(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の外側に設けられ、車両長手方向に延在する第１の面板部と、前記第１の面板部と平行に配置され、前記鉄道車両の内側に設けられる第２の面板部と、前記第１の面板部と前記第２の面板部とを連結する複数のウエブ部とを有し、車両長手方向に延在する押し出し形材を備え、
複数の前記押し出し形材が車両上下方向に配置されて鉄道車両の側構体の一部を形成し、
前記複数の押し出し形材のうち、少なくとも１つの押し出し形材の第２の面板部に間欠的に形成され、車両長手方向に長辺を有する長孔をさらに備える、鉄道車両用構体。
【請求項２】
前記長孔が、車両上下方向に配置された前記押し出し形材のうち、車両下部に配置された前記押し出し形材の前記第２の面板部に間欠的に形成される、請求項１に記載の鉄道車両用構体。
【請求項３】
少なくとも４つの前記押し出し形材が車両上下方向に隣接して配置されて鉄道車両の側構体の一部を形成する、請求項１に記載の鉄道車両用構体。
【請求項４】
前記長孔には、長辺と短辺とを有するボルト頭部を挿入可能であり、
前記長孔の短辺の長さは、前記ボルト頭部の短辺の長さよりも長く、かつ、前記ボルト頭部の長辺の長さよりも短く、
前記長孔の長辺の長さは、前記ボルト頭部の長辺の長さよりも長い、請求項１に記載の鉄道車両用構体。
【請求項５】
隣接する前記ウエブ部間の略中心であって、前記第２の面板部の表面に、車両長手方向に延びる目印としてのラインが形成されている、請求項１に記載の鉄道車両用構体。
【請求項６】
前記長孔には、ボルト頭部を挿入可能であり、
前記ウエブ部に形成され、前記ボルト頭部が前記長孔に挿入されたときに、前記ボルトの軸方向への移動を規制する規制凸部をさらに備える、請求項１に記載の鉄道車両用構体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用構体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両用押し出し形材（アルミ形材）を接合してなる鉄道車両用パネルにおいて、機器や内装材を係止するために形材長手方向において吊り溝レールが設けられたものは広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そのような吊り溝レールは、一般に、押し出し形材の面板部より突出した１対の逆Ｌ字状の突出部により構成されるが、面板部より窪んだ位置に設けられたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、閉断面を構成するカーテンレール成形部（吊り溝レール成形部）を有する押し出し部材を用意し、それら押し出し部材を接合してパネルとした後に、カーテンレール成形部に、カーテンレールとして機能させるための長孔を機械加工により形成することも提案されている（例えば特許文献３参照）
【特許文献１】特許第３８１１０４８号公報（図１〜図４）
【特許文献２】特許第３０３５５２７号公報（図１〜図３）
【特許文献３】特開２００５−２１９５９８号公報（段落００１４〜００２１及び図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の構造では、次のような課題がある。
【０００６】
(i)側パネルや屋根パネルにおいて、内装材、機器・電装材を車内側に係止するための吊り溝レールを設ける場合には、車両系式ごとに必要とされる吊り溝レールの位置が異なる。このように車両系式ごとに吊り溝レールの位置が固定され、また、窓や出入り口、屋上クーラー部などの開口部も固定され、さらに押し出し形材の幅は、押出機の性能上の制約から径４００ｍｍ程度に規制される。そのため、自ずとアルミ形材は車両系式ごとの個別設計となってしまい、型費、設計工数が個別に生じて車両の製作コストの低減が困難な状況にある。
【０００７】
また、押し出し形材（アルミ形材）の共通化を行うために、吊り溝レールを数多く設けることも考えられるが、そのようにすれば、必要のない吊り溝レールも形成されることになり、重量と素材コストの不必要な増加を招く。
【０００８】
