(57)【要約】  先頭構体の上端部と側構体の上端部との接合部に枕木方向に設けられた上部補強梁と、上部補強梁と台枠の端梁とを連結する柱部材とを備え、柱部材は、下端が端梁に接合される下部柱部と、後端が上部補強梁に接合される上部柱部と、下部柱部と上部柱部との間で、先頭構体に設けられている前面窓の傾斜に合わせて設けられた窓開口柱部とを有し、窓開口柱部は、レール方向の幅寸法が、下部柱部のレール方向の幅寸法に比べて小さく形成され、運転士の視界を妨げることなく、流線形に形成された先頭構体の強度を向上できる鉄道車両である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流線形状を有する先頭構体と妻構体とを、台枠、側構体及び屋根構体の両端にそれぞれ接合して車体を形成した鉄道車両において、前記先頭構体の上端部と前記側構体の上端部との接合部に枕木方向に設けられた上部補強梁と、該上部補強梁と前記台枠の端梁とを連結する柱部材とを備え、該柱部材は、下端が前記端梁に接合される下部柱部と、後端が前記上部補強梁に接合される上部柱部と、前記下部柱部の上端部と前記上部柱部の下端部との間で、前記先頭構体に設けられている前面窓の傾斜に合わせて傾斜した状態で設けられた窓開口柱部とを有し、該窓開口柱部は、レール方向の幅寸法が、前記下部柱部のレール方向の幅寸法に比べて小さく形成されている鉄道車両。
【請求項２】
前記柱部材は、中実材によって形成されている請求項１記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記先頭構体は、車体幅方向中央部に運転台が設けられるとともに、車体幅方向両端部に一対の隅柱がそれぞれ設けられ、前記柱部材は、前記隅柱の車体内側で、前記運転台の両側部分に設けられた一対の妻柱である請求項１又は２記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記柱部材は、下端部が前記端梁の前面に接合され、上端部が前記上部補強梁の前面に接合されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両に関し、詳しくは、流線形の先頭形状を有する鉄道車両における先頭構体の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車体は、台枠の四辺部分に側構体及び妻構体をそれぞれ接合し、側構体及び妻構体の上部に屋根構体を接合するとともに、各構体に外板や床板、内装材、扉や窓などを装着して形成されている。従来の鉄道車両では、衝突対策として妻構体や台枠部分を補強したり、衝撃吸収部材を設けたりすることによって客室を保護することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４８０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
妻構体においても、一般的な平面状の妻構体の場合は、柱を太くしたり、補強部材を設けたりすることによって強度を向上させているが、一方の妻構体が流線形に形成された鉄道車両における先頭構体では、運転台を設けることから、柱を太くしたり、補強部材を設けたりすると、運転士の視界が妨げられてしまうという問題があった。【０００５】
そこで本発明は、運転士の視界を妨げることなく、流線形に形成された先頭構体の強度を向上させることができる構造を備えた鉄道車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両は、流線形状を有する先頭構体と妻構体とを、台枠、側構体及び屋根構体の両端にそれぞれ接合して車体を形成した鉄道車両において、前記先頭構体の上端部と前記側構体の上端部との接合部に枕木方向に設けられた上部補強梁と、該上部補強梁と前記台枠の端梁とを連結する柱部材とを備え、該柱部材は、下端が前記端梁に接合される下部柱部と、後端が前記上部補強梁に接合される上部柱部と、前記下部柱部の上端部と前記上部柱部の下端部との間で、前記先頭構体に設けられている前面窓の傾斜に合わせて傾斜した状態で設けられた窓開口柱部とを有し、該窓開口柱部は、レール方向の幅寸法が、前記下部柱部のレール方向の幅寸法に比べて小さく形成されている鉄道車両。【０００７】
