JP3130271B2 - 高速車両の窓枠構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新幹線などの高速
車両の窓枠に関し、さらに詳しくは先頭車両の窓枠の構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は従来の窓枠構造によって窓枠部
１が構成される高速車両の先頭部２の一部の平面図であ
り、図１８は図１７に示される窓枠部１付近の側面図で
あり、図１９は図１７の切断面線Ａ−Ａから見た窓枠フ
レーム３の断面図である。なお、図１７および図１８に
おいては、車体の幅方向左半分だけが示されている。

【０００３】新幹線などの高速車両において、先頭車両
の先頭部２は、トンネルに突入する際に、その先頭部２
に形成される圧力波に起因してトンネルの出口で微気圧
波による衝撃音の発生を低減するために、より先鋭化
し、その形状が連続した３次元的曲面を組合せた流線形
状に形成され、複雑になってきている。このような高速
車両の車体は、強度を向上するために、鋼板およびアル
ミニウム合金板などの金属材料のたたき出しで外板とも
呼ばれる外壁４を形成し、この外壁４を鋼鉄製またはア
ルミニウム合金製の押出し形材から成るフレームに溶接
して取付け、高速車両の先頭部２を製造している。

【０００４】図２０は、図１９のセクションＢの拡大断
面図である。前記外壁４には、窓枠フレーム３が嵌合す
る窓枠フレーム嵌合孔５が形成される。この窓枠フレー
ム嵌合孔５に臨む外壁４の周縁部６に、前記窓枠フレー
ム３が固定される。窓枠フレーム３は、フレーム本体７
と、フレーム本体７の内周面に溶接して取付けられる補
強部材８とを有する。フレーム本体７は、アルミニウム
合金から成る押出し形材を削りだし加工し、図２０に拡
大して示されるように、外壁４の周縁部６が嵌まり込む
第１凹所９、その裏側の第２凹所１０、フレーム本体７
の内周側でかつ外側に開口する第３凹所１１および第４
凹所１２がそれぞれ形成される。

【０００５】第１凹所９と第２凹所１０との間には、前
記第３および第４凹所１１，１２が形成される基部１３
に一体的に連なる外壁取付部１４が形成される。この外
壁取付部１４の外部側、すなわち図２０の上方に臨む外
表面上には外壁４の周縁部６が配置され、また外壁取付
部１４の内側、すなわち図２０の下方の内表面にはナッ
ト１６が配置される。外壁４の周縁部６と外壁取付部１
４との間にはシート状パッキン１７が配置される。外壁
４の周縁部６とフレーム本体７の外壁取付部１４とは、
前記ナット１６に螺合するボルト１８によって水密に固
定される。このようにしてフレーム本体７が外壁４の周
縁部６に取付けられる。

【０００６】上記のようなフレーム本体７によって、窓
ガラス２１が嵌まり込む窓ガラス嵌合孔２２が形成され
る。窓ガラス２１の周縁部２３には、凸部２４が周方向
全周にわたって形成される。この凸部２４は、前記第３
凹所１１に嵌まり込む。凸部２４には、ゴムなどの可撓
性および弾発性材料から成る断面形状が略Ｕ字状のパッ
キン２５が装着される。このパッキン２５とフレーム本
体７の前記第３凹所１１に臨む内周面２６との間には、
緩衝材２７およびパッキン２８が介在される。各パッキ
ン２５，２８は合成ゴムから成り、緩衝材２７はスポン
ジゴムから成る。このような構成によって窓ガラス２１
への振動の伝達を防ぎ、かつ窓ガラス２１の面方向のず
れを防いでいる。

【０００７】また基部１３の前記第３凹所１１に臨んで
内側、すなわち図２０の右上方に突出する窓ガラス支持
部２９上には、パッキン３０が配置され、窓ガラス２１
の前記凸部２４を支持している。このパッキン３０は、
前記パッキン２５，２８と同一材料から成る。第４凹所
１２には、たとえばアルミニウム合金から成る押え部材
３１が配置され、この押え部材３１はボルト３２によっ
て基部１３に固定される。押え部材３１と基部１３との
間にはパッキン３３が介在される。また押え部材３１と
パッキン２５との間にはパッキン３４が介在される。さ
らに窓ガラス支持部２９とパッキン２５との間にはパッ
キン３５が介在される。

【０００８】押え部材３１の周方向に垂直な幅方向一端
部と基部１３との間には、湿式シール材３６が充填さ
れ、押え部材３１の幅方向他端部と窓ガラス２１の周縁
部２３との間には湿式シール材３７が充填され、さらに
窓ガラス２１の周縁部２３と基部１３の窓ガラス支持部
２９との間には湿式シール材３８が充填される。このよ
うにして窓ガラス２１は窓枠フレーム３に水密に取付け
られ、窓枠フレーム３は外壁４に内側から水密に固定さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
では、窓枠フレーム３と窓ガラス２１との寸法誤差を吸
収するために、窓枠フレーム３をハンマーでたたいた
り、スポット溶接機を用いて局部的に加熱したりして、
窓枠フレーム３を窓ガラス２１の寸法形状に合わせてお
り、このような形状修正作業に非常に手間がかかり、製
造コストが高くなってしまう。

【００１０】この問題を解決するために、型によるプレ
ス成形、ＮＣ工作機およびロボットなどの使用も考えら
れるが、新幹線などの高速車両は多品種少量生産であ
り、特に先頭車の窓枠は形状が極めて複雑であるため、
製造するための初期投資額が大きくなってしまう。その
ため、総合的に見たコスト削減のために、窓枠の製造は
手作業が主体とならざるを得ず、上記のように窓ガラス
２１に窓枠フレーム３の形状を適合させるための加工作
業に手間を要し、コスト高になってしまうという問題を
有する。

【００１１】また高速車両がトンネルを通過する際の圧
力変動による変形に耐えるために、窓枠部１にも大きな
曲げ剛性が要求される。このように窓枠部１に大きな曲
げ剛性が必要とされるのは、窓枠部１の変形が大きけれ
ば、窓ガラス２１が窓枠部１から外れる恐れがあり、ま
たその変形がそれほど大きくなくても、窓枠部１の変形
によって上述した各種のパッキン１７，２５，２８，３
０，３３〜３５および各シール材３６〜３８によるシー
ル性が低下してしまい、高い気密性および水密性を保て
なくなってしまうという不具合が生じる。このような窓
枠部１の大きな変形を防ぐために、窓枠フレーム３には
アルミニウム合金製の補強部材８が溶接されるが、高さ
および幅ともに内部装備品との緩衝等を防止するため
に、その大きさには制限があり、窓枠フレーム３を充分
に補強することができないという問題がある。

【００１２】さらに上記の窓枠フレーム３は金属製であ
るため、このような窓周辺部の応力集中の大きい部分で
は、長期の繰返し応力によって構造疲労が生じ、亀裂が
発生するという問題がある。

