(57)【要約】【課題】軽量化、製作精度の向上、および構成の簡素化に加えて、防水性能の向上を図った鉄道車両用ドアを提供する。【解決手段】鉄道車両用ドアのドア本体１は、中央より少し上側に、一側から他側に貫通する窓用開口部２を有する。ドア本体１を、上部の１対の戸車取付部１ａおよび下部のレール用の係合凹溝部１ｂを含めて、例えばＲＴＭ法によって、繊維強化プラスチックによって一体に成形する。また、ドア本体１の移動方向の一側には、戸先ゴム取付部１ｄも一体に形成されている。ドア本体１を、窓用開口部２の全周囲とドア本体１の全周囲との一定幅の部分を除き、中空部Ｓ１１を前記窓用開口部２を囲むようなレイアウトでもって形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドア本体に、前記ドア本体の厚さ方向において一側から他側に貫通する窓用開口部を有する鉄道車両用ドアであって、
前記ドア本体は、繊維強化プラスチックによって中空部を有するように成形され、
前記中空部が、前記窓用開口部の周囲の一部または全部および前記ドア本体の外周部分を除く部分に形成されていることを特徴とする鉄道車両用ドア。
【請求項２】
前記ドア本体には、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部あるいはドアとして機能するために必要な構造が一体に成形されている請求項１記載の鉄道車両用ドア。
【請求項３】
前記窓用開口部は、周囲に窓ガラスが取り付けられる中実のフランジ部が形成されている請求項１または２記載の鉄道車両用ドア。
【請求項４】
前記中空部は、それを形成する内側面部にドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数のリブを有する請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両用ドア。
【請求項５】
前記中空部は、ドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数の中空部を含んでいる請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両用ドア。
【請求項６】
前記中空部は、断熱機能を有する発泡材が充填されている請求項１〜５のいずれかに記載の鉄道車両用ドア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、繊維強化プラスチックによって成形される鉄道車両用ドア（側引き戸）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄道車両用ドアとして、軽量化、外観向上などを目的として、各種の構造のものが知られている。
（１）例えば特公平７−９１３７号公報に記載のように、戸先骨がある骨組に内板と外板との間にハニカムコア（強度メンバ）を接着組み立て、内外板に形成した戸先フランジにより戸先ゴムを固定するハニカム接着ドアが知られている。
（２）例えば特公平７−７５９８１号公報に記載のように、ドア本体に設けた窓部の全周に沿って内板側および外板側に接着したガラス受金と、このガラス受金により保持した窓ガラスを外板側に押し出す一体成形断面を有するガラス押金とを有し、ガラス押し金の少なくとも１カ所を分離した端末に浮上防止機構を設けた鉄道車両用ドアが知られている。
（３）例えば特開平１１−２６３２２２号公報に記載されるように、２枚の板材とその間に設置される芯材とを接合した鉄道車両用ドアにおいて、板材の縁にフランジ部を形成し、そのフランジ部を重ねて接合し、各板材の上下辺に折り返しを形成し、この折り返し部分を折り曲げてフランジ部を形成し、各板材に窓用開口部を形成し、窓用開口部の縁部は、対向した板材を重ね合わせた構造としたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような従来のドアは、いずれも、複数の部品を用いてドア本体を形成する構造であるため、それら部品の接続部分において雨水などの水が侵入しやすく、何らかの防水対策を施す必要がある。
【０００４】
それに加えて、複数の部品を用いてドア本体を形成するということは、構造が複雑で、重量の軽減や、製作精度の向上の点においても十分とはいえない。
【０００５】
そこで、発明者は、ドア本体に窓用開口部を有する鉄道車両用ドアを、繊維強化プラスチックによって成形し、その内部に中空部を有する構成とすれば、軽量化、製作精度の向上、構成の簡素化および防水性能の向上を図れることに着想してなされたものである。
【０００６】
