(57)【要約】【課題】軽量でかつ、屋根に重量機器を設置するに十分な強度を有する鉄道車両構体を提供する。【解決手段】側構体２の骨組全体が平面トラス構造５となっており、この平面トラス構造５が屋根構体３に結合されているので、この平面トラス構造５によって屋根構体３を下方から強固に支持できる。したがって、屋根に重量機器を設置するに十分な強度を有するものとなる。また、側構体２の骨組全体が平面トラス構造５であるので、側溝体２の壁を厚くしたり、補強材を増設する必要もなく、よって、軽量な構造となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠、側構体、屋根構体、妻構体を有する鉄道車両構体において、
前記側構体の骨組全体が平面トラス構造となっており、この平面トラス構造が前記屋根構体に結合されていることを特徴とする鉄道車両構体。 
【請求項２】
台枠の一部が他の部分より低い低床部となっており、
前記平面トラス構造が前記低床部に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両構体。 
【請求項３】
前記屋根構体は、一方の側構体を構成する前記平面トラス構造と、他方の側構体を構成する前記平面トラス構造とを屋根位置において天井梁材によって連結した構造を有し、
前記台枠は、一方の側構体を構成する前記平面トラス構造と、他方の側構体を構成する前記平面トラス構造とを床部の位置において床梁材によって連結した構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両構体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両構体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電車等の鉄道用旅客車の構体は、一般に台枠、側構体、屋根構体、妻構体の六面体で構成された箱状のモノコック構造となっている。
例えば、特許文献１に記載の鉄道車両構体は、台枠、側構体、妻構体及び屋根構体がダブルスキン材で構成されるダブルスキン構造となっている。
また、窓、扉等構体に開口部が設けられる場合、骨組に類する部材で補強・補剛されるが、このための部材は一般に、車体の長手方向および鉛直方向に配置されている。
また、特許文献２に記載の鉄道車両構体は、側構体の骨組を、車体前後方向の横骨部材と車体上下方向の縦骨部材を結合して構成し、各窓柱を間隔を空けて斜めに、かつ傾斜方向を交互にして、隣接する窓柱を鉛直線を挟んで対称に設けた構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８１８３２号公報
【特許文献２】特開２０００−２６４２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、路面電車などの鉄道車両は、路面から直接乗り降りするために台枠の一部、例えば台枠の車両長手方向中央部が他の部分より低い低床部となっており、この低床部を利用して電車に乗り降りするとともに、低床部にも座席を設けるようにしている。
一方、電力変換装置や制御装置等の重量機器は鉄道車両の台枠に吊持されているが、上記のような低床部を有する電車等では、重量機器を吊持するスペースを確保するのが困難であった。
このため、重量機器を屋根に設置することも考えられるが、従来のモノコック構造では重量機器を十分に支持できるような強度が無く、また、強度を確保するためには、側構体や屋根構体の壁厚等を厚くしなければならず、重量増を招いてしまう。
通常の鉄道車両においても、重量機器を屋根に設置したい場合もあるが、従来のモノコック構造では上記と同様に困難であった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、軽量でかつ、屋根に重量機器を設置するに十分な強度を有する鉄道車両構体を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、台枠、側構体、屋根構体、妻構体を有する鉄道車両構体において、
前記側構体の骨組全体が平面トラス構造となっており、この平面トラス構造が前記屋根構体に結合されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、側構体の骨組全体が平面トラス構造となっており、この平面トラス構造が屋根構体に結合されているので、この平面トラス構造によって屋根構体を下方から強固に支持できる。したがって、屋根に重量機器を設置するに十分な強度を有するものとなる。また、側構体の骨組全体が平面トラス構造であるので、側溝体の壁を厚くしたり、補強材を増設する必要もなく、よって、軽量な構造となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鉄道車両構体において、前記台枠の一部が他の部分より低い低床部となっており、