(ii)押し出し形材の面板部の表面よりも突出した吊り溝レールであると、他の部材（他の構造部材や機器）が吊り溝レールと緩衝することになる場合には、その部分においては吊り溝レールを前記面板部の表面と面一となるように切削しなければならない。この切削箇所が多くなると、工数増加を招く。また上記のごとく押し出し形材（アルミ形材）の共通化を行うために、吊り溝レールを数多く設けるとすれば、他の部材との干渉を回避するために切削すべき箇所が増大し、コストアップを招く。
【０００９】
この発明は、２つの面板部の間に形成される空間（デッドスペース）を利用して、吊り溝レールを突出させることなく、長孔を用いた吊り溝部を簡単に形成できる鉄道車両用構体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、鉄道車両の外側に設けられ、車両長手方向に延在する第１の面板部と、前記第１の面板部と平行に配置され、前記鉄道車両の内側に設けられる第２の面板部と、前記第１の面板部と前記第２の面板部とを連結する複数のウエブ部とを有し、車両長手方向に延在する押し出し形材を備え、複数の前記押し出し形材が車両上下方向に配置されて鉄道車両の側構体の一部を形成し、前記複数の押し出し形材のうち、少なくとも１つの押し出し形材の第２の面板部に間欠的に形成され、車両長手方向に長辺を有する長孔をさらに備える、鉄道車両用構体である。
【００１１】
このようにすれば、ウエブ部間に必然的に形成される空間（デッドスペース）に対応する第２の面板部に、車両長手方向に長辺を有する長孔を形成することで、必要とする部位に、前記長孔を用いた吊り溝部を簡単に形成することができる。この場合、必要な箇所にのみ長孔（吊り溝部）を間欠的に設けるので、内装材取り付け用の支持ボルト挿入用の長孔を設けることによる車体剛性の低下も回避できる。
【００１２】
また、ウエブ部間に形成される空間を利用するので、質量の増加を伴うことなく、吊り溝部として利用できる長孔を任意の位置に設けることができる。
【００１３】
さらに、吊り溝部として長孔を利用すれば、面板部より突出しないので、他の部材と干渉する部分がなく、切削する必要がなく、コストダウンを図る上で有利である。
【００１４】
この場合、請求項２に記載のように、請求項１の鉄道車両用構体において、前記長孔が、車両上下方向に配置された前記押し出し形材のうち、車両下部に配置された前記押し出し形材の前記第２の面板部に間欠的に形成される構成としたり、請求項３に記載のように、少なくとも４つの前記押し出し形材が車両上下方向に隣接して配置されて鉄道車両の側構体の一部を形成する、構成とすることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載のように、請求項１の鉄道車両用構体において、前記長孔には、長辺と短辺とを有するボルト頭部を挿入可能であり、前記長孔の短辺の長さは、前記ボルト頭部の短辺の長さよりも長く、かつ、前記ボルト頭部の長辺の長さよりも短く、前記長孔の長辺の長さは、前記ボルト頭部の長辺の長さよりも長いことが望ましい。
【００１７】
このようにすれば、前記長孔を通じてボルト頭部を挿入して回転することで、ボルト頭部が長孔によって係止される。
【００１８】
請求項５に記載のように、請求項１の鉄道車両用構体において、隣接する前記ウエブ部間の略中心であって、前記第２の面板部の表面に、車両長手方向に延びる目印としてのラインが形成されている構成とすることが望ましい。ここで、「目印ライン」としては、前記幅方向の中心の位置がわかる程度の凸部または凹部であればよく、押し出し成形の際に同時に成形することができる。また、この目印ラインは、連続的である必要はなく、前記幅方向の中心の位置がわかれば、間欠的であっても差し支えない。
このようにすれば、面板部の外面側において形材長手方向に延びる目印ラインに基づいて、吊り溝部を、隣り合うウエブ部の間に簡単に形成することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１に記載の鉄道車両用構体において、前記長孔には、ボルト頭部を挿入可能であり、前記ウエブ部に形成され、前記ボルト頭部が前記長孔に挿入されたときに、前記ボルトの軸方向への移動を規制する規制凸部をさらに備えることが望ましい。
