(57)【要約】【課題】  軽量且つ負荷に対する変形の少ない鉄道車両の構体を提供する。【解決手段】  本発明の実施の形態に連節型の鉄道車両の構体は、台枠と側構体とを備える。側構体には、第１の出入口開口と第２の出入口開口とが、該側構体の端部の側から長手方向へ順に設けられている。台枠は、枕梁と、一対の側梁と、中梁とを有している。枕梁は、台枠の端において幅方向に延びている。一対の側梁は、それぞれ枕梁に接続されており、長手方向に延びている。中梁は、一対の側梁の間において上記長手方向に延びている。中梁の上記長手方向の長さは、側梁の長さより短い。中梁の一端部は、枕梁に接続されおり、他端部は、上記長手方向に直交し且つ第１の出入口開口の中心に沿う第１の面と、上記長手方向に直交し且つ第２の出入口開口の第１の出入口開口側の縁に沿う第２の面との間に設けられている。【選択図】  図１
2007090960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連節型の鉄道車両の構体であって、
台枠と、
第１の出入口開口と第２の出入口開口とが、該鉄道車両の長手方向における該側構体の端部の側から該長手方向へ順に設けられた側構体と、
を備えており、
前記台枠は、前記長手方向における該台枠の端において幅方向に延びる枕梁と、前記幅方向における該台枠の両側において該台枠の一端から他端まで前記長手方向に延びており前記枕梁に接続された一対の側梁と、一端部及び他端部を有しており前記一対の側梁の間において前記長手方向に延びている中梁と、を有しており、
前記中梁の前記長手方向の長さは、前記側梁の長さより短く、
前記中梁の一端部は、前記枕梁に接続されており、
前記中梁の他端部は、前記長手方向に直交する第１の面であって前記第１の出入口開口の中心に沿う第１の面と、前記長手方向に直交する第２の面であって前記第２の出入口開口の前記第１の出入口開口側の縁に沿う第２の面との間に設けられている、
構体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連節型の鉄道車両の構体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の構体は、台枠、側構体、妻構体、及び屋根構体を備えている。台枠は、一対の枕梁、一対の側梁、複数の横梁、及び中梁を有している。一対の枕梁は、鉄道車両の長手方向における一方側及び他方側において、幅方向に延びている。複数の横梁は、一対の枕梁の間において幅方向に延びている。一対の側梁は、幅方向の両側において鉄道車両の長手方向に延びており、一対の枕梁及び複数の横梁に接続されている。中梁は、一対の側梁の間において上記長手方向に延びており、一対の枕梁及び複数の横梁に接続されている。すなわち、中梁は二つの枕梁の間にわたって設けられている。かかる構造の鉄道車両の構体は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−１７３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、鉄道車両の構体には更なる軽量化が要請されている。また、軽量化を図りつつも、負荷に対する変形の少ない鉄道車両の構体が要請されている。
【０００４】
そこで、本発明は、軽量且つ負荷に対する変形の少ない鉄道車両の構体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】
【０００５】
本発明の鉄道車両の構体は、連節型の鉄道車両の構体である。この鉄道車両の構体は、台枠と、側構体とを備えている。側構体には、第１の出入口開口と第２の出入口開口とが、鉄道車両の長手方向における該側構体の端部の側から当該長手方向へ順に設けられている。台枠は、枕梁と、一対の側梁と、中梁とを有している。枕梁は、上記長手方向における台枠の端において幅方向に延びている。一対の側梁は、上記幅方向における台枠の両側において台枠の一端から多端まで上記長手方向に延びている。一対の側梁はそれぞれ枕梁に接続されている。中梁は、一端部及び他端部を有しており、一対の側梁の間において上記長手方向に延びている。この中梁の上記長手方向の長さは、側梁の長さより短い。中梁の一端部は、枕梁に接続されている。中梁の他端部は、上記長手方向に直交する第１の面であって第１の出入口開口の中心に沿う第１の面と、上記長手方向に直交する第２の面であって第２の出入口開口の第１の出入口開口側の縁に沿う第２の面との間に設けられている。
