JP3709963B2

JP3709963B2 - 鉄道車両用車体構造

Info

Publication number: JP3709963B2
Application number: JP22791398A
Authority: JP
Inventors: 茂樹松岡; 宏次谷口
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP2000052981A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道車両の車体構造に係り、詳しくは車室の静粛化構造を備えた鉄道車両用車体構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は台枠11がシングルスキンアルミニウムから成る従来の鉄道車両用床構造80の垂直断面図である。後述のこの発明の実施の形態の図６に対応する部分は、同符号で指示して、説明を省略し、主要点についてのみ説明する。この従来の鉄道車両用床構造80では、起立壁部46は、台枠11の平面板部45と床板19との間の所定寸法の間隙15を確保するために、所定高さ寸法に設定されている。上壁部81は、床板19に対して平行でかつ起立壁部46の上端に一体に形成されている。床板19には、固定ボルト82用の挿通孔が予め形成されており、作業者は、その挿通孔に対応する位置でタップ立てを行って、上壁部81に固定ボルト82用の雌ねじを形成する。固定ボルト82は、床板19の挿通孔に挿通されてから、上壁部81の雌ねじに螺合し、床板19を台枠11に固定する。
【０００３】
図１１は側構体57がステンレス鋼板から成る従来の鉄道車両用側壁構造84の垂直断面図である。後述のこの発明の実施の形態の図７に対応する部分は、同符号で指示して、説明を省略し、主要点についてのみ説明する。Ｌ型材85は車体側の端において張出し壁部86を備え、内装材58には、所定位置に予め挿通孔が穿設されている。作業者は、その挿通孔に対応する位置で張出し壁部86にタップ立てを行って、張出し壁部86に固定ボルト82用の雌ねじを形成する。固定ボルト82は、内装材58の挿通孔に挿通されてから、張出し壁部86の雌ねじに螺合し、内装材58を側構体57に固定する。
【０００４】
なお、タップ立てにより床材19等を固定する作業では、（ａ）取付け品の仮合わせ、（ｂ）構体の下穴明け，（ｃ）構体のタップ立て、（ｄ）雌ねじの締結、及び（ｅ）切り粉の除去の工数が必要となり、工数が多くなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の鉄道車両用床構造80では、床板19の防振が配慮されていなかった。
【０００６】
この発明の目的は、製作時間の増大を抑制しつつ、床材の防振を達成することのできる鉄道車両用車体構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の鉄道車両用車体構造(10,55)は次の（ａ）〜（ｅ）を有している。
（ａ）構体(11,57)
（ｂ）頭部案内部(13)とその頭部案内部(13)の車室側開放部としてのスリット(14)とを備える案内レール(12)
（ｃ）頭部案内部(13)からの抜けをスリット(14)の側縁部により阻止されつつ頭部案内部(13)内をその延び方向へ案内される頭部(27)とスリット(14)を内外へ通過する軸部(28)とをもつ取付けボルト(26)
（ｄ）構体(11,57)との間に間隙(15,59)を形成して構体(11,57)の車室側に配設される内面側部材(19,58)
（ｅ）車室側端部は内面側部材(19,58)に固定され構体側端部は頭部(27)と軸部(28)に螺合するナット(30)とにより案内レール(12)に挟圧、固定される防振マウント(18)
【０００８】
鉄道車両用車体構造(10,55)には、車体の床構造、側壁構造、及び天井構造を含むものとする。構体(11,57)とは、外部に対して車室を六方から仕切っているものを言うものとし、車室に対して下側の台枠(11)、左右の側構体(57)、上側の屋根構体、前後の妻構体を全部含むものとする。また、内面側部材(19,58)とは、例えば、床材(19)、及び内装材(58)である。
【０００９】
