JP5701088B2 - 軌道系車両 - Google Patents

Description

本発明は、屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、車体フレームの内部に配置され各構体に沿って設けられている内装体と、を備えている軌道系車両に関する。

軌道系車両の車体は、出入り口や窓等の開口の大型化に伴い、車体剛性の確保が難しくなってきている。このため、屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームに、何らかの補強材を追加することで、車体剛性の確保を図ることが検討されている。

例えば、以下の特許文献１に記載の技術では、複数の非構体部材を連結する部材を設けることで、車体剛性の確保を図っている。また、特許文献２に記載の技術では、一対の側構体と、屋根構体または床構体同士を部材により連結し、あるいは、屋根構体と床構体同士を、側構体に沿うように配した部材により連結して剛性の確保を図っている。

特開２００９−２０８７６３号公報 特開２００７−１６１０８４号公報

上記特許文献１に記載の技術では、構造材ではない非構体部材同士を連結するものであるため、効果的に車体の剛性を確保することができない。
また、特許文献２に記載の技術では、単に二つの構体同士を連結するだけであり、また、側構体に近い位置で連結するだけである。このため、効果的に車体の剛性を確保することは難しく、仮に必要な剛性を確保するためには連結する部材の断面積を大きくする必要があり、車体の重量が増加してしまう問題があった。

そこで、本発明は、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる軌道系車両を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するための発明に係る第一態様としての軌道系車両は、
屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、該車体フレームの内側に配置され前記屋根構体、一対の前記側構体、及び前記床構体に沿ってそれぞれ設けられている内装体と、を備えている軌道系車両において、
前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体、及び前記床構体に沿って設けられている前記内装体を貫通し、該屋根構体及び該床構体のそれぞれに剛結されている第一設備材と、前記第一設備材に接合された接合部を有するとともに、端部が前記側構体と前記屋根構体と前記床構体とのうちのいずれかに剛結されている第二設備材と、を備え、前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該床構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装床板を有し、前記第二設備材は、前記第一設備材の前記内装床板よりも下方の部分に、前記接合部として一端部が接合され、他端部が前記床構体に剛結されている少なくとも一つの傾斜材を有することを特徴とする。

当該軌道系車両では、第一設備材が、屋根構体に沿って設けられている内装体、及び床構体に沿って設けられている内装体を貫通し、屋根構体及び床構体にそれぞれ剛結されているため、一対の側構体から比較的大きくなれた車室内を貫通する車体フレームの構造材となる。このため、当該軌道系車両では、側構体の内面に沿って補強材を設ける場合と比較して、この第一設備材により、効果的に車体フレームの剛性を高めることができる。しかも、この第一設備材には、車体フレームの構造材となる第二設備材が接合されているため、より車体フレームの剛性を高めることができる。

よって、当該軌道系車両では、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる。また、当該軌道系車両では、第一設備材を含む仮想面での車体の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。さらに、車室内を広く利用することができる。

上記問題点を解決するための発明に係る第二態様としての軌道系車両は、
屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、該車体フレームの内側に配置され前記屋根構体、一対の前記側構体、及び前記床構体に沿ってそれぞれ設けられている内装体と、を備えている軌道系車両において、
前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体、及び前記床構体に沿って設けられている前記内装体を貫通し、該屋根構体及び該床構体のそれぞれに剛結されている第一設備材と、前記第一設備材に接合された接合部を有するとともに、端部が前記側構体と前記屋根構体と前記床構体とのうちのいずれかに剛結されている第二設備材と、を備え、前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体は、前記屋根構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天板を有し、前記第二設備材の少なくとも前記接合部は、前記内装天板の上方に存在することを特徴とする。

当該軌道系車両では、第二設備材の少なくとも接合部が内装天板の上に存在するので、車室内を広く利用することができる。

上記問題点を解決するための発明に係る第三態様としての軌道系車両は、
屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、該車体フレームの内側に配置され前記屋根構体、一対の前記側構体、及び前記床構体に沿ってそれぞれ設けられている内装体と、を備えている軌道系車両において、
前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体、及び前記床構体に沿って設けられている前記内装体を貫通し、該屋根構体及び該床構体のそれぞれに剛結されている第一設備材と、前記第一設備材に接合された接合部を有するとともに、端部が前記側構体と前記屋根構体と前記床構体とのうちのいずれかに剛結されている第二設備材と、を備え、前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該床構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装床板と有し、前記第二設備材の少なくとも前記接合部は、前記内装床板の下方に存在することを特徴とする。

