JP6541841B1

JP6541841B1 - 鉄道車両

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Publication number: JP6541841B1
Application number: JP2018095029A
Authority: JP
Inventors: 剛司大西; 純輝北口
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: JP2019199184A

Abstract

【課題】側構体の車両長手方向に亘る腰帯部分の側形材を、低コストで見栄え良く、更に容易に形成できる鉄道車両を提供すること。【解決手段】鉄道車両１の側構体４を構成する側形材４ｆは、押し出し成形により車両長手方向に亘って連続した空洞４ｆ４を有して形成される。側形材４ｆを窓開口部７に該当する位置で切断すると、車幅方向視において上方がコ字状の窓受け部４ｋ１を有する窓部形材４ｋが形成され、該窓受け部４ｋ１に対して側窓ガラスＷの下端が挿入される。即ち、側形材４ｆと窓部形材４ｋとで異なる金型が必要ないので、製造コストを低減できる。また、窓部形材４ｋについて窓開口部７の部分とそれ以外の部分とを縦方向に溶接する必要がないので、かかる縦方向の接合線がなく見た目も良好である。更に、側形材４ｆを切断するだけで窓部形材４ｋが形成できるので、その加工作業も容易である。【選択図】図３

Description

本発明は、鉄道車両に関し、特に、側構体の車両長手方向（レール方向）に亘る腰帯部分の側形材を、低コストで見栄え良く、更に容易に形成できる鉄道車両に関するものである。

特許文献１には、車両長手方向の側構体をトラス状の断面を有するアルミニウム合金の押し出し成形材（ダブルスキン構造の形材）を使って形成する鉄道車両が開示されている。該鉄道車両では、窓開口部１９を形成する側形材を、押し出し成形により予め比較的厚く形成しておき、面板１１やリブ１２を各部位に応じて部分的に取り除き、吹寄せ８、窓開口部１９、車体特殊部２０をそれぞれ形成している。

特開平９−２４９１２４号公報特開平１０−０８６８２０号公報特開平１１−０１１３０５号公報

しかしながら、窓開口部１９において窓部材１５が挿入される窓受け部を形成するためには、窓開口部１９を単に切断するだけでなく、更に複数の面板１１やリブ１２を切断しなければならず、その切断作業が煩雑であった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、側構体の車両長手方向に亘る腰帯部分の側形材を、低コストで見栄え良く、更に容易に形成できる鉄道車両を提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明の鉄道車両は、車両長手方向に形成された複数の側形材同士を前記車両長手方向に沿って接合して、前記車両長手方向の側構体の全部又は一部を形成するものであり、前記複数の側形材の一つとして、押し出し成形により前記車両長手方向に亘って連続して形成されると共に車両長手方向に亘って連続した空洞を有し、窓開口部の下端部で切断された部分において前記空洞が上方に開口し側窓ガラスが挿入される窓受け部となる窓部形材と、その窓受け部の車幅方向内側の部材で構成された立設部と、その立設部に立設され、前記窓受け部に挿入される側窓ガラスを支持する支持部材とを備え、前記立設部は、前記窓受け部の車幅方向外側の上端より高い位置で切断されて形成されると共に、前記窓受け部の車幅方向外側の部材より肉厚に形成されている。

本発明の鉄道車両によれば、窓部形材は、車両長手方向における側構体の全部又は一部を形成する複数の側形材の一つであり、押し出し成形により車両長手方向に亘って連続して形成されると共に、車両長手方向に亘って連続した空洞を有して形成される。この窓部形材を、窓開口部の下端部で切断すると、その切断された部分において、空洞が上方に開口し、該開口が側窓ガラスが挿入される窓受け部となる。即ち、窓部形材は、窓開口の部分では腰帯となり、それ以外の部分では側構体の一部となる。

よって、１の窓部形材を形成することにより、側構体の車両長手方向に亘る腰帯部分の側形材が形成できるので、かかる腰帯部分の側形材について、窓開口の部分とそれ以外の部分とで異なった金型を用意する必要がない。よって、側形材の製造コストを低減できる。また、かかる腰帯部分の側形材について、窓開口の部分とそれ以外の部分とを縦方向に接合する必要がないので、かかる縦方向の接合線がなく見た目も良好である。更に、窓部形材を窓開口部の下端部で切断するだけで側窓ガラスが挿入される窓受け部を形成できるので、その加工作業も容易である。

