JP3494847B2 - 車 体 - 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、押出し形材で構成
した車体、特に鉄道車両の車体に好適な側構体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄道車両の車体、特に、側構
体には、質量軽減と強度向上が強く求められている。こ
の背反する課題を達成するために、側構体に設けた窓等
の開口部の角部の強度的検討が必要で、様々な強度向上
策が提案されている。

【０００３】骨部材の外面に平板を固定した側構体で
は、側構体に設けた窓等の開口部の角部に厚板を追加し
たり、角部の円弧の半径を大きくして、角部の応力を低
減している。

【０００４】押出し形材を車体の長手方向に配置して構
成した側構体においては、窓部の押出し形材の面板の板
厚を厚くしている。窓の上方から窓の下方までの押出し
形材の面板を厚くしている。また、その他の実施例とし
て、窓隅部に相当する部分の板厚のみを厚くし、中央部
は板厚を薄くして、軽量化を図っている（特公平６−４
５３４１号公報）。

【０００５】２枚の面板とリブにより構成された中空の
押出し形材を用いた側構体（特開平２−２４６８６３号
公報）においては、上記と同様の思想で設計されてい
る。また、面板の板厚とリブのピッチにより強度の向上
を図っている。

【０００６】窓と窓との間を構成する中空の押出し形材
の端部に板を溶接したものがある。前記板は中空の押出
し形材の車内側の面板と車外側の面板の間に配置されて
いる（特開平７−２５７３７１）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術によると、中
空形材を用いた側構体では、角部の半径を大きくするこ
と、面板の板厚とリブのピッチにより、強度の向上を図
っている。しかし、さらなる質量軽減と強度向上を同時
に進めるためには従来の技術では限界がある。

【０００８】本発明の目的は、質量軽減と強度向上を達
成できる車体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に本発明は、第１の手段として、窓の垂直辺と窓の角部
の円弧とのそれぞれの連接点を基点としてその上下の範
囲の領域の前記押出し形材の面板の板厚は、この領域よ
りも上下の位置の前記押出し形材の面板の板厚よりも厚
く、窓の上部側の前記連接点を基点として前記板厚が厚
い領域と、窓の下部側の前記連接点を基点として前記板
厚が厚い領域との間の前記面板の板厚は、この板厚が厚
い領域の板厚よりも薄くしたものである。

【００１０】第２の手段は、開口部の角部の近傍を構成
する中空形材に対して、面板とリブにより囲まれる空間
に座屈防止具を配置するものである。これは窓の他にも
適用できる。

【００１１】第３の手段は、側構体を構成する中空形材
の車内側の面板の厚さを車外側の面板の厚さよりも厚く
するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における一実施例
を、図１から図３によって説明する。図３において、鉄
道車両の車体１０は、車体長手方向に対して左右の面を
形成する側構体１１、車体長手方向に対して両端を閉鎖
する面を形成する妻構体１２、屋根を形成する屋根構体
１３、及び床面を形成する台枠１４から構成されてい
る。

【００１３】側構体１１には窓１５や出入口１６などの
開口部が設けられている。側構体１１は、窓１５の上部
および下部、また出入り口１６の上部を含む。窓１５と
窓１５の間を吹き寄せ１８という。出入り口１６から出
入り口１６の間の側構体１１は複数の軽合金製の押出し
形材を用いて構成されている。屋根構体１３および台枠
１５も複数の軽合金製の押出し形材を用いて構成されて
いる。

【００１４】図２は、車体１０の自重、電線、腰掛け、
トランス等の電気機器、及び乗客などの垂直荷重が車体
１０に作用した場合の、荷重分布、せん断力分布、曲げ
モーメント分布、及び車体１０の変形をそれぞれ概念的
に示すものである。車体１０は台車による支持点２７に
おいて支持されている。垂直荷重は車体の長手方向及び
車体の幅方向に対してほぼ等しく分布する。その結果、
車体１０の車体の長手方向の分布は中央に大きな曲げモ
ーメントが生じ、台車支持点２７近傍に大きなせん断力
が発生する。せん断力は、車体長手方向の中央では皆無
に等しく、台車支持点２７近傍で最大になるように分布
することがわかる。