当該軌道系車両では、第二設備材の少なくとも接合部が内装床板の下に存在するので、車室内を広く利用することができる。

ここで、前記軌道系車両において、前記第二設備材は、両端部が前記一対の側構体又は前記屋根構体の車幅方向の両側部に剛結されている少なくとも一つの幅方向梁材を有してもよい。当該軌道系車両では、第一設備材を含む車体の断面での断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。
また、前記第一態様としての前記車幅方向梁材を有する前記軌道系車両において、前記第二設備材は、両端部が前記一対の側構体又は前記屋根構体の車幅方向の両側部に剛結されている少なくとも一つの幅方向梁材を有し、前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体は、該屋根構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天板を有し、前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該内装天板と向かい合っている内装床板を有し、少なくとも一つの前記幅方向梁材は、前記内装天板と前記内装床板との間に設けられてもよい。この場合、前記幅方向梁材に吊り手が設けられていてもよい。当該軌道系車両では、車幅方向梁材が、内装天板と内装床板との間の車室内に存在するものの、吊り手を設ける梁として有効利用することができる。

また、前記軌道系車両において、前記第二設備材は、前記接合部として一端部が前記第一設備材に接合され、他端部が前記屋根構体に剛結されている少なくとも一つの傾斜材を有してもよい。当該軌道系車両では、第一設備材を含む車体の断面での車体の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。

また、前記軌道系車両において、前記第一設備材を複数備え、複数の前記第一設備材は、少なくとも一つの連結部材で相互に連結され、該連結部材で連結される前記第一設備材同士は、相互に、前記連結部材の相手側の前記第一設備材に連結する部分を前記接合部として、前記連結部材とともに前記第二設備材を構成してもよい。

当該軌道系車両では、複数の第一設備材を含む車体の断面での断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。

また、複数の第一設備材を有する前記軌道系車両において、複数の前記第一設備材は、車幅方向に並んでいてもよい。

当該軌道系車両では、車体の前後方向に垂直な断面での断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。

また、複数の第一設備材を有する前記軌道系車両において、複数の前記第一設備材は、車体前後方向に並んでいてもよい。

当該軌道系車両では、車体の車幅方向に垂直な断面での断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。

また、前記軌道系車両において、前記第一設備材は、車幅方向における前記車体フレームの中央部に設けられていてもよい。

当該軌道系車両では、車体の前後方向に垂直な断面での断面二次モーメント及び断面二次極モーメントをより効果的に大きくすることができ、これによりさらに車体の高剛性化を図ることができる。

また、複数の第一設備材を有する軌道系車両において、前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体は、該屋根構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天板を有し、前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該内装天板と向かい合っている内装床材を有し、前記連結部材は、前記内装天板と前記内装床材との間に設けられ、該連結部材には、吊り手が設けられていてもよい。

当該軌道系車両では、連結部材が車室内に存在することになるものの、当該連結部材を、吊り手を設ける梁として有効利用することができる。

また、前記軌道系車両において、前記側構体には、前記車体フレームの内側から外側に向って貫通した開口が形成され、前記第一設備材は、車体の前後方向で前記開口が存在する位置に設けられていてもよい。

当該軌道系車両では、車体の前後方向で前記開口が存在する位置での車体の剛性を効果的に高めることができる。

また、前記軌道系車両において、前記第一設備材は、断面外形が円を成し、手摺りとして利用可能な棒材を有してもよい。

当該軌道系車両では、第一設備材を手摺として有効利用することができる。

また、前記軌道系車両において、前記第一設備材は、前記屋根構体及び前記床構体に溶接されている、又はボルト締結されていてもよい。また、前記軌道系車両において、前記屋根構体と前記側構体と前記床構体とのうち少なくとも一つは、互いに対向している一対の面板と、一対の面板相互を連結する複数のリブを有して構成されていてもよい。

本発明では、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる。

本発明に係る第一実施形態における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第一実施形態における車体の車幅方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第一実施形態の第一変形例における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第二実施形態における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第二実施形態の第一変形例における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第三実施形態における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第三実施形態の第一変形例における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る第三実施形態の第二変形例における車体の車幅方向に垂直な断面図である。 本発明に係る各実施形態の第三変形例における車体の車幅方向に垂直な断面図である。 本発明に係る各実施形態の変形例における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る各実施形態の他の変形例における車体の前後方向に垂直な断面図である。 本発明に係る各実施形態のさらに他の変形例における車体の車幅方向に垂直な断面図である。

以下、本発明に係る軌道系車両の各種実施形態について、図面を用いて説明する。

「第一実施形態」
まず、本発明に係る軌道系車両の第一実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。

本実施形態の軌道系車両は、車体と、車体の下部に設けられている走行装置とを備えている。車体は、各種構体相互を接合して形成された車体フレームと、車体フレームの内側に配置されている内装体及び設備材と、を備えている。

