JP4968504B2

JP4968504B2 - 鉄道車両の車体構造

Info

Publication number: JP4968504B2
Application number: JP2005350504A
Authority: JP
Inventors: 憲彦今岡; 雅之荒木; 昌司西垣; 和夫麻生
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2025-12-05
Also published as: JP2007153106A

Description

本発明は、鉄道車両の車体構造に関するものである。

在来線における鉄道車両の車体は、一般的に、台枠と、側壁と、屋根とが、各々独立した梁や柱を備えることによって、各々に必要な強度が確保された構造を有している。例えば、図５、図６に示されるように、車体１０の台枠１２は、車幅方向両端部に配置された側梁１４によって、台枠１２の前後方向の必要強度が確保されている。又、側壁１６は、車体外板１８の内側に固定されて閉断面を形成するハット材２０と、必要に応じ選択的にハット材２０に重なるように固定されて閉断面を形成するＣチャネル材２２が使用されてなる側柱２４により、側壁１６の高さ方向の必要強度が確保されている。

そして、台枠１２と側壁１６とは、側梁１４の側面に固定され側梁１４の上方へと延びるブラケット（長土台）２６に対し、断面コ字状の結合材２８を介して固定されている。ブラケット２６及び結合材２８の機能は、主として台枠１２と側壁１６とを固定するものであるが、台枠１２及び側壁１６の強度向上にも役立っている。
なお、図６に符号３０で示された部材は、内張を固定するためのホルダ（内張受）であり、台枠１２の車幅方向両端部に配置された側梁１４の上面に直接的に、若しくは側梁１４の上面に固定された床板３２の上面に、側柱２４よりも車体の内側に位置するように固定されている。上記の各部材にはステンレス鋼が用いられており、各部材同士の固定は、溶接によって行われている。
以上のごとく、鉄道車両の車体強度は、台枠、側壁、屋根といった各部材に必要な強度が確保された状態で、各々固定されることにより構成されたものであり、衝突事故等、車体に外力が加わるような事態においても、車体の変形が最小限に抑えられるように、種々の取り組みがなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

特開２００１−２６２６８号公報特開２０００−１６８５５１号公報

本発明においては、必要な強度が確保された構造を各々有している台枠、側壁、屋根を組み合わせて構成される鉄道車両の、車体強度、特に、車体に横方向から外力が加わった場合の車体の変形を、効果的に制限することを課題とするものである。

上記課題を解決するための、本発明に係る鉄道車両の車体構造は、車体外板の内側に固定されて閉断面を形成するハット材により構成された側柱の、下端部近傍を取囲むように固定され、なおかつ、車体の台枠を構成する側梁の上面に対し、直接的に若しくは床板を介して固定される補強部材を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、車体に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱から補強部材を介して側梁へと効率的に伝え、その外力を側梁でも受け止めることにより、車体の断面形状の変化を抑制することが可能となる。

又、本発明において、前記補強部材は、更に、前記側梁の上面に直接的に若しくは床板を介して前記側柱よりも車体の内側に固定されたホルダに対し固定されていることにより、車体に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱から補強部材を介してホルダへも伝えることで、その外力をホルダでも受け止め、車体の断面形状の変化を、更に抑制することが可能となる。

又、本発明において、前記補強部材は、更に、前記側梁の側面に固定され前記側梁の上方へと延びるブラケットに対し固定されていることにより、車体に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱から補強部材を介してブラケットへも伝えることで、その外力をブラケットでも受け止め、車体の断面形状の変化を、更に抑制することが可能となる。

本発明において、前記補強部材は、前記ハット材により構成された側柱の外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成され、その断面形状が途中から前記ブラケットの車体内側へと向かうように平坦に開かれ、その下端部がコ字状に折り曲げられていることで、前記床板及び前記ブラケットに対する溶接面積を十分に確保されるものである。
又、本発明において、前記補強部材は、前記ハット材により構成された側柱の外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成され、その断面形状が途中から平坦に開かれ、その下端部がバチ状に広がっていることで、前記床板及び前記ブラケットに対する溶接面積を十分に確保されるものである。
しかも、前記補強部材の下端部は、前記ホルダに対して栓溶接により固定されていることが望ましい。

