JP5771823B2 - 鉄道車両の内装部材取付構造 - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両構体に内装部材を取り付ける構造の改良に関する。
従来の鉄道車両の天井構造を、図6を用いて説明する。91は、アルミニウム合金製の押し出し材を摩擦撹拌接合によって接合して構成した所謂ダブルスキン構造の鉄道車両構体の天井部(以下単に天井部91と略す)である。天井部91の内部側には、長手方向に沿って取付レール92が設けられている。取付レール92は、天井部91から互いに対向して垂直に垂れ下がる2つの第1片92aと、この第1片92aの下端からそれぞれ相手側の第1片92aに向けて水平方向に突出する第2片92bとから構成されている。頭部四角ボルト93の軸部93bを対向する第2片92b間に挿入して、頭部四角ボルト93の頭部93aを、対向する第1片92a間に挿入し、第2片92bの下面に、樹脂製のスペーサー96を介挿させたうえ、内装パネル94に形成された取付穴94aに、頭部四角ボルト93の軸部93bを挿通させ、軸部93bにナット95を締め込むことにより、内装パネル94を天井部91に取り付けている。
内装パネル94は約3m程度の長さであり、天井部91の長手方向に複数の内装パネル94が取り付けられている。天井部91には接合による熱歪みが僅かに生じていて、隣接する天井板91の高さ方向の位置を合わせる必要があり、従来では、厚さの異なるスペーサー96を多数用意し、このスペーサー96を第2片92bの下面に介挿させて天井板91を仮止し、隣接する内装パネル94の高さが合わない場合には、再び厚さの異なるスペーサー96を第2片92bの下面に介挿させて天井板91を仮止するという作業を繰り返していた。隣接する内装パネル94の高さが合った場合には、樹脂製のスペーサー96がへたって、ナット95が緩んでしまうことを防止するために、軸部94bに更にナット97を締め付けてダブルナット構造としていた。
このように、従来の鉄道車両の天井構造では、天井部91への内装パネル94の取付作業は大変煩雑であり、作業工数が増大してしまうという問題があった。そこで、特許文献1に示されるような鉄道車両の内装取付構造が提案されている。この鉄道車両の内装取付構造は、斜め下方に傾斜した傾斜片を有する内張受を車両外殻の天井部にネジ止めして固定し、上下方向の長穴を有し斜め上方に傾斜した傾斜片を有する取付金具を所定の間隔で内装パネルの裏面にネジ止めした固定し、前記内張受の傾斜片に前記取付金具の傾斜片を載せ、取付金具の長穴による固定位置を微調整して、前記取付金具を前記内張受に取り付けた構造である。
特開2001−63564号公報
しかしながら、この鉄道車両の天井構造であっても、取付金具の長穴での天井板の高さ方向の微調整に伴い、天井板の水平方向の位置を更に調整する必要があることから、依然として、天井部への天井板の取付作業が煩雑であり、作業工数を大きく減少させることができなかった。
本発明は、上記問題を解決し、内装部材を鉄道車両構体に位置を合わせつつ簡単に取り付けることができる内装部材の取付構造を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、
鉄道車両構体の内側から突出形成された対向する一対の第1片と、この第1片のそれぞれの先端から垂直に相手側の前記第1片に向けて突出する第2片とからなる取付レールに下穴が形成された内装部材を取り付ける鉄道車両の内装部材取付構造において、
第1雌ネジと第2雌ネジが同軸に形成され、前記対向する第2片の先端間寸法よりも大きい幅寸法の挟持部材を有する締結具本体と、
挿入穴と、前記第1雌ネジと螺合する第1雄ネジが同軸に形成され、更に前記挿入穴の開口部に締結工具係合部が形成されたスペーサーと、
軸部の基端に頭部が形成され、軸部の先端側に前記締結具本体の第2雌ネジと螺合する第2雄ネジが形成された締結ボルトとから構成され、
前記第1雌ネジに前記第1雄ネジが螺入して一体となった前記締結具本体と前記スペーサーを、前記挟持部材を前記対向する第1片間に挿入することにより、取付レールに取り付け、
前記内装部材の下穴を前記スペーサーの挿入穴に合致させて、前記内装部材を配置し、