【００１５】ここで、車体１０の車体の長手方向の任意
の断面におけるせん断力の分布について考える。材料力
学的な梁に等分布荷重を負荷した場合、せん断力は中立
軸上に最も高く分布することは公知である。車体１０を
材料力学的な梁とみなした場合、中立軸にあたる位置は
吹き寄せ１８の位置である。すなわち、車体１０に垂直
荷重が作用した場合、車体１０の車体の長手方向の任意
の断面においては、吹き寄せ１８に最も高いせん断力が
生じる。

【００１６】図１の（Ａ）は、図２のＡ部の吹き寄せ１
８の拡大図、およびこの吹き寄せ１８の右辺ａｂｃｄｅ
ｆｇの応力分布を示す。図１の（Ｂ）は図１の（Ａ）の
Ｂ−Ｂ断面を示す。図１の（Ａ）の高さ位置と図１の
（Ｂ）の高さ位置は同一である。

【００１７】吹き寄せ１８は隣接した２つの窓１５、１
５に挟まれた位置を言う。窓１５はほぼ４角形である。
４角形の辺は、直線またはほぼ直線とみなしうるほどの
曲率半径の大きな曲線状をしている。このため、４つの
辺は実質的に直線である。４角形の角に当たる部分は円
弧であり、その曲率半径は４角形の辺に比べて極めて小
さい。

【００１８】側構体１１は複数の軽合金性の中空押出し
形材（以下、中空形材という。）３０ａ、３０ｂ、３０
ｃ、３０ｄにより構成される。中空形材３０ａから３０
ｄの押出し方向は車体１０の長手方向である。中空形材
３０ａから３０ｄの端部の車外側および車内側をそれぞ
れ溶接している。３５は溶接位置を示す。窓１５は中空
形材３０ｂ、３０ｃに穴を設けて構成している。窓１５
の上辺は中空形材３０ｂからなる。窓１５の下辺は中空
形材３０ｃからなる。側構体１１の上辺の中空形材３０
ａの上辺に屋根構体１３を溶接している。側構体１１の
下辺の中空形材３０ｄの下辺に台枠１４を溶接してい
る。

【００１９】ここで、中空形材３０ａから３０ｄを総称
して中空形材３０と呼ぶ。中空形材３０は、２枚の面板
３１ａ、３１ｂと、面板３１ａ、３１ｂを千鳥状（トラ
ス状）に接続する複数のリブ３２と、から構成されてい
る。面板３１ａは車外側を構成し、面板３１ｂは車内側
を構成する。面板３１ａ及び３１ｂを総称して面板３１
と呼ぶ。面板３１ｂの車内側には柱はない。

【００２０】吹き寄せ１８の変形を検討すると、図１の
（Ａ）において、窓１５の上部は図の左側に移動しよう
とし、窓１５の下部は逆に図の右側に移動しようとす
る。これを点線で示す。なお、車体１０の長手方向の中
央を軸としてこの動きは左右逆になる。このため、図３
の車体１０の長手方向の左半分において（図１の
（Ａ））、吹き寄せ１８の右辺の上部側には圧縮応力が
発生し、同じく下部側には引張り応力が発生する。これ
は図１の（Ａ）の右側の応力分布図のとおりである。図
１の（Ａ）の吹き寄せ１８の左辺においては、上部側に
引張り応力が発生し、下部側に圧縮応力が発生する。車
体１０の右半分はこれとは逆になる。

【００２１】上記応力の発生は、吹き寄せ１８の高さ方
向のスパンの中央のｄ点でほとんど零となり、支持点
（窓１５の上辺との接合点のａ点、窓１５の下辺との接
合点のｇ点）に近づくにつれて次第に大きくなる。ま
た、角部は応力が集中して大きくなる。このことは、軽
金属車両委員会報告書No.4（社団法人 日本鉄道車両工
業界、社団法人 軽金属協会、1984年発行） p38〜p42
に述べられている。

【００２２】ここで、吹き寄せ１８の高さ方向に対する
応力分布を検討すると、高さ方向の中央部においては等
しい勾配の応力が分布し、支持点（窓１５の上辺との接
合点のａ点、窓１５の下辺との接合点のｇ点）の近傍で
は急激に応力の絶対値が高く応力集中が生じている。こ
のように、車体１０の長手方向に分布するせん断力は吹
き寄せ１８を曲げる荷重として作用することがわかる。
吹き寄せ１８を曲げる荷重とは曲げモーメントとせん断
力とが組合わさった状態のことを言い、特に曲げモーメ
ントによる影響が大きい。ここで、角部のような形状を
した構造物に対して上述のように曲げモーメントが作用
した場合、応力が最も集中し発生する応力が最大になる
領域は図２に示すように、吹き寄せ１８の直線の辺と角
部の円弧との連接点ｃ、ｅの近傍である。

