JP6999082B2

JP6999082B2 - 床下ダクト

Info

Publication number: JP6999082B2
Application number: JP2017211055A
Authority: JP
Inventors: 満横山; 和也谷川
Original assignee: 川崎車両株式会社
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: US20190126948A1; US11338830B2; JP2019081515A

Description

本発明は、鉄道車両の床下ダクトに関し、特に水密機能を有する鉄道車両の床下ダクトに関する。

鉄道車両の車種によっては床下にケーブルを含む電装品を格納するための床下ダクトが設けられる（特許文献１参照）。

特公平４－５６５２３号公報

床下ダクトは、電装品の点検を行えるように床下ダクトの一部が取り外せるよう構成されていることが望ましいが、この場合、ダクト通路に水が浸入しない構造（水密構造）としなければならず、構造が複雑になる傾向がある。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、電装品の点検が容易に行え、かつ、簡易な構造でありながらダクト通路に水が浸入しにくい床下ダクトを提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る床下ダクトは、鉄道車両の床下に設けられ、ケーブルを含む電装品を格納する床下ダクトであって、上方に向かって凸の形状のフレーム、及び、下方に向かって開口した開口部を有する箱体と、前記開口部を閉塞し、前記箱体との間にダクト通路を形成する蓋と、を備え、車幅方向において前記箱体の端部は前記蓋の端部より外側に位置している。

この構成によれば、箱体の開口部を閉塞する蓋を取り外せば電装品にアクセスできるため、電装品の点検を容易に行うことができる。また、箱体の端部は蓋の端部より外側に位置しているため、床下ダクトの上から水がかかった場合にも水は蓋を通過することなく流れ落ちる。したがって、簡易な構造でありながらダクト通路に水が浸入しにくい。

上記の構成によれば、電装品の点検が容易に行え、かつ、簡易な構造でありながらダクト通路に水が浸入しにくい床下ダクトを提供することができる。

図１は、床下ダクトの側面図である。図２は、床下ダクトの平面図である。図３は、床下ダクトの底面図である。図４は、床下ダクトの底面図であって、蓋を取り外した状態の図である。図５は、図２のＶ－Ｖ矢視断面図である。図６は、図５に対応する床下ダクトの分解図である。図７は、蓋の平面図である。図８は、固定プレートの斜視図である。図９は、連結吊りボルト取付機構の分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

＜床下ダクト＞
まず、床下ダクト１００の全体構造について説明する。床下ダクト１００は、鉄道車両１０１の床下に設けられており、ケーブルを含む電装品を格納する。床下ダクト１００は、鉄道車両１０１の長手方向に沿って延びている。なお、以下では鉄道車両１０１の長手方向を「車両長手方向」と称し、鉄道車両１０１の幅方向を「車幅方向」と称して説明を行う。

図１は床下ダクト１００の側面図であって、車幅方向から見た図である。図１の紙面左右方向が車両長手方向であり、紙面に対して垂直な方向が車幅方向である。また、図２は床下ダクト１００の平面図であり、図３は床下ダクト１００の底面図であり、図４は床下ダクト１００の底面図であって後述する蓋２０を取り外した状態の図である。図１乃至図３の紙面左右方向が車両長手方向であり、紙面上下方向が車幅方向である。さらに、図５は図２におけるＶ－Ｖ矢視断面図であり、図６は図５に対応する床下ダクト１００の分解図である。

図６に示すように、床下ダクト１００は、箱体１０と、蓋２０と、シール部材３０と、固定具４０と、を備えている。さらに、図３に示すように、床下ダクト１００は、連結吊りボルト取付機構５０を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

箱体１０は、図６に示すように、上方に向かって凸の形状のフレーム１１と、下方に向かって開口した開口部１２と、を有している。フレーム１１は板材で形成されており、車両長手方向に対して垂直な断面において下方が開口する逆Ｕ字状のフレーム本体１３と、フレーム本体１３の車幅方向両端部から（後述するダクト通路２１から）車幅方向外側に向かって水平に延びる水平部１４と、水平部１４の車幅方向両端部から下方に向かって延びる延長部１５とを有している。