このようにすれば、２つの面板部の間隔にかかわりなく、規制凸部によってボルト頭部について一定量以上の挿入が規制され、ボルトの軸方向においてがたつくことがない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上記のように、隣接するウエブ部間の第２の面板部に、車両長手方向に長辺を有する長孔を間欠的に形成するようにしたので、必要とする部位に、前記第２の面板部より突出させることなく、長孔を用いた吊り溝部を簡単に形成することができる。また、質量の増加を伴うことなく、前記長孔を任意の位置に設けることができる。長孔であれば第２の面板部より突出していないので、他の部材と干渉するおそれがなく、吊り溝部を切削により除去する必要もなく、コストダウンを図る上で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施の形態である鉄道車両の側構体の横断面図、図２は前記側構体が用いられた鉄道車両の斜視図、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ下降窓開口部、固定窓開口部及びドア開口部となる部分の断面図である。
【００２６】
図１に示すように、鉄道車両の構体１は、左右の側構体２Ｌ，２Ｒと、これらの左右の側構体２Ｌ，２Ｒの上端部を連結する屋根構体３と、前記左右の側構体２Ｌ，２Ｒの下端部同士を連結する台枠４とを備える。
【００２７】
右の側構体２Ｒは、例えば図２に示すように、上下方向の中央部分に、上下方向に配置され相互に接合される４つの押し出し形材１１を備える。これら４つの押し出し形材１１の上下には、それらより上下方向の長さが短い２つの押し出し形材１２，１３がそれぞれ接合されている。そして、この側構体２Ｒには、図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、側構体２Ｒの下降窓開口部、固定窓開口部及びドア開口部となる部分には、押し出し形材の一部が切除されて、開口Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成される。
【００２８】
押し出し形材１１は、図４に示すように、ダブルスキン構造の中央部分１１Ａと、その両側にそれぞれ連続して設けられるシングルスキン構造の端部部分１１Ｂとを有する。このダブルスキン構造の中央部分１１Ａは、車体外側（表面露出部）となる第１の面板部１１ａと、この第１の面板部１１ａと平行に延び車体内側となる第２の面板部１１ｂと、第１および第２の面板部１１ａ，１１ｂに直交する方向に延びそれらをつなぐ複数の鉛直ウエブ部１１ｃとを有する。
【００２９】
そして、第１の面板部１１ａの延長部分としてのシングルスキン構造の端部部分１１Ｂが中央部分１１Ａの両側に連続して設けられている。この端部部分１１Ｂの端縁同士は、図５に示すように、例えば摩擦攪拌接合により接合される。また、押し出し形材１２，１３についても同様にして接合される。これらの押し出し形材１１〜１３が接合されることで、鉄道車両の側構体２Ｒ（または２Ｒ）となるパネルが形成される。なお、Ｗは窓ガラスである。
【００３０】
換言すれば、１つの押し出し形材１１全体をみれば、第１の面板部１１ａは、第２の面板部１１ｂよりも幅広で、その端縁部が、別の押し出し形材の第１の面板部１１ａの端縁部と接合可能とされ、それらを接合することで側構体２Ｌ，２Ｒとなるパネルが形成される。
【００３１】
また、第２の面板部１１ｂの外表面側には、隣り合う鉛直ウエブ部１１ｃの間に対応する部分の幅方向（形材長手方向に直交する方向）の中心において、形材長手方向に延びる、目印ラインとして機能する直線状の微小凸部１１ｅ（高さ０．３ｍｍ程度）が形成されている。この微小凸部１１ｅは、第２の面板部１１ｂに、吊り溝部を形成するための長孔１１ｆを形材長手方向に後加工により形成する際の目印とするものである。この長孔１１ｆには、後述するように、内装材取り付け用の支持ボルトＴの頭部Ｔ１が挿入される。なお、目印ラインとして機能する微小凸部１１ｅに代えて、微小凹部とすることも可能である。
【００３２】