締結工具を前記締結工具係合部に係合させて回転させることにより、前記スペーサーを回転させ、前記スペーサーの前記締結具本体からの突出量を調整し、
前記締結ボルトの軸部を前記内装部材の下穴に挿入し、前記締結ボルトの頭部が内装部材に当接するまで、前記締結ボルトの第2雄ネジを前記締結具本体の第2雌ネジに螺入させて、内装部材を前記スペーサーと前記締結ボルトの頭部で挟持することにより、内装部材を取付レールに取り付けたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
締結具本体は、
第1雌ネジが形成されているナット部材と
第2雌ネジが形成されている挟持部材とから構成され、
前記挟持部材をナット部材に、第1雌ネジの軸線方向にスライド可能に遊着させたことを特徴とする。
これにより、一体となったスペーサーと締結具本体を、取付レールの長手方向に容易にスライドさせることができ、容易に位置決め作業を行うことができる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、
挟持部材は、
板状の挟持片と、
内部に第2雌ネジが形成され、裏面に嵌め溝が形成された固定ナット部とからなり、
前記挟持片の一部が前記嵌め溝に塑性流動されて、前記固定ナット部材が前記挟持片に一体に取り付けられている特徴とする。
これにより、溶接することなく、ナット部材を挟持片に嵌めるだけで簡単に挟持部を製作することが可能となる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3の記載の発明において、
前記第1雄ネジと前記第1雌ネジの少なくとも一方に、前記スペーサーと前記締結具本体との回転を抑止する回転抑止部が形成されていることを特徴とする。
これにより、スペーサーが締結具本体に対して、不用意に回転することが無く、締結具本体に対するスペーサーの突出量が不用意に変化することが無く、位置決め作業時に余分な作業を強いられることがない。
本発明によれば、第2雌ネジと第1雌ネジが同軸に形成された締結具本体と、第1雄ネジと軸穴が同軸に形成され、軸穴の開口部に締結工具係合部が形成されたスペーサーを、第1雌ネジに第1雄ネジを螺入して一体にして、取付レールに取り付け、内装部材を内壁に対して位置決めし、締結ボルトの第2雄ネジを、挟持部材の第2雌ネジに螺入させて、内装部材を取付レールに取り付ける。
これにより、締結工具を、スペーサーの締結工具係合部に係合させて回転させるという簡単な作業で、スペーサーの締結具本体に対する突出量を微調整し、前記内装部材と前記鉄道車両構体との離間位置を調整することが可能となり、内装部材を鉄道車両構体に位置を合わせつつ簡単に取り付けることができる内装部材の取付構造を提供することが可能となる。このため、作業性を大幅に向上させることが可能となり、作業工数を低減させることが可能となる。
また、内装部材は締結ボルトの頭部とスペーサーで挟持された状態で取付レールに取り付けられているので、内装部材の水平方向及び垂直方向への移動が規制され、取付レールに対してぐらつくことが無く、強固に且つ確実に内装部材を取付レールに取り付けることが可能となる。
スペーサーが締結具本体に取り付けられた状態の斜視図である。 図1の上面図である。 図2のA−A断面図である。 締結ボルトの説明図である。 内装部材の組付手順の説明図である。 従来の鉄道車両の天井板の取付構造の説明図である。
(本発明に使用する締結具の説明)
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。本発明の鉄道車両の内装部材取付構造に使用される締結具は、図1〜3に示される、締結具本体10、スペーサー20と、図4に示される締結ボルト30とから構成されている。
まず、締結具本体10の構造について説明する。締結具本体10は、支持部材11、ナット部材12、挟持部材13とから構成されている。ナット部材12は金属で構成されている。ナット部材12には、第1雌ネジ12aが連通形成されている。