図４に示すように、水平部１４には車両長手方向の全長にわたって複数の第１リベット孔１６が形成されているとともに、各第１リベット孔１６から一定の距離をおいて締結孔１７が形成されている。なお、車両長手方向における第１リベット孔１６と締結孔１７の位置関係が逆になる組合せもあるが、その場合でも第１リベット孔１６と締結孔１７の距離は変わらない。また、図１に示すように、箱体１０は、車両長手方向から見てＬ字状の取付部材１８によって鉄道車両１０１の床下に取り付けられている。

蓋２０は、図５に示すように、箱体１０の開口部１２を閉塞し、箱体１０との間にダクト通路２１を形成する部材である。ダクト通路２１内には、ケーブルを含む電装品が格納される。なお、ダクト通路２１内に図外の仕切り板を設けて内部を複数のエリアに分割してもよい。図３に示すように、蓋２０は底面視において略正方形の形状を有しており、箱体１０の車両長手方向の全長にわたって複数設けられている。蓋２０は板材で形成されており、図６に示すように、水平に延びる平板状の蓋本体２２と、蓋本体２２の車幅方向両端部及び車両長手方向両端部から（つまり蓋本体２２の四辺から）下方に向かって延びる折返し部２３を有している。

さらに、車幅方向において箱体１０の端部は蓋２０の端部より外側に位置している。より具体的には、車幅方向において箱体１０の延長部１５は蓋２０の折返し部２３より外側に位置しており、延長部１５の内面が折返し部２３の外面に接している。また、蓋本体２２は、ダクト通路２１から車幅方向外側に向かって水平に延びる蓋取付部２４を有している。ここで、図７は、蓋２０（シール部材３０が取り付けられた状態）の平面図である。図７に示すように、蓋取付部２４には、箱体１０の締結孔１７（図４参照）に対応する位置に、ボルト孔２５が形成されている。

シール部材３０は、図７に示すように蓋２０の蓋取付部２４に対応する部分を含む蓋本体２２の上面の外周部分に設けられている。また、シール部材３０は、蓋本体２２だけでなく、図４に示すように連結吊りボルト取付機構５０（裏当て板５４）にも設けられている（図９も参照）。そして、図５に示すように、蓋２０が取り付けられた状態では、箱体１０の水平部１４と蓋２０の蓋取付部２４との間にシール部材３０が挿入されているとともに、蓋２０の蓋本体２２と連結吊りボルト取付機構５０（裏当て板５４）との間にシール部材３０が挿入されている。なお、図７に示すように、蓋２０に設けられたシール部材３０のボルト孔２５に対応する部分には、連通孔３１が形成されている。また、本実施形態のシール部材３０はフォームラバーで形成されている。

固定具４０は、図５に示すように、固定プレート４１と、固定ボルト４２とを有しており、箱体１０の水平部１４と蓋２０の蓋取付部２４を締結する。固定プレート４１は、箱体１０の水平部１４の上面に面接触し、箱体１０に対して上下方向に位置決めされている。ここで、図８は、固定プレート４１の斜視図である。図８に示すように、固定プレート４１は、板状の板部４３と、板部４３に圧入され内部に雌ねじが形成されたボルト固定部４４を有する突出部４７と、を有している。なお、ボルト固定部４４の軸心は、板部４３に対して垂直である。また、図６に示すように、ボルト固定部４４は箱体１０の水平部１４に形成された締結孔１７（図４参照）を通った状態で、水平部１４の下面よりも下方に突出する突出部４７を構成している。

さらに、図８に示すように、板部４３には第２リベット孔４５が形成されている。第２リベット孔４５は、箱体１０の第１リベット孔１６（図４参照）に対応する位置に形成されている。また、第２リベット孔４５は、ボルト固定部４４の軸心に対して平行な軸心を有している。そして、第１リベット孔１６と第２リベット孔４５を共に貫通するリベット４６（図１乃至図４ではリベット４６を省略）によって、固定プレート４１は箱体１０に固定されている。このようにリベット４６を第１リベット孔１６と第２リベット孔４５に貫通させることにより、固定プレート４１を箱体１０に対して水平方向に位置決めすることができる。

