TWI778806B

TWI778806B - 軌道車輛

Info

Publication number: TWI778806B
Application number: TW110135294A
Authority: TW
Inventors: 中村英之; 岩崎充雄; 宮永恭; 吉村侯泰; 流川博光; 木下慎二
Original assignee: 日商日立製作所股份有限公司
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2022-09-21
Also published as: TW202212183A; US20220363295A1; JP7082718B1; WO2022070240A1; JPWO2022070240A1

Abstract

本發明之軌道車輛包含：車頂構造體，其構成上表面；側構造體，其構成側面；山形構造體，其構成長度方向之端面；底架，其構成下表面；底架由包含兩片面板與將該等面板彼此連接之肋部之中空形材構成，構成底架之中空形材具有：第1上側面板，其配置於底架之寬度方向中央部；第1下側面板，其配置於底架之寬度方向中央部；第2上側面板，其配置於底架之寬度方向端部且位於較第1上側面板更下方；第2下側面板，其配置於底架之寬度方向端部且位於較第1下側面板更下方；第3上側面板，其將第1上側面板與第2上側面板平滑地連接；及第3下側面板，其將第1下側面板與第2下側面板平滑地連接；於上述第1下側面板之下方設置空間，配置有將一對上述第2下側面板之接近之端部彼此連接之封閉板。

Description

軌道車輛

本發明係關於一種軌道車輛。

軌道車輛之構造體即軌道車輛構造體一般包含構成上表面之車頂構造體、構成側面之側構造體、構成下表面之底架及構成長度方向之端面之山形構造體。近年來，以下方法不斷普及，其以提高製造性及隔音性為目的，由包含對向之兩片面板與將該等面板彼此連接之複數個肋部之鋁合金製之中空形材，構成車頂構造體、側構造體及底架等，並組裝成軌道車輛構造體。

藉由對軌道車輛構造體應用中空形材，則即使不將樑構件或補強件複雜地組合配置，亦可確保軌道車輛所需之剛性或強度，因而使製造簡化。又，因可將用於安裝機器或內裝構件之支承件與構成軌道車輛構造體之中空形材一體成型，故無需於機器或內裝構件之安裝部另外設置支承件，可使製造進一步簡化。

於以在來線車輛為代表之低、中速車輛中，如專利文獻1之圖1所示之將車頂構造體、側構造體及底架全部由中空形材構成之軌道車輛構造體已得到實用化。另一方面，於以新幹線車輛為代表之高速車輛中，採用如專利文獻2之圖1所示之將車頂構造體及側構造體由中空形材構成，由將複數根樑構件焊接於附T肋形材之復合構造構成底框的軌道車輛構造體。

參照圖1及圖8說明此種高速車輛之底架不由中空形材構成之實情。圖1係高速車輛之鐵道車輛構造體1之立體圖，圖8係圖1所示之高速車輛之鐵道車輛構造體1之A-A剖視圖。

於高速車輛中，為了確保高速運行之穩定性，必須將重心位置保持得較低。因此，質量相對較大之空調裝置7搭載於底架4之下(參照圖1)，通過底架4與地板63之間之供氣用導管13、回氣用導管14及排氣用導管20，使空氣於車輛之長度方向整體循環。

此處，因地板63之高度方向之位置以不與車站月台發生階差之方式決定，故底架4需以不與供氣用導管13、回氣用導管14及排氣用導管20干涉之方式配置於下方。此外，因於底架4之下方搭載有地板下機器，故底架4須為不與地板下機器干涉之構造。

然而，於高速車輛進入隧道之情形時，因車輛周圍之壓力大幅變動，故高速車輛之鐵道車輛構造體1為氣密構造，目的在於防止因壓力變動波及車內而導致乘客耳朵悶塞。因該氣密構造而於車內外產生壓力差，故鐵道車輛構造體1於剖面方向膨脹或縮小。將此壓力差稱為氣密壓力。

另一方面，底架4為了水平安裝地板63或地板下機器而為平面狀。一般而言，平面板與曲面板相比，對於作用在面外方向之壓力，構造上較弱，易產生過大之變形或應力。因此，底架4為了減少該等變形或應力，必須為具有充足之面積矩或剖面係數之構造。