さらに、本発明の鉄道車両は、前記柱部材が中実材によって形成されていること、前記先頭構体が車体幅方向中央部に運転台が設けられるとともに、車体幅方向両端部に一対の隅柱がそれぞれ設けられ、前記柱部材は、前記隅柱の車体内側で、前記運転台の両側部分に設けられた一対の妻柱であること、前記柱部材の下端部が前記端梁の前面に接合され、上端部が前記上部補強梁の前面に接合されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の鉄道車両によれば、流線形状に形成された前面窓の傾斜に合わせて配置されている窓開口柱部のレール方向の幅寸法を下部柱部より小さく形成したので、運転士の視界を妨げることがない。また、柱部材を中実材で形成することにより、断面寸法を小さくしても十分な強度を得ることができる。特に、先頭構体の車体幅方向中央部に運転台を設ける場合は、運転台両側にレール方向の幅寸法が小さな窓開口柱部が位置するので、運転士の前方視界を良好な状態とすることができる。また、車体幅方向両端の一対の隅柱の内側に一対の柱部材を配置することにより、先頭構体の剛性を高めることができる。さらに、柱部材の下端部を端梁の前面に、上端部を上部補強梁の前面にそれぞれ接合することにより、前方から柱部材に加わる外力を柱部材を介して端梁及び上部補強梁で受けることができるので、先頭構体の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の鉄道車両の一形態例を示す車両用構体の側面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】車両用構体の一部切欠き平面図である。
【図４】本発明の鉄道車両の一形態例を示す側面図である。
【図５】台枠の要部を示す平面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視図である。
【図７】図５のVII−VII断面図である。
【図８】図５のVIII−VIII断面図である。
【図９】車両用構体の正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI断面図である。
【図１２】図１０のXII−XII断面図である。
【図１３】図１０のXIII−XIII断面図である。
【図１４】図９のXIV−XIV断面図である。
【図１５】図１４のXV−XV断面図である。
【図１６】図１４のXVI−XVI断面図である。
【図１７】図１４のXVII−XVII断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本形態例は、車体の前端に流線型を有する先頭車両１０を示している。先頭車両１０を形成する車両構体１１は、台枠２０と、該台枠２０の両側に設けられる左右一対の側構体３０と、前記台枠２０及び側構体３０の両端にそれぞれ設けられる先頭構体４０及び妻構体５０と、側構体３０、先頭構体４０及び妻構体５０の上部を覆うように設けられる屋根構体６０とを備えており、先頭構体４０は、上半部が後方に傾斜するとともに、両側部が後方に傾斜した流線形に形成されている。
【００１１】
前記台枠２０は、レール方向（車体前後方向）に配置された左右一対の側梁２１と、前後両端部近傍の枕木方向（車体幅方向）に配置された前後一対の枕梁２２と、台枠２０の中央部に側梁２１と平行に設けられた中梁２３と、側梁２１と中梁２３とを枕木方向に連結する複数の横梁２４と、枕梁２２の車体両端側の中梁２３の先端にそれぞれ設けられた端梁２６とを備えており、先頭側の端梁２６の外面には、衝撃吸収部２５が設けられている。
【００１２】
前記側構体３０は、鉛直方向の複数の側柱３１と、車体前後方向の複数の骨部材３２と、乗降口用開口部を形成する扉枠部３３と、側窓用開口部を形成する窓枠部３４とを備えている。側柱３１は、先頭車両１０の裾絞り形状に対応させるため、上下方向中間部から下方部分が車体内方に向かって傾斜した形状に曲げ加工されている。また、側柱３１の下端部は、接合部材３５を介して前記側梁２１の下端から側方に突出した下部突出片２１ａの上で、側梁２１の外面に接合されている。
【００１３】
