KR101595923B1

KR101595923B1 - 저지붕 구조체를 구비한 철도 차량

Info

Publication number: KR101595923B1
Application number: KR1020147021592A
Authority: KR
Inventors: 토시유키 히라시마; 세이이치 하야시; 히토시 나가하라; 요우스케 츠무라; 오사무 무라기시
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2016-02-26
Also published as: US20140250800A1; JP6126574B2; US9499179B2; HK1197215A1; JPWO2013125250A1; CN104066639B; KR20140107669A; CN104066639A; WO2013125250A1

Abstract

지붕 상부에 공조 기기(5)를 설치 가능한 철도 차량은 개구부(10)를 갖는 지붕 구조체(1)와, 개구부(10)에 설치되어 단면으로 볼 때 오목한 오목부(3)를 가지며 오목부(3)에 공조 기기(5)를 배치할 수 있는 저지붕 본체(20)와, 저지붕 본체(20)에서 연속적으로 형성되는 동시에 지붕 구조체(1)에 접합되는 저지붕 본체 주연부(22)를 구비하고, 저지붕 본체(20) 및 저지붕 본체 주연부(22)가 플라스틱제이다.

Description

저지붕 구조체를 구비한 철도 차량{RAILROAD VEHICLE PROVIDED WITH LOW ROOF STRUCTURE}

본 발명은 저지붕 구조체를 구비한 철도 차량에 관한 것이다.

철도 차량은 일반적으로 차체의 상면을 구성하는 지붕 구조체를 구비하고 있다. 여기서, 건축 한계에 의한 제약, 외부 디자인상의 이유로, 지붕 구조체의 외면보다 차량 내측으로 들어가며 낮게 하여 공조 기기 등을 탑재 가능한 구조가 알려져 있다(특허문헌1 참조). 이하, 지붕 구조체의 다른 부위보다 낮게 한 구조 부분을 저지붕 구조체라고 한다. 특허문헌 1에 기재된 저지붕 구조체는 공조 기기가 배치되는 평탄부와, 그 폭 방향 양측에서 측면 구조체에 접합하기 위해 치솟은 치솟음부를 각각 알루미늄 합금제의 압출 부재로 형성되고, 각각을 용접 또는 마찰 교반 접합으로 접합하여 구성된다. 이로써, 특허문헌1은 결합부에 의한 강도 저하 및 소음 발생을 방지하는 동시에 부착 작업을 쉽게 할 수 있다고 하고 있다.

일본특허공개공보 2007-261345호

그런데, 저지붕 구조체 자체에는 큰 하중 등이 가해지는 경우가 적기 때문에, 철도 차량 전체의 경량화를 도모하는 관점에서도 저지붕 구조체를 박판 구조로 하는 것이 이상적이다. 하지만, 특허문헌1의 저지붕 구조체는 단면이 똑같은 형재를 사용하고 있으며, 전체의 두께가 크기 때문에 경량화에 지장이 된다는 문제가 있다. 또한, 지붕 구조체는 비바람을 맞기 때문에, 공조 기기 등이 배치되는 저지붕 구조체를 사용하는 경우에는 방수 처리 등을 할 필요가 있다. 하지만, 특허문헌 1의 저지붕 구조는 방수 처리에 대해 조금도 제안되어 있지 않다. 따라서, 본 발명의 목적은 저지붕 구조체 나아가서는 철도 차량 전체의 경량화를 도모하고, 또한, 방수 구조를 갖는 저지붕 구조체를 구비한 철도 차량을 제공하는데 있다.

지붕 상부에 공조 기기를 설치 가능한 본 발명에 따른 철도 차량은 개구부를 갖는 지붕 구조체와, 상기 개구부에 설치되어 단면으로 볼 때 오목한 오목부 또는 위에서 볼 때 통과 구멍을 형성한 배치부를 갖고, 상기 오목부 혹은 상기 배치부 상의 상기 통과 구멍의 주연부에 상기 공조 기기를 배치 가능한 저지붕 본체와, 지붕의 일부를 구성하고, 상기 저지붕 본체에서 연속적으로 형성되는 동시에 상기 지붕 구조체에 접합되는 저지붕 본체 주연부를 구비하고, 상기 저지붕 본체 및 상기 저지붕 본체 주연부가 플라스틱제이다. 여기서, 플라스틱이란 CFRP나 GFRP 등 섬유 강화 플라스틱, 각종 복합 재료가 포함된다. 상기 구성에 따르면, 저지붕 본체 및 그 주연부를 플라스틱으로 구성함으로써 저지붕 구조체 나아가서는 철도 차량 전체의 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 저지붕 본체 및 그 주연부를 플라스틱으로 형성하고 있기 때문에 그 저지붕 본체가 비록 복잡한 3차원 형상이어도 이에 대응하는 것이 쉽다.