前記平面トラス構造が前記低床部に結合されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、平面トラス構造が低床部に結合されているので、この低床部を平面トラス構造によって強固に支持できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の鉄道車両構体において、
前記屋根構体は、一方の側構体を構成する前記平面トラス構造と、他方の側構体を構成する前記平面トラス構造とを屋根位置において天井梁材によって連結した構造を有し、
前記台枠は、一方の側構体を構成する前記平面トラス構造と、他方の側構体を構成する前記平面トラス構造とを床部の位置において床梁材によって連結した構造を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、屋根構体が、一方の側構体を構成する平面トラス構造と、他方の側構体を構成する平面トラス構造とを屋根位置において天井梁材によって連結した構造を有するので、屋根構体に作用する荷重を効果的に側構体の平面トラス構造に伝えることができる。したがって、屋根に設置された重量機器を支持するに十分な強度を有するものとなる。
また、台枠が、一方の側構体を構成する平面トラス構造と、他方の側構体を構成する平面トラス構造とを床部の位置において床梁材によって連結した構造を有するので、床部に作用する荷重を効果的に側構体の平面トラス構造に伝えることができる。したがって、床部を支持するに十分な強度を有するものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、台枠、側構体、屋根構体、妻構体を有する鉄道車両構体において、前記側構体の骨組全体が平面トラス構造となっており、この平面トラス構造が屋根構体に結合されているので、この平面トラス構造によって屋根構体を下方から強固に支持できる。したがって、屋根に重量機器を設置するに十分な強度を有するものとなる。
また、側構体の骨組全体が平面トラス構造であるので、側溝体の壁を厚くしたり、補強材を増設する必要もなく、よって、軽量な構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る鉄道車両構体の一例を示すもので、その骨組の斜視図である。
【図２】同、側面図である。
【図３】同、平面図である。
【図４】同、底面図である。
【図５】同、正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明に係る鉄道車両構体の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る鉄道車両構体の骨組を示す模式的に示す斜視図、図２は同側面図、図３は同平面図、図４は同底面図、図５は同正面図である。
これらの図に示す鉄道車両構体は路面電車用のものであり、台枠１、側構体２，２、屋根構体３、妻構体４，４によって構成されている。
なお、図１〜図５においては、フレームやトラス材等を厚みのない帯状に記載しているが、実際のフレームやトラス材は所定の太さを有する棒状のものである。
【００１５】
台枠１の車両長手方向中央部は、図１に示すように、他の部分（前部１ａおよび後部１ｂ）より低い低床部１ｃとなっている。
側構体２の骨組全体が平面トラス構造５となっている。すなわちまず、側構体２の上辺と下辺との間には多数のトラス材がほぼ鉛直面内に配置されている。これら多数のトラス材のうち、傾斜方向を交互にして車両前後方向に配置されているトラス材５ａ〜５ｆと、トラス材５ｃ，５ｄの下端部どうしを連結するトラス材５ｇと、低床部１ｃ側に配置されたトラス材５ｈ，５ｉとによって主骨組が構成されている。トラス材５ｈ，５ｉの上端部どうしは前記トラス材５ｇによって連結されている。
【００１６】
トラス材５ｈ，５ｉの外側にはそれぞれラーメン構造を構成するコ字形のフレーム７，７が配置されており、このフレーム７，７の一方の下端部がそれぞれ前記トラス材５ｈ，５ｉの下端部に連結されている。また、一方（図２中左方）のフレーム７の両角部はそれぞれ前記トラス材５ｂ，５ｃに連結されており、他方（図２中右方）のフレーム７の両角部はそれぞれ前記トラス材５ｄ，５ｅに連結されている。これらフレーム７，７は路面電車への出入口を構成するものである。
【００１７】
前記トラス材５ａにはトラス材６ａ，６ｂが連結されており、トラス材６ｂの下端部にトラス材６ｃが連結されている。また、トラス材５ｂにはトラス材６ｄ，６ｅ，６ｆが連結されており、トラス材６ｅの下端部は前記フレーム７に連結されている。またトラス材６ｆとトラス材６ｅとはトラス材６ｇによって連結されている。また、トラス材５ｃにはトラス材６ｈ，６ｉが連結されており、トラス材６ｈ，６ｉの上端部どうしは連結されている。また、トラス材５ｃ，５ｈ，５ｇの接点にはトラス材６ｊが連結されている。
また、前記トラス材５ｆにはトラス材６ｋ，６ｌが連結されており、トラス材６ｌの下端部にトラス材６ｍが連結されている。また、トラス材５ｅにはトラス材６ｎ，６ｐ，６ｑが連結されており、トラス材６ｐの下端部は前記フレーム７に連結されている。またトラス材６ｑとトラス材６ｐとはトラス材６ｒによって連結されている。また、トラス材５ｄにはトラス材６ｓ，６ｔが連結されており、トラス材６ｓ，６ｔの上端部どうしは連結されている。また、トラス材５ｄ，５ｉ，５ｇの接点にはトラス材６uが連結されている。