車体フレーム１は、各種構体として、図１及び図２に示すように、屋根構体１０と、床構体１５と、左右一対の側構体２０と、前後の妻構体２５とを有する。これらの屋根構体１０、床構体１５、左右一対の側構体２０、及び妻構体２５は、いずれも、ダブルスキンと呼ばれる構造を成している。例えば、ダブルスキン構造を成す床構体１５は、互いに平行に向かい合っている一対の面板１６と、一対の面板１６相互を連結する複数のリブ１７と、を有している。なお、図１において、屋根構体１０と側構体２０との接合部分Ｊには、黒丸を描き、両者の境界を明瞭にしているが、当該接合部分Ｊの位置はこれに限られるものではない。

屋根構体１０は、車体の床面に対して平行な主屋根部１０ａと、この主屋根部１０ａの車幅方向の両端に形成され、次第に下方に向かって湾曲している湾曲部１０ｂと、この湾曲部１０ｂの端から鉛直下方に延びる側部１０ｃとを有している。左右一対の側構体２０には、それぞれ、車体の内側から外側へ貫通した複数の出入口ドア用開口２１が形成されている。複数の出入口ドア用開口２１は、車体の前後方向に並んでいる。前後の妻構体２５には、それぞれ、車体の内側から外側へ貫通した窓用開口２６が形成されている。

車体フレーム１の内側に配置される内装体は、屋根構体１０に沿い、且つこの屋根構体１０との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天井体１３と、床構体１５に沿って設けられている内装床体１８と、側構体２０に沿って設けられている内装側体２３と、妻構体２５に沿って設けられている内装妻体２８とを有する。内装天井体１３、内装床体１８、内装側体２３、内装妻体２８は、それぞれ、車室の壁板を形成する内装天板１４、内装床板１９、内装側板２４、内装妻板２９を有している。

屋根構体１０と内装天井体１３との間の空間には、例えば、空調設備やその電気配線、照明器具の電気配線等が設けられている。

設備材は、屋根構体１０及び床構体１５のそれぞれに剛結されている第一設備材３０と、第一設備材３０に接合された接合部４０ａを有し、両端部４０ｂ、４０ｃが一対の側構体２０に剛結されている第二設備材としての幅方向梁材４０と、がある。

第一設備材３０は、断面外形が円形のパイプ３１と、このパイプ３１の両端に固定されているフランジ板３２と、を有している。この第一設備材３０は、車体の車幅方向の中央部であって、車体の前後方向で出入口ドア用開口２１の位置に配置されている。第一設備材３０を構成するパイプ３１は、その一方の端部が内装天井体１３を貫通し、他方の端部が内装床体１８を貫通している。そして、この一方の端部に固定されているフランジ板３２が屋根構体１０に溶接され、他方の端部に固定されているフランジ板３２が床構体１５に溶接されている。

幅方向梁材４０は、本実施形態では、２本のパイプ４１を有している。２本のパイプ４１は、いずれも、屋根構体１０と内装天井体１３との間の空間に配置されている。２本のパイプ４１のうち、一方のパイプ４１は、その一方の端部が端部４０ｂとして、屋根構体１０の一方の側部１０ｃに溶接され、その他方の端部が接合部４０ａとして、第一設備材３０のパイプ３１に溶接されている。また、他方のパイプ４１は、その一方の端部が端部４０ｃとして屋根構体１０の他方の側部１０ｃに溶接され、その他方の端部が接合部４０ａとして第一設備材３０のパイプ３１に溶接されている。２本のパイプ４１は、床面に対して平行で且つ床面からの高さが同じである。なお、ここでは、２本のパイプの一方の端部を屋根構体１０の側部１０ｃに溶接しているが、側構体２０の内装天井体１３よりも上の部分に溶接してもよい。

以上、本実施形態では、車体フレーム１内であって車幅方向の中央部に、屋根構体１０及び床構体１５に剛結合された第一設備材３０を設けていると共に、上下方向に伸びる第一設備部材３０の途中から車幅方向に延びて、屋根構体１０に剛結合された幅方向梁材４０を設けている。このため、車体フレーム１を構成する屋根構体１０、床構体１５、左右一対の側構体２０、及び妻構体２５のそれぞれに沿って補強材を設けるよりも、部材重量を抑えつつ、車体フレーム１の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを大きくすることができる。特に、本実施形態では、車体の前後方向で、側構体２０の出入口ドア用開口２１が形成されている位置に、第一設備材３０及び第二設備材としての幅方向梁材４０を設けているので、車体フレーム１に出入口ドア用開口２１が形成されていることによる開口２１の位置での剛性低下を効果的に補うことができ、この位置での車体フレーム１の変形を抑えることができる。よって、本実施形態では、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる。

また、本実施形態では、車体フレーム１の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを効率的に高めるために、車室内に第一設備材３０を設けているが、この第一設備材３０を構成するパイプ３１が乗客の手摺として利用でき、立ち乗客に対する利便性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、幅方向梁材４０としてパイプ４１を用いているが、この代わりに、例えば、型鋼を用いてもよい。

