JPH03271055A - 鉄道車両の側構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発°明は鉄道車両の側構体に関するものである。

（従来の技術） 鉄道車両は心皿間距離が極端に大きいと言う特徴を有し
、車両に働く各種の力による曲げや剪断、捩じりに対す
る高い剛性が要求される。

一方鉄道車両は高速化やスタイリング向上のため、軽量
化と高剛性化、構造の簡略化が望まれている。

これに応えるのに航空機でのモノコック構造が車両構体
に採り入れられ、それまでの木製車や鋼製鋲接車に比し
大幅な軽量化および高剛性化が図られた。そして快適な
乗り心地の車両へと進化した。

モノコック構造以外の構造として角型鋼管溶接構造によ
る橋桁状の骨格に負荷を担わせ、外板には荷重を伝えず
、外板は極薄板厚の化粧板をテンション貼りする構造の
スケルトン構造がある。このものはモノコック構造の問
題点である外板を溶接し合うことによる歪みや接合跡に
対処する歪み取り作業やパテ作業の廃止が可能であり、
かつウィンドウスペースの拡大によるスタイリングの向
上が期待できる。

また構体の外板の内側に板を貼り、それに負荷を担わせ
、外板は極薄板の化粧板をテンション貼りする応力内被
構造もある。これによるものでも、スケルトン構造の場
合と同様に外板の歪み取り作業、パテ作業の廃止が可能
である。

（発明が解決しようとする課Ｈ） まず、モノコック構造では軽量化のため最小限度の細さ
の骨材と、最小限度の薄さの外板とによって必要強度を
確保しており、骨材どうしの溶接に加え、組まれた骨材
に外板を貼る溶接とが必要で溶接作業の多いものである
し、細い骨どうしを溶接する結果溶接歪みが生じ易く、
外板を適正に貼るためにその溶接歪みをとる作業をしな
ければならない上に、外板もそれが薄いことにより骨組
みに貼り付けられる際に骨の歪みが解消されきっていな
いのと自身の溶接歪みとによって歪みを生じ、これの歪
み取り作業も必要である。そして、外板の処理しきれな
かった歪みや圧痕をパテで埋める作業も必要である。こ
のため構体の仕上がり寸法精度が悪い上に作業性が悪く
コスト高となる。

またスケルトン構造では骨組み構造が複雑なことが原因
でコスト高になるし、車両重量が増大する。さらに応力
内被構造では、骨組みに加えて外板の内側に負荷を担う
に必要な板を貼らなければならないので、その分コスト
高になるし、重量化する。したがって従来の何れのもの
も一長一短があり、まだ充分満足できるものではなくさ
らなる改良が望まれる。

そこで本発明は、車両に働く各種の力を受けるに必要な
剛性が車両構体の特に側構体に負うところが大であるこ
とに着目して側構体を改良し、モノコック構造の持つ特
徴を踏襲しながらモノコック構造の持つ問題点を解消す
ることができる鉄道車両の側構体を提供することを課題
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような課題を達成するため、外周縁や開
口縁および突き合わせ接合縁の適所に折り曲げによるリ
ム部が形成されている応力外被型の外板の内面に必要な
補強材が添え付けられていることを特徴とするものであ
る。

外板の接合部は出入り口や窓の開口に沿って分断される
部分とするのがよく、リム部は外板の少なくとも開口に
面する部分の適所と突き合わせ接合縁の一方とに有して
いるのが好適である。

（作　用） 本発明の上記構成によると、負荷を担う応力外被型の外
板が、その外周縁と開口縁とさらに接合縁との適所に有
している折り曲げによるリム部によって従来のモノコッ
ク構造の骨材を省略し、それに添え付けた補強材とでモ
ノコック構造での外板と骨組みとによる側構体と同程度
の強度を確保するのに外板の厚みを増しても、総重量は
モノコック構造と同程度に押さえることができる。

したがって骨組みのための溶接と、骨組みに外板を溶接
する作業とを不要とすることができるし、外板どうしの
溶接接合や外板と補強材との溶接が必要であっても溶接
箇所を大きく削減することができるとともに、外板は従
来の応力外被型のものよりも厚めのものを用いても軽量
化を損なわないので溶接歪みが生じ難く、歪み取り作業
やパテ作業が必要であるにしてもその必要箇所を大きく
削減することができる。

