JP2841062B1

JP2841062B1 - 鉄道車両用構体とその製作方法

Info

Publication number: JP2841062B1
Application number: JP9173924A
Authority: JP
Inventors: 舜一坂東; 孝男吉川; 博幸大西; 誠古川
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JPH1120683A

Abstract

【要約】【課題】複合材構体と金属製構体とを結合する際に伴
う問題点を解決し、曲面形状の製作が容易で、低コスト
化および軽量化が容易に達成でき、新幹線の先頭車両な
どに好適な鉄道車両用構体を提供する。【解決手段】プラスチック成形体２Ａを備えた複合材
構体２と金属製骨組み３Ａを備えた金属製構体３とを結
合して製作される鉄道車両用構体１であって、金属製構
体３の結合側端面より骨組み３Ａの縦通材３ａを延長す
るとともに、縦通材延長部５ａ端に周方向の端末フレー
ム５ｂを垂直に固設して延長構体５を形成し、端末フレ
ーム５ｂの周方向に金属製アングル材６の一辺をボルト
７・ナット７ａで取り付けるとともに、アングル材６の
他辺上にプラスチック成形体２Ａの端面から延設された
周縁部分２ｃをブラインドファスナー８で取り付け、プ
ラスチック成形体２Ａの周縁部分２ｃ上から延長構体５
上にかけて薄板外板９を張り付けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、新幹線などの主
として先頭車両に使用するのに好適な鉄道車両用構体と
その製作方法に関し、詳しくはプラスチック成形体から
なる複合材構体と金属製骨組みを備えた金属製構体とを
結合して製作される鉄道車両用構体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】上記した新幹線の先頭車両は、高速運転
時の空気抵抗を減少するために前頭部を流線形形状（曲
面形状ともいう）にしている。こうした先頭車両を含め
鉄道車両用構体の骨組み２１は、図８に示すように、円
弧状や逆Ｕ字状に連続する周方向材（横骨部材）２２と
長手方向に連続する縦通材（縦骨部材）２３との、それ
ぞれが交差する位置にスリット（図示せず）を設け、前
記周方向材２２と縦通材２３とを前記交差位置でスリッ
ト同士を嵌め合わせ、溶接して接合することにより構体
の骨組みを作る。そして、骨組み２１の外面に薄い金属
製外板（図示せず）を添わせてハンマー等でたたくこと
により骨組み２１の外面に相応する曲面形状に加工し、
溶接により接合して張り付けることにより、構体を製作
するというのが一般的である。また、構体を構成する周
方向材２２、縦通材２３および外板には、アルミニウム
材、アルミニウム合金材などの金属材料が使用されてい
る。

【０００３】この種の鉄道車両用構体の製作方法に関す
る先行技術として、例えば特開昭６２−１６０９５４号
公報および特開昭６２−１６０９５５号公報に記載の方
法がある。いずれの製作方法も、周方向材と縦通材の交
差部に対応するスリットをそれぞれ設け、スリット同士
を嵌合して溶接により接合するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の金属製
構体およびその製作方法では、特に曲面形状を形成する
のが困難で製作に時間がかかるうえに、製作費用が高
く、車両重量の軽量化を図るのが難しいなどの問題点が
ある。

【０００５】そこで、主に曲面形状を要求される例えば
先頭車両の前頭部を、プラスチック成形体からなる複合
材構体を用いて組み立て、後部構体は金属製骨組みを備
えた従来と同様の構造に組み立て、前頭部の複合材構体
と金属製後部構体とを結合して先頭車両用構体を製作す
る方法が考えられる。しかし、この製作方法を実施する
ためには、次のような課題を解決しなければならない。
すなわち、複合材構体は、金属製構体の組み立て後にクレーン
等で吊り下げながら、金属製構体に結合することになる
が、各構体の内部にはあらかじめ電装品を組み立てたう
え配線工事も完了してしまうため、構体の外側（外方）
からしか結合作業を行うことができない。

【０００６】複合材構体は高精度で成形加工できる
が、いったん成形して硬化したのちは、その形状を変え
ることができない。これに対し、金属製構体のフレーム
などは、強制的に折り曲げたり、加熱しながらその形状
を変更したりできるが、加工精度が極めて低い。このた
め、複合材構体と金属製構体との結合箇所に寸法誤差が
生じるのは必至であり、しかも両者の寸法誤差は大きい
ことから、誤差の吸収は非常に困難である。

