JP7289682B2 - 床下装置 - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両の床下に設置されて各種電気機器を収容する床下装置に関するものである。
従来、鉄道車両の床下に設置されて各種電気機器を収容する床下装置(配電箱や艤装用キャビネット等)として、箱状の筐体を備えたものが利用されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の床下装置は、筐体が天井壁、底壁、一対の側壁、および複数の仕切り壁を有し、これらの各壁に電気機器が取り付けられてユニット化され、各壁が組み合わされて互いに固定されることで箱状の筐体が形成されている。
特開2009-96460号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたような従来の床下装置では、天井壁、底壁、側壁、および仕切り壁の各壁に対して、それぞれ電気機器が取り付けられているため、取付位置や取付方向が機器ごとに異なり、機器の点検や交換のメンテナンス性が劣るという問題がある。また、電気機器と各壁とがユニット化され、各壁を組み合わせて箱状の筐体が形成されるため、号車ごとに設置される機器の構成が変わると、その機器構成に応じて各壁のサイズや互いの固定構造が号車によって変わってしまい、部品点数や組立て手間、時間が増大することになる。
本発明の目的は、メンテナンス性および組立性を向上させることができる床下装置を提供することにある。
本発明の床下装置は、鉄道車両の床下に設置されて各種電気機器を収容する床下装置であって、内部に空間を有する箱体と、前記箱体内部における所定方向に沿って設けられる骨組体と、前記骨組体に対して固着具によって固定される複数の取付部材と、前記取付部材を介して前記骨組体に支持される電気機器と、を備え、前記骨組体は、上下に延びる複数の縦材と、前記複数の縦材の上端部を連結する上横材と、前記複数の縦材の下端部を連結する下横材と、を有し、前記取付部材は、少なくとも一対の前記縦材間に亘って延び、前記固着具によって前記縦材に固定される被固定部と、前記電気機器を取り付けるための取付け部と、を有し、前記電気機器は、上下一対の前記取付部材に取り付けられていることを特徴とする。
以上のような本発明によれば、骨組体が箱体内部の所定方向に沿って設けられ、この骨組体の複数の縦材に対して取付部材が固定されるとともに、取付部材を介して電気機器が骨組体に支持されることで、電気機器が骨組体と交差する方向から取り付けられ、複数の電気機器の取付方向を共通化することができ、メンテナンス性および組立性を向上させることができる。
また、取付部材の被固定部が固着具によって縦材に固定されることで、固着具の固着操作または解除操作によって、複数の縦材における任意の位置に取付部材を容易に固定または取外しすることができ、電気機器の取付作業を迅速かつ簡便に実行することができる。また、号車ごとに設置される電気機器の機器構成が変わった場合でも、箱体および骨組体は共通の構造を採用し、取付部材の種別やサイズを適宜に選択し、縦材への取付け高さを調節することで、異なる電気機器を容易に取り付けることができ、部材の共通化による部品点数の削減と、箱体および骨組体の組立て作業の作業性向上とを図りつつ、電気機器の取付作業の作業性も向上させることができる。
この際、本発明の床下装置では、前記箱体は、天井壁、底壁、前後一対の側壁、および左右一対の側壁を有して全体略直方体状に形成され、前記左右一対の側壁のうち少なくとも一方の側壁は、開閉することで箱体内部にアクセス可能に構成されており、前記骨組体は、前後方向に延びて設けられ、前記天井壁、前記底壁、および前記前後一対の側壁に固定されていることが好ましい。このような構成によれば、前後方向に延びる骨組体において、横材は前後方向に延び、複数の縦材は上下方向に並び、取付部材は前後方向に延びる。従って、左右一対の側壁のうち少なくとも一方を開いた際に、上下一対の取付部材が作業者の正面を向き、電気機器の取り付け作業性を向上させることができる。