為了滿足以上之條件，高速車輛之底架4使用厚度較薄之附T肋形材61，藉此試圖避開與供氣用導管13、回氣用導管14、排氣用導管20等空調用導管及地板下機器之干涉。又，藉由將於車輛之上下方向具有高度之橫樑62配置於不與地板下機器干涉之位置，而試圖對氣密壓力確保充足之面積矩或剖面係數。

即，於高速車輛之底架，因其上下空調用導管或地板下機器較為密集，故處於難以藉由避開與其等之干涉之中空形材來確保對氣密壓力之剛性或強度之狀態。

為了解決此問題，提案有如專利文獻3之圖2所示之軌道車輛構造體，其以寬度方向中央部之厚度厚於寬度方向端部之厚度的中空形材構成底架，確保對使底架之寬度方向中央部產生極大彎曲載荷之氣密壓力之剛性或強度。

於此種軌道車輛構造體中，藉由將厚度較厚之底架之寬度方向中央部之中空形材之內部活用為回氣用空間，而無需犧牲地上或地板下之空間，可使空氣於車輛之長度方向整體循環。然而，厚度較厚之中空形材之製造難度較高，與一般厚度之中空形材相比，有厚壁化及小型化之傾向。此會招致軌道車輛構造體之質量增加或焊接量增加以及隨之而來之製造成本之增加。又，作為回氣用空間之中空形材之內部利用，會招致中空形材之加工量增加以及隨之而來之製造成本之增加。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3725057號公報

[專利文獻2]日本專利第4163925號公報

[專利文獻3]日本專利第6552971號公報

為了減少軌道車輛之製造成本，期望由中空形材構成軌道車輛構造體，使製造簡化。但，於高速車輛之底架，因其上下空調用導管或地板下機器較為密集，故難以藉由避開與其等之干涉之中空形材，來確保對氣密壓力之剛性或強度，且難以抑制質量之增加或製造成本之增加。換言之，於以下之點尚存在應解決之問題：由中空形材構成高速車輛之底架，避開與空調用導管或地板下機器之干涉外，還確保對氣密壓力之剛性或強度，且抑制質量之增加或製造成本之增加。

本發明之目的在於提供一種軌道車輛，其除避開與空調用導管或地板下機器之干涉外，還確保對氣密壓力之剛性或強度，且由抑制質量增加或製造成本增加之中空形材構成底架，藉此，使製造簡化，減少製造成本。

為了解決上述問題，代表性之本發明之軌道車輛之一藉由以下而達成，其包含：構成上表面之車頂構造體、構成側面之側構造體、構成長度方向之端面之山形構造體、及構成下表面之底架，上述底架由包含兩片面板與將該等面板彼此連接之肋部之中空形材構成，構成上述底架之上述中空形材具有：第1上側面板，其配置於上述底架之寬度方向中央部；第1下側面板，其配置於上述底架之上述寬度方向中央部；第2上側面板，其配置於上述底架之寬度方向端部且位於較上述第1上側面板更下方；第2下側面板，其配置於上述底架之上述寬度方向端部且位於較上述第1下側面板更下方；第3上側面板，其將上述第1上側面板與上述第2面板連接；及第3下側面板，其將上述第1下側面板與上述第2下側面板連接，於上述第1下側面板之下方設置空間，配置將一對上述第2下側面板之接近之端部彼此連接之封閉板。

根據本發明，可提供一種軌道車輛，其除避開與空調用導管或地板下機器之干涉以外，還由確保對氣密壓力之剛性或強度且抑制質量之增加或製造成本之增加的中空形材構成底架，藉此，使製造簡化，減少製造成本。

