JP6620030B2 - 鉄道車両用側扉の窓部取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両用の側扉に関するものであり、特に、当該側扉に設けられた窓ガラスの取付構造に関するものである。

従来、鉄道車両においては、戸袋部に出入りして車両の出入り口を形成する側扉が設けられており、かかる側扉の窓ガラスを交換する際等の、保守性や施工性の向上を図った側扉の窓部取付構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、特許文献１には、窓ガラスを車内側から交換する際に、水密シール材の一部を極力少ない回数で除去可能とすることにより、保守性の向上を図った窓ガラスの取り付け構造が開示されている。

特開２００７−１３７２４１公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された先行技術は、シール材の充填領域の内部（中間部）に仕切壁が突設されているためシール材が充填し難く、シール材を充填する際に当該仕切壁の角部（隅部）周辺にて、隙間（シール材の鬆）が生成され易い。また、繰り返し荷重（例えば、満員電車内の乗客等による車内側からの荷重や、風圧等による車外側からの荷重）による応力集中に伴う損傷や、当該荷重に伴う経年特性（耐水性、耐振動性、耐候性）の劣化といった問題が懸念されていた。また、窓ガラスを交換した後の、古いシール材と新しいシール材との接合面の密着性や接着性の低下といった問題が懸念されていた。

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止し、保守性や施工性が良好な鉄道車両用側扉の窓部取付構造を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造は、鉄道車両の出入り口に設けられ、戸袋に出入りして出入り口を開閉する側扉において、窓ガラスが取り付けられる開口部が形成された側扉本体と、前記開口部に取り付けられて前記窓ガラスの周囲を支持する金属製の窓枠とを備え、前記窓ガラスと前記窓枠との間には、窓ガラスを支持する弾性支持部材が配置される支持体収容部が形成されていると共に、当該支持体収容部の内周側には、奥行き方向に沿って、水密性のシール材が充填されるシール材充填部が形成されており、前記シール材充填部の外周側端面は、前記弾性支持部材と前記窓枠とに跨って、平坦に形成されていることを特徴とするものである。

ここで、奥行き方向とは、窓ガラスの厚さ方向をいうものとする。

このように構成した場合には、シール材を充填する際に、シール材充填部に突設する仕切壁等がないので当該シール材を隙間なく円滑に充填することができ、いわゆるシール材の鬆の発生を未然に防止すると共に、厚さ方向（奥行き方向）に付与される繰り返し荷重による応力集中を抑制することができる。また、窓ガラスを交換する際には、シール材を容易に一括交換（全交換）することができ、交換保守作業等における作業性、施工信頼性の向上に寄与することができる。

また、前記窓枠は、前記窓ガラスの外周端部近傍の領域において階段状に形成されており、前記弾性支持部材は、その内周側端面が前記窓枠の内周側端面と面一となるように、前記支持体収容部に配置されていてもよい。

このように構成した場合には、弾性支持部材を収容する支持体収容部を簡易な構成で形成可能とすると共に、シール材充填部の外周側端面を容易に平坦に形成することができる。

さらに、奥行き方向に沿って、前記窓枠の車外側の端部には、内周側に傾斜する傾斜面が形成されていてもよい。

このように構成した場合には、断面積の急激な変化に伴う応力集中を未然に防止すると共に、外板の強度の補強を図ることができる。

さらにまた、前記傾斜面の車外側の端部には、高さ方向に延在する突出部が形成されていてもよい。

このように構成した場合には、窓枠の型加工が容易となり、生産性の向上によるコストダウンに寄与することができる。

さらにまた、前記窓ガラスの厚さをＧＴ、前記側扉本体の厚さをＤＴとした場合、ＧＴ／ＤＴ≦１／２であってもよい。

このように構成した場合には、シール材充填部の形状に基づく経年的な歪みによる強度の低下を事前に補強することができる。

以上において、前記弾性支持部材の奥行き方向の長さは、面一の連接面として形成される窓枠の奥行方向の長さよりも短くてもよい。

このように構成した場合には、窓ガラスの保持力を経年的に安定して維持することができる。

また、前記窓ガラスは、単層ガラスとしてもよい。

このように構成した場合には、相対的にシール材充填部の奥行き方向の長さが拡張されることとなる単層ガラスを用いた形態に好適な窓部取付構造を提供することができる。

本発明によれば、簡易な構成にて、シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止することができる鉄道車両用側扉の窓部取付構造を容易に実現することができる。

本発明に係る鉄道車両用側扉の構成を示す模式図であり、（ａ）は車内側から見た正面図、（ｂ）は側面図である。 第１の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造を説明するための模式的拡大図である。 第１の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の変形例を説明するための模式的拡大図である。 第２の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造を説明するための模式的拡大図である。 第２の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の変形例を説明するための模式的拡大図である。

