JP5792572B2 - 鉄道車両構体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両構体の製造方法に関する。

鉄道車両構体内に配電盤や空調機器といった内装品を艤装する構造として、従来では吊溝にボルトを嵌合させて用いる吊ボルト固定構造が知られている。この従来の吊ボルト固定構造では、車両の屋根構体などに固定された吊溝を支持部材とし、例えば略直方体形状の頭部にネジ部を突設してなる特殊なボルトを介して艤装品が固定される。

かかる固定構造では、ボルトの回り止めと上がり止めが必要となっている。そこで、ステンレス製の鉄道車両構体の場合では、例えば特許文献１に示すように、断面Ｚ形状をなす左右の外側板部と、断面Ｕ字状の外側板部同士を繋ぐ連結板部とを有する支持部材をロールフォーミング等によって形成し、屋根の垂木等に固定している。この支持部材では、連結板部の頂面が外側板部の内側でフランジ寄りに形成されており、ボルトの頭部側面が連結板部の内側面に当たることで回り止めが実現され、ボルトの頭部頂面が連結板部の頂面に当たることで上がり止めが実現される。

また、アルミ製の鉄道車両構体の場合では、例えば特許文献２に示すように、ダブルスキンパネルと一体的に押し出し成型等によって形成されたレールが形成される。このレールの内側面には、突起部（かえし）が形成されており、ボルトの頭部側面がレールの内側面に当たることで回り止めが実現され、ボルトの頭部頂面が突起部に当たることで上がり止めが実現される。

特開２００７−１３７２１７号公報 特開２００１−１７１５１５号公報

ところで、鉄道車両においては、上述したような屋根構体以外の場所に内艤装を取り付けることも想定される。そこで、垂木やダブルスキンパネルのない平板に対して吊溝を設けようとすると、例えば図１１に示すように、ボルト１０２の回り止め及び上がり止めを実現するために、ハット材１０３などの大型の別部材を平板１０１に取り付ける必要が生じ、重量の増加及び部品点数の増加が問題となる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、簡単な構成で内艤装の吊ボルト固定を実現できる鉄道車両構体の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法は、鉄道車両構体を構成する平板に内装品を艤装するためのボルトを固定する艤装構造形成工程を備えた鉄道車両構体の製造方法であって、艤装構造形成工程は、略直方体形状をなす頭部と、頭部の底面側に形成された係合段部と、係合段部に突設されたネジ部とを有するボルトを準備するボルト準備工程と、頭部が通過可能な幅の長孔が設けられた断面台形状の凸部を有する平板を準備する平板準備工程と、凸部の裏側からボルトの頭部を長孔に通し、頭部の向きを回転させ、頭部を長孔の縁に引っ掛けた状態でボルトをネジ部側に引っ張ることによって凸部を平板の反対側に変形させ、長孔の縁をボルトの係合段部に係合させるボルト係合工程と、を備えたことを特徴としている。

この鉄道車両構体の製造方法では、ボルトの頭部を長孔の縁に引っ掛けた状態でボルトをネジ部側に引っ張ることによって凸部を平板の反対側に変形させ、長孔の縁をボルトの係合段部に係合させる。これにより、長孔の縁がかえしとなってボルトの係合段部に係合するので、ハット材などの大型の別部材を平板に設けることなくボルトの回り止めと上がり止めとが一度に実現される。

また、頭部の長手方向の長さを長孔の幅よりも大きく形成し、長孔の幅を頭部の幅よりも大きく形成することが好ましい。これにより、ボルトの頭部を長孔に通した後、長孔の縁にボルトの頭部をしっかりと引っ掛けることが可能となる。

