WO2012053248A1

WO2012053248A1 - 発電設備を備える鉄道車両

Info

Publication number: WO2012053248A1
Application number: PCT/JP2011/063363
Authority: WO
Inventors: 榎本　和弘; 信章水口; 俊治宮本; 中村　英之
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-04-26
Also published as: JP2012086737A

Abstract

　エンジンと発電機とを搭載するアルミ製の鉄道車両において、軽量であるとともに十分な剛性を備える鉄道車両を提供する。　長手方向に垂直な断面形状がＩ型のアルミ合金製押出形材からなる２本の梁（１２，１２）を電源車（２００）の長手方向に沿って配置するとともに、電源車（２００）の幅方向に沿って３本の梁（１４，１４，１４）を配置し、溶接によって梁（１２）と梁（１４）との接合部を接合した台座（１７）を構成する。各梁（１２）と各梁（１４）の下面を、台枠（１０）に溶接によって固定する。台枠（１０）と台座（１７）とが溶接により一体に構成されるため、台枠（１０）の厚さと台座（１７）の高さが曲げ剛性とねじり剛性を高め、エンジン（６０）及び発電機（７０）など質量の大きい機器が搭載されも、電源車（２００）の曲げ振動が大きくならず、押出形材に局所的に大きな応力が生じることがなく、高い剛性を備えた鉄道車両を提供することができる。

Description

発電設備を備える鉄道車両

　本発明は、エンジンと、当該エンジンによって運転される発電機とを備える鉄道車両に関し、特に、アルミ合金製の押出形材から構成された構体を有する鉄道車両に関する。

　エンジンと発電機とを備える鉄道車両の例として、電気式ディーゼル機関車が挙げられる。電気式ディーゼル機関車は、エンジンと、発電機と、主変換機と、主電動機を備える車両であって、ディーゼルエンジンによって運転される発電機が生み出す電力を主変換装置へ供給し、主変換装置によって周波数と電圧とが制御された電力によって、台車に備えられる主電動機を回転させて牽引力を得る機関車である。特に、内燃機関であるエンジンと当該エンジンによって運転される発電機においては、それら表面から多くの熱が機関車内に放たれるため、これらエンジンと発電機とを効率的に冷却する必要がある。このため、機関車の内部に送風機を備えるとともに、機関車の側構体にエアーフィルタが備えられた開口部を設け、この開口部から機関車の内部に取り入れられた冷却用空気を、ダクトなどを介してエンジンと発電機を備える機器室へ導き、エンジンと発電機から熱を奪って冷却し、温度が高くなった空気を送風機によって機関車の車外へ排出している。

　特許文献１に、電気式ディーゼル機関車の冷却構造に関する技術が記載されている。この電気式ディーゼル機関車の冷却構造は、窓のない送風機室１７（符号は特許文献１の図に用いられているものである。この段落において以下同じ。）の両側に仕切壁１２を介して機関室１６を設け、この機関室１６の外側に仕切壁１２を介して制御機器室１５を設け、更にこの外側の車体の両端に運転室１４を設けた構造となっている。各仕切壁１２の外板側にはドア１３を設けて、運転室１４からの見通しをよくする。送風機室１７の主送風機５で吸入する外気は、機関室１６の外板のエアーフィルタ６から吸入ダクト７を介し導く。制御機器室１５の外板にもエアーフィルタ１０を設け、このエアーフィルタ１０を通過した外気で制御機器室１５と機関室１６の機器を表面から冷却する。エンジン３と制御装置１及び電源装置２の内部を冷却する空気は、主送風機５から車体の床下を経て供給される。

特開平１０－２０３３５９号公報

　電気式ディーゼル機関車は、電気機関車と異なり、主変換機と主電動機の他に、エンジンと発電機を車載するため、その質量が大きくなる傾向がある。機関車の大きな質量は車輪とレールとの粘着性が高まる効果があるものの、特に高速で走行する場合は軌道への負担が大きく、軌道の保守作業の頻度が高まる場合には保守作業に係るコストが増大する恐れがある。

