JP5896782B2 - 屋根構体 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体に関する。

鉄道車両構体は、鉄道車両のボディを構成するものであって、主に鉄道車両のボディの側面を構成する側構体と、主に鉄道車両のボディの屋根を構成する屋根構体と、主に鉄道車両のボディの端面を構成する妻構体と、を備えている。特許文献１に記載されている屋根構体は、外板の外表面上に様々な構造の突出部を設けて屋根構体の剛性を確保するようにしている。

特開２００９−１１３６９０号公報

この屋根構体では、鉄道車両の長手方向（鉄道車両の進行方向）に沿って例えば所定の間隔を空けて複数の突出部が配列される。鉄道車両が駅のプラットホームなどで停車すると、溜まっている雨水が、相互に隣接する突出部同士の間から側構体に向かって流れ、まとまって大量の雨水が鉄道車両の側面側に排水される。このような排水は乗務員や乗客にかかってしまうことがあり、その範囲において快適なものではなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、
鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、
鉄道車両の一対の側構体及び一対の妻構体に結合される主板と、
前記主板の外表面に形成される複数の凸部を有する凸部群と、を備え、
前記凸部群は、第１凸部と第２凸部とを有し、前記第１凸部に沿って流れた水が、前記第２凸部に当たってから前記側構体に向かって流れるように構成されている屋根構体が提供される。

こうした屋根構体では、主板の外表面に溜まった水は、まず第１凸部に沿って流れ、その後に第２凸部に当たってから側構体に向かって流れる。その結果、水がなにものにも一切当たらずに側構体に向かって流れる場合に比べて、第２凸部で水を受けることによって流れる水の勢いが低減されるので、側構体に向かって大量の水が一度にまとまって流れることを防止することができる。従って、乗務員や乗客に不快な思いをさせない排水を実現することができる。

本発明に係る屋根構体では、前記第１及び第２凸部は、前記鉄道車両の長手方向に延びる前記鉄道車両の短手方向の中心線に対して直角ではない角度で交差する方向に延びることが好ましい。こうした構成によれば、第１凸部及び第２凸部は、中心線に対して傾斜した方向に延びるので、第１凸部から第２凸部へ、及び、第２凸部から側構体へ円滑に水を流すことができる。

本発明に係る屋根構体では、前記第１凸部は、前記長手方向における前記鉄道車両の一端側に配置される一端よりも前記長手方向における前記鉄道車両の他端側に配置される他端で前記中心線に近づき、前記第２凸部は、前記他端側に配置される他端よりも前記一端側に配置される一端で前記中心線に近づくことが好ましい。こうした構成によれば、第１凸部及び第２凸部は相互に交差する方向に延びるので、第１凸部に沿って流れた水は、第２凸部に沿って第１凸部の方向と交差する方向に流れるので、流れる水の勢いを確実に低減させることができる。

本発明に係る屋根構体では、前記第１凸部と前記第２凸部とは相互に離隔して形成されることが好ましい。こうした構成によれば、第１凸部から第２凸部に流れた水が第２凸部に沿って流れるのを第１凸部が阻害しないので、第１凸部から第２凸部に向かって円滑な排水を可能にすることができる。

前記第１凸部の仮想延長線上に前記第２凸部が配置されることが好ましい。こうした構成によれば、第１凸部から仮想延長線に沿って水が勢いよく流れ出ても第２凸部で確実に水を受けることができるので、流れる水の勢いを確実に低減させることができる。

以上のように、本発明によれば、乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供することができる。

一具体例に係る鉄道車両構体を概略的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る屋根構体を概略的に示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る屋根構体を概略的に示す部分拡大平面図である。 図３の４−４線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係る屋根構体を概略的に示す部分拡大平面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。図１は、一具体例に係る鉄道車両構体ＢＤを概略的に示す斜視図である。この鉄道車両構体ＢＤは、鉄道車両の長手方向に延びつつ水平面に沿って広がる床構体ＦＢと、床構体ＦＢに対向する屋根構体ＣＢと、を備えている。床構体ＦＢ及び屋根構体ＣＢは、鉛直面に沿って相互に平行に広がる一対の側構体ＳＢ、ＳＢと、同様に鉛直面に沿って相互に平行に広がる一対の妻構体ＥＢ、ＥＢと、によって相互に接合されている。