【０００７】金属製構体の骨組みは縦通材と周方向
材とからなるセミモノコック構造であるのに対し、複合
材構体はプラスチックの一体成形体である。このため、
両者の結合に際しては、金属製構体からの負荷重を分散
して複合材構体に伝達するようにしなければ、いいかえ
れば複合材構体の一部に金属製構体からの荷重が集中的
に作用すると、複合材構体が簡単に破損するおそれがあ
る。

【０００８】複合材構体は各部分が塑性変形しない
ので、結合箇所を無理に強く締め付けると割れることが
ある。

【０００９】金属製構体と複合材構体との結合箇所
に隙間が存在すると、ブラインドファスナーなどの結合
用止具（結合金具）が十分な結合強度を発揮しない。

【００１０】金属製構体と複合材構体との結合箇所
に隙間が生じることがあると、車内の気密性が十分に得
られなくなり、例えばトンネル内を通過するときの圧力
変動が車内に伝達される。

【００１１】この発明は複合材構体と金属製構体とを結
合する際に伴う上記課題を解決し、曲面形状の製作が容
易で、低コスト化および軽量化が容易に達成でき、新幹
線の先頭車両などに好適な鉄道車両用構体とその製作方
法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の鉄道車両用構体は、プラスチック成形体を
備えた複合材構体と金属製骨組みを備えた金属製構体と
を結合して製作される鉄道車両用構体であって、前記金
属製構体の結合側端面より前記骨組みの縦通材を延長す
るとともに、該縦通材延長部端に周方向の端末フレーム
を垂直に固設して延長構体を形成し、前記端末フレーム
に金属製アングル材の一辺を止具で取り付けるととも
に、該アングル材の他辺上に前記プラスチック成形体の
端面から延設された周縁部分を止具で取り付け、前記プ
ラスチック成形体の前記周縁部分上から前記延長構体上
にかけて薄板外板を張り付けている。

【００１３】上記の構成を有する本発明の車両用構体に
よれば、結合箇所においてアングル材を取り付けたの
ち、薄板外板を張り付けることによって複合材構体と金
属製構体とを結合するから、これらの作業を各構体の外
側からだけで行え、例えばあらかじめ電装品を組み立て
たうえ配線工事等を完了した状態での結合が可能になっ
て製作が容易にかつ効率よく遂行できる。また、一方の
プラスチック成形体からなる複合材構体は、金型等を用
いて成形加工できるため、新幹線の先頭車両の前頭部な
どの複雑な曲面形状を容易に、しかも繰り返し製作で
き、大量生産が可能になって大幅なコストダウンが図れ
るうえに、金属製構体に比べて軽量化も容易になる。さ
らに、複合材構体は精度が高いが成形後に形状を変えら
れず、逆に金属製構体は加工精度が低く、複合材構体と
の結合箇所における寸法誤差の発生は必至であるが、ア
ングル材を介在させて両者を結合するため、アングル材
の取付位置を調整することによって両者の寸法誤差を簡
単に吸収することができる。

【００１４】請求項２記載のように、前記プラスチック
成形体を、芯材としての硬質発泡プラスチック材を炭素
繊維強化プラスチック材で一体に被覆したサンドイッチ
構造の成形体にすることができる。

【００１５】請求項２記載の車両用構体によれば、外面
および内面が炭素繊維強化プラスチック材により被覆さ
れているから、破壊強度が高く、例えば２７５ｋｍ／ｈ
以上の高速運転時に鳥などが衝突しても十分に耐えら
れ、耐久性に富む。また、内面も強く、美麗であるか
ら、従来の金属製構体のように内装材を張り付ける必要
はほとんどない。さらに、内部に硬質発泡プラスチック
材を具備しているから、内外装の炭素繊維強化プラスチ
ック材と一体となって全体強度を高める作用を発揮する
だけでなく、断熱材および遮音材としても作用する。こ
のため、従来の金属製構体のように、断熱材や遮音材を
装填する必要もなくなる。

【００１６】請求項３記載のように、前記薄板外板が繊
維強化プラスチック板からなり、該プラスチック板内の
繊維の方向が車体の縦方向（前後方向）に対し略４５°
の傾きで相互に交差しているのが好ましい。