　近年、鉄道車両の質量を小さくするために、台枠、側構体、屋根部などからなる構体として、鉄を主体に構成されていたものから、密度の小さいアルミ合金を用いたアルミ合金製とした構体を備える鉄道車両が開発されている。アルミ合金製構体は、鉄製構体に比較して質量を小さくできる可能性があるが、同時に、剛性が低下する恐れもある。剛性の低下は、構体の長手方向に沿った一次曲げ振動の発生原因となるため、鉄道車両として乗り心地が悪化する要因となる。さらに、構体が局所的に振動したり、局所的に大きな応力が生じたりするなど不具合の原因となる場合がある。このため、アルミ製構体は、その質量を軽減することができるという利点があるが、従来の鉄製の構体と同等の剛性を備える必要がある。

　特に、エンジン、発電機などの質量が大きい機器を搭載する鉄道車両にアルミ合金製の構体を適用する場合において、上述した軽量化の推進と剛性の確保を両立する点において解決すべき課題がある。
　本発明の目的は、エンジンと発電機とを搭載するアルミ製の鉄道車両において、軽量であるとともに十分な剛性を備える鉄道車両を提供することである。

　本発明の課題を解決するために、本発明による鉄道車両は、エンジンと、当該エンジンによって運転される発電機と、前記エンジン及び前記発電機が搭載される台枠とを備えており、前記台枠は対向する２枚の面板をリブで接続したアルミ合金製の押出形材から成り、前記台枠の上面には、前記台枠の長手方向に沿って配設される複数の第１梁と、前記台枠の幅方向に沿って配設される複数の第２梁とからなる台座が溶接されており、前記エンジン及び前記発電機は、前記台座の上面に搭載されることを特徴としている。

　本鉄道車両によれば、台枠の上面に、台枠の長手方向に沿って配設される複数の第１梁と、台枠の幅方向に沿って配設される複数の第２梁とからなる台座が溶接されており、このようにして設けられた台座にエンジン及び発電機を搭載しているので、台枠が軽量であるが剛性の低いアルミ合金製の構体であっても、質量が大きいエンジン及び発電機の荷重を台座を介して台枠に分散支持することができる。

　本発明の鉄道車両によれば、台枠等の構体を軽量なアルミ合金製とするとともに、台枠の上面に、台枠の長手方向に沿って配設される複数の第１梁と、台枠の幅方向に沿って配設される複数の第２梁とからなる台座を溶接して、台座に搭載される質量が大きいエンジン及び発電機の荷重を台枠に分散支持させている。したがって、台枠の特定部分への荷重集中が無くなり、構体が十分な剛性を備えることができ、軽量化と剛性を両立した鉄道車両を提供できる。

図１は、エンジンと発電機とを搭載した鉄道車両の側面図である。図２は、図１に示される鉄道車両の側面の一部を取り除いて、鉄道車両に搭載された各機器を示した図である。図３は、乗務員室用空調装置および屋根カバー等を取り除いた状態の図であって、エンジン、発電機など台枠の上面に搭載される各機器の配置を示す上面図である。図４は、図１に示した鉄道車両のＡ－Ａ断面図である。図５は、図１に示した鉄道車両のＢ－Ｂ断面図である。図６は、図１に示した鉄道車両のＣ－Ｃ断面図であって、エンジンと発電機とを載置する台座１７の構造を示す図である。図７は、図１に示した鉄道車両のＣ－Ｃ断面図であって、エンジンと発電機とを載置する台座１７のその他の構造を示す図である。図８は、図４に示した鉄道車両のＤ部の拡大図であって、台座が載置される台枠の構造を示す図である。図９は、本発明による鉄道車両が組み込まれた編成の一例を示す編成図である。