前記先頭構体４０は、車体幅方向中央部に運転台が設けられるものであって、該先頭構体４０の後部側上端部と側構体３０の先端側上端部との接合部には、枕木方向の上部補強梁４１が設けられている。先頭構体４０の前端部には、柱部材として、前記端梁２６の幅方向両端部と前記上部補強梁４１の幅方向両端部とにわたって左右一対の隅柱４２が設けられ、両隅柱４２の内側で、運転台の両側に位置する部分には、前記端梁２６と前記上部補強梁４１とにわたって左右一対の妻柱４３が設けられている。隅柱４２と妻柱４３との間、及び、両妻柱４３同士の間には、先頭構体４０の下半部を覆う前面補強パネル４４が設けられている。前面補強パネル４４は、縦骨４４ａ、横骨４４ｂ及び前面パネル４４ｃで形成され、この前面補強パネル４４の上部側には前面窓用開口部４５が設けられている。一方、前記妻構体５０は平板状に形成されており、幅方向中央部には貫通口用開口部（図示せず）が設けられている。
【００１４】
前記屋根構体６０は、レール方向両側にそれぞれ配置される一対の長桁６１と、該長桁６１に直交して接合される枕木方向の複数の垂木６２と、垂木６２の外面側に接合される屋根板６３とで形成されており、長桁６１が前記側構体３０の上端部に接合され、前後両端の垂木６２が先頭構体４０の上端部、妻構体５０の上端部にそれぞれ接合される。また、屋根構体６０の前端と前記妻柱４３の上部との間は、連結部材６４で連結される。
【００１５】
図４に示すように、各構体の外部側には、各構体に対応した形状の外板１２がそれぞれ取り付けられるとともに、各構体の内外には、各種機器や座席などを含めた艤装、内装が施される。また、扉枠部３３には乗降扉１３が設けられ、窓枠部３４には側窓１４が設けられる。先頭構体４０の前面上下方向中間部には前面窓１５が設けられ、先頭構体４０の側面には乗務員用窓１６が設けられる。妻構体５０の貫通口用開口部の周囲には、連結幌１７が設けられる。さらに、車体両端下部には、連結器１８がそれぞれ設けられる。このように外板１２などの所要部品を車両構体１１の内外にそれぞれ装着することにより、幅方向中央に運転台を有する先頭部が丸みを帯びた流線形の先頭車両１０が形成される。
【００１６】
図５乃至図８に示すように、台枠２０の先頭構体側端部の端梁２６には、先頭構体４０に設けられる前記隅柱４２の下部を補強するための左右一対の隅柱補強部材２７と、前記妻柱４３の下部に接合される一対の妻補強柱２８とが設けられている。また、端梁２６の下部には、連結器支持枠２９が設けられている。
【００１７】
妻補強柱２８は、前方からの衝撃に耐えるため、前後方向に長い長方形状の断面を有している。この妻補強柱２８の下部は、端梁２６から前方に突出した補強枠２６ａに設けたスリット２６ｂを通して端梁２６の前面から連結器支持枠２９の前面にわたって接合されている。さらに、妻補強柱２８の後部には、端梁２６の上面に接合される補強突部２８ａが設けられている。また、隅柱補強部材２７は断面Ｌ字状に形成され、該隅柱補強部材２７の下部には、車体後方及び車体内方に向かって突出し、端梁２６の上面及び前記補強枠２６ａの上面に接合される補強突部２７ａ，２７ｂがそれぞれ設けられている。
【００１８】
そして、図９乃至図１７に示すように、先頭構体４０の先端に設けられる柱部材として、前記妻補強柱２８に前記妻柱４３が接合され、隅柱補強部材２７に前記隅柱４２が接合される。妻柱４３は、鋼鉄製の中実材料で形成されており、妻補強柱２８に接合される鉛直方向の下部柱部４３ａと、前記前面窓１５の内部側に位置する窓開口柱部４３ｂと、後端が上部補強梁４１に接合される水平方向の上部柱部４３ｃとを有している。
【００１９】
下部柱部４３ａは、妻補強柱２８と同様に、前方からの衝撃に備えて、妻補強柱２８と同じ前後方向に長い長方形状の断面を有している。この下部柱部４３ａは、妻補強柱２８の上半部の側面に沿わせた状態で、断面Ｌ字状の２枚の添接部材４６を周囲に配置した状態で接合され、下部柱部４３ａは、妻補強柱２８を介して前記端梁２６に接合される。妻補強柱２８及び下部柱部４３ａの外側には、前記前面補強パネル４４が取り付けられる。
【００２０】
窓開口柱部４３ｂは、下部柱部４３ａの上端から前面窓１５の傾斜に合わせて上方が車体後方に傾斜した状態で設けられている。この窓開口柱部４３ｂは、レール方向（前後方向）の幅寸法Ｗｂが、前記下部柱部４３ａのレール方向の幅寸法Ｗａに比べて小さく形成されている。また、本形態例では、厚さが前記妻補強柱２８及び下部柱部４３ａと同じ板材を２枚貼り合わせて一つの窓開口柱部４３ｂを形成している。上部柱部４３ｃは、窓開口柱部４３ｂの後方上端部から上部補強梁４１に向かって水平方向に延びている。この上部柱部４３ｃは、窓開口柱部４３ｂと同じ断面形状を有している。