また窓受け部に挿入される側窓ガラスを車幅方向（枕木方向）内側において支持部材により支持する場合、その支持部材が立設される立設部を、窓受け部の車幅方向内側の部材で構成することにより、立設部を別途設ける必要がない。よって、製造コストを低減できる。また、立設部が、窓受け部の車幅方向外側の上端よりも高い位置で切断されて形成されるので、立設部自体によっても側窓ガラスを支持できる。加えて、立設部が車幅方向外側の部材の厚みより肉厚に形成されるので、立設部によって支持部材および側窓ガラスを強固に支持できる。更に窓受け部を車幅方向視において上方に開口したコ字状に形成することにより、側窓ガラスの挿入を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態における鉄道車両の側面図である。（ａ）は、図１のＩＩａ−ＩＩａ線における鉄道車両の部分断面図であり、（ｂ）は、図１のＩＩｂ−ＩＩｂ線における鉄道車両の部分断面図であり、（ｃ）は、図１のＩＩｃ−ＩＩｃ線における鉄道車両の断面図である。（ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩａ部の拡大図であり、（ｂ）は、図２（ｃ）のＩＩＩｂ部の拡大図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態における鉄道車両１の側面図である。鉄道車両１は、主に、台車２、台枠３、側構体４、屋根構体５及び妻構体６で構成される。

台車２はレールＲを転動する４個の車輪２ａを有する走行装置であり、鉄道車両１の前後に１台ずつ配設される。台車２上には、鉄道車両１の床部を形成する台枠３が配設される。その台枠３における車幅方向（枕木方向、即ち図１の手前−奥行側）の両端には、鉄道車両１の側面を形成する側構体４が立設される。左右の側構体４における上端には、鉄道車両１の屋根を形成する屋根構体５が配設される。そして、台枠３、側構体４及び屋根構体５の前後端には、鉄道車両１の妻部を形成する妻構体６が配設される。

側構体４には、窓開口部７が形成される。窓開口部７は、側構体４の中央部へ矩形状に形成される開口であり、客室用の一枚ガラスである側窓ガラスＷを取り付ける窓枠である。なお、側窓ガラスＷとしては、外面および内面を２枚のガラスや合わせガラスを中空状に接合した複層ガラス等を用いても良いし、車幅方向内側に湾曲した側窓ガラスＷを用いても良いことは言うまでもない。その窓開口部７の下部は、図３（ｂ）で後述する窓受け部４ｋ１で形成される。

窓開口部７における車幅方向内側には、側窓ガラスＷを鉄道車両１の内側から支持する吹寄柱（支持部材）８が配設される。本実施形態では、吹寄柱８は窓開口部７の車両長手方向（レール方向）に亘って７個配設される。なお、吹寄柱８は窓開口部７における車両長手方向の長さと車体強度とに応じて、８以上配設されても良いし、６以下でも良い。

ここで、図２，図３を参照して、窓受け部４ｋ１が形成される側構体４の詳細を説明する。図２（ａ）は、図１のＩＩａ−ＩＩａ線における鉄道車両１の部分断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＩＩｂ−ＩＩｂ線における鉄道車両１の部分断面図であり、図２（ｃ）は、図１のＩＩｃ−ＩＩｃ線における鉄道車両１の断面図である。まず、図２（ａ）に示す通り、窓開口部７が形成されない部分の側構体４は、側形材４ａ〜４ｈを車両長手方向に亘って溶接することで形成される。

側形材４ａ〜４ｈは、それぞれ断面が中空状のアルミニウム合金製の形材であり、押し出し成形によって車両長手方向に亘って形成される。また、側形材４ａ〜４ｈの車幅方向視の断面は、それぞれの車両外面側を形成する外板と車両内面側を形成する内板とで形成される中空を、連続したトラス状（筋交い状）または矩形状に接続した所謂ダブルスキン構造の押出形材で構成される。

図２（ｂ），図２（ｃ）に示す通り、窓開口部７（図１参照）が形成される部分の側構体４には、側窓ガラスＷの配設位置に該当する側形材４ｂ〜４ｅが切断により取り除かれ、代わりに、側形材４ａの下部に、窓開口部７の上部を形成する上部取付部材４ｉが溶接される。上部取付部材４ｉも、押し出し成形により、車両長手方向に亘って形成されるアルミニウム合金製の形材であり、上部取付部材４ｉの下方にはコ字状の開口が下側に向けて形成される。該開口に対して側窓ガラスＷの上端が挿入される。なお、窓開口部７が形成される部分の側構体４と、窓開口部７が形成されない部分の側構体４とを接合することで、側構体４の全体を形成しても良い。具体的には、まず、窓開口部７が形成されない部分の側構体４を側形材４ａ〜４ｈで形成し、かかる部材に対して、窓開口部７が形成される部分については、側形材４ａ及び上部取付部材４ｉと、窓部形材４ｋ及び側形材４ｇ，４ｈとを接合することで側構体４の全体を形成すれば良い。

