(57)【要約】【課題】  軽量化、不燃化、製作期間の短縮化、且つ安価で美観に優れた鉄道車両に用いる車両用化粧室の提供。【解決手段】  立体構造の上部ユニット１と下部ユニット２から成る車両用化粧室において、上部ユニット１を、天井面及び壁面２以上の複数面で構成し、前記複数面を第１の部材となる表面板６、第２の部材となる芯材７、第３の部材となる裏面板８の３種の部材を第１、第２、第３の順に接着剤１１を介して接合し、サンドイッチ接着構造のパネルで構成される一体化接着による一体化接着立体構造としたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体構造の上部ユニットと下部ユニットから成る車両用化粧室において、前記上部ユニットを、天井面及び壁面２以上の複数面で構成し、前記複数面を第１の部材となる表面板、第２の部材となる芯材、第３の部材となる裏面板の３種の部材を第１、第２、第３の順に接着剤を介して接合し、サンドイッチ接着構造のパネルで構成される一体化接着による一体化接着立体構造としたことを特徴とする車両用化粧室。
【請求項２】
一体化接着立体構造は、気密性を有する凸型成形治具を用いた成形方法により実現することを特徴とする請求項１記載の車両用化粧室。
【請求項３】
前記成形方法は、第１の部材となる表面板、第２の部材となる芯材、第３の部材となる裏面板から構成し、前記凸型成形治具に前記第１の部材、第２の部材、第３の部材の順にそれぞれ接着剤を介して接着積層構造の被成形体とし、該被成形体の上に通気性部材を介してフィルム状シートで被覆密封し、前記フィルム状シート内を真空吸引操作により減圧して所望の真空圧とし、時間と温度との相関関係を保持し、大気圧との差圧を利用して断面がサンドイッチ接着構造の成形体となる一体化接着立体構造の上部ユニットを成形する真空接着成形法であることを特徴とする車両用化粧室の成形方法。
【請求項４】
真空圧は、０．０２ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項３記載の車両用化粧室の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗面所、便所等の上部ユニット構造における鉄道車両に用いられる車両用化粧室及びそれの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線車両のように高速走行する車両においては、車両の軽量化が永遠の課題になっている。
【０００３】
また、最近発生した韓国内の地下鉄車両で火災事故が発生し、多数の乗客が死亡するという大災害が発生したように、その災害対策として鉄道車両の不燃化が要望されている。特に、車両の窓から上の構成品については、火炎が上方に伝播するため不燃化が要求されている。
【０００４】
従来の持急用化粧室の構造は、上下ユニット共に繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと言う）製であるため、重いうえに燃え易く、且つ一旦火が点くと大量の煙と熱が継続的に発生する特徴がある。従って、火災時には車両の内装材としては極めて危険である。
【０００５】
また、「車両用便所・洗面所の上部ユニットにおいて、底部をＦＲＰもしくはステンレス等の耐腐食性を持った材料で構成し、その他の部分をアルミニウムの骨組を鳥かご状に組んだものに、肉張板を貼りつけたものを上部ユニットとして構成して…」という公報が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら上述の従来例では、軽量化、不燃化、サンドイッチ接着構造、および天井パネルと２面以上の壁面パネルとを一体化接着するなどの技術については、全く開示されていない。
【０００７】