また、本実施形態では、幅方向梁材が車体の前後方向に対して垂直な方向に延びているが、この代わりに、車体の前後方向に対して傾斜した２本の車幅方向梁材を設けてもよい。この場合、２本の車幅方向梁材は、平面視でＸ型に配置される。例えば、２本の車幅方向梁材のうち、一方の車幅方向梁材は、その一方の端部が一方の側構体２０の第一設備材３０よりも前側の位置に接合され、他方の端部が他方の側構体２０の第一設備材３０よりも後側の位置に接合される。また、他方の車幅方向梁材は、その一方の端部が一方の側構体２０の第一設備材３０よりも後側の位置に接合され、他方の端部が他方の側構体２０の第一設備材３０よりも前側の位置に接合される。

「第一実施形態の第一変形例」
次に、第一実施形態の第一変形例について、図３を用いて説明する。

本変形例の軌道系車両の車体は、第一実施形態と同一の車体フレーム１と、第一実施形態と同一の第一設備材３０と、第一実施形態の幅方向梁材４０とは異なる位置に配置されている幅方向梁材４５と、を備えている。

本変形例の幅方向梁材４５も、第一実施形態の幅方向梁材４０と同様、２本のパイプ４１を有している。但し、２本のパイプ４１は、いずれも、内装天井体１３と内装床体１８との間であって、出入口ドア用開口２１（図２）の上縁よりも上の位置、つまり車室内の上部に配置されている。２本のパイプ４１のうち、一方のパイプ４１は、その一方の端部が端部４０ｂとして内装側体２３を貫通して一方の側構体２０に溶接され、その他方の端部が接合部４０ａとして第一設備材３０のパイプ３１に溶接されている。また、他方のパイプ４１は、その一方の端部が端部４０ｃとして内装側体２３を貫通して他方の側構体２０に溶接され、その他方の端部が接合部４０ａとして第一設備材３０のパイプ３１に溶接されている。２本のパイプ４１は、第一実施形態と同様、床面に対して平行で且つ床面からの高さが同じである。

幅方向梁材４０ａで、車室内の部分には、複数の吊り手４９が設けられている。

以上、本変形例でも、第一実施形態と同様、第一設備材３０及び第二設備材としての幅方向梁材４５を有しているので、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる。

また、本変形例では、幅方向梁材４０ａを構成するパイプ４１の一部が車室内に存在するものの、このパイプ４１は、吊り手４９を設ける梁として有効利用でき、第一実施形態よりも、立ち乗客に対する利便性を向上させることができる。

なお、本変形例では、内装天井体１３の下側にのみ、幅方向梁材４０ａを設けているが、この幅方向梁材４０ａに加えて、第一実施形態のように、内装天井体１３の上側にも、幅方向梁材４０を設けてもよい。

「第二実施形態」
次に、本発明に係る軌道系車両の第二実施形態について、図４を用いて説明する。

本実施形態の軌道系車両の車体は、第一実施形態と同一の車体フレーム１と、第一実施形態と同一の第一設備材３０と、第二設備材としての２つの傾斜材５０と、を備えている。

傾斜材５０は、例えば、パイプで形成されている。傾斜材５０を形成するパイプは、床面に対して所定の角度で傾斜するよう、その一方の端部５０ａは、接合部として第一設備材３０の内装天井体１３よりも上の部分に溶接され、その他方の端部５０ｂは、屋根構体１０の主屋根部１０ａに溶接されている。

以上、本実施形態では、車体フレーム１内であって車幅方向の中央部に第一設備材３０を設けていると共に、上下方向に伸びる第一設備材３０の途中から屋根構体１０に向かって延びる傾斜材５０を設けているので、部材重量を抑えつつ、車体フレーム１の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを大きくすることができる。特に、本実施形態においても、車体の前後方向で、側構体２０に出入口ドア用開口２１が形成されている位置に、第一設備材３０及び第二設備材としての傾斜材５０を設けているので、車体フレーム１に出入口ドア用開口２１が形成されていることよる開口２１の位置での剛性低下を効果的に補うことができ、この位置での車体フレーム１の変形を抑えることができる。よって、本実施形態でも、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる。

「第二実施形態の第一変形例」
次に、第二実施形態の第一変形例について、図５を用いて説明する。

本変形例の車体は、第一及び第二実施形態と同一の車体フレーム１と、第一及び第二実施形態と同一の第一設備材３０と、第一実施形態の傾斜材５０とは異なる位置に配置されている傾斜材５５と、を備えている。

本変形例の傾斜材５５も、第二実施形態の傾斜材５０と同様、パイプで形成されている。但し、パイプの一方の端部５０ａは、接合部として第一設備材３０の内装天井体１３よりも下の部分に溶接され、その他方の端部５０ｂは、屋根構体１０の主屋根部１０ａに溶接されている。すなわち、本変形例は、接合部となる第一設備材３０に対する傾斜材５５の溶接位置が第一実施形態と異なっている。