床構体ＦＢは、鉄道車両構体ＢＤの床部を構成する部分であり、屋根構体ＣＢは、鉄道車両構体ＢＤの屋根部を構成する部分である。側構体ＳＢは、鉄道車両本体ＢＤの側部を構成する部分であり、長手方向に直交する鉄道車両構体ＢＤの短手方向に対称に配置されている。妻構体ＥＢは、鉄道車両本体ＢＤの端部を構成する部分であり、車両構体ＢＤの一端すなわち前端と他端すなわち後端とに配置されている。床構体ＦＢ、屋根構体ＣＢ、側構体ＳＢ及び妻構体ＥＢが鉄道車両構体ＢＤの内部空間を形成する。

側構体ＳＢは、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＰと、側構体ブロックＳＢ１と、側構体ブロックＳＢ２と、窓ユニットＷＵ１と、窓ユニットＷＵ２と、を備えている。ドアユニットＤＵは、鉄道車両構体ＢＤの出入り口を構成するユニットであって、一方の側構体ＳＢに４つ配置されている。ドア上部パネルＤＰは、ドアユニットＤＵの上縁部と屋根構体ＣＢの側縁部との間に配置されて、屋根構体ＣＢの側縁部に接合されている。

側構体ブロックＳＢ１は、妻構体ＥＢとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、一方の側構体ＳＢの前端及び後端に２つ配置されている。側構体ブロックＳＢ１は、上側の幕パネルＵＰ１と、一対の吹寄パネルＭＰ１、ＭＰ２と、下側の腰パネルＬＰ１と、を備えている。これら幕パネルＵＰ１、吹寄パネルＭＰ１、ＭＰ２及び腰パネルＬＰ１が窓ユニットＷＵ１を取り囲んでおり、窓ユニットＷＵ１が、側構体ブロックＳＢ１に配置される窓を構成する。

幕パネルＵＰ１は、窓ユニットＷＵ１の上縁部と屋根構体ＣＢとの間に配置されて、屋根構体ＣＢの側縁部に接合されている。吹寄パネルＭＰ１は、妻構体ＥＢと窓ユニットＷＵ１との間に配置される。吹寄パネルＭＰ１、ＭＰ２は、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵ１との間に配置される。腰パネルＭＰ１は、窓ユニットＷＵ１の下縁部と床構体ＦＢとの間に配置され、床構体ＦＢの側縁部に接合されている。

側構体ブロックＳＢ２は、ドアユニットＤＵ、ＤＵ同士の間に配置される部分であって、一方の側構体ＳＢに３つ配置されている。側構体ブロックＳＢ２は、上側の幕パネルＵＰ２と、一対の吹寄パネルＭＰ３、ＭＰ３と、下側の腰パネルＬＰ２と、を備えている。これら幕パネルＵＰ２、吹寄パネルＭＰ３、ＭＰ３及び腰パネルＬＰ２が窓ユニットＷＵ２を取り囲んでおり、窓ユニットＷＵ２が、側構体ブロックＳＢ２に配置される窓を構成する。

幕パネルＵＰ２は、窓ユニットＷＵ２の上縁部と屋根構体ＣＢとの間に配置されて、屋根構体ＣＢの側縁部に接合されている。吹寄パネルＭＰ３は、妻構体ＥＢと窓ユニットＷＵ２との間に配置される。腰パネルＭＰ１は、窓ユニットＷＵ２の下縁部と床構体ＦＢとの間に配置され、床構体ＦＢの側縁部に接合されている。なお、床構体ＦＢの底面は、車輪やモータなどの各構成部品を組み込んだ例えば２つの台車（図示せず）によって支持されている。

図１の鉄道車両構体ＢＤにおいて、水平面に沿って鉄道車両構体ＢＤの長手方向にｘ軸が設定され、水平面に沿ってこのｘ軸に直交する鉄道車両構体ＢＤの短手方向にｙ軸が設定される。また、水平面に直交する鉛直方向にｚ軸が設定される。言い替えれば、ｘ軸は、鉄道車両構体ＢＤの進行方向に沿って延び、ｙ軸は、レールの各枕木が延在する方向に沿って延び、及び、ｚ軸は鉄道車両構体ＢＤの高さ方向に延びる。