【００２３】このことは、材料力学的に公知である。例
えば、応力集中（西田正孝著 森北出版 １９６７年；
p 637〜639；1967年）においても、最も応力が集中する
領域は、本件では吹き寄せ１８と角部の円弧との連接点
ｃ、ｅよりもやや円弧側に入った点ｂ、ｆである。

【００２４】ここで、吹き寄せ１８において、側構体１
１を上方から領域Ａから領域Ｅに５つに分割して考え
る。領域Ｂ、Ｄは円弧始端（円弧止端）（連接点ｃ、
ｅ）から円弧側にやや入った点ｂ、ｆを中心とした高い
応力が発生する領域である。領域Ｂ、Ｄは窓１８の上
辺、下辺を除く領域である。領域Ａは、領域Ｂよりも上
方の領域である。領域Ｅは領域Ｄよりも下方の領域であ
る。領域Ｃは領域Ｂと領域Ｄの間である。

【００２５】側構体１１に設けた複数の窓１５の高さ位
置は同一である。このため、全ての窓１５において領域
Ａから領域Ｅの高さ方向の位置は同じとなる。側構体１
１を構成する中空形材３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ
の厚さは同一である。領域Ｂ及び領域Ｄに存在する面板
を３１ｃ、３１ｄとする。この面板３１ｃ、３１ｄの厚
さは面板３１ａ、３１ｂの板厚よりも厚い。中空形材３
０ａ、３０ｂ、３０ｃの面板３１ａ、３１ｂの板厚は中
空形材３０ｄの面板の板厚よりも厚い。

【００２６】かかる構成において、角部において最も応
力が集中する点ｂ、ｆを中心とした領域Ｂ、Ｄの中空形
材３０の面板の厚さを厚くしているので、応力を効果的
に低減し、強度向上を図ることができるものである。ま
た、面板の厚さを厚くする領域は、最も応力が集中する
点ｂ、ｆを中心とした領域Ｂ、Ｄのみであるので、厚さ
を厚くする範囲を小さくでき、軽量にできるものであ
る。

【００２７】また、製作性の観点から検討すると、側構
体１１を構成する中空形材３０は、車体長手方向を押出
し方向とするため、全ての窓１５において領域Ｂ及び領
域Ｄの面板の板厚を変更する場合でも、当該中空形材３
０を製作する型の形状を変更するのみでよい。このた
め、全ての窓１５において統一的に容易に寸法変更を行
うことができる。

【００２８】上記実施例では、１つの中空形材の面板の
板厚とリブの板厚が大幅に異なることがある。この場
合、面板の板厚に比べてリブの板厚が薄いため、押出し
抵抗の少ない面板のみに金属が押し出され、リブに金属
がまわらない等の製作上の不都合が生じる場合がある。

【００２９】図４の実施例はこの不都合を防止するもの
である。図５は図１の（Ｂ）に相当する。主な構成は図
１の実施例と同様である。領域Ｂ（Ｄ）の面板３１ｃに
接続するリブ３２ｂの板厚は、他の領域Ａ、Ｃ（Ｄ）の
面板３１ａ、３１ｂに接続するリブ３２の板厚に比べて
厚い。

【００３０】かかる構成によれば、厚い面板３１ｃに接
続するリブ３２ｂの板厚が厚いので、両者の押出し抵抗
が大きく異なることはなく、製作上の問題は解決され
る。

【００３１】図５の実施例を説明する。図５は図１の
（Ｂ）に相当する。主な構成は図１の実施例と同様であ
る。領域Ｂ，Ｄの面板３１ｅ、３１ｆは、中空形材の内
側に向けて凸の円弧状である。領域Ｂは領域Ａ、Ｃに向
けて（角部の高さ方向の端部に向けて）徐々に薄くなっ
ている。領域Ｄは領域Ｃ、Ｅに向けて徐々に薄くなって
いる。最も応力が高くなる位置を最も厚くしている。か
かる構成によれば、図１の実施例と比べてさらなる質量
軽減を達成することができる。