＜第１の実施形態＞
以下に、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１は本発明の側扉の窓部取付構造が適用される側扉の構成を示す模式図であり、図２は本発明の第１の実施形態に係る窓部取付構造を拡大して示す模式図である。また、図３は本発明の第１の実施形態に係る窓部取付構造の変形例を拡大して示す模式図である。

図１に模式的に示すように、鉄道車両用側扉は、鉄道車両（車体）の出入口に設けられ、不図示の戸袋に出入りして出入口を開閉するものであり、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造は、かかる側扉に嵌めこまれた窓ガラスの取付構造に適用されるものである。

扉本体１０は、車内側及び車外側にそれぞれ立設されて対向する一対のアルミニウム等の金属で形成された側板１０ａ,１０ｂ間に、芯材１０ｃが介装されており、車内側の側板１０ａの上部には窓ガラス２０が嵌め込まれる開口部１５が形成されている。

扉本体１０の開口部１５には、その周囲に、窓ガラス２０の外周部を支持して保持する窓枠３０が配設されており、この窓枠３０の内側に弾性部材等を介して窓ガラス２０が嵌め込まれる（取り付けられる）ようになっている。なお、本実施の形態において、扉本体１０の厚さは、例えば、２５ｍｍであるのに対し、窓ガラス２０の厚さは、５〜１５ｍｍであり、当該窓ガラス２０は、扉本体１０の厚さ方向に沿って、車内側に寄せて取り付けられている。

図２に模式的に示すように、窓枠３０は、窓ガラス２０の端部に対応する領域が階段状に形成されており、この階段状に形成された窓枠３０の窓ガラス２０の近傍には、窓ガラス２０との間に介装される弾性支持部材が配置される断面矩形状の空間である支持体収容部３０Ｓが形成されていると共に、当該支持体収容部３０Ｓ及び窓枠３０の内周側には、水密性のシール材７０が充填されるシール材充填部７０Ｓ（断面が車外側から車内側に向かって裾広がりの台形状）が形成されている。

なお、本実施の形態において、車内側の側板１０ａは、支持体収容部３０Ｓの外周端まで延在するのに対し、車外側の側板１０ｂは、窓枠３０を高さ方向に超えて内周側に突設しており、それぞれ支持体収容部３０Ｓ及びシール材充填部７０Ｓの外縁を区画形成している。

支持体収容部３０Ｓには、窓ガラス２０の高さ方向端部が進入していると共に、当該端部（外周端部）を高さ方向に支持する支持部材であるセッティングブロック４０が窓枠３０との間に介装されている。同様に、窓ガラス２０の厚さ方向（奥行き方向）には、窓枠３０との間に、窓ガラス２０を厚さ方向（奥行き方向）に保持（支持）する弾性部材であるバックアップブロック５０（本発明の弾性支持部材に相当）が介装されている。

本実施の形態において、窓ガラス２０は、単一の板ガラスから形成された単層ガラスでもよいし、板ガラスを重ねあわせた複層ガラスでもよい。なお、複層ガラスとしては、例えば、対向する一対のガラス板の間に断熱材を介装したものや、断熱ガス等を充填したものでもよい。

また、窓枠３０は、アルミニウムやステンレス等の金属体（剛体）で形成することができる。

セッティングブロック４０は、硬質塩化ビニルやゴム等で形成することができる。一方、バックアップブロック５０は、クロロプレンゴム等の弾性体にて形成することができる。

そして、本実施の形態において、バックアップブロック５０を配置した状態で、バックアップブロック５０の内周側端面５００と、窓枠３０の内周側端面３００とは、その高さが一致するように形成されている。さらに、バックアップブロック５０及び窓枠３０の内周側には、窓ガラス２０と車外側の側板１０ｂの突出部１０ｔに渡って、シール材７０が充填されるシール材充填部７０Ｓが、その高さ方向に沿った断面が車外側から車内側に向かって裾広がりの台形状に形成されている。

言い換えれば、バックアップブロック５０の内周側端面５００と窓枠３０の内周側端面３００とは面一になるように形成されており、これによりシール材充填部７０Ｓの外周側端面７００は、バックアップブロック５０及び窓枠３０に跨って（渡って）平坦な面となるように形成されている。