본 발명에 따라, 저지붕 구조체 나아가서는 철도 차량 전체의 경량화를 도모하고, 또한 방수 구조를 갖는 저지붕 구조체를 구비한 철도 차량을 제공할 수가 있다.

도 1은 실시예의 저지붕 구조체의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 저지붕 구조체의 A 방향에서 본 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 저지붕 구조체를 B-B 선을 포함한 면으로 절단하여 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 4는 도 3의 C부의 확대도이다.
도 5는 도 4의 F부의 확대도이다.
도 6의 (a) ~ (c)는 도 3의 D부의 확대도이다.
도 7은 도 3의 E부의 확대도이다.
도 8은 저지붕 본체의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 7에 나타낸 저지붕 구조체의 방수 구조의 변형예이다.

1. 실시예

1-1. 전체 구성의 개요

1-2. 저지붕 본체의 구성

1-3. 저지붕 본체와 지붕 구조체의 설치 구조

1-4. 저지붕 구조체의 방수 구조

1-5. 저지붕 본체의 설치 방법

2. 저지붕 본체의 변형예

3. 저지붕 구조체의 방수 구조의 변형예

4. 그 밖의 변형예

5. 각 구성의 효과

[1. 실시예]

[1-1. 전체 구성의 개요]

도 1은 본 실시예에 따른 저지붕 구조체(2)를 구비한 철도 차량 구조체를 나타내는 도면이다. 철도 차량 구조체는 2개의 측면 구조체(100)와, 하면을 구성하는 테두리(미도시)와, 차량 길이 방향 단부에 설치된 2개의 박공벽 구조체(200)와, 상면을 구성하는 저지붕 구조체(2)를 포함하는 지붕 구조체(1)를 포함하여 구성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 철도 차량의 지붕 구조체(1)의 상면은 볼록한 부분을 위로 향하게 한 원호형이다. 지붕 구조체(1)의 차량 폭 방향의 대략 중앙부에는 저지붕 구조체(2)의 본체 부분인 저지붕 본체(20)를 설치 가능한 직사각형의 제1 개구(10)가 형성되어 있다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 저지붕 본체(20)의 상부에는 탈착 가능한 원호형의 커버(23)가 고무제의 씰(seal) 부재(25)를 개재하며 설치되어 지붕 구조체(1)의 일부를 구성하고 있다.

[1-2. 저지붕 본체의 구성]

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 저지붕 본체(20)는 위에서 볼 때 직사각형이고, 상면에 제2 개구(21)가 형성되어 있다. 저지붕 본체(20)는 제2 개구(21)의 주연에 설치된 주연부(22)와, 주연부(22)의 하부에 형성된 오목부(3)와, 주연부(22)와 오목부(3)의 상단을 연결하는 단차부(4)를 구비하여 구성된다. 주연부(22)는 CFRP나 GFRP 등 강화 플라스틱으로 형성되며, 프레임(6)을 통해 지붕 구조체(1)에 설치된다. 또한, 주연부(22)/프레임(6)/지붕 구조체(1)의 설치 구조에 대해서는 후술한다.

