JP6682240B2 - 鉄道車両用ブロック結合構造及びそれを用いた鉄道車両用構体 - Google Patents

Description

本発明は、窓開口部を形成された外板を有する複数の窓ブロックと、外板より板厚が厚い入口フレームによって入口開口部が形成された複数の側入口ブロックと、窓ブロックと側入口ブロックとを結合する結合部材とを有する鉄道車両用ブロック結合構造及びそれを用いた鉄道車両用構体に関する。

鉄道車両は、一対の側構体の上部に屋根構体を接合し、下部に台枠を接合し、前後端部に妻構体を接合することにより、車両が箱形に設けられている。車体は、例えば、車体長が約２０ｍ、車体幅が約３ｍ、車体高さが約２．５ｍと大きい。そのため、側構体は、分割された複数のブロックを結合することにより組み立てられる。

図１０に、側構体１００の側面図を示す。側構体１００は、２組の車端窓ブロック１１０と中間窓ブロック１２０、そして各窓ブロック１１０，１２０の間に位置する３組の側入口ブロック１３０によって構成されている。各ブロック１１０，１２０，１３０は、ステンレス製の外板の裏面に骨部材が接合されている。図１１に、図１０のＤ−Ｄ断面に対応する第１従来例の鉄道車両用ブロック結合構造１４０の断面図を示す。

例えば、図１１に示すように、側入口ブロック１３０の入口フレーム１３１は、中間窓ブロック１２０の外板１２１の表面に重ねられて接合される。外板１２１の内側には、縦骨１２２のほか不図示の横骨が接合されている。縦骨１２２は、断面がコの字に折り曲げられたチャンネル部１２２ａと、その両側に張り出したフランジ部１２２ｂが連続したハット形状をしている（特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

図１１に示すような鉄道車両用ブロック結合構造１４０は、外板１２１と入口フレーム１３１の結合部分に必ず段差１５０が生じ、入口開口部１３０ａ付近の見栄えが良くない。
また、近年、図１２に示すように、広告宣伝や路線等を印刷したフィルム１７０が鉄道車両の側構体に貼られている。転落防止柵１６０をホームに設置する駅があるので、フィルム１７０は、転落防止柵１６０越しに視認できるように、入口開口部１３０ａ上方に貼られる。ところが、図１１に示す鉄道車両用ブロック結合構造１４０を備える側構体は、フィルム１７０を前側車端部から後側車端部まで連続して貼ると、段差１５０の部分に皺が寄りやすい。そのため、作業者は、段差１５０にフィルム１７０を切断して貼着しなければならず、作業性が悪かった。また、鉄道車両を洗車する場合には、洗車ブラシがフィルム１７０の切断部分１７０ａに当たってフィルム１７０を捲り挙げてしまい、フィルム１７０が剥がれやすかった。

この点、例えば特許文献４には、ブロック結合部分の段差を抑制できる鉄道車両用ブロック結合構造が開示されている。そこに開示される第２〜第４従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２２０，２３０，２４０の断面図を、図１０のＤ−Ｄ断面に対応するように図１３〜図１５に示す。

図１３に示す第２従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２２０では、外板１２１の端部に縦骨１２２のフランジ部１２２ｂを重ね合わせ、外板１２１とフランジ部１２２ｂを合わせた厚さが入口フレーム１３１の板厚と同じにする。これにより、外板１２１と入口フレーム１３１の表面同士が同じ位置に揃えられるので、フランジ部１２２ｂと入口フレーム１３１の裏側に板状の結合部材２２１を両板に跨いで接合する。そして、外板１２１と入口フレーム１３１との間の隙間に詰部材２２２を施して平滑化する。

図１４に示す第３従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２３０では、フランジ部１２２ｂを重ね合わされた外板１２１と入口フレーム２３１との表面が揃うように入口フレーム２３１の端部を凹ませて段差部２３１ａを形成する。そして、入口フレーム２３１をフランジ部１２２ｂの裏側に重ね合わせて接合し、外板１２１と入口フレーム２３１の間に形成された隙間に詰部材２２２を施して平滑化する。

図１５に示す第４従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２４０では、外板２４１と入口フレーム１３１の肉厚差に応じて外板２４１に段差部２４１ａを形成する。外板２４１を入口フレーム１３１の裏側に重ね合わせると、外板２４１と入口フレーム１３１の表面が同じ位置に揃えられるので、外板２４１と入口フレーム１３１を接合し、外板２４１と入口フレーム１３１の間の隙間を詰部材２２２で塞いで平滑化する。そして、縦骨２４２は、フランジ部２４２ａ，２４２ｂを外板２４１の裏側に重ね合わせて接合される。