支持部材11は、合成樹脂で構成されている。図3に示されるように、支持部材11は、筒状の筒部11aと、この筒部11aの基端から延出する2つの延出片11bとが一体となって構成されている。筒部11aの内側には、ナット部材12の外形形状に対応する形状の支持部11dが形成されている。支持部11d内にはナット部材12が嵌合して取り付けられている。延出片11bの先端には、V字状に折り曲げられた保持片11cが形成されている。
挟持部材13は、金属で構成されている。挟持部材13は、板状の挟持片13aと、固定ナット部13bが一体となって構成されている。本実施形態では、図3に示されるように、固定ナット部13bは、裏面側に嵌め溝13eが形成された所謂ピアスナットであり、嵌め溝13eに挟持片13aの一部を塑性流動させることにより、固定ナット部13bを挟持片13aに取り付けている。挟持片13aには、2つの遊着穴13cが形成されている。この遊着穴13cに保持片11cを押し込んで挿通させることにより、挟持部材13をナット部材12に支持部材11を介して遊着させている。支持部材11は合成樹脂で構成されているので、この遊着穴13cに保持片11cを押し込む際に、保持片11cが変形し、挟持部材13を簡単に支持部材11に取り付けることができる。保持片11c先端と延出片11bを合わせた幅寸法は、遊着穴13cの幅寸法よりも大きいので、挟持部材13が支持部材11から脱落することがない。固定ナット部13bには、第2雌ネジ13dが連通形成されている。ナット部材12と挟持部材13が支持部材11に取り付けられた状態では、第1雌ネジ12aと第2雌ネジ13dは同軸となっている。第1雌ネジ12aの内径は、第2雌ネジ13dの内径よりも大きくなっている。挟持部材13は、ナット部材12に対して第1雌ネジ12aの軸線方向にスライド可能となっている。
スペーサー20は、金属で構成されている。スペーサー20は、略円筒形状であり、中心を連通する挿入穴20dが形成されている。スペーサー20の先端には、平面な挟持面20cが形成されている。本実施形態では、スペーサー20の先端は、フランジ形状のフランジ部20eが形成されていて、挟持面20cが大きく形成されている。挿入穴20dの挟持面20cへの開放部分には、締結工具係合部20bが形成されている。締結工具係合部20bには、後述する締結工具99(図5に示す)が係合する。本実施形態では、締結工具係合部20bは、六角穴であるが、四角穴やトルクス穴等であっても差し支え無い。スペーサー20の外周には、第1雄ネジ20aが形成されている。挿入穴20dと第1雄ネジ20aは、同軸に形成されている。第1雄ネジ20aは、ナット部材12の第1雌ネジ12aと螺合するようになっている。第1雄ネジ20aが第1雌ネジ12aに螺入して、スペーサー20と締結具本体10が一体となっている。
図3に示されるように、第1雄ネジ20aの先端には、回転抑止部20fが形成されている。この回転抑止部20fは、スペーサー20とナット部材12との回転を抑止するものであり、例えば粘着材である。前記粘着材には、永久的な弾性のあるナイロンが含まれる。なお、回転抑止部20fは粘着材に限定されず、第1雄ネジ20aの一部を変形させることにより、回転抑止部20fを形成しても差し支えない。このように、第1雄ネジ20aには回転抑止部20fが形成されているので、第1雄ネジ20aが第1雌ネジ12aに螺入した状態では、スペーサー20が締結具本体10に対して、不用意に回転することが無く、スペーサー20の締結具本体10に対する突出量が不用意に変化することが無い。なお、締結工具99を、スペーサー20の締結工具係合部20bに係合させ、締結工具99を回転させて、スペーサー20を回転させると、スペーサー20の回転に伴って、スペーサー20の締結具本体10からの突出量が変化する。本実施形態では、締結工具係合部20bは六角穴であるので、締結工具99は、六角レンチである。締結工具99は、締結工具係合部20bと係合する工具である。