このように構成された窓ガラスの取付構造によれば、シール材充填部７０Ｓの外周側端面がバックアップブロック５０と窓枠３０とに跨って平坦に形成されているので、シール材充填部７０Ｓの領域内に何ら角部（領域内に向かって突出する部材）が存在せず、シール材７０を充填する際に、当該シール材７０をシール材充填部７０Ｓ内に隙間なく円滑に充填することができ、いわゆるシール材の鬆の発生を未然に防止することができる。併せて、シール材の形状に偏りがなく荷重をシール材全体で受けることとなるので、厚さ方向（奥行き方向）に付与される繰り返し荷重による応力集中（局所的・偏在的な応力）の発生を抑制することができる。

また、窓ガラス２０を交換する際には、シール材充填部７０Ｓ内のシール材７０全体を一括して側板１０ｂや窓枠３０等に沿って容易に切り取る（切除する）ことができ、充填部７０Ｓ内にシール材７０を残存させることなくシール材７０の一括交換（全交換）を容易に行うことができる。これにより、窓ガラス２０を交換した後の新旧のシール材の接合等を要することなく、交換保守作業等における作業性、施工信頼性の向上に寄与することができる。

なお、本実施の形態において、少なくともバックアップブロック５０の奥行き方向の長さｗ１は、面一の連接面として形成される窓枠３０の奥行き方向の長さｗ２よりも短いことが好ましい（ｗ１＜ｗ２）。

これにより、弾性体であるバックアップブロック５０を剛体（金属体）である窓枠３０よりも長く形成した場合に比し、窓ガラス２０の保持を、剛性の高い（経年変化の少ない）窓枠３０にて主に担うことができ、窓ガラス２０の保持力を経年的に安定して維持することが可能となる。

さらに、窓ガラス２０の保持力を補強するという観点からは、ガラス押え部材と共に、扉本体１０、窓ガラス２０、窓枠３０を、厚さ方向にボルト締めすることにより締結してもよい。

具体的には、変形例として図３に模式的に示すように、窓枠３０の車内側（側板１０ａと対向する側）に凹部３０ｄを設け、対応する車内側の側板１０ａに凸部１０ｄを形成せしめ、この車内側の側板１０ａの凸部１０ｄと車内側の窓枠３０の凹部３０ｄとを嵌め合うように形成する。そして、車内側の側板１０ａと窓枠３０とを嵌め合わせた状態で、窓ガラス２０を車内側から押さえる鍔部６０ｆを有するガラス押え部材６０と共に、厚さ方向にボルト５５にて締結することにより、扉本体１０、窓ガラス２０、窓枠３０を一体的に結合するように構成してもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の別の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図４は本発明の第２の実施形態に係る窓部取付構造を拡大して示す模式図であり、図５は本発明の第２の実施形態に係る窓部取付構造の変形例を拡大して示す模式図である。

本実施の形態は、シール材充填部７０Ｓの奥行き方向が拡張された場合の、車外側の側板１０ｂとの接合強度の補強等を考慮して、窓枠３０の車外側端部（奥行き方向端部）の形状を変更したものであり、先の実施形態と同様な機能を有する部材には同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。

一般的に、シール材充填部７０Ｓの高さ（突出部１０ｔの長さ）と、幅（奥行き方向の長さ）とは、シール材７０の防水性能等の経年特性の変化を考慮すると、ほぼ均等（高さ≒幅）な略正方形の断面形状であることが好ましい。

しかしながら、窓ガラス２０として、例えば、極薄の単層ガラス等を用いた場合には、相対的にシール材充填部７０Ｓの幅が拡張してしまう（横長となる）ため、シール材７０の経年変化（シール材充填部７０Ｓの形状に伴う経年的な歪みの偏在）を考慮すると、シール材充填部７０Ｓと車外側側板１０ｂとの接合強度を補強しておくことが好ましい。

上記のような補強が必要な形態としては、図４に模式的に示すように、窓ガラス２０の厚さをＧＴとし、側扉本体１０の厚さをＤＴとした場合、少なくともＧＴ／ＤＴ≦１／２であることが本発明者らの検討により判明した。

そこで、本実施の形態では、上記のような極薄の単層ガラス等を窓ガラス２０として採用した場合に、シール材充填部７０Ｓと車外側側板１０ｂとの接合強度を補強するために、窓枠３０の車外側端部（シール材充填部７０Ｓの車外側端部）近傍に傾斜面３１０を形成している（図４参照）。なお、本実施の形態において、シール材充填部７０Ｓの外周側の平坦面は、シール材充填部７０Ｓの奥行き方向中間部を超えて、車外側に延在するように形成されている。

上記傾斜面３１０は、車外側に向かって立ち上がる（車外側に向かって内周側に傾斜する）直線形状、若しくは、シール材充填部７０Ｓから見て、外周側に凸となる円弧状であることが好ましい。