特開２０１０−０１２８６３号公報 特開２００５−２３９０２９号公報 特開２００７−０５０７４０号公報 特開２０１５−０２０７２９号公報

しかしながら、上記第２〜第４従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２２０，２３０，２４０には、以下の問題があった。
図１３に示す第２従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２２０は、結合部材２２１が平らな板であるため、外板１２１とフランジ部１２２ｂを重ねた厚さが入口フレーム１３１の厚さと同じになるように、外板１２１と縦骨１２２と入口フレーム１３１の板厚を調整する必要があった。しかし、外板１２１や縦骨１２２の板厚は、せん断力等に対する強度を確保するように設定される。また、入口フレーム１３１の板厚は、開閉扉の支持等に必要な強度を確保するように設定される。よって、外板１２１と縦骨１２２の板厚の和が入口フレーム１３１の板厚と同じになるように各々の板厚を調整するのは、困難であった。

また、図１４に示す第３従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２３０は、入口フレーム２３１が、例えば縦幅約２．５ｍ、横幅約１．５ｍと大型なので、セギリ加工により段差部２３１ａが形成される。例えば、外板１２１の板厚が２ｍｍ、入口フレーム２３１の板厚が４ｍｍの場合、外板１２１と入口フレーム２３１との間に形成される隙間を極力狭くして見栄えを良くするには、段差部２３１ａの曲げ角を急にしなければならない。しかし、この曲げ角が急な段差部２３１ａをセギリ加工により形成すると、金型に過大な荷重が作用し、金型を破損させる恐れがあった。

また、図１５に示す第４従来例の鉄道車両用ブロック結合構造２４０は、外板２４１と入口フレーム１３１を直接接合するので、寸法公差を調整するように入口フレーム１３１を外板２４１に対して位置合わせしにくかった。

本願発明は、上記課題を解決すべく、ブロック間の段差を抑制するように簡単にブロック同士を結合できる鉄道車両用ブロック結合構造及びそれを用いた鉄道車両用構体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、本発明の一態様は、窓開口部を形成された外板を有する窓ブロックと、前記外板より板厚が厚い入口フレームによって入口開口部が形成された側入口ブロックと、前記窓ブロックと前記側入口ブロックとを結合する結合部材とを有する鉄道車両用ブロック結合構造において、前記結合部材は、前記外板の構体内側に位置する面に接合される第１接合部と、前記入口フレームの構体内側に位置する面に接合される第２接合部と、前記第１接合部と前記第２接合部との間に、前記外板の板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさで設けられた段差部とを有し、前記段差部の曲げ角に関係なく前記外板と前記入口フレームとを近づけて隙間を極力小さくすると共に前記外板と前記入口フレームの表面を同じ位置に揃えた状態で前記窓ブロックと前記側入口ブロックとを結合されるので、前記外板と前記入口フレームとが結合する結合部分の見栄えが良いこと、を特徴とする。
窓開口部を形成された外板を有する窓ブロックと、前記外板より板厚が厚い入口フレームによって入口開口部が形成された側入口ブロックと、前記窓ブロックと前記側入口ブロックとを結合する結合部材と、前記外板の構体内側に位置する面に接合する縦骨と、を有する鉄道車両用ブロック結合構造において、前記結合部材は、前記外板の構体内側に位置する面に接合される第１接合部と、前記入口フレームの構体内側に位置する面に接合される第２接合部と、前記第１接合部と前記第２接合部との間に、前記外板の板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさで設けられた段差部とを有し、前記縦骨は、断面がコの字形に折り曲げられたチャンネル部と、前記チャンネル部の両側に連続して張り出した入口側フランジ部及び窓側フランジ部と、を備えるハット形状をしたものであり、 前記入口側フランジ部が、前記結合部材の前記段差部の段差と、前記第２接合部の板厚とを足した分だけ、前記窓側フランジ部より車体内側にずれて設けられ、前記結合部材は、前記第１接合部が前記外板の構体内側に位置する面に接合され、前記第２接合部が前記入口フレームの構体内側に位置する面に接合されることにより、前記外板と前記入口フレームの表面を同じ位置に揃えた状態で前記窓ブロックと前記側入口ブロックとを結合しており、前記縦骨は、前記入口側フランジ部が前記結合部材の前記第２接合部に重ねて接合され、前記窓側フランジ部が前記外板に重ねて接合されていること、を特徴とする。

上記構成では、結合部材の第１及び第２接合部を外板と入口フレームの車体内側に位置する面に接合すると、外板と入口フレームの板厚の差分が結合部材の段差部によって解消され、外板と入口フレームの表面を同じ位置に揃えた状態で窓ブロックと側入口ブロックとを結合できる。そのため、窓ブロックや側入口ブロックを結合部材に関係なく自由に設計できる。また、外板の板厚と入口フレームの板厚との差分が大きい場合でも、セギリ加工により緩やかな曲げ角の段差部を結合部材に無理なく形成し、金型の破損を防止できる。この場合でも、窓ブロックと側入口ブロックは、外板と入口フレームが結合部材の第１及び第２接合部に当接していれば、段差部の曲げ角に関係なく外板と入口フレームとを近づけて隙間を極力小さくすると共に外板と入口フレームの表面を同じ位置に揃えた状態で、結合されるので、結合部分の見栄えが良い。更に、外板及び入口フレームと別の結合部材に段差部を設けるので、窓ブロック及び側入口ブロックの寸法公差を調整するように外板と入口フレームとを位置合わせしやすい。