　以下、図面を参照して本発明による鉄道車両の実施の形態を説明する。
　図１は、エンジンと発電機とを搭載した鉄道車両の側面図である。図１に示す鉄道車両は、エンジンの駆動力で発電機を回して電力を得る設備を搭載する電源車２００である。電源車２００は、床面を構成する台枠１０（図４～図８参照）の幅方向（枕木方向）の両端部に立設される側構体２０，２０（一方の側構体のみ図示）と、台枠の一方の端部に備えられる乗務員室１００と、台枠の長手方向の他方の端部に立設される妻構体３０（図３参照）と、乗務員室１００、側構体２０，２０及び妻構体３０の上端部に配設される屋根枠４０と、から成る構体を備えている。台枠の長手方向の両端部の下面には枕梁５，５が備えられ、枕梁５，５に対応して電源車両２００を支持する台車９，９が配置されている。台車９，９に備えられる空気バネ受７，７（図６参照）が枕梁５，５の長手方向の両端部の下面を支えている。

　妻構体３０（図３参照）の車外側には、乗務員室に乗務する運転手や車掌等が、電源車２００から隣接する鉄道車両（図示なし）へ行き来する時の通路をなす連結幌３２が備えられている。

　電源車２００の内部に外気を導入するため、側構体２０，２０には、細長い羽板（ルーバー）が隙間を開けて並べて構成されたルーバー窓部２４，２４が備わっている。乗務員室１００に近いルーバー窓部２４は、エンジンと発電機とを冷却するための外気の導入用に設けられている。連結幌３２に近いルーバー２４は、エンジンを取り囲む態様で配設される循環パイプの内部を流れる冷却水から熱を奪い大気へ放出する冷却器を冷却するための外気を取り入れるために設けられている。

　屋根枠４０の乗務員室１００に近い部位には、乗務員室１００内の温度、湿度を調整するとともに、換気する乗務員室用空調装置４６，４６が備えられる。乗務員室用空調装置４６，４６を２台搭載することにより、空調装置故障時に対する冗長性を高めるとともに、乗務員室内に備えられる車内信号設備等の電気機器等の発熱に見合う冷房能力を備える。屋根枠４０の長手方向の中央部には、側構体２０，２０や屋根枠４０の車体構体に対して着脱可能な屋根カバー４２，４２が備えられる。屋根カバー４２，４２は、電源車２００にエンジン、発電機、冷却器等を載せる或いは降ろす時などに必要に応じて車体構体から取り外され、取り外すことで屋根枠４０に開いた開口を通してエンジン、発電機、冷却器等の機器を通過させることができる。

　台車９，９の間の台枠の下面には、エンジンに供給する燃料を搭載する燃料タンク１６ａ、発電機で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータ１８、エンジンを着脱する際に漏れだす油等を回収する廃油タンク１６ｂなどが搭載される。

　図２は、図１に示される鉄道車両の側面の一部を取り除いて、鉄道車両に搭載された各機器を示した側面図である。電源車２００には、温度及び湿度等の環境の異なる各機器室が備えられており、これら各機器室は４枚の隔壁２６Ａ乃至隔壁２６Ｄによって仕切られている。燃料との混合のためエンジン６０の内部に取り入れられる空気から塵埃などを取り除くための給気フィルタ６２並びにエンジン６０で駆動される発電機７０が載置される発電機及び給気フィルタ室１１０と、エンジン６０が載置されるエンジン室１２０とは、隔壁２６Ｂによって仕切られている。エンジン室１２０と、エンジン６０のシリンダなどが高温の燃焼ガスで壊れないように冷却する冷却水の温度を適温に維持するための冷却器６４が載置される冷却器室１３０とは、隔壁２６Ｃによって仕切られている。

　エンジン６０が載置されるエンジン室１２０には、エンジン６０の表面から放出される熱を車外へ排出するための送風機６１が備えられている。エンジン６０を冷却する車外空気は、ルーバー窓部２４を経て発電機及び給気フィルタ室１１０に導入された後、発電機及び給気フィルタ室１１０とエンジン室１２０と仕切る隔壁２６Ｂに備えられる通風孔（図示なし）からエンジン室１２０の内部に流入する。送風機６１に接続する排気ダクトは隔壁２６Ｃを貫通して配設されており、エンジン６０からの廃熱は送風機６１によって隣接する冷却器室１３０へ一旦導かれた後、冷却器６４が備える大径のファンによって電源車２００から車外へ排出される。なお、エンジン室１２０において、送風機６１に替えて、エンジン室１２０の上面を覆う屋根カバー４２にファン（図示なし）を備え、エンジン６０からの廃熱を隣接する冷却器室１３０へ導くことなく、エンジン室１２０から直接に車外へ排出してもよい。