取付けボルト(26)は、頭部案内部(13)からの頭部(27)の抜けをスリット(14)の側縁部により阻止されつつ、案内レール(12)の延び方向へ案内され、案内レール(12)上の任意の位置へ移動自在となっている。案内レール(12)の延び方向所定位置において、防振マウント(18)の構体側端部は、取付けボルト(26)の頭部 (27) と軸部 (28)に螺合するナット(30)とにより案内レール(12)に固定される。また、防振マウント(18)の車室側端部は内面側部材(19,58)に固定される。防振マウント(18)は、構体(11,57)から内面側部材(19,58)へ伝達されようとする振動に対して、弾性変形し、振動伝達を抑制する。この鉄道車両用車体構造(10,55)では、防振マウント(18)の取付けは、工数の多いタップ立てが省略され、代わりに、案内レール(12)に沿う取付けボルト(26)の位置調整、及びナット(30)の締めにより行われるので、防振マウント(18)により内面側部材(19,58)の防振を図りつつ、製作時間の短縮を図ることができる。また、構体(11,57)と内面側部材(19,58)の間の所定寸法の間隙(15,59)を確保するために、所定高さの部材又は部分を用意する必要があるが、そのような部材又は部分の役割を防振マウント(18)に担わせて、その部材又は部分を省略できる。
【００１０】
この発明の鉄道車両用車体構造(10)によれば、エアダクト(60)は、構体(11)と内面側部材(11)との間の間隙(15,59)に配置されるとともに、側部外面に案内レール(12)の方へ張り出す張出し部(61)を備え、その張出し部(61)に挿通された取付けボルト(26)の軸部(28)とその軸部(28)に螺合するナット(30)とにより張出し部(61)を案内レール(12)に挟圧、固定されている。
【００１１】
エアダクト(60)とは、主に車室の空調のためのダクトであるが、車室内の汚れた空気を車外へ排気する排気ダクトや、鉄道車両に搭載されている所定の機器へ車外の冷却風を導く機器冷却ダクトも含むものとする。
【００１２】
エアダクト(60)の配置スペースとして、構体(11)と内面側部材(11)との間の間隙(15)を利用するのは、別途、配置スペースを用意する必要がないので有利である。エアダクト(60)は、構体(11)に固定される必要があるが、その固定のために、案内レール(12)を移動自在の取付けボルト(26)を利用するので、エアダクト(60)の取付けに際し、タップ立て等の煩雑な作業を省略して、取付け時間の短縮を図ることができる。さらに、エアダクト(60)の固定用の案内レール(12)は、防振マウント(18)の固定用の案内レール(12)を共用できるので、鉄道車両用車体構造(10)全体として取付け構造を簡単化することができる。
【００１３】
この発明の鉄道車両用車体構造(10)によれば、構体(11)及び案内レール(12)は、別々に製作されたアルミニウム押出し成形品から成り、所定位置関係で相互に固定されている。
【００１４】
案内レール(12)は複雑な形状であるので、構体(11)及び案内レール(12)を、別々に押出し成形されたアルミニウム押出し成形品とすることにより、コストを低減できる。また、案内レール(12)を任意の方向で構体(11)に固定することができるので、設計上の自由度を高めることができる。
【００１５】
この発明の鉄道車両用車体構造(55)によれば、構体(57)は鋼製とされ、案内レール(12)は鋼製プレス成形品から成る。
【００１６】
鋼製には、ステンレス鋼製及び普通鋼製のいずれも含むものとする。また、構体(57)及び案内レール(12)が共にステンレス鋼製又は普通鋼製である場合に限定されず、構体(57)はステンレス鋼製で、案内レール(12)は普通鋼製とされたり、あるいはその逆とされたりしてもよい。
【００１７】