上記構成を有する鉄道車両用ブロック結合構造において、前記外板は、屋根構体に接合される上底部の車長方向長さが、台枠に接合される下底部の車長方向長さより長い台形形状に設けられていること、が好ましい。

上記構成では、構体に設けるキャンバに合わせて外板の上底部と下底部の車長方向長さを調整し、外板を台形形状に形成すれば、入口フレームと外板との間に形成される隙間を極力小さくして、見栄えを良くできる。

上記構成を有する鉄道車両用ブロック結合構造において、前記入口フレームと前記外板が、ステンレス鋼により形成され、ブレージングにより接合されていることが好ましい。

上記構成では、ステンレス鋼により形成された入口フレームと外板とをブレージングにより結合するので、入口フレーム及び外板と同色のろう材で入口フレームと外板との間の隙間を埋め、入口付近の見栄えを良くできる。また、入口フレームと外板との結合部分に水密シールを施す必要がなくなり、製造コストや維持費を軽減できる。

上記構成を有する鉄道車両用ブロック結合構造において、前記外板は、車体高さ方向に分割され、第１パネルと、前記第１パネルより板厚が厚い第２パネルとを有すること、前記結合部材は、前記第１パネルの板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさの第１段差部と、前記第２パネルの板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさの第２段差部とを有すること、が好ましい。
尚、外板の分割数は、２分割に限定されず、３分割以上であっても良い。

上記構成では、例えば、外板が、窓開口部を形成されない第１パネルと、窓開口部を形成された第２パネルとに分割される。第２パネルは、せん断力がかかりやすいため、板厚が第１パネルの板厚より厚くされる。このように、外板を車体高さ方向に分割した第１パネルと第２パネルの板厚を車両走行時に作用するせん断力等に応じて変えることにより、車両軽量化と車体強度確保の要請を実現できる。第１及び第２パネルと入口フレームと別に結合部材を設けているので、寸法公差を調整したりキャンバを設けるように入口フレームと第１及び第２パネルとを位置合わせしやすい。また、結合部材は、第１パネルの板厚と入口フレームの板厚との差分と同じ大きさの第１段差部と、第２パネルの板厚と入口フレームの板厚との差分と同じ大きさの第２段差部を設けられているので、板厚が異なる第１及び第２パネルの表面を入口フレームの表面と同じ位置に揃えやすい。

本発明の他の態様によれば、上記何れかに記載する鉄道車両用ブロック結合構造により、複数に分割されたブロック同士が結合されていることを特徴とする鉄道車両用構体である。

これによれば、複数に分割されたブロック同士を結合する鉄道車両用構体の表面全体が面一になり、見栄えが良い。

よって、本発明によれば、ブロック間の段差を抑制するように簡単にブロック同士を結合できる鉄道車両用ブロック結合構造及びそれを用いた鉄道車両用構体を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 車体の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る側構体の分解図である。 本発明の第２実施形態に係る側構体の一部を示す図である。 図４のＡ−Ａ断面に対応する第２実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る側構体の側面図である。 図６に示す側構体の分解図である。 図６のＢ−Ｂ断面に対応する第３実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 図６のＣ−Ｃ断面に対応する第３実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 側構体の側面図である。 図１０のＤ−Ｄ断面に対応する第１従来例の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 閉じた状態の転落防止柵から見た側構体を示す図である。 図１０のＤ−Ｄ断面に対応する第２従来例の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 図１０のＤ−Ｄ断面に対応する第３従来例の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。 図１０のＤ−Ｄ断面に対応する第４従来例の鉄道車両用ブロック結合構造の断面図である。

次に、本発明に係る鉄道車両用ブロック結合構造及びそれを用いた鉄道車両用構体の実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。

＜第１実施形態＞
図２に、車体１の外観斜視図を示す。鉄道車両の車体１は、一対の側構体２（鉄道車両用構体の一例）の上部に屋根構体３を連結し、下部に台枠４を連結し、前後端部に妻構体５を連結することにより、箱形に形成される。車体１は、各構体２〜５が耐腐食性があって強度が高いステンレス鋼で形成されている。車体１の側構体２は、車端窓６と中間窓７が窓開口部２ｂに取り付けられ、開閉扉８が入口開口部２ａに開閉可能に取り付けられている。側構体２は、入口開口部２ａの上部に、広告宣伝や路線等を示すフィルム９を貼着されている。