又、本発明において、前記側柱には、前記ハット材に重なるようにＣチャネル材が固定されて閉断面を形成し、該Ｃチャネル材に前記補強部材が固定されているものであっても良い。
この構成によれば、車体外板の内側に固定されたハット材とＣチャネル材とによって日の字状断面が形成された側柱と、側梁とを、Ｃチャネル材に固定された補強部材を介して固定することにより、車体に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱から補強部材を介して側梁、ホルダ及びブラケットへと効率的に伝えて、その外力を側梁、ホルダ及びブラケットでも受け止め、車体の断面形状の変化を抑制することが可能となる。

本発明はこのように構成したので、必要な強度が確保された構造を各々有している台枠と、側壁と、屋根とを組み合わせて構成される鉄道車両の車体強度、特に、車体に横方向から外力が加わった場合の車体の変形を、より効果的に制限することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。

本発明の実施の形態に係る鉄道車両の車体構造は、基本構造を従来の車体構造（図５）と同じくしているが、図１〜図３に示されるように、台枠１２と側壁１６とが、補強部材３４を介して強固に固定されている点で相違する。ここで、図１、図２は、車体１０の腰帯部３８（図５のＡ−Ａ断面部）を示しており、図３は、車体１０の戸尻柱部４０（図５のＢ−Ｂ断面部）を示すものである。
側柱２４は、車体外板１８の内側に固定されて閉断面を形成するハット材２０に、更に、Ｃチャネル材２２が重なるように固定されて閉断面をなすことにより、日の字状断面が形成されたものである。補強部材３４は、側柱２４を構成するＣチャネル材２２の、更に外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成され、断面形状は一定となっている。この補強部材３４は、側柱２４の下端部近傍を取囲むように固定され、なおかつ、車体の台枠１２を構成する側梁１４の上面に対し、床板３２を介して固定されている。補強部材３４とＣチャネル材２２との固定は、符号３６で示される栓溶接により行われている。又、補強部材３４の下端部３４ａと床板３２（及び側梁１４）との固定は、補強部材３４のＣ字状端縁形状の全体に渡って、連続溶接されている。加えて、結合材２８がブラケット２６に対して溶接により固定されている点は、従来（図６）と同様である。なお、補強部材３４の下端部３４ａが当接する部分については床板３２を切り欠くことにより、補強部材３４と側梁１４とを直接的に当接させ、連続溶接することとしても良い。
又、図示の例では、補強部材３４は、ホルダ３０に対しても、栓溶接３６により固定されている。

前述のごとく、図１、図２は、車体１０の腰帯部３８を示しており、図３は、車体１０の戸尻柱部４０を示すものであるが、図３の戸尻柱部４０は、腰帯部３８と異なり、上下に開閉する窓枠の影響を受けないことと関連して、Ｃチャネル材２２は下端部まで一定断面で、なおかつ、ブラケット２６を受け入れるための切欠き２２ａが形成されている。

更に、図４（ａ）には、車体１０の出入口柱部４２（図５参照）に用いられる補強部材４４を例示している。出入口柱部４２の側柱２４は、ハット材２０のみにより構成されており、補強部材４４は、このハット材２０の外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成されている。そして、この補強部材４４の断面形状は、ブラケット２６を避けるように途中から平坦に開かれ、その下端部４４ａがバチ状に広がって床板３２（及び側梁１４）との溶接面積を十分に確保している。更に、補強部材４４の下端部４４ａは、ブラケット２６に対しても栓溶接３６により固定されている。

一方、図４（ｂ）には、車体１０の一般部の側柱に用いられる補強部材４６を例示している。一般部の側柱２４も、ハット材２０のみにより構成されており、補強部材４６は、このハット材２０の外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成されている。そして、この補強部材４６の断面形状は、その途中からブラケット２６の車体内側へと向かうように平坦に開かれ、その下端部４６ａがコ字状に折り曲げられて、床板３２（及び側梁１４）及びブラケット２６に対する溶接面積を十分に確保している。更に、補強部材４６の下端部４６ａは、ホルダ３０に対しても栓溶接３６により固定されている。