上述以外之構成、作用、效果將藉由以下實施形態之說明而明瞭。

1:鐵道車輛構造體

2:車頂構造體

3:側構造體

4:底架

5:山形構造體

6:窗

7:空調裝置

11:中央部底架

12:端部底架

13:供氣用導管

14:回氣用導管

15:座位架

16:地板架

17:上側面板

17a:第1上側面板

17b:第2上側面板

17c:第3上側面板

18:下側面板

18a:第1下側面板

18b:第2下側面板

18c:第3下側面板

19:封閉板

20:排氣用導管

21:地板支持台

22:中央部地板

23:端部地板

24:地板覆蓋物

25:間隙

31:座位

32:座位支持台

33:內裝面板

41:供氣

42:回氣

43:排氣

51:供氣用空間

52:回氣用空間

53:隔熱性塗布劑

61:附T肋形材

62:橫樑

63:地板

101:上下(高度)方向

102:寬度方向

103:長度方向

圖1係高速車輛用之鐵道車輛構造體之立體圖。

圖2係本發明之實施形態之圖1所示之鐵道車輛構造體之一般部(A-A部分)之垂直剖視圖。

圖3係本發明之實施形態之圖1所示之鐵道車輛構造體之空調裝置安裝部(B-B部分)之垂直剖視圖。

圖4係本發明之實施形態之圖1所示之鐵道車輛構造體之吹風部(C-C部分)之垂直剖視圖。

圖5係本發明之實施形態之圖1所示之鐵道車輛構造體之窗部(D-D部分)之垂直剖視圖。

圖6係本發明之實施形態之圖1所示之鐵道車輛構造體之長度方向端部(E-E部分)之垂直剖視圖。

圖7係本發明之其他實施形態之圖1所示之鐵道車輛構造體之一般部(A-A部分)之垂直剖視圖。

圖8係先前技術中圖1所示之鐵道車輛構造體之一般部(A-A部分)之垂直剖視圖。

以下，參照圖式，說明本發明之實施形態之軌道車輛。軌道車輛係沿著鋪設之軌道運行之車輛之總稱，意指鐵道車輛、路面電車、新交通系統車輛、單軌車輛等。此處，以下一面參照圖式，一面例示鐵道車輛作為軌道車輛之代表例，來說明本發明之實施形態。

[實施形態]

圖1係模式性顯示鐵道車輛構造體之一例之立體圖。如圖1所示，將鐵道車輛構造體1之上下(高度)方向設為101，將與其正交之寬度方向與長度方向分別設為102、103。

鐵道車輛構造體1由以下構成：側構造體3、3(僅圖示一者)，其等立設於底架4之寬度方向102之兩端部；山形構造體5、5(僅圖示一者)，其等立設於底架4之長度方向103之兩端部；及車頂構造體2，其載置於側構造體3、3與山形構造體5、5之上下(高度)方向101之上端部。於側構造體3、3具備用於乘客上下車之出入口，或用於乘客觀看車外景色之窗6。於底架4之下方具備使車內之空氣循環之空調裝置7。

於圖2顯示圖1所示之鐵道車輛構造體1之A-A剖視圖。車頂構造體2、側構造體3及底架4藉由將包含對向之兩片面板與將該等面板彼此連接之複數個肋部之鋁合金製之中空形材接合而構成。又，將其之擠出方向作為鐵道車輛構造體1之長度方向103。以下，對底架4之構成詳細進行說明。

構成位於寬度方向102之中央部之中央部底架11之上表面之中空形材之上側面板17在上下方向101之位置，高於構成位於寬度方向102之端部之端部底架12之上表面之中空形材之上側面板17在上下方向101之位置。又，構成中央部底架11之下表面之中空形材之下側面板18在上下方向101之位置，高於構成端部底架12之下表面之中空形材之下側面板18在上下方向101之位置。中央部底架11與端部底架12之上側面板17與下側面板18各自位於大致水平面上。中央部底架11與端部底架12之厚度大致相等，因可使用以同一步驟成形之中空形材形成，故可減少成本。

上側面板17具有：第1上側面板17a，其位於中央部底架11之上表面；第2上側面板17b，其位於端部底架12之上表面；及第3上側面板17c，其將第1上側面板17a與第2上側面板17b平滑地連接。又，下側面板18具有：第1下側面板18a，其位於中央部底架11之下表面；第2下側面板18b，其位於端部底架12之下表面；及第3下側面板18c，其將第1下側面板18a與第2下側面板18b平滑地連接。第2上側面板17b位於較第1上側面板17a更下方，第2下側面板18b位於較第1下側面板18a更下方。

即，底架4係端部底架12相對於中央部底架11向下偏移之態樣。構成端部底架12之中空形材之下側面板18之寬度方向102之中央側之端部彼此(僅圖示一者)藉由封閉板19連結，遮蔽中央部底架11之下表面側。