ところで、航空機用胴体、自動車用ボデー、流体輸送機器などに用いられる中空断面の繊維強化樹脂構造体であって、少なくとも一つの開口部と、前記開口部の最大幅よりも大きな最大幅の空洞部を内部に有する本体部とを備えるものであり、前記本体部は、強化繊維に合成樹脂が含浸された繊維強化樹脂で構成され、前記本体部の全体が実質的に接合された部位を有しない一体構造に形成されているものが提案されている（ＷＯ００／１８５６６（ＰＣＴ／ＪＰ９９／０５３９５）参照）が、窓用開口部がドアの一側から他側に貫通する構成の車両用ドアにはそのまま適用することができない。
【０００７】
この発明は、軽量化、製作精度の向上、および構成の簡素化に加えて、防水性能の向上を図った鉄道車両用ドアを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ドア本体に、前記ドア本体の厚さ方向において一側から他側に貫通する窓用開口部を有する鉄道車両用ドアであって、前記ドア本体は、繊維強化プラスチックによって中空部を有するように成形され、前記中空部が、前記窓用開口部の周囲の一部または全部および前記ドア本体の外周部分を除く部分に形成されていることを特徴とする。ここで、ドア本体を、繊維強化プラスチックによって中空部を有するように成形するのには、後述するＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）法などが利用される。
【０００９】
このようにすれば、ドア本体は、繊維強化プラスチックによって中空部を有するように一体に成形されるので、鉄道車両用ドアを形成するのに複数の部品が必要なくなり、構成の簡素化が図れる。それと共に、そのような複数の部品を組み合わせて製造する必要がないので、シール等の防水対策について考慮する必要がなくなり、防水性能の向上が図れる。とくに、中空部が、前記窓用開口部の周囲の一部または全部および前記ドア本体の外周部分以外の部分に形成されている設けられるので、ドアとして強度が必要とされる部分については剛性を確保し、剛性を必要としない部分に中空部を形成しているので、ドアとして必要な剛性を確保して軽量化を図ることができることになる。また、例えばＲＴＭ法によって型を用いて成形されるので、製作精度の向上も図れる。
【００１０】
このように、ドア本体の窓用開口部の周囲の一部または全部および前記ドア本体の外周部分以外の部分に、繊維強化プラスチックによって中空部が位置するように成形されているので、無理なく、軽量化、製作精度の向上、および構成の簡素化に加えて、防水性能の向上が図れる。
【００１１】
請求項２に記載のように、前記ドア本体には、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部あるいはドアとして機能するために必要な構造が一体に成形されていることが望ましい。ここで、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部としては、ドア本体上部の戸車取付部やドア本体側部の戸先ゴム取付部などが相当する。ドアとして機能するために必要な構造としては、車両側のドア移動用レールがスライド可能に係合する係合凹溝部などが相当する。
【００１２】
このようにすれば、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部あるいはドアとして機能するために必要な構造が一体に成形されているので、ドアとして機能するために必要である周辺部材を取り付けるための取付具を後から別部品として取り付けたり、ドアとして機能するために必要な構造を後加工したりする必要がなくなる。また、それらがドア本体に一体に成形されているので、防水性能の向上の点でも有利である。
【００１３】
請求項３に記載のように、前記窓用開口部は、周囲に窓ガラスが取り付けられる中実のフランジ部が形成されている構成とすることができる。
【００１４】
このようにすれば、窓用開口部の周囲に中実のフランジ部が形成されるので、そのフランジ部に窓ガラスを位置合わせし、従来と変わりなく窓ガラスを窓用開口部に対し、必要な取付強度を確保して精度よく取り付けることが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載のように、前記中空部は、それを形成する内側面部にドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数のリブを有することが望ましい。
【００１６】