上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、車体外板１８の内側に固定されたハット材２０とＣチャネル材２２とによって、日の字状断面が形成された側柱２４と、側梁１４とを、補強部材３４によって固定することにより、車体１０に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱２４から補強部材３４を介して側梁１４へと効率的に伝えることで、その外力を側梁１４でも受け止め、車体１０の断面形状の変化を抑制することが可能となる。
又、補強部材４４、４６によって側柱２４と側梁１４とを固定することにより、車体１０に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱２４から補強部材４４、４６を介して側梁へと効率的に伝え、外力を側梁１４でも受け止め、車体１０の断面形状の変化を抑制することが可能となる。

又、補強部材３４、４４、４６をホルダ３０に対しても固定することにより、車体１０に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱２４から補強部材３４、４４、４６を介してホルダ３０へも伝え、その外力をホルダ３０でも受け止めることで、車体１０の断面形状の変化を、更に効果的に抑制することが可能となる。
加えて、補強部材３４、４４、４６をブラケット２６に対し固定することにより、車体１０に横方向から外力が加わった場合に、その外力を側柱２４から補強部材３４、４４、４６を介してブラケット２６へも伝え、その外力をブラケット２６でも受け止めることで、車体１０の断面形状の変化を、更に効果的に抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る、車体の腰帯部の構造を示す斜視図である。図１に示す車体の腰帯部の構造を示すものであり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は車体の内側から見たときの正面図、（ｃ）は同側面図である。本発明の実施の形態に係る、車体の戸尻柱部の構造を示すものであり、図１（ｃ）に相当する側面図である。（ａ）は本発明の実施の形態に係る、車体の出入口柱部の構造を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る、一般部の構造を示す斜視図である。従来の在来専用鉄道車両の車体構造における、ドア開口の間に設けられた側窓開口の下方部分の構造を、車体内側から見た図である。図５のＡ−Ａ断面図である。

１０：車体、１２：台枠、１４：側梁、１６：側壁、１８：車体外板、２０：ハット材、２２：Ｃチャネル材、２４：側柱、２６：ブラケット、３０：ホルダ、３２：床板、３４、４４、４６：補強部材、３４ａ、４４ａ、４６ａ：下端部、３８：腰帯部、４０：戸尻柱部、４２：出入口柱部

Claims

車体外板の内側に固定されて閉断面を形成するハット材により構成された側柱の、下端部近傍を取囲むように固定され、なおかつ、車体の台枠を構成する側梁の上面に対し、直接的に若しくは床板を介して固定される補強部材を備え、
前記補強部材は、前記側梁の上面に直接的に若しくは床板を介して前記側柱よりも車体の内側に固定されたホルダ、及び／又は、前記側梁の側面に固定され前記側梁の上方へと延びるブラケットに対し固定され、前記ハット材により構成された側柱の外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成され、その断面形状が途中から前記ブラケットの車体内側へと向かうように平坦に開かれ、その下端部がコ字状に折り曲げられていることを特徴とする鉄道車両の車体構造。
車体外板の内側に固定されて閉断面を形成するハット材により構成された側柱の、下端部近傍を取囲むように固定され、なおかつ、車体の台枠を構成する側梁の上面に対し、直接的に若しくは床板を介して固定される補強部材を備え、
前記補強部材は、前記側梁の上面に直接的に若しくは床板を介して前記側柱よりも車体の内側に固定されたホルダ、及び／又は、前記側梁の側面に固定され前記側梁の上方へと延びるブラケットに対し固定され、前記ハット材により構成された側柱の外側を覆うことが可能な寸法を有するＣチャネル材により構成され、その断面形状が途中から平坦に開かれ、その下端部がバチ状に広がっていることを特徴とする鉄道車両の車体構造。
前記補強部材の下端部は、前記ホルダ又は前記ブラケットに対して栓溶接により固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両の車体構造。
車体外板の内側に固定されて閉断面を形成するハット材により構成された側柱の、下端部近傍を取囲むように固定され、なおかつ、車体の台枠を構成する側梁の上面に対し、直接的に若しくは床板を介して固定される補強部材を備え、
前記補強部材は、前記側梁の上面に直接的に若しくは床板を介して前記側柱よりも車体の内側に固定されたホルダ、及び／又は、前記側梁の側面に固定され前記側梁の上方へと延びるブラケットに対し固定され、前記側柱には、前記ハット材に重なるようにＣチャネル材が固定されて閉断面を形成し、該Ｃチャネル材に前記補強部材が固定されていることを特徴とする鉄道車両の車体構造。