【００１３】さらに窓枠フレーム３は金属製であるの
で、上記のようにスポット溶接の要領で熱を与えて、そ
の熱歪を利用して形状を比較的容易に変えることができ
るが、工作精度が極めて悪い。一方、たとえば特開平５
−３４５５６７号公報に開示されるように、微細な孔を
有する気体透過性多孔質材料から成る外壁板と、気密性
を有する緻密な組織の材料から成る内壁板との間にハニ
カム形状の隔壁を配置して構成される複合材構体は、精
度よく加工することが可能であるが、成形硬化後はその
形状を変えることができない。このような複合材構体に
金属製窓枠フレームを接合するにあたって、両者の寸法
誤差を吸収する必要がある。しかし、金属製窓枠フレー
ム３は窓ガラス２１の形状に合わさなくてはならず、複
合材構体との形状誤差の修正だけを行えばよいのではな
く、両者を同時に解消するには極めて困難な作業を伴
う。すなわち、窓ガラス２１と金属製窓枠フレーム３と
の寸法調整に前述の各種のパッキン２５，２８，３０，
３３〜３５等によるスペーサを必要とするだけでなく、
窓枠フレーム３と複合材構体との間にも上記のパッキン
１７などのスペーサによる寸法調整が必要となり、製造
コストが高価になってしまうという問題がある。

【００１４】また複合材構体と金属製窓枠フレーム３と
の結合が上記のようなせん断形ボルト１８によるもので
あると、ボルト接合部の剛性が小さくなり、窓枠フレー
ム３の変形を充分に抑えることが困難になってしまうと
いう問題がある。

【００１５】さらに複合材構体の周縁部６付近の形状は
３次元曲面であり、その加工も複雑であり、窓枠フレー
ム３が取付けられる周縁部６およびその付近の補強を容
易に行うことができないという問題がある。

【００１６】したがって本発明の目的は、製造が容易で
かつ剛性の高い高速車両の窓枠構造を提供することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、高弾性繊維を含む強化材料に熱硬化性合成樹脂を含
浸させた複合材料によって内層および外層が形成され、
これらの内層および外層間に多数の空間を有する発泡合
成樹脂から成るコアが固定される外壁に、その厚み方向
に貫通した窓ガラス嵌合孔が形成され、この窓ガラス嵌
合孔に窓ガラスが嵌まり込んだ状態で、窓ガラスの周縁
部を保持する高速車両の窓枠構造であって、外壁には、
窓ガラス嵌合孔内に突出し、窓ガラスの周縁部の内面を
支持する前記複合材料から成る内面支持部と、内面支持
部の基端部から車両の外側に屈曲して延び、窓ガラスの
外周面を支持する前記複合材料から成る周縁支持部と
が、内層および外層に連なって一体的に形成され、外壁
の外層には、前記複合材料から成る押え部材が外側から
着脱可能に設けられ、この押え部材の前記周縁支持部か
ら窓ガラス嵌合孔内に突出する部分によって、窓ガラス
の周縁部の外面を押圧することを特徴とする高速車両の
窓枠構造である。

【００１８】本発明に従えば、窓ガラス嵌合孔が形成さ
れる外壁は、高弾性繊維を含む繊維強化材料に熱硬化性
合成樹脂を含浸させた複合材料によって形成される内層
および外層間に多数の空間を有する発泡合成樹脂から成
るコアが固定された構成を有し、これらの内層および外
層には内面支持部と周縁支持部とが一体的に連なって形
成される。内面支持部によって窓ガラスの周縁部の内面
が支持されるとともに、周縁支持部によって窓ガラスの
外周面が支持され、この状態で外側から押え部材が外層
に取付けられて窓ガラスの周縁部の外面を押圧して窓ガ
ラスを固定する。この押え部材もまた、内層および外層
と同様な複合材料から成る。

【００１９】このようにして窓枠を構成する内面支持部
および周縁支持部ならびに押え部材は全て複合材料から
成るので、高精度で成形することができ、しかも内面支
持部および周縁支持部は、外壁の内層および外層に一体
的に連なって形成されるので、高速車両の窓枠を、高精
度にかつ手間を要さずに製造することができる。さらに
上記内面支持部および周縁支持部は内層および外層に一
体的に連なって形成されることによって、従来の技術に
関連して述べたように、窓枠フレーム３をせん断ボルト
１８などを用いて外壁４の周縁部６に固定する必要がな
くなり、したがってこの組立作業が不要となり、製造の
手間およびコストを削減することができる。

【００２０】上述のように窓枠を高精度にかつ手間を要
さずに製造するために、内面支持部、周縁支持部および
押え部材のいずれも複合材料から成り、内層および外層
もまた複合材料から成る。この複合材料は、強化材料と
して高弾性繊維を用い、マトリクスとして熱硬化性合成
樹脂を用いる。高弾性繊維としてたとえば炭素繊維を用
いることによって、トンネル通過時の圧力変動および鳥
衝突による衝撃力などが繰返し作用しても、高弾性によ
って強度が低下するおそれはなく、繰返し応力に対する
疲労強度を向上することができる。またマトリクスとし
て熱硬化性合成樹脂を用いるので、この熱硬化性合成樹
脂は一般に粘性が低く、前記高弾性繊維に確実に含浸さ
せることができ、繊維と合成樹脂とが剥離するという不
具合が生じず、高弾性強度を長期に維持することがで
き、高い曲げ剛性を達成することができる。このように
窓枠を高精度に、さらに加えて疲労強度を向上しかつ高
弾性強度を長期に維持できる高速車両の窓枠構造を実現
することができる。

【００２１】さらに内面支持部、周縁支持部および押え
部材は複合材料から成り、上述のように高精度に製造で
きるので、高い寸法精度を得ることができ、高速車両の
窓枠構造に、従来技術のようにスペーサによる大きな寸
法調整が不要となる。これによってもまた低コスト化を
図ることができる。またこのような窓枠構造では、内面
支持部、周縁支持部および押え部材の周縁支持部から突
出する部分によって、窓ガラスの周縁部が嵌まり込む凹
溝が形成される。この凹溝を形成するための押さえ部材
は、外壁に外側から着脱可能に取付けられており、押さ
え部材を取外すことによって凹溝７６は、外方に臨んで
開放する。したがって高速車両の窓枠に保持される窓ガ
ラスを外部から交換することができ、容易に交換するこ
とができる。

【００２２】請求項２記載の本発明の、内面支持部、周
縁支持部および押え部材と窓ガラスの周縁部との間に
は、可撓性および弾発性を有するスペーサが介在される
ことを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、内面支持部、周縁支持部
および押え部材と窓ガラスの周縁部との間にスペーサが
介在される。このスペーサは、上述したように、複合材
料による寸法精度の向上によって大きな寸法誤差を許容
する必要がなくなるため、比較的薄い構成によって窓ガ
ラスへの振動を遮断し、水密性および気密性を達成する
ことができる。

【００２４】請求項３記載の本発明の、内面支持部およ
び周縁支持部の周囲に配置されるコアは、周方向に所定
の幅で分割され、この分割されたコアの一部は前記複合
材料から成る補強層によって外囲されて固定されること
を特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、内面支持部および周縁支
持部の周囲に配置されるコアは、前記外壁４のコアから
分割される。この分割されたコアの一部には複合材料か
ら成る補強層が形成され、外壁４の残余のコアに比べて
補強され、これによって外壁の前記内面支持部より周縁
支持部の周辺領域の強度を向上し、高い曲げ剛性を得る
ことができる。