図３に、側構体２の分解図を示す。側構体２は、車長方向に分割した複数のブロックで構成される。すなわち、側構体２は、窓開口部２ｂを形成された車端窓ブロック２１，２１と中間窓ブロック２２，２２が各２組と、そして各窓ブロック２１，２２の間に位置する３組の側入口ブロック２３によって構成されている。各ブロックは、外板の車体内側に位置する面（裏面）に縦骨を接合したものである。各窓ブロック２１，２２と側入口ブロック２３は結合部材３１を介して結合される。ここで、図１は、図１０と同じ位置（図１０のＤ−Ｄ断面）で示した断面図であり、本発明の第１実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造３０（以下「ブロック結合構造３０」と略記する。）を示す。

側入口ブロック２３は、入口開口部２ａ周縁に断面が略Ｌ字形の入口フレーム３２が設けられている。側入口ブロック２３は、入口フレーム３２が中間窓ブロック２２の外板３３に対して直接接合するのではなく、結合部材３１を介して接合されている。すなわち、結合部材３１が入口フレーム３２と外板３３の車体内側（裏側）にあって両板を跨いで裏面３２ｂ，３３ｂに接合されている。結合部材３１と入口フレーム３２と外板３３は、耐腐食性があって強度が高いステンレス鋼で設けられている。

入口フレーム３２の板厚Ｗ１は外板３３の板厚Ｗ２より厚く設けられている。結合部材３１は、所定幅のリボン形状をした板材にセギリ加工や機械加工などを施して、長手方向に沿って段差部３１ａを設けた段付板状部材である。結合部材３１は、段差部３１ａが入口フレーム３２の板厚Ｗ１と外板３３の板厚Ｗ２との差分Ｗ３と同じ大きさに設けられている。そのため、結合部材３１は、入口フレーム３２に接合する入口側端部３１ｂ（第２接合部の一例）と、外板３３に接合する窓側端部３１ｃ（第１接合部の一例）とが、板厚方向に差分Ｗ３だけずれて設けられ、入口フレーム３２と外板３３の表面３２ａ，３３ａを同じ位置に揃えることができる。接合にはスポット溶接やアーク溶接の他、レーザ溶接などがある。ただ、外板３３と入口フレーム３２は、その間に形成される隙間３５を極めて狭くするように配置されるため、溶接時の誤差が少ないレーザ溶接を使用することが好ましい。

中間窓ブロック２２の縦骨３４は、結合部材３１と外板３３に接合されている。縦骨３４は、断面がコの字に折り曲げられたチャンネル部３４ａと、その両側に連続して張り出して設けられた入口側フランジ部３４ｂ及び窓側フランジ部３４ｃとを備えるハット形状をしたものである。縦骨３４は、入口側フランジ部３４ｂが、結合部材３１の段差部３１ａの段差（差分Ｗ３）と入口側端部３１ｂの板厚Ｗ４を足した分だけ、窓側フランジ部３４ｃよりずれて設けられている。縦骨３４は、入口側フランジ部３４ｂが結合部材３１の入口側端部３１ｂに重ねられて接合され、窓側フランジ部３４ｃが外板３３に重ねられて接合されている。そのため、縦骨３４に寸法公差があっても、その寸法公差が結合部材３１を介して結合される入口フレーム３２と外板３３の配置に影響しない。

本実施形態では、入口フレーム３２の板厚Ｗ１が４ｍｍ、外板３３の板厚Ｗ２が２ｍｍである。結合部材３１は、長方形状に形成された厚さ４ｍｍのステンレス鋼板の長手方向一端部（窓側端部３１ｃになる端部）をセギリ加工の金型にセットし、金型に所定の荷重を板厚方向に加えると、金型に挟まれた部分の材料を延ばしながらステンレス鋼板が変形し、入口フレーム３２の板厚Ｗ１と外板３３の板厚Ｗ２との差分Ｗ３と同じ２ｍｍの大きさで段差部３１ａが設けられる。このように製作された結合部材３１は、入口側端部３１ｂがセギリ加工時に金型に加圧されないので、入口側端部３１ｂの厚みを管理しやすい。そのため、入口フレーム３２と外板３３とを結合部材３１を介して接合した後に縦骨３４を入口フレーム３２と外板３３に適切に接合できる。

結合部材３１に接合する入口フレーム３２と外板３３は、表面３２ａ，３３ａ同士が同じ位置に揃えられている。外板３３と入口フレーム３２との間には隙間３５が溝状に形成される。その隙間３５は、樹脂を充填されて水密シールを施されると共に、表面を入口フレーム３２と外板３３の両表面３２ａ，３３ａに合わせて平滑にされ、平滑部材３６が配置される。尚、平滑部材３６は、ブレージングにより配置しても良い。

＜ブロック結合方法＞
中間窓ブロック２２と側入口ブロック２３との結合を例に挙げて、ブロック結合方法を説明する。
中間窓ブロック２２を製作する場合に、中間窓ブロック２２の外板３３のうち車長方向端部の裏面３３ｂに結合部材３１の窓側端部３１ｃを重ねて接合する。これにより、結合部材３１は、ブロック同士を結合する作業の前に中間窓ブロック２２に取り付けられる。

