(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離隔して平行に配置された一対の側梁と、前記側梁の延在方向と交差する交差方向に沿って前記一対の側梁間に架け渡され、台車に設けられた空気バネの上部を挿入可能な凹部として構成されたバネ受け部が下面に形成された枕梁とを有する鉄道車両の台枠において、
前記枕梁は、前記交差方向に沿って延在する筒状部と、前記筒状部の内部空間を上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部とを有する中空押出形材から構成されており、
前記バネ受け部を構成する前記凹部の底面は、前記筒状部の下壁の一部が切り取られることで外部に露出された前記仕切り部の下面によって構成されていることを特徴とする鉄道車両の台枠。
【請求項２】
前記側梁の延在方向に沿って延在し、一端が前記枕梁の前記交差方向の中央部に接続された中梁と、
前記中梁に形成され、連結器を取り付け可能に構成された取付部とをさらに備えており、
前記バネ受け部は、前記枕梁の前記中央部以外の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の台枠。
【請求項３】
互いに離隔して平行に配置された一対の側梁と、前記側梁の延在方向と交差する交差方向に沿って前記一対の側梁間に架け渡され、台車に設けられた空気バネの上部を挿入可能な凹部として構成されたバネ受け部が下面に形成された枕梁とを有する鉄道車両の台枠の製造方法において、
前記交差方向に沿って延在する筒状部と、前記筒状部の内部空間を上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部とを有する中空押出形材を準備する準備工程と、
前記準備工程の後に、前記中空押出形材の前記筒状部の下壁の一部を切り取り、前記仕切り部の下面を外部に露出させて前記バネ受け部を形成するバネ受け部形成工程とを備えていることを特徴とする鉄道車両の台枠の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の台枠及びこれの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両においても、低床化した車両が求められている。一般の鉄道車両では、台枠の下方に台車が配置される構成となる。このため、台枠の中空押出形材から構成される枕梁の下面に空気バネの上部を挿入可能な開口を形成し、当該開口の上部に円盤状の空気バネ受け板、及び、開口縁と空気バネ受け板の周縁とを繋ぐ円筒状の空気バネ案内部材を設けることによって凹部を形成し、この凹部内に空気バネの上部を挿入する構成とすることにより、車体床面を凹部の高さ分だけ低くすることができる（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】特開平９−２５４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の空気バネが挿入される凹部においては、枕梁を構成する部材とは別の空気バネ受け板及び空気バネ案内部材などが必要となる。つまり、開口から空気バネ受け板及び空気バネ案内部材などを嵌め込んで枕梁に溶接することで、凹部が形成される。このように凹部が溶接によって形成されると、凹部の溶接部における強度が小さくなるため、凹部全体の強度が低下する。さらに、溶接によって空気バネ受け板などに熱ひずみが生じ、品質が低下する。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、バネ受け部の強度低下を抑制するとともに品質が向上した鉄道車両の台枠及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の鉄道車両の台枠は、互いに離隔して平行に配置された一対の側梁と、前記側梁の延在方向と交差する交差方向に沿って前記一対の側梁間に架け渡され、台車に設けられた空気バネの上部を挿入可能な凹部として構成されたバネ受け部が下面に形成された枕梁とを有する鉄道車両の台枠において、前記枕梁は、前記交差方向に沿って延在する筒状部と、前記筒状部の内部空間を上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部とを有する中空押出形材から構成されており、前記バネ受け部を構成する前記凹部の底面は、前記筒状部の下壁の一部が切り取られることで外部に露出された前記仕切り部の下面によって構成されている。