於端部底架12之上部(由第2上側面板17b、第3上側面板17c、地板63、地板支持台21及側構造體3之車內側之面所包圍之供氣用空間及回氣用空間)中，於寬度方向102之端部側備置自空調裝置7將空氣輸送至車內之供氣用導管13，於寬度方向102之中央側備置自車內將空氣輸送至空調裝置7之回氣用導管14。供氣用導管13與回氣用導管14沿著鐵道車輛構造體1之長度方向103延伸，為了可有效活用空間，回氣用導管14之下表面依循著端部底架12至將該端部底架12與中央部底架11平滑地連接之部位之上側面板17。換言之，回氣用導管14之剖面為配合端部底架12與中央部底架11之連結部之五邊形狀。

另一方面，自車內向車外排氣之空氣之輸送通過排氣用導管20進行，該排氣用導管20備置於由構成中央部底架11之中空形材之下側面板18(第1下側面板18a及第3下側面板18c)與封閉板19所包圍之空間。排氣用導管20沿著鐵道車輛構造體1之長度方向103延伸，為了可有效活用空間，排氣用導管20之上表面依循著中央部底架11至將該中央部底架11與端部底架12平滑地連接之部位之下側面板18。換言之，排氣用導管20之剖面為配合端部底架12與中央部底架11之連結部之等腰梯形。

於中央部底架11與端部底架12之接合部附近，於上側面板17之上部(第1上側面板17a、第2上側面板17b、第3上側面板17c至少一者)設置地板支持台21，於側構造體3之車內側設置地板架16。中央部地板22於中央部底架11與回氣用導管14之上方，由地板支持台21支持於大致水平面上。端部地板23於供氣用導管13與回氣用導管14之上方，由地板支持台21與地板架16支持於大致水平面上。由中央部地板22與端部地板23構成地板。

藉由將端部地板23支持於側構造體3，來自底架4之振動不易傳遞至車內。中央部地板22與端部地板23在高度方向101之位置大致相同。又，於兩者之間存在間隙25，且於兩者之上表面安裝地板覆蓋物24。

於中央部地板22與端部地板23之上部設置座位支持台32，於側構造體3之車內側設置座位架15。座位31由座位支持台32與座位架15支持於大致水平面上。於座位31之側面，設置用於使車內之外觀更佳之內裝面板33(虛線顯示)。中央部地板22與端部地板23之間之間隙25位於座位31之下方。

於圖3顯示圖1所示之鐵道車輛構造體1之B-B剖視圖、於圖4顯示C-C剖視圖，於圖5顯示D-D剖視圖、於圖6顯示E-E剖視面。圖3表示包含空調裝置7之空調安裝部之垂直剖視圖，圖4表示窗與窗之間之吹風部之垂直剖視圖，圖5表示窗部之垂直剖視圖，圖6表示長度方向端部之垂直剖視圖。以下，使用該等圖式，對本實施形態之車內之空氣循環進行說明。

於圖3所示之空調安裝部中，於構成端部底架12之中空形材、封閉板19、供氣用導管13之下表面、回氣用導管14之下表面、及排氣用導管20之下表面，分別設置於上下(高度)方向101貫通之開口。

自空調裝置7輸送至車內之供氣41通過設置於構成端部底架12之中空形材與供氣用導管13之下表面之開口供給至供氣用導管13之內部，又，通過供氣用導管13遍及鐵道車輛構造體1之長度方向103整體。

另一方面，自車內輸送至空調裝置7之回氣42通過設置於構成端部底架12之中空形材與回氣用導管14之下表面之開口，返回至空調裝置7。

又，自車內輸送至車外之排氣43通過設置於封閉板19與排氣用導管20之下表面之開口(未圖示)，藉由與空調裝置7相鄰之換氣裝置排出車外。

通過供氣用導管13輸送之供氣41於圖4所示之吹風部中，通過於側構造體3與內裝面板33之間沿著上下(高度)方向101延伸之供氣用導管13之分支部，自窗之上部供給至車內。