このようにすれば、中空部を形成する内側面部にドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数のリブが形成されるので、満員時の人圧にも耐えれる程度にドア剛性が十分に高められ、中空部を形成することによるドア剛性の低下が抑制される。すなわち、中空部を設けることにより、満員時の人圧にも耐えれる程度のドア剛性を確保して、軽量化を図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載のように、前記中空部は、ドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数の中空部を含んでいる構成とすることもできる。
【００１８】
このようにすれば、複数の中空部をドア高さ方向にほぼ平行に形成しているので、ドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数のリブを形成する場合（請求項４）と同様に、ドア剛性を確保して、軽量化を図ることができる。また、中空部をほぼ平行に形成しているので、中空部の大きさ・数の変更により、ドア剛性とドア重量とのバランスを無理なく調整することができる。
【００１９】
請求項６に記載のように、前記中空部は、断熱機能を有する発泡材が充填されている構成とすることも可能である。
【００２０】
このようにすれば、中空部内（空間部分）に、断熱機能を有する発泡材が充填されることで、断熱機能を簡単に向上させることができる。このように、デッドスペースとなる中空部を有効に利用して、断熱機能を有する発泡材を充填するという簡単な操作によって、ドアに必要とされる断熱機能を高めることができる。また、発泡材が充填されることで、ドア剛性の向上にも寄与することになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２２】
図１は本発明に係る鉄道車両用ドアの一実施の形態を示す概略構成図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の要部拡大図、図３は図１のＢ−Ｂ線における断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線における断面図である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、本発明に係る鉄道車両用ドアのドア本体１は、ほぼ矩形板状で、中央より少し上側に、前記ドア本体１の厚さ方向において一側から他側に貫通する窓用開口部２を有し、その窓用開口部２に窓ガラス３が取り付けられる。このドア本体１は、上側に設けられる戸車取付部１ａおよび下側に設けられる係合凹溝部１ｂを含めて、例えば後述するＲＴＭ法によって、繊維強化プラスチックによって一体に成形されている。これにより、ドア本体１に継ぎ目がなくなるので、特別な防水対策を施す必要がなくなる。なお、本例では、戸車取付部１ａは２つ設けているが、１つの場合もある。
【００２４】
前記ドア本体１には、中空部Ｓ１１が、前記窓用開口部２の周囲の全部および前記ドア本体の外周部分を除く部分（ドアとしての強度が必要とされる部分を除く部分）に形成されている。すなわち、前記窓用開口部２の全周囲とドア本体１の全周囲とについて一定幅の部分を除き、中空部Ｓ１１が前記窓用開口部２の周囲を取り囲むようなレイアウトでもって形成されている。なお、この中空部Ｓ１１の形状については、特に制限されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
【００２５】
前記窓用開口部２は、図２（ａ）に示すように、周囲に、ドア本体１の厚さより厚さが薄い中実板状のフランジ部１ｃが形成されている。そのように厚さが薄くされることで、矩形板状の透明な窓ガラス３が嵌め込まれて取り付けられる凹部（段差部）がドアの一側面側に形成される。この凹部内に窓ガラス３がシール材４を介して嵌め込まれた状態で、図２（ｂ）に示すように、取付枠部材５を用いて、ドア本体１に対し窓ガラス３が外れないようにボルト６にて取付固定されている。このボルト６によって取付枠部材５が取り付けられる部分は、中実部とされているので、取付強度が低下するおそれもない。そして、ドア本体１の移動方向の一側には、戸先ゴムを取り付けるための戸先ゴム取付部１ｄが一体に成形されている。なお、前記ボルト６による取り付けは、ドア本体１側にボルト６を直接ねじ込まれる構造とするほか、ボルト６をねじ込む雌ねじ部を有するナット部材がドア本体の所定位置に予め埋設されている構造としてもよい。
【００２６】
前記ドア本体１上部に設けられる戸車取付部１ａは、図３に示すように、ドア本体１の中実部分よりも肉厚が上方に向かって徐々に曲線的に薄くなるように形成されている。
【００２７】
また、ドア本体１下部の係合凹溝部１ｂは、図４に示すように、車両側のレール１１にスライド可能に係合するように構成され、それらの係合関係でドアを開閉する際にドアは振れることがなくスムーズにレール１１に沿って案内されるようになっている。