단차부(4)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 오목부(3)의 상단에서 바깥쪽으로 연장되는 수평면(42)을 포함한 평탄부(40)와, 저지붕 본체(20)의 상단에서 아래쪽으로 연장되는 측벽(41)을 가지며, 저지붕 본체(20)의 주면 전체 둘레에 걸쳐서 형성된다. 또한, 측벽(41)은 도 4에 있어서 수직벽으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고 경사져 있어도 좋다. 오목부(3)는 주벽(周壁)(30)과 바닥부(31)를 가지며, 내부에 공조 기기(5)가 설치된다. 그 공조 기기(5)는 주연부에 다리부(51)가 있고, 그 다리부(51)가 패킹(53)을 개재하고 단차부(4)의 평탄부(40)에 설치된다(도 3 참조). 즉, 평탄부(40)는 공조 기기(5)가 배치되는 배치부(44)를 구성한다. 주벽(30)에는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 길이 방향의 측면에 형성되어 차량 외부와의 사이에서 공기가 출입하는 제2 투과 구멍(透孔)(35)과, 폭 방향의 측면에 각각 형성되어 공조 기기(5)에서 조화 공기를 차량 안으로 보내기 위한 제3 투과 구멍(36)과, 공조 기기(5)의 전선 등이 통과하는 제4 투과 구멍(37)을 포함하고 있다. 또한, 주벽(30)은 주연부(22)와 마찬가지로 강화 플라스틱으로 형성된다.

바닥부(31)에는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량 안으로부터 공기를 오목부(3)에 받아들여서 공조 기기(5)로 인도하기 위한 제1 투과 구멍(34)이 형성되어 있다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 바닥부(31)의 차량 내측 하면에는 천장 내장판과 함께 차량 내부 램프(50)나 손잡이봉 등이 장착된다. 바닥부(31)는 도 6의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이, 강화 플라스틱으로 형성된 2장의 면판(33)과, 면판(33) 사이에 설치된 심재(32)로 구성된 샌드위치 구조이다. 여기서, 심재(32)는 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 허니콤 구조이며, 예를 들면 알루미늄 합금 또는 스테인리스 등의 금속, 혹은 플라스틱이나 종이 등으로 구성된다. 또한, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 심재(32)로는 발포 수지를 사용해도 좋다. 이와 같이, 바닥부(31)를 샌드위치 구조로 함으로써 천장 내장 부품을 설치하기 위한 충분한 강도를 얻을 수 있어 판과 골조로 구성된 골피 구조와 비교하여 경량화를 도모 할 수 있다. 또한, 샌드위치 구조로 함으로써 바닥부(31)의 두께를 줄일 수 있기 때문에 저지붕 부분에 있어서의 객실 천장 높이를 확보하여 저지붕 구조체를 구비한 철도 차량이어도 충분한 차량 내부 공간을 얻을 수 있다.

또한, 바닥부(31)는 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 강화 플라스틱으로 이루어진 골함석 구조로 해도 좋고, 이러한 구조에 의해 가볍고 두께를 줄이면서 원하는 강성을 확보할 수 있다. 이 경우, 바닥부(31)는 산부(31a)와 곡부(31b)를 교대로 연속적으로 마련한 구조가 된다. 또한, 저지붕 본체(20)는 주연부(22)와 오목부(3)와 단차부(4)를 구비하지만, 이것들을 일체 성형하여도 좋다. 이로써 저지붕 본체(20)의 수밀성/강성/조립성을 향상시킬 수 있는 동시에 제조 비용을 절감할 수 있다.

[1-3. 저지붕 본체와 지붕 구조체의 설치 구조]

다음으로, 저지붕 본체(20)와 지붕 구조체(1)의 설치 구조에 대해 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 금속제의 프레임(6)은 그 일단이 지붕 구조체(1)의 제1 개구(10) 측의 단부 상면에 용접 접합되어 있다. 한편, 프레임(6)의 타단은 저지붕 본체(20)의 주연부(22)의 하면에 배치되며, 예를 들면, 리벳으로 체결된다. 프레임(6)은 위에서 볼 때, 주연부(22)의 하면 전체에 대향하도록 사각형으로 형성되어 있다. 도 5는 도 4의 F부의 확대도이다. 저지붕 본체(20)의 주연부(22)에는 제1 관통 구멍(24)이 마련되고, 프레임(6)의 타단에는 제1 관통 구멍(24)에 맞는 제2 관통 구멍(60)이 마련되어 있다. 제1 관통 구멍(24)과 제2 관통 구멍(60)에는 리벳(8)의 축체(80)가, 저지붕 본체(20)의 주연부(22)의 상측으로부터 삽입되고, 축체(80)의 선단부를 코킹(caulking)함으로써 프레임(6)과 저지붕 본체(20)가 체결된다. 여기서, 리벳(8)의 머리부(81)의 주면에는 씰 부재를 도포하여 빗물이 두 관통 구멍(24,60)에서 침입하는 것을 방지한다.