上記のとおり、固定プレート４１は箱体１０に対して上下方向及び水平方向に位置決めされた状態で、箱体１０に取り付けられる。そして、固定ボルト４２は、下方から蓋２０のボルト孔２５及びシール部材３０の連通孔３１を貫通して固定プレート４１のボルト固定部４４と結合する。

連結吊りボルト取付機構５０は、機器を取り付けるための機構である。本実施形態では、床下ダクト１００のダクト通路２１内を低電圧の制御電線が通っている。一方、図１に示すように、連結吊りボルト取付機構５０にはクリート５１を介して車両長手方向に延びる高圧電線６１が取り付けられている。なお、このように制御電線と高圧電線６１を隔離しているのは、制御電線によって送信される電気信号が高圧電線６１から電波障害を受けるのを防ぐためである。そのため、電波障害を防ぐ効果を高めることができるよう、フレーム１１や蓋２０は非磁性体の部材が好ましく、例えばステンレス板であってもよい。また、図３に示すように、連結吊りボルト取付機構５０は、箱体１０の開口部１２に取り付けられており、隣り合う蓋２０の間に位置している。連結吊りボルト取付機構５０の詳細については後述する。

＜床下ダクトに関する効果等＞
上記のとおり、本実施形態に係る床下ダクト１００は、鉄道車両１０１の床下に設けられ、ケーブルを含む電装品を格納するダクトである。そして、床下ダクト１００は、上方に向かって凸の形状のフレーム１１、及び、下方に向かって開口した開口部１２を有する箱体１０と、開口部１２を閉塞し、箱体１０との間にダクト通路２１を形成する蓋２０と、を備えている。さらに、車幅方向において箱体１０の端部は蓋２０の端部より外側に位置している。

本実施形態に係る床下ダクト１００はこのように構成されているため、箱体１０の開口部１２を閉塞する蓋２０を取り外せば電装品にアクセスできることから、電装品の点検を容易に行うことができる。また、箱体１０の端部は蓋２０の端部より外側に位置するため、床下ダクト１００の上から水がかかっても水は蓋２０を通過することなく流れ落ちる。そのため、簡易な構造でありながら、ダクト通路２１に水が浸入しにくい。

また、本実施形態に係る床下ダクト１００では、箱体１０は、ダクト通路２１から車幅方向外側に向かって水平に延びる水平部１４を有しており、蓋２０は、ダクト通路２１から車幅方向外側に向かって水平に延びる蓋取付部２４を有している。そして、水平部１４と蓋取付部２４は固定具４０により締結されている。

このように、本実施形態では、ダクト通路２１よりも車幅方向外側で水平部１４と蓋取付部２４が固定具４０により締結されており、固定ボルト４２はダクト通路２１内に突出することがないため、ダクト通路２１内のケーブルを傷つけることなく、蓋２０を箱体１０に固定することができる。

また、本実施形態に係る床下ダクト１００は、水平部１４と蓋取付部２４の間に挿入されたシール部材３０と、水平部１４の上面に面接触し、箱体１０に対して上下方向に位置決めされる固定プレート４１と、を備えている。さらに、固定プレート４１は、水平部１４に形成された締結孔１７を通った状態で、水平部１４の下面よりも下側に突出する突出部４７を有している。

このように、突出部４７を水平部１４の下面よりも下方に突出させることにより、固定ボルト４２を用いて蓋２０を箱体１０に締結したときに、突出部４７により箱体１０と水平部１４の間隙が適切に保持される。その結果、固定ボルト４２の締め付けによるシール部材３０の偏った圧縮を防ぎ、蓋取付部２４に対するシール部材３０からの反力も一定値となる。その結果、蓋２０を箱体１０に取り付けたときの、部分的な反力の増大による蓋取付部２４の変形を防止するとともに、水平部１４と蓋取付部２４の間に挿入されたシール部材３０の過圧縮による永久変形の防止ができる。これにより、シール部材３０の再使用が可能となる。

また、本実施形態では、固定プレート４１は、突出部４７の内部に雌ネジが形成されたボルト固定部４４をさらに有している。

このように、突出部４７が雌ねじの機能（ボルト固定部４４）とソリッドストップの機能の両方を兼ね備えているため、ソリッドストップの機能を有する部材をボルト固定部４４とは別に設ける必要がない。よって、床下ダクト１００の構造を簡略化することができる。

