としてもよく、ま
た、適宜分割したものを張り合わせる構成としてもよ
い。こうして、左右の側構体を作り、同様にして妻，
床、屋根についての構造体を形成し、これらを組み立て
れば、一つの車両の構体が出来上がる。

【００１７】以上の構成によれば、各区画２１，２３，
２４，２５を形成する場合、総てを同種の波形板材から
形成することができ、区画の形状等による寸法の違い等
にも、柔軟に対応できるという汎用性が生じる。また、
車両の形式種別により区画の長手方向寸法が若干変化し
ても、区画の幅方向の寸法は変化しないので、補強用の
各柱部材２６〜３１については同一規格のものを使用で
き、これらも汎用性がある。また、各区画には、縦横に
リブ又は柱部材が配置されることとなり、面外変形が起
こりにくくなる。

【００１８】図３は、構造体の構造を更に簡単にした実
施例を示す図である。この実施例は、図１，２に示す実
施例と同一の構成部品が多いので、相違点についてのみ
説明する。この実施例における戸袋部骨組３３と鴨居部
骨組３４は、車両構体の形式種別に係わらず同種の区画
に使用される骨組であり、図３から分かるように、一枚
の平らな金属板に複数のほぼ長方形の孔３３ａ，３４ａ
を縦横に配列して穿設する。この孔３３ａ，３４ａの方
向は力の流れによって決まる。各孔３３ａ，３４ａの周
囲に沿った環状のフランジ（図４，図５に符号ハで示
す）を残してその回りにリブ３３ｂ，３４ｂをプレス成
形等の絞り加工により形成したものである。鴨居部骨組
３４には、水平方向のリブしかないが、戸袋部柱３１が
図１の実施例と同様に配置され、垂直方向のリブの代わ
りをしている。各区画を結合した後に、図１の実施例と
同様の外板３２を張り付ける。

【００１９】このような構成とした場合、戸袋部骨組３
３と鴨居部骨組３４は、他の区画のように同種の波形板
材のみで形成できない。しかし、たとえば車両構体を形
成する場合、その形式種別に応じて変化を求められるの
は、主として、腰部骨組２１や幕板部骨組２４の長さの
場合が多く、戸袋部骨組や出入口の上に設けられる鴨居
部骨組の形状は、車両の形式種別に係わらず同種の場合
が多い。したがって、車体の形式種別に応じて変化を求
められる部分に、汎用性のある素材、すなわち波形板材
から形成することとし、車両の形式種別に関係ない戸袋
部骨組や鴨居部骨組については、専用部材としても、実
質的な汎用性を失うことが無いことになる。

【００２０】図４は図３のＭ−Ｍ断面図であり、この実
施例ではリブ３３ｂの断面形状は台形であり、長い孔３
３ａの周囲に形成される環状のフランジ（ハ）と、環状
のフランジ（ハ）の外側に絞り加工により屈曲形成され
るウエブ（ロ）と、ウエブ（ロ）の端部に接続し、環状
のフランジ（ハ）に平行な補強部（イ）とにより形成さ
れ、環状のフランジ（ハ）に当接される外板３２が環状
のフランジ（ハ）に点溶接される（溶接箇所を図５の符
号４１で示す）。

【００２１】ウエブ（ロ）を絞り加工する場合に、環状
のフランジ（ハ）にクラックやしわが生じ易いので、フ
ランジ（ハ）のうち最もクラックやしわの生じ易い箇所
である長い孔３３ａの両端の円弧部分周辺に、切欠４０
を設けてクラックやしわの発生を防止するが、必要に応
じて長い孔３３ａの直線部分にも切欠４０を形成しても
よい。

【００２２】なお、図１，３に示す各リブの断面形状
は、上記に図示した矩形ないし台形に限定されるもので
はなく、所望の強度が確保できる範囲で、サインカーブ
等の他の断面形状とすることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、波形板材
に孔を穿設した比較的に製作容易な骨組と、一体的な板
材に配列して穿設した長い孔の周囲に環状のフランジを
残して絞り加工によるリブを形成した骨組とを適宜組み
合わせることにより、構造体の各区画に配列される骨組
構造体を構成したので、骨組構造体の構造が簡単にな
り、大量生産のみならず、異なる形式や寸法をもった少
量生産にも適応できる。この骨組構造体と、波形板材を
補強する補強材と、外板とにより構造体を構成すること
ができるので、構造体の部品点数が減少し、構造体の組
立作業が容易になり、効率化される等の効果が生じた。

【００２４】車両構体の形式種別に応じて寸法の変化が
求められる区画に、寸法の変化に対応し易い波形板材か
ら製作した骨組みを使用し、車両構体の形式種別に係わ
らず同種の区画には、強度が大きく補強材の不要な骨組
を使用するので、各形式種別の車両に対応して生産する
ことが容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】各骨組を波形板材から構成した構造体を示す正
面図である。

【図２】（ａ）は、図１のＤ−Ｄ断面図、（ｂ）は、図
１のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は、図１のＦ−Ｆ断面図、
（ｄ）は、図１のＧ−Ｇ断面図、（ｅ）は、図１のＨ−
Ｈ断面図、（ｆ）は、図１のＩ−Ｉ断面図、（ｇ）は、
図１のＪ−Ｊ断面図、（ｈ）は、図１のＫ−Ｋ断面図で
ある。

【図３】２種類の骨組の組合せにより構成した構造体を
示す正面図である。

【図４】図３のＭ−Ｍ断面図である。

【図５】環状のフランジ周辺の正面図である。

【図６】従来の構造体としての側構体を示す図で、
（ａ）は室内側から見た側面図、（ｂ）は室外側から見
た側面図である。

【図７】（ａ）は図６のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図６の
Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）は図６のＣ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

２１，２３，２４，２５ 区画 ２１ａ、２３ａ，２４ａ，２５ａ リブ ２１ｂ、２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ 長い孔 ２６，２７，２８，２９，３０，３１ 柱部材 ２７ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ 凹部 ３３，３４ 区画 ３３ａ，３４ａ 長い孔 ３３ｂ，３４ｂ リブ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造体を所定の大きさと数に分割して複
   数の区画とし、一部の区画を、長手方向に長い複数のリ
   ブを有する波形板材に、該リブに交叉し該リブと干渉を
   避ける凹部を形成した補強部材を取り付け、前記波形板
   材のリブ間にほぼ長方形の孔を配列して補強用の骨組を
   設けた構造とし、他の区画は、一体的な板材に、ほぼ長
   方形の孔を配列して穿設し、該ほぼ長方形の孔の周囲に
   沿った環状のフランジを残して絞り加工によるリブを形
   成した補強用の骨組を設けた構造とし、各骨組の境界部
   分を接合して構成される骨組集合体に、平板状の外板を
   張り付けて構成されることを特徴とする構造体の構造。
2. 【請求項２】 前記一部の区画は、端部が前記他の区画
   に接して配設され、構造体全体の形式種別に応じて長手
   方向の寸法が変更される区画であり、前記他の区画は、
   前記一部の区画の間に配設され、構造体全体の形式種別
   にかかわらず寸法が一定の長さであることを特徴とする
   請求項１記載の構造体の構造。