【００３２】主な構成は図１の実施例と同様である。以
下に図１との相違点について示す。領域Ｂ、Ｄの面板の
厚さを厚くしていない。領域Ｂ、Ｄの面板の厚さは他の
領域Ａ、Ｃ、Ｄの面板の厚さと同一である。角部の水平
方向の吹き寄せ１８において、中空形材３０の面板３１
と傾斜した２つのリブ３２、３２に囲まれた空間（セ
ル）に座屈防止具５０を配置している。座屈防止具５０
を配置した空間（セル）は領域Ｂ、Ｄが位置する空間
（セル）である。座屈防止具５０は平板状をしており、
その平面が中空形材３０の押出し方向と直角方向になる
ように設置している。座屈防止具５０は窓１５から前記
空間に挿入する。座屈防止具５０は面板３１及びリブ３
２、３２に接触している。座屈防止具５０は面板３１や
リブ３２、３２に溶接または接着で固定されている。た
だし、この固定は座屈防止具５０が車体長手方向に容易
に移動しないように固定される程度でよい。座屈防止具
５０の板と面板３１およびリブ３２、３２との接触位置
は面板３１やリブ３２、３２の全面である必要はなく、
座屈しやすい位置での接触が必要である。

【００３３】図１において示したように、角部には高い
圧縮応力が負荷される。圧縮応力が負荷された場合、面
板３１やリブ３２、３２は弾性座屈する恐れがある。

【００３４】図７および図８の実施例によれば、板状の
座屈防止具５０が座屈を生じる可能性がある領域を拘束
する。このため、面板３１やリブ３２、３２の座屈限界
応力を容易に向上でき、強度を向上させることができ
る。さらに、車体１０の長手方向にわたる全長の板厚を
向上させる必要が無くなり、軽量化も推進することがで
きる。

【００３５】座屈は平板の法線方向のどちら側に湾曲す
るか特定することはできない。しかし、中空形材３０の
面板３１やリブ３２が座屈し湾曲する場合、座屈する部
材に隣接するリブ３２や面板３２も湾曲する。そこで、
実施例のように、面板３１、リブ３２、３２に接するよ
うに座屈防止具５０を設置すれば、座屈により湾曲する
方向によらず変形を抑制することができる。このため、
座屈変形の湾曲方向によらず座屈限界応力が飛躍的に向
上し、強度が向上する。

【００３６】座屈防止具５０の位置は窓１５の近傍より
は吹き寄せ１８の中央側に入った位置が好ましい。

【００３７】座屈防止具５０は、側構体１１に存在する
複数の窓１５の全てに配置することも可能であるが、必
要な角部にのみ適用することで、より一層の軽量化を図
ることができる。

【００３８】また、図７においては、座屈防止具５０は
吹き寄せ１８の４つの角部の全てに配置しているが、圧
縮応力が発生する領域のみに設置するようにしてもよ
い。例えば、図２のＡの領域（図１の（Ａ））の場合
は、図７において右下と左上の角部には座屈防止具５０
は不要である。

【００３９】座屈防止具５０の固定手段として溶接を用
いると、その熱の悪影響が問題となる。接着剤によって
固定する場合は車体の長手方向に若干長い座屈防止具を
用いるとよい。

【００４０】領域Ｂ、Ｄの範囲の空間（セル）は前記空
間の上下にもある。この空間５０ｂ、５０ｃへの座屈防
止具の設置は必要により行う。空間５０ｂに座屈防止具
を設置する場合、この空間５０ｂは押出し形材で製作さ
れた空間であり、２つの押出し形材を溶接で接続して構
成した空間ではない。このため、図８と同様に、座屈防
止具５０ｂを配置する空間の形状は一定であるので、座
屈防止具５０ｂは面板やリブに接触する。

【００４１】図９、図１０、および図１１図の実施例を
説明する。座屈防止具５１は車体の長手方向に長さを有
する。座屈防止具５１は、車体の長手方向に対して直角
方向の断面が三叉である。三叉５１の三つの片は車体の
長手方向に長い。三つの片は面板３１、リブ３２、３２
のそれぞれに接触している。座屈防止具５１の設置位置
は、圧縮応力の作用する位置のみであり、引張り応力の
作用する位置には設置していない。座屈防止具５１を設
置する位置は領域Ｂ、Ｄに相当する位置とする。