従来の通勤電車の便所・洗面所は、図７に示すように、ステンレス等の金属製骨組に、内張りとしてメラミン樹脂化粧アルミ板（以下、化粧アルミ板と言う）を貼って部屋を構成しており、また新幹線車両用の化粧室の場合は、図８に示すようにＦＲＰ製であるため、両者とも重量構造になっているので、この構造を軽量化することが要望されている。前者の化粧アルミ板は着火すると発熱量が高く、更に燃焼中に有毒ガスが発生し易いためと、また後者のＦＲＰは燃え易く、且つ一旦火が点くと大量の煙と熱が発生するため、火災時には車両用内装材としては危険である。
【０００８】
そこで不燃性で、且つ有毒ガスを発生しない材料でパネルを構成して、火災に対して安全な構造に改善することが要望されている。
【０００９】
更に、前者の金属骨組に化粧アルミ板の内張りを貼った便所・洗面所は、車両内で取付け工事を行うので工事期間が長く掛かり、車両の完成までの全体の製造期間が長引くため経済的でない。
【００１０】
従って、一体化接着したユニット構造に設計変更してアウトワークで製作することにより、据付工事期間を短縮することが要望されている。
【００１１】
尚、図７中の符号２１は側壁、２２はドア、２３は化粧アルミ板、２４は骨組材、２５は柱である。また図８中の符号３１は側壁、３２はドア、３３は化粧アルミ板、３４はＦＲＰ、３５は骨組材、３６は接合金具、３７はコーナー金具、３８は出入口キセであり、図７および図８中の符号ＢＯは車両本体の車体を示す。
【００１２】
本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、軽量化、不燃化、製作期間の短縮化、且つ安価で美観に優れた鉄道車両に用いる車両用化粧室及びそれの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００１４】
（１）立体構造の上部ユニットと下部ユニットから成る車両用化粧室において、前記上部ユニットを、天井面及び壁面２以上の複数面で構成し、前記複数面を第１の部材となる表面板、第２の部材となる芯材、第３の部材となる裏面板の３種の部材を第１、第２、第３の順に接着剤を介して接合し、サンドイッチ接着構造のパネルで構成される一体化接着による一体化接着立体構造としたことを特徴とする車両用化粧室。
【００１５】
（２）一体化接着立体構造は、気密性を有する凸型成形治具を用いた成形方法により実現することを特徴とする前項（１）記載の車両用化粧室。
【００１６】
（３）前記成形方法は、第１の部材となる表面板、第２の部材となる芯材、第３の部材となる裏面板から構成し、前記凸型成形治具に前記第１の部材、第２の部材、第３の部材の順にそれぞれ接着剤を介して接着積層構造の被成形体とし、該被成形体の上に通気性部材を介してフィルム状シートで被覆密封し、前記フィルム状シート内を真空吸引操作により減圧して所望の真空圧とし、時間と温度との相関関係を保持し、大気圧との差圧を利用して断面がサンドイッチ接着構造の成形体となる一体化接着立体構造の上部ユニットを成形する真空接着成形法である車両用化粧室の成形方法。
【００１７】
（４）真空圧は、０．０２ＭＰａ以上である前項（３）記載の車両用化粧室の成形方法。
【発明の効果】
【００１８】
・軽量：１室当り３面〜５面のパネルを一体化接着としたため、補強金具、コーナー金具などの接続金具およびボルト・ナットなどの締結部材を最少の使用量にできるため従来構造に比較して、２０〜３０％の軽量化が可能になった。
【００１９】
・不燃性：大部分の使用材料がアルミ板などの金属材料、または炭酸カルシウムなどの無機質材料であるので、不燃性で、且つ火災時の有害ガス発生がなく、火災時の発生熱量が少ないので、火災に対して安全な構造になった。
【００２０】
・コストダウン：接続金具やコーナー金具が不要になり、さらに補強金具およびボルト・ナットなどの締結部材を最少の使用量にできるため、経済的である。
【００２１】
・経済的：上部ユニットを一体化接着としたため、上部ユニットの製作工数が少なく、且つ車両への据付時間か短かくできるため、経済的である。