【００２６】請求項４記載の本発明は、外壁には袋状ナ
ットが固定され、押え部材をその厚み方向に挿通して前
記袋状ナットに螺合するボルトによって、前記押え部材
が外壁に着脱可能に設けられることを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、外壁にも袋状ナットが固
定されており、この袋状ナットには押え部材を挿通した
ボルトが螺着される。このように押え部材をボルトによ
って外壁に固定するに際して、このボルトが螺合するナ
ットを袋状としたので、ナットとボルトとの間を介して
外部からコア内に水が侵入することが防がれ、高い水密
性を達成することができる。

【００２８】請求項５記載の本発明の、前記コアの分割
部は、厚み方向に内面から外面に向かうにつれて窓ガラ
ス嵌合孔から離反する方向に傾斜して形成されることを
特徴とする。

【００２９】請求項６記載の本発明の、前記分割された
コアの一部は、窓ガラス嵌合孔寄りの端部が厚み方向に
外面から内面に向かって前記窓ガラス嵌合孔から離反す
る方向に傾斜して形成されることを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、外壁の前記コアの一部と
残部との分割部は、厚み方向に内面から外面に向かうに
つれて窓ガラス嵌合孔から離反する方向に傾斜して形成
されるので、外壁を窓枠とともに加熱および加圧してオ
ートクレーブ成形する際、オートクレーブ圧力はコアの
厚み方向に内側から外側に向かって作用するが、分割部
を傾斜させることによって、この圧力の一部を、コアの
残部から一部への成形圧力として利用できる。このため
コアの残部がコアの一部によってしっかりと押さえら
れ、しわおよびずれが防がれ、複合材料として充分に信
頼性の高い構造を実現することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態の窓
枠構造を示し、図２の切断面線Ｉ−Ｉから見た拡大断面
図であり、図２は図１に示す窓枠構造が実施される高速
車両の先頭部４１の左側半分の構体４２を示す斜視図で
ある。新幹線などの高速車両の先頭部４１の構体４２
は、高弾性繊維を含む強化材料に熱硬化性合成樹脂を含
浸させた複合材料によって内層４４および外層４５が形
成され、これらの内層４４および外層４５間に多数の空
間を有するコア４６が固定される外壁４７を有する。こ
の外壁４７には、図１の上下方向である厚み方向に貫通
した窓ガラス嵌合孔４８が形成され、この窓ガラス嵌合
孔４８に窓ガラス４９が嵌まり込んだ状態で、窓ガラス
４９の周縁部５０を保持するように構成される。

【００３２】このような外壁４７は、運転室パーツ、天
井パーツ、スノープラウパーツおよび連結器カバーなど
の複数の部位に分割して製造され、前記構体４２を構成
している。

【００３３】外層４５および内層４４を構成する各プリ
プレグは、繊維強化熱硬化性合成樹脂製であり、たとえ
ば不飽和ポリエステル、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂、またはエポキシ樹脂に、カーボン繊維またはアラミ
ド繊維が含浸された構成を有する。本発明の実施の形態
では、加熱硬化形エポキシ樹脂にカーボン繊維が含浸さ
れた構成を有する。カーボン繊維は、アラミド繊維に比
べて、強度の観点から好ましい。各プリプレグは、たて
糸とよこ糸とが、カーボン繊維、ガラス繊維およびアラ
ミド繊維のグループから選ばれる１つから成る平織また
は朱子織などの織物に、前述のように熱硬化性合成樹脂
が含浸されたものである。こうして下から上に順次積み
重ねられる複数層のプリプレグのたて糸の延びる方向
は、４５度ずつ順次的に厚み方向に変化される。こうし
て熱融着されて熱硬化された複数層から成るプリプレグ
を有する外層４５は、ほぼ等方性の引張強度を有する。
内層４４もまた、外層４５と同様な構成を有する。

【００３４】コア４６は、硬質発泡合成樹脂製である。
この硬質発泡合成樹脂としては、たとえばポリメタクリ
ルイミドが好適に用いられる。このポリメタクリルイミ
ドは、他の合成樹脂の発泡体と比較して、引張強度、圧
縮強度、弾性率、せん断強度などの機械的強度が大き
く、特に低温下での特性が優れ、さらに耐熱性、耐溶剤
性、断熱性に優れている。

【００３５】外壁４７には、窓ガラス嵌合孔４８内に突
出し、窓ガラス４９の周縁部５０の内面５２を支持する
内面支持部５３と、内面支持部５３の基端部から車両の
外側にほぼ垂直に屈曲して延び、窓ガラス４９の外周面
５４を支持する周縁支持部５５とが前記内層４４および
外層４５に連なって一体的に形成される。外壁４７には
また、前記複合材料から成り、周縁支持部５５から窓ガ
ラス嵌合孔４８内に突出する部分５６によって、窓ガラ
ス４９の周縁部５０の外面５７を押圧する押え部材５８
が袋状ナット６１とボルト６２とによって着脱可能に取
付けられる。

【００３６】図３は、袋状ナット６１の具体的構成を示
す断面図である。袋状ナット６１は、外層４５の外表面
上で係合するフランジ６３と、フランジ６３側に拡開す
る環状の案内部６４と、案内部６４に軸線方向に一体的
に連なって形成され、案内部６４に関して前記フランジ
６３とは反対側の軸線方向一端部で半径方向外方に突出
するかしめ部６５と、かしめ部６５の軸線方向一端部に
連なり、内周面に内ねじ６６が刻設される環状の螺合部
６７と、螺合部６７の軸線方向一端部を塞ぐ端壁６８と
を有する。このような袋状ナット６１は、ステンレス鋼
またはスチールから成る。

【００３７】図４は、袋状ナット６１の外層４５への取
付け手順を示す断面図である。上記の袋状ナット６１
は、外層４５に取付けるにあたっては、まず外層４５側
に袋状ナット６１をフランジ６３付近まで挿入すること
ができる穴６９（図４（２）参照）をドリルなどの穿孔
工具によって形成し、図４（１）に示されるように、袋
状ナット６１を、外周面に外ねじが刻設されたドリルの
チャック７１に装着されたツール７０に装着し、図４
（２）に示されるようにチャック７１を回転駆動してツ
ール７０を袋状ナット６１の螺合部６７に螺合させた状
態で、フランジ６３の内周部がツール７０の基端部に形
成される複数のリブ７２の当接面７３に当接するまで締
付けて外壁４７に形成した前記穴６９に差込む。