図２は、本発明の第１実施形態に係る屋根構体ＣＢの構造を概略的に示す平面図である。屋根構体ＣＢは、長手方向（ｘ軸方向）において３つの部分に分割されている。具体的には、鉄道車両構体ＢＤの前端に区画される前端側セクションＳＳ１と、鉄道車両構体ＢＤの後端に区画される後端側セクションＳＳ２と、前端側及び後端側セクションＳＳ１、ＳＳ２の間に区画される中央セクションＣＳと、に分割されている。中央セクションＣＳには、鉄道車両構体ＢＤの内部空間用の空調装置ＡＣが搭載されている。

前端側及び後端側セクションＳＳ１、ＳＳ２は主板Ｐから形成されている。主板Ｐの前縁、後縁及び両側縁は、鉄道車両の一対の妻構体ＥＢ、ＥＢの上縁及び一対の側構体ＳＢ、ＳＢの上縁に接合されている。本実施形態の場合、主板Ｐには、５〜８ｍｍ程度の金属板が使用されることが好ましい。主板Ｐの外表面には、短手方向（ｙ軸方向）の中心に規定されて長手方向に延びる中心線ＣＬが規定される。主板Ｐの外表面には、その外表面から突出する複数の凸部ＰＰを各々が有する例えば複数の凸部群ＰＧが形成される。

図２から明らかなように、各セクションＳＳ１、ＳＳ２において、例えば六対の凸部群ＰＧが、中心線ＣＬを含む仮想鉛直面に対して相互に面対称に主板Ｐの外表面に形成される。図３は、屋根構体ＣＢの外表面を概略的に示す部分拡大平面図である。以下、中心線ＣＬを挟んで短手方向において鉄道車両構体ＢＤの右側の外表面に形成される複数の凸部ＰＰについて説明する。上述したように、複数の凸部ＰＰは仮想鉛直面に対して面対称に形成されることから、短手方向において鉄道車両構体ＢＤの左側の外表面に形成された複数の凸部ＰＰについての重複した説明は省略する。

図３に示すように、各凸部群ＰＧは、短手方向に配列される複数の第１凸部ＰＰ１と、長手方向に第１凸部ＰＰ１の配列に隣接して同様に短手方向に配列される複数の第２凸部ＰＰ２と、を備える。本実施形態では、４つの第１凸部ＰＰ１と４つの第２凸部ＰＰ２とで１つの凸部群ＰＧが形成される。図３から明らかなように、長手方向に１つの凸部群ＰＧに隣接する凸部群ＰＧは、当該１つの凸部群ＰＧに対して間隔を空けずに外表面に形成されることが好ましい。

図４は、図３の４−４線に沿った断面図である。図４に示されるように、主板Ｐの外表面は、中心線ＣＬから主板Ｐの側縁部に向かうにつれて高さを減少させる湾曲面から形成される。ただし、主板Ｐの外表面が中心線ＣＬから側縁に向かって傾斜する限り、主板Ｐの外表面には少なくとも部分的に平坦面が形成されてもよい。凸部ＰＰは、主板Ｐの外表面に一体的に形成された凸部として図示しているものの、凸部ＰＰは、金属板にプレス加工を施すことによって主板Ｐの湾曲と凸部ＰＰの突出とを同時に形成してもよい。

図３に戻ると、各第１凸部ＰＰ１は、長手方向に沿って規定されるその前端より後端で中心線ＣＬに近づく。すなわち、各第１凸部ＰＰ１は、中心線ＣＬに対して鋭角αで交差する第１方向Ｄ１に沿って延びる。その一方で、各第２凸部ＰＰ２は、長手方向に沿って規定されるその後端より前端で中心線ＣＬに近づく。すなわち、各第２凸部ＰＰ２は、中心線ＣＬに対して鋭角βで交差する第２方向Ｄ２に沿って延びる。本実施形態では鋭角α及びβとは等しく設定される。なお、鋭角α及びβは相互に異なっていてもよい。

