JPH061235A

JPH061235A - 鉄道車両の車体

Info

Publication number: JPH061235A
Application number: JP16072292A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Iwasaki; 充雄岩崎; Morishige Hattori; 守成服部; Mamoru Ohara; 守大原; Michifumi Takechi; 通文武市
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-11
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2638391B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、軽量でかつ、十分な強度を有した、
台枠構造を備えた鉄道車両の車体を提供することにあ
る。【構成】本発明の車体は、２枚の面板，芯材及び縁材か
らなる積層パネルにより構成される複数の床板３と、隣
接して配置される前記複数の床板３の該床板隣接部に対
応させて配置される横梁２ａとから構成され、該隣接し
た床板３の上面および横梁２ａを一体に接合し、かつ、
隣接した床板３の下面をそれぞれ前記横梁２ａに接合し
た台枠を備えたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の車体に係
り、特に高速で走行する鉄道車両の車体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両は、目的地までの所要時間の短
縮及び輸送量の拡大を目的として、近年ますます高速化
の傾向にある。その場合車両の重量は、軌道への影響を
考慮して、車体の軽量化を進める必要性がある。またそ
の一方で、乗り心地などを考慮した場合、相反する要素
である高剛性化を進める必要がある。このような鉄道車
両の車体の例としては、例えば特開平２−２９０７７１
号公報が挙げられる。この車体構造は、床部材を複数の
軽合金製押出し型材を車体幅方向に並べて構成する。ま
た、台枠を車体幅方向両側位置に車体長手方向に引き通
して配置された側梁と、該側梁間に配置され端部を前記
側梁に取り付けた横梁と、該横梁の上面側に設けられ車
体幅方向に少なくとも１つ以上の曲率半径からなる曲面
を有した該床部材と、から構成した車体であることを特
徴としている。また、車体の気密を保つ気密壁部材とし
て積層パネルを用いた車体構造としては、例えば、特開
平３−９０４６８号公報が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の車体構造に
あたっては、該床部材に複数の軽合金製押型型材あるい
は積層パネルを用いている。しかし、強度・重量的に該
軽合金製押型型材より優れている積層パネルを床部材と
して用いる場合について十分な配慮がなされておらず、
横梁と床板の接合構造について強度的にも信頼性におい
ても十分とは言い難かった。また、高速で走行する鉄
道車両は、大容量の電気機器を備えている。これらの電
気機器は、その大部分が台枠下面すなわち床下に取り付
けられる。したがって、電気機器を支えるための十分な
強度を有していなければならない。

【０００４】本発明の第１の目的は、軽量でかつ、十分
な強度を有した、台枠構造を備えた鉄道車両の車体を提
供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、床板に積層パネル
を用いた台枠構造において、製作しやすい構造でなおか
つ、信頼性の高い台枠構造を提供することにある

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的は、台枠
を二枚の面板，該面板の間に設置される芯材および二枚
の面板の間であって該床板自身の外周に設置される縁材
よりなる積層パネルにより構成される床板と、該縁材の
上面と下面を載せかけれるよう床受を構成する横梁を、
上面と下面とで接合する構成とすることで、達成され
る。

【０００７】該縁材の上面を下面より長い構成とする。
該横梁には該縁材の上面を受ける床受を横梁上端に、該
縁材の下面を受ける床受の２つを積層パネルの厚さ分の
間隔で設ける。該床受は上部のものが下部の物より短い
構成とし前記床板を上方から載せかけられる構造とし
た。前記第２の目的は、該横梁、該縁材、該積層パネル
により構成することで達成される。

【０００８】

【作用】まず、第１に、積層パネルにより構成される床
板の縁材と該横梁を上面と下面とで接合することによっ
て、該横梁と該縁材とは組み合わされた状態で幅方向の
強度部材となる。そのため、幅方向の強度部材の強度向
上が図れ、台枠の剛性向上につながる。また、吊り下げ
られた電気機器による力の入力に対しても、該横梁と該
床板が、上面と下面とで接合されることによって高強度
を保つことができる。