【００１７】請求項３記載の車両用構体によれば、曲げ
モーメントが構体に作用すると、後部構体の各縦通材に
軸方向の荷重（軸力）が作用するが、これらの軸力は、
結合箇所において主に繊維強化プラスチック板を介して
前部構体へ伝達される。このとき、プラスチック板の４
５°で交差する繊維に沿ってほぼ均等に分散されて前部
構体に伝達される。このため、金属製の後部構体に比べ
て部分的強度が劣る複合材の前部構体を使用しているに
もかかわらず、前部構体の一部に集中的に軸力が作用す
ることがなく、部分的に集中荷重が作用することによる
前部構体の破損が防止される。

【００１８】請求項４記載のように、前記薄板外板がガ
ラス繊維強化プラスチック板からなるのが好ましい。

【００１９】請求項４記載の車両用構体によれば、ガラ
ス繊維強化プラスチック板はカーボン繊維強化プラスチ
ック板に比べて可撓性に優れているため、延長構体およ
び前部構体との結合箇所に凹凸部分が存在しても比較的
柔軟に添接されるから、施工が容易で、隙間も生じにく
い。

【００２０】請求項５記載のように、前記止具がブライ
ンドファスナーであるとよい。

【００２１】請求項５記載の車両用構体によれば、例え
ばアングル材の一辺上にプラスチック成形体の端面から
延設された周縁部分を取り付ける際に、その止着作業を
全て外側から行えるため、手の入らない箇所での作業に
便利であり、また構体内に電装品等を組み込んだ状態で
の作業が可能になるため、作業性が向上する。

【００２２】請求項６記載のように、前記縦通材の延長
部にＴ型又はＩ型断面の金属製型材を用いるとよい。

【００２３】請求項６記載の車両用構体によれば、薄板
外板を結合箇所に張り付ける際に、縦通材の延長部上端
にもブラインドファスナー等を用いて止着できるから、
薄板外板を確実に張り付けられる。

【００２４】上記の目的を達成するために本発明にかか
る鉄道車両用構体の製作方法は、請求項７記載のよう
に、プラスチック成形体を備えた複合材構体と金属製骨
組みを備えた金属製構体とをそれぞれあらかじめ別個に
製作したのち、両者を結合することによって鉄道車両用
構体を製作する方法であって、前記金属製構体の結合側
端面に金属製縦通材延長部を溶接するとともに、該縦通
材延長部端に周方向の端末フレームを垂直に溶接するこ
とにより延長構体を形成し、前記端末フレームに金属製
アングル材の一辺を当接し、端末フレームと金属製アン
グル材の一辺とに一連に貫通する孔を穿設し、外方から
該孔にボルトを挿通してナットを螺合し、端末フレーム
に対する金属製アングル材の取付位置を調節したのちナ
ットを締め付けて固定するとともに、該アングル材の他
片上に前記プラスチック成形体の端面から延設された周
縁部分を載置し、アングル材の他片とプラスチック成形
体の周縁部分とに一連に貫通する孔を穿設したのち外方
から該孔に止具を通して止着し、前記プラスチック成形
体の前記周縁部分上から前記延長構体上にかけて薄板外
板を載置し、外方から該薄板外板を多数の止具により張
り付けるものである。

【００２５】請求項７記載の製作方法によれば、複合材
構体と金属製構体の結合をあらかじめ電装品を組み立て
たうえ配線工事等を完了した状態で容易にかつ効率よく
遂行でき、また複合材構体は精度が高いが成形後に形状
を変えられず、逆に金属製構体は加工精度が低く、複合
材構体との結合箇所における寸法誤差の発生は必至であ
るが、金属製構体に対するアングル材の取付位置をボル
ト・ナットで調整することによって複合材構体と金属製
構体アングル材との寸法誤差を簡単に吸収することがで
きる。

【００２６】請求項８記載のように、前記止具がブライ
ンドファスナーであるとなおよい。

【００２７】請求項８記載の鉄道車両用構体の製作方法
請求項８記載の製作方法によれば、プラスチック成形体
の周縁部分から延長構体上にかけて張り付ける薄板外板
を、外方からの作業だけで簡単にしかも確実に多数のブ
ラインドファスナーにより止着することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる鉄道車両
用構体およびその製作方法の実施の形態を図面に基づい
て説明する。