また、本実施形態に係る床下ダクト１００では、箱体１０の水平部１４には第１リベット孔１６が形成されており、固定プレート４１は、第１リベット孔１６と対応する位置に、ボルト固定部４４の軸心に対して平行な軸心をもち、箱体１０に対して水平方向に位置決めされる第２リベット孔４５が形成されている。そして、床下ダクト１００は、第１リベット孔１６と第２リベット孔４５を共に貫通するリベット４６を備えている。

本実施形態に係る床下ダクト１００はこのように構成されているため、リベット４６を用いて固定プレート４１を箱体１０の水平部１４に固定するだけで、固定プレート４１の上下方向及び水平方向の位置決めを正確に行うことができる。さらに、固定プレート４１は溶接ではなくリベット４６を用いて箱体１０に固定されているため、ボルト固定部４４が破損した場合でも固定プレート４１の交換を容易に行うことができる。

＜連結吊りボルト取付機構＞
次に、連結吊りボルト取付機構５０について詳細に説明する。図９は、連結吊りボルト取付機構５０を斜め下から見た分解斜視図である。なお、図９の紙面左上－右下方向が車幅方向であり、紙面右上－左下方向が車両長手方向である。図９に示すように、連結吊りボルト取付機構５０は、連結吊りボルト５２と、吊溝レール５３と、裏当て板５４と、を備えている。また、以下では、吊溝レール５３の長手方向を「吊溝レール長手方向」と称し、吊溝レール５３の幅方向を「吊溝レール幅方向」と称して説明を行なう。

連結吊りボルト５２は、複数（本実施形態では２本）のボルト５５と、これらのボルト５５同士を連結する連結部材５６と、を有している。ボルト５５は、上下方向に延び雄ネジが形成された軸部５７と、軸部５７の上方に位置し軸部５７が固定されたボルト頭５８とを有している。ボルト頭５８は、矩形板状の本体部５９と、本体部５９の吊溝レール幅方向両端部から上方に向かって延びる縦壁部６０と、を有しており、吊溝レール長手方向から見てＵ字状の形状を有している。

連結部材５６は、吊溝レール長手方向に延びており、隣接するボルト５５同士を連結する部材である。連結部材５６を含む連結吊りボルト５２は全体が金属で形成されており、連結部材５６は伸縮することなく隣接するボルト５５の吊溝レール長手方向の間隔を保持できる一定以上の剛性を有する。また、連結部材５６は剛性が低い板バネ状に形成されており、作業者が力を加えることで連結部材５６を曲げ変形することもできる。なお、連結部材５６は本実施形態に限らず、一部を切欠いたり、板厚を薄くしたり、剛性が低い素材を使用する等により、ボルトの間隔を維持しつつも変形を許容する剛性を有するように構成すればよい。

吊溝レール５３は、内部に連結吊りボルト５２が挿入される部材である。吊溝レール５３は、吊溝レール長手方向から見て略矩形枠状の形状を有しており、上方部分に位置する天板部７０と、天板部７０の吊溝レール幅方向両端部からそれぞれ下方に向かって延びる側板部７１と、各側板部７１の下端部からそれぞれ吊溝レール幅方向内側に向かって延びる底板部７２と、を有している。

また、吊溝レール５３は、吊溝レール長手方向に延びる開口部７３を有している。開口部７３は両底板部７２の間に形成されており、その吊溝レール幅方向寸法はボルト頭５８の外径（吊溝レール幅方向寸法）より小さい。さらに、連結吊りボルト５２の軸部５７が開口部７３を貫通している。吊溝レール５３及び連結吊りボルト５２は上記のように構成されているため、連結吊りボルト５２は吊溝レール５３内を吊溝レール長手方向に移動することができる。