外板は側構体の出入り口や窓の開口に沿って分断した単
位で互いに接合されたものであると比較的大きなブロッ
クとして形成して必要溶接箇所をさらに少なくすること
ができ、この場合、外板の少なくとも開口に面する部分
の適所および相互の突き合わせ部の一方を折り曲げてリ
ム部を有していると、開口や突き合わせ部の必要形状を
生かして必要強度を得るためのリム部を容易に配するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図から第１３図に示す図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明が適用された鉄道車両の構体の全体を示
し、左右の側構体１と前後の運転妻構体３、連結妻構体
４および台枠５、屋根構体６からなっている。各側構体
ｌは左右対象な関係にありこれを共通に説明すると、前
後の出入り口１１と通常窓１２ａ、戸袋部窓１２ｂとの
上縁に沿って側構体ｌの下側部分から分割された前後に
延びる幕板ブロック１３、窓１２ａ　、１２ｂの下縁に
沿って側構体１の上側部分から分割され且つ出入り口１
１によって互いに分割された各腰板ブロック１４．１５
．１６、出入り口１１の両側に沿う戸袋側ブロック１７
および戸尻側ブロック１８、窓１２ａ　、　１２ｂ間の
戸袋の奥側となる窓間ブロック１９、運転席出入り口４
１横の出入り目積ブロック２゜に大別され、これに必要
な窓柱４０が組み合わさっている。

幕板ブロック１３は、第５図、第６図、第８図に示すよ
うに湾曲断面を持った外板２１の上縁を内側に折り曲げ
た折曲縁２２を有し、下縁は窓枠との結合上、あるいは
窓ガラス２４との突き合わせ連結上ストレートなままと
され、出入り口１１との対向部には折曲縁２２が形成さ
れている（第７図）。しかしこれに限らず、適宜設計に
応じた形状の折曲縁を形成することができる。また出入
り口１１に対応する部分には第１図、第２図、第７図に
示すようにドアエンジン取付は部２６ａを持った補強板
２６が設けられており、かつ他の部分の下縁には第６図
、第８図に示すように窓１２ａと窓１２ｂとに対向する
部分に則した横向き補強材３５が取付けられている。さ
らに各窓１２ａ　、　１２ｂ相互の窓間および戸袋側ブ
ロック１７、戸尻側ブロック１８に対応する各位置には
第１図、第２図に示すように縦向き補強材２９が溶接に
よって取付けられている。また外板２１の前後の端部は
連結妻構体４や屋根構体６との接合のためにストレート
な形状のままとされている。

各腰板ブロック１４〜１６は、第６図、第８図に示すよ
うに外板２１の下縁に台枠５の側梁３１と接合する内向
きの折曲縁２２を有し、かつその上部位置には側梁３１
との結合材３４が溶接によって取付けられている。腰板
ブロック１４〜１６の窓１２ａの窓ガラス２４と突き合
わせ連結される上縁は、その接続構造上ストレートな形
状のままとされ、この上縁部の内面には、第８図に示す
ように横向き補強材３５が溶接によって取付けられてい
る。また腰板ブロック１４．１５の窓１２ｂに沿う上縁
には内向きの折曲縁２２が形成されている。さらに各腰
板ブロック１４．１５はその途中高さ部の内面にも横向
き補強材３５が溶接によって取付けられるとともに、窓
間ブロック１９および窓柱２０に対応する位置の内面に
は各１つの縦向き補強材２９が、また戸袋側ブロック１
７および戸尻側ブロック１８と対応する各位置には２つ
の縦向き補強材２９がそれぞれ溶接によって取付けられ
ている。

今１つの腰板ブロック１６には戸尻側ブロック１８と出
入り目積ブロック２０とに対応して各２つの縦向き補強
材２９が、また窓１２ａに対応して１つの縦向き補強材
２９がそれぞれ溶接によって取付けられている。

さらに各腰板ブロック１４〜１６の出入り口１１４１に
沿う側縁には框枠２３に連続する内向きの折曲縁２２が
形成されている（第７図）。また腰板ブロック１４の連
結妻構体４と対向する側縁には連結妻構体４との結合な
いし接合のためにストレートな形状のままにされている
。また戸袋側、戸尻側各ブロック１７．１８の出入り口
１１に沿う側縁にも内向きの折曲縁２２が形成されてい
る。

窓間ブロック１９、戸尻側ブロック１８の各外板２１の
窓１２ａに沿う側縁にも内向きの折曲縁２２が形成され
、かつ出入り目積ブロック２０の外板２１の窓１２ａお
よび運転席出入り口４１に沿う両側縁にも内向きの折曲
縁２２が形成されている。また窓間ブロック１９、戸袋
側ブロック１７、戸尻側ブロック１８、出入り目積ブロ
ック２０のそれぞれには各腰板ブロック１４〜１６に設
けられた縦向き補強材２９に対応する１つないし２つの
縦向き補強材２９が設けられている。

以上各ブロック１３〜２０は相互に突き合わせて溶接に
より接合される。そして各ブロック１３〜２０は外板２
１を従来のモノコック構造における骨の板厚程度あるい
は従来のモノコック構造に用いられている外板の厚みの
２倍程度のものが用いられ、各部の折曲縁２２と各部に
添え付けた補強材２９．３５とによって必要強度を満足
する。

これら各ブロック１４〜２０はそれぞれ必要形状に板金
加工された各外板２１に、必要な補強材２９．３５や補
強板２６等を添え付けて部分構造体として予め充放して
おき、それらを集めて相互に突き合わせ溶接により接合
することによって側構体ｌを形式する。この際余り大き
くならない程度に適当なブロックどうしを部分的構造体
として予め接合しておくこともできる。このブロックの
例としては窓間ブロック１９、戸袋側ブロック１７、戸
尻側ブロック１８、出入りロ横ブロック２０等とそれら
に接合される各腰板ブロック１４〜１６とが考えられる
。