また、本発明の床下装置では、前記固着具は、ボルトおよびナットであり、前記ナットは前記縦材に溶接固定されていることが好ましい。このような構成によれば、取付部材を縦材に固定する際にナットを押さえつつ作業する必要がなく、取付作業の作業性を向上させることができる。また、縦材において複数のナットが上下方向に並ぶように配置され、固定に用いるナットを選択することにより、取付部材の取り付け高さを調節可能とされていることがより好ましい。
また、本発明の床下装置では、前記取付け部は、前記被固定部が形成された取付部材本体とは別体に構成され、前記電気機器側に突出して前記取付部材本体に固定された座部と、前記取付部材本体に溶接固定されたナットと、前記ナットに螺合して前記電気機器を固定するボルトと、を有していることが好ましい。このような構成によれば、座部が取付部材本体から突出していることで、電気機器の取付位置を視認しやすくし、取付作業の作業性を向上させることができる。また、ナットが取付部材本体に固定されていることで、電気機器を取付部材に固定する際にナットを押さえつつ作業する必要がなく、取付作業の作業性を向上させることができる。
また、本発明の床下装置では、前記座部は、前記取付部材本体に対してスライド移動可能に設けられていてもよい。このような構成によれば、電気機器に対応して座部をスライド移動させることにより、複数の電気機器に対して取付部材を共通化することができる。
さらに、本発明の床下装置では、前記電気機器は、機器本体と、前記機器本体が固定される台板と、を有し、前記台板は、前記座部に係止される被係止部を有して構成されていることが好ましい。このような構成によれば、台板の被係止部を座部に係止させることにより、電気機器を取付部材に支持させることができる。従って、電気機器(特に機器本体)が高重量であっても、ボルトをナットに螺合させる際に、電気機器を支える上での作業者への負担を軽減し、取付作業の作業性を向上させることができる。
本発明の床下装置によれば、箱体内部に骨組体が設けられ、骨組体の縦材に固定される取付部材を介して、電気機器が骨組体に支持されることで、メンテナンス性および組立性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る床下装置を示す斜視図である。 図1のA-A線に沿った断面図である。 図1のB-B線に沿った断面図である。 前記床下装置の骨組体および取付部材を示す斜視図である。 前記骨組体の縦材を示す斜視図である。 前記取付部材を正面側から見た様子を示す斜視図である。 前記取付部材を背面側から見た様子を示す斜視図である。 前記取付部材に電気機器が取り付けられる様子を示す斜視図である。 前記取付部材に前記電気機器が取り付けられた様子を示す断面図である。 前記取付部材に他の電気機器が取り付けられる様子を示す斜視図である。 前記取付部材に前記電気機器が取り付けられた様子を示す断面図である。 本発明の変形例に係る床下装置の取付部材を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の床下装置1は、鉄道車両の床下に設置されるものであって、図1~3に示すように、箱体2と、骨組体3と、取付部材4A、4Bと、電気機器5A~5Dと、を備える。本実施形態では、前後方向(鉄道車両の進行方向)をX方向とし、左右方向(鉄道車両の幅方向)をY方向とし、上下方向(鉄道車両の高さ方向)をZ方向とする。
床下装置1は、設置される車両の種類や号車に応じて種々の電気機器を収容可能に構成されている。1台の車両において、Y方向において2つの床下装置を並べることができるようになっている。即ち、床下装置1は、Y方向一方側の側面が露出する露出面となり、Y方向他方側の側面が他の床下装置によって隠される非露出面となる。尚、X方向においては、1台の車両において適宜な数の床下装置が並べられればよい。
箱体2は、天井壁21、底壁22、前後一対の(即ちX方向に対向した)側壁23、24、および左右一対の(即ちY方向に対向した)側壁を有して全体略直方体状に形成され、電気機器等を収容するための空間を内部に有する。天井壁21が鉄道車両の底面と対向する。
左右一対の側壁のうち一方の側壁25が露出面側に配置され、他方の側壁(不図示)が非露出面側に配置される。側壁25の上端縁251は、内側に折り返されており、天井壁21において上方に突出した突出片211に係止される。側壁25の下端部は、ボルト等の固着部材によって底壁22に対して固定される。