【００２２】
・美観優：一体化接着としたため、継ぎ目や結合部材が見えないので、美観に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る車両用化粧室の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る車両用化粧室の一実施例を示す全体斜視図、図２は、一体接着構造の上部ユニットの斜視図、図３は、図２の前壁パネルと側壁パネル及び接合部の構造（サンドイッチ接着構造）を示すＡ−Ａ断面図、図４は、接合金具を使用しない場合のパネル同士の接合状態を示す断面図、図５は、真空接着成形法の一例を示す模式的断面図、図６は、真空接着成形法の一例を示す模式的斜視図、図７は、従来例における通勤電車用便所の説明図、（ａ）全体斜視図、（ｂ）側壁Ｂ−Ｂ断面図、図８は、従来例における新幹線車両用化粧室の説明図、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）側壁Ｃ−Ｃ断面図である。
【００２５】
本発明は、２面あるいは３面以上の壁と天井とで立体的に構成されている化粧室のパネルを、ハニカムコア等の芯材の両面に薄いアルミ板を接着したサンドイッチパネルにして、即ち立体的な３面以上のパネルの構成部材を、単一素材若しくは複数枚をつなぎ合せて凸型成形治具に係合させ、表面板、芯材、裏面板の順に積層して立体的に一体化接着成形することにより、コーナー金具および補強部材を極力省き、更にパネル端面の接合金具を簡略化することにより、軽量構造を実現できた。
【００２６】
天井面を含む３面以上の立体構造となる上部ユニット１を成形するため、凸型成形治具１５の成形面１５ａに第１の部材となる表面板６を密着してあてがい、次いでこの表面板６の上面となる裏側に接着剤１１を塗布し、次いで第２の部材となる芯材７をその上に被せるようにしてあてがい、その上に接着剤塗布面を芯材７に密着するように第３の部材となる裏面板８をあてがい、次いで通気性部材１４を介してフィルム状シート１３で全体を被覆して前記フィルム状シート１３の周縁部１３ａと前記凸型成形治具１５の周縁部１５ｃの係合部位を両面粘着テープ等の貼着剤１６を用いて貼着密封し、前記フィルム状シート１３の内側を所望の真空圧になるまで減圧し、時間と温度との相関関係を保持し、大気圧との差圧を利用して断面がサンドイッチ接着構造の成形体となる一体化接着立体構造の上部ユニットを成形することを特徴とする。
【００２７】
尚、不図示の真空ポンプ（バキュームポンプ）ＶＰで真空吸引して減圧し、所望の真空圧に到達したことを確認するために真空計（バキュームゲージ）１８を装着する。１７は真空系を開閉するための開閉弁である。
【００２８】
成形終了後、両面粘着テープ等の貼着剤１６を剥し、フィルム状シート１３と通気性部材１４を開閉弁１７及び真空計１８と共に取り外し、成形済みの上部ユニット１を凸型成形治具１５から解放して真空接着成形が完了する。
【００２９】
また、サンドイッチパネルに使用する構成材料として、表面板６（第１の部材）、あるいは裏面板８（第３の部材）には、薄いアルミ板等の金属板を、芯材７（第２の部材）にはアルミハニカムコア、炭酸カルシウム発泡体などの不燃性のものを使用することにより、軽量で不燃性のパネルからなる上部ユニット１を提供し、火災に対して安全な材料構成とすることができる。
【００３０】
上記第１、第２、第３の部材は、被成形体の大きさに応じて、素材の大きさが決定され、それぞれ一枚構成の素材とする場合と、一枚構成に出来ない場合は、それぞれ複数枚の端部となる縁部を相互に突き合せて（必要に応じて突き合せ部位に裏側から目板を当てる。）、つなぎながら第１部材、第２部材、第３部材を順に構成して接合し、サンドイッチ接着構造のパネル成形体を完成する。
【００３１】
尚、少量の接着剤１１を使用するが、この接着剤１１は有毒ガスの発生がなく、且つ燃焼時の発熱量が小さく、火災に対して安全な材料であることを、第三者試験機関において確認済みである。