運転妻構体３、連結妻構体４も側構体１と同様に幾つか
のブロックに分割形成したものを相互に接合して形式さ
れている。これについて説明する。第９図、第１Ｏ図、
第１２図に示すように連結妻構体４は、上ブロック５１
、連結口５２の両側の連結目積ブロック５３．５４から
なっている。

また第１１図、第１３図に示すように運転妻構体３は、
上ブロック６１．下ブロック６２、両側の各側方ブロッ
ク６３．６４からなっている。

そして連結妻構体４、運転妻構体３における各ブロック
５１〜５４と、各ブロック６１〜６４もそれらの外板２
■を側構体１の場合と同様適所に形式された折曲縁２２
および補強材２９．３５によって必要な剛性を満足する
ようにしである。

第１０図、第１２図における７１は連結部の小窓、第１
１図、第１３図における７２は運転席窓をそれぞれ示し
ている。

そして本実施例の場合と、従来の各種構造形式の場合と
について構体重量、構体剛性、につなお上記の表におい
て、各項目につきモノコック構造を１００とした。また
応力内被構造は内被にキーストンプレートを使用。

（発明の効果） 本発明によれば、負荷を担う応力外被型の外板が、その
外周縁と開口縁とさらに接合縁との適所に有している折
り曲げによるリム部によって従来のモノコック構造の骨
材を省略し、それに添え付けた補強材とでモノコック構
造での外板と骨組みとによる側構体と同程度の強度を確
保するのに外板の厚みを増すことにより、総重量はモノ
コック構造と同程度に抑えて剛性を格段に向上すること
ができる。したがって骨組みのための溶接と、骨組みに
外板を溶接する作業とを不要とすることができるし、外
板どうしの溶接接合や外板と補強材との溶接が必要であ
っても溶接箇所を大きく削減することができるとともに
、外板は従来の応力外被型のものよりも厚めのものを用
いて軽量化を損なわないので溶接歪みが生じ難く、歪み
取り作業やパテ作業が必要であるにしてもその必要箇所
を大きく削減することができるので、軽量化、高剛性化
に問題なく、かつ構体仕上がり寸法の精度の向上も期待
することができるとともに、構造および組み立て作業の
簡略化を図りコストを大幅に低減することができる。

また外板は側構体の出入り口や窓の開口に沿って分断し
た単位で互いに接合されたものであると比較的大きなブ
ロックとして形成して必要溶接箇所をさらに少なくする
ことができので、さらにコストの低減を図ることができ
る。そしてこの場合、外板の少なくとも開口に面する部
分の適所および相互の突き合わせ部の一方を折り曲げて
リム部を有していると、開口や突き合わせ部の必要形状
を生かして必要強度を得るためのリム部を容易に配する
ことができるので、どのような車両の設計にも有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
鉄道車両全体の側面図、第２図〜第８図は第１図の１−
１、■−■、■−■、ｒＶ−ＩＶ、Ｖ−Ｖ、■−■、■
−■、■−■線に係る各断面図、第９図、第１０図は連
結妻の中央と一方への変位部との各縦断断面図、第１１
図は運転妻の中央縦断面図、第１２図の下半部および上
半部は連結妻のＩ−１、ＩＶ−ＩＶ線に係る横断面図、
第１３図の下半部および上半部は運転妻の■−■、ＩＶ
−ＩＶ線に係る横断面図である。 １−−−−−−−−・−ｍ−−−−・−・側構体１１−
−−−−−−・・・−−−一−−・・−出入り口４１・
・・−・−一−−−・・・−一−−−−運転席出入り口
１２ａ　、　１２ｂ　−窓 １３−・・・・・−一−−−・・・−−−−一幕板ブロ
ック１４〜１６−・−−−−−−一−−腰板ブロック１
７−−−・・−・・−・・−・・−・−戸袋側ブロック
１Ｂ−一−・・・・−・−・・−・−Ｆ　尻側７’ロツ
ク１９・・・−・−−−−−一一一一−−−・−窓間ブ
ロック２０−−−−−−−・・−・−・出入り目積ブロ
ック２１−・−−−−−−−−−−−一−−−外板２２
・−一−−−−・−ｍ−−−−−−・−折曲縁・−補強
材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周縁や開口縁および突き合わせ接合縁の適所に
   折り曲げによるリム部が形成されている応力外被型の外
   板の内面に必要な補強材が添え付けられていることを特
   徴とする鉄道車両の側構体。
2. （２）外板の接合部は出入り口や窓の開口に沿って分断
   される部分とされている請求項１記載の鉄道車両の側構
   体。
3. （３）リム部は外板の少なくとも開口に面する部分の適
   所と突き合わせ接合縁の一方とに有している請求項２記
   載の鉄道車両の側構体。