【０００６】
この鉄道車両の構体では、中梁が台枠の全長にわたって設けられていない。したがって、軽量化が実現されている。また、中梁の他端部が、第１の面と第２の面との間に設けられているので、負荷に対する台枠の変形が少ない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軽量且つ強度に優れた連節型の鉄道車両の構体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の構体を一部破断して示す斜視図である。なお、本願においては、図１に示す状態を基準に方向を示す用語を用いる。即ち、長手方向とは鉄道車両の進行方向と同方向であり、幅方向とは長手方向に直交する方向である。また、台枠に対して屋根構体が位置する方向が上であり、屋根構体に対して台枠が位置する方向が下である。
【００１０】
図１に示す鉄道車両の構体１０は、連節型の鉄道車両用の構体である。構体１０は、一対の妻構体１２、屋根構体１４、一対の側構体１６、及び台枠１８を備えている。
【００１１】
妻構体１２、屋根構体１４、側構体１６、及び台枠１８は、相互に接続されている。一対の妻構体１２は、構体１０の長手方向における一端及び他端に設けられている。屋根構体１４は、構体１０における屋根を構成しており、上記の長手方向に延びている。
【００１２】
一対の側構体１６は、構体１０における幅方向の両側に設けられており、構体１０の側面を構成している。これらの側構体１６は、構体１０の長手方向に延在している。
【００１３】
側構体１６には、一対の第１の出入口開口１６ａ及び１６ｂ、並びに第２の出入口開口１６ｃが設けられている。第１の出入口開口１６ａは、側構体１６の長手方向における一方側に設けられた出入口用の開口である。第１の出入口開口１６ａは、例えば、構体１０の長手方向の一方端に対して１７１０ｍｍの位置から１３００ｍｍの長さで設けられている。
【００１４】
同様に、第１の出入口開口１６ｂは、側構体１６の長手方向における他方側に設けられた出入口用の開口である。第１の出入口開口１６ｂも、例えば、構体１０の長手方向の他方端に対して１７１０ｍｍの位置から１３００ｍｍの長さで設けられている。
【００１５】
したがって、この例では、第１の出入口開口１６ａの上下方向の中心軸線Ｘ１は、構体１０の一方端から約２３６０ｍｍに位置しており、第１の出入口開口１６ｂの中心軸線Ｘ２は、構体１０の他方端から約２３６０ｍｍに位置している。
【００１６】
第２の出入口開口１６ｃは、第１の出入口開口１６ａ及び１６ｂの隣に設けられた出入口用の開口である。すなわち、第１の出入口開口１６ａと第２の出入口開口１６ｃとは、側構体１６の長手方向の一方端から順に設けられている。また、第１の出入口開口１６ｂと第２の出入口開口１６ｃとは、側構体１６の長手方向の他方端から順に設けられている。この第２の出入口開口１６ｃは、例えば、構体１０の長手方向の一方端に対して６０８０ｍｍの位置から１３００ｍｍの長さで設けられている。
【００１７】
台枠１８は、構体１０における床部を構成しており、床板２０を支持している。図２は、本発明の実施の形態に係る台枠を示す平面図である。図２は、台枠を上側から見た状態を示している。図２に示すように、台枠１８は、枕梁１８ａ及び１８ｂと、複数の横梁１８ｃと、一対の側梁１８ｄ、中梁１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈとを有している。台枠１８は、例えば、幅２７６６ｍｍ、厚さ１５０ｍｍであり、且つ、構体１０の長手方向の全体にわたるサイズを有している。
【００１８】
枕梁１８ａは、台枠１８における長手方向の一方端に設けられており、枕梁１８ｂは、台枠１８における長手方向の他方端に設けられている。枕梁１８ａ及び１８ｂは、台枠１８の幅方向に延在している。これら枕梁１８ａ及び１８ｂのそれぞれには、台車への接続のための連結部１８ｉが設けられている。
【００１９】