次に、図4を用いて、締結ボルト30について説明する。締結ボルト30は、軸部30aと、軸部30aの基端に形成された頭部30bが一体となって構成されている。軸部30aの先端側には、第2雄ネジ30dが形成されている。第2雄ネジ30dは、円柱形状の軸部30aと同径のブランクを転造加工することにより形成されたものであり、軸部30aは、切削加工等の縮径を施されていない。第2雄ネジ30dは、持部材13の第2雌ネジ13dと螺合するようになっている。軸部30aの先端には、第2雄ネジ30dの外径よりも小さい外径の縮径部30cが形成されている。なお、軸部30a、第2雄ネジ30d、及び、縮径部30cの外径は、スペーサー20の挿通穴20dの内径よりも小さくなっているので、締結ボルト30の軸部30aは、スペーサー20の挿通穴20dに挿通可能となっている。
(鉄道車両構体への内装部材の取付手順の説明)
次に、図5を用いて鉄道車両構体への内装部材の取付手順を説明する。図5において、51はダブルスキン構造の鉄道車両構体の内壁である。鉄道車両構体の内壁51(以下単に内壁51と略す)には、取付レール52が鉄道車両構体の長手方向に沿って形成されている。取付レール52は、内壁51から垂直に突出形成された対向する一対の第1片52aと、第1片52aのそれぞれの先端から垂直に相手側の第1片52aに向けて突出する第2片52bとから構成されている。対向する第2片52bの先端間は所定寸法β離間している。図5に示される実施形態では、内装部材55は板状であり、端部が重ね合わされているが、内装部材はこれに限定されない。内装部材55には下穴55aが形成されている。
スペーサー20を締結具本体10に螺入させて一体にさせておく。この際に、スペーサー20の締結具本体10からの突出量を設計値に設定しておく。次に、スペーサー20が螺入して一体となった締結具本体10の延出片11bを対向する第2片52b間に挿入して、挟持片13aを対向する第1片52a間に挿入することにより、一体となった締結具本体10とスペーサー20を取付レール52に取り付ける。(図5の(A)の状態)。挟持片13aとナット部材12間の離間寸法の方が、第2片52bの板厚よりも大きく設定されている。また挟持部材13をナット部材12に支持部材11を介して遊着させているので、挟持片13aとナット部材12間と第2片52bとの間でクリアランスが生じ、一体となった締結具本体10とスペーサー20を、取付レール52の長手方向に容易にスライドさせることができ、容易に位置決め作業を行うことができる。挟持部13の挟持片13aの幅寸法α(図2に示す)は、対向する第2片52bの先端間の間隔寸法βより大きくなっている。このため、一体となったスペーサー20と締結具本体10が取付レール52から脱落することがない。なお、第1雄ネジ20aには回転抑止部20fが形成されているので、スペーサー20が締結具本体10に対して、不用意に回転することが無く、締結具本体10に対するスペーサー20の突出量が不用意に変化することが無い。
次に、図5の(B)に示されるように、内装部材55の下穴55aをスペーサー20の挿入穴20fに合致させて、内装部材55をスペーサー20の挟持面20cに当接させて、配置する。この際に、内装部材55と内壁51の離間距離が設計値通りで無い場合には、図5の(C)に示されるように、締結工具99を、スペーサー20の締結工具係合部20bに係合させ、締結工具99を回転させて、スペーサー20を回転させて、スペーサー20の締結具本体10に対する突出量を微調整し、内装部材55の内壁51に対する離間距離を調整し、位置決めを行う。なお、内装部材55をスペーサー20の挟持面20cに当接させて配置した際に、内装部材55と内壁51の離間距離が設計通りである場合には、前記した微調整は不要である。
なお、第1雄ネジ20aには回転抑止部20fが形成されているので、第1雄ネジ20aが第1雌ネジ12aに螺入した状態では、スペーサー20が締結具本体10に対して、不用意に回転することが無い。このため、締結具本体10に対するスペーサー20の突出量が不用意に変化することが無く、位置決め作業時に余分な作業を強いられることがない。
次に、締結ボルト30の縮径部30cを、内装部材55の下穴55a及びスペーサー20の挿入部20d、挟持部材13の第2雌ネジ13dに差し込む。本実施形態では、第2雄ネジ30dの外径よりも小さい外径の縮径部30cが形成されているので、容易に下穴55a、挿入部20d、第2雌ネジ13dに軸部30aを挿入することができる。そして、締結ボルト30を回転させると、締結ボルト30の第2雄ネジ30dは、挟持部材13の第2雌ネジ13dに螺入し、締結ボルト30の頭部30bが内装部材55に当接し、所定の回転トルクを締結ボルト30に与えて締め付けると、取付レール52への内装部材55の取付作業が完了する。(図5の(D)の状態)