　図３は、乗務員室用空調装置及び屋根カバー等を取り除いた状態を示す図であって、エンジン、発電機など台枠の上面に搭載される各機器の配置を示す上面図である。電源車２００は、隔壁２６Ａから隔壁２６Ｄによって、乗務員室１００、発電機及び給気フィルタ室１１０、エンジン室１２０、冷却器室１３０、ブレーキ機器室１４０に仕切られている。隔壁２６Ａから隔壁２６Ｅには乗務員が出入り可能な扉２７，２７（図４と図５参照）が備えられる。乗務員室１００には主に信号設備に関係する電気機器７２が備えられ、冷却器室１３０には冷却器６４、ブレーキ抵抗器６６などが備えられる。ブレーキ機器室１４０には、フィルタリアクトル７４、圧縮機と空気タンクとからなるブレーキ装置６８などが備えられる。その他、図１及び図２に符号を付して示した機器や部位等については、同じ符号を付して示すことで、再度の説明を省略する。

　図４は、図１に示した鉄道車両のＡ－Ａ断面図である。電源車２００は対向する２枚の面板をリブで接続したアルミ合金製の押出形材から構成される台枠１０の幅方向の両端部に、側構体２０，２０が立設されており、側構体２０，２０の上端部に屋根枠４０が配設される。鉄に比較して密度の小さいアルミ合金製押出形材で、電源車２００の構体を構成することによって、電源車２００の質量を軽減できる。

　電源車２００の床面を構成する台枠１０の下面には、発電機７０で発電された交流電力を直流電力へ変換するコンバータ１８が備えられる。また、コンバータ１８の奥側の台枠１０の下面には、台車９に備えられる空気バネを受ける空気ばね受７（図６参照）を備えた枕梁５，５が見える。側構体２０，２０の高さ方向の中央部には、外気に含まれる塵埃等を取り除くための細長い羽板（ルーバー）が隙間を開けて並べて構成され、当該隙間を通じて外気が導入されるルーバー窓部２４，２４が備えられる。

　電源車２００の長手方向に沿って配設された第１梁としての２本のアルミ製の梁１２，１２と、電源車２００の幅方向に沿って配設された第２梁としての複数のアルミ製の梁１４，１４，１４と、梁１４の長手方向（電源車２００の幅方向）の両端部を接続するとともに、前記第１梁にほぼ平行に配設され、且つ、前記第１梁よりも前記鉄道車両の幅方向の両端部寄りに配設される複数の第３梁としての梁１３，１３とから構成される台座１７が、台枠１０の上面に備えられる。台座１７も鉄に比較して密度が小さいアルミ製の梁によって構成することにより質量を小さくすることができる。

　台座１７をなす梁１２，１２の上面に設置されたスペーサ８０，８０を介して、発電機７０が配置される。発電機７０の上方には、エンジン６０（図２、図３参照）の燃焼器への給気空気の塵埃を取り除く円筒形状の給気フィルタ６２が備えられる。給気フィルタ６２は給気管６５によって、隣接するエンジン室１２０に設置されるエンジン６０の給気口の過給機に接続される。なお、給気管６５は発電機及び給気フィルタ室１１０とエンジン室１２０とを仕切る隔壁２６Ｂを貫通して配置されている。

　台座１７の上面には、電源車２００の長手方向に沿うとともに、発電機７０及び給気フィルタ６２を両側から点検できるようにした通路が設けられている。これらの通路の床面には、踏み板１５，１５が備えられており、これらの通路が隔壁２６Ｂに突き当たる部位には、乗務員や保守要員が通り抜けることができる扉２７，２７が備えられる。