【００３８】次に図４（３）に示されるように、ツール
７０を回転させることによってかしめ部６５が半径方向
外方に突出するように変形してかしめられ、外層４５が
フランジ６３とかしめ部６５とによって挟着される。す
なわち、かしめ部６５は螺合部６７に比べて薄く形成さ
れており、前記ツール７０の回転によって螺合部６７は
フランジ６３に近接する方向に軸線方向に圧縮され、か
しめ部６５が半径方向外方に屈曲しながらフランジ６３
とほぼ同一形になるまで突出して内層４５の前記穴６９
に臨む周縁部７４をフランジ６３に近接する方向に押え
付け、このようにして袋状ナット６１が外壁４７に埋設
された状態で固定される。その後、図４（４）に示され
るように、袋状ナット６１からツール７０を逆回転させ
て抜取り、図４（５）に示されるように、押え部材５８
に形成したボルト挿通孔７５に前記ボルト６２の軸部を
挿通して袋状ナット６１の螺合部６７に螺着して締付
け、押え部材５８が外壁４７に取付けられる。このよう
に押え部材５８はボルト６２によって外壁４７に着脱可
能に取付けられるので、窓ガラス４９を外部から容易に
交換することができる。

【００３９】このような袋状ナット６１およびボルト６
２は、図１の紙面に垂直な周方向に間隔をあけて複数列
（本実施形態では２列）交互に設けられる。窓ガラス寄
りの袋状ナット６１およびボルト６２の列と、外側の列
とは幅方向（図１の左右方向）に約２０ｍｍの間隔を有
し、また前記周方向に７５〜１５０ｍｍの間隔をあけて
千鳥状に設けられる。このように千鳥状に周方向および
幅方向に間隔をあけて袋状ナット６１およびボルト６２
が設けられるので、図１に示されるように、外層４５お
よび押え部材５８の有効断面が少なくならず、袋状ナッ
ト６１およびボルト６２の挿通孔形成による強度の低
下、特に曲げ剛性の低下が防がれる。このように袋状ナ
ット６１を用いることによって、外部から雨水あるいは
洗浄水がコア４６の内部に侵入することが防がれ、水密
性が達成される。

【００４０】上述したように、内面支持部５３、周縁支
持部５５および押え部材５８の部分５６によって、窓ガ
ラス４９の周縁部５０が嵌まり込む凹溝７６が形成され
る。この凹溝７６は、前述したように袋状ナット６１お
よびボルト６２によって押え部材５８が外壁４７に着脱
可能に設けられるので、押え部材５８を取外すことによ
って、凹溝７６は外方（図１の上方）に臨んで開放し、
窓ガラス４９を容易に交換することができる。このよう
な窓ガラス４９の周縁部５０と内面支持部５３、周縁支
持部５５および押え部材５８の部分５６との間には、可
撓性および弾発性を有するたとえば合成ゴムから成る第
１〜第４パッキン７７〜８０が介在される。これらの第
１〜第４パッキン７７〜８０は、スペーサを構成する。

【００４１】第１パッキン７７は、その長手方向に垂直
な断面形状が略Ｕ字状であって、窓ガラス４９の周縁部
５０の周方向全周にわたって装着される。また内面支持
部５３の窓ガラス４９の周縁部５０に臨む表面上には第
２パッキン７８が配置され、周縁支持部５５の窓ガラス
４９の周縁部５０に臨む表面上には第３パッキン７９が
配置され、さらに押え部材５８の部分５６の前記窓ガラ
ス４９の周縁部５０に臨む表面上には第４パッキン８０
が配置される。また内面支持部５３の先端部と窓ガラス
４９の周縁部５０との間には第１湿式シール材８１が充
填され、押え部材５８の部分５６と窓ガラス４９の周縁
部５０との間には第２湿式シール材８２が充填され、さ
らに押え部材５８の幅方向一端部、すなわち図１の左側
の端部と外層４５との間には第３湿式シール材８３が充
填される。これらの第１〜第３湿式シール材８１〜８３
によって高い気密性および水密性が達成される。

【００４２】前記内層４４および外層４５間に介在され
るコア４６のうち、内面支持部５３および周縁支持部５
５の周囲に配置されるコア４６ａは、周方向に所定の幅
で分割され、この分割されたコア４６の一部４６ａは、
前記複合材料から成る補強層８６によって外囲され、固
定される。このような補強層８６によって、前記分割さ
れたコアの一部４６ａの強度は格段に向上される。この
ようなコアの一部４６ａの具体的構成に関しては、後述
の図１５および図１６において詳述する。

【００４３】コア４６と、その一部である分割部分４６
ａとが分割された分割部８７は、その厚み方向に内面８
９から外面８８に向かうにつれて窓ガラス嵌合孔４８か
ら離反する方向、すなわち図１の左方に傾斜して形成さ
れる。これによって、コアの一部４６ａがコア４６の残
部４６ｂとの接触面積を大きくすることができ、これに
よって窓枠側のコアの一部４６ａからその残部４６ｂに
伝達される応力とを軽減することができる。また外壁４
７を窓枠４３とともに加熱および加圧してオートクレー
ブ成形する際、オートクレーブ圧力はコアの厚み方向に
内側から外側に向かって作用するが、分割部８７を傾斜
させることによって、この圧力の一部を、コアの残部４
６ｂから一部４６ａへの成形圧力として利用できる。こ
のためコアの残部４６ｂがコアの一部４６ａによってし
っかりと押さえられ、しわおよびずれが防がれ、複合材
料として充分に信頼性の高い構造を実現することができ
る。

【００４４】また前記コアの一部４６ａは、窓ガラス嵌
合孔４８寄りの端部９０が厚み方向に外面８８から内面
８９に向かって前記窓ガラス嵌合孔４８から離反する方
向に傾斜して面張りされる。これによって窓ガラス４９
の周縁部５０付近が室内側から見てすっきりしたものと
なり、コアの一部４６ａをほぼ同一な厚みにした場合に
比べて無駄な空間を少なくすることができ、内装上の美
観を向上することができる。このことは、新幹線の先頭
車両の運転室では、乗務員に対して窓ガラス４９の周縁
部５０の周囲が室内側に突き出していることによる圧迫
感をなくし、広い視界を得る点においても重要である。

【００４５】図５は図２の切断面線Ｖ−Ｖから見たピラ
ー９８の断面図であり、図６は図２の切断面線ＶＩ−Ｖ
Ｉから見たピラー９８の断面図である。前述した窓枠４
３の上縁部９６と下縁部９７とにわたって左右両側に設
けられるピラー９８は、高弾性繊維を含む強化材料に、
熱硬化性合成樹脂を含浸させた前記窓枠４３および外壁
４７と同様な複合材料によって形成される外周層９９、
および外周層９９内に配置されて固定され、多数の空間
を有するコア１００を有し、左右両側に配置される窓ガ
ラス４９ａ，４９ｂ（総称する場合には添字ａ，ｂを省
略する）を内側から支持するピラー本体１０１と、各窓
ガラス４９ａ，４９ｂ間でピラー本体１０１に外部側か
ら固定され、ピラー本体１０１よりも剛性の高い材料で
あるステンレス鋼製の中実棒から成る中間部材１０２
と、中間部材１０２に外部側から固定され、中間部材１
０２を左右両側から挟むようにして配置される各窓ガラ
ス４９ａ，４９ｂの側縁部を、ピラー本体１０１上に押
付けて挟持する押え部材１０３とを含む。押え部材１０
３は、複合材料から成る。