【００４２】かかる構成によれば、車体の長手方向の長
い範囲において、面板やリブの座屈変形を抑制すること
ができる。このため、面板及びリブの座屈限界応力をさ
らに向上させることができる。このため、角部に高い圧
縮応力が負荷された場合において最小限の板厚の向上を
行うだけでよく、軽量化を推進することができる。ま
た、座屈防止具５１は片の先端で面板やリブに接触する
ので、両者の接触を容易にできる。

【００４３】座屈防止具５１として、断熱性の高い、あ
るいは制振性の高い材料を用いることにより、車内の快
適性の向上を図る事ができる。図１の構成と座屈防止具
５０、５０ａ、５１の構成を組み合わせることができ
る。

【００４４】図１２および図１３の実施例を説明する。
側構体１１の開口部は窓１５、出入り口１６の他にあ
る。図１２は出入り口１６の下方の近傍に設けた開口５
５である。開口５５は出入り口１６の引き戸を収納する
空間を点検、掃除、または修理するためのものである。
開口５５は側構体１１を貫通している。２つの開口１
６、５５は近接しているので、２つの開口１６、５５が
支持点２７の近傍に位置する場合、かなり高い圧縮応力
が発生する。当該部位では窓１５の角部に比べて、かな
り広い範囲にわたって座屈を防止する必要がある。この
場合、複数の座屈防止具を配置する。開口５５が貫通す
る側構体１１の２つのセル（２つの面板と２つのリブと
からなる。）のそれぞれに座屈防止具５３ａ、５３ｂを
挿入している。座屈防止具５３ａ、５３ｂは出入り口１
６側から挿入する。なお、図１３は溶接部の図示を省略
している。

【００４５】また、窓１５や出入り口１６の上方に、行
き先や車両の愛称を表示するための開口部がある。この
開口部に対しても適用できる。

【００４６】上記実施例は側構体１１への適用について
説明したが、例えば、台枠１４に設けた開口部にも適用
できる。台枠１４において、支持点２７、２７の間は中
空形材を車体長手方向に沿って配置している。この部分
において、電線や空気配管を通すために、一方の面板を
切り欠いて開口を設けたり、上下方向に貫通する開口を
設ける。この開口の近傍において中空形材のセルに座屈
防止具を配置する。

【００４７】図１４及び図１５の実施例を説明する。図
１４は、車体１０に垂直荷重が作用した場合の車体１０
の幅方向断面における変形を示す。車体１０に垂直荷重
が負荷された場合、車体長手方向の台車支持点２７の近
傍では、側構体は図１５の（Ａ）のごとく変形する。こ
の面外変形により、吹き寄せ１８には、図２に示したせ
ん断力により発生する応力の他に以下の応力が発生す
る。吹き寄せ１８を構成する中空形材３０は車外側の面
板に引張り応力が発生し、車内側の面板には圧縮応力が
発生する。

【００４８】一方、車体１０の長手方向の中央では側構
体は図１５の（Ｂ）のごとく変形する。このため、車体
長手方向の中央では、吹き寄せ１８を構成する中空形材
３０には図２に示したせん断力の他、車内側の面板３１
ｂに引張り応力が発生し、車外側の面板には圧縮応力が
発生する。

【００４９】ここで、車体長手方向の中央と台車支持点
２７における面外変形量の絶対値は、車体長手方向の中
央の方が大きい。側構体の面外変形に起因する応力は面
外変形量に比例するので、車内側面板は車外側面板と比
べて高い応力が発生する。

【００５０】図１５において、吹き寄せ１８を構成する
複数の中空形材３０ｂ、３０ｃにおいて、窓１５の部分
の車外側の面板３１ｍ、車内側の面板３１ｎの板厚は他
の部分の板厚よりも厚い。車内側の面板３１ｎの板厚は
車外側の面板３１ｍの板厚よりも厚い。

【００５１】かかる構成によれば、吹き寄せ１８を構成
する中空形材３０の面板に発生する最大応力がほぼ等し
くなり、不必要な質量を軽減することができる。

【００５２】図１５の実施例と図１の実施例や座屈防止
具５０、５０ａ、５１とを組み合わせることができる。

【００５３】図１６および図１７の実施例を説明する。
図１６において、吹き寄せ１８の垂直方向の辺、および
窓の上下の辺の角部に、補強部材６０を配置している。
補強部材６０は角部の円弧を含んでいる。補強部材６０
は中空の押出し形材を曲げて製作されている。図１７に
おいて、補強部材６０は中空形材３０の車外側の面板３
１ａと車内側の面板３１ｂの間に配置している。２つの
面板３１ａ、３１ｂの間に存在するリブ３２を削除し
て、補強部材６０を挿入する。補強部材６０は面板３１
ａ、３１ｂに溶接している。