【０００７】
これによると、筒状部の下壁の一部を切り取ることで外部に露出された仕切り部の下面によって、バネ受け部に挿入された空気バネの上部と接触する凹部の底面が構成される。つまり、バネ受け部を構成する凹部の底面を形成するために、当該底面になりうる別の板材を溶接する必要がなくなる。このため、溶接に起因するバネ受け部の強度低下が抑制される。さらに、別の板材を溶接することでバネ受け部が構成されないので、バネ受け部に溶接による熱ひずみが生じにくくなり、品質が向上する。また、枕梁のバネ受け部以外の部位においては、筒状部内に仕切り部が存在するため、強度が高くなる。
【０００８】
本発明において、前記側梁の延在方向に沿って延在し、一端が前記枕梁の前記交差方向の中央部に接続された中梁と、前記中梁に形成され、連結器を取り付け可能に構成された取付部とをさらに備えており、前記バネ受け部は、前記枕梁の前記中央部以外の位置に形成されていることが好ましい。これにより、枕梁の中央部は、バネ受け部が形成された部位よりも強度が高くなる。中梁は、この強度の高い枕梁の中央部に接続されている。このため、枕梁の中央部に、連結器からの衝撃力が中梁を介して受けても、当該枕梁が塑性変形しにくくなる。したがって、枕梁の塑性変形を抑制するための補強部材の取り付けを抑制することが可能となる。
【０００９】
本発明の鉄道車両の台枠の製造方法は、互いに離隔して平行に配置された一対の側梁と、前記側梁の延在方向と交差する交差方向に沿って前記一対の側梁間に架け渡され、台車に設けられた空気バネの上部を挿入可能な凹部として構成されたバネ受け部が下面に形成された枕梁とを有する鉄道車両の台枠の製造方法において、前記交差方向に沿って延在する筒状部と、前記筒状部の内部空間を上部空間と下部空間とに仕切る仕切り部とを有する中空押出形材を準備する準備工程と、前記準備工程の後に、前記中空押出形材の前記筒状部の下壁の一部を切り取り、前記仕切り部の下面を外部に露出させて前記バネ受け部を形成するバネ受け部形成工程とを備えている。
【００１０】
これによると、バネ受け部形成工程において、準備工程で準備した中空押出形材の筒状部の下壁の一部を切り取ることで外部に露出された仕切り部の下面によって、バネ受け部に挿入された空気バネの上部と接触する凹部の底面が構成される。このため、溶接に起因するバネ受け部の強度低下が抑制される。さらに、別の板材を溶接することでバネ受け部が構成されないので、バネ受け部に溶接による熱ひずみが生じにくくなり、品質が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の鉄道車両の台枠によると、筒状部の下壁の一部を切り取ることで外部に露出された仕切り部の下面によって、バネ受け部に挿入された空気バネの上部と接触する凹部の底面が構成される。つまり、バネ受け部を構成する凹部の底面を形成するために、当該底面になりうる別の板材を溶接する必要がなくなる。このため、溶接に起因するバネ受け部の強度低下が抑制される。さらに、別の板材を溶接することでバネ受け部が構成されないので、バネ受け部に溶接による熱ひずみが生じにくくなり、品質が向上する。また、枕梁のバネ受け部以外の部位においては、筒状部内に仕切り部が存在するため、強度が高くなる。
また、本発明の鉄道車両の台枠の製造方法によると、バネ受け部形成工程において、準備工程で準備した中空押出形材の筒状部の下壁の一部を切り取ることで外部に露出された仕切り部の下面によって、バネ受け部に挿入された空気バネの上部と接触する凹部の底面が構成される。このため、溶接に起因するバネ受け部の強度低下が抑制される。さらに、別の板材を溶接することでバネ受け部が構成されないので、バネ受け部に溶接による熱ひずみが生じにくくなり、品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る台枠が採用された鉄道車両の概略側面図である。