枕梁１８ａ及び１８ｂは、例えば、台枠１８の長手方向に５４０ｍｍの長さを有している。枕梁１８ａ及び１８ｂには、例えば、内部に補強用のリブ板が設けられた厚板の溶接組立体が用いられる。
【００２０】
一対の枕梁１８ａと枕梁１８ｂの間には、複数の横梁１８ｃが設けられている。複数の横梁１８ｃは、台枠１８の幅方向に延在している。
【００２１】
一対の側梁１８ｄは、台枠１８の幅方向の両側に設けられており、台枠１８の長手方向に延在している。一対の側梁１８ｄには、枕梁１８ａ，１８ｂ、及び複数の横梁１８ｃが、例えば溶接等によって結合されている。
【００２２】
また、一対の側梁１８ｄの間には、中梁１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈが設けられている。中梁１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈは、台枠１８の長手方向に延びている。中梁１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈそれぞれの長さは、側梁１８ｄの長さより短い。
【００２３】
中梁１８ｅは、一端部１８ｅ１及び他端部１８ｅ２を有している。また、中梁１８ｆは、一端部１８ｆ１及び他端部１８ｆ２を有している。中梁１８ｅと中梁１８ｆとは、台枠１８における長手方向の一方側に設けられており、台枠１８の長手方向に延びる中心軸線に対して対称に設けられている。
【００２４】
中梁１８ｅの一端部１８ｅ１及び中梁１８ｆの一端部１８ｆ１は、枕梁１８ａに、例えば溶接等によって結合されている。中梁１８ｅの他端部１８ｅ２及び中梁１８ｆの他端部１８ｆ２は、例えば枕梁１８ａから４本目の横梁１８ｃに溶接等によって結合されている。この４本目の横梁１８ｃは、第１の面と第２の面との間に設けられている。ここでの第１の面とは、第１の出入口開口１６ａの中心に沿う面、即ち、第１の出入口開口１６ａの上下方向の中心軸線Ｘ１を含む仮想の面であって、上記長手方向に直交する面である。また、ここでの第２の面とは、第２の出入口開口１６ｃの第１の出入口開口１６ａ側の縁１６ｄに沿う仮想の面であって、上記長手方向に交差する面である。したがって、中梁１８ｅの他端部１８ｅ２及び中梁１８ｆの他端部１８ｆ２は、第１の面と第２の面との間に位置している。
【００２５】
なお、本実施の形態では、中梁１８ｅの他端部１８ｅ２及び中梁１８ｆの他端部１８ｆ２はそれぞれ、台枠１８の一方端から例えば３２５３ｍｍの位置に設けられている。即ち、中梁１８ｅの他端部１８ｅ２及び中梁１８ｆの他端部１８ｆ２が、第１の出入口開口１６ａの第２の出入口開口１６ｃ側の縁を含み長手方向に直交する面から上述の第２の面の間に、位置している。
【００２６】
また、中梁１８ｇは、一端部１８ｇ１及び他端部１８ｇ２を有している。また、中梁１８ｈは、一端部１８ｈ１及び他端部１８ｈ２を有している。中梁１８ｇと中梁１８ｈとは、台枠１８における長手方向の他方側に設けられており、台枠１８の長手方向に延びる中心軸線に対して対称に設けられている。
【００２７】
中梁１８ｇの一端部１８ｇ１及び中梁１８ｈの一端部１８ｈ１は、例えば溶接等によって、枕梁１８ｂに結合されている。中梁１８ｇの他端部１８ｇ２及び中梁１８ｈの他端部１８ｈ２は、例えば枕梁１８ｂから４本目の横梁１８ｃに溶接等によって結合されている。この４本目の横梁１８ｃも、第１の面と第２の面との間に設けられている。ここでの第１の面とは、第１の出入口開口１６ｂの中心に沿う面、即ち、第１の出入口開口１６ｂの上下方向の中心軸線Ｘ２を含む仮想の面であって、上記長手方向に直交する面である。また、ここでの第２の面とは、第２の出入口開口１６ｃの第１の出入口開口１６ｂ側の縁１６ｅに沿う仮想の面であって、上記長手方向に交差する面である。したがって、中梁１８ｇの他端部１８ｇ２及び中梁１８ｈの他端部１８ｈ２は、第１の面と第２の面との間に位置している。
【００２８】
なお、本実施の形態では、中梁１８ｇの他端部１８ｇ２及び中梁１８ｈの他端部１８ｈ２はそれぞれ、台枠１８の他方端から例えば３２５３ｍｍの位置に設けられている。即ち、中梁１８ｇの他端部１８ｇ２及び中梁１８ｈの他端部１８ｈ２が、第１の出入口開口１６ｂの第２の出入口開口１６ｃ側の縁を含み長手方向に直交する面から上述の第２の面の間に、位置している。