また、側構体２の前端部（図２において左端部）と後端部（図２において右端部）とにはそれぞれ曲線状のフレーム８，８が配置されており、前端部のフレーム８にトラス材５ａとトラス材６ｃが連結され、後端部のフレーム８にトラス材５ｆとトラス材６ｍが連結されている。
【００１８】
上記のようなトラス材５ａ〜５ｆ、トラス材６ａ〜６uは、側構体２の車両長手方向中央部を境として左右対称的に配置されている、つまり、平面トラス構造５は、側構体２の車両長手方向中央部を境として左右対称的になっている。
また、両側構体２，２のそれぞれを構成する平面トラス構造５は等しくなっている、つまり、両側構体２，２を構成する平面トラス構造５のトラス材５ａ〜５ｉおよびトラス材６ａ〜６uが車両の幅方向において対向して配置されている。
【００１９】
前記屋根構体３は以下のようにして前記平面トラス構造５に結合されている。すなわち、屋根構体３では、図３に示すように、複数の天井梁材１０ａ〜１０ｊが車両長手方向（図３において左右方向）に所定間隔でかつ互いに平行に配置されている。
天井梁材１０ａは、図１および図３に示すように、対向して配置されている側構体２，２を構成する前端部のフレーム８，８の上端部どうしを屋根位置において連結している。天井梁材１０ｊは、対向して配置されている側構体２，２を構成する後端部のフレーム８，８の上端部どうしを屋根位置において連結している。
天井梁材１０ｂは、側構体２，２を構成するトラス材６ａ，６ａの上端部どうしを屋根位置において連結している。天井梁材１０ｉは、側構体２，２を構成するトラス材６ｋ，６ｋの上端部どうしを屋根位置において連結している。
天井梁材１０ｃは、側構体２，２を構成するトラス材６ｄ，６ｄの上端部どうしを連結している。天井梁材１０ｈは、側構体２，２を構成するトラス材６ｎ，６ｎの上端部どうしを屋根位置において連結している。
【００２０】
天井梁材１０ｄは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ａと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ａとを屋根位置において連結している。天井梁材１０ｇは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ｂと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ｂとを屋根位置において連結している。
天井梁材１０ｅは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ｃと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ｃとを屋根位置において連結している。天井梁材１０ｆは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ｄと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１１ｄとを屋根位置において連結している。
【００２１】
前記台枠１は以下のようにして前記平面トラス構造５に結合されている。すなわち、台枠１では、図４に示すように、複数の床梁材１２ａ〜１２ｎが車両長手方向（図４において左右方向）に所定間隔でかつ互いに平行に配置されている。
床梁材１２ａは、図１および図４に示すように、対向して配置されている側構体２，２を構成する前端部のフレーム８，８の下端部どうしを床位置において連結している。床梁材１２ｎは、対向して配置されている側構体２，２を構成する後端部のフレーム８，８の下端部どうしを床位置において連結している。
床梁材１２ｂは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ａと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ａとを床位置において連結している。床梁材１２ｍは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｂと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｂとを床位置において連結している。
床梁材１２ｃは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｃと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｃとを床位置において連結している。床梁材１２ｌは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｄと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｄとを床位置において連結している。