【００５４】かかる構成によれば、吹き寄せ１８に生じ
る曲げモーメントにより生じる応力を低減することが可
能となる。また、それに伴って角部に生じる応力も低減
する。さらに、吹き寄せ１８の剛性が向上することから
側構体全体の変形が抑制され、鉄道車両車体１０の相当
曲げ剛性が向上する。

【００５５】図１６、図１７の実施例と図１４や座屈防
止具５０、５１ａ、５１とを組み合わせることができ
る。

【００５６】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項の記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項の記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、中空形材を用いて側構
体等を構成した車両において、質量増加を最小限に抑え
つつ応力を低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の側構体の側面図及び縦断面
図である。

【図２】車体に作用する荷重、せん断力、曲げモーメン
トの説明図である。

【図３】鉄道車両の車体の斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例の側構体の要部の縦断面図
である。

【図５】本発明の他の実施例の側構体の縦断面図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例の側構体の縦断面図であ
る。

【図７】本発明の他の実施例の側構体の側面図である。

【図８】図７の８−８断面図である。

【図９】本発明の他の実施例の側構体の側面図である。

【図１０】図９の１０−１０断面図である。

【図１１】図１０の座屈防止具の斜視図である。

【図１２】本発明の他の実施例の側構体の要部の側面図
である。

【図１３】図１２の１３−１３断面図である。

【図１４】鉄道車両の車体の変形図である。

【図１５】本発明の他の実施例の側構体の断面図であ
る。

【図１６】本発明の他の実施例の側構体の側面図であ
る。

【図１７】図１６の１７−１７断面図である。

【符号の説明】

１０…鉄道車両の車体、１１…側構体、１２…妻構体、
１３…屋根構体、１５…台枠、１５…窓、１６…出入
口、１８…吹き寄せ、２７…台車支持点、３０、３０ａ
−３０ｄ…中空形材、３１、３１ａ−３０ｎ…面板、３
２、３２ｂ、３２ｃ…リブ、３５…溶接部、５０、５０
ｂ、５１、５３ａ、５３ｂ…座屈防止具、６０…補強部
材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正井 健太郎 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (72)発明者 山地 和文 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (56)参考文献 特開 平６−1236（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−665（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−53662（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−149233（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−246863（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−257371（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−216560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−75709（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−103460（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−95979（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−29355（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−45341（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−13113（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61D 17/08 B61D 17/04 B61D 17/10 B61D 17/12 B21C 23/14