【００２９】図１は本発明の実施例にかかる新幹線の先
頭車両用構体の前頭部付近の結合箇所を示す側面図、図
２(ａ)は図１のＢ−Ｂ線断面図、図２(ｂ)は図２(ａ)の
一部を拡大した断面図、図３は先頭車両の前頭部の二分
割した左側の複合材構体を示す斜視図、図４は図１のＦ
−Ｆ線・図３のＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図、図５は複
合材構体と後部金属製構体との結合構造を概略的に示す
一部を切り欠いて断面で表した斜視図である。

【００３０】図１に示すように、新幹線の先頭車両用構
体１は、プラスチック成形体２Ａを備えた複合材前部構
体２とアルミニウム合金製の骨組みを備えたアルミニウ
ム合金製後部構体３とを結合して製作されている。後部
構体３は従来のセミモノコック構造からなるもので、そ
の骨組み３Ａは周方向に所定間隔（２００〜３００ｍ
ｍ）をあけて配置される縦通材３ａと、この縦通材３ａ
に対して交差するように軸方向に所定間隔（２００〜３
００ｍｍ）をあけて配置される周方向材３ｂとからな
り、縦通材３ａと周方向材３ｂとは交差位置に設けられ
たスリット（図示せず）同士を嵌め合わせ、溶接して接
合することによって製作されている。縦通材３ａおよび
周方向材３ｂは、それぞれアルミニウム合金の押出型材
又は削り出し材で形成される。骨組み３Ａの上には、ア
ルミニウム合金製の外板３ｃが溶接により接合される
が、図１は骨組み３Ａの上部に外板３ｃを張り付ける前
の状態を表している。また、後部構体３は、図２に示す
ように骨組み３Ａの内側に内装板３ｄが装着され、また
内装板３ｄの裏側には図示は省略するが、断熱材および
遮音材が配装される。

【００３１】一方、前部構体２は、図４に示すように硬
質発泡プラスチック（本例ではポリメタクリルイミドの
発泡体）２ａを芯材とし、その周囲を被覆するように繊
維強化プラスチック（本例ではカーボン繊維強化プラス
チック）皮膜層２ｂを一体に設けたサンドイッチ構造の
プラスチック成形体２Ａを主要構成として備える。ま
た、プラスチック成形体２Ａの、後部構体３と結合する
箇所には、繊維強化プラスチック皮膜層２ｂを重ね合わ
せて積層した周縁部分２ｃを一体に延設している。本例
では、図３にその一方を示すように左右に二分割し、そ
れぞれオートクレーブ（図示せず）を用いて成形用金型
（図示せず）により一体成形される。左右一対のプラス
チック成形体２Ａは、それぞれクレーンで吊り下げら
れ、車体下部のシャーシ４上に載置され、取り付けられ
る。プラスチック成形体２Ａがシャーシ４上に載置され
る状態では、後部構体３はシャーシ４上に溶接で接合さ
れ、またプラスチック成形体２Ａの載置されるシャーシ
４上には、電装品や配線類をはじめとし、ほとんど全て
の装備品（図示せず）が組み付けられている。また、後
部構体３はシャーシ４上に溶接により接合されている。

【００３２】さて、左右一対のプラスチック成形体２Ａ
を備えた前部構体２は、シャーシ４上に装備品を包み込
むようにかぶせられ、左右の分割面が接着剤で一体に接
着された状態で、後部構体３に対して以下のような手順
で結合される。

【００３３】(1) 前部構体２との結合作業に先立ち、図
４・図５に示すように、後部構体３の骨組み３Ａの端面
に、縦通材３ａの延長方向にアルミニウム合金製の所定
寸法の縦通材延長部５ａの一端を溶接することにより前
方へ延設する。各縦通材延長部５ａ端に所定高さの端末
フレーム５ｂを周方向に沿って垂直に溶接することによ
り延長構体５を形成する。

【００３４】(2) 端末フレーム５ｂの周方向に間隔をあ
けてボルト孔５ｅを穿設し、アルミニウム合金製のアン
グル材（山形材）６の一辺（垂直辺）６ａを当接し、ア
ングル材６の前記ボルト孔５ｅと同位置にもボルト孔６
ｅを穿設する。ボルト孔５ｅ・６ｅに一連にボルト７を
通してナット７ａを螺合して締め付け、アングル材６を
端末フレーム５ｂに取り付ける。なお、ボルト孔５ｅ・
６ｅは図４のようにボルト７の径に比べてやや大きく形
成することにより、端末フレーム５ｂに対するアングル
材６の取付位置を上下方向および車幅方向に調整可能に
し、後部構体３と前部構体２との結合箇所における寸法
誤差を吸収する。図５では、長さの短い多数のアングル
材６を取り付けているが、図６のように、長寸のアング
ル材６を取り付けるようにしてもよい。この場合には、
プラスチック成形体２ａの周縁部分２ｃに、アングル材
６の水平辺６ｂを隙間なく添わせられるように、垂直辺
６ａに図６のような切欠き６ｃを入れておくとよい。な
お、ボルト７をボルト孔５ｅ・６ｅに通したり、ナット
７ａを螺合して締め付けたりする作業は、全て構体２・
３の外側から空間を通じて行われる。