【００２８】
このように、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部（戸車取付部１ａ、フランジ部１ｃ、戸先ゴム取付部１ｄなど）やドアとして機能するために必要な構造（係合凹溝部１ｂなど）が、ドア本体１に予め一体成形される構成となっている。
【００２９】
また、前記中空部Ｓ１１は、図５に詳細を示すように、それを形成する内側面部にドア高さ方向にほぼ平行に延びる複数のリブ１ｅが一定間隔でもってほぼ平行に形成されるように設けられている。ドア本体１のうち強度の必要な部分にはリブ１ｅを設ける（あるいは肉厚を設ける）などして、中空部Ｓ１１の成形によるドア剛性の低下を回避して、必要な強度を確保するようにしている。つまり、ドア本体１として、強度が必要とされない部分のみが中空部Ｓ１１とされ、軽量化が図られている。
【００３０】
そして、その中空部Ｓ１１内に、断熱機能を有する発泡材（図示せず）が一様にムラなく充填されている。この場合は、ドアとして十分な剛性を有する場合の中空部において、発泡材を充填する場合と、発泡材を充填することで必要なドア剛性が得られる場合とが含まれる。
【００３１】
前記繊維強化プラスチックとしては、例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられ、フィルムコアとカーボンクロスのプリフォームを使用した中空ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）法により成形される。ＲＴＭ法の成形プロセスは、図６に概略を示すように、一般に、成型物（本実施の形態におけるドア本体１に相当する）の外形を成形する上下一対のＦＲＰ型（上型２１、下型２２）を用い、上型２１および下型２２内に予め強化材２３（中空部Ｓ１１を形成することになる、例えば厚さ０．１ｍｍのポリプロピレンの袋体）を配置し、上型２１および下型２２を閉じてクランプする。その後、適切な位置に設けた注入孔から樹脂を比較的低い圧力で注入装置２４を用いて注入し、強化材２３と一体硬化させて成形品２５を成形する方法である。
【００３２】
このようにすれば、継ぎ目のない構造として、ドア本体１を一体に成形することができるので、構成の簡素化に加えて、防水性能上特に有利な構造となる。また、繊維強化プラスチックを用いて成形しているので、軽量化も図れ、製作精度も向上する。
【００３３】
上述したほか、本発明に係る鉄道車両用ドアは、次のように構成することも可能である。
（１）上記ドア本体１の下部における係合凹溝部１ｂの部分は、車両側のレール１１がスライド可能に係合するので、他の部位よりも強度や耐摩耗性が必要とされる。そこで、例えば図７（ａ）に示すように、Ｈ型のアルミニウム合金製形材からなる補強部材３１を設ける構造とするが考えられる。
【００３４】
その場合には、図７（ｂ）に詳細を示すように、ドア本体１Ａの下部に、ドアの走行方向に延びる係合凸部１ｆが、補強部材３１に前記係合凸部１ｆに係脱可能に係合する係合凹部３１ａがそれぞれ形成され、前記係合凸部１ｆと係合凹部３１ａとが係合した状態で、前記補強部材３１がドア本体１Ａに対しボルト３２およびナット３３を用いてドア厚さ方向において締結固定される。なお、補強部材３１の下部には、車両側のレール１１がスライド可能に係合する係合凹溝部３１ｂが形成されている。この場合には、ボルト３２およびナット３３による締結固定を解除すれば、補強部材３１とレール１１との係合が解除されるので、ドアそのものを取り外すことなく、レール１１を取り外すことが可能となる。
【００３５】
また、ドア本体１Ａの下部全体を、そのような補強部材３１で構成するのに代えて、例えば図８に示すように、係合凹溝部が形成されたドア本体１Ｂの下部を薄肉の保護部材４１（例えばアルミニウム合金製）で被覆される構造とすることも可能である。
（２）前記実施の形態では、ドア本体１に１つの中空部Ｓ１１を設けているだけであるが、中空部の数は必ずしも１つにする必要はない。これは、このような中空部の形状や数については、前述したように、ドア剛性が確保されれば、特に制限されるものではなく、必要に応じて適宜変更することができるからである。よって、中空部の数を２つあるいはそれ以上の複数個にすることも可能である。
【００３６】
具体的には、例えば中空部の数を２つとする場合には、前記窓用開口部２のある部位を境として、図９に示すように、ドア本体１Ｃの窓用開口部２の両側に中空部Ｓ２１，Ｓ２２を設けることができる。
【００３７】
また、図１０に示すように、ドア本体１Ｄの窓用開口部２の上部の両側および下部の両側に、それぞれ中空部Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３４を設け、中空部の数を４つにするることも可能である。