一方で、詳細は後述するが、上部取付部材４ｉに対向する窓開口部７の下部は、側形材４ｆを水平方向に切断して形成される窓部形材４ｋによって構成される。具体的には、側形材４ｆを空洞４ｆ４の中程で切断することで、車幅方向視において上方がコ字状の窓受け部４ｋ１が形成される。この窓受け部４ｋ１に対して側窓ガラスＷの下端が挿入される。従って、これら上部取付部材４ｉと窓部形材４ｋとの間に側窓ガラスＷを挿入することで、側窓ガラスＷを窓開口部７に取り付けることができる。なお、上述した側形材４ｂ〜４ｅの切断および上部取付部材４ｉの溶接と、窓部形材４ｋを形成するための側形材４ｆの切断とは、それぞれ側形材４ａ〜４ｈを溶接した後に行われる。

上部取付部材４ｉの開口と窓部形材４ｋの窓受け部４ｋ１とには、パッキン９が配置され、窓部形材４ｋ及び側窓ガラスＷの隙間とには、樹脂製のシーリング剤１０が注入される。また、窓部形材４ｋにおける車幅方向内側の部材（具体的には、図３で後述する内側立設部４ｋ２）上には、図１で示した側窓ガラスＷを車両内部から支持する吹寄柱８が配設される。

次に、側形材４ｆ及び窓部形材４ｋの詳細について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、図２（ａ）のＩＩＩａ部の拡大図であり、図３（ｂ）は、図２（ｃ）のＩＩＩｂ部の拡大図である。

図３（ａ）に示す通り、側形材４ｆの車幅方向における断面は、側形材４ｆの車幅方向外側の面（以下「側形材４ｆの外面」等と略す）を形成する外板４ｆ１と、側形材４ｆの車幅方向内側の面（以下「側形材４ｆの内面」と略す）を形成する内板４ｆ２と、外板４ｆ１と内板４ｆ２との間に形成される空洞４ｆ３〜４ｆ７とで構成される。

外板４ｆ１は、側形材４ｆの外面の上部に形成される部材である。外板４ｆ１は、上端から下端まで略平坦に形成され、外板４ｆ１の上端面が側形材４ｅの外板４ｅ１と接合され、下端面が側形材４ｇの外板４ｇ１と接合される。内板４ｆ２は、側形材４ｆの内面側に形成される部材である。内板４ｆ２は、その上端面が側形材４ｅの内板４ｅ２と接合され、下端面が側形材４ｇの内板４ｇ２と接合される。また、本実施形態では、外板４ｆ１と内板４ｆ２との肉厚は略同一に形成される。

外板４ｆ１と内板４ｆ２との間には、矩形状の空洞４ｆ３〜４ｆ７が車両長手方向に亘って連続して形成される。側形材４ｆの上部から２つ目の空洞４ｆ４の底面における車幅方向側の幅は、側窓ガラスＷ及び後述のパッキン９（図３（ｂ）参照）が挿入可能な幅に形成される。

このように形成された側形材４ｆを、図１で示した窓開口部７に該当する車両長手方向の位置において切断することで、窓部形材４ｋが形成される。具体的には、側形材４ｆの外面側を、空洞４ｆ４の中程の高さ位置である切断線Ｃ１の位置で水平方向に切断することで窓部形材４ｋの外面側が形成される。

一方、側形材４ｆの内面側、即ち内板４ｆ２を、切断線Ｃ２又は切断線Ｃ３の位置で水平方向に切断することで内側立設部４ｋ２が形成される。なお、かかる側形材４ｆの切断は、側形材４ａ〜４ｈを溶接した後に行われる。本実施形態では、窓開口部７において吹寄柱８が配設されない部分の内板４ｆ２を、切断線Ｃ１と略同じ高さである切断線Ｃ２で切断し、窓開口部７において吹寄柱８が配設される部分を、切断線Ｃ２よりも高い位置の切断線Ｃ３で切断する。

従って、窓開口部７において吹寄柱８が配設される部分の内側立設部４ｋ２の上端は、窓部形材４ｋの外面側の上端より高く形成される。これにより、内側立設部４ｋ２と吹寄柱８との接合点に対して、溶接トーチを窓部形材４ｋの外面側から垂直に挿入できる。これにより、内側立設部４ｋ２と吹寄柱８との溶接を安定して行うことができる。また、側形材４ｆの内板４ｆ２を、切断線Ｃ３で切断するだけで内側立設部４ｋ２を形成できるので、吹寄柱８を立設するための別途の部材を窓部形材４ｋに接合する必要がなく、側構体４の製造コストを低減できる。

以上より、窓部形材４ｋには、空洞４ｆ４の上部が切断されることで形成された、車幅方向視において上方がコ字状の開口である窓受け部４ｋ１が設けられる。この窓受け部４ｋ１に対して側窓ガラスＷの下端が挿入される。これにより、側形材４ｆを切断するだけで窓受け部４ｋ１が形成されるので、窓受け部４ｋ１に対する加工作業を容易にできる。