【００２１】
隅柱４２は、隅柱補強部材２７の前面に配置される前面材４２ａ、隅柱補強部材２７の外側面に配置される側面材４２ｂ、前面材４２ａの外端縁と側面材４２ｂの前端縁とを外側で接合する断面Ｌ字状の外面材４２ｃ、隅柱補強部材２７の内側を覆うようにして前面材４２ａの内端縁と側面材４２ｂの後端縁とを内側で接合する断面Ｗ字状の内面材４２ｄ、該内面材４２ｄの隅柱補強部材側に配置された断面Ｌ字状の内部補強材４２ｅを組み合わせてそれぞれ接合することによって形成されている。この隅柱４２も、前面窓１５の内部側に位置する部分は、前面窓１５の傾斜に合わせて上方が車体後方に傾斜した状態で設けられている。隅柱４２の下部前面には、妻柱４３の下部前面にわたって前記前面補強パネル４４が取り付けられる。
【００２２】
このように、車体幅方向中央部に運転台を設けた流線形状の鉄道車両１０において、先頭構体４０の前端部に設けられ、前面窓１５における運転台前面両側に位置する窓開口柱部４３ｂのレール方向の幅寸法を小さく形成したことにより、前面窓１５を通した運転士の視界が窓開口柱部４３ｂで大きく妨げられることがなくなり、運転士の運転中の視界を良好な状態にすることができる。また、妻柱４３の下端を端梁２６の前面に接合するとともに、妻柱４３の上端を上部補強梁４１の前面に接合することにより、前面から妻柱４３に加わる荷重を端梁２６及び上部補強梁４１で受けることができ、外部衝撃から運転台を保護することができる。
【００２３】
さらに、窓開口柱部４３ｂを含む妻柱４３を中実材によって形成することにより、窓開口柱部４３ｂの断面寸法が小さくても十分な強度を得ることができる。特に、車両前端となる妻柱４３の下部を、端梁２６に強固に接合された妻補強柱２８と一体化させることにより、妻柱４３の強度をより向上させることができる。
【００２４】
また、車体幅方向中央部に運転台を設けた場合は、妻柱４３が運転台の前方左右両側に位置することになるので、窓開口柱部４３ｂのレール方向の幅寸法を小さく形成することによって、運転士の視界を良好な状態にできる。さらに、両端の隅柱４２の内側に妻柱４３を配置した場合は、妻柱同士の間隔が狭くなるので、レール方向の幅寸法が大きいと運転士の視界が大きく妨げられるが、窓開口柱部４３ｂのレール方向の幅寸法を小さく形成することにより、妻柱同士の間隔が狭くても運転士の視界を良好な状態にできる。
【００２５】
なお、運転台は、車体幅方向の完全な中央部に位置するものだけでなく、中央部から一側方に片寄った位置にあるものでもよい。さらに、柱部材は、２枚の板材を貼り合わせることなく、端梁から上部補強梁まで一つの部材で連続して形成することも可能である。また、各部材の溶接部には、必要に応じて溶接孔を設けておくことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０…先頭車両、１１…車両構体、１２…外板、１３…乗降扉、１４…側窓、１５…前面窓、１６…乗務員用窓、１７…連結幌、１８…連結器、２０…台枠、２１…側梁、２１ａ…下部突出片、２２…枕梁、２３…中梁、２４…横梁、２５…衝撃吸収部、２６…端梁、２６ａ…補強枠、２６ｂ…スリット、２７…隅柱補強部材、２７ａ，２７ｂ…補強突部、２８…妻補強柱、２８ａ…補強突部、２９…連結器支持枠、３０…側構体、３１…側柱、３２…骨部材、３３…扉枠部、３４…窓枠部、３５…接合部材、４０…先頭構体、４１…上部補強梁、４２…隅柱、４２ａ…前面材、４２ｂ…側面材、４２ｃ…外面材、４２ｄ…内面材、４２ｅ…内部補強材、４３…妻柱、４３ａ…下部柱部、４３ｂ…窓開口柱部、４３ｃ…上部柱部、４４…前面補強パネル、４４ａ…縦骨、４４ｂ…横骨、４４ｃ…前面パネル、４５…前面窓用開口部、４６…添接部材、５０…妻構体、６０…屋根構体、６１…長桁、６２…垂木、６３…屋根板、６４…連結部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月12日(2013.