【００４６】中間部材１０２には、その長手方向に間隔
をあけて複数のボルト挿通孔１０４が形成される。また
ピラー本体１０１の外周層９９には、前述の図３に示さ
れる袋ナット６１と同様な構成を有する袋ナット１０５
が固定される。中間部材１０２のボルト挿通孔１０４に
は、中間部材固定用ボルト１０６ａが挿通して前記袋ナ
ット１０５に螺着され、このようにして中間部材１０２
がピラー本体１０１に固定される。押え部材１０３に
は、ボルト挿通孔１０７が形成される。また中間部材１
０２には、前記ボルト挿通孔１０４から長手方向にずれ
た位置で内周面に内ねじが刻設される複数のねじ孔１０
８が形成される。ボルト挿通孔１０７には、押え部材固
定用ボルト１０６ｂが挿通して中間部材１０２のねじ孔
１０８に螺合し、このようにして押え部材１０３が中間
部材１０２に固定される。

【００４７】各窓ガラス４９ａ，４９ｂの周縁部５０に
は、前述したように第１〜第４パッキン７７〜８０がそ
れぞれ設けられる。これらの第１〜第４パッキン７７〜
８０によって、ピラー本体１０１、中間部材１０２およ
び押え部材１０３から各窓ガラス４９ａ，４９ｂに伝達
される振動または衝撃力を緩和することができるととも
に、水密性を達成することができ、外部からピラー本体
１０１が配置される内部への水の侵入を遮断することが
できる。

【００４８】ピラー本体１０１は、内部側（図５および
図６の下側）の角部が中心軸線を含む一鉛直面１０９に
関して左右対称に約４５°で面取りされて傾斜部１１０
ａ，１１０ｂが形成される。これらの傾斜部１１０ａ，
１１０ｂによって、内部から外部を見たときに広い視界
を得ることができる。前記ピラー本体１０１の内部側の
表面には、内層部用の化粧シート１１１が直接貼りつけ
られてもよい。各窓ガラス４９ａ，４９ｂの周縁部５０
と、押え部材１０３の幅方向（図５および図６の左右方
向）両端部との間の空間およびその近傍には、湿式シー
ル材１１２ａ，１１２ｂがそれぞれ充填され、水密性お
よび気密性を達成している。

【００４９】図７は、図５および図６に示されるピラー
本体１０１の正面図であり、図８は図７の下方から見た
ピラー本体１０１の側面図である。ピラー本体１０１
は、前述したように、内部側の角部が面取りされて傾斜
部１１０ａ，１１０ｂが形成される。またピラー本体１
０１の長手方向両端部における内部側、すなわち乗務員
室に臨む側の領域には、前記長手方向外側方になるにつ
れて平坦な内側表面１１３に対して角度θ１，θ２を成
して緩やかに傾斜した第２の傾斜部１１４ａ，１１４ｂ
が形成される。またピラー本体１０１の長手方向両端部
における外部側には、平坦な外側表面１１５に関して角
度θ３，θ４を成して傾斜する第３の傾斜部１１６ａ，
１１６ｂが形成される。前記第２の傾斜部１１４ａ，１
１４ｂの角度θ１，θ２は、たとえば約１５°に選ばれ
る。また第３の傾斜部１１６ａ，１１６ｂの角度θ３，
θ４は、たとえば４５°に選ばれる。各第３の傾斜部１
１６ａ，１１６ｂは、前述の窓枠４３の上縁部９６およ
び下縁部９７によってそれぞれ支持される。

【００５０】図９は、図８の切断面線ＩＸ−ＩＸから見
たピラー本体１０１の断面図である。ピラー本体１０１
は、前述したようにコア１００が外周層９９によって外
囲された構成を有する。コア１００は、硬質の熱硬化性
発泡合成樹脂から成る。この硬質の熱硬化性発砲合成樹
脂としては、前述のポリメタクリルイミドが用いられ
る。また外周層９９は、前記複合材料から成る複数のシ
ートであるプリプレグ１１８を巻回してオートクレーブ
成型された積層構造体から成る。プリプレグ１１８は、
内側表面側で両端部が重ねられ、そのため積層圧が強ま
り大きく形成される。これは、外部側からの圧力変動に
対して内側が引張りとなり、外側が圧縮となるような曲
げ応力に対して大きな強度のためである。このような複
数のプリプレグ１１８によって形成される外周層９９
は、アルミニウム合金の約１／２の密度を有し、重量は
比較的軽い。

【００５１】このような複合材料から成るピラー本体１
０１の寸法を、内層化粧パネルが設けられるべき位置に
該当する寸法まで大きくし、ピラー本体１０１の内側の
表面に前述の化粧シート１１１を貼り付けることによっ
て、ピラー本体１０１の曲げ剛性を向上することができ
るだけでなく、化粧パネルを設ける場合に比べて製造コ
ストおよび取付コストを省略することができ、経済性が
向上される。またピラー本体１０１は、繊維強化複合材
料から成るので、内部側の角部を前述したように面取り
を行って傾斜部１１０ａ，１１０ｂを形成し、さらに角
部を丸く仕上げた形状に成形することは容易であり、ア
ルミニウム合金などの金属を加工する場合に比べて加工
コストも少なくて済む。したがって従来の金属製内装化
粧パネルの形状に近いデザインを安価なコストで容易に
実現することができる。

【００５２】またピラー本体１０１の断面形状を大きく
することによって、外周層９９の厚みを小さくすること
ができ、したがってプリプレグ１１８のプライ数（積重
枚数）を少なくすることができ、機械的強度を低下させ
ずに材料費および工程数を削減することができる。

【００５３】また上記の構成によれば、左右の窓ガラス
４９ａ，４９ｂ間の隙間を金属製の中実棒から成る中間
部材１０２によって埋め、そこに押え部材１０３を取付
用ボルト１０６ｂによって固定することによって、ピラ
ー９８の幅を可及的に小さくし、内部から外部に向かっ
て広い視界を得ることができ、乗務員の視界を広く改善
することができる。

【００５４】さらに複合材料によってピラー本体１０１
と中間部材１０２とを一体成形することが考えられるけ
れども、これは加工が難しくなるだけでなく、上記の押
え部材取付用ボルト１０６ｂを取付けることが困難とな
り、強度上ピラー本体１０１の幅を大きくしなければな
らなくなる。したがって複合材料から成るピラー本体１
０１に金属製の中間部材１０２を組合せた構成とするこ
とは、前記ピラー本体１０１の幅を広げる必要がない点
で合理的である。仮に、ピラー本体１０１の幅を広げる
と、上述したように内部から外部を見たときの視界が狭
くなり、乗務員の視界が妨げられてしまうけれども、上
記の構成によれば、乗務員の視界を広くすることができ
る。

【００５５】さらに前記外周層９９、したがって各プリ
プレグ１１８は、強化材料として炭素繊維およびアラミ
ド繊維などの高弾性繊維を用いることによって、疲労強
度を格段に高くすることができ、トンネル通過時および
鳥衝突などによる繰返し荷重による構造疲労の問題を解
消することができる。