連結吊りボルト５２は、吊溝レール５３に上方から支持されるとともに、下方へ軸部５７を突出させている。図１に示すように、高圧電線６１を挟持する複数のクリート５１は、クリート固定部材６２と下部クリート固定部材６３で挟みこまれ、長ボルト６４とナット６５により互いに固定されている。また、図９に示すように、連結吊りボルト５２の軸部５７に吊りナット６６を締め付けることにより、クリート固定部材６２は連結吊りボルト５２に固定されている。組み付けの順序は限らないが、例えば、高圧電線６１を挟持したクリート５１をクリート固定部材６２に固定した後、吊りナット６６を用いてクリート固定部材６２を連結吊りボルト５２に固定することで、高圧電線６１が挟持されたクリート５１を吊溝レール５３に取り付けることができる。なお、連結吊りボルト５２を用いて吊溝レール５３に取り付けるものは高圧電線６１が挟持されたクリート５１に限らず、例えば床下機器箱やその他の機器であってもよい。

また、吊溝レール５３は、吊溝レール長手方向両端部にボルト取出部７４を有している。ボルト取出部７４は、開口部７３と同一面であって、両側板部７１の間に位置している。ボルト取出部７４はボルト頭５８の外径（吊溝レール幅方向寸法）よりも広幅に開口している。さらに、連結吊りボルト５２の連結部材５６は、開口部７３よりも吊溝レール幅方向寸法が小さく形成されている。そのため、連結部材５６を変形させれば、ボルト取出部７４においてボルト頭５８を上下方向へ移動させることができる。

ただし、吊溝レール５３は、ボルト取出部７４に対応する部分に取付ナット７５が取り付けられている。この取付ナット７５は、取付ボルト７６（図１も参照）と結合して、吊溝レール５３を箱体１０に取り付けるためのナットであるが、連結吊りボルト５２のボルト取出部７４への移動を規制する規制部として機能する。つまり、この取付ナット７５が取り付けられている限り、連結吊りボルト５２はボルト取出部７４へ移動することができない。なお、規制部は取付ナット７５に限られず、側板部７１の一部を吊溝レール幅方向内側に突出させること等によって構成してもよい。

裏当て板５４は、吊溝レール５３の上面に固定される板材であり、図７に示すように蓋本体２２の上面の外周部分に設けられているシール部材３０を蓋２０との間で挟んで水密機能を保持するための部材である。また、シール部材３０は、図９に示すように吊溝レール５３の側板部７１に押圧するように裏当て板５４に接着されている。図４に示すように、シール部材３０は、水平部１４と裏当て板５４との隙間、及び、吊溝レール５３の側板部７１と蓋２０の折返し部２３との隙間を埋め、床下ダクト１００の下面からの水の浸入を防いでいる。

裏当て板５４にはリベット孔７７が形成されており、このリベット孔７７と吊溝レール５３に設けられた図外のリベット孔を貫通する図外のリベットによって、吊溝レール５３に固定されている。また、連結吊りボルト５２のボルト頭５８はＵ字状の形状を有しているため、連結吊りボルト５２が移動する際にボルト頭５８が上記のリベットに接触することはない。

なお、本実施形態では、連結吊りボルト取付機構５０が床下ダクト１００に設けられている場合について説明したが、連結吊りボルト取付機構５０は他の部分に設けられていてもよい。例えば、連結吊りボルト取付機構５０を鉄道車両１０１の車内に設け、内装品を取り付けるのに連結吊りボルト取付機構５０を用いてもよい。

＜連結吊りボルト取付機構に関する効果等＞
本実施形態に係る連結吊りボルト５２は、ボルト頭５８の外径より狭幅であって吊溝レール長手方向に延びた開口部７３を有する吊溝レール５３に挿入され、機器を吊り下げ可能な吊りボルトである。そして、連結吊りボルト５２は、吊溝レール５３内を吊溝レール長手方向に移動し、その軸部５７が開口部７３を貫通する複数のボルト５５と、複数のボルト５５同士を連結し、隣接する各前記複数のボルト５５の吊溝レール長手方向の間隔を保持する連結部材５６と、を備えている。

このように、本実施形態に係る連結吊りボルト５２は、連結部材５６によって各ボルト５５の吊溝レール長手方向の間隔が保持されるため、１つのボルト５５を位置決めすれば、他のボルト５５も位置決めされることになる。従来の構造において高圧電線６１を車体に取り付ける場合、作業者は重量物である高圧電線６１を持ち上げつつ、各吊りボルトとそれに対応する各ボルト孔との位置調整を都度行う必要があり作業効率性が悪かった。これに対し、本実施形態に係る連結吊りボルト５２を用いれば、１つのボルト５５の位置を決めれば車幅方向に隣接するボルト５５の位置も定まるので、位置調整の回数が低減され、作業の負担が軽減される。また、各ボルト５５が互いに連結されているため、ボルト５５にナットを取り付ける結合時にボルト５５がナットと供回りしにくい。