【０００９】該床板を該横梁の上に載せかける構造とし
たことで、側梁、横梁、枕梁、中梁を組み立てたのち、
該床板を載せかける構造となったため製造し易い構造と
できた。また、該縁材上部の突合せ部においては、横梁
の床受がバックプレ−トの役目をするため、溶接の信頼
性向上ができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図５によ
って詳細に説明する。同図において、台枠は側梁１，
横梁２ａ，横梁２ｂ，横梁２ｃ，床板３，枕梁４，端梁
５および中梁４ａ，中梁４ｂから構成されている。側梁
１は、軽合金製すなわちアルミニウム合金製の押出し型
材であって、中空部分を有した断面形状となっている。
該側梁１は台枠の幅方向両側位置に、該台枠長手方向に
引き通して配置されている。そして、通常側梁１の長さ
は、台枠の全長とほぼ等しく構成されている。前記横梁
２ａは、前記二本の側梁１の間に、台枠の幅方向に引き
通して配置され、該横梁２ａの各端部は側梁１に接合さ
れる。また、横梁２ａは、軽合金製押出し型材によって
構成され、その断面形状は、上部に床受６および床受７
を形成しており、下部に機器吊り用のカーテンレール状
の取付受金８を一体に形成している。前記床受６および
床受７は横梁２ａのウエブに対して直角な方向に突出す
るように形成されており、それぞれの幅は床受７よりも
床受６が広く形成されている。また、床受６および床受
７の間隔は、後述する床板３の厚さに対応した寸法とな
っている。

【００１１】横梁２ｃは該横梁２ａと同型に形成されて
おり、後述する中梁４ａ，４ｂを介して台枠に作用する
連結器からの前後力を側梁１へ伝える部材である。該枕
梁４は、前記横梁２ａに対して平行となるように前記側
梁１の間に設置され、端部は該側梁１に接合される。前
記端梁５も枕梁４と同様に横梁２ａに対して平行に配置
されており、前記二本の側梁１の端部が接合されてい
る。前記中梁４ａは、前記枕梁４と端梁５との間に、連
結器を設置し得る間隔を設けて側梁１に対して平行に設
置され、端部は端梁５と枕梁４に接合されている。ま
た、中梁４ｂは枕梁４と横梁２ｃとの間に、前記中梁４
ａと同様に所定の間隔で側梁１に平行に設置されてい
る。該中梁４ｂの端部は枕梁４と横梁２ｃに接合されて
いる。前記枕梁４の設置位置は、車体を支持する台車の
前後方向中心位置であって、台枠の該枕梁４の近傍は台
車との関係から台枠自体の高さ寸法を極力短くする必要
がある。したがって、枕梁４の近傍に設置される横梁２
ｂは、全体がほぼＬ型に形成され、その高さ寸法は前記
横梁２ａよりも短く形成されている。該横梁２ｂも前記
横梁２ａと同様に軽合金製の押出し型材によって構成さ
れており、上部には前記床受６および床受７が一体に形
成されている。また、横梁２ｂの下部の水平部分は、台
枠の台車設置位置に必要最小限設けられる、配管配線を
支持するための支持金をを固定するために、必要な幅に
形成されている。横梁２ｂは、枕梁４と該枕梁４に最も
近い横梁２ａとの間に設置されている。前記床板３
は、台枠の両側の側梁１と隣接した横梁２ａ或いは横梁
２ａおよび横梁２ｂとによって囲まれた部分を覆うよう
に配置されており、二枚の面板３ａ，３ｂ，該面板３
ａ，３ｂの間に設置される芯材３ｃおよび二枚の面板の
間であって該床板自身の外周に設置される縁材１３より
なる積層パネルによって構成されている。この積層パネ
ルは、前記面板３ａ，３ｂ，芯材３ｃおよび縁材１３が
軽合金製であって、それぞれはろう付によって接合され
ている。なお、縁材１３はその断面形状がコ字型の軽合
金製押出型材である。該床板３の周囲は、前記側梁１或
いは横梁２ａ，２ｂの床受６，７に載せ掛けるように、
前記縁材１３の突出部分の長さが該床板３の台枠上面側
と下面側で異なっている。すなわち、該床板３の上面側
は下面側よりも長くなっている。縁材１３の突出部分の
長さの差は、前記床受６，７の突出寸法の差のほぼ半分
程度となっている。

【００１２】台枠製造にあたり、先ず、側梁１，横梁２
ａ，２ｂ，枕梁４，端梁５，及び中梁４ａ，４ｂを組立
溶接する。その後、床板３を載せかけ溶接接合すること
で台枠を製造する。該床板３は、縁材１３の突出部の長
さが台枠上面側は下面側より長くなっているため、製造
上載せかけ易い構造となっている。そのため製造作業を
容易なものとすることができる。

【００１３】隣接した床板３同士の各縁材１３の上部の
突合せ部には隙間を持たせ、前記床受７に載せられる。
前記横梁２ａと該各縁材１３は該突合せ部において一回
の全周気密溶接される。このとき該縁材１３の上部の突
合せ部の隙間は、床受７の幅よりも小とする。縁材１３
の下部は床受６に載せられ、該床受６の端部にて該横梁
２ａとタップ溶接される。床板３と横梁２ａは縁材１３
を介して、その上部と下部との２点で溶接によって接合
される。したがって、横梁２ａと縁材１３は組合せられ
た状態で一体の強度部材となる。そのため台枠における
幅方向に引き通して配置された強度部材、例えば横梁２
ａの実質的な断面係数を大きくできる。その結果、台枠
の剛性を向上することができる。台枠の最適設計を考え
た場合、幅方向の強度部材の重量を従来のものより、軽
く小さいものにすることができる。また、床板として用
いる積層パネルの選定にあたり、幅方向の強度向上が見
込めるため従来より薄く軽いものを選定することができ
る。さらに、従来の構造に用いた場合強度の向上を見込
むことができる。