以上、本変形例でも、第二実施形態と同様、第一設備材３０及び第二設備材としての傾斜材５５を有しているので、車体の重量増加を抑えつつも、車体の高剛性化を図ることができる。

また、本変形例では、傾斜材５５の接合部を含む一部が車室内に存在するものの、この傾斜材５５の一部は、手摺として有効利用でき、第二実施形態よりも、立ち乗客に対する利便性を向上させることができる。

なお、第二実施形態及び本変形例では、いずれも、第一設備材３０を含み、前後方向に垂直な仮想面内に傾斜材５０，５５を設けているが、第一設備材３０を含み、車幅方向に垂直な仮想面内に傾斜材を設けてもよい。このように、車幅方向に垂直な仮想面内に傾斜材を設けると、車体の車幅方向に垂直な断面での断面二次モーメントを大きくすることができると共に、車体の前後方向に延びる仮想軸回りでの捩れ剛性も高めることができる。さらに、前後方向に垂直な仮想面内と、車幅方向に垂直な仮想面内に傾斜材を設けてもよい。これにより、車体の前後方向に垂直な断面での断面二次モーメントの低下を防ぐことができる。

「第三実施形態」
次に、本発明に係る軌道系車両の第三実施形態について、図６を用いて説明する。

本実施形態の軌道系車両の車体は、第一実施形態と同一の車体フレーム１と、車幅方向で並んでいる２本の第一設備材３０ａと、２本の第一設備材３０ａ相互を連結する連結部材６０，６１と、を備えている。

本実施形態の第一設備材３０ａは、第一実施形態の第一設備材３０と同様、パイプ３１と、このパイプ３１の両端に固定されているフランジ板３２と、を有している。また、本実施形態の第一設備材３０ａも、第一実施形態と同様に、一方の端部が床構体１５に溶接され、他方の端部が屋根構体１０に溶接されている。また、本実施形態の２本の第一設備材３０ａは、第一実施形態と同様、車体の前後方向で出入口ドア用開口２１の位置に配置されている。但し、本実施形態では、２本の第一設備材３０ａのうち、一方の第一設備材３０ａは、車幅方向で一方の側構体２０側に寄った位置に配置され、他方の第一設備材３０ａは、車幅方向で他方の側構体２０側に寄った位置に配置されている。

２本の第一設備材３０ａは、２本の連結部材６０，６１により、連結されている。２本の連結部材６０，６１は、いずれも、パイプで形成され、床面に対して平行である。連結部材６０，６１と第一設備材３０とは溶接で接合されている。２本の連結部材６０，６１のうち、一方の連結部材６０は、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置され、他方の連結部材６１は、内装天井体１３の下の車室内に配置されている。この車室内の連結部材６１には、複数の吊り手６９が設けられている。

そして、本実施形態において、連結部材６０，６１で互いに連結された２本の第一設備材３０ａのうち、一方の第一設備材３０ａは、他方の第一設備材３０ａにとって、当該他方の第一設備材３０ａに連結部材６０，６１が連結する端部６０ａ、６１ａを接合部として、連結部材６０，６１とともに第二設備材を構成している。同様に、連結部材６０，６１で互いに連結された２本の第一設備材３０ａのうち、他方の第一設備材３０ａは、一方の第一設備材３０ａにとって、当該一方の第一設備材３０ａに連結部材６０，６１が連結する端部６０ｂ、６１ｂを接合部として、連結部材６０，６１とともに第二設備材を構成している。

以上、本実施形態では、車室内で車幅方向の間隔を開けて、２本の第一設備材３０ａを設けていると共に、２本の第一設備材３０ａを、当該第一設備材３０の上下方向の途中で、連結部材６０，６１により連結している。このため、第一実施形態よりも、部材重量を抑えつつ、車体の前後方向に垂直な断面での、車体フレーム１の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを極めて効率的に高めることができる。

また、本実施形態では、２本の第一設備材３０ａのパイプ３０及び１本の連結部材６０のパイプは、いずれも車室内に存在するが、第一設備材３０ａのパイプ３１は乗客の手摺として有効利用でき、１本の連結部材６１のパイプは、吊り手６９を設ける梁として有効利用できる。

なお、本実施形態において、２本の連結部材６０，６１のそれぞれを車幅方向に延ばし、左右の側構体２０に接合するようにしてもよい。

「第三実施形態の第一変形例」
次に、第三実施形態の第一変形例について、図７を用いて説明する。

本変形例の軌道系車両の車体は、上記の各実施形態と同一の車体フレーム１と、第三実施形態と同一の２本の第一設備材３０ａと、２本の第一設備材３０ａを連結する連結部材６０と、２本の第一設備材３０ａに接合されている傾斜材５６と、を備えている。