このようにすれば、押し出し形材１１を、たとえばＦＳＷ接合により接合して側構体２Ｌを形成する前あるいは接合して形成した後に、微小凸部１１ｅを目印として必要箇所に、内装材取り付け用の支持ボルト挿入用の長孔１１ｆ、すなわち内装材取り付け用の支持ボルトＴの頭部Ｔ１を係止可能である長孔１１ｆを形材長手方向に形成することで、内側に突出しない吊り溝部を形成することができる。
【００３３】
とくに、車両系式ごとに必要とされる吊り溝レールの位置が異なるので、従来は、異なる形材を用いて側構体を構成していたが、この実施の形態においては、後加工により吊り溝部を形成できるので、前述した４つの押し出し形材１１については共通化を図ることとなり、コストダウンを図る上で有利となっている。
【００３４】
各鉛直ウエブ部１１ｃは、形材厚さ方向の中間部位に、面板部１１ａ，１１ｂと平行に延びる規制凸部１１ｄが互いに対向するように形成されている。規制凸部１１ｄによって、長孔１１ｆを通じて頭部Ｔ１が挿入される支持ボルトＴの、ボルト軸方向の自由な動きを規制するようになっている。つまり、隣り合う２つの鉛直ウエブ部１１ｃと、それに設けられる２つの規制凸部１１ｄとによって、長孔１１ｆが後加工により形成された部分において、従来の吊り溝レールと同様な機能が発揮されることになる。
【００３５】
また、ダブルスキン構造の中央部分１１Ａの端部は、第２の面板部１１ｂ側において、段差部１１ｇが形成され、その段差部１１ｇを形成する面板部１１ｂ’の端縁が傾斜ウエブ部１１ｈを介して第１の面板部１１ａに結合されている。
【００３６】
このような段差部１１ｇを設けているのは、前記パネルを形成する際に接合される別の押し出し形材の段差部との間に亘って平板である補強板２１（図５参照）を設けることを可能とするためであり、この補強板２１を設けることで、シングルスキン構造の端部分１１Ｂをダブルスキンとして、必要に応じて車体剛性を高めることができるようになっている。例えば図６及び図７に示すように、ドア開口部Ｓ３に隣接する戸袋部Ｕ１，Ｕ２において、入口柱２２と戸尻柱２３との間、入口柱２２と開口Ｓ２に設けられた柱２４との間においては、ダブルスキン構造の間でシングルスキン構造となっている部分（押し出し形材の接合部分）に対し、段差部１１ｇ間に架け渡すように補強板２１を設けることで、車体剛性を高めるようにされている。
【００３７】
この側構体例えば右側の側構体２Ｒにおいては、隣り合う２つの鉛直ウエブ部１１ｃの間に対応する部分に、図８（ａ）に示すように、第２の面板部１１ｂに内装材取り付け用の支持ボルトＴが挿入される長孔１１ｆを形材長手方向に後加工により形成することで、吊り溝部を形成できるようになっている。この吊り溝部は、第２の面板部１１ｂの表面より突出していない。
【００３８】
この長孔１１ｆに挿入される支持ボルトＴは、周知のように、略矩形体形状の頭部Ｔ１と、ねじ部とを備える。そして、頭部は、長孔を通過可能である幅を有し、その幅に直交する方向において長孔を通過不能となる長さを有する。よって、支持ボルトの頭部を長孔を通じて吊り溝部内に挿入し、その挿入状態において支持ボルト全体を一方向に回転させることで、図８（ｂ）に示すように、支持ボルトの頭部は吊り溝部内に係止され、前記一方向についてのそれ以上の回転が規制され、ナット、ワッシャなどを用いて、内装材の取付けができるようになる。
【００３９】
例えば内装材としての座席３２（図１０参照）を取り付ける場合について説明する。例えば図９の右下側に示すように、最初は、支持ボルトＴの頭部が挿入される長孔１１ｆが所定の位置に設けられているので、その長孔１１ｆに、図９右上側に示すように、支持ボルトＴの頭部Ｔ１を挿入し回転することで、支持ボルトＴを吊り溝部に係止させる。
【００４０】
それから、図９の左側に示すように、座席取付のための支持フレーム３１を、前記支持ボルトＴを利用して、側構体２Ｒの内側に取り付ける。この支持フレーム３１に、図１０に示すように、座席３２の左側を支持する支持ブラケット３３が取り付けられ、台枠側には、座席３２の右側を支持する支持ブラケット３４が取り付けられる。それら支持ブラケット３３，３４に座席３２の取付部３２Ｌ，３２Ｒが取り付けられ、座席３２が所定の位置に取り付けられる。なお、この支持フレーム３１は、座席のほか、その他の装備品（例えば、窓や内張り）の取り付けにも利用される。
【００４１】
