(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外板と、該外板の車体内側に設けられる補強部材とを有する鉄道車両において、前記外板と前記補強部材との間に、外板の内側形状に対応した形状で、かつ、補強部材の設置位置を示す設置基準を有する平板状の内板を設け、該内板の車体内側に前記補強部材を固着するとともに、前記外板と内板とを接合したことを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記内板は、前記補強部材の固着部、前記外板の車体外側から取り付けられる設備品の取付部、内板外縁部及び開口形成部周縁を除く部分の少なくとも一部に開口部が設けられ、該開口部の縁部の少なくとも一部を前記設置基準としたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
【請求項３】
妻外板と、該妻外板の車体内側に設けられる補強部材とを有する鉄道車両において、前記妻外板と前記補強部材との間に、妻外板の内側形状に対応した形状で、かつ、補強部材の設置位置を示す設置基準を有する平板状の妻内板を設け、該妻内板の車体内側に前記補強部材を固着するとともに、前記妻外板と妻内板とを接合したことを特徴とする鉄道車両。
【請求項４】
前記妻外板の両側端部縦方向に、隣接する側構体の側外板内面に沿う方向の側外板接合用の補強部を折曲形成したことを特徴とする請求項３記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記妻外板の中心部縦方向に入口柱を折曲形成し、該入口柱の基部に妻柱を接合したことを特徴とする請求項３又は４記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記妻内板は、前記補強部材の固着部、前記妻外板の車体外側から取り付けられる設備品の取付部、妻内板外縁部及び開口形成部周縁を除く部分の少なくとも一部に開口部が設けられ、該開口部の縁部の少なくとも一部を前記設置基準としたことを特徴とする請求項３乃至５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、特に、ステンレス鋼製の鉄道車両に適した構体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の構体は、台枠、側構体、妻構体及び屋根構体とで構成されており、各構体は、一般的に、骨組の外側に外板を接合することによって形成されている。例えば、妻構体の構造として、アーチ状の上部フレーム部材の両側に隅柱フレームの上端を、また、上部フレーム部材の中央部に出入口（貫通路）の幅に相応する間隔をあけて一対の妻柱フレーム部材の上端をそれぞれ連結し、両側の妻柱フレーム部材の下端と隅柱フレームの下端間を底部フレーム部材でそれぞれ連結するとともに、一対の妻柱フレーム部材の上部間及び妻柱フレーム部材と隅柱フレームの上部間を横方向フレーム部材によりそれぞれ連結して骨組を形成し、この骨組の外側に、横方向ビード又は縦方向ビードを多数形成した複数枚の外板を固着した妻構体が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実公平７−３９７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の妻構体の構造では、先に上部フレーム部材や妻柱フレーム部材等の主構造材となる複数の骨部材を所定位置に配置して互いに接合することにより骨組を製造しているため、各骨部材を所定位置に設置する治具を車種毎に用意しなければならず、治具の交換に手間が掛かるという問題があった。また、接合強度を確保するために、各部材の接合部にガセットを使用することもある。
【０００４】
前記特許文献１に記載された妻構体は、多数のビードを有する外板を使用することによって骨組の簡素化を図っているが、ビードの少ない妻外板や、平板状の妻外板を使用する場合には適用できないという問題がある。
【０００５】
さらに、妻構体の車体外側には、足掛け、銘板、立ち上がり配管等が取り付けられ、貫通路に扉を設ける場合には、妻引き戸レール等を設ける必要もある。これらの設備品は、同一系統の車種であっても、編成中の車輌位置や車輌の向き、パンタグラフの有無等の条件によって異なるため、これらの設備品を取り付ける部分の補強を図るための取付座を骨組の所定位置に接合しなければならず、その接合のための治具やゲージをそれぞれ用意し、妻構体の製造条件に応じて治具等を交換する必要があった。また、妻構体の車体内側には、電装品、例えば空調制御盤や放送用機器等が設けられることがあるため、この部分に雨水が浸入しないような構造とする必要があった。
【０００６】