側壁25は、下端部の固着部材が取り外されることにより、下端部を持ち上げるようにして(上端縁251を回動軸として回動して)開閉可能な蓋となっている。また、側壁25は、X方向において複数に分割されており、各部に固着部材が設けられ、各部を独立に開閉可能となっている。側壁25を開閉することにより、作業者が箱体2の内部にアクセス可能となっている。
左右一対の側壁のうち他方の側壁は、例えば上端部が固着部材によって天井壁21に対して固定され、下端部が固着部材によって底壁22に対して固定される。上端部および下端部の固定を解除することにより、他方の側壁が取り外し可能(開閉可能)となっている。
骨組体3は、図4に示すように、Z方向に延びる複数(本実施形態では6本)の縦材31~36と、縦材31~36の上端部を連結する上横材37と、縦材31~36の下端部を連結する下横材38と、を有し、枠状に形成されている。骨組体3を構成する各部材同士は、例えば溶接によって固定されている。骨組体3全体がZX平面に沿うように配置されており、即ち、骨組体3がX方向に延び、縦材31~36がZ方向に延び、上横材37および下横材38がX方向に延びる。
上横材37は、天井壁21の下面に沿うように溶接により固定され、下横材38は、底壁22の上面に沿うように溶接により固定される。X方向一端側に配置された縦材31は、側壁23の内面に沿うように溶接により固定され、X方向他端側に配置された縦材36は、側壁24の内面に沿うように溶接により固定される。このように、骨組体3は、長方形の枠状部が上下および前後の4面に対して溶接されることにより、箱体2に対して固定される。骨組体3と、箱体2の上下前後の4面と、によって筒状のユニットが構成され、この筒状のユニットに対し、左右一対の側壁が着脱されたり、骨組体3に取付部材4A、4Bおよび電気機器5A~5Dが取り付けられたりするようになっている。また、骨組体3は、箱体2のうちY方向における中央部に配置されている。
縦材31は、図5に示すように、YZ平面に沿った帯板状の底面部311と、底面部311の両端縁から立設されるとともにZX平面に沿った一対の立設壁312、313と、を有し、X方向他方側に向かって開口した樋状に形成されている。一対の立設壁312、313には、それぞれ、Z方向における複数箇所に貫通孔312A、313Aが形成されている。即ち、複数の貫通孔312A、313AがZ方向において間隔をあけて並んでいる。本実施例では、各Z方向位置において、2つの貫通孔がX方向に並んでいるものとするが、各Z方向位置に形成される貫通孔の数は任意である。
一対の立設壁312、313の内面(互いに対向する面)には、貫通孔312A、313Aに対応してナット312B、313Bが溶接固定されている。これにより、一対の立設壁312、313の外面側から貫通孔312A、313Aに挿通されたボルトがナット312B、313Bと螺合するようになっている。
縦材33~36は、縦材31と同様の構成を有している。尚、縦材36は、X方向一方側に向かって開口した樋状に形成されており、縦材33~35は、X方向のいずれ側に開口していてもよい。また、縦材32~36には、縦材31の貫通孔312A、313Aと略同一高さに貫通孔が形成されている。尚、図4においては、縦材32が1枚の板材によって構成されており、樋状とはなっておらず、Y方向の露出面側からのみ取付部材4Aが取り付けられるようになっている。樋状の縦材と板状の縦材とが適宜に組み合わされればよい。
取付部材4A、4Bは、収容される電気機器の種類や大きさ、数に応じて、適宜な数だけ設けられ、図6、7にも示すように取付部材本体41と、複数の座部42と、を有する。尚、図6、7には取付部材4Bを示しているが、取付部材4Aは、取付部材4Bに対して長さや座部42の数が異なっているものの、基本構成は共通している。また、取付部材は、電気機器の種類や大きさ、数に応じて、適宜な長さに形成され、適宜な数の座部42を有していればよい。
取付部材本体41は、ZX平面に沿って延びる帯板状の底面部411と、底面部411の両端縁から立設されるとともにXY平面に沿った一対の立設壁412、413と、を有し、Y方向露出面側に向かって開口した樋状に形成されている。底面部411には、両端部および中央部に被支持用貫通孔411Aが形成され、取付用貫通孔411A同士の間に複数の支持用貫通孔411Bが形成されている。底面部411の非露出面側には、支持用貫通孔411Bに対応してナット411Cが溶接固定されている。