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出し形材で側構体を構成しており、前記
   押出し形材は押出し方向を車体の長手方向にしており、 前記側構体の長手方向に沿って前記押出し形材に４角形
   の窓を複数形成しており、かつ隣接した２つの窓に挟ま
   れて前記押し出し形材によって、吹き寄せが形成されて
   おり、 前記窓は実質的に水平な上辺と下辺と左右の実質的に垂
   直な辺と、前記上辺と前記垂直な辺とは接続する角部が
   円弧である車体において、 前記窓の上辺および下辺と前記円弧とのそれぞれの連接
   点を基点としてその上下の範囲の領域の前記押出し形材
   の面板の板厚は、この領域よりも上下の位置の前記押出
   し形材の面板の板厚よりも厚く、かつ前記窓の上辺側の
   前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と前記窓の
   下辺側の前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と
   の間の前記吹き寄せの前記面板の板厚は、この板厚が厚
   い領域の板厚よりも薄くして前記吹き寄せが構成された
   ことを特徴とする車体。
2. 【請求項２】請求項１において、前記窓の上辺側の前記
   連接点を基点として前記板厚が厚い領域は、前記窓の上
   辺よりも下方の領域であり、 前記窓の下辺側の前記連接点を基点として前記板厚が厚
   い領域は、前記窓の下辺よりも上方の領域であること、 を特徴とする車体。
3. 【請求項３】請求項１において、前記側構体は２枚の押
   出形材で構成され、前記押出し形材は中空押出し形材で
   あり、２枚のそれぞれの面板の厚さが実質的に同一であ
   ること、を特徴とする車体。
4. 【請求項４】請求項３において、前記面板の板厚が厚い
   領域のそれぞれの面板は、前記中空形材の内部側に突出
   する凸部を備えていること、を特徴とする車体。
5. 【請求項５】請求項１において、前記板厚が厚い領域の
   前記面板に接続するリブを設け、該リブの板厚は、他の
   領域の前記面板に接続するリブの板厚よりも厚いこと、
   を特徴とする車体。
6. 【請求項６】請求項１において、前記窓の上辺側の前記
   連接点を基点として前記板厚が厚い領域と、前記窓の下
   辺側の前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と、
   この２つの領域の間であって前記面板の板厚が薄い領域
   は、それぞれ異なる押し出し形材で構成していること、
   を特徴とする車体。
7. 【請求項７】押出し形材で側構体を構成しており、前記
   押出し形材は押出し方向を車体の長手方向にしており、 前記側構体の長手方向に沿って前記押出し形材に４角形
   の窓を複数形成しており、かつ隣接した２つの窓に挟ま
   れて前記押し出し形材によって、吹き寄せが形成されて
   おり、 前記窓は実質的に水平な上辺と下辺と左右の実質的に垂
   直な辺と、前記上辺と前記垂直な辺とは接続する角部が
   円弧である車体において、 前記窓の上辺および下辺と前記円弧とのそれぞれの連接
   点を基点としてその上下の範囲の領域の前記押出し形材
   の面板の板厚は、この領域よりも上下の位置の前記押出
   し形材の面板の板厚よりも厚く、かつ前記窓の上辺側の
   前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域は、前記窓
   の上辺よりも下方の領域であり、 前記窓の下辺側の前記連接点を基点として前記板厚が厚
   い領域は、前記窓の下辺よりも上方の領域であること、 を特徴とする車体。
8. 【請求項８】請求項７において、前記側構体は２枚の押
   出形材で構成され、前記押出し形材は中空形材であり、
   ２枚のそれぞれの面板の厚さが実質的に同一であるこ
   と、を特徴とする車体。
9. 【請求項９】２枚の面板と、該面板同士を接合する複数
   のリブと、から構成された中空形材を用いて側構体を構
   成しており、 前記中空形材はその押出し方向を車体の長手方向にして
   おり、 前記中空形材に前記長手方向に沿って４角形の窓を複数
   形成してなり、かつ隣接した２つの窓に挟まれて前記押
   し出し形材によって、吹き寄せが形成されており、 前記窓は実質的に水平な上辺と下辺と左右の実質的に垂
   直な辺と、前記上辺と前記垂直な辺とは接続する角部が
   円弧である 車体において、前記窓の上辺および下辺と前記円弧とのそれぞれの連接
   点を基点としてその上下の範囲の領域の前記押出し形材
   の面板の板厚は、この領域よりも上下の位置の前記押出
   し形材の面板の板厚よりも厚く、かつ前記窓の上辺側の
   前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と前記窓の
   下辺側の前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と
   の間の前記吹き寄せの前記面板の板厚は、この板厚が厚
   い領域の板厚よりも薄くして前記吹き寄せが構成され、 前記窓の角部の前記長手方向の位置において、前記中空
   形材の面板と２つのリブに囲まれた空間に座屈防止具を
   設置しており、該座屈防止具は前記面板と前記２つのリ
   ブに接触していること、 を特徴とする車体。
10. 【請求項１０】請求項９において、前記座屈防止具は圧
    縮応力の発生する前記角部のみに設置していること、を
    特徴とする車体。