このように、締結工具99を、スペーサー20の締結工具係合部20bに係合させて、回転させるという簡単な作業で、スペーサー20の締結具本体10に対する突出量を微調整し、内装部材55の内壁51に対する離間距離を調整し、内装部材55の内壁51に対する位置決め作業が完了するので、作業性を大幅に向上させることが可能となり、作業工数を低減させることが可能となる。
第2雄ネジ30dが挿入穴20dを通り抜けているので、所定の回転トルクで締結部材30を締め付けた際に、軸部30aに軸力が確実に生じる。この軸力により、第2雄ネジ30dと第2雌ネジ13dの間で生ずる摩擦力により、締結ボルト30が緩まないようになっている。挟持部材13をナット部材12に支持部材11を介して遊着させているので、取付レール52の第2片52bは、挟持片13aとナット部材12で挟持され、締結具本体10が取付レール52に対してぐらつくことが無い。なお、第2片52bは、面積の大きい挟持片13aと当接しているので座屈することがない。
内装部材55は締結ボルト30の頭部30bとスペーサー20の挟持面20cで挟持された状態で取付レール52に取り付けられているので、ナット部材12に螺合しているスペーサー20は水平方向及び垂直方向に移動することがなく、内装部材55の水平方向及び垂直方向への移動が規制され、取付レール52に対してぐらつくことが無い。スペーサー20の先端には平面の挟持面20cが形成されているので、内装部材55の座屈が抑止される。なお、内装部材55の座屈を防止するために、ワッシャーを締結ボルト30の頭部30bと内装部材55の間に挟入させても差し支えない。
(総括)
鉄道車両には、電車、気動車、機関車に牽引される客車、モノレール、ケーブルカー、ロープウェー、リニアモーターカー等が含まれる。以上説明した実施形態では、ダブルスキン構造の鉄道車両構体について本発明を説明したが、シングルスキン構造の鉄道車両構体についても本発明の鉄道車両の内装部材取付構造が適用可能なことは言うまでもない。
なお、鉄道車両構体への内装部材の取付手順は、図5で説明した実施形態以外にも、一体となったスペーサー20と締結具本体10を取付レール52に取り付けた後に、内装部材55の下穴55aをスペーサー20の挿入穴20fに合致させつつ、図示しない治具で、内装部材55を内壁51に対する適正な離間距離に配置させる実施形態であっても差し支え無い。なお、内壁51に接合による熱歪みが僅かに生じている場合があり、この場合には、スペーサー20の締結具本体10からの突出量を設計値に設定していたとしても、挟持面20cと内装部材55が離間している場合や、挟持面20cが内装部材55を下方に押圧している場合がある。これらの場合には、締結工具99を、スペーサー20の締結工具係合部20bに係合させ、締結工具99を回転させて、スペーサー20を回転させて、挟持面20cが内装部材55を押圧すること無く当接する位置に、スペーサー20の締結具本体10に対する突出量を微調整し、内装部材55の内壁51に対する位置決めを行う。なお、内装部材55を内壁51に対して位置決めを行った際に、設計値通り、挟持面20cが内装部材55を押圧すること無く当接していた場合には、前記した微調整は不要である。
内装部材55の内壁51に対する位置決めを行った後の取付手順は、図5に示される実施形態と同一である。
以上説明した実施形態では、スペーサー20の第1雄ネジ20aの先端に、回転抑止部20fが形成されているが、ナット部材12の第1雌ネジ12aの開口端部に回転抑止部を形成しても差し支え無い。或いは、スペーサー20の第1雄ネジ20aの先端とナット部材12の第1雌ネジ12aの開口端部の両方に回転抑止部を形成しても差し支え無い。
挟持部材13は、図に示した実施形態では、ピアスナットである固定ナット部13bの嵌め溝13eに挟持片13aの一部を塑性流動させて、挟持片13aと固定ナット部13bを一体にしているが、挟持片13aに嵌め穴を形成し、ネット部13bを嵌めナットで構成し、前記嵌め穴に固定ナット部13bを嵌めて、挟持片13aと固定ナット部13bを一体にする構成であっても差し支えない。また、挟持片13aに固定ナット部13bを溶接して、挟持片13aと固定ナット部13bを一体にしても差し支えなく、或いは、圧造により挟持片13aと固定ナット部13bを一体に形成しても差し支えない。