　側構体２０，２０の上端部に備えられる屋根枠４０の上面に、屋根カバー４２が着脱可能に備えられる。給気フィルタ６２又は発電機７０を電源車２００へ搭載したり、電源車２００から降ろしたりする場合に、必要に応じて屋根カバー４２は屋根枠４０から取り除かれる。

　図５は、図１に示した鉄道車両のＢ－Ｂ断面図である。床面を構成する台枠１０の下面には、エンジン６０の燃料を備える燃料タンク１６ａが備えられる。また、燃料タンク１６ａの奥側の台枠１０の下面には、台車９に備えられる空気バネを受ける空気ばね受７（図６参照）を備えた枕梁５が見える。エンジン６０は騒音を発するため、エンジン室１２０を構成する側構体２０，２０には冷却空気を取り入れるためなどに供される開口部を設けない。

　台枠１０の上面には、電源車２００の長手方向に沿って平行に配設されたアルミ製の梁１２，１２と、電源車２００の幅方向に沿って配設されたアルミ製の梁１４とから構成される台座１７が備えられる。エンジン６０は、エンジン室１２０において、発電機７０が載置される共通の台枠をなす梁１２の上面に設置されたスペーサ８０，８０を介して配置される。エンジン６０を両側から点検できるようにした通路の床面には、踏み板１５，１５が備えられており、これらの通路が隔壁２６Ｃに突き当たる部位には、隔壁２６Ｂの場合と同様、乗務員や保守要員が通り抜けることができる扉２７，２７が備えられている。

　エンジン６０からの排気は、排気管６３，６３を経由して、エンジン６０の上方に設けられた排気ガスフィルタ４４に導かれる。排気ガスフィルタ４４は、屋根枠４０の下面に備えられた支持部４８，４８に支持されているとともに、消音器の機能も備えている。排気ガスフィルタ４４の上面には排気孔（図示なし）が備えられており、この排気孔に対応する部位の屋根カバー４２には開口部（図示なし）が設けてある。屋根カバー４２は、屋根枠４０に着脱可能に固定され、エンジン６０又は排気ガスフィルタ４４を電源車２００へ搭載したり、電源車２００から降ろしたりする場合に、必要に応じて取り除かれる。

　図６は、図１に示した鉄道車両のＣ－Ｃ断面図であって、エンジンと発電機とを載置する台座１７の構造を示す図である。エンジン６０と発電機７０とが配置される台座１７の形態を示すために、隔壁２６Ａから２６Ｄ、送風機６１、冷却器６４及び電気機器７２等の表記を省略している。

　電源車２００は、その質量を軽減するために、台枠１０、側構体２０などの各構体をアルミ製の押出形材で構成している。台枠１０は、治具の上に、対向する２枚の面板をリブで接続した押出形材を所定の枚数、その押出方向を揃えて幅方向（押出方向と直交する方向）に並べた後、押出形材の幅方向の端部同士を突き合わせて溶融溶接又は摩擦撹拌接合によって接合して製作される。台枠１０の長手方向の端部の構造は、連結器と台車（共に、図示なし）からの荷重に耐えられる強度を備えるため、レール方向に沿って２本の中梁３，３と枕梁５を台枠１０の下面に溶接して高い剛性を備えた構造とされている。

　しかしながら、台枠１０の長手方向の中央部（枕梁５，５の間の部位）に、エンジン６０及び発電機７０等の質量の大きい物を搭載した場合、これら重量物を支持する台枠１０の部位の剛性を、従来の鉄製のアングルを主体として構成された構体の剛性と同等としなければならい。このため、長手方向に垂直な断面形状がＩ型のアルミ合金製押出形材からなる２本の梁１２，１２を電源車２００の長手方向に沿って配置するとともに、電源車２００の幅方向に沿って３本の梁１４，１４，１４を梁１２，１２と交差するように配置し、溶接によって梁１２と梁１４とを接合した台座１７を準備する。