이상과 같은 구성에 따라, 강화 플라스틱제인 저지붕 본체(20)의 주연부(22)가 용접 열에 의해 손상되는 경우가 없다. 또한, 리벳(8)은 코킹된 상태에서 축체(80)의 주면이 두 관통 구멍(24,60)의 주면에 밀접하므로 차량 주행 시에 있어서 저지붕 구조체(2)에 전단 하중이 가해졌을 경우이어도 전단 하중은 리벳(8)의 축체(80)의 주면 전체에서 받을 수 있기 때문에 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 전단 하중에 의한 접합 강도를 높일 수 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 저지붕 본체(20)의 주연부(22), 프레임(6), 지붕 구조체(1)는 바깥쪽으로 계단 모양으로 내려가도록 배치되며, 차량 폭 방향 바깥쪽을 향해 하향 경사져 있다. 따라서, 주연부(22)와 프레임(6)의 부착 부분이나 프레임(6)과 지붕 구조체(1)의 부착 부분에 빗물 등이 괴는 경우가 없다. 또한, 만에 하나 프레임(6)과 주연부(22)의 접합이 떨어졌을 경우이어도 저지붕 본체(20)가 낙하하는 경우가 없다.

[1-4. 저지붕 구조체의 방수 구조]

다음으로, 저지붕 구조체의 방수 구조에 대해 설명한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 커버(23)는 제2 개구(21)를 막는 동시에 주연부(22)의 단부 상면에 배치된다. 상술한 바와 같이, 커버(23)는 탈착을 용이하게 하기 위해, 주연부(22)와 커버(23) 사이에는 씰 부재(25)와 같은 간단한 방수 처리를 하고 있다. 그 때문에, 세차의 경우나 대량의 빗물을 맞는 경우는 그 물이 저지붕 본체(20) 안으로 침입하는 경우가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 저지붕 구조체(20)에 방수 구조를 구비하고 있다.

즉, 도 7에 나타낸 바와 같이 단차부(4)의 평탄부(40)에는 상향 돌출하며, 저지붕 본체(20)의 전체 둘레에 걸쳐 연속적으로 형성된 돌기부(45)와, 돌기부(45)와 측벽부(41) 사이에 배수(drain) 구멍(47)이 마련되어 있다. 여기서, 돌기부(45)는 공조 기기(5)가 배치되는 배치부(44)를 구성하고, 그 돌기부(45)를 평탄부(40)와 일체 성형하여도 좋고, 다른 부재로 형성해도 된다. 또한, 혹은 돌기부(45)를 도 6의 (a), (b)에 나타낸 바와 같은 샌드위치 구조로 해도 좋고, 이로써 충분한 강도를 확보할 수 있다. 또한, 돌기부(45)는 강화 플라스틱제, 금속제, 고무제 등 각종 재료로 형성되어도 좋다. 이와 같은 구성에 따라, 빗물 등이 저지붕 본체(20)의 수평면(42) 위에 떨어졌을 경우이어도 돌기부(45)에 의해 차단되므로 오목부(3) 및 차량 안으로 침입하는 경우가 없다. 또한, 배수 구멍(47)을 마련하고 있으므로 돌기부(45)에 의해 차단된 빗물은 차 밖으로 배출된다.

[1-5. 저지붕 본체의 설치 방법]

저지붕 본체(20)를 지붕 구조체(1)에 설치할 때에는 미리 지붕 구조체(1)에 프레임(6)을 용접으로 부착한다. 그 후, 제1 개구(10)의 위쪽에서 저지붕 본체(20)를 제1 개구(10)에 삽입하고, 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)를 리벳(8)으로 접합하는 것도 생각할 수 있다. 하지만, 실제로는 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)를 접합하는데 사용하는 리벳(8)은 총 수백 개나 된다. 지붕 구조체(1)의 프레임(6)에 저지붕 본체(20)의 주연부(22)를 올려놓은 상태에서 수백 개의 리벳(8)을 코킹 접합하는 것은 부착 공정 수가 많아져 작업성이 나쁘다. 또한, 상기한 바와 같이, 리벳(8)의 머리부(81) 주면에는 씰 부재를 도포하는 것이지만, 지붕 구조체(1)의 위에서 도포해야 하므로 작업성이 나쁘다. 이 작업성의 나쁨 때문에, 그 씰 부재의 도포 상태에 불균일 등이 발생하기 쉬워져 그 씰 부재의 내구성도 문제가 될 우려가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 이하의 순서로 저지붕 본체(20)를 지붕 구조체(1)에 설치한다.