【図２】図１に示す台枠の前方部分を示す要部平面図である。
【図３】図２に示す枕梁を斜め下方から見たときの斜視図である。
【図４】図３に示すIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る台枠の枕梁の製造工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態である鉄道車両の台枠について、図１〜図４を参照しつつ以下に説明する。
【００１４】
［鉄道車両の全体構成］
鉄道車両１は、図１に示すように、車両本体２と、車両本体２の下端部に取り付けられた複数の台車２０と、２つの連結器３０とを有する。これら台車２０は、前後方向Ａに離隔して配置されている。各台車２０は、４つの車輪２１と、水平方向であって前後方向Ａと直交する左右方向に平行な幅方向Ｂに延在し両端に車輪２１が固定された２つの車軸（不図示）と、各車軸を支持する台車フレーム２２と、２つの空気バネ２３とを有している。空気バネ２３は、鉄道車両用の公知の空気バネであり、台車フレーム２２上において、互いに離隔しつつ幅方向Ｂに沿って並べられている。各台車２０は、空気バネ２３を介して車両本体２を下方から支持する。台車２０は、図示しない駆動装置からの駆動力によって各車軸が回転することで、４つの車輪２１が回転する。これにより、鉄道車両１が進行方向（前方又は後方）に進む。
【００１５】
連結器３０は、車両本体２の前端部の下部及び後端部の下部にそれぞれ１つずつ設けられている。連結器３０は、後述の取付部４０にその一端が複数のボルトを介して取り付けられている。連結器３０は、他の鉄道車両の連結器と連結可能に構成され、鉄道車両同士を結合し、牽引時の引張力・推進時の圧縮力を伝達する公知の連結器である。
【００１６】
車両本体２は、図１に示すように、進行方向と平行な前後方向Ａに長尺な直方体状に形成され、底部となる台枠１０と、一対の側構体１１と、一対の妻構体１２と、屋根構体１３とを有している。一対の側構体１１は、台枠１０の幅方向Ｂの両端部において、上下方向Ｃに立設され、前後方向Ａに延在している。一対の妻構体１２は、台枠１０の前後方向Ａの両端部において、上下方向Ｃに立設され、幅方向Ｂに延在している。
【００１７】
また、台枠１０上には床面１７が形成されている。屋根構体１３は、矩形平面形状を有し、その周端部が一対の側構体１１及び一対の妻構体１２の上面に固定されている。車両本体２内には、客室が形成されている。客室は、屋根構体１３、床面１７、一対の側構体１１及び一対の妻構体１２で囲まれて構成されている。このように客室は、台枠１０上に構成されている。
【００１８】
台枠１０は、図２に示すように、互いに離隔して平行に配置された一対の側梁５１と、側梁５１の前後両端に架け渡された一対の端梁５２と、幅方向Ｂに沿って一対の側梁５１間に架け渡された前後２箇所の枕梁６０と、幅方向Ｂに沿って一対の側梁５１間に架け渡された複数の横梁（不図示）と、側梁５１の延在方向に沿って延在し端梁５２と枕梁６０との間に架け渡された前後２箇所の中梁５３とによって、平面視で略矩形形状に構成されている。このような台枠１０と一体的に構成される車両本体２は、枕梁６０の幅方向Ｂの両端部下方にそれぞれ配置される空気バネ２３を介して台車２０上に支持される。なお、図２は、台枠１０の前方部分であり、当該部分を構成する一対の側梁５１、端梁５２、枕梁６０、及び、中梁５３を示す。また、端梁５２、枕梁６０及び中梁５３は、台枠１０の前方部分と後方部分に配置されており、台枠１０の前後方向Ａの中心を通る幅方向Ｂに平行な線に対して線対称に配置されている。
【００１９】
一対の側梁５１は、前後方向Ａに沿って延在している。一対の側梁５１の上面には、側構体１１がそれぞれ取り付けられている。一対の端梁５２は、幅方向Ｂに沿って延在している。一対の端梁５２の上面には、妻構体１２がそれぞれ取り付けられている。中梁５３は、その両端が、幅方向Ｂに関して端梁５２の中央部及び枕梁６０の中央部に接続されている。また、中梁５３は、図２に示すように、前後方向Ａに沿って延在し、互いに離隔して配置された一対の中梁部材５３ａによって構成されている。中梁５３の前後方向Ａの中央部の下面には、取付部４０が一対の中梁部材５３ａに亘って固定されている。取付部４０は、連結器３０の一端が取り付けられている。