中間窓ブロック２２と側入口ブロック２３を結合する場合には、中間窓ブロック２２の外板３３に接合された結合部材３１の入口側端部３１ｂを入口フレーム３２の裏面３２ｂに重ねると共に、外板３３と入口フレーム３２を寸法公差を解消するように近づけて隙間３５を極力小さくした状態で、入口側端部３１ｂと入口フレーム３２とを接合する。先に結合部材３１を外板３３に取り付けてあるため、ブロック結合時には、入口側端部３１ｂと入口フレーム３２だけを接合すれば良く、接合作業が簡素化される。

その後、入口フレーム３２と外板３３との間の隙間３５に平滑部材３６を配置し、平滑部材３６の表面を入口フレーム３２及び外板３３の表面３２ａ，３３ａの位置に合わせて平滑化する。

＜作用効果＞
以上説明した第１実施形態のブロック結合構造３０では、結合部材３１の窓側端部３１ｃと入口側端部３１ｂを外板３３と入口フレーム３２の車体内側に位置する面（裏面）３３ｂ，３２ｂに接合すると、外板３３と入口フレーム３２の板厚の差分Ｗ３が結合部材３１の段差部３１ａによって解消され、外板３３と入口フレーム３２の表面３３ａ，３２ａを同じ位置に揃えた状態で中間窓ブロック２２（又は車端窓ブロック２１）と側入口ブロック２３とを結合できる。そのため、窓ブロック２２や側入口ブロック２３を結合部材３１に関係なく自由に設計できる。また、外板３３の板厚Ｗ２と入口フレーム３２の板厚Ｗ１との差分Ｗ３が大きい場合でも、セギリ加工により緩やかな曲げ角の段差部３１ａを結合部材３１に無理なく形成し、金型の破損を防止できる。この場合でも、窓ブロック２２と側入口ブロック２３は、外板３３と入口フレーム３２が結合部材３１の窓側端部３１ｃと入口側端部３１ｂに当接していれば、段差部３１ａの曲げ角に関係なく外板３３と入口フレーム３２とを近づけて隙間３５を極力小さくすると共に外板３３と入口フレーム３２の表面３３ａ，３２ａを同じ位置に揃えた状態で、結合されるので、結合部分の見栄えが良い。更に、外板３３及び入口フレーム３２と別の結合部材３１に段差部３１ａを設けるので、窓ブロック２２及び側入口ブロック２３の寸法公差を調整するように外板３３と入口フレーム３２とを位置合わせしやすい。

また、第１実施形態の側構体２は、複数に分割されたブロック２１，２２，２３同士をブロック結合構造３０により結合するので、表面全体が面一になり、見栄えが良い。また、側構体２は、図２に示すように、入口開口部２ａの上部にフィルム９を前側端部から後側端部まで皺が寄らないように連続して貼着でき、フィルム貼着作業を効率良く行える。また、ブロック結合部分でフィルム９が切断されていないので、洗車時にフィルム９が洗車ブラシによって捲り上げられにくく、フィルム９の良好な貼着状態を長期間維持できる。

よって、第１実施形態によれば、ブロック間の段差を抑制するように簡単にブロック同士を結合できるブロック結合構造３０及びそれを用いた側構体２を提供できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。図４に、本発明の第２実施形態に係る側構体４１（鉄道車両用構体の一例）の一部を示す。図５に、図４のＡ−Ａ断面に対応する第２実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造４０（以下「ブロック結合構造４０」と略記する。）を示す。
第２実施形態のブロック結合構造４０及び側構体４１は、外板４３の形状を除き、第１実施形態のブロック結合構造３０及び側構体２と同様に構成されている。ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点は図面と説明に第１実施形態と同じ符号を使用し、適宜説明を省略する。尚、以下の説明では、中間窓ブロック４２と側入口ブロック２３とを結合する場合を例に挙げて説明するが、車端窓ブロックと側入口ブロックとの結合も同様であることは言うまでもない。

中間窓ブロック４２の外板４３は、屋根構体３に接合する上底部４３ｃと台枠４に接合する下底部４３ｄとが平行で、上底部４３ｃの車長方向長さＬ１が下底部４３ｄの車長方向長さＬ２より長い台形形状をなす。外板４３は、下底部４３ｄの両端の底角が等しくなるように、車長方向両端部に位置する脚部４３ｅ，４３ｆが設けられている。尚、下底部４３ｄの両端に位置する底角は、キャンバの設定に応じて任意に調整できる。また、例えば、下底部の両端に位置する底角は異なっていても良い。