먼저, 지붕 구조체(1)와 저지붕 본체(20)를 설치하는 공정과는 다른 공정 (예를 들어, CFRP 성형 공정)에서 저지붕 본체(20)의 주연부(22) 아래쪽에 프레임(6)을 배치한다. 제1 관통 구멍(24)과 제2 관통 구멍(60)을 맞추고 저지붕 본체(20)의 주연부(22)의 위쪽에서 두 관통 구멍(24,60)으로 리벳(8)의 축체(80)를 통과시킨다. 그런 다음, 리벳(8)의 축체(80)의 하단부를 코킹하여 저지붕 본체(20)의 주연부(22)와 프레임(6)을 접합한다. 그리고 리벳(8)의 머리부(81) 주면에 씰 부재를 코팅한다. 이 프레임(6)을 부착한 저지붕 본체(20)를 제1 개구(10) 위에서 그 제1 개구(10)에 삽입한다. 이로써 프레임(6)이 지붕 구조체(1)의 제1 개구(10)의 주연부(22) 상에 접한다. 그 후에, 프레임(6)과 지붕 구조체(1)를 용접으로 부착한다. 이와 같이 하면, 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)를 전용 공장에서 부착할 수 있으므로, 사람 손에 의하지 않고 자동 기계로 리벳(8)을 코킹할 수 있다. 그러므로 작업성이 좋아진다. 또한, 씰 부재 도포작업에 있어서도 작업성이 좋기 때문에 고정밀도의 작업을 할 수 있다.

그 후에, 오목부(3) 내측으로 공조 기기(5)를 넣고, 돌기부(45)의 상면에 공조 기기(5)를 둔다. 이때, 돌기부(45)에 위치 결정 돌기(46)를 마련하고, 다리부(51)의 하면에 그 위치 결정 돌기(46)에 끼우는 끼워맞춤 구멍(52)을 형성하여 그 끼워맞춤 구멍(52)에 그 위치 결정 돌기(46)를 설치해도 좋다(도 7 참조). 공조 기기(5)의 설치 부분인 위치 결정 돌기(46)에 패킹(53) 등을 둘러 감고 사용함으로써 빗물 등이 오목부(3)에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 마지막으로, 저지붕 본체(20)의 제2 개구(21)에 커버(23)를 덮는다.

[2. 저지붕 본체의 변형예]

도 8은 저지붕 본체(20)의 변형예를 나타내는 단면도이다. 본 변형예에 있어서, 저지붕 본체(20)는 주연부(22)와 단차부(4)를 구비하여 구성되고, 오목부(3)는 마련되어 있지 않다. 이는 지붕 상에 가해지는 하중이 크지 않은 경우나, 예를 들면 손잡이봉 등 비교적 큰 하중이 가해지는 내장 부품이 지붕 구조체(1)의 바닥면에 설치되지 않는 경우에는 오목부(3)를 생략할 수 있기 때문이다. 단차부(4)는 상기한 바와 같이 수평면(42)을 포함한 평탄부(40)와, 저지붕 본체(20)의 상단에서 아래쪽으로 연장되어 그 평탄부(40)에 연결되는 측벽(41)을 가지며 구성되고, 저지붕 본체(20)의 내주면 전체 둘레에 걸쳐 형성된다. 평탄부(40)의 중앙에는 제2 개구(21)로 이어진 통과 구멍(43)이 형성되고, 평탄부(40) 상에서 그 통과 구멍(43)의 주연부인 수평면(42)에 공조 기기(5)의 다리부(51)가 패킹(53)을 개재하며 배치된다. 즉, 평탄부(40)가 공조 기기(5)의 배치부(44)를 형성한다. 공조 기기(5)는 차량 안의 공기를 직접 받아들일 수 있다.