【００３２】
更に、化粧室の種類にもよるが、１室当り３面〜５面のパネルを立体的に形成して一体化接着した一体化接着立体構造にしたため、パネル同志の接合部を極力減らすことができ、その上、アウトワークにより製作することで、車両への据付時間が短縮でき、非常に経済的である。
【００３３】
更に説明すれば、立体構造の上部ユニットを展開した時、構成する素材は一枚ものからなり、天井面と壁面２面以上の複数面が単一のつながった一枚ものの表面板（第１の部材）、芯材（第２の部材）、裏面板（第３の部材）から構成され、これらを所定の順序で凸型成形治具にあてがって接着積層構造のサンドイッチパネルからなる一体化接着立体構造の上部ユニットを実現することが出来る。
【００３４】
他の符号について、１２はワーク（サンドイッチ接着パネル）、１５ａは成形治具１５の成形面、１５ｂは成形治具１５の基台、１９は成形治具１５の骨組である。
【実施例１】
【００３５】
以下、本発明の実施例を図１〜図５により説明する。
【００３６】
図１は、上部ユニット１と下部ユニット２および便所と洗面所に分割するための間仕切パネル５、５…、ドア４等から成る車両用化粧室の全体を示す斜視図である。
【００３７】
この実施例における化粧室は、上部ユニット１および下部ユニット２を、夫々立体的に一体成形した後に、化粧室全体を組み立てる際に、別途製作しておいた間仕切りパネル５、５…、ドア４および鴨居パネル３を取り付けたものである。
【００３８】
一般的に、下部ユニット２の材料には、腐食の影響を考慮して、耐食性に優れたＦＲＰやステンレス、あるいはチタニウムを使用する場合が多い。
【００３９】
本実施例の下部ユニット２には、ＦＲＰを使用している。
【００４０】
図２に示すように、上部ユニット１は、天井パネル１ａ、側壁パネル１ｄ、前壁パネル１ｂおよび後壁パネル１ｃから構成され、４面のパネルは接着により一体成形したものである。前記４面のパネルの基本構造はほぼ同じで、図３、図４に示すように、表面板６、裏面板８、芯材７の主要な構成材を接着剤１１を介してサンドイッチ接着パネルとした構成例である。代表構造として図３に前壁パネルの断面図を示す。９は接合金具（コーナー部材）、１０は補強部材である。
【００４１】
実施例の表面板６は、板厚が０．６ｍｍの印刷焼付け塗装アルミ板を使用したが、更に薄い薄板材料が入手可能であれば、軽量化のためには、例えば０．５ｍｍの印刷焼付け塗装アルミ板でも使用可能である。また、メラミン樹脂化粧アルミ板や単なる塗装アルミ板、アルマイト処理したアルミ板、またはアルミ板に化粧シートを貼り合わせた板を使用することも自由にできる。
【００４２】
本実施例の裏面板８は、乗客の目には全く触れないので、未化粧の薄いアルミ板を使用した。
【００４３】
勿論、裏面板８も乗客の自に触れる場合は、美観上、上記の表面板６と同じ材料を使用することが好ましい。
【００４４】
本実施例の芯材７には、軽量化を重視した為フエノール樹脂を３０％含浸したペーパーハニカムを使用した。芯材７については、ペーパーハニカムのほかにアルミハニカム、フェノール樹脂系発泡材、硬質塩化ビニール系発泡材、ウレタン樹脂系発泡材、炭酸カルシウム系発泡材等が使用できる。尚、使用部位にもよるが、剛性および強度において問題がなければ、軟質樹脂系の発泡材も使用可能である。
【００４５】
接着剤１１については、本実施例では二液型ウレタン系接着剤を使用したが、二液型エポキシ系接着剤も好適である。また接着強さや作業性など適合範囲であれば、例えば、フィルム型エポキシ系接着剤または反応型ウレタン系接着剤などが使用可能な接着剤として挙げられる。
【００４６】
尚、本実施例では、因みにサンドイッチパネルの総厚ｔは７ｍｍであり、従来構造に比較して約２０％の軽量化が可能になった。
【００４７】