図５に示すように、結合部材３１は、入口フレーム３２と外板４３との板厚の差分と同じ大きさで段差部３１ａが設けられている。よって、側入口ブロック２３と中間窓ブロック４２は、結合部材３１の入口側端部３１ｂと窓側端部３１ｃを入口フレーム３２と外板４３の裏面３２ｂ，４３ｂに重ねて接合すると、入口フレーム３２と外板４３の表面３２ａ，４３ａが同じ位置に揃えられた状態で結合される。

ここで、外板４３は、結合部材３１が、段差部３１ａを脚部４３ｅに沿わせるように位置合わせされて接合される。また、外板４３は、脚部４３ｆ側についても同様に結合部材３１が位置合わせされる。よって、図４に示すように、中間窓ブロック４２は、その両側に側入口ブロック２３が所定のキャンバを有するように結合される。この場合、キャンバを設けるようにブロック４２，２３を結合しても、図５に示すように、外板４３と入口フレーム３２との間の隙間３５は、極小になる。そこで、外板４３と入口フレーム３２とをブレージングにより結合し、そのブレージング部分の表面を外板４３と入口フレーム３２の表面４３ａ，３２ａの位置に合わせて平滑化し、外板４３と入口フレーム３２との間に平滑部材４４を設ける。

以上説明した第２実施形態のブロック結合構造４０は、第１実施形態のブロック結合構造３０の作用効果に加え、側構体４１に設けるキャンバに合わせて外板４３の上底部４３ｃと下底部４３ｄの車長方向長さＬ１，Ｌ２を調整し、外板４３を台形形状に形成すれば、入口フレーム３２と外板４３との間に形成される隙間３５を極力小さくして、見栄えを良くできる。

また、ステンレス鋼により形成された入口フレーム３２と外板４３とをブレージングにより結合するので、入口フレーム３２及び外板４３と同色のろう材で入口フレーム３２と外板４３との間を埋め、入口付近の見栄えを良くできる。また、入口フレーム３２と外板４３との結合部分に水密シールを施す必要がなくなり、製造コストや維持費を軽減できる。

また、第２実施形態の側構体４１は、第１実施形態の側構体２の作用効果に加え、中間窓ブロック４２の底角によりキャンバが調整されるので、作業者が側構体４１の組立時にキャンバを調整してブロック同士を位置決めする手間を省くことができ、組立作業効率が良い。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図６に、本発明の第３実施形態に係る側構体５０（鉄道車両用構体の一例）の側面図を示す。図７に、図６に示す側構体５０の分解図を示す。図８に、図６のＢ−Ｂ断面に対応する第３実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造６５（以下「ブロック結合構造６５」と略記する。）の断面図を示す。図９に、図６のＣ−Ｃ断面に対応する第３実施形態のブロック結合構造６５の断面図を示す。
本実施形態のブロック結合構造６５及び側構体５０は、車端窓ブロック５９の外板５１と中間窓ブロック６０の外板５５と結合部材６１を分割している点が、第１実施形態と相違する。ここでは、第１実施形態と相違する点を中心に説明し、第１実施形態と共通する点については図面と説明に第１実施形態と同じ符号を使用し、説明を適宜省略する。

図６に示すように、側構体５０は、中間窓ブロック６０の外板５５が、車体高さ方向に分割され、窓開口部２ｂを形成された吹寄パネル５７（第２パネルの一例）と、吹寄パネル５７の上部と屋根構体３に接合される幕板パネル５６（第１パネルの一例）と、吹寄パネル５７の下部と台枠４に接合される腰板パネル５８とを備える。これと同様に、車端窓ブロック５９の外板５１も、幕板パネル５２と吹寄パネル５３と腰板パネル５４に分割されている。鉄道車両は、側構体５０の吹寄部にせん断力がかかりやすい。そこで、側構体５０は、吹寄パネル５３，５７の板厚Ｗ２２を、幕板パネル５２，５６及び腰板パネル５４，５８の板厚Ｗ２１より厚くしている。

図７に示すように、結合部材６１は、車端窓ブロック５９と中間窓ブロック６０の分割に対応して分割されている。すなわち、結合部材６１は、幕板パネル５２，５６に接合される上部結合部材６２と、吹寄パネル５３，５７に接合される中間結合部材６３と、腰板パネル５４，５８に接合される下部結合部材６４とに３分割されている。上部結合部材６２と中間結合部材６３と下部結合部材６４は、ブロック表面の位置を揃えるために必要な大きさで上部段差部６２ａ（第１段差部の一例）と中間段差部６３ａ（第２段差部の一例）と下部段差部（図示せず）がそれぞれ設けられている。

すなわち、図８に示すように、上部結合部材６２は、幕板パネル５６の板厚Ｗ２１と入口フレーム３２の板厚Ｗ１との差分Ｗ３１と同じ大きさの上部段差部６２ａが設けられている。また、図９に示すように、中間結合部材６３には、吹寄パネル５７の板厚Ｗ２２と入口フレーム３２の板厚Ｗ１との差分Ｗ３２と同じ大きさの中間段差部６３ａが設けられている。更に、下部結合部材６４には、腰板パネル５８の板厚と入口フレーム３２の板厚との差分と同じ大きさの下部段差部（図示せず）が設けられている。