【００２０】
枕梁６０は、図３及び図４に示すように、幅方向Ｂに延在する２本の中空押出形材６１，６２を前後方向Ａに並べて、中空押出形材６１，６２の上壁６１ａ，６２ａ同士及び下壁６１ｂ，６２ｂ同士を溶接することで構成されている。また、枕梁６０は、図４に示すように、筒状部７１と、仕切り部７２と、４つの上補強部７３と、４つの下補強部７４とを有している。
【００２１】
筒状部７１は、溶接された中空押出形材６１，６２の周囲の外壁（上壁６１ａ，６２ａ、下壁６１ｂ，６２ｂ、中空押出形材６１の側壁６１ｃ及び中空押出形材６２の側壁６２ｃ）によって構成されている。仕切り部７２は、２つの中空押出形材６１，６２の水平部６１ｄ，６２ｄから構成されている。また、仕切り部７２は、図４に示すように、筒状部７１内において幅方向Ｂに沿って延在し、筒状部７１の内部空間を上部空間Ｋ１と下部空間Ｋ２とに仕切る。
【００２２】
４つの上補強部７３は、図４に示すように、仕切り部７２の上面７２ａと、上壁６１ａ，６２ａで構成された筒状部７１の上壁７１ａの下面７１ａ１とをそれぞれ繋ぐように上下方向Ａに沿って延在し、前後方向Ａに互いに離隔して配置されている。また、４つの上補強部７３は、上部空間Ｋ１を５つの空間に仕切る。４つの下補強部７４は、仕切り部７２の下面７２ｂと、下壁６１ｂ，６２ｂで構成された筒状部７１の下壁７１ｂの上面７１ｂ１とをそれぞれ繋ぐように上下方向Ａに沿って延在し、前後方向Ａに互いに離隔して配置されている。また、４つの下補強部７４は、下部空間Ｋ２を５つの空間に仕切っている。また、４つの上補強部７３と４つの下補強部７４は、仕切り部７２を挟んで上下に互いに対向する位置に配置されている。
【００２３】
枕梁６０には、図３に示すように、台車２０に装着された空気バネ２３の上部を受けるための２つのバネ受け部６５が設けられている。バネ受け部６５は、枕梁６０の幅方向Ｂの両端部下面にそれぞれ形成されている。バネ受け部６５は、枕梁６０の下面を構成する筒状部７１の下壁７１ｂの一部（幅方向Ｂの両端部）、及び、４つの下補強部７４の一部（幅方向Ｂの両端部）が切り取られて構成された凹部である。このため、バネ受け部６５を構成する凹部の底面は、図３に示すように、下壁７１ｂの一部及び４つの下補強部７４の一部が切り取られることで露出された仕切り部７２の下面７２ｂによって構成されている。このバネ受け部６５の底面を構成する部分の仕切り部７２に対応する中空押出形材６１，６２の水平部６１ｄ，６２ｄ同士は、互いに溶接されている。これにより、バネ受け部６５の強度が向上する。バネ受け部６５は、平面視において、幅方向Ｂに関して外側部分が矩形に、内側部分が半円形に形成され、空気バネ２３の上部が配置可能に構成されている。
【００２４】
続いて、台枠１０の製造方法について、図５を参照しつつ以下に説明する。台枠１０を製造する際は、先ず、台枠１０を構成するための一対の側梁５１と、一対の端梁５２と、２つの枕梁６０と、複数の横梁（不図示）と、２つの中梁５３とを準備する。枕梁６０は、図５に示すように、製造して準備する。
【００２５】
枕梁６０を製造方法する際は、先ず、２本の中空押出形材６１，６２を用意する。用意した２本の中空押出形材６１，６２を、図３に示すように、前後方向Ａに並べる。この後、中空押出形材６１，６２の上壁６１ａ，６２ａ同士及び下壁６１ｂ，６２ｂ同士を溶接する。これにより、筒状部７１と、仕切り部７２を有する１つの中空押出形材が構成される（Ｓ１：準備工程）。
【００２６】
次に、Ｓ１の準備工程で準備した１つの中空押出形材の筒状部７１の下壁７１ｂの一部及び４つの下補強部７４の一部を切り取る。ここでいう一部とは、バネ受け部６５が形成される部位であり、具体的には、中空押出形材（枕梁６０）の幅方向Ｂの両端部の下面部分である。この切り取りによって、仕切り部７２の下面７２ｂの一部が露出される。この露出された仕切り部７２を構成する中空押出形材６１，６２の水平部６１ｄ，６２ｄ同士を、互いに溶接する。こうして、中空押出形材（枕梁６０）の両端部下面のそれぞれにバネ受け部６５が形成される（Ｓ２：バネ受け部形成工程）。
【００２７】
こうして、製造された一対の枕梁６０などを準備した後、台枠１０を構成する部材同士を、ボルト及びナットや溶接などで組み立てて、台枠１０を製造する。こうして、図２に示す台枠１０が形成される。