【００３５】(3) アングル材６の水平辺６ｂ上に、前部
構体２の周縁部分２ｃを載置した状態で、外側から一連
に取付孔６ｆ・２ｅを穿設し、ブラインドファスナー８
により周縁部分２ｃをアングル材６に結合する。

【００３６】(4) 薄板外板として本例では、ガラス繊維
強化プラスチック板９を、図５のように後部構体３側の
端部フランジ３ｆ上と前部構体２側の周縁部分２ｃ上と
に跨がって張り付ける。この張り付けは、プラスチック
板９の外側から端部フランジ３ｆおよび周縁部分２ｃ・
アングル材６に一連に取付孔９ｅを穿設し、ブラインド
ファスナー１０により緊着して行う。ブラインドファス
ナー１０は、一定のピッチで多数取着する。図示は省略
するが、縦通材延長部５ａにＴ型材あるいはＩ型材を使
用し、縦通材延長部５ａの上部フランジ面にもプラスチ
ック板９をブラインドファスナー１０で止着すると一層
よい。また、プラスチック板９には、含有されているガ
ラス繊維の方向が車両の軸方向（前後方向）に対し略４
５°の傾斜角で交互に交差するものを使用している。

【００３７】(5) 図４に示すように、プラスチック板９
の端部と前部構体２との間に隙間（凹所）が生じたとき
には、その隙間にパテ１１を充填して埋める。

【００３８】上記のようにして、複合材の前部構体２と
アルミニウム合金製の後部構体３とを結合して先頭車両
用構体１が製作される。この先頭車両用構体１は、結合
箇所において次のような力の伝達作用を奏する。図７に
示すように、 (a) 結合箇所に底部から上向きに台車の反力が作用する
と、下向きに凹状に湾曲するように結合箇所を中心に、
左右それぞれに下向きに回転させようとする曲げモーメ
ントと鉛直方向および水平方向の剪断荷重が矢印の方向
に作用する（図７(ａ)）。

【００３９】(b) 上記した方向の曲げモーメントが構体
１に作用すると、後部構体３の各縦通材３ａに軸方向の
引っ張り又は圧縮の荷重（軸力）が作用する。これらの
軸力は、結合箇所においてプラスチック板９および縦通
材延長部５ａ等の延長構体５を介して前部構体２に伝達
されるが、プラスチック板９の４５°で交差するガラス
繊維に沿って分散されて前部構体２（の周縁部分２ｃ）
の周方向にほぼ均等に伝達されるとともに、縦通材延長
部５ａを通じて前部構体２（の周縁部分２ｃ）に伝達さ
れる。つまり、曲げモーメントが作用したときに発生す
る後部構体３の引っ張り軸力は、主に、プラスチック板
９の剪断剛性によって力がほぼ均等に分散されて前部構
体２に伝達されるから、前部構体２の周縁部分２ｃの一
部に集中的に引っ張り軸力が作用することがなく、集中
荷重が作用することによる周縁部分２ｃの破損等が防止
される（図７(ｂ)）。

【００４０】(c) また、下向きの荷重が後部構体３に作
用すると、結合箇所を境に後部構体３の端部に鉛直方向
の剪断応力が生じ、この鉛直方向の剪断応力はプラスチ
ック板９を介して前部構体２に伝達され、前部構体２の
各部においても鉛直方向の剪断応力が生じる（図７
(ｃ)）。

【００４１】上記に本発明の車両用構体の一実施例をそ
の製作方法と併せて説明したが、下記のように実施する
こともできる。

【００４２】(A) 前部構体２のプラスチック成形体２Ａ
は輸送等の取り扱い上からは分割して形成したのち一体
に接合するのが望ましいが、分割せずに全体を一体に形
成することもできる。