本実施形態では、入口フレーム３２の板厚を４ｍｍ、吹寄パネル５３，５７の板厚Ｗ２２を３ｍｍ、幕板パネル５２，５６及び腰板パネル５４，５８の板厚Ｗ２１を１．５ｍｍとしている。そのため、中間段差部６３ａは、入口フレーム３２の板厚Ｗ１と吹寄パネル５３，５７の板厚Ｗ２２との差分Ｗ３２と同じ１ｍｍの大きさで設けられる。また、上部段差部６２ａ及び下部段差部（図示せず）は、入口フレーム３２の板厚Ｗ１と幕板パネル５２，５６及び腰板パネル５４，５８の板厚Ｗ２１との差分Ｗ３１と同じ２．５ｍｍの大きさで設けられている。

図８に示すように、上部結合部材６２は、入口側端部６２ｂ（第２接合部の一例）と窓側端部６２ｃ（第１接合部の一例）が入口フレーム３２と幕板パネル５６の裏面３２ｂ，５６ｂに重ねて接合されている。入口フレーム３２と幕板パネル５６は、それらの板厚Ｗ１，Ｗ２１の差分Ｗ３１が、上部結合部材６２の上部段差部６２ａによって解消され、表面３２ａ，５６ａが同じ位置に揃えられた状態で結合されている。入口フレーム３２と幕板パネル５６との間の隙間３５は平滑部材３６を配置されて平滑化されている。これと同様に、図９に示すように、入口フレーム３２と吹寄パネル５７も面一に結合される。更に、入口フレーム３２と腰板パネル５８も面一に結合される。よって、外板５５は、３分割されていても、入口フレーム３２に対して表面が面一になるように結合される。各パネル５６，５７，５８と入口フレーム３２との間に形成される隙間３５には、平滑部材３６が配置され、ブロック結合部分が面一にされている。

以上説明した第３実施形態のブロック結合構造６５では、例えば、窓開口部２ｂを形成されない幕板パネル５６及び腰板パネル５８と、窓開口部２ｂを形成された吹寄パネル５７とに分割される。吹寄パネル５７は、せん断力がかかりやすいため、板厚Ｗ２２が幕板パネル５６及び腰板パネル５８の板厚Ｗ２１より厚くされる。このように、外板５５を車体高さ方向に分割したパネル５６，５７，５８の板厚Ｗ２１，Ｗ２２を車両走行時に作用するせん断力等に応じて変えることにより、車両軽量化と車体強度確保の要請を実現できる。分割されたパネル５６，５７，５８と入口フレーム３２と別に結合部材６１を設けているので、寸法公差を調整したりキャンバを設けるように入口フレーム３２と分割されたパネル５６，５７，５８とを位置合わせしやすい。また、結合部材６１は、吹寄パネル５７の板厚Ｗ２２と入口フレーム３２の板厚Ｗ１との差分Ｗ３２と同じ大きさの中間段差部６３ａと、幕板パネル５６及び腰板パネル５８の板厚Ｗ２１と入口フレーム３２の板厚Ｗ１との差分Ｗ３１と同じ大きさの上部段差部６２ａ及び下部段差部を設けられているので、板厚が異なるパネル５６，５７，５８の表面５６ａ，５７ａを入口フレーム３２の表面３２ａと同じ位置に揃えやすい。

また、結合部材６１がパネル５６，５７，５８の分割位置に合わせて、上部結合部材６２と中間結合部材６３と下部結合部材６４に分割されているので、結合部材６１をパネル５６，５７，５８に取り付けやすい。また、分割した結合部材６２，６３，６４にそれぞれに適した段差部を形成しやすい。