【００２８】
以上に述べたように、本実施形態に台枠１０によると、筒状部７１の下壁７１ｂの一部を切り取ることで外部に露出された仕切り部７２の下面７２ｂによって、バネ受け部６５に挿入された空気バネ２３の上部と接触する凹部の底面が構成される。つまり、バネ受け部６５を構成する凹部の底面を形成するために、当該底面になりうる別の板材を溶接する必要がなくなる。このため、溶接に起因するバネ受け部６５の強度低下が抑制される。さらに、別の板材を溶接することでバネ受け部６５が構成されないので、バネ受け部６５に溶接による熱ひずみが生じにくくなり、品質が向上する。また、枕梁６０のバネ受け部６５以外の部位においては、筒状部７１内に仕切り部７２が存在するため、枕梁６０自体の強度が高くなる。
【００２９】
また、枕梁６０の中央部は、バネ受け部６５が形成された部位よりも強度が高い。中梁５３は、この強度の高い枕梁６０の中央部に接続されている。このため、枕梁６０の中央部に、連結器３０からの衝撃力が中梁５３を介して受けても、当該枕梁６０が塑性変形しにくくなる。したがって、枕梁６０の塑性変形を抑制するための補強部材（例えば、枕梁６０の中央部と側梁５１とを繋ぐ補強部材）の取り付けを抑制することが可能となる。
【００３０】
台枠１０の製造工程に含まれるバネ受け部形成工程において、Ｓ１の準備工程で準備した中空押出形材の筒状部７１の下壁７１ｂの一部を切り取ることで外部に露出された仕切り部７２の下面７２ｂによって、バネ受け部６５に挿入された空気バネ２３の上部と接触する凹部の底面が構成される。このため、溶接に起因するバネ受け部６５の強度低下が抑制される。さらに、別の板材を溶接することでバネ受け部６５が構成されないので、バネ受け部６５に溶接による熱ひずみが生じにくくなり、品質が向上する。なお、バネ受け部形成工程において、仕切り部７２を構成する中空押出形材６１，６２の水平部６１ｄ，６２ｄの一部同士を溶接しているが、当該溶接長は、バネ受け部６５の底面を形成するための別の板材を溶接するよりも短くなる（溶接箇所が少なくなる）。つまり、溶接による熱ひずみが生じにくくなる。溶接による熱ひずみが生じにくくなることで、ひずみを除去してバネ受け部６５の底面を平面化するための手間が少なくなる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、枕梁６０には、１又は３以上のバネ受け部６５が形成されていてもよい。また、枕梁６０は、前後方向Ａ及び幅方向Ｂと交差する方向に沿って一対の側梁５１間に架け渡されていてもよい。
【００３２】
また、枕梁６０が、複数の中空押出形材が一体的に溶接されて構成されるのではなく、１つの中空押出形材から構成されていてもよい。この場合、当該１つの中空押出形材が、筒状部７１と仕切り部７２とに対応する部位を有しておればよい。さらにこの場合、バネ受け部６５は、枕梁の下面部分（下壁７１ｂに対応する部位）が切り取られるだけで構成される。つまり、バネ受け部６５の底面を構成する部材同士を溶接する必要がなくなる。また、枕梁６０が、１つ中空押出形材を構成するように、３以上の中空押出形材が溶接されて構成されていてもよいし、２つの中空押出形材とこれら中空押出形材間に配置された繋ぎ部材とが溶接されて構成されていてもよい。
【００３３】
台枠には、枕梁６０や中梁５３の塑性変形を抑制するための補強部材を設けていてもよい。中梁５３は、１又は３以上の部材から構成されていてもよい。また、枕梁６０は、上補強部７３及び下補強部７４が設けられていなくてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  鉄道車両
１０  台枠
２０  台車
２３  空気バネ
３０  連結器
４０  取付部
５１  側梁
５３  中梁
６０  枕梁
６５  バネ受け部
７１  筒状部
７１ｂ  下壁
７２  仕切り部
７２ｂ  下面
Ｋ１  上部空間
Ｋ２  下部空間
【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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