本発明によれば、簡単な構成で内艤装の吊ボルト固定を実現できる。

本発明に係る鉄道車両構体の製造方法を適用する鉄道車両の一例を示す斜視図である。 本発明に係る鉄道車両構体の製造方法の第１実施形態を用いて形成された吊ボルト固定構造を示す斜視図である。 吊ボルト固定構造に用いられるボルトの一例を示す斜視図である。 平板準備工程の一例を示す断面図である。 ボルト準備工程及びボルト係合工程の前段の一例を示す断面図である。 ボルト係合工程の後段の一例を示す断面図である。 本発明に係る鉄道車両構体の製造方法の参考例を用いて形成された吊ボルト固定構造を示す斜視図である。 平板準備工程及び板バネ接合工程の一例を示す断面図である。 ボルト準備工程、ワッシャ取付工程、及びボルト係合工程の前段の一例を示す断面図である。 ボルト係合工程の後段の一例を示す断面図である。 吊ボルト固定構造の比較例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

まず、鉄道車両構体について説明する。図１は、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法を適用する鉄道車両の一例を示す斜視図である。同図に示すように、鉄道車両構体１は、床構体２と、側構体３と、屋根構体４と、妻構体５とを備え、これらの各構体が相互に接合されることにより、乗客を収容する空間を内部に有する箱型形状をなしている。

床構体２は、車両の床部を構成する構体として鉄道車両構体１の底部に配置されている。床構体２の下部（床下）には、電源装置やブレーキ制御装置といった各種の床下装置が取り付けられている。側構体３及び妻構体５は、車両の側部を構成する構体として、床構体２の左右の縁部及び前後の縁部を囲むように立設されている。側構体３には、乗客・乗員が乗り降りするためのドア部６が等間隔に複数（例えば３ヶ所）設けられている。

また、ドア部６，６間と側構体３の両端部とには、窓部７が設けられている。妻構体５は、乗客・乗員らが車両間を行き来するための出入口部８が設けられている。屋根構体４は、車両の屋根部を構成する構体として鉄道車両の構体の上部に空間に蓋をするように配置されている。車両の屋根構体４には、上部に車内の温度を調整するためのエアコンディショナーやパンタグラフ（図示しない）などが設けられている。

［第１実施形態］
上述した鉄道車両構体１内には、配電盤、空調機器、吊革用の支持部材、或いは中吊り広告取付用の支持部材といった内装品を艤装するための吊ボルト固定構造が設けられている。図２は、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法の第１実施形態を用いて形成された吊ボルト固定構造を示す斜視図である。

同図に示すように、第１実施形態に係る吊ボルト固定構造１１は、ボルト１２と、平板１３とによって構成されている。ボルト１２は、図３に拡大して示すように、概略直方体の頭部２１と、頭部２１の底面側の中央部分に形成された扁平な係合段部２２と、係合段部２２に突設されたネジ部２３とを備えている。係合段部２２の高さは、例えば平板１３の厚さの２倍程度となっており、係合段部２２の長さ及び幅は、頭部２１の幅と略等幅となっている。

平板１３は、例えば軟鋼によって厚さ０．４ｍｍ程度に形成され、鉄道車両構体１の室内側において、側構体３や屋根構体４などに固定されている。この平板１３には、鉄道車両構体１の外側に向かって突出する断面台形状の凸部３１が形成されている。凸部３１は、例えば鉄道車両構体１の長手方向に沿うように直線状に延びている。

また、凸部３１の頂部３１ａにおける略中央部分には、凸部３１の形成方向に沿って延びる長孔３２が所定の間隔をもって形成されている。長孔３２の長さは、例えば５０ｍｍ程度となっている。長孔３２の幅は、ボルト１２の頭部２１の幅と略同等となっているが、頭部２１の長手方向の長さよりは小さくなっている。