本発明の一体化接着立体構造は、便所と洗面所から成る化粧室のほかに、車掌室、運転室、多目的室などの車両用個室にも応用ができ、２つの壁面および天井の合計３面を持った鉄道車両用客室の内装パネルにも応用することができる。
【００４８】
３面以上のパネルが一体化接着立体構造で、残りの面のパネルを一体化接着でなく、別物のパネルとして後付けで組み立てたものも本発明の枝術範囲である。
【実施例２】
【００４９】
次に、不燃化を重視し、且つ軽量の上部ユニットの実施例を説明する。
【００５０】
ここで言う不燃化とは、火災伝播がなく、且つ火災時の発生熱量が微量であることを意味し、斯かる材料によりサンドイッチパネルで構成された上部ユニットの実施例である。
【００５１】
そこで、上部ユニット１を構成する天井パネル１ａと壁面パネル１ｂ、１ｃ、１ｄに使用される主要材料の表面板６、裏面板８、芯材７を軽量で不燃性の材料にするためには、表面板６には薄い印刷焼付け塗装アルミ板または薄い印刷焼付け塗装ステンレス板を、裏面板８には薄板のアルミ板またはステンレス板を、芯材７にはアルミハニカムまたは炭酸カルシウム系発泡板を使用する必要がある。
【００５２】
本実施例では、表面板６には薄い印刷焼付け塗装アルミ板を、裏面板８には薄板のアルミ板を、芯材７には炭酸カルシウム系発泡板を使用したサンドイッチ接着構造パネルとすることで、不燃性が大で且つ軽量な車両用化粧室の上部ユニット１を提供することができる。
【００５３】
＜真空接着成形法について＞
図５、図６の真空接着成形法の一例を示す模式的断面図および斜視図により、車両用化粧室の上部ユニットを真空接着成形法で一体化接着する方法を説明する。
【００５４】
先ず、上部ユニット１の内側の形状と同じ形状で、その形状を反転した形状の成形面を有する凸型成形治具（凸型接着成形治具）を準備する。この凸型成形治具は、接着成形時に真空圧を掛けるので、凸型成形治具１５の成形面１５ａの気密性が保持できる構造であり、更に図５に示すように、貼着剤１６としての両面粘着テープを貼り付けるための座（周縁部１５ｃ）を配設した構造でなければならない。
【００５５】
接着成形作業は、図５に示す凸型接着成形治具１５のワーク１２の形状と係合する形状面（成形面１５ａ）に表面板６の表側が当接するようにあてがうのであるが、本実施例では、表面板６の裏側、即ちワーク１２の内面側に予め所定の接着剤１１を塗布しておき、この接着剤１１を塗布した表面板６の内側の接着剤塗布面を上（表）に向けてワーク１２の表面側を凸型成形治具１５の成形面１５ａにあてがい、その次に芯材７、例えば接合金具（コーナー部材）９、補強部材１０を所定部位に配置し、次に接着剤１１を塗布した裏面板８を接着剤１１を塗布した内側が芯材７側になるようにセットする。このワーク１２の上に、通気性部材１４を被せ、ワーク１２の外周面に沿って外側の部位となる凸型成形治具１５の周縁部１５ｃに両面粘着テープからなる貼着剤１６を貼り付ける。次に真空バッグを形成するためのフィルム状シート１３を通気性部材１４の上から被せ、予め凸型成形治具１５の周縁部１５ｃに貼設してある両面粘着テープからなる貼着剤１６に貼り合わせる。
【００５６】
上記の作業により、ワーク１２が凸型成形治具１５の成形面１５ａとフィルム状シート１３に囲まれて真空バッグ状態に形成され、真空バッグ状態の一面を構成する最外部を被覆するフィルム状シート１３の所定部位に開閉弁１７を介して吸引手段となる不図示の真空ポンプ（バキュームポンプ）ＶＰを接続し、また真空度確認用の真空計（バキュームゲージ）１８を装着して真空接着成形操作の準備が整う。
【００５７】
次に、バキュームポンプＶＰを運転することにより真空バッグ状態内を所望の真空圧まで減圧すると共に、時間と温度との相関関係を保持する条件において真空接着成形法が実施される。
【００５８】
上記所望の真空圧で、接着剤を塗布した表面板、芯材、接合金具、補強材および接着剤を塗布した裏面板の接着面が接合した状態になる。この状態で、接着剤１１が反応硬化するまで保持することにより、一体化接着成形が完了する。