本変形例では、２本の第一設備材３０ａを１本の連結部材６０で連結している。この連結部材６０は、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置されている。すなわち、本発明において、２本の第１設備材３０ａを、第三実施形態のように、複数本の連結部材６０，６１で連結してもよいし、本変形例のように、１本の連結部材６０で連結してもよい。また、連結部材は、車室内に配置しても、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置してもよい。

傾斜材５６は、１本の第一設備材３０ａに対して１本の傾斜材５６が接合されている。傾斜材５６は、一方の側構体２０寄りの第一設備材３０ａに、その一方の端部５６ａが接合部として接合され、その他方の端部５６ｂが屋根構体１０中で、この第一設備材３０ａよりも一方の側構体２０側の位置に接合されている。なお、ここでは、上下方向で、傾斜材５６の一方の端部５６ａが第一設備材３０ａに接合されている位置は、この第一設備材３０ａに連結部材６０が接合されている位置であるが、この位置に限定されるものではなく、この位置よりも下側でも上側でもよい。例えば、上下方向で、傾斜材５６の一方の端部５６ａが第一設備材３０ａに接合されている位置は、第二実施形態の第一変形例のように、車室内の位置であってもよい。

なお、本変形例においても、第三実施形態と同様、２本の第一設備材３０ａ同士は、相互に、相手方の第一設備材３０ａにとって、連結部材６０とともに第二設備材を構成している。但し、本変形例では、１本の第一設備材３０ａにとって、これに接合されている傾斜材５６も第二設備材を構成する。

以上、本変形例でも、第三実施形態と同様、車室内で車幅方向の間隔を開けて、２本の第一設備材３０ａを設けていると共に、２本の第一設備材３０ａを連結部材６０で連結している上に、２本の第一設備材３０ａのそれぞれに傾斜材５６を接合しているので、第一実施形態よりも、部材重量を抑えつつ、車体フレーム１の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを極めて効率的に高めることができる。

「第三実施形態の第二変形例」
次に、第三実施形態の第二変形例について、図８を用いて説明する。

本変形例の軌道系車両の車体は、以上の各実施形態と同一の車体フレーム１と、車体の前後方向に並んでいる２本の第一設備材３０と、各第一設備材３０に接合されている幅方向梁材４０と、前後方向に並んでいる２本の第一設備材３０を連結する前後連結部材６５，６６と、を備えている。

２本の第一設備材３０は、いずれも、第一実施形態と同様、車体の車幅方向の中央部であって、車体の前後方向で出入口ドア用開口２１の位置に配置されている。但し、２本の第一設備材３０は、車体の前後方向で異なる位置の出入口ドア用開口２１の位置に配置されている。

各第一設備材３０に接合されている幅方向梁材４０は、第一実施形態と同様、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置されている。但し、本変形例においても、第一実施形態の第一変形例のように、車室内に幅方向梁材４５を配置してもよいし、内装天井体１３と屋根構体１０との間及び車室内の両方に幅方向梁材４０，４５を配置してもよい。

２本の第一設備材３０は、２本の前後連結部材６５，６６で連結されている。２本の前後連結部材６５，６６のうち、一方の前後連結部材６５は、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置され、他方の前後連結部材６６は、車室内に配置されている。車室内の前後連結部材６６には、吊り手６９が設けられている。なお、ここでは、前後方向に並んでいる２本の第一設備材３０を２本の前後連結部材６５，６６で連結しているが、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置した前後連結部材６０のみで連結してもよいし、車室内に配置した前後連結部材６１のみで連結してもよい。

ここで、本変形例においても、第三実施形態と同様、前後連結部材６５，６６で互いに連結された２本の第一設備材３０のうち、一方の第一設備材３０は、他方の第一設備材３０にとって、当該他方の第一設備材３９に前後連結部材６５，６６が連結する端部６５ａ、６６ａを接合部として、前後連結部材６５，６６とともに第二設備材を構成している。同様に、他方の第一設備材３０は、一方の第一設備材３０にとって、当該一方の第一設備材３９に前後連結部材６５，６６が連結する端部６５ｂ、６６ｂを接合部として、前後連結部材６５，６６とともに第二設備材を構成している。但し、本変形例では、１本の第一設備材３０にとって、これに接合されている幅方向梁材４０も第二設備材を構成する。

以上、本変形例では、車体の前後方向で間隔を開けて、２本の第一設備材３０を設けていると共に、２本の第一設備材３０を前後連結部材６５，６６で連結しているので、第一実施形態よりも、部材重量を抑えつつ、車幅方向に垂直な断面での、車体フレーム１の断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを極めて効率的に高めることができる。さらに、本変形例では、前後方向に並んでいる２本の第一設備材３０を、前後方向に伸びる２本の前後連結部材６５，６６で連結しているので、前後方向に平行な軸回りでの車体の捻り剛性を高めることができる。