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流線形状を有する先頭構体と妻構体とを、台枠、側構体及び屋根構体の両端にそれぞれ接合して車体を形成した鉄道車両において、前記先頭構体の上端部と前記側構体の上端部との接合部に枕木方向に設けられた上部補強梁と、該上部補強梁と前記台枠の端梁とを連結する柱部材とを備え、該柱部材は、下端が前記端梁に設けられた補強柱に接合される下部柱部と、後端が前記上部補強梁に接合される上部柱部と、前記下部柱部の上端部と前記上部柱部の下端部との間で、前記先頭構体に設けられている前面窓の傾斜に合わせて傾斜した状態で設けられた窓開口柱部とを有し、前記補強柱と前記下部柱部とは同じ厚さの板材で形成され、前記窓開口柱部は、厚さが前記補強柱と前記下部柱部と同じ板材を２枚貼り合せて形成され、前記窓開口柱部のレール方向の幅寸法が、前記下部柱部のレール方向の幅寸法に比べて小さく形成されている鉄道車両。
【請求項２】
前記柱部材は、中実材によって形成されている請求項１記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記先頭構体は、車体幅方向中央部に運転台が設けられるとともに、車体幅方向両端部に一対の隅柱がそれぞれ設けられ、前記柱部材は、前記隅柱の車体内側で、前記運転台の両側部分に設けられた一対の妻柱である請求項１又は２記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記柱部材は、下端部が前記端梁の前面に接合され、上端部が前記上部補強梁の前面に接合されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の鉄道車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
体と妻構体とを、台枠、側構体及び屋根構体の両端にそれぞれ接合して車体を形成した鉄道車両において、前記先頭構体の上端部と前記側構体の上端部との接合部に枕木方向に設けられた上部補強梁と、該上部補強梁と前記台枠の端梁とを連結する柱部材とを備え、該柱部材は、下端が前記端梁に設けられた補強柱に接合される下部柱部と、後端が前記上部補強梁に接合される上部柱部と、前記下部柱部の上端部と前記上部柱部の下端部との間で、前記先頭構体に設けられている前面窓の傾斜に合わせて傾斜した状態で設けられた窓開口柱部とを有し、前記補強柱と前記下部柱部とは同じ厚さの板材で形成され、前記窓開口柱部は、厚さが前記補強柱と前記下部柱部と同じ板材を２枚貼り合せて形成され、前記該窓開口柱部のレール方向の幅寸法が、前記下部柱部のレール方向の幅寸法に比べて小さく形成されていることを特徴としている。
［０００７］
さらに、本発明の鉄道車両は、前記柱部材が中実材によって形成されていること、前記先頭構体が車体幅方向中央部に運転台が設けられるとともに、車体幅方向両端部に一対の隅柱がそれぞれ設けられ、前記柱部材は、前記隅柱の車体内側で、前記運転台の両側部分に設けられた一対の妻柱であること、前記柱部材の下端部が前記端梁の前面に接合され、上端部が前記上部補強梁の前面に接合されていることを特徴としている。
発明の効果
［０００８］
本発明の鉄道車両によれば、流線形状に形成された前面窓の傾斜に合わせて配置されている窓開口柱部のレール方向の幅寸法を下部柱部より小さく形成したので、運転士の視界を妨げることがない。また、柱部材を中実材で形成することにより、断面寸法を小さくしても十分な強度を得ることができる。特に、先頭構体の車体幅方向中央部に運転台を設ける場合は、運転台両側にレール方向の幅寸法が小さな窓開口柱部が位置するので、運転士の前方視界を良好な状態とすることができる。また、車体幅方向両端の一対の隅柱の内側に一対の柱部材を配置することにより、先頭構体の剛性を高めることができる。さらに、柱部材の下端部を端梁の前面に、上端部を上部補強梁の前面にそれぞれ接合することにより、前方から柱部材に加わる外力を柱部材を介して端梁及び上部補強梁で受けることができるので、先頭構体の強度を向上させることができる。
【国際調査報告】
2013080367.tif 000020
2013080367.tif 000021
2013080367.tif 000022
2013080367.tif 000023