床梁材１２ｃ，１２ｌは台車が取り付けられる部分であるので、他の床梁材より太くなっており、この床梁材１２ｃ，１２ｌと床梁材１２ｂ，１２ｍとの間に、中梁材１４，１４を三角形を形成するように配置し、当該中梁材１４，１４を１２ｃ，１２ｌ、床梁材１２ｂ，１２ｍに連結している。これによって、車両の連結装置を取り付ける部分を補強している。
【００２２】
床梁材１２ｄは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｅと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｅとを床位置において連結している。床梁材１２ｋは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｆと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｆとを床位置において連結している。
床梁材１２ｅは、側構体２，２を構成する前端部のフレーム７，７の下端部どうしを床位置において連結している。床梁材１２ｊは、側構体２，２を構成する後端部のフレーム７，７の下端部どうしを床位置において連結している。
床梁材１２ｆは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｇと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｇとを床位置において連結している。床梁材１２ｉは、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｈと、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５の接点１３ｈとを床位置において連結している。
床梁材１２ｇは、側構体２，２を構成するトラス材６ｊ，６ｊの下端部どうしを床位置において連結している。床梁材１２ｈは、側構体２，２を構成するトラス材６u，６uの下端部どうしを床位置において連結している。
【００２３】
前記妻構体４では、図５に示すように、複数の妻梁材１５ａ（天井梁材１０ａ）〜１５ｃが上下に所定間隔でかつ互いに平行に配置されている。これら妻梁材１５ａ〜１５ｃの両端部はそれぞれ前記フレーム８，８に連結されている。妻梁材１５ａ，１５ｂ間にはトラス材１６，１６が三角形を形成するように配置されており、これらトラス材１６，１６は妻梁材１５ａ，１５ｂに連結されている。
また、妻梁材１５ｃの下部にはトラス材１７がＸ字形を形成するように配置されており、トラス材１７の上端部は妻梁材１５ｃに連結されている。
【００２４】
本実施の形態によれば、側構体２の骨組全体が平面トラス構造５となっており、この平面トラス構造５が屋根構体３に結合されているので、この平面トラス構造５によって屋根構体３を下方から強固に支持できる。したがって、屋根に重量機器を設置するに十分な強度を有するものとなる。また、側構体２の骨組全体が平面トラス構造５であるので、側溝体２の壁を厚くしたり、補強材を増設する必要もなく、よって、軽量な構造となる。
また、台枠１の一部が他の部分より低い低床部１ｃとなっており、平面トラス構造５が低床部１ｃに結合されているので、この低床部１ｃを平面トラス構造５によって強固に支持できる。
さらに、屋根構体３が、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５と、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５とを屋根位置において天井梁材１０ａ〜１０ｊによって連結した構造を有するので、屋根構体３に作用する荷重を効果的に側構体２の平面トラス構造５に伝えることができる。したがって、屋根に設置された重量機器を支持するに十分な強度を有するものとなる。
また、台枠１が、一方の側構体２を構成する平面トラス構造５と、他方の側構体２を構成する平面トラス構造５とを床部の位置において床梁材１２ａ〜１２ｎによって連結した構造を有するので、床部に作用する荷重を効果的に側構体２の平面トラス構造５に伝えることができる。したがって、床部を支持するに十分な強度を有するものとなる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、本発明を低床部１ｃを有する路面電車に適用した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、低床部を有さない通常の鉄道車両にも適用することができる。
また、本発明では、側構体の平面トラス構造は本実施の形態に限ることなく、鉄道車両の種類等によって適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  台枠
２  側構体
３  屋根構体
４  妻構体
５  平面トラス構造
１０ａ〜１０ｊ  天井梁材
１２ａ〜１２ｎ  床梁材
【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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