構体(57)及び案内レール(12)を共に鋼製とすることにより、溶接を使って、案内レール(12)をステンレス鋼製の構体(57)へ簡単に固定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２は台枠11と案内レール12とが１個のアルミニウム押出し成形品から成る鉄道車両用床構造10を案内レール12の長手方向及びその直角方向から見た垂直断面図である。なお、台枠11とは、車室の六方を包囲する構体の床側のものを言い、構体の内、左右の壁側は側構体、上側は屋根構体、前後の壁側は妻構体と、一般に呼ばれている。図１の台枠11は、ダブルスキン構造であり、内部は、二等辺三角形の横断面区画に仕切られて、強度を確保している。案内レール12は、横長矩形断面の内部案内空間13と、内部案内空間13の上方に存在するスリット14とを有し、台枠11と一体成形により製造されている。ゴムマウント18は、ゴム部20と、ゴム部20の下側及び上側にそれぞれ固着される下側金具21及び上側金具22を有し、ゴム部20の弾性変形により下側金具21及び上側金具22間の振動伝達を抑制する。ゴムマウント18は、案内レール12と床板19との間に介在して、台枠11と床板19との間に所定高さ寸法の間隙15を形成する役目も果たしている。凹所24は、床板19の上面側の適宜個所に予め形成されており、上側金具22には、予め雌ねじが切られ、キャップを嵌められて、内部を隠されるようになっている。ボルト23は、頭部を凹所24内に収めつつ、上側金具22に螺合して、ゴムマウント18を床板19に固定する。取付けボルト26は、一体化された頭部27と軸部28とを有し、頭部27は、案内レール12の端から内部案内空間13内へ嵌入され内部案内空間13内をその長手方向へ移動自在になっている。軸部28は、スリット14を下側から上側へ通過している。スリット14の幅は、頭部27の径よりは小さく、軸部28の径よりは大きく設定されているので、頭部27は、スリット14を介して上方へ抜けるのを阻止される。内部案内空間13の高さは頭部27の厚さよりも大きくされ、また、頭部27が内部案内空間13の底面に着座しているときも、軸部28の先端は、案内レール12内へ埋没せず、スリット14より上方へ所定量、露出しているようになっている。
【００１９】
ゴムマウント18の取付け作業では、最初に、取付けボルト26を、案内レール12に沿って移動して、所定位置にする。次に、その取付けボルト26の位置にゴムマウント18を合わせる。２個の取付けボルト26の軸部28を下側金具21の両端部の各挿通孔56の下から上へ通過させて、軸部28の先端部を下側金具21の上方に露出させる。軸部28の露出部にワッシャ29を嵌めてから、ナット30を螺合する。ナット30を回転し続けて行くと、頭部27は内部案内空間13の底面から浮き上がり、さらに、ナット30の回転を続けると、頭部27の内部案内空間13のスリット14側壁部の内面に固着し、下側金具21は、取付けボルト26の頭部27及びナット30により挟圧されて、案内レール12のスリット14側壁部に固定される。最後に、床板19の凹所24の部位において室内側からボルト23を挿通し、ゴムマウント18の上側金具22に螺合して、床板19をゴムマウント18に固定する。
【００２０】
図９はゴムマウント18の効果を調べた実験グラフである。一重床とは、間隙15（図１）を設けず、床板19を台枠11の上面に直接、固着したものである。二重床とは、図１の鉄道車両用床構造10のように、床板19を台枠11から離して、台枠11と床板19との間に間隙15を設けたものである。二重床の固定とは、図１０及び図１１のように、台枠11と床板19とを、両者間にゴムマウント18を介在させることなく、剛性結合したもの、二重床の防振とは、図１のように、台枠11と床板19との間にゴムマウント18を介在させたものである。図９から分かるように、一重床よりは二重床、二重床同士ならば、固定よりも防振の方が、ほぼ全周波数にわたり音響透過損失が増大し、すなわち車室への音響透過及び振動伝達が抑制される。
【００２１】
図３は台枠11と案内レール12とが別々のアルミニウム押出し成形品から成る鉄道車両用床構造10を案内レール12の長手方向から見た垂直断面図である。図１の構造と異なる点についてのみ説明する。この鉄道車両用床構造10では、台枠11及び案内レール12が別々のアルミニウム押出し成形品から成る。台枠11の上面側には、１対の突起34が、所定の２本の平行直線に沿って適宜間隔又は連続に形成され、案内レール12は、１対の突起34の相互の距離に等しい幅の下側フランジ33を備え、下側フランジ33が、幅方向両端を１対の突起34に接触して、両突起34の間に嵌挿されるように、台枠11の上面に載置される。なお、突起34の役目としては、下側フランジ33の位置決めの他に、溶接のためのＶ開先もある。その後、下側フランジ33は両側縁部において台枠11にアーク溶接35される。この鉄道車両用床構造10では、台枠11と案内レール12とが別体のアルミニウム押出し成形品から成るので、各アルミニウム押出し成形品の構造が簡単化し、アルミニウム押出し成形品のコストを低減できる。また、案内レール12を任意の方向付けで台枠11に固定することができ、設計の自由度が増大する。