以上、本発明に係る鉄道車両用ブロック結合構造及びそれを用いた鉄道車両用構体の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることなく様々な変更が可能である。
前記各実施形態では、車体表面を平滑にするため外板と入口フレームとの表面の位置を合わせるように構成されている。しかし、外板と入口フレームとの表面の位置を寸分違わぬように形成することは出来ないので、結合部材に設ける段差部の変形量は多少の誤差を許容するものである。
前記実施形態では、縦骨として断面がハット形のものを示して説明したが、断面がいわゆるＺ形をした骨部材などであってもよい。
前記実施形態では、結合部材３１の段差部３１ａをセギリ加工により設けたが、厚みの厚い板に切削等の機械加工を施すことにより結合部材３１の段差部３１ａを設けても良い。
前記実施形態では、側構体を構成するブロックについて説明したが、屋根構体と側構体とを一体的に分割したブロックについても、上記実施形態の鉄道車両用ブロック結合構造を適用できる。
前記第３実施形態では、結合部材６１を分割しているが、結合部材を分割せずに、上部段差部６２ａと中間段差部６３ａと下部段差部を切削等の機械加工等により設けてもよい。これによれば、分割したパネルを接合して外板を構成した後、１回の接合処理で結合部材を外板に取り付けることができ、作業性が良い。
前記第３実施形態では、中間窓ブロックの外板を３分割したが、例えば、窓開口部を形成された第２パネルと窓開口部を形成されていない第１パネルに、外板を２分割しても良い。この場合、第２パネルの板厚を第１パネルの板厚より厚くすると良い。
前記第３実施形態では、幕板パネル５２，５６と腰板パネル５４，５８を同じ板厚にしたが、幕板パネル５２，５６と吹寄パネル５３，５７と腰板パネル５４，５８を全て異なる板厚にしても良い。この場合、上部結合部材６２と中間結合部材６３と下部結合部材６４は、各パネル５２〜５４、５６〜５８の板厚との差に応じて上部段差部６２ａと中間段差部６３ａと下部段差部の大きさを設定すれば、各パネル５２〜５４、５６〜５８と入口フレーム３２との間に生じる段差を簡単に抑制できる。

２ａ 入口開口部
２ｂ 窓開口部
２３ 側入口ブロック
３１ 結合部材
３１ａ 段差部
３１ｂ 入口側端部（第２接合部の一例）
３１ｃ 窓側端部（第１接合部の一例）
３２ 入口フレーム
４３ｃ 上底部
４３ｄ 下底部
５６ 幕板パネル（第１パネルの一例）
５７ 吹寄パネル（第２パネルの一例）
６１ 結合部材
６２ａ 上部段差部（第１段差部の一例）
６３ａ 中間段差部（第２段差部の一例）
２，４１，５０ 側構体（鉄道車両用構体の一例）
２２，４２、６０ 中間窓ブロック（窓ブロックの一例）
３０，４０，６５ 鉄道車両用ブロック結合構造
３３，４３，５５ 外板
Ｌ１，Ｌ２ 車長方向長さ
Ｗ３、Ｗ３１，Ｗ３２ 差分
Ｗ１，Ｗ２、Ｗ２１，Ｗ２２ 板厚

Claims (5)

1. 窓開口部を形成された外板を有する窓ブロックと、前記外板より板厚が厚い入口フレームによって入口開口部が形成された側入口ブロックと、前記窓ブロックと前記側入口ブロックとを結合する結合部材と、前記外板の構体内側に位置する面に接合する縦骨と、を有する鉄道車両用ブロック結合構造において、
   前記結合部材は、
   前記外板の構体内側に位置する面に接合される第１接合部と、
   前記入口フレームの構体内側に位置する面に接合される第２接合部と、
   前記第１接合部と前記第２接合部との間に、前記外板の板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさで設けられた段差部とを有し、
   前記縦骨は、
   断面がコの字形に折り曲げられたチャンネル部と、前記チャンネル部の両側に連続して張り出した入口側フランジ部及び窓側フランジ部と、を備えるハット形状をしたものであり、 前記入口側フランジ部が、前記結合部材の前記段差部の段差と、前記第２接合部の板厚とを足した分だけ、前記窓側フランジ部より車体内側にずれて設けられ、
   前記結合部材は、前記第１接合部が前記外板の構体内側に位置する面に接合され、前記第２接合部が前記入口フレームの構体内側に位置する面に接合されることにより、前記外板と前記入口フレームの表面を同じ位置に揃えた状態で前記窓ブロックと前記側入口ブロックとを結合しており、前記縦骨は、前記入口側フランジ部が前記結合部材の前記第２接合部に重ねて接合され、前記窓側フランジ部が前記外板に重ねて接合されていること、
   を特徴とする鉄道車両用ブロック結合構造。
2. 請求項１に記載する鉄道車両用ブロック結合構造において、
   前記外板は、屋根構体に接合される上底部の車長方向長さが、台枠に接合される下底部
   の車長方向長さより長い台形形状に設けられていること、
   を特徴とする鉄道車両用ブロック結合構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載する鉄道車両用ブロック結合構造において、
   
   前記入口フレームと前記外板が、ステンレス鋼により形成され、ブレージングにより接合されていること、を特徴とする鉄道車両用ブロック結合構造。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する鉄道車両用ブロック結合構造において、 前記外板は、車体高さ方向に分割され、第１パネルと、前記第１パネルより板厚が厚い第２パネルとを有すること、
   前記結合部材は、前記第１パネルの板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさの第１段差部と、前記第２パネルの板厚と前記入口フレームの板厚との差分と同じ大きさの第２段差部とを有すること、
   を特徴とする鉄道車両用ブロック結合構造。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する鉄道車両用ブロック結合構造により、複数に分割されたブロック同士が結合されていることを特徴とする鉄道車両用構体。

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