본 변형예에 있어서는 오목부(3)가 설치되어 있지 않기 때문에, 더욱 저지붕 본체(20) 나아가서는 지붕 구조체(1) 전체를 경량화할 수 있다. 또한, 오목부(3)가 설치되지 않음으로써 차량 구조체의 저지붕 부분에 있어서의 객실 천장 높이를 확보하여 오목부(3)를 설치한 경우에 비하여 충분한 차량 내부 공간을 얻는 것이 더 쉬워진다. 또한, 도 8에는 도시되어 있지 않지만, 수평면(42)에 떨어진 빗물 등이 차량 안으로 침입하는 것을 방지하기 위해, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 평탄부(40)에 돌기부(45)와 배수 구멍(47)(도 7 참조)을 마련해도 된다. 이 경우, 돌기부(45)가 공조 기기(5)의 배치부(44)가 된다. 또한 차량 내부 램프(50)는 지붕 구조체(1)의 내측에서 공조 기기(5)로부터 벗어난 곳, 혹은 내장 천장 패널(미도시)에 직접 설치된다.

[3. 저지붕 구조체의 방수 구조의 변형예]

다음으로, 저지붕 구조체의 방수 구조와 공조 기기(5)의 설치의 변형예에 대해 설명한다. 그 외의 구성에 대해서는 상기 실시예의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다. 도 9는 저지붕 본체(20)의 수평부(42)의 확대도이다. 도 9에 있어서, 수평부(42)의 단부에 위쪽으로 돌출한 돌기부(45)와, 돌기부(45) 및 단차부(4) 사이에 마련된 배수 구멍(47)을 갖춘 점에서 상기 도 7을 사용하여 나타낸 실시예와 공통되지만, 배수 구멍(47)과 돌기부(45) 사이에 공조 기기(5)의 설치 시트(55)를 갖춘 점에서 다르다. 공조 기기(5)의 설치 시트(55)에는 공조 기기(5)의 다리부(51)가 배치되고, 그 설치 시트(55)가 공조 기기(5)의 배치부(44)를 구성한다. 또한, 다리부(51)와 돌기부(45)의 간극에는 씰 고무(53)가 설치된다. 이로써, 상기 실시예와 마찬가지로 빗물이 오목부(3)에 침입하는 경우가 없다.

[4. 그 밖의 변형예]

상기 실시예에서는 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)를 리벳(8)으로 접합했지만, 접착제로 접합할 수도 있다. 또한, 저지붕 본체(20)를 오토크레이브(autoclave) 성형이나 압축(infusion) 성형으로 형성할 때에, 프레임(6)도 함께 접합하는 코본드(cobond) 방법을 사용할 수도 있다. 이러한 경우에는 리벳(8)을 이용한 경우에 행하였던 리벳(8)의 머리부(81)에 씰 부재를 도포하는 것은 필요하지 않다. 그러나, 상기한 바와 같이, 프레임(6)과 지붕 구조체(1)는 용접으로 접합되므로 그 용접 열이 저지붕 본체(20)의 주연부(22)에 전해져 접착제나 주연부(22) 자체를 손상시킬 우려가 있다. 특히, 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)의 접촉 면적이 크면, 저지붕 본체(20)의 주연부(22)에 전해지는 용접열의 열량이 크다.

따라서, 그와 같은 경우에는 레이저 용접, 레이저 아크 하이브리드 용접, CMT(Cold Metal Transfer)와 같은 저입열 용접으로 프레임(6)과 지붕 구조체(1)를 용접하면 된다. 이로써 용접 시에 저지붕 본체(20)의 주연부(22)에 전해지는 용접열의 열량이 억제되어 접착제나 주연부(22) 자체의 손상을 줄일 수 있다. 물론, 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)를 리벳(8)으로 접합하는 경우에도, 프레임(6)과 지붕 구조체(1)의 용접에 저입열 용접을 사용해도 좋다.

또한, 프레임(6)과 저지붕 본체(20)의 주연부(22)의 접합은 볼트를 사용해도 좋다. 또한, 혹은 리벳과 접착제의 병용, 볼트와 접착제의 병용에 의한 접합 등 각종 조합으로 접합하는 것도 가능하다. 또한, 상기 실시예 대신에, 주벽(30)을 면판과 심재를 이용한 샌드위치 구조로 해도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는 일예로서 CFRP나 GFRP를 이용했지만, 이에 한정되지 않고 그 밖의 강화 플라스틱 이어도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는 평탄부(40)에 공조 기기(5)의 다리부(51)가 배치되어 있다. 하지만, 상기 구성 대신에 오목부(3)의 바닥부(31)에 스페이서(spacer)(미도시)를 설치하고 그 스페이서 상에 공조 기기(5)의 바닥면을 배치해도 좋다.