【００２９】
以下、構体１０の作用及び効果について説明する。構体１０では、中梁１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ及び１８ｈが、台枠１８の全長にわたって設けられていない。したがって、構体１０の軽量化が実現されている。
【００３０】
また、中梁１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ及び１８ｈそれぞれの他端部が、上述したように、第１の面と第２の面との間に設けられている。すなわち、枕梁１８ａから中梁１８ｅ及び１８ｆの他端部までの距離が、枕梁１８ａから第１の出入口開口１６ａの中心軸線Ｘ１までの距離より大きくなっている。また、枕梁１８ｂから中梁１８ｇ及び１８ｈの他端部までの距離が、枕梁１８ｂから第１の出入口開口１６ｂの中心軸線Ｘ２までの距離より大きくなっている。したがって、他の部分に対して大きな荷重が加わる第１の出入口開口１６ａ及び１６ｂ近傍における台枠１８の変形が低減されている。
【００３１】
以下、本実施の形態の構造の構体１０の変形に関するＦＥＭ（Finite Element Method）解析の結果について説明する。この解析結果は、枕梁に連結器からの圧縮荷重４９００００Ｎを加え、且つ車両垂直方向の荷重要素１１００００Ｎを加えた場合の台枠上の床面の変位を求めたものである。
【００３２】
図３は、実施の形態に係る構体１０の変形に関する解析結果を示す図である。実施例には、上述した数値例の構体１０をモデル化したものを用いた。また、図４は、比較例に係る構体の変形に関する解析結果を示す図である。比較例に係る構体には、台枠の端から中梁の他端部までの長さが１６０３．５ｍｍである点を除いて、実施例と同様の構成を有する構体をモデル化したものを用いた。即ち、比較例に係る構体においては、中梁が第１の出入口開口の側方まで延びていない。
【００３３】
図３及び図４において、横軸は台枠の端部からの長手方向の距離を示しており、縦軸は台枠の床面における各位置の変位を示している。また、図３及び図４においては、側梁上の床面における各位置の変位が実線で示されており、中梁上の床面における各位置の変位が点線で示されており、車幅中央の床面における各位置の変位が一点鎖線で示されている。
【００３４】
図４を参照する。比較例の構体では、第１の出入口開口の側方まで中梁が延びていないので、図４に示すように、台枠における床面の各位置の変位が大きい。特に、第１の出入口開口の側方における床面の変位が大きくなっている。一方、構体１０では、上述の如く中梁が設けられているので、床面の各位置の変位は、図３に示すように、３ｍｍ以下と小さい。特に、構体１０においては第１の出入口開口の側方における床面の変位が低減されていることが、図３と図４とを比較すれば明確である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の構体を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る台枠を示す平面図である。
【図３】図３は、実施例の変形に関する解析結果を示す図である。
【図４】図４は、比較例の変形に関する解析結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…構体、１２…妻構体、１４…屋根構体、１６…側構体、１６ａ，１６ｂ…第１の出入口開口、１６ｃ…第２の出入口開口、１８…台枠、１８ａ，１８ｂ…枕梁、１８ｃ…横梁、１８ｄ…側梁、１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ…中梁、１８ｅ１，１８ｆ１，１８ｇ１，１８ｈ１…一端部、１８ｅ２，１８ｆ２，１８ｇ２，１８ｈ２…他端部。
【図１】
2007090960.tif 000003
【図２】
2007090960.tif 000004
【図３】
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【図４】
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