図３から明らかなように、第１凸部ＰＰ１及び第２凸部ＰＰ２はそれぞれ、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って直線的に延びているものの、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿ってそれぞれ形成されている限りにおいていくらか湾曲して延びていてもよい。各第２凸部ＰＰ２は、対応の各第１凸部ＰＰ１から短手方向に所定の均等な距離でずれて配置されている。本実施形態では第１凸部ＰＰ１及び第２凸部ＰＰ２は、短手方向において均等ではない間隔で配置されているものの、短手方向に均等な間隔で配置されてもよい。

長手方向に規定される第１凸部ＰＰ１の前端は、同様に長手方向に規定される第２凸部ＰＰ２の後端よりも前方に配置される。また、第１凸部ＰＰ１の前端から前方に延びる仮想延長線ＥＬ上に対応の第２凸部ＰＰ２が配置される。同様に、第２凸部ＰＰ２の後端から後方に延びる仮想延長線ＥＬ上に第１凸部ＰＰ１が配置される。同時に、第１凸部ＰＰ１と当該第１凸部ＰＰ１よりも短手方向に外側の対応の第２凸部ＰＰ２とは相互に離隔して形成されている。同様に、第２凸部ＰＰ２と当該第２凸部ＰＰ２よりも短手方向に外側の第１凸部ＰＰ１とは相互に離隔して形成されている。

なお、第２凸部群ＰＧ２と当該第２凸部群ＰＧ２の前方側に隣接する第１凸部群ＰＧ１との間において、長手方向に規定される第２凸部ＰＰ２の前端は、同様に長手方向に規定される第１凸部ＰＰ１の後端よりも前方に配置されることが好ましい。こうした構成によれば、相互に隣接する凸部群ＰＧ同士の間に間隔を形成することがないので、主板Ｐの外表面に溜まった雨水が第１凸部ＰＰ１や第２凸部ＰＰ２に当たらずに側構体ＳＢに到達することを防止することができる。

第１及び第２凸部ＰＰ１、ＰＰ２の各々は、延在する方向Ｄ１、Ｄ２に沿って例えば８００〜１０００ｍｍ程度の長さを有することが好ましい。また、延在する方向Ｄ１、Ｄ２に直交する方向に規定される第１及び第２凸部ＰＰ１、ＰＰ２の各々の幅は例えば１０〜１５ｍｍ程度に設定されることが好ましい。鉄道車両構体ＢＤの短手方向に規定される相互に隣接する凸部ＰＰ同士の間隔は例えば５００〜１０００ｍｍ程度に設定されることが好ましい。なお、凸部ＰＰは主板Ｐの外表面上に満遍なく形成されているので、外表面に沿ってほぼ一様な剛性を確保することができる。

以上のような鉄道車両構体ＢＤでは、降雨によって屋根構体ＣＢ上に溜まった雨水が中心線ＣＬから側構体ＳＢに向かって流れ落ちる。このとき、雨水は、主板Ｐの外表面上で第１凸部ＰＰ１に沿って第１方向Ｄ１に流れた後、当該第１凸部ＰＰ１の仮想延長線ＥＬに交差する第２凸部ＰＰ２に受け止められる。その後、雨水は第２凸部ＰＰ２に沿って第２方向Ｄ２に流れた後、同様に当該第２凸部ＰＰ２の仮想延長線ＥＬに交差する第１凸部ＰＰ１に受け止められる。第１凸部ＰＰ１と第２凸部ＰＰ２とは相互に離隔して配置されているので、第２凸部ＰＰ２に沿った雨水の円滑な排水が可能となる。

こうして第１凸部ＰＰ１と第２凸部ＰＰ２との間で雨水の受け渡しが繰り返され、最終的に短手方向の最外位置に配置された第２凸部ＰＰ２から側構体ＳＢに向かって雨水が排水される。このとき、一方の凸部ＰＰから他方の凸部ＰＰに受け渡されるたびに雨水は凸部ＰＰに当たってから当該凸部に沿って流れるので、雨水の流れの勢いは確実に低減される。その結果、側構体ＳＢに向かって大量の雨水が一度にまとまって流れ落ちないので、乗務員や乗客に大量の排水が降りかかるような事態を確実に回避することができる。乗務員や乗客に不快な思いをさせることはない。