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う鉄道車両の内装部材取付構造もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
10 締結具本体
11 支持部材
11a 筒部
11b 延出片
11c 保持片
11d 支持部
12 ナット部材
12a 第1雌ネジ
13 挟持部材
13a 挟持片
13b 固定ナット部
13c 遊着穴
13d 第2雌ネジ
13e 嵌め溝
20 スペーサー
20a 第1雄ネジ
20b 締結工具係合部
20c 挟持面
20d 挿入穴
20e フランジ部
20f 回転抑止部
30 締結ボルト
30a 軸部
30b 頭部
30c 縮径部
30d 第2雄ネジ
40 摩擦部材
40a 弾性片
51 鉄道車両構体の内壁
52 取付レール
52a 第1片
52b 第2片
91 鉄道車両構体の天井部
92 取付レール
92a 第1片
92b 第2片
93 頭部四角ボルト
93a 頭部
93b 軸部
94 内装パネル
95 ナット
96 スペーサー
97 ナット

Claims (4)

  1. 鉄道車両構体の内側から突出形成された対向する一対の第1片と、この第1片のそれぞれの先端から垂直に相手側の前記第1片に向けて突出する第2片とからなる取付レールに下穴が形成された内装部材を取り付ける鉄道車両の内装部材取付構造において、
    第1雌ネジと第2雌ネジが同軸に形成され、前記対向する第2片の先端間寸法よりも大きい幅寸法の挟持部材を有する締結具本体と、
    挿入穴と、前記第1雌ネジと螺合する第1雄ネジが同軸に形成され、更に前記挿入穴の開口部に締結工具係合部が形成されたスペーサーと、
    軸部の基端に頭部が形成され、軸部の先端側に前記締結具本体の第2雌ネジと螺合する第2雄ネジが形成された締結ボルトとから構成され、
    前記第1雌ネジに前記第1雄ネジが螺入して一体となった前記締結具本体と前記スペーサーを、前記挟持部材を前記対向する第1片間に挿入することにより、取付レールに取り付け、
    前記内装部材の下穴を前記スペーサーの挿入穴に合致させて、前記内装部材を配置し、
    締結工具を前記締結工具係合部に係合させて回転させることにより、前記スペーサーを回転させ、前記スペーサーの前記締結具本体からの突出量を調整し、
    前記締結ボルトの軸部を前記内装部材の下穴に挿入し、前記締結ボルトの頭部が内装部材に当接するまで、前記締結ボルトの第2雄ネジを前記締結具本体の第2雌ネジに螺入させて、内装部材を前記スペーサーと前記締結ボルトの頭部で挟持することにより、内装部材を取付レールに取り付けたことを特徴とする鉄道車両の内装部材取付構造。
  2. 締結具本体は、
    第1雌ネジが形成されているナット部材と
    第2雌ネジが形成されている挟持部材とから構成され、
    前記挟持部材をナット部材に、第1雌ネジの軸線方向にスライド可能に遊着させたことを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の内装部材取付構造。
  3. 挟持部材は、
    板状の挟持片と、
    内部に第2雌ネジが形成され、裏面に嵌め溝が形成された固定ナット部とからなり、
    前記挟持片の一部が前記嵌め溝に塑性流動されて、前記固定ナット部材が前記挟持片に一体に取り付けられている特徴とする請求項2に記載の鉄道車両の内装部材取付構造。
  4. 前記第1雄ネジと前記第1雌ネジの少なくとも一方に、前記スペーサーと前記締結具本体との回転を抑止する回転抑止部が形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の鉄道車両の内装部材取付構造。
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