したがって、取付座やガセット等の部品までを含めると、骨組を構成する部品点数が多くなり、部品製作コストや部品同士の組立コスト、さらに、治具やゲージを含めた管理コストが多大なものとなっていた。また、部品点数が多いことから、それぞれの部品の精度のばらつきにより、妻構体を総組立したときの寸法精度や意匠上の品質等にばらつきが生じやすいという問題もあった。
【０００７】
そこで本発明は、外板を補強するための各補強部材や取付座等の配置や接合、構体の組み立てを容易に行うことができ、組立精度の向上や意匠性の向上も図ることができる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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両は、外板と、該外板の車体内側に設けられる補強部材とを有する鉄道車両において、前記外板と前記補強部材との間に、外板の内側形状に対応した形状で、かつ、補強部材の設置位置を示す設置基準を有する平板状の内板を設け、該内板の車体内側に前記補強部材を固着するとともに、前記外板と内板とを接合したことを特徴としている。
【０００９】
また、前記内板には、前記補強部材の固着部、前記外板の車体外側から取り付けられる設備品の取付部、内板外縁部及び開口形成部周縁を除く部分の少なくとも一部に開口部が設けられ、該開口部の縁部の少なくとも一部を前記設置基準としたことを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の鉄道車両は、妻構体の構造として、妻外板と、該妻外板の車体内側に設けられる補強部材とを有する鉄道車両において、前記妻外板と前記補強部材との間に、妻外板の内側形状に対応した形状で、かつ、補強部材の設置位置を示す設置基準を有する平板状の妻内板を設け、該妻内板の車体内側に前記補強部材を固着するとともに、前記妻外板と妻内板とを接合したことを特徴としている。
【００１１】
また、同じく妻構体の構造として、前記妻外板の両側端部縦方向に、隣接する側構体の側外板内面に沿う方向の側外板接合用の補強部を折曲形成したことを特徴とし、加えて、前記妻外板の中心部縦方向に入口柱を折曲形成し、該入口柱の基部に妻柱を接合したことを特徴としている。
【００１２】
さらに、この妻構体の構造においても、前記妻内板には、前記補強部材の固着部、前記妻外板の車体外側から取り付けられる設備品の取付部、妻内板外縁部及び開口形成部周縁を除く部分の少なくとも一部に開口部が設けられ、該開口部の縁部の少なくとも一部を前記設置基準としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の鉄道車両によれば、構体の製造条件に応じて内板を製作し、その内面に設けられた設置基準に従って各補強部材や部品取付座を配置して内板に接合することにより、治具やゲージを使用せずに各補強部材や部品取付座を内板の所定位置に容易かつ確実に固着することができる。また、内板を平板状としたことにより、内板の加工をＮＣ加工によって極めて容易に行うことができ、加工データをデータベース化しておくことにより、同一形状の内板の再生産も簡単に行うことができ、再生産時の再現性を大幅に向上させることができるとともに、多数の治具を保管、管理する場合に比べて管理コストや再生産に要する手間やコストを大幅に削減することができる。また、内板の必要部分以外に開口部を設けることにより、内板の軽量化を図れるだけでなく、開口部の縁部を各骨組部材や部品取付座を配置する際の設置基準として利用することができる。
【００１４】
さらに、妻構体の場合は、妻外板の両側端部縦方向に側外板接合用の補強部を妻外板と一体に折曲形成しておくことにより、妻構体と側構体との接合を容易に行えるとともに、雨水が妻構体側に浸入することを防止でき、妻構体の内側に配置される電装品を保護することができる。また、貫通扉を設ける場合の妻引き戸レール等の設備品も内板に固着することにより、これらを所定位置に確実に組み付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図は本発明を妻構体に適用した一形態例を示すもので、図１は組立後の妻構体を室内側から見た正面図、図２は妻外板の正面図、図３は妻内板の正面図、図４は補強部材等の配置状態を示す正面図、図５は妻構体の背面図、図６は妻外板の要部を示す断面平面図、図７は妻内板と補強部材とを示す要部の断面平面図、図８は妻構体の要部を示す断面平面図、図９は妻構体の断面側面図、図１０は妻構体における中央部の出入口部分を示す断面側面図、図１１は妻構体に各種設備品を取り付けて側構体を接合した状態を示す断面平面図である。
【００１６】