　台座１７をなす２本の梁１２，１２の下面と、梁１２と１２との間に位置する梁１４，１４，１４下面とを、台枠１０をなす押出形材の面板に溶接によって固定する。なお、台座１７は台枠１０の長手方向の両端部に配置される枕梁５，５の間に備えられる。この構造によれば、台座１７をなす梁１２，１４と台枠１０とが溶接により一体に構成されるため、台枠１０の厚さと梁１２，１４の高さが曲げ剛性とねじり剛性を高める効果を奏するので、質量の大きいエンジン６０と発電機７０とを台座１７の上面に搭載しても、エンジン６０の運転に伴い振動が生じる等の剛性不足に起因する不具合を回避することができる。さらに、エンジン６０と発電機７０とが共通の台座１７に載置されるので、エンジン６０の出力軸と発電機７０の回転軸とを連結するカップリング（図示なし）において、エンジン６０と発電機７０との相対的な変位が生じる可能性が小さく、カップリングの寿命を延伸できる効果が期待できる。

　図７は、図１に示した鉄道車両のＣ－Ｃ断面図であって、エンジンと発電機とを載置するその他の台座１７の構造を示す図である。図６との相違点は、台座１７を構成する梁１２，１２の長さを延長して、台座１７の長手方向の端部を台枠１０の長手方向の両端部の下面に備えられる枕梁５，５の上方まで延長した点である。上述したように、台枠１０の長手方向の端部は、連結器及び台車からの荷重に耐え得る剛性を備えるために、台枠１０の下面に枕梁５及び中梁３，３が備えられて、高い剛性が与えられている。この高い剛性を与えられている部位まで台座１７をなす梁１２，１２を延長しているので、図６の例に示した台座１７に比較して、より高い曲げ剛性とねじり剛性とを備えることができる。

　図８は、図４に示した鉄道車両のＤ部の拡大図であって、台座１７が載置される台枠１０の構造を示す図である。中心線５００は、鉄道車両の幅方向の中心を示す。
　台枠１０は、対向する２枚の面板５０，５２を複数のリブ５４及び端部リブ５６によって接続された押出形材から構成されており、複数個の押出形材をその幅方向（押出方向に交差する方向、電源車２００の幅方向）に突き合わせた後、突き合わせ部を摩擦撹拌接合または溶接によって接続して製作される。

　摩擦撹拌接合方法は、突き合わせ部にその板厚方向に回転工具を挿入することによって、突き合わせ部を接合する接合方法である。このため、摩擦撹拌接合によって台枠１０を製作する場合、対向する２枚の面板をリブで接続した押出形材の面板の端部と面板の端部とには、対向する２枚の面板の幅方向の端部を直交する形態で接続する端部リブ５６を備え、摩擦撹拌接合の回転工具の挿入（押込み）によって接合部が変形することを防止する。台枠１０を構成する押出形材同士の接合部の近傍には、押出形材の幅方向に備えられる端部リブ５６，５６が隣接するため、高い剛性を備える。なお、押出形材をなす面板５２には、部品を固定するボルトが挿入されるスロット５８も一体に押出成形される。

　台座１７は、電源車２００の長手方向に配設される梁１２および梁１３と、電源車２００の幅方向に配設される梁１４とから構成されている。梁１２は、上部水平片１２ａと、下部水平片１２ｃとを接続する垂直片１２ｂとから成り、その長手方向に垂直な断面形状がＩ型をなしている。梁１４の断面形状は、梁１２のそれに類似しており、上部水平片、下部水平片及びそれら水平片を結合する垂直片から構成されている。梁１３は、垂直片１３ａと水平片１３ｂとからなり、その長手方向に垂直な断面がＬ字型をなしている。

　台座１７は、電源車２００の幅方向に沿って梁１４，１４，１４を並べた後、電源車２００の長手方向に沿って梁１２，１２と、梁１４，１４，１４の長手方向（電源車２００の幅方向）の両端部に接続される梁１３，１３とを配置するとともに、梁１２と梁１４との突き合わせ部、梁１３と梁１４との突き合わせ部を溶接して、平面状の台座１７が製作される。