【００１４】該横梁２ａの下部に加わる鉛直方向の集中
荷重すなわち機器荷重は、該横梁２ａ，縁材１３を介し
て分布荷重として床板３に伝わる。一般に該床板３を構
成する積層パネルは集中荷重に対して弱く分布荷重に強
い特性を有している。台枠全体として見た場合、集中荷
重に対してもその荷重点を床受６，７を介して床板３の
上下面で接合し、一体の強度部材をなした横梁２ａの位
置に設定することで前記積層パネルへの荷重の集中とい
う問題点を解決出来る。

【００１５】該横梁２ａの下部に加わる台枠前後方向の
荷重すなわち車両の加減速に伴う機器荷重は、該横梁２
ａ，縁材１３を介して、該床板３にモ−メントとして伝
わる。この場合該横梁２ａ，縁材１３は組合わさって一
体の幅方向に引通された強度部材となっているため、回
転中心は床板３の中立軸近傍となる。その為該床板３を
構成する積層パネルの面板３ａ，３ｂに加わる歪を少な
くできる。

【００１６】また、前記隣接した床板３の対向した縁材
１３の上部の突合せ部の溶接構造においては、突合せ部
の裏側にあたかも床受７で押し当てた状態となる。した
がって該床受７は突合せ溶接におけるバックプレ−トの
役目をする。その為、該縁材１３の上部における溶接の
信頼性を向上させる事ができる。

【００１７】前記横梁２ｂの、前記床板３との接合は、
前記横梁２ａと同様とする。したがって、台枠幅方向の
強度部材として断面係数の向上ならびに、台枠全体の剛
性向上に寄与することができ、該横梁２ｂに加わる力の
伝達においても同様の効果が見込める。また、溶接の信
頼性についても同様の効果が得られる。

【００１８】ところで、床板３として前記積層パネルを
用いると台枠上面部分に該床板３を設置することから、
該台枠全体として面外剛性が向上する。このため、該台
枠に連続して構成される側構体すなわち車体の側面を構
成する部分と、台枠の側梁との接合部分が強度的に応力
集中が生じやすくなる。そこで、前記側梁の上部に接合
される側構体側の部材、すなわち長土台１ａを、台枠の
曲げ剛性と、側構体の面内曲げ剛性の中間程度の剛性を
有する断面形状および板厚に選定する必要がある。すな
わち、台枠と側構体との間で極端な剛性変化が生じない
構成とする必要がある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ま
ず、第１に車体台枠において、前記縁材と前記横梁を上
面と下面にて接合することにより幅方向の強度部材の断
面係数の向上が図れ、その結果として軽量で、かつ剛性
の高い車体台枠を提供することができる。

【００２０】第２に、床部材に積層パネルを用いた場
合、前記床受を構成する横梁を用いることにより、製造
が容易で、信頼性の高い車体台枠を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の車体の台枠部分を示す
平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ部断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ部断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ部断面図である。

【図５】図４の横梁部分を拡大した断面図である。

【図６】図３の横梁部分を拡大した断面図である。

【符号の説明】

１……側梁、２ａ，２ｂ……横梁、３……床板、４……
枕梁、４ａ，４ｂ……中梁、５……端梁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者武市通文茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】側構体、屋根構体、妻構体及び台枠からな
る鉄道車両の車体において、前記台枠を、２枚の面板、
該面板の間に設置される芯材及び２枚の面板の間にあっ
て該床板自身の外周に設置される縁材からなる積層パネ
ルにより構成される複数の床板と、隣接して配置される
前記複数の床板の該床板隣接部に対応させて配置される
横梁とから構成し、隣接した床板の上面および横梁を一
体に接合し、かつ、隣接した床板の下面をそれぞれ前記
横梁に接合したことを特徴とする鉄道車両の車体。
【請求項２】側構体、屋根構体、妻構体及び台枠からな
る鉄道車両の車体において、前記台枠を、２枚の面板、
該面板の間に設置される芯材及び２枚の面板の間にあっ
て該床板自身の外周に設置される縁材からなる積層パネ
ルにより構成される床板と、隣接して配置される床板の
縁材の上面と下面が載せかけられる床受を備えた横梁と
より構成し、前記隣接した床板の上面および下面を横梁
に接合したことを特徴とする鉄道車両の車体。