[5. 각 구성의 효과]

각 실시예에 있어서, 지붕 구조체는 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며, 프레임과 지붕 구조체 및 저지붕 본체 주연부가 접합된다. 이 구성에 따라, 지붕 구조체와 프레임은 용접으로 접합할 수 있어 작업성이 좋다. 각 실시예에 있어서, 지붕 구조체는 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며, 프레임과 저지붕 본체 주연부는 리벳 또는 접착제로 접합된다. 이 구성에 따라, 강화 플라스틱으로 형성된 저지붕 본체 주연부와 프레임을 리벳 또는 접착제로 미리 접합할 수 있으므로 두 접합의 작업성, 품질 및 강도를 높일 수 있다.

각 실시예에 있어서, 지붕 구조체는 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며, 저지붕 본체의 주연부의 하면과 프레임의 일단의 상면이 접합되고, 지붕 구조체의 표면과 프레임의 타단의 하면이 접합된다. 이 구성에 따라, 저지붕 본체의 주연부, 프레임, 지붕 구조체는 바깥쪽으로 계단 모양으로 내려가도록 배치되고, 차량 폭 방향 바깥쪽을 향해 아래쪽으로 기울어져 있으므로 주연부와 프레임의 부착 부분이나, 프레임과 지붕 구조체의 부착 부분에 빗물 등이 괴는 경우가 없다. 또한, 만일 프레임과 주연부의 접합이 떨어졌을 경우이어도 저지붕 본체가 낙하하는 경우가 없다. 각 실시예에 있어서, 지붕 구조체는 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며, 프레임의 일단이 저지붕 본체 주연부와 접합되고, 프레임의 타단이 저입열 용접으로 지붕 구조체에 접합된다. 이 구성에 따라, 프레임과 지붕 구조체를 저입열 용접으로 접합하므로 강화 플라스틱으로 형성된 저지붕 본체 주연부가 용접 열에 의해 열화되는 경우가 없다.

각 실시예에서, 저지붕 본체는 저지붕 본체 주연부의 내측에, 배치부를 포함한 단차부를 더 가지며, 그 단차부의 배치부는 연직 방향 위쪽으로 연장되는 돌기부를 포함하고, 돌기부와 저지붕 본체 주연부 사이에는 배수 구멍이 더 마련되어 있다. 이 구성에 따라, 저지붕 본체 주연부에서 빗물이 침입해도 빗물은 돌기부에 의해 차단되어 오목부 또는 공조 기기에 침입하는 것이 방지된다. 또한 빗물을 배수 구멍을 통해 지붕 구조체 밖으로 배출할 수 있다. 돌기부는 공조 기기의 설치 시트로서 사용할 수 있지만, 방수 기능을 하는 돌기부와 공조 기기의 설치 시트를 나누면, 설치 시트의 구성을 간단한 것으로 할 수 있다. 이 구성에 따라, 단차부와 돌기부를 일체 성형할 수 있다. 또한, 돌기부를 샌드위치 구조로 할 수도 있으므로 충분한 강도를 확보할 수 있다.

각 실시예에 있어서, 오목부의 바닥부는 강화 플라스틱제의 2개 면판과, 각 면판 사이에 설치된 코어재를 갖는 샌드위치 구조이다. 또한, 코어재는 허니캠 구조 또는 발포수지로 해도 좋다. 이 구성에 따라, 오목부의 바닥면 전체를 금속으로 형성했을 경우에 비하여 경량화를 도모함과 동시에 충분한 강도를 확보할 수 있다. 각 실시예에 있어서, 오목부의 바닥부는 산부와 곡부가 차량 폭 방향을 따라 연속적으로 설치된 강화 플라스틱제의 골판지 구조이다. 이 구성에 따라, 오목부의 바닥면 전체를 금속으로 형성했을 경우에 비하여 경량화를 도모함과 동시에 충분한 강도를 확보할 수 있다. 또한, 박판 구조로 할 수 있으므로 충분한 객실 천장 높이를 얻을 수 있다.