妻構体１１は、妻外板１２と、該妻外板１２の車体内側に設けられる妻内板１３と、該妻内板１３の車体内側に設けられる複数の補強部材及び部品として、左右一対の妻柱１４，１５、鴨居１６、戸袋横桟１７、戸当り横桟１８、横骨１９，２０、転落防止幌取付座２１が配置されている。さらに、各補強部材及び各部品の所定位置には、上レール取付金２２，２３、取手取付座２４、空調制御盤取付座２５等が設けられ、妻内板１３の所定位置には、足掛け取付孔２６が複数箇所にあらかじめ形成されている。
【００１７】
また、図４に示すように、妻内板１３には、前記妻柱１４，１５、鴨居１６、戸袋横桟１７、戸当り横桟１８、横骨１９，２０、転落防止幌取付座２１といった各補強部材や、図３に示すように、各種部品の固着部１３ａ、足掛け取付孔２６のような妻外板１２の車体外側から取り付けられる設備品の取付部１３ｂ、妻内板外縁部１３ｃ及び開口形成部周縁１３ｄを除く部分の所定位置に大小複数の開口部１３ｅがそれぞれ設けられており、開口部１３ｅの縁部１３ｆを補強部材や部品の設置位置を示す設置基準として利用している。さらに、妻内板１３の両側部分には、補強用リブ１３ｇが縦方向に屈曲形成されている。
【００１８】
図２に示すように、妻外板１２は、成形性や加工性等を考慮して両側及び中央上部の３枚の板材１２ａ，１２ｂ，１２ｃを組み合わせて形成されており、中央部には貫通路を形成するための開口１２ｄが設けられている。また、図５に示すように、妻外板１２の上縁部には、アーチ状の上部フレーム部材１２ｅが接合され、妻外板１２の外面には、開口１２ｄを囲うようにして幌取付枠２７が固着されている。さらに、図６に示すように、妻外板１２の両側端部には、隣接する側構体の側外板内面に沿う方向の側外板接合用補強部１２ｆが縦方向に折曲形成され、開口１２ｄの両側部分にも入口柱となる開口補強部１２ｇが縦方向に折曲形成されている。
【００１９】
また、妻内板１３も、妻外板１２と同様に両側及び中央上部の３枚の板材を組み合わせて形成されており、妻外板１２の車体内側形状に対応した形状で、妻外板１２よりも僅かに小さな形状に形成されている。
【００２０】
上記構成の妻構体１１をステンレス鋼で製造するときの製造手順を説明する。まず、側外板接合用補強部１２ｆ及び開口補強部１２ｇ，１２ｈを含む妻外板１２の各板材１２ａ，１２ｂ，１２ｃをプレス加工等で所定形状にそれぞれ成形し、各板材を溶接で連結することにより妻外板１２を組み上げ、上縁部に上部フレーム部材１２ｅを、車体外面部に幌取付枠２７を溶接にて接合する。また、補強用リブ１３ｇを含む妻内板１３をプレス加工等で所定形状に成形するとともに、ＮＣ加工機を使用して前記開口部１３ｅや足掛け取付孔２６を形成する。さらに、前記各補強部材及び各部品をそれぞれ作成する。
【００２１】
次に、妻内板１３を、その車体内側面を上向きにして溶接台に設置した状態で、妻内板１３に設けられた設置基準、すなわち、開口部１３ｅの縁部１３ｆを基準にして各補強部材及び各部品を配置するとともに、これらと妻内板１３とを溶接にて固着する。例えば、図１における右下部分に配置される横骨２０は、最下段の開口部１３ｅの上部の縁部１３ｆと、その上段の開口部１３ｅの下部の縁部１３ｆとの間に水平方向に配置して溶接を行い、この横骨２０の上方に隣接配置される転落防止幌取付座２１は、小さな開口部１３ｅの下部の縁部１３ｆに沿わせて配置した状態で溶接を行う。また、妻柱１４，１５は、開口補強部１２ｇの根元である基部に沿うように配置して溶接する。この作業を順次行うことにより、治具やゲージを使用することなく、各補強部材及び各部品を妻内板１３の所定位置に配置して固着することができる。そして、各補強部材及び各部品を固着した状態の妻内板１３と妻外板１２とを溶接して接合することにより、妻構体１１が組み上がる。
【００２２】
このようにして形成された妻構体１１は、その下部を台枠３１の端枠に当接させた状態で台枠３１に固着され、上部フレーム部材１２ｅの上面に屋根外板３２の端部が固着され、さらに、側外板接合用補強部１２ｆの外面に、側構体３３を構成する側外板３４の端部内面を当接させた状態で溶接にて接合されて固着される。
【００２３】
また、妻構体１１の車体外部側には、図１１に示すように、転落防止幌４１の基板部を、妻外板１２及び妻内板１３を貫通して転落防止幌取付座２１に螺合するボルト４２により取り付け、足掛け４３の基部から突出して妻外板１２及び妻内板１３の足掛け取付孔２６を貫通して突出する雄ねじ部材４４にナット４５を螺着して取り付け、その他の縦樋４６等の設備品も同様にして所定位置に取り付ける。また、車室内側には、取手取付座２４を利用して取手４７が、空調制御盤取付座２５を利用して空調制御盤（図示せず）が、下方に設けられた横骨１９に消火器収納箱４８がそれぞれ取り付けられ、さらに、上レール取付金２２，２３に取り付けられた上レールに貫通扉４９が装着され、その他のドアクローザ５０等の各種設備品が所定位置に取り付けられた後、内装材５１が取り付けられる。
【００２４】