なお、本変形例において、２本の前後連結部材６５，６６のうち、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置されている前後連結部材６５を前後方向に延ばし、前後の妻構体２５に接合するようにしてもよい。

「第三実施形態の第三変形例」
次に、第三実施形態の第三変形例について、図９を用いて説明する。

本変形例の車体は、以上の各実施形態と同一の車体フレーム１と、各出入口ドア用開口２１の位置で車幅方向に並んでいる２本の第一設備材３０ａと、各出入口ドア用開口２１の位置で車幅方向に並んでいる２本の第一設備材３０ａを連結する２本の横連結部材６０，６１と、前後方向で並んでいる２本の第一設備材３０ａを連結する２本の前後連結部材６７，６８と、を備えている。

すなわち、本変形例は、各出入口ドア用開口２１の位置における、車体の前後方向に垂直な断面での構造は、図６を用いて説明した第三実施形態（図６）の構造と同一である。本変形例は、この第三実施形態の構造に、車体の前後方向で並んでいる２本の第一設備材３０を連結する２本の前後連結部材６７，６８を追加したものである。２本の前後連結部材６７，６８のうち、一方の前後連結部材６７は、内装天井体１３と屋根構体１０との間に配置され、他方の前後連結部材６８は、車室内に配置されている。車室内の前後連結部材６８には、吊り手６９が設けられている。

なお、ここでは、車幅方向に並んでいる２本の第一設備材３０を、第三実施形態と同様、２本の横連結部材６０，６１で連結しているが、１本の横連結部材で連結してもよい。また、前後方向に並んでいる２本の第一設備材３０ａを、第三実施形態の第二変形例と同様、２本の前後連結部材６７，６８で連結しているが、１本の前後連結梁で連結してもよい。

ここで、本変形例において、車幅方向に並んでいる横連結部材６０，６１で連結される２本の第一設備材３０同士は、相互に、横連結部材６０，６１とともに、第二設備材を構成している。また、前後方向に並んでいる前後連結部材６７，６８で連結される２本の第一設備材３０ａ同士は、相互に、前後連結部材６７，６８とともに、第二設備材を構成している。

以上、本変形例では、合計４本の第一設備材３０ａ相互を合計８本の連結部材（４本の横連結部材６０，６１と４本の前後連結部材６７，６８）を用いて相互に連結しているので、以上のいずれの実施形態及び変形例よりも、部材重量を抑えつつ、車体の前後方向に並んでいる２本の第一設備材３０間の各位置における、前後方向に垂直な断面での断面二次モーメント及び断面二次極モーメントを高めることができる。このため、前後方向に平行な軸回りでの車体の捻り剛性をより高めることができる。

「その他の変形例」
以上の実施形態及び変形例では、幅方向梁材４０，４５、傾斜材５０，５５、連結部材６０，６１，６５，６６，６７，６８を、いずれも、内装床体１８の内装床材１９よりも上方に配置している。しかしながら、図１０及び図１１に示すように、床構体１５と内装床体１８の内装床材１９との間に、上下方向に比較的大きな間隙が形成される場合には、幅方向梁材４６（図１０）、傾斜材５６（図１１）、連結部材を、この間隙に配置してもよい。

また、以上の実施形態及び変形例では、前後方向で、出入口ドア用開口２１と同じ位置に、第一設備材３０を配置しているが、本発明は、これに限定されるものでなく、図１２に示すように、出入口ドア用開口２１の位置から前後方向に若干ズレた位置に、第一設備材３０を配置してもよい。また、以上の実施形態及び変形例では、１つの出入口ドア用開口２１に対して、前後方向において、１つの第一設備材３０を対応付けているが、同図に示すように、１つの出入口ドア用開口２１に対して、前後方向において、複数の第一設備材３０を対応付けてもよい。

また、以上の実施形態及び変形例では、屋根構体１０、一対の側構体２０、及び床構体１５のうちのいずれかの構体に対して、第一設備材、幅方向梁材、傾斜材、連結部材は、溶接により剛結されているが、ボルト締結により剛結されていてもよい。また、以上の実施形態及び変形例における幅方向梁材は、パイプ以外の型鋼等を用いてもよい。

また、以上の実施形態及び変形例の構体は、いずれも、ダブルスキン構造であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、一枚の面板に、複数のリブが固定されているシングルスキン構造であってもよい。

１：車体フレーム、１０：屋根構体、１３：内装天井体、１４：内装天板、１５：床構体、１８：内装床体、１９：内装床板、２０：側構体、２３：内装側体、２４：内装側板、２５：妻構体、２８：内装妻対、２９：内装妻板、３０，３０ａ：第一設備材、４０，４４５，４６：幅方向梁材、５０，５５，５６：傾斜材、６０，６１，６５，６７，６８：連結部材