【００５９】
この真空接着成形法においては、真空圧力の大きさと接着温度の管理が重要であり、本実施例では真空圧が０．０２ＭＰａ（≒１５０ｍｍＨｇ）以上であればよく、また接着温度は６℃〜１２０℃までの温度範囲で接着成形が出来ることを確認した。
【００６０】
接着硬化温度については、接着剤の特性に影響され、常温での室温硬化の場合は、数時間〜十数時間必要であるが、加熱炉を準備し、１００℃前後まで加温することにより、接着剤の反応硬化時間を１０分程度に短縮することも可能である。
【００６１】
尚、温度範囲は上記に限定されるものではなく、諸条件を勘案して決定することができる。
【００６２】
尚、表面板６の板厚が０．６ｍｍの印刷焼付け塗装アルミ化粧板、裏面板８の板厚が０．４ｍｍのアルミ板、芯材７が６ｍｍのペーパーハニカムを使用した構成のサンドイッチ接着構造の上部ユニット１を一体化接着する揚合、真空接着成形法の真空圧が０．０２ＭＰａ（≒１５０ｍｍＨｇ）以上になるようにしなければならない。
【００６３】
上記の構成で一体化接着するために、真空圧が０．０２ＭＰａ（≒１５０ｍｍＨｇ）未満の場合は、部分的に接着不良が発生することがあるため、製造条件として好ましくない。
【００６４】
また、表面板６、裏面板８および芯材７の厚みを厚くした時のように、サンドイッチ接着パネルの剛性か大きくなったり、サンドイッチ接着パネルの曲面形状が複雑になったりすると、ワーク（サンドイッチ接着パネル）１２を凸型成形治具（凸型接着成形治具）１５の成形面１５ａの表面形状に精度よく馴染ませるために、真空圧を０．０３ＭＰａ〜０．０４ＭＰａ以上に設定する必要がある。
【００６５】
尚、本実施例における通気性部材は、例えば、柔軟性を有する通孔からなる多孔性素材となる布地や不識布を挙げることができる。
【００６６】
尚また、本発明は、上部ユニット１を構成する天井パネル１ａと壁面パネル１ｂ、１ｃ、１ｄの全てがサンドイッチパネルで構成され、主要部材となる表面板６、裏面板８、芯材７が不燃性材料で構成される技術内容も包含したものである。
【００６７】
尚また、本発明は、鉄道車両以外の交通機関、更には建物等の構造物にも広く応用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る車両用化粧室の一実施例を示す全体斜視図
【図２】一体接着構造の上部ユニットの斜視図
【図３】図２の前壁パネルと側壁パネル及び接合部の構造（サンドイッチ接着構造）を示すＡ−Ａ断面図
【図４】接合金具を使用しない場合のパネル同士の接合状態を示す断面図
【図５】真空接着成形法の一例を示す模式的断面図
【図６】真空接着成形法の一例を示す模式的斜視図
【図７】従来例における通勤電車用便所の説明図、（ａ）全体斜視図、（ｂ）側壁Ｂ−Ｂ断面図
【図８】従来例における新幹線車両用化粧室の説明図、（ａ）全体斜視図、（ｂ）側壁Ｃ−Ｃ断面図
【符号の説明】
【００６９】
１  上部ユニット
１ａ  天井パネル
１ｂ  前壁パネル
１ｃ  後壁パネル
１ｄ  側壁パネル
２  下部ユニット
３  鴨居パネル
４  ドア
５  間仕切りパネル
６  表面板（第１の部材）
７  芯材（第２の部材）
８  裏面板（第３の部材）
９  接合金具（コーナー部材）
１０  補強部材
１１  接着剤
１２  ワーク（サンドイッチ接着パネル）
１３  フィルム状シート
１３ａ  周縁部
１４  通気性部材
１５  凸型成形治具（凸型接着成形治具）
１５ａ  成形面
１５ｂ  基台
１５ｃ  周縁部
１６  貼着剤（両面粘着テープ）
１７  開閉弁
１８  真空計（バキュームゲージ）
１９  骨組
ＶＰ  真空ポンプ（バキュームポンプ）
【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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