【００４３】(B) 結合箇所に張り付ける薄板外板は、ガ
ラス繊維強化プラスチック板９に限らず、カーボン繊維
強化プラスチック板でもよく、あるいはアルミニウム合
金の薄板を使用することも可能である。

【００４４】(C) プラスチック成形体２Ａの外皮（被覆
層）２ｂは、カーボン繊維強化プラスチック材のほか、
例えばケブラー（商標、アラミド繊維）等の高弾性織り
布で強化したプラスチック材でもよい。

【００４５】(D) 本発明は新幹線の先頭車両用構体に限
らず、中間車両用構体、最後尾車両用構体としても適用
できることは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の鉄道車両用構体とその製作方法には、次のよう
な効果がある。

【００４７】(1) 請求項１の車両用構体は、複合材構体
と金属製構体との結合作業を各構体の外側からだけで行
え、あらかじめ電装品を組み立て配線工事等を完了した
状態で結合できるので、製作が容易にかつ効率よく遂行
できる。また、プラスチック成形体からなる複合材構体
は金型等を用いて成形加工できるので、新幹線の先頭車
両の前頭部などの複雑な曲面形状を容易にかつ大量に生
産でき、コストダウンが図れるとともに軽量化も容易に
なる。さらに、アングル材を介在させて複合材構体と金
属製構体とを結合するため、アングル材の取付位置を調
整することによ両者の寸法誤差を簡単に吸収できる。

【００４８】(2) 請求項２記載の車両用構体では、外面
および内面が炭素繊維強化プラスチック材により被覆さ
れているから、破壊強度が高く、高速運転時に鳥などが
衝突しても十分に耐えられ、耐久性に富み、また、内面
も強く美麗であるから、従来の金属製構体のように内装
材を張り付ける必要がほとんどなく、さらに、内部に硬
質発泡プラスチック材が具備されているから、内外装の
炭素繊維強化プラスチック材と一体となって全体強度が
向上するだけでなく、断熱材および遮音材としても作用
するため、断熱材や遮音材が不要になる。

【００４９】(3) 請求項３記載の車両用構体では、後部
構体の各縦通材に軸方向の荷重（軸力）が作用したとき
に、これらの軸力がプラスチック板の４５°で交差する
繊維に沿ってほぼ均等に分散されて前部構体に伝達され
るので、複合材の前部構体の一部に集中的に軸力が作用
することがなく、前部構体に集中荷重が作用して破損す
るのが防止される。

【００５０】(4) 請求項４記載の車両用構体では、ガラ
ス繊維強化プラスチック板はカーボン繊維強化プラスチ
ック板に比べて可撓性に優れているので、延長構体およ
び前部構体との結合箇所に凹凸部分が存在しても比較的
柔軟に添接され、施工が容易で、隙間も生じにくい。

【００５１】(5) 請求項５記載の車両用構体では、手の
入りにくい結合箇所での作業が容易で、構体内に電装品
等を組み込んだ状態での取付作業も効率よく行える。

【００５２】(6) 請求項６記載の車両用構体では、薄板
外板を結合箇所に張り付ける際に、縦通材の延長部上端
にもブラインドファスナー等を用いて止着できるから、
薄板外板を確実に張り付けることができる。

【００５３】(7) 請求項７記載の製作方法では、複合材
構体と金属製構体の結合をあらかじめ電装品を組み立て
配線工事等を完了した後で容易にかつ効率よく遂行で
き、また金属製構体に対するアングル材の取付位置をボ
ルト・ナットで調整することにより複合材構体と金属製
構体アングル材との寸法誤差を簡単に吸収することがで
きる。

【００５４】(8) 請求項８記載の製作方法では、プラス
チック成形体の周縁部分から延長構体上にかけて張り付
ける薄板外板を、外方からの作業だけで簡単にかつ確実
に多数のブラインドファスナーで止着できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる新幹線の先頭車両用構
体の前頭部付近の結合箇所を示す側面図である。