座部42は、直方体状に形成されるとともに、樋状の取付部材本体41の溝内に配置され、取付部材本体41立設壁412、413から突出するように溶接固定される。また、座部42には、Y方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、この貫通孔と支持用貫通孔411Bとが重なるように、座部42が配置される。これにより、座部42の貫通孔および支持用貫通孔411Bに挿通されたボルトがナット411Cと螺合するようになっている。上記の座部42とナット411Cとナットとが取付け部として機能し、取付け部は取付部材本体41とは別体に構成されている。
本実施形態では、取付部材4Aは、X方向一端側の被支持用貫通孔411Aが縦材31の貫通孔312Aに重なるとともに、他端側の被支持用貫通孔411Aが縦材33の貫通孔に重なるように配置され、各貫通孔に対してボルトが挿通される。尚、取付部材4Aは、X方向中央部にも被支持用貫通孔411Aが形成されることにより、縦材32に固定されてもよい。これらボルトが縦材31、33に溶接固定されたナットと螺合することにより、取付部材4Aが縦材31、33間に亘って延びるとともに固定される。即ち、被支持用貫通孔411Aが被固定部として機能する。同様に、取付部材4Bが縦材34、36間に亘って延びるとともに固定される。このとき、取付部材4Bは、中央部の被支持用貫通孔411Aにボルトが挿通されることで縦材35にも固定される。
本実施形態の電気機器5A~5Dは、それぞれ、遮断器盤、電極棒切替盤、真空接触器、継電器盤である。尚、床下装置1に収容される電気機器は、上記のものに限定されず、号車等に応じて適宜な種類の電気機器が収容されればよい。以下では、電気機器5A、5Bの取付構造について説明するが、電気機器5C、5Dも同様の取付構造を有していればよい。
電気機器5Aは、図8に示すように、機器本体(遮断器本体)51と、機器本体51が固定される台板52と、を有する。台板52は、全体がZX平面に沿って延びる長方形板状に形成されるとともに、各辺に折り返し部521が形成されている。折り返し部521は、Y方向における非露出面側に向かって延びる。また、台板52の四隅には貫通孔522が形成されている。
電気機器5Aは、以下に説明するように上下一対の取付部材4Aに取り付けられることにより、取付部材4Aを介して骨組体3に支持される。このとき、取付部材4Aにおいて、座部42が電気機器5A側に突出している。電気機器5Aは、図9に示すように、台板52が6つの座部42に当接するように、取付部材4Aに対してY方向露出面側に配置される。6つの座部42は、折り返し部521に対して内側(4つの折り返し部521によって囲まれた領域側)から当接する。これにより、折り返し部521は、座部42に係止される被係止部として機能する。特に、上縁に形成された折り返し部521が座部42対して上方から当接することで、電気機器5Aが座部42によって支持される。
取付部材4Aにおいて、座部42が台板52の通孔522に対応した位置に配置されており、座部42と貫通孔522とが位置合わせされ、貫通孔522と座部42の貫通孔と取付部材本体41の支持用貫通孔411Bとにボルトが挿通される。このボルトがナット411Cと螺合することにより、電気機器5Aが2本の取付部材4Aに取り付けられる。
電気機器5Bは、図10に示すように、ZX平面に沿って延びる長方形状の絶縁板53と、絶縁板53に設けられるスイッチ部と、を有する。絶縁板53の四隅には貫通孔531が形成されている。電気機器5Bは、図11に示すように、4つの座部42に当接するように、取付部材4Bに対してY方向露出面側に配置される。取付部材4Bにおいて、座部42が絶縁板53の通孔531に対応した位置に配置されており、座部42と貫通孔531とが位置合わせされ、貫通孔531と座部42の貫通孔と取付部材本体41の支持用貫通孔411Bとにボルトが挿通される。このボルトがナット411Cと螺合することにより、電気機器5Bが2本の取付部材4Aに取り付けられる。
尚、本実施形態では、骨組体3に対してY方向露出面側から取付部材4A、4Bが固定され、取付部材4A、4Bに対して露出面側から電気機器5A~5Dが取り付けられるものとしたが、骨組体3に対し、非露出面側から取付部材が固定されるとともに、この取付部材4A、4Bに対して非露出面側から電気機器が取り付けられてもよい。