この吊ボルト固定構造１１では、平板１３において、凸部３１の頂部３１ａの幅がボルト１２の頭部２１における長手方向の長さと略一致しており、長孔３２の幅がボルト１２の頭部２１の幅及び係合段部２２の長手方向の長さと略一致している。ボルト１２は、ネジ部２３が長孔３２から室内側に突出するように配置されており、凸部３１には、ボルト１２の周囲で室内側に窪む凹部３１ｂが形成されている。そして、この凹部３１ｂの形成により、長孔３２の縁３２ａが係合段部２２の長手方向の側面２２ａに係合しており、ボルト１２と平板１３との固定が実現されている。長孔３２から突出するネジ部２３は、内装品１４のネジ挿通孔１４ａ（図６参照）に通される。そして、ネジ部２３の先端部にナット１５を螺合することにより、内装品１４が吊ボルト固定構造１１に固定される。

吊ボルト固定構造１１を形成するにあたっては、まず、図４に示すように、平板１３を準備する。準備段階での平板１３では、凹部３１ｂの無い状態で凸部３１が形成されている。凸部３１は、例えば鉄道車両構体１の長手方向に沿うように直線状に延び、凸部３１の頂部３１ａにおける略中央部分には、凸部３１の形成方向に沿って延びる長孔３２が所定の間隔をもって予め形成されている。

次に、図５に示すように、ボルト１２を準備し、長孔３２の延びる方向とボルト１２の頭部２１の長手方向とを一致させるようにして、頭部２１を凸部３１の裏側から通す。頭部２１を凸部３１に通した後、頭部２１の向きを９０°程度回転させ、長孔３２の延びる方向に対してボルト１２の頭部２１の長手方向を直交させる。頭部２１を回転させた後は、ネジ部２３を長孔３２から突出させた状態で、頭部２１を長孔３２の縁３２ａに引っ掛けておく。

この後、図６に示すように、内装品１４を準備し、内装品１４のネジ挿通孔１４ａにネジ部２３を通し、その先端部にナット１５を螺合して締め付けを行う。この締め付けにより、頭部２１が長孔３２の縁３２ａに引っ掛かった状態でボルト１２がネジ部２３側に引っ張られ、凸部３１の一部がボルト１２の周りで徐々に平板１３の反対側に変形して凹部３１ｂとなる。

このとき、凸部３１の変形によって長孔３２の幅がわずかに狭まり、長孔３２の縁３２ａがかえしとなってボルト１２の係合段部２２の長手方向の側面２２ａに食い込むこととなる。したがって、ボルト１２の回転方向の動きと軸方向の動きとが長孔３２の縁３２ａによって規制され、ハット材などの大型の別部材を平板１３に設けることなく、ボルト１２の回り止めと上がり止めとが一度に実現される。

［参考例］
図７は、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法の参考例を用いて形成された吊ボルト固定構造を示す斜視図である。同図に示すように、参考例に係る吊ボルト固定構造４１は、ボルト１２と、平板１３と、一対の板バネ４２，４２とによって構成されている。ボルト１２については、第１実施形態と同様の構成であるが、係合段部２２の長さが、頭部２１の幅よりも僅かに短くなっており、後述する板バネ４２，４２の間隔と略同等になっている。また、平板１３については、長孔３２が所定の間隔をもって形成されているが、第１実施形態とは異なり、凸部３１は形成されていない。

一方、板バネ４２は、平板１３よりも厚さが薄く、変形し易い部材によって形成されている。板バネ４２の材料には、例えば板バネ用ステンレス鋼帯（ＪＩＳ規格 ＳＵＳ３０１−ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４−ＣＳＰなど）が用いられる。本参考例では、平板１３の厚さは例えば３．２ｍｍであり、板バネ４２の厚さは例えば０．４０ｍｍ〜０．４５ｍｍである。板バネ４２，４２は、長孔３２の幅よりも狭い間隔が長孔３２上で形成されるように平板１３の一面側にそれぞれ重ね合わせられ、長孔３２とは反対側の縁部に形成された複数のスポット溶接部Ｗによって平板１３に接合されている。