각 실시예에 있어서, 저지붕 본체의 상부를 덮는 커버 부재를 더 구비하며, 커버 부재의 단부 하면은 저지붕 본체 주연부의 오목부측 단부의 상면에 대하여 씰 부재를 개재하고 배치된다. 이 구성에 따라, 방수 성능을 확보하는 동시에 커버 부재를 저지붕 본체에서 탈착 용이하게 할 수 있다. 상기 설명으로부터, 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 분명하다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 하나의 양태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능에 대해 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명은 저지붕 구조체를 구비한 철도 차량에 적용하면 유익하다.

1: 지붕 구조체 2: 저지붕 구조체
3: 오목부 4: 단차부
5: 공조 기기 6: 프레임
8: 리벳 10: 제1 개구
20: 저지붕 본체 21: 제2 개구
22: 주연부 23: 커버
24: 제1 관통 구멍 30: 주벽
31: 바닥부 34: 제1 투과 구멍
35: 제2 투과 구멍 36: 제3 투과 구멍
37: 제4 투과 구멍 40: 평탄부
41: 측벽부 42: 수평면
43: 통과 구멍 44: 배치부
45: 돌기부 47: 배수 구멍
50: 내장 판 60: 제2 관통 구멍
80: 축체 81: 머리부
100: 측면 구조체 200: 박공벽 구조체

Claims

주연부에 다리부를 갖는 공조 기기를 지붕 상부에 설치 가능한 철도 차량이며,
개구부를 갖는 지붕 구조체와,
상기 개구부에 설치되어 단면으로 볼 때 오목한 오목부 또는 위에서 볼 때 통과 구멍을 형성한 수평으로 연장되는 배치부를 갖는 저지붕 본체와,
상기 저지붕 본체에서 연속적으로 형성되는 동시에 상기 지붕 구조체에 접합되는 저지붕 본체 주연부를 구비하고,
상기 저지붕 본체 및 상기 저지붕 본체 주연부가 플라스틱제이고,
상기 공조 기기는 그 상면의 위치가 상기 저지붕 본체 주연부의 상단 이하에 설치되고, 상기 다리부를 통하여 상기 오목부 또는 상기 배치부 상의 상기 통과 구멍의 주연부에 설치되는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 지붕 구조체는 상기 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며,
상기 프레임과 상기 지붕 구조체 및 저지붕 본체 주연부가 접합되는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 지붕 구조체는 상기 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며,
상기 프레임과 상기 저지붕 본체 주연부는 리벳 또는 접착제로 접합되는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 지붕 구조체는 상기 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며,
상기 저지붕 본체 주연부의 하면과 상기 프레임의 일단의 상면이 접합되고,
상기 지붕 구조체의 상면과 상기 프레임의 타단의 하면이 접합되는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 지붕 구조체는 상기 개구부를 향해 연장되는 금속제의 프레임을 가지며,
상기 프레임의 일단이 상기 저지붕 본체 주연부와 접합되고,
상기 프레임의 타단이 저입열 용접으로 상기 지붕 구조체에 접합되는 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 저지붕 본체는 상기 저지붕 본체 주연부의 내측에 상기 배치부를 포함한 단차부를 더 가지며,
상기 단차부의 상기 배치부는 연직 방향 위쪽으로 연장되는 돌기부를 포함하고, 상기 돌기부와 상기 저지붕 본체 주연부 사이에는 배수 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제6항에 있어서, 상기 돌기부가 상기 공조 기기의 설치 시트인 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 오목부의 바닥부는 강화 플라스틱제의 2개 면판과, 각 상기 면판 사이에 설치된 코어재를 갖는 샌드위치 구조인 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제8항에 있어서, 상기 코어재는 허니컴 구조 또는 발포 수지제인 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 오목부의 바닥부는 산부와 곡부가 차량 폭 방향을 따라 연속적으로 설치된 강화 플라스틱제의 골판지 구조인 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 상기 저지붕 본체의 상부를 덮는 커버 부재를 더 구비하며,
상기 커버 부재의 단부 하면은 상기 저지붕 본체 주연부의 상기 오목부 측 단부의 상면에 대해 씰 부재를 개재하고 배치된 것을 특징으로 하는 철도 차량.
제1항에 있어서, 적어도 상기 저지붕 본체 주연부는 일체 성형으로 구성된 것을 특징으로 하는 철도 차량.