上記の床下装置1を組み立てる際には、まず骨組体3を天井壁21と底壁22と側壁23、24とに対して固定する。次に、収容される電気機器に応じて、適宜な長さの取付部材を選択するとともに、縦材31~36に対する取付部材の取り付け高さ(Z方向位置)を選択する。取付部材を縦材31~36に固定したら、上記のように電気機器を取付部材に対して取り付ける。
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、骨組体3が箱体2内部においてX方向に沿って設けられ、この骨組体3の複数の縦材31~36に対して取付部材4A、4Bが固定されるとともに、取付部材4A、4Bを介して電気機器5A、5Bが骨組体3に支持されることで、電気機器5A、5Bが骨組体3と直交するY方向から取り付けられ、複数の電気機器5A、5Bの取付方向を共通化することができ、メンテナンス性および組立性を向上させることができる。
また、取付部材4A、4Bがボルトおよびナットによって縦材31~36に固定されることで、ボルトの固着操作または解除操作によって、複数の縦材31~36における任意の位置に取付部材4A、4Bを容易に固定または取外しすることができ、電気機器5A、5Bの取付作業を迅速かつ簡便に実行することができる。また、号車ごとに設置される電気機器の機器構成が変わった場合でも、箱体2および骨組体3は共通の構造を採用し、取付部材4A、4Bの種別やサイズを適宜に選択し、縦材31~36への取付け高さを調節することで、異なる電気機器を容易に取り付けることができ、部材の共通化による部品点数の削減と、箱体および骨組体の組立て作業の作業性向上とを図りつつ、電気機器の取付作業の作業性も向上させることができる。
また、箱体2の左右一対の側壁が開閉可能に構成され、箱体2の内部にアクセス可能であるとともに、骨組体3がX方向に延びることで、左右一対の側壁を開いた際に、取付部材4A、4Bが作業者の正面を向き、電気機器5A、5Bの取り付け作業性を向上させることができる。
また、縦材31~36にナットが溶接固定されていることで、取付部材4A、4Bを縦材31~36に固定する際にナットを押さえつつ作業する必要がなく、取付作業の作業性を向上させることができる。
また、取付部材4A、4Bにおいて、座部42が取付部材本体41から突出していることで、電気機器5A、5Bの取付位置を視認しやすくし、取付作業の作業性を向上させることができる。また、ナット411Cが取付部材本体41に固定されていることで、電気機器5A、5Bを取付部材4A、4Bに固定する際にナット411Cを押さえつつ作業する必要がなく、取付作業の作業性を向上させることができる。
また、台板52が被係止部としての折り返し部521を有することで、折り返し部521を座部42に係止させることができ、電気機器5A、5Bを取付部材4A、4Bに支持させることができる。従って、電気機器5A(特に機器本体51)が高重量であっても、ボルトをナット411Cに螺合させる際に、電気機器5Aを支える上での作業者への負担を軽減し、取付作業の作業性を向上させることができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、箱体2における左右一対の側壁がいずれも開閉可能であるものとしたが、例えばY方向の一方側のみからしかメンテナンス作業が実行されない場合には、一方の側壁のみが開閉可能であってもよい。
また、前記実施形態では、骨組体3がZX平面に沿って延びるものとしたが、骨組体は、X方向およびZ方向に対して傾斜を有していてもよい。例えば、メンテナンス作業時において、作業者がY方向に対して傾斜した方向から床下装置1の内部に向き合う場合には、骨組体が作業者の正面を向くように配置されていればよい。
また、前記実施形態では、縦材31~36にナットが溶接固定されているものとしたが、例えば縦材が所定の厚さを有するとともに雌ネジ部を有し、雌ネジ部とボルトとが螺合する構成としてもよい。また、取付部材を縦材に固定するための固着具は、着脱可能なものであればよく、ボルトおよびナットに限定されず、ピン部材等であってもよい。