　台枠１０をなす押出形材の面板５０の内、台座１７の梁１２の下部水平片１２ｃの幅方向の両端部は、面板５０を接続するリブ５４，５４が近接して配置される部位に、電源車２００の長手方向に沿って連続的或いは離散的に溶接される。台座１７の梁１２は、台枠１０をなす面板５０とリブ５４との接続部（面板５０の厚みの大きい部位）に溶接されるため、台枠１０に一体に備えられた台座１７は、高い曲げ剛性とねじり剛性とを備えることができる。

　台枠１０をなす押出形材と押出形材との接合部は、押出形材の幅方向の端部に備えられる端部リブ５６，５６が隣接して備えられるため、台枠１０の中でも特に剛性が高い部位である。この接合部に、台座１７の梁１２の下部水平片１２ｃが跨って配設される場合、前述の接合部の近傍に台座１７をなす梁１２が溶接されるため、台枠１０に一体に備えられた台座１７は、より高い曲げ剛性とねじり剛性とを備えることができる。

　台枠１０の幅方向の端部であって、側構体２０との接続部に供される押出形材の面板５０と接続リブ５４の板厚は、台枠１０及び側構体２０のその他の部位に供される押出形材の面板及び接続リブの板厚より大きく押出成形されている。この板厚の大きい部位に、台座１７をなす梁１３の水平片１３ｂの幅方向の端部が、台枠１０と側構体２０との接続部に備えられる押出形材の一方の面板５０に溶接される。このため、台座１７にエンジン６０及び発電機７０などの質量の大きい機器が搭載されて、大きな荷重が、台座１７から梁１４と梁１３を経て、台枠１０と側構体２０との接続部である押出形材へ作用する場合であっても、台座１７及び台枠１０と側構体２０との接続部である押出形材等は十分な強度を備える。

　図９は、本発明による鉄道車両が編成に組み込まれた状態を示す編成の一例を示す編成図である。編成された車両１は、電源車２００、モータ車２１０、トレーラ車２２０、集電装置を搭載した車両２４０からなる５両編成の例である。モータ車２１０とトレーラ車２２０を増結して、編成当りの輸送能力を高めることができる。

　電化された路線（電化路線）を走行する場合、主変圧器及びコンバータ（図示なし）を備えるとともに、集電装置を備える車両２４０によって、架線３００から交流電力が集電される。集電された電力は、コンバータによって直流電力へ変換された後、編成された車両１に引き通される電線（図示なし）によって各モータ車２１０に供給される。直流電力を編成された車両１に引き通すので、配線が２本で済み軽量化を進めることができる。各モータ車２１０に搭載されるインバータ（図示なし）はコンバータからの直流電力を電圧と周波数とを制御された交流電力に変換して、モータ車２１０の台車に備えられる主電動機（図示なし）を駆動して走行する。

　一方、電化されていない路線（非電化路線）を走行する場合、電源車２００に搭載されるエンジン６０（図２参照）によって発電機７０（図２参照）を運転して交流電力を得る。得られた交流電力はコンバータ１８（図１参照）によって直流電力に変化された後、編成された車両１に引き通される電線（図示なし）によって各モータ車２１０に供給される。各モータ車２１０に搭載されるインバータ（図示なし）はコンバータからの直流電力を電圧と周波数とを制御された交流電力に変換して、モータ車２１０の台車に備えられる主電動機（図示なし）を駆動して走行する。

　上述した編成された車両１によれば、電化路線から非電化路線、あるいは、非電化路線から電化路線の双方に乗り入れるサービスが提供されるので、乗客は乗り換えを必要としない。