また、窓部形材４ｋは窓開口部７（図１）の下部に該当するので、側構体４の車両長手方向に亘って形成される腰帯部分でもある。該腰帯部分の形成に対して、側形材４ｆと同一の金型で窓部形材４ｋが形成できるので、側形材４ｆと窓部形材４ｋとで異なった金型を用意する必要がない。よって、側形材４ｆ及び窓部形材４ｋの製造コストを低減できる。更に、窓受け部４ｋ１は上方にコ字状に開口しているので、側窓ガラスＷの窓受け部４ｋ１への挿入を容易に行うことができる。

加えて、側形材４ｆを窓開口部７の下端で切断することで窓部形材４ｋが形成されるので、窓開口部７が開口する部分とそれ以外の部分とで、側形材４ｆと窓部形材４ｋとを縦方向に溶接する必要はない。よって、窓開口部７の車長方向側の両端において、側形材４ｆと窓部形材４ｋとの溶接による縦方向の接合線がないので、仕上げ工数の低減ができ、側構体４の見た目も良好である。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施形態では、側形材４ｆの外板４ｆ１は、上端から下端まで略平坦に形成される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、外板４ｆ１に対して、外板４ｆ１を車幅方向外側へ突出させる段差部を形成する構成としても良い。かかる段差部によって、側形材４ｆで形成される窓部形材４ｋの窓受け部４ｋ１の車幅方向側の幅や、窓部形材４ｋの外面側の肉厚を増すことができる。これにより、側窓ガラスＷを適切に挿入できる窓受け部４ｋ１を形成できる。

上記実施形態では、側形材４ｆの外板４ｆ１と内板４ｆ２との肉厚は、略同一に掲載される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、内板４ｆ２の肉厚を外板４ｆ１よりも厚く形成しても良い。これにより、内板４ｆ２を水平方向に切断して形成される内側立設部４ｋ２も肉厚にでき、強度を確保できるので、内側立設部４ｋ２に立設される吹寄柱８も強固に支持できる。

上記実施形態では、側構体４は、側形材４ａ〜４ｋを車両長手方向の全長に亘って溶接することで形成される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、側構体４の車両長手方向における一部を、側形材４ａ〜４ｋ以外の他の側形材で形成しても良い。

上記実施形態では、側形材４ａ〜４ｋをアルミニウム合金で形成される構成とした。しかしながら、これに代えて、側形材４ａ〜４ｋをアルミニウム合金以外の軽合金や、ステンレス鋼で構成しても良い。

上記実施形態では、上部取付部材４ｉによって側窓ガラスＷの上部を挿入する構成とした。しかしながらこれに代えて、側形材４ｂを側形材４ｆ及び窓部形材４ｋと同様に矩形状のダブルスキン構造の押出形材で形成し、窓開口部７に該当する部分で切断することで形成された空洞の一部を側窓ガラスＷ上部の窓受け部として形成する構成としても良い。

上記実施形態では、空洞４ｆ４の車幅方向側の断面形状を、矩形状に形成される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、側窓ガラスＷの下端部における車幅方向側の断面形状に応じて、空洞４ｆ４の車幅方向側の断面形状を設定すれば良い。例えば、側窓ガラスＷの下端部における車幅方向側の断面形状がＶ字型である場合は、空洞４ｆ４における底面の車幅方向側の断面形状もＶ字型とすれば良い。

１鉄道車両
４側構体
４ａ〜４ｈ側形材
４ｆ４空洞
４ｋ窓部形材
４ｋ１窓受け部
４ｋ２内側立設部（立設部）
７窓開口部
８吹寄柱（支持部材）

Claims

車両長手方向に形成された複数の側形材同士を前記車両長手方向に沿って接合して、前記車両長手方向の側構体の全部又は一部を形成する鉄道車両において、
前記複数の側形材の一つとして、押し出し成形により前記車両長手方向に亘って連続して形成されると共に車両長手方向に亘って連続した空洞を有し、窓開口部の下端部で切断された部分において前記空洞が上方に開口し側窓ガラスが挿入される窓受け部となる窓部形材と、
その窓受け部の車幅方向内側の部材で構成された立設部と、
その立設部に立設され、前記窓受け部に挿入される側窓ガラスを支持する支持部材とを備え、
前記立設部は、前記窓受け部の車幅方向外側の上端より高い位置で切断されて形成されると共に、前記窓受け部の車幅方向外側の部材より肉厚に形成されていることを特徴とする鉄道車両。
前記窓受け部は、車幅方向視において上方に開口したコ字状に形成されることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。