另一方面，來自車內之回氣42於圖5所示之窗部中，通過穿過中央部地板22與端部地板23之間之間隙25之引入部，供給至回氣用導管14。於來自車內之回氣42之引入部，設置於地板覆蓋物24及回氣用導管14之上表面皆設置於上下(高度)方向101貫通之開口。另，此處，將來自車內之回氣42之引入部設置於窗部(圖5)，但為了不破壞車內之美觀，只要位於座位31之下，則亦可設置於吹風部(圖4)。

又，來自車內之排氣43於圖6所示之長度方向端部中，通過設置於中央部地板22之開口，供給至排氣用導管20。於來自車內之排氣43之引入部，於地板覆蓋物24、構成中央部底架11之中空形材及排氣用導管20之上表面皆設置於上下(高度)方向101貫通之開口。另，此處，將來自車內之排氣43之引入部設置於配置易產生氣味之廁所等之長度方向端部(圖 6)，但亦可設置於應排出車外之空氣存在之其他場所。

根據以上構成，因由中空形材之上側面板17與封閉板19之間之上下方向之距離表示的底架4之厚度於中央部底架11部分變厚，故可確保對氣密壓力之剛性或強度，且該氣密壓力使極大之彎曲載荷作用於中央部底架11。

藉此，為了可使構成底架4之中空形材之厚度薄化，將供氣用導管13與回氣用導管14配置於端部底架12之上部，將排氣用導管20配置於構成中央部底架11之中空形材之下部，亦維持地板63之高度方向之位置不變，避開與地板下機器之干涉，且，可避開中空形材之厚壁化、小型化。因此，可避免伴隨質量增加或焊接量增加之製造成本增加，且因可由中空形材構成鐵道車輛之底架，故可使鐵道車輛之製造簡化，亦可減少製造成本。

又，因構成端部底架12之中空形材之下側面板18配置於大致水平面上，故利用與中空形材一體成型之支承件，可安裝地板下機器。即，無需於地板下機器之安裝部另外設置支承件，而使製造進一步簡化。此外，因構成底架之中空形材之上側面板17與下側面板18自中央部平滑地連接至端部，故可避免因中空形材之厚度劇變引起之應力集中。

[其他實施形態]

以下，說明本發明之軌道車輛之其他實施形態。因除供氣與回氣所通過之風道以外之構成皆與先前之實施形態相同，故省略說明。

於圖7顯示圖1所示之鐵道車輛構造體1之A-A剖視圖。

於端部底架12之上部，將空氣自空調裝置7輸送至車內之供氣用空間51存在於寬度方向102之端部側，將空氣自車內輸送至空調裝置7之回氣用空間52存在於寬度方向102之中央側。於該等空間中，不存在上文之實施形態中所示之供氣用導管與回氣用導管。供氣用空間51與回氣用空間52沿著鐵道車輛構造體1之長度方向103延伸。另，亦可省略排氣用導管20。

於供氣用空間51與回氣用空間52下方之中央部底架11與端部底架12之上側面板17之上表面(圖2之第2上側面板17b及第3上側面板17c)塗布隔熱性塗布劑53。中央部地板22、端部地板23及支持其等之地板支持台21由具有隔熱性之材料構成。例如，地板較佳為由木材構成，地板支持台較佳為由橡膠構成。

根據以上構成，除於上文之實施形態所示之效果以外，因可省略供氣用導管或回氣用導管，故可謀求進一步減少質量或減少製造成本。

根據以上所述之本實施形態，除了於可避免與地板下機器之干涉之位置配置底架以外，還可將底架之寬度方向端部之上部作為供氣用空間及回氣用空間，來輸送供氣及回氣。又，對於氣密壓力，因可無需使中空形材之厚度變厚，而增厚極大彎曲載荷作用之寬度方向中央部之底架之厚度，故可抑制質量之增加或製造成本之增加且確保對氣密壓力之剛性或強度。藉此，可由中空形材構成高速車輛之底架，可使軌道車輛之製造簡化，減少製造成本。

另，本發明並非限定於上述之實施形態者，亦可包含上述以外之各種變化例。例如，上述之實施形態係為了易於理解地說明本發明而詳細說明者，未必限定於具備說明之所有構成者。又，可將某實施形態之構成之一部分置換為其他實施形態之構成，又，亦可對某實施形態之構成添加其他實施形態之構成。又，可對各實施形態之構成之一部分，進行其他構成之追加、刪除、置換。