ところで、ドア開口部となる開口Ｓ３は側面視で矩形状となるので、それらの開口隅部には、応力が集中し、強度上の弱点となるおそれがある。
【００４２】
そこで、ドア開口部となる開口Ｓ３の下側隅部は、図１１に示すように、押し出し形材１３の一部を切り欠くことにより、開口隅部をまたぐように押し出し形材１３を配置し、押し出し形材１３自体で開口Ｓ３の隅部を、湾曲隅部Ｒとして形成するようにしている。
【００４３】
つまり、入口柱２２の下端部は、表面側の下側部分の一部が切除されて切り欠き部２２ａとされ、その部分に押し出し形材１３の面板部１３ａのうち厚肉の面板部１３ａａが嵌め込まれ、それらが接合されている。そして、ドア開口部の下側隅部では、押し出し形材１３の面板部１３ａａの外側面が、上側の入口柱２２外側面に連続して、側構体２Ｒの外側面を形成するようになっている。
【００４４】
この開口隅部を構成する押し出し形材１３の面板部１３ａａの厚さは、必要な剛性を確保するために、他の部分の面板部１３ａよりも厚く形成されている。
【００４５】
このとき、押し出し形材１３（母材）そのもので前記開口の湾曲隅部を構成するので、この部分の押し出し形材１３の面板部１３ａａが、通常の板厚では剛性が不足するため、前述したように湾曲隅部に相当する位置の面板部を厚肉にしている。このようにすれば、応力が集中するドア開口部における開口隅部は、母材となるため、溶接により厚肉の補強板を取り付ける場合よりも小さい板厚で疲労強度を向上させることができる。よって、厚肉の補強板を溶接により設ける必要がないので、溶接欠陥がなく、不測の事態を回避することもできる。
【００４６】
また、ドア開口部となる開口Ｓ３の上側隅部や窓開口部となる開口Ｓ１，Ｓ２の上下隅部も、前述したドア開口部となる開口Ｓ３の下側隅部と同様に構成することができるのはいうまでもない。
【００４７】
前記実施の形態においては、押し出し形材を側構体に用いる実施の形態について説明しているが、本発明はそれに制限されるものではなく、床板や屋根構体にも用いることができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態である鉄道車両の側構体の横断面図である。
【図２】前記側構体が用いられた鉄道車両の斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ下降窓開口部、固定窓開口部及びドア開口部となる部分の断面図である。
【図４】押し出し形材の断面図である。
【図５】押し出し形材の接合部分の説明図である。
【図６】（ａ）は側構体を車体内側から見た図、（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である
【図７】図６（ｂ）のＧ部の拡大図である。
【図８】（ａ）は支持ボルトの取付状態の説明図、（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図９】内装品である座席の取付手順の説明図である。
【図１０】前記座席が取り付けられた状態を示す構体の断面図である。
【図１１】図６（ａ）のＮ部の詳細を、車両の外側からみた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    鉄道車両の構体
２Ｌ，２Ｒ    側構体
１１，１２，１３  押し出し形材
１１Ａ    中央部分
１１Ｂ    端部部分
１１ａ，１１ｂ    面板部
１１ｃ    鉛直ウエブ部
１１ｄ    規制凸部
１１ｅ    微小凸部
１１ｆ    長孔
１３ａ，１３ａａ    面板部
Ｔ    支持ボルト
Ｔ１    頭部
【図１】
0004854707.tif 000002
【図２】
0004854707.tif 000003
【図３】
0004854707.tif 000004
【図４】
0004854707.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004854707.tif 000008
【図８】
0004854707.tif 000009
【図９】
0004854707.tif 000010
【図１０】
0004854707.tif 000011
【図１１】
0004854707.tif 000012