この吊ボルト固定構造４１では、平板１３において、長孔３２の幅がボルト１２の頭部２１の幅と略一致しており、板バネ４２，４２間の間隔がボルト１２の頭部２１の幅よりも狭く且つ係合段部２２の長手方向の長さと略同等となっている。そして、ボルト１２は、頭部２１が板バネ４２，４２間から突出すると共にネジ部２３が長孔３２から室内側に突出した状態で、板バネ４２の縁４２ａが係合段部２２の長手方向の側面２２ａに係合することによって板バネ４２に固定されている。長孔３２から突出するネジ部２３は、内装品１４のネジ挿通孔１４ａ（図１０参照）に通される。そして、ネジ部２３の先端部にワッシャ４３及びナット１５を螺合することにより、内装品１４が吊ボルト固定構造４１に固定される。

吊ボルト固定構造４１を形成するにあたっては、まず、図８に示すように、平板１３を準備する。また、板バネ４２，４２を準備し、長孔３２の幅よりも狭い間隔が長孔３２上で形成されるように板バネ４２，４２を平板１３の一面側に配置する。そして、長孔３２とは反対側の縁部に複数のスポット溶接部Ｗを形成して板バネ４２を平板１３に接合する。

次に、図９に示すように、ボルト１２を準備し、長孔３２の延びる方向とボルト１２の頭部２１の長手方向とを一致させるようにして、頭部２１を平板１３の他面側から長孔３２及び板バネ４２，４２間に通す。このとき、板バネ４２，４２間の間隔は、ボルト１２の頭部２１の幅よりも狭くなっているが、板バネ４２，４２間をボルト１２の頭部２１が通過する際、板バネ４２の縁４２ａが頭部２１に引っ掛かって一面側に弾性変形するため、板バネ４２，４２間に頭部２１を通すことができる。

次に、板バネ４２，４２間にボルト１２の頭部２１と係合段部２２とを完全に通し、頭部２１の向きを９０°程度回転させる。そして、ボルト１２を少し一面側に戻すと、図１０に示すように、板バネ４２の縁４２ａがボルト１２の係合段部２２の長手方向の側面２２ａに食い込むこととなる。したがって、ボルト１２の回転方向の動きと軸方向の動きとが板バネ４２の縁４２ａによって規制され、ハット材などの大型の別部材を平板１３に設けることなく、ボルト１２の回り止めと上がり止めとが一度に実現される。

この後、内装品１４を準備し、内装品１４のネジ挿通孔１４ａにネジ部２３を通し、その先端部にワッシャ４３及びナット１５を螺合して締め付ける。これにより、内装品１４が吊ボルト固定構造４１に固定される。ワッシャ４３は、ボルト１２の上がり止めを一層確実に実現する。

１…鉄道車両構体、１２…ボルト、１３…平板、１４…内装品、２１…頭部、２２…係合段部、２３…ネジ部、３１…凸部、３２…長孔、３２ａ…長孔の縁、４２…板バネ、４２ａ…板バネの縁、４３…ワッシャ。

Claims (2)

1. 鉄道車両構体を構成する平板に内装品を艤装するためのボルトを固定する艤装構造形成工程を備えた鉄道車両構体の製造方法であって、
   前記艤装構造形成工程は、
   略直方体形状をなす頭部と、前記頭部の底面側に形成された係合段部と、前記係合段部に突設されたネジ部とを有するボルトを準備するボルト準備工程と、
   前記頭部が通過可能な幅の長孔が設けられた断面台形状の凸部を有する平板を準備する平板準備工程と、
   前記凸部の裏側から前記ボルトの前記頭部を前記長孔に通し、前記頭部の向きを回転させ、前記頭部を前記長孔の縁に引っ掛けた状態で前記ボルトを前記ネジ部側に引っ張ることによって前記凸部を前記平板の反対側に変形させ、前記長孔の縁を前記ボルトの前記係合段部に係合させるボルト係合工程と、を備えたことを特徴とする鉄道車両構体の製造方法。
2. 前記頭部の長手方向の長さを前記長孔の幅よりも大きく形成し、前記長孔の幅を前記頭部の幅よりも大きく形成することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両構体の製造方法。

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