また、前記実施形態では、取付部材4A、4Bにおいて取付部材本体41とは別体に構成された座部42が突出しているものとしたが、取付部材本体の一部が突出し、この突出部が座部として機能する構成としてもよい。また、例えば収容される電気機器が軽量である場合や、取り付け作業時に電気機器を支持するための他の部材等が設けられる場合には、取付部材が突出した部分を有していなくてもよい。
また、前記実施形態では、座部42が取付部材本体41に対して固定されているものとしたが、取付部材本体に対して座部をX方向にスライド可能に設けてもよい。例えば、図12に示すように、一対の立設壁412、413の先端から互いに近づくように延びて底面部411に略平行な一対の保持板部414、415を設け、底面部411と保持板部414、415との間の溝部にボルト200の頭部を配置し、保持板部414、415同士の間からボルト200の軸部を突出させる構成としてもよい。このような構成では、ボルト200の軸部が座部42の貫通孔に挿通され、ボルト200が溝部に案内されてX方向にスライド移動することにより、座部42もスライド移動可能となっている。また、ボルト200の軸部は、電気機器側のナットと螺合するようになっている。
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
1 床下装置
2 箱体
21 天井壁
22 底壁
23~25 側壁
3 骨組体
31~36 縦材
312B ナット
37 上横材
38 下横材
4A、4B 取付部材
41 取付部材本体
411A 被支持用貫通孔(被固定部)
411C ナット
42 座部
5A~5D 電気機器
51 機器本体
52 台板
521 折り返し部(被係止部)

Claims (6)

  1. 鉄道車両の床下に設置されて各種電気機器を収容する床下装置であって、
    内部に空間を有する箱体と、
    前記箱体内部における所定方向に沿って設けられる骨組体と、
    前記骨組体に対して固着具によって固定される複数の取付部材と、
    前記取付部材を介して前記骨組体に支持される電気機器と、を備え、
    前記骨組体は、上下に延びる複数の縦材と、前記複数の縦材の上端部を連結する上横材と、前記複数の縦材の下端部を連結する下横材と、を有し、
    前記取付部材は、少なくとも一対の前記縦材間に亘って延び、前記固着具によって前記縦材に固定される被固定部と、前記電気機器を取り付けるための取付け部と、を有し、
    前記電気機器は、上下一対の前記取付部材に取り付けられており、
    前記箱体は、天井壁、底壁、前後一対の側壁、および左右一対の側壁を有して全体略直方体状に形成され、
    前記骨組体は、前後方向に延びて設けられ、前記天井壁、前記底壁、および前記前後一対の側壁に溶接により固定されていることを特徴とする床下装置。
  2. 前記左右一対の側壁のうち少なくとも一方の側壁は、開閉することで箱体内部にアクセス可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の床下装置。
  3. 前記固着具は、ボルトおよびナットであり、前記ナットは前記縦材に溶接固定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の床下装置。
  4. 前記取付け部は、前記被固定部が形成された取付部材本体とは別体に構成され、前記電気機器側に突出して前記取付部材本体に固定された座部と、前記取付部材本体に溶接固定されたナットと、前記ナットに螺合して前記電気機器を固定するボルトと、を有していることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の床下装置。
  5. 前記座部は、前記取付部材本体に対してスライド移動可能に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の床下装置。
  6. 前記電気機器は、機器本体と、前記機器本体が固定される台板と、を有し、
    前記台板は、前記座部に係止される被係止部を有して構成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の床下装置。
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