　１…編成された車両　　　　　　　　　　３…中梁
　５…枕梁　　　　　　　　　　　　　　　　　７…空気ばね受
　９…台車　　　　　　　　　　　　　　　　１０…台枠
１２…梁（電源車２００の長手方向に備えられる第１梁）
１２ａ…上部水平片　　　　　　　　　　　１２ｂ…垂直片
１２ｃ…下部水平片
１３…梁（電源車２００の長手方向に備えられる第３梁）
１３ａ…垂直片　　　　　　　　　　　　　　１３ｂ…水平片
１４…梁（電源車２００の幅方向に備えられる第２梁）
１５…踏み板
１６…燃料タンク　　　　　　　　　　　　　１６ｂ…廃油タンク
１７…台座　　　　　　　　　　　　　　　　　１８…コンバータ
２０…側構体
２４…ルーバー窓部　　　　　　　　　　　２６Ａ～２６Ｄ…隔壁
２７…扉
３０…妻構体　　　　　　　　　　　　　　　　３２…連結幌
４０…屋根枠
４２…屋根カバー　　　　　　　　　　　　　４４…排気ガスフィルタ（消音器）
４６…乗務員室用空調装置　　　　　　　４８…支持部
５０…面板（一方）　　　　　　　　　　　　　５２…面板（他方）
５４…リブ　　　　　　　　　　　　　　　　　　５６…端部リブ
５８…スロット
６０…エンジン　　　　　　　　　　　　　　　６１…送風機
６２…給気フィルタ　　　　　　　　　　　　　６３…排気管
６４…冷却器　　　　　　　　　　　　　　　　６５…給気管
６６…ブレーキ抵抗器　　　　　　　　　　　６８…ブレーキ装置（ＢＣＵ＋ＣＰ）
７０…発電機　　　　　　　　　　　　　　　　７２…電気機器
７４…フィルタリアクトル　　　　　　　　　　８０…スペーサ
１００…乗務員室（電気品室）　　　　　１１０…発電機、給気フィルタ室
１２０…エンジン室　　　　　　　　　　　　１３０…冷却器室
１４０…ブレーキ機器室
２００…電源車　　　　　　　　　　　　　　２１０…モータ車
２２０…トレーラ車　　　　　　　　　　　　２４０…集電装置を備える車両
３００…架線　　　　　　　　　　　　　　　　５００…中心線

Claims

　エンジンと、当該エンジンによって運転される発電機と、前記エンジン及び前記発電機が搭載される台枠とを備える、鉄道車両において、
　前記台枠は対向する２枚の面板をリブで接続したアルミ合金製の押出形材から成り、
　前記台枠の上面には、
　前記台枠の長手方向に沿って配設される複数の第１梁と、前記台枠の幅方向に沿って配設される複数の第２梁と、前記第１梁にほぼ平行に配設されるとともに、前記第１梁よりも前記鉄道車両の幅方向の両端部寄りに配設される複数の第３梁とからなる台座が溶接されており、
　前記エンジン及び前記発電機は、前記台座の上面に搭載されること、
を特徴とする鉄道車両。
　請求項１に記載された鉄道車両において、
　前記台枠は、その長手方向の両端部に台車に対応して配置される枕梁を備えており、
　前記第１梁の長手方向の両端部が前記枕梁まで伸びていること、
を特徴とする鉄道車両。
　請求項２に記載された鉄道車両において、
　前記台座は、前記両枕梁間の位置で前記台枠の上面に溶接されること、
を特徴とする鉄道車両。
　請求項１に記載された鉄道車両において、
　前記第１梁は、上部水平片と、垂直片と、下部水平片とからなるＩ型断面を備えるアルミ合金製の押出形材であって、
　前記下部水平片が、前記台枠を構成する前記押出形材をなす前記面板と前記リブとの接合部に溶接されること、
を特徴とする鉄道車両。
　請求項４に記載された鉄道車両において、
　前記台枠は複数の前記押出形材をその幅方向に突き合わせて接合された接合部を備えており、
　前記下部水平片は前記接合部の近傍に溶接されること、
を特徴とする鉄道車両。
　請求項１に記載された鉄道車両において、
　前記第２梁は、前記第１梁と交差した状態で前記台枠の上面及び前記第１梁に溶接されていること、
を特徴とする鉄道車両。
　請求項１に記載された鉄道車両において、
　前記第３梁は、前記第２梁の長手方向の両端部に対して突き合わされて接合されており、
　前記第２梁と前記第３梁との接合部は、溶接によって接続されており、
　前記第３梁の下部水平片の前記台枠の幅方向の端部は、前記台枠の幅方向の端部に配設される前記押出形材の面板に溶接によって接続されていること、
を特徴とする鉄道車両。