【００３８】
さらに、図１１に示すように、ドア本体１Ｅの窓用開口部２の上側に中空部Ｓ４１を設けるとともに、窓用開口部２の周囲およびドア外周部分の中実部を残して、複数の中空部Ｓ４２〜Ｓ４９を上下方向にほぼ平行に設けることもできる。
【００３９】
前記実施の形態においては、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部（戸車取付部１ａ、フランジ部１ｃ、戸先ゴム取付部１ｄなど）およびドアとして機能するために必要な構造（係合凹溝部１ｂなど）をドア本体１に一体成形しているが、必ずしもその必要はなく、例えば車両の種類などに応じて、それらのうち一部についてのみ一体成形することも可能である。つまり、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部やドアとして機能するために必要な構造を、すべてドア本体に一体に成形するようにしてもよいし、一部だけをドア本体に一体に成形するようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【００４１】
請求項１の発明は、繊維強化プラスチックによってドア本体を成形し、そのドア本体は、前記窓用開口部の周囲の一部または全部および前記ドア本体の外周部分を除く部分に中空部が位置するように設けているので、ドア本体に継ぎ目が生じることがなくなり、軽量化、製作精度の向上、および構成の簡素化に加えて、防水性能の向上を図ることができる。
【００４２】
請求項２に記載のように、前記ドア本体に、ドアとして機能するために必要な周辺部材を取り付けるための取付部あるいはドアとして機能するために必要な構造を一体に成形すれば、それらを後から取り付けたり後加工したりする必要がなくなり、部品点数の低減、構成の簡素化に有利である。特に、それらをドア本体に一体に成形しているので、防水性能の向上の点でも有利である。
【００４３】
請求項３に記載のように、窓用開口部の周囲に中実のフランジ部を設ければ、そのフランジ部に窓ガラスを位置合わせし、従来と変わりなく窓ガラスを窓用開口部に対し必要な取付強度を確保して精度よく取り付けることができる。
【００４４】
請求項４に記載のように、前記中空部は、それを形成する内側部にドア高さ方向にほぼ平行に延びるリブを有するようにすれば、満員時の人圧にも耐えれる程度のドア剛性を確保して、軽量化を図ることができる。
【００４５】
請求項５に記載のように、中空部を、ドア高さ方向にほぼ平行に延びるようにすれば、請求項４の場合と同様に、ドア剛性を確保して、軽量化を図ることができる。
【００４６】
請求項６に記載のように、中空部内に、断熱機能を有する発泡材を充填すれば、断熱機能を簡単に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る鉄道車両用ドアの一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の要部拡大図である。
【図３】図３は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図４】図４は図１のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図５】図５は図１のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図６】図６はＲＴＭ法の成形プロセスの概略説明図である。
【図７】図７（ａ）は他の実施の形態についての図４と同様の図、図７（ｂ）は図７（ａ）の要部拡大図である。
【図８】図８はさらに別の実施の形態についての図４と同様の図である。
【図９】図９はドア本体の中空部の他の実施の形態についての図１と同様の図である。
【図１０】図１０はドア本体の中空部の別の実施の形態についての図１と同様の図である。
【図１１】図１１はドア本体の中空部のさらに別の実施の形態についての図１と同様の図である。
【符号の説明】
１，１Ａ〜１Ｅ　　ドア本体
１ａ　　戸車取付部
１ｂ　　係合凹溝部
１ｃ　　フランジ部
１ｄ　　戸先ゴム取付部
１ｅ　　リブ
２　　窓用開口部
３　　窓ガラス
１１　　レール
３１　　補強部材
４１　　保護部材
Ｓ１１　　中空部
Ｓ２１，Ｓ２２　　中空部
Ｓ３１〜Ｓ３４　　中空部
Ｓ４１〜Ｓ４９　　中空部
【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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