【００５６】さらに前記押え部材１０３は、上記の高弾
性繊維を含む繊維強化材料に熱硬化性合成樹脂から成る
マトリクスを含浸させた複合材料から成る。このような
押え部材１０３によって、各窓ガラス４９ａ，４９ｂは
ピラー本体１０１との間で挟むようにして取付けられ、
押え部材１０３はボルト１０６ａによって外側から取外
せるようにして取付けられているので、窓ガラス４９
ａ，４９ｂを容易に取付けおよび取外しを行うことがで
き、各窓ガラス４９ａ，４９ｂの交換が容易である。

【００５７】また前述したように窓枠４３および外壁４
７が複合材料から成る場合、ピラー本体１０１は同様の
複合材料によって形成されるので、熱膨張率の差が少な
く、取付構造が簡単であり、製造が容易であり、組立作
業も簡単に行うことができる。従来のような金属製ピラ
ーはほぼ中実棒と補強板とを溶接したものであり、外形
は小さくても剛性は高い。このような金属製ピラーと外
形寸法が同一で繊維強化複合材料によって同等の剛性を
確保しようとすると、炭素繊維などの高弾性繊維強化材
料を用いたとしても、肉厚の大きい構造となる割には剛
性は充分でなく、製造が困難であるけれども、繊維強化
複合材料から成るピラー本体１０１とステンレス鋼から
成る中間部材１０２とを組合せて用いることによって、
所用の剛性が得られ、かつ外形がむやみに大きくなら
ず、広い視界を確保することができる。

【００５８】また上記のピラー９８は、高い曲げ剛性を
有するので、トンネル通過時の圧力変動によって大きな
変形が生じることが防がれ、各窓ガラス４９ａ，４９ｂ
が外れてしまうという不具合が防がれる。また変形がそ
れほど大きくない場合であっても、ピラー９８と各窓ガ
ラス４９ａ，４９ｂとの間の気密性および水密性が低下
してしまうという不具合が防がれる。

【００５９】図１０はピラー９８の窓枠４３への取付構
造を示す断面図であり、図１１は図１０の切断面線ＸＩ
−ＸＩから見た断面図である。前述のピラー９８は、窓
枠４３に取付けられる。図１に関連して述べたように、
サンドイッチ構造の窓枠４３のコア４６、したがって窓
ガラス嵌合孔４８寄りに配置されるコアの一部４６ａの
内部の前記ピラー本体１０１の延長線上の部位に、コア
の一部４６ａよりも剛性の高い材料である複合材料から
成る一対の補強部材１２１ａ，１２１ｂが埋設されると
ともに、各補強部材１２１ａ，１２１ｂに直交して連結
され、かつ窓枠４３の前記ピラー本体１０１を支持する
支持面１２２に沿って延びる隔壁１２３が埋設される。

【００６０】各補強部材１２１ａ，１２１ｂは、コアの
一部４６ａの延びる方向、すなわち図１０の紙面に垂直
な方向にピラー９８の幅と同一の間隔をあけて配置され
る。このような補強部材１２１ａ，１２１ｂは、必要に
応じて３枚以上設けるようにしてもよい。またピラー本
体１０１の長手方向両端部は、複合材料から成るコーナ
部補強シート１２４ａ，１２４ｂが貼り付けられて一体
化され、ピラー本体１０１の長手方向両端部が窓枠４３
の上縁部９６および下縁部９７にそれぞれ一体化されて
固定される。

【００６１】図１２は、ピラー本体１０１から外側の補
強部材１２１ａへの曲げ荷重の伝達状態を説明するため
の図である。トンネル通過時または鳥衝突による衝撃力
の作用によってピラー本体１０１に内側に曲げようとす
る曲げモーメントＭが生じると、ピラー本体１０１の長
手方向両端部には、前記曲げモーメントＭによって偶力
Ｆ１，Ｆ２が発生する。このような偶力Ｆ１，Ｆ２が生
じる領域は、窓枠４３内に埋め込まれた領域であって、
偶力Ｆ１，Ｆ２によってピラー本体１０１の長手方向両
端部にはせん断応力が発生する。このようなせん断応力
は、窓枠４３の支持面１２２に押圧力として作用する。
この支持面１２２は、前述したように傾斜して形成さ
れ、この傾斜した支持面１２２にピラー本体１０１の第
３の傾斜部１１６ａ，１１６ｂが当接するため、前記せ
ん断荷重は窓枠４３の厚み方向および延在方向に分散し
て伝達する。このような窓枠４３に作用するせん断荷重
は、押え部材１０３に伝達し、押え部材１０３の外側へ
の押圧力は袋ナット１０５およびボルト１０６を介して
中間部材１０２に伝えられて負荷され、モーメントＭは
ピラー本体１０１と中間部材１０２とによって抗され
る。この曲げモーメントＭによってピラー本体１０１
は、内側の領域が引張り領域となるため、図９に示され
るように複数のプリプレグ１１８の両端部近傍が積重さ
れた厚肉領域１１８ａが形成され、大きな圧縮強度によ
って前記曲げモーメントＭに抗することができるように
構成される。

【００６２】図１３は、ピラー本体１０１から押え部材
１０３への曲げ荷重の伝達状態を説明するための図であ
る。ピラー本体１０１には、前述と同様な曲げモーメン
トＭが作用したとき、内側（図１３の右側）は圧縮領域
となり、外側は引張り領域となる。このような引張り領
域には、前述したように押え部材１０３の押え部１２９
が複数のボルト１０６によって固定され、各ボルト１０
６には引張り力が作用する。このような引張り力に抗す
るために、押え部材１０３の基端部１２７は、複数のボ
ルト１２８によって窓枠４３に固定される。基端部１２
７は、これに連なる押え部１２９よりも幅広状とされ、
前記引張り力を分散して窓枠４３に伝達することができ
る。

【００６３】図１４は、ピラー本体１０１から各コーナ
部補強シート１２４ａ，１２４ｂへの曲げ荷重の伝達状
態を説明するための図である。トンネル通過時の圧力変
動または鳥衝突による衝撃力の作用によってピラー本体
１０１にせん断力Ｈが作用すると、ピラー本体１０１に
はせん断応力が発生する。このようなせん断応力を小さ
くするためには、ピラー本体１０１から窓枠４３にせん
断力Ｈを伝達して分散する必要があり、そのために前述
の各コーナ部補強シート１２４ａ，１２４ｂが設けられ
る。これらのコーナ部補強シート１２４ａ，１２４ｂに
よって、ピラー本体１０１の長手方向両端部から窓枠４
３にせん断荷重Ｈを確実に伝達して、ピラー本体１０１
に発生するせん断応力を低減して、ピラー本体１０１の
断面形状を小さくすることができる。

【００６４】図１５は窓枠４３およびピラー９８の製造
手順を示すフローチャートであり、図１６は窓枠４３お
よびピラー９８の製造手順を示す図である。作業が開始
され、ステップａ１で治工具が準備され、ステップａ２
で外層４５を形成する複数のプリプレグ１１８が図１６
（１）に示されるように積層され、窓ガラス嵌合孔４８
近傍となるコアの一部４６ａを配置する部位には、断面
形状が三角形のコア積重部分１３１が載置され、このコ
ア積重部分１３１上にはピラー９８と窓枠４３とを連結
するためのピラー接合シート１３２が乗載される。