しかも、前述したように、第２凸部ＰＰ２は、第１凸部ＰＰ１の前端から延びる仮想延長線ＥＬ上に配置されるので、例えば第１凸部ＰＰ１に沿って流れる水の勢いが強くて仮想延長線ＥＬに沿って第１凸部ＰＰ１から流れ落ちたとしても、第２凸部ＰＰ２で確実に雨水を受けることができる。また、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは相互に交差するので、第１凸部ＰＰ１又は第２凸部ＰＰ２から流れ出た雨水の勢いを第２凸部ＰＰ２又は第１凸部ＰＰ１で確実に低減することができる。その結果、側構体ＳＢに向かって大量の雨水が一度にまとまって流れ落ちないので、乗務員や乗客に大量の排水が降りかかるような事態を確実に回避することができる。

図５は、本発明の第２実施形態に係る屋根構体ＣＢの構造を概略的に示す部分拡大平面図である。この屋根構体ＣＢでは、第１凸部ＰＰ１及び第２凸部ＰＰ２はそれぞれ、中心線ＣＬに直交する仮想鉛直面ＶＰに対して面対称に形成される。第１凸部ＰＰ１は、第１実施形態と同様の構成を有する第１凸片ＰＰ１ａと、第１凸片ＰＰ１ａに面対称に形成される第２凸片ＰＰ１ｂと、を備える。第１及び第２凸片ＰＰ１ａ、ＰＰ１ｂは、中心線ＣＬに対して鋭角αでそれぞれ交差する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿ってそれぞれ延びる。第１凸片ＰＰ１ａの後端は第２凸片ＰＰ１ｂの前端に結合される。

その一方で、第２凸部ＰＰ２は、第１凸部ＰＰ１とは反対に、第１実施形態と同様の構成を有する第１凸片ＰＰ２ａと、第１凸片ＰＰ２ａに面対称に形成される第２凸片ＰＰ２ｂと、を備える。第１及び第２凸片ＰＰ２ａ、ＰＰ２ｂは、中心線ＣＬに対して鋭角βでそれぞれ交差する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿ってそれぞれ延びる。第１凸片ＰＰ２ａの前端は第２凸片ＰＰ２ｂの後端に結合される。その他、前述の第１実施形態と均等な構成には同一の参照符号を付して、ここでの重複した説明は省略する。

こうした第２実施形態の屋根構体ＣＢでは、前述の第１実施形態と同様に、第１凸部ＰＰ１の第１凸片ＰＰ１ａと第２凸部ＰＰ２の第１凸片ＰＰ２ａとの間で雨水が受け渡される。同様に、第１凸部ＰＰ１の第２凸片ＰＰ２ｂと第２凸部ＰＰＰ２の第２凸片Ｐ２ｂとの間で雨水が受け渡される。こうして前述の第１実施形態と同様の作用効果を実現することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかしながら、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。また、上述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

ＣＢ 屋根構体
ＳＢ 側構体
ＥＢ 妻構体
Ｐ 主板
ＰＰ 凸部
ＰＧ 凸部群
ＰＰ１ 第１凸部
ＰＰ２ 第２凸部
ＣＬ 中心線
ＥＬ 仮想延長線

Claims (4)

1. 鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、
   鉄道車両の一対の側構体及び一対の妻構体に結合される主板と、
   前記主板の外表面に形成される複数の凸部を有する凸部群と、を備え、
   前記凸部群は、第１凸部と第２凸部とを有し、前記第１凸部に沿って流れた水が、前記第２凸部に当たってから前記側構体に向かって流れるように構成され、
   前記第１及び第２凸部は、前記鉄道車両の長手方向に延びる前記鉄道車両の短手方向の中心線に対して直角ではない角度で交差する方向に延びることを特徴とする屋根構体。
2. 前記第１凸部は、前記長手方向における前記鉄道車両の一端側に配置される一端よりも前記長手方向における前記鉄道車両の他端側に配置される他端で前記中心線に近づき、前記第２凸部は、前記他端側に配置される他端よりも前記一端側に配置される一端で前記中心線に近づくことを特徴とする請求項１に記載の屋根構体。
3. 前記第１凸部と前記第２凸部とは相互に離隔して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根構体。
4. 前記第１凸部の仮想延長線上に前記第２凸部が配置されることを特徴とする請求項３に記載の屋根構体。

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