11. 【請求項１１】請求項９において、前記座屈防止具は車
    体の長手方向に対して直交する板状であること、を特徴
    とする車体。
12. 【請求項１２】請求項９において、前記中空形材の前記
    リブはトラス状に設置しており、 前記座屈防止具は、前記面板および２つのリブに接する
    三つの片を有し、該三つの片は車体の長手方向に沿って
    長さを有すること、 を特徴とする車体。
13. 【請求項１３】請求項９において、前記座屈防止具は、
    １つの前記中空形材で構成された前記空間に配置してい
    ること、を特徴とする車体。
14. 【請求項１４】２枚の面板と、該面板同士を接合する複
    数のリブと、から構成された中空形材を用いて、側構
    体、または屋根構体、または台枠を構成しており、 前記中空形材はその押出し方向を車体の長手方向にして
    おり、 前記中空形材に開口を形成してなり、前記押し出し形材
    によって、吹き寄せが形成されており、 前記窓は実質的に水平な上辺と下辺と左右の実質的に垂
    直な辺と、前記上辺の辺と前記垂直な辺とは接続する角
    部が円弧である 車体において、前記窓の上辺および下辺と前記円弧とのそれぞれの連接
    点を基点としてその上下の範囲の領域の前記押出し形材
    の面板の板厚は、この領域よりも上下の位置の前記押出
    し形材の面板の板厚よりも厚く、かつ前記窓の上辺側の
    前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と前記窓の
    下辺側の前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域と
    の間の前記吹き寄せの前記面板の板厚は、この板厚が厚
    い領域の板厚よりも薄くして前記吹き寄せが構成され、 前記開口の前記長手方向の位置であって、前記中空形材
    の面板と２つのリブに囲まれた空間に、座屈防止具を設
    置しており、該座屈防止具は前記面板と前記２つのリブ
    に接触していること、 を特徴とする車体。
15. 【請求項１５】請求項１４において、前記開口は前記側
    構体にあり、該側構体に設けた出入り口に対して前記長
    手方向の位置であって、その近傍に前記開口を設けてい
    ること、を特徴とする車体。
16. 【請求項１６】請求項１５において、前記座屈防止具は
    前記開口と前記出入り口との間の前記空間に設置してい
    ること、を特徴とする車体。
17. 【請求項１７】請求項１６において、前記開口は前記で
    入り口の下部の近傍に設けたものであること、を特徴と
    する車体。
18. 【請求項１８】請求項１４において、前記開口は前記側
    構体にあり、該側構体の窓の上部に前記開口を設けてい
    ること、を特徴とする車体。
19. 【請求項１９】請求項１４において、前記開口は台枠に
    あり、台車支持点と台車支持点との間の前記中空形材に
    前記開口を設けていること、を特徴とする車体。
20. 【請求項２０】２枚の面板と、該面板同士を接合する複
    数のリブと、から構成された中空形材を用いて側構体を
    構成しており、 前記中空形材はその押出し方向を車体の長手方向にして
    おり、 前記中空形材に前記長手方向に沿って４角形の窓を複数
    形成しており、かつ隣接した２つの窓に挟まれて前記押
    し出し形材によって、吹き寄せが形成されており、 前記窓は実質的に水平な上辺と下辺と左右の実質的に垂
    直な辺と、前記上辺と前記垂直な辺とは接続する角部が
    円弧である 車体において、 前記窓の前記長手方向に位置する部材を構成する前記中
    空形材は、車内側の前記面板の板厚は車外側の前記面板
    の板厚よりも厚くされ、かつ前記窓の上辺側の前記連接
    点を基点として前記板厚が厚い領域と前記窓の下辺側の
    前記連接点を基点として前記板厚が厚い領域との間の前
    記吹き寄せの前記面板の板厚は、この板厚が厚い領域の
    板厚よりも薄くして前記吹き寄せが構成されたこと、 を特徴とする車体。
21. 【請求項２１】請求項２０において、前記車内側の前記
    面板の板厚が前記車外側の前記面板の板厚よりも厚い範
    囲は、前記窓の全高さ範囲であること、を特徴とする車
    体。
22. 【請求項２２】請求項２０において、前記窓の前記長手
    方向に位置する部材を構成する前記中空形材の前記車内
    側の前記面板および前記車外側の前記面板の板厚は、前
    記側構体を構成する他の部分の中空形材の面板の板厚よ
    りも厚いこと、を特徴とする車体。
23. 【請求項２３】２枚の面板と、該面板同士を接合する複
    数のリブと、から構成された中空形材を用いて側構体を
    構成しており、 前記中空形材はその押出し方向を車体の長手方向にして
    おり、 前記中空形材に前記長手方向に沿って４角形の窓を複数
    形成しており、かつ隣接した２つの窓に挟まれて前記押
    し出し形材によって、吹き寄せが形成されており、 前記窓は実質的に水平な上辺と下辺と左右の実質的に垂
    直な辺と、前記上辺の辺と前記垂直な辺とは接続する角
    部が円弧である 車体において、前記窓の上辺および下辺と前記円弧とのそれぞれの連接
    点を基点としてその上下の範囲の領域であって窓の上辺
    および下辺を除く領域の前記押出し形材の面板の板厚
    は、この領域よりも上下の位置の前記押出し形材の面板
    の板厚よりも厚くして前記吹き寄せが構成され ること、 を特徴とする車体。