【００６５】ステップａ３で、コアの一部４６ａには図
１６（２）に示されるように、複数のプリプレグ１１９
が巻付けられ、図１６（３）に示されるように、内側の
領域に両端部が重なるように積重される。ステップａ４
で治具上に積重された外層４５を形成するための複数の
プリプレグ１１８上に、コア４６の残部４６ｂを図１６
（４）に示されるように載置するとともに、前記ステッ
プａ３で製造したコアの一部４６ａを積重し、さらに窓
枠４３を形成する部分の前記ピラー接合シート１３２上
にはピラー１０１を載置し、さらにコーナ部分補強シー
ト１２４（総称する場合には添字ａ，ｂを省略する）を
載置する。

【００６６】次にステップａ６で、図１６（５）に示さ
れるように、内層４４を形成する複数のプリプレグ１３
０を積重するとともに、内側でピラーを接合するための
ピラー接合シート１３３を積重し、孔加工、袋状ナット
６１の取付けおよび仕上げなどを行い、オートクレーブ
成形して製造作業が終了する。

【００６７】このようにピラー９８は、窓枠４３に取付
けられるので、各窓ガラス４９ａ，４９ｂの面外方向の
力はピラー９８からのせん断荷重として各コーナ部補強
シート１２４などを介して窓枠４３に伝達されるが、そ
の内部に埋め込まれた各補強部材１２１ａ，１２１ｂお
よび隔壁１２３によってコア４６、内層４４および外層
４５に拡散させることができ、ピラー９８およびその取
付部における負荷を軽減することができる。またピラー
９８のモーメント荷重は、ピラー内面側では直接に内層
４４および外層４５に各コーナ部補強シート１２４を介
して伝達され、ピラー外面側では押え部材１０３によっ
て内層４４および外層４５に伝達され、力の伝達経路と
して自然であり、安定して分散吸収し、外力に抗するこ
とができる。

【００６８】さらに押え部材１０３の端末部には、荷重
が集中するが、押え部材１０３の基端部において幅を広
く取ることができ、これによってボルト１２８を充分な
数だけ打つことができ、ピラー９８を窓枠４３に大きな
強度で連結することができる。

【００６９】またピラー９８と窓枠４３との間の力の伝
達は、それぞれ複合部材のせん断力および引張り力とい
った面内応力で伝達されるので、上述したような薄い複
合材料から成る各コーナ部補強シート１２４ａ，１２４
ｂおよびピラー接合シート１３０によって無理なく接合
することができる。従来のように金属製の金具で接続す
る場合には、曲げモーメントおよびせん断力を１つの金
具で同時に伝達するため、その金具の強度は大きくなっ
てしまうが、本実施の形態では曲げモーメントおよびせ
ん断力の各力の成分を個別に伝達する経路を形成してい
るため、軽量でかつ薄い部材によって伝達することがで
き、これによって各窓ガラス４９ａ，４９ｂおよびピラ
ー９８が取付金具などに干渉するという不具合が生じな
い。

【００７０】またピラー本体１０１、各補強部材１２１
ａ，１２１ｂ、隔壁１２３、各コーナ部補強シート１２
４ａ，１２４ｂおよびピラー接合シート１３２などは、
高弾性繊維を含む複合材料によって形成されるので、疲
労強度が高く、金属構造では防止し得ない構造疲労に対
して充分な強度を達成することができる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、窓ガラ
ス嵌合孔が形成される外壁は、高弾性繊維を含む繊維強
化材料に熱硬化性合成樹脂を含浸させた複合材料によっ
て形成される内層および外層間に多数の空間を有する発
泡合成樹脂から成るコアが固定された構成を有し、これ
らの内層および外層には内面支持部と周縁支持部とが一
体的に連なって形成される。内面支持部によって窓ガラ
スの周縁部の内面が支持されるとともに、周縁支持部に
よって窓ガラスの外周面が支持され、この状態で外側か
ら押え部材が外層に取付けられて窓ガラスの周縁部の外
面を押圧して窓ガラスを固定する。この押え部材もま
た、内層および外層と同様な複合材料から成る。

【００７２】このようにして高速車両の窓枠を構成する
内面支持部および周縁支持部ならびに押え部材は全て複
合材料から成るので、高精度で成形することができ、し
かも内面支持部および周縁支持部は、外壁の内層および
外層に一体的に連なって形成されるので、高速車両の窓
枠を、高精度にかつ手間を要さずに製造することができ
る。さらに上記内面支持部および周縁支持部は内層およ
び外層に一体的に連なって形成されることによって、従
来の技術に関連して述べたように、窓枠フレーム３をせ
ん断ボルト１８などを用いて外壁４の周縁部６に固定す
る必要がなくなり、したがってこの組立作業が不要とな
り、製造の手間およびコストを削減することができる。

【００７３】上述のように窓枠を高精度にかつ手間を要
さずに製造するために、内面支持部、周縁支持部および
押え部材のいずれも複合材料から成り、内層および外層
もまた複合材料から成る。この複合材料は、強化材料と
して高弾性繊維を用い、マトリクスとして熱硬化性合成
樹脂を用いる。高弾性繊維としてたとえば炭素繊維を用
いることによって、トンネル通過時の圧力変動および鳥
衝突による衝撃力などが繰返し作用しても、高弾性によ
って強度が低下するおそれはなく、繰返し応力に対する
疲労強度を向上することができる。またマトリクスとし
て熱硬化性合成樹脂を用いるので、この熱硬化性合成樹
脂は一般に粘性が低く、前記高弾性繊維に確実に含浸さ
せることができ、繊維と合成樹脂とが剥離するという不
具合が生じず、高弾性強度を長期に維持することがで
き、高い曲げ剛性を達成することができる。このように
窓枠を高精度に、さらに加えて疲労強度を向上しかつ高
弾性強度を長期に維持できる高速車両の窓枠構造を実現
することができる。

【００７４】さらに内面支持部、周縁支持部および押え
部材は複合材料から成り、上述のように高精度に製造で
きるので、高い寸法精度を得ることができ、高速車両の
窓枠構造に、従来技術のようにスペーサによる大きな寸
法調整が不要となる。これによってもまた低コスト化を
図ることができる。またこのような窓枠構造では、内面
支持部、周縁支持部および押え部材の周縁支持部から突
出する部分によって、窓ガラスの周縁部が嵌まり込む凹
溝が形成される。この凹溝を形成するための押さえ部材
は、外壁に外側から着脱可能に取付けられており、押さ
え部材を取外すことによって凹溝７６は、外方に臨んで
開放する。したがって高速車両の窓枠に保持される窓ガ
ラスを外部から交換することができ、容易に交換するこ
とができる。

【００７５】請求項２記載の本発明によれば、内面支持
部、周縁支持部および押え部材と窓ガラスの周縁部との
間にスペーサが介在される。このスペーサは、上述した
ように、複合材料による寸法精度の向上によって大きな
寸法誤差を許容する必要がなくなるため、比較的薄い構
成によって窓ガラスへの振動を遮断し、水密性および気
密性を達成することができる。