このように、妻外板１２と略同じ大きさの妻内板１３を使用し、妻内板１３に設けられた設置基準を利用して各補強部材や各部品を配置し、これらを溶接してそれぞれ固着することにより、治具やゲージを使用せずに、各補強部材や各部品を設定された位置に正確に配置して固着することができる。これにより、従来に比べて妻構体１１を製造する際の作業効率が向上し、製造コストの低減が図れる。また、妻内板１３に開口部１３ｅを形成し、この開口縁部１３ｆを設置基準とすることにより、妻内板１３の軽量化が図れるとともに、設置基準の明確化も図れる。なお、設置基準は、通孔やスリット、溝等で形成することもでき、これらと開口縁部１３ｆとを併用して設置基準を形成してもよい。
【００２５】
さらに、妻内板１３の加工は、ＮＣ加工機を利用することによって各部の形状や設置基準を確実に形成することができ、加工データをデータベース化しておくことにより、製造する妻構体の形状や構造が異なる場合でも、対応するデータを用いれば容易かつ確実に所定形状の妻内板１３を形成することができる。したがって、ＮＣ加工機を利用することにより、治具の交換や配置換えなどの面倒な作業を省略することができ、再生産時の再現性を高めることができる。しかも、治具を保管管理する必要もなくなるので、保管場所の確保や管理の手間も省くことができ、管理コストも大幅に削減できる。
【００２６】
なお、妻外板１２と妻内板１３との二重構造となるため、従来の一般的な妻構体に比べて重量増となるが、妻内板１３を設けることによって従来の骨部材やガセット等の部品の数を減らしたり、薄肉化したりすることができるため、重量増も僅かで済み、多数のビードを有する妻外板を使用する場合と同等、あるいはそれ以下の重量で妻構体を形成することができる。
【００２７】
また、妻外板１２の両側端部に側外板接合用補強部１２ｆを一体に形成し、この外面に側外板３４の端部を接合することにより、雨水が妻構体側に浸入することを防止でき、特に、部材同士の接合にスポット溶接が用いられるステンレス鋼製の鉄道車両においても、妻構体１１の車体内側に雨水が浸入することを確実に防止できるので、妻構体１１に設けられる空調制御盤等の電装品を雨水から保護することができる。なお、車体端部の必要強度に応じて、側外板接合用補強部１２ｆの内側に隅柱を設けることもできる。さらに、妻外板１２に開口補強部１２ｇ，１２ｈを設けておくことにより、妻外板１２の強度向上や妻柱１４，１５の簡略化等を図ることができる。
【００２８】
このように、妻内板１３を使用することにより、部品点数の削減が図れるとともに、各部品の位置精度が大幅に向上するので、妻構体１１を総組立したときの寸法精度や意匠上の品質を確保することができる。さらに、他の構体にも同様の構造を採用することにより、鉄道車両全体の品質を大幅に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】組立後の妻構体を室内側から見た正面図である。
【図２】妻外板の正面図である。
【図３】妻内板の正面図である。
【図４】補強部材等の配置状態を示す正面図である。
【図５】妻構体の背面図である。
【図６】妻外板の要部を示す断面平面図である。
【図７】妻内板と補強部材とを示す要部の断面平面図である。
【図８】妻構体の要部を示す断面平面図である。
【図９】妻構体の断面側面図である。
【図１０】妻構体における中央部の出入口部分を示す断面側面図である。
【図１１】妻構体に各種設備品を取り付けて側構体を接合した状態を示す断面平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１…妻構体、１２…妻外板、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…板材、１２ｄ…開口、１２ｅ…上部フレーム部材、１２ｆ…側外板接合用補強部、１２ｇ，１２ｈ…開口補強部、１３…妻内板、１３ａ…固着部、１３ｂ…設備品の取付部、１３ｃ…妻内板外縁部、１３ｄ…開口形成部周縁、１３ｅ…開口部、１３ｆ…縁部、１３ｇ…補強用リブ、１４，１５…妻柱、１６…鴨居、１７…戸袋横桟、１８…戸当り横桟、１９，２０…横骨、２１…転落防止幌取付座、２２，２３…上レール取付金、２４…取手取付座、２５…空調制御盤取付座、２６…足掛け取付孔、２７…幌取付枠、３１…台枠、３２…屋根外板、３３…側構体、３４…側外板、４１…転落防止幌、４２…ボルト、４３…足掛け、４４…雄ねじ部材、４５…ナット、４６…縦樋、４７…取手、４８…消火器収納箱、４９…貫通扉、５０…ドアクローザ、５１…内装材
【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】
0004616766.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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