【図２】図２(ａ)は図１のＢ−Ｂ線断面図、図２(ｂ)は
図２(ａ)の一部を拡大した断面図である。

【図３】図１の先頭車両の前頭部の二分割した左側の複
合材構体を示す斜視図である。

【図４】図１のＦ−Ｆ線および図３のＣ−Ｃ線に沿った
拡大断面図である。

【図５】本発明の実施例にかかる複合材構体と後部金属
製構体との結合構造を概略的に示す一部を切り欠いて断
面で表した斜視図である。

【図６】端末フレームに長寸のアングル材を取り付けた
状態を示す斜視図である。

【図７】図７(ａ)は図１の車輌用構体の結合箇所に底部
から上向きに台車の反力が作用したときに生じる曲げモ
ーメントと剪断荷重を示す説明図、図７(ｂ)は曲げモー
メントが構体に作用したときに生じる後部構体の軸力と
これらの軸力が前部構体２どのように伝達され、どのよ
う軸力が発生するかを示す説明図、図７(ｃ)は下向きの
剪断荷重が後部構体に作用したときに後部構体と前部構
体に生じる剪断応力を示す説明図である。

【図８】新幹線先頭車両の従来の一般的な金属製構体の
骨組み構造（左半分）を示す斜視図である。

【符号の説明】

１先頭車両用構体２複合材前部構体２Ａプラスチック成形体２ａ硬質発泡プラスチック２ｂ繊維強化プラスチック皮膜層２ｃ周縁部分３アルミニウム合金製後部構体３Ａ骨組み３ａ縦通材３ｂ周方向材３ｃ外板４シャーシ５延長構体５ａ縦通材延長部５ｂ端末フレーム５ｅ・６ｅボルト孔６金属製アングル材（山形材）７ボルト７ａナット８・１０ブラインドファスナー（止具）９ガラス繊維強化プラスチック板（板薄板外板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川誠兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番 18号川崎重工業株式会社兵庫工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B61D 17/04 B61D 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック成形体を備えた複合材構体
と金属製骨組みを備えた金属製構体とを結合して製作さ
れる鉄道車両用構体であって、前記金属製構体の結合側端面より前記骨組みの縦通材を
延長するとともに、該縦通材延長部端に周方向の端末フ
レームを垂直に固設して延長構体を形成し、前記端末フ
レームに金属製アングル材の一辺を止具で取り付けると
ともに、該アングル材の他辺上に前記プラスチック成形
体の端面から延設された周縁部分を止具で取り付け、前記プラスチック成形体の前記周縁部分上から前記延長
構体上にかけて薄板外板を張り付けたことを特徴とする
鉄道車両用構体。
【請求項２】前記プラスチック成形体が芯材としての
硬質発泡プラスチック材を炭素繊維強化プラスチック材
で一体に被覆したサンドイッチ構造の成形体である請求
項１記載の鉄道車両用構体。
【請求項３】前記薄板外板が繊維強化プラスチック板
からなり、該プラスチック板内の繊維の方向が車体の縦
方向（前後方向）に対し略４５°の傾きで相互に交差し
ている請求項１又は２記載の鉄道車両用構体。
【請求項４】前記薄板外板がガラス繊維強化プラスチ
ック板からなる請求項３記載の鉄道車両用構体。
【請求項５】前記止具がブラインドファスナーである
請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道車両用構体。
【請求項６】前記縦通材の延長部にＴ型又はＩ型断面
の金属製型材を用いた請求項１〜５のいずれかに記載の
鉄道車両用構体。
【請求項７】プラスチック成形体を備えた複合材構体
と金属製骨組みを備えた金属製構体とをそれぞれあらか
じめ別個に製作したのち、両者を結合することによって
鉄道車両用構体を製作する方法であって、前記金属製構体の結合側端面に金属製縦通材延長部を溶
接するとともに、該縦通材延長部端に周方向の端末フレ
ームを垂直に溶接することにより延長構体を形成し、前記端末フレームに金属製アングル材の一辺を当接し、
端末フレームと金属製アングル材の一辺とに一連に貫通
する孔を穿設し、外方から該孔にボルトを挿通してナッ
トを螺合し、端末フレームに対する金属製アングル材の
取付位置を調節したのちナットを締め付けて固定すると
ともに、該アングル材の他辺上に前記プラスチック成形
体の端面から延設された周縁部分を載置し、アングル材
の他辺とプラスチック成形体の周縁部分とに一連に貫通
する孔を穿設したのち外方から該孔に止具を通して止着
し、前記プラスチック成形体の前記周縁部分上から前記延長
構体上にかけて薄板外板を載置し、外方から該薄板外板
を多数の止具により張り付けることを特徴とする鉄道車
両用構体の製作方法。
【請求項８】前記止具がブラインドファスナーである
請求項７記載の鉄道車両用構体の製作方法。