【００７６】請求項３記載の本発明によれば、内面支持
部および周縁支持部の周囲に配置されるコアは、前記外
壁４のコアから分割される。この分割されたコアの一部
には複合材料から成る補強層が形成され、外壁４の残余
のコアに比べて補強され、これによって外壁の前記内面
支持部より周縁支持部の周辺領域の強度を向上し、高い
曲げ剛性を得ることができる。

【００７７】請求項４記載の本発明によれば、外壁にも
袋状ナットが固定されており、この袋状ナットには押え
部材を挿通したボルトが螺着される。このように押え部
材をボルトによって外壁に固定するに際して、このボル
トが螺合するナットを袋状としたので、ナットとボルト
との間を介して外部からコア内に水が侵入することが防
がれ、高い水密性を達成することができる。

【００７８】請求項５および６記載の本発明によれば、
外壁の前記コアの一部と残部との分割部は、厚み方向に
内面から外面に向かうにつれて窓ガラス嵌合孔から離反
する方向に傾斜して形成されるので、外壁を窓枠ととも
に加熱および加圧してオートクレーブ成形する際、オー
トクレーブ圧力はコアの厚み方向に内側から外側に向か
って作用するが、分割部を傾斜させることによって、こ
の圧力の一部を、コアの残部から一部への成形圧力とし
て利用できる。このためコアの残部がコアの一部によっ
てしっかりと押さえられ、しわおよびずれが防がれ、複
合材料として充分に信頼性の高い構造を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の窓枠構造を示し、図２
の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た拡大断面図である。

【図２】図１に示す窓枠構造が実施される高速車両の先
頭部４１の左側半分の構体４２を示す斜視図である。

【図３】袋状ナット６１の具体的構成を示す断面図であ
る。

【図４】袋状ナット６１の外壁４７への取付手順を示す
断面図である。

【図５】図２の切断面線Ｖ−Ｖから見たピラー９８の断
面図である。

【図６】図２の切断面線ＶＩ−ＶＩから見たピラー９８
の断面図である。

【図７】図５および図６に示されるピラー本体１０１の
正面図である。

【図８】図７の下方から見たピラー本体１０１の側面図
である。

【図９】図８の切断面線ＩＸ−ＩＸから見たピラー本体
１０１の断面図である。

【図１０】ピラー９８の窓枠４３への取付構造を示す断
面図である。

【図１１】図１０の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図
である。

【図１２】ピラー本体１０１から窓枠取付部への曲げ荷
重の伝達状態を説明するための図である。

【図１３】ピラー本体１０１から押え部材１０３への曲
げ荷重の伝達状態を説明するための図である。

【図１４】ピラー本体１０１から各コーナ部補強シート
１２４ａ，１２４ｂへの曲げ荷重の伝達状態を説明する
ための図である。

【図１５】窓枠４３およびピラー９８の製造手順を示す
フローチャートである。

【図１６】窓枠４３およびピラー９８の製造手順を示す
図である。

【図１７】従来の窓枠構造によって窓枠部１が構成され
る高速車両の先頭部２の一部の平面図である。

【図１８】図１７に示される窓枠部１付近の側面図であ
る。

【図１９】図１７および図１８の切断面線Ａ−Ａから見
た窓枠フレーム３の断面図である。

【図２０】図１９のセクションＢの拡大断面図である。

【符号の説明】

４１ 先頭部 ４２ 構体 ４３ 窓枠 ４４ 内層 ４５ 外層 ４６，４６ａ，４６ｂ コア ４７ 外壁 ４８ 窓ガラス嵌合孔 ４９，４９ａ，４９ｂ 窓ガラス ５０ 外壁４７の周縁部 ５１ 窓ガラス４９の周縁部 ５２ 内面 ５３ 内面支持部 ５４ 外周面 ５５ 周縁支持部 ５６ 突出する部分 ５７ 外面 ５８，１０３ 押え部材 ６１ 袋状ナット ６２ ボルト ６３ フランジ ７７〜８０ パッキン ８１〜８３ シール材 ８６ 補強層 ８７ 分割部 ９６ 上縁部 ９７ 下縁部 ９８ ピラー ９９ 外周層 １００ コア １０１ ピラー本体 １０２ 中間部材 １１０ａ，１１０ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１６ａ，
１１６ｂ 傾斜部 １２１ａ，１２１ｂ 補強部材 １２２ 支持面 １２３ 隔壁 １２４ａ，１２４ｂ コーナ部補強シート １２７ 基端部 １２９ 押え部 １３２ ピラー接合シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石塚 理 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 (56)参考文献 特開 平８−207762（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61D 25/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高弾性繊維を含む強化材料に熱硬化性合
   成樹脂を含浸させた複合材料によって内層および外層が
   形成され、これらの内層および外層間に多数の空間を有
   する発泡合成樹脂から成るコアが固定される外壁に、そ
   の厚み方向に貫通した窓ガラス嵌合孔が形成され、この
   窓ガラス嵌合孔に窓ガラスが嵌まり込んだ状態で、窓ガ
   ラスの周縁部を保持する高速車両の窓枠構造であって、 外壁には、窓ガラス嵌合孔内に突出し、窓ガラスの周縁
   部の内面を支持する前記複合材料から成る内面支持部
   と、内面支持部の基端部から車両の外側に屈曲して延
   び、窓ガラスの外周面を支持する前記複合材料から成る
   周縁支持部とが、内層および外層に連なって一体的に形
   成され、 外壁の外層には、前記複合材料から成る押え部材が外側
   から着脱可能に設けられ、この押え部材の前記周縁支持
   部から窓ガラス嵌合孔内に突出する部分によって、窓ガ
   ラスの周縁部の外面を押圧することを特徴とする高速車
   両の窓枠構造。
2. 【請求項２】 内面支持部、周縁支持部および押え部材
   と窓ガラスの周縁部との間には、可撓性および弾発性を
   有するスペーサが介在されることを特徴とする請求項１
   記載の高速車両の窓枠構造。
3. 【請求項３】 内面支持部および周縁支持部の周囲に配
   置されるコアは、周方向に所定の幅で分割され、この分
   割されたコアの一部は前記複合材料から成る補強層によ
   って外囲されて固定されることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の高速車両の窓枠構造。
4. 【請求項４】 外壁には袋状ナットが固定され、押え部
   材をその厚み方向に挿通して前記袋状ナットに螺合する
   ボルトによって、前記押え部材が外壁に着脱可能に設け
   られることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   の高速車両の窓枠構造。
5. 【請求項５】 前記コアの分割部は、厚み方向に内面か
   ら外面に向かうにつれて窓ガラス嵌合孔から離反する方
   向に傾斜して形成されることを特徴とする請求項３記載
   の高速車両の窓枠構造。
6. 【請求項６】 前記分割されたコアの一部は、窓ガラス
   嵌合孔寄りの端部が厚み方向に外面から内面に向かって
   前記窓ガラス嵌合孔から離反する方向に傾斜して形成さ
   れることを特徴とする請求項３または５記載の高速車両
   の窓枠構造。