また、本実施形態に係る連結吊りボルト５２は、開口部７３と同一面の吊溝レール長手方向端部に、ボルト頭５８の外径より広幅に開口したボルト取出部７４が設けられた吊溝レール５３に、挿入される吊りボルトである。そして、連結吊りボルト５２は、連結部材５６の変形により、ボルト取出部７４においてボルト頭５８の上下方向へ移動を許容している。

そのため、本実施形態に係る連結吊りボルト５２によれば、ボルト取出部７４からボルト頭５８を下方に抜き出して連結吊りボルト５２を吊溝レール５３から取り外すことができる。また、これとは逆にボルト取付部７４から連結吊りボルト５２を吊溝レール５３に組み付けることができる。

また、本実施形態に係る連結吊りボルト５２では、連結部材５６は、開口部７３よりも幅寸法が小さく形成されている。

そのため、吊溝レール５３から連結吊りボルト５２を取り外す際に、連結部材５６が開口部７３の吊溝レール幅方向両側に位置する底板部７２に引っ掛かることはない。よって、より容易に吊溝レール５３から連結吊りボルト５２を取り外すことができる。さらに、連結吊りボルト５２を取り外す際に、連結吊りボルト５２が大きく変形しないため連結吊りボルト５２の再使用が可能となる。

また、本実施形態に係る連結吊りボルト取付機構５０は、ボルト取出部７４の溝内面に形成され、連結吊りボルト５２のボルト取出部７４への移動を規制する規制部（取付ナット７５）を有する吊溝レール５３と、吊溝レール５３に挿入される連結吊りボルト５２と、を備えている。

そのため、本実施形態に係る連結吊りボルト取付機構５０によれば、吊溝レール５３から連結吊りボルト５２が脱落するのを防止することができる。

１０箱体
１１フレーム
１２開口部
１４水平部
１６第１リベット孔
２０蓋
２１ダクト通路
２４蓋取付部
３０シール部材
４０固定具
４１固定プレート
４４ボルト固定部
４５第２リベット孔
４６リベット
４７突出部
５０連結吊りボルト取付機構
５２連結吊りボルト
５３吊溝レール
５５ボルト
５６連結部材
５７軸部
５８ボルト頭
７３開口部
７４ボルト取出部
７５取付ナット（規制部）
１００床下ダクト
１０１鉄道車両

Claims

鉄道車両の床下に設けられ、ケーブルを含む電装品を格納する床下ダクトであって、
上方に向かって凸の形状のフレーム、及び、下方に向かって開口した開口部を有する箱体と、
前記開口部を閉塞し、前記箱体との間にダクト通路を形成する蓋と、を備え、
車幅方向において前記箱体の端部は前記蓋の端部より外側に位置し、
前記箱体は、前記ダクト通路から車幅方向外側に向かって水平に延びる水平部を有し、
前記蓋は、前記ダクト通路から車幅方向外側に向かって水平に延びる蓋取付部を有し、
前記水平部と前記蓋取付部は固定具により締結され、
前記水平部と前記蓋取付部の間に挿入されたシール部材と、
前記水平部の上面に面接触し、前記箱体に対して上下方向に位置決めされる固定プレートと、をさらに備え、
前記固定プレートは、前記水平部に形成された締結孔を通った状態で、前記水平部の下面よりも下側に突出する突出部を有する、床下ダクト。
前記固定プレートは、前記突出部の内部に雌ネジが形成されたボルト固定部をさらに有する、請求項１に記載の床下ダクト。
前記箱体の前記水平部には第１リベット孔が形成されており、
前記固定プレートは、前記第１リベット孔と対応する位置に、前記ボルト固定部の軸心に対して平行な軸心をもち、前記箱体に対して水平方向に位置決めされる第２リベット孔が形成されており、
前記第１リベット孔と前記第２リベット孔を共に貫通するリベットをさらに備える、請求項２に記載の床下ダクト。