Claims (11)

1. 屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、該車体フレームの内側に配置され前記屋根構体、一対の前記側構体、及び前記床構体に沿ってそれぞれ設けられている内装体と、を備えている軌道系車両において、
   前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体、及び前記床構体に沿って設けられている前記内装体を貫通し、該屋根構体及び該床構体のそれぞれに剛結されている第一設備材と、
   前記第一設備材に接合された接合部を有するとともに、端部が前記側構体と前記屋根構体と前記床構体とのうちのいずれかに剛結されている第二設備材と、
   を備え、
   前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該床構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装床板を有し、
   前記第二設備材は、前記第一設備材の前記内装床板よりも下方の部分に、前記接合部として一端部が接合され、他端部が前記床構体に剛結されている少なくとも一つの傾斜材を有する、
   ことを特徴とする軌道系車両。
2. 屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、該車体フレームの内側に配置され前記屋根構体、一対の前記側構体、及び前記床構体に沿ってそれぞれ設けられている内装体と、を備えている軌道系車両において、
   前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体、及び前記床構体に沿って設けられている前記内装体を貫通し、該屋根構体及び該床構体のそれぞれに剛結されている第一設備材と、
   前記第一設備材に接合された接合部を有するとともに、端部が前記側構体と前記屋根構体と前記床構体とのうちのいずれかに剛結されている第二設備材と、
   を備え、
   前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体は、前記屋根構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天板を有し、
   前記第二設備材の少なくとも前記接合部は、前記内装天板の上方に存在する、
   ことを特徴とする軌道系車両。
3. 屋根構体、一対の側構体、及び床構体を有する車体フレームと、該車体フレームの内側に配置され前記屋根構体、一対の前記側構体、及び前記床構体に沿ってそれぞれ設けられている内装体と、を備えている軌道系車両において、
   前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体、及び前記床構体に沿って設けられている前記内装体を貫通し、該屋根構体及び該床構体のそれぞれに剛結されている第一設備材と、
   前記第一設備材に接合された接合部を有するとともに、端部が前記側構体と前記屋根構体と前記床構体とのうちのいずれかに剛結されている第二設備材と、
   を備え、
   前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該床構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装床板と有し、
   前記第二設備材の少なくとも前記接合部は、前記内装床板の下方に存在する、
   ことを特徴とする軌道系車両。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の軌道系車両において、
   前記第二設備材は、両端部が前記一対の側構体又は前記屋根構体の車幅方向の両側部に剛結されている少なくとも一つの幅方向梁材を有する、
   ことを特徴とする軌道系車両。
5. 請求項１に記載の軌道系車両において、
   前記第二設備材は、両端部が前記一対の側構体又は前記屋根構体の車幅方向の両側部に剛結されている少なくとも一つの幅方向梁材を有し、
   前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体は、該屋根構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天板を有し、前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該内装天板と向かい合っている内装床板を有し、
   少なくとも一つの前記幅方向梁材は、前記内装天板と前記内装床板との間に設けられている、
   ことを特徴とする軌道系車両。
6. 請求項２又は４に記載の軌道系車両において、
   前記第二設備材は、前記接合部として一端部が前記第一設備材に接合され、他端部が前記屋根構体に剛結されている少なくとも一つの傾斜材を有する、
   ことを特徴とする軌道系車両。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の軌道系車両において、
   前記第一設備材を複数備え、
   複数の前記第一設備材は、少なくとも一つの連結部材で相互に連結され、
   該連結部材で連結される前記第一設備材同士は、相互に、前記連結部材の相手側の前記第一設備材に連結する部分を前記接合部として、前記連結部材とともに前記第二設備材を構成する、
   ことを特徴とする軌道系車両。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の軌道系車両において、
   前記第一設備材は、車幅方向における前記車体フレームの中央部に設けられている、
   ことを特徴とする軌道系車両。
9. 請求項７に記載の軌道系車両において、
   前記屋根構体に沿って設けられている前記内装体は、該屋根構体との間で上下方向の空間を隔てて設けられている内装天板を有し、前記床構体に沿って設けられている前記内装体は、該内装天板と向かい合っている内装床材を有し、
   前記連結部材は、前記内装天板と前記内装床材との間に設けられ、該連結部材には、吊り手が設けられている、
   ことを特徴とする軌道系車両。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の軌道系車両において、
    前記側構体には、前記車体フレームの内側から外側に向って貫通した開口が形成され、
    前記第一設備材は、車体の前後方向で前記開口が存在する位置に設けられている、
    ことを特徴とする軌道系車両。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の軌道系車両において、
    前記屋根構体と前記側構体と前記床構体とのうち少なくとも一つは、互いに対向している一対の面板と、一対の面板相互を連結する複数のリブを有して構成されている、
    ことを特徴とする軌道系車両。

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