また、傾斜面３１０の立ち上がり角度θは、３０°≦θ≦６０°であることが好ましい。

このように形成した窓枠３０においては、その傾斜面３１０により、シール材充填部７０Ｓの領域内における断面積の急激な変化による応力集中等を未然に防止すると共に、シール材充填部７０Ｓと側板１０ｂとの接合を経年的に安定して維持することができる。

なお、窓枠３０の製作容易性という観点からは、図５に変形例として示すように、窓枠３０の傾斜面３１０の車外側端部に、車外側の側板１０ｂに沿って高さ方向に延在する突出部３１０ｔをさらに設けても良い。

これにより、窓枠３０の加工が容易となり、生産性の向上によるコストダウンに寄与することができる。

また、本実施の形態は、相対的にシール材充填部７０Ｓの奥行き方向の長さが拡張されることとなる（ＧＴ／ＤＴ≦１／２）ような、薄板単層ガラス（例えば、厚さ５ｍｍ〜１２ｍｍ、より好適には、５ｍｍ〜７ｍｍ）を用いた形態に適用されることが好ましい。

さらに、本実施の形態においても、先の実施の形態と同様に、窓ガラス２０の保持力を経年的に安定して維持するという観点からは、バックアップブロック５０の奥行き方向の長さｗ１は、面一の連接面として形成される窓枠３０の奥行き方向の長さｗ２よりも短いことが好ましい（ｗ１＜ｗ２：図２参照）。

以上説明したように、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造によれば、シール材の形状に偏りがなく、特に、シール材充填部７０Ｓの底面（外周側端面）が平坦となるので、突起部等の存在がある構成に比し、いわゆるシール材の鬆の発生を未然に防止して、シール材７０を隙間なく確実に充填することができ、これにより、経年的なシール性を安定して確保することができる。また、例えば、窓ガラス２０に対し、車内側（例えば、満員の乗客等による荷重）や車外側（例えば、風圧等による荷重）から繰り返し荷重が印加された場合等でも、応力集中を抑制することができ、窓ガラス２０の保持力やシール強度を経年的に安定して維持することができる。さらに、窓ガラス２０を交換する際には、シール材７０を容易に全交換することができるので、交換後の新旧のシール材の接合等を要することなく、交換保守作業における作業性、施工信頼性の向上に寄与することができる。

なお、本発明の技術的範囲は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。例えば、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造は、鉄道車両用のみならず、他の車両用の窓部取付構造にも適用可能であり、また、各実施の形態はそれぞれ単独で実施しても良いし組み合わせて実施しても良い。

１０：扉本体、１０ａ：車内側側板、１０ｂ：車外側側板、１０ｃ：芯材、１０ｄ：凸部、１０ｔ：突出部、１５：開口部、２０：窓ガラス、３０：窓枠、３０ｄ：凹部、３０Ｓ：支持体収容部、４０：セッティングブロック、５０：バックアップブロック、５００：バックアップブロック内周側端面、５５：ボルト、６０：ガラス押え部材、６０ｆ：鍔部、７０：シール材、７０Ｓ：シール材充填部、３００：窓枠内周側端面、３１０：傾斜面、３１０ｔ：突出部、７００：シール材充填部外周端面、ＤＴ：側扉本体の厚さ、ＧＴ：窓ガラスの厚さ

Claims (7)

1. 鉄道車両の出入り口に設けられ、戸袋に出入りして出入り口を開閉する側扉において、
   窓ガラスが取り付けられる開口部が形成された側扉本体と、
   前記開口部に取り付けられて前記窓ガラスの周囲を支持する金属製の窓枠と
   を備え、
   前記窓ガラスと前記窓枠との間には、窓ガラスを支持する弾性支持部材が配置される支持体収容部が形成されていると共に、当該支持体収容部の内周側には、奥行き方向に沿って、水密性のシール材が充填されるシール材充填部が形成されており、
   前記シール材充填部の外周側端面は、前記弾性支持部材と前記窓枠とに跨って、平坦に形成されていることを特徴とする鉄道車両用側扉の窓部取付構造。
2. 前記窓枠は、前記窓ガラスの外周端部近傍の領域において階段状に形成されており、前記弾性支持部材は、その内周側端面が前記窓枠の内周側端面と面一となるように、前記支持体収容部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。
3. 奥行き方向に沿って、前記窓枠の車外側の端部には、内周側に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。
4. 前記傾斜面の車外側の端部には、高さ方向に延在する突出部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。
5. 前記窓ガラスの厚さをＧＴ、前記側扉本体の厚さをＤＴとした場合、ＧＴ／ＤＴ≦１／２であることを特徴とする請求項３又は４に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。
6. 前記弾性支持部材の奥行き方向の長さは、面一の連接面として形成される窓枠の奥行方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。
7. 前記窓ガラスは、単層ガラスであることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

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