【００２２】
図４は台枠11と案内レール12との間の間隙15の寸法が大きい場合の鉄道車両用床構造10を案内レール12の長手方向から見た垂直断面図である。図１の構造と異なる点についてのみ説明する。この鉄道車両用床構造10では、間隙15の高さ寸法の増大に対処するため、台枠11と案内レール12との間に所定高さの隆起部38が介在する。隆起部38は、この場合、上方へ向かって幅を低減する等脚台形輪郭とされ、内部を中空とされている。台枠11、案内レール12、及び隆起部38は、１個のアルミニウム押出し成形品から製造されている。
【００２３】
図５は図４の構造の変形例を示す。図４の構造と異なる点についてのみ説明する。この鉄道車両用床構造10では、案内レール12及び隆起部38は、１個のアルミニウム押出し成形品から成るものの、台枠11とは別のアルミニウム押出し成形品から製作されている。台枠11の上面側には、図３の場合と同様に、１対の突起34が所定の２本の平行直線に沿って適宜間隔又は連続に形成され、隆起部38は、１対の突起34の相互の距離に等しい幅の下側フランジ42を備え、下側フランジ42が、幅方向両端を位置決め及びＶ開先用の１対の突起34に接触して、両突起34の間に嵌挿されるように、台枠11の上面に載置される。その後、下側フランジ42は両側縁部において台枠11にアーク溶接35される。
【００２４】
図６は台枠11がシングルスキンアルミニウム製である場合の鉄道車両用床構造10を案内レール12の長手方向から見た垂直断面図である。図１の構造との相違点についてのみ説明する。台枠11は、平面板部45、平面板部45から立ち上がる起立壁部46、及び起立壁部46の近傍に位置し平面板部45から少しの高さだけ起立する支持壁部48を有し、案内レール12と一体に１個のアルミニウム押出し成形品から製作される。ステー47は、台枠11とは別途製作されてから、広がり面が起立壁部46対して直角方向に規定されて、起立壁部46の長手方向へ適宜間隔で配置される。ステー47は、上縁及び側縁において案内レール12の下面及び起立壁部46の側面に固着され、下縁において支持壁部48の上面に固定、支持されている。起立壁部46は、図４の隆起部38と同様に、大きい高さ寸法の間隙15を保証するために、設けられるものである。図１の場合のように、台枠11がダブルスキン構造である場合は、台枠11の厚さのために、線路からの床板19の同一高さを得るための間隙15の寸法は小さくなるのに対し、図６のように、台枠11がシングルスキン構造である場合は、台枠11の厚さが小さいので、その分、間隙15の寸法を大きくする必要が生じ、案内レール12及びゴムマウント18の高さの合計では足りず、起立壁部46等が必要になる。
【００２５】
図７は鉄道車両用側壁構造55を案内レール12の長手方向から見た垂直断面図である。この鉄道車両用側壁構造55では、側構体57は、シングルスキンのステンレス鋼製の平面板部52と、それにスポット溶接54されたステンレス鋼製のハット形状プレス材53を含む。案内レール12も、側構体57と同様に、ステンレス鋼製であり、かつプレス成形により製作されている。内装材58は、側構体57の内面側、すなわち車室側において、側構体57との間に所定寸法の間隙 59を空けて、配設される。ステンレス鋼製のハット形状プレス材53は、横断面開口側を平面板部52に向けて、両側縁部を平面板部52の内面に当てられ、平面板部52にスポット溶接54されている。案内レール12は、ハット形状プレス材53の頂面に底面側を当てられて、ハット形状プレス材53の車体側にスポット溶接54される。案内レール12及びハット形状プレス材53をステンレス鋼製としたことにより、溶接を使って、側構体57へ固定することができる。
【００２６】
図８は間隙15をエアダクト60の配置スペースとして利用した鉄道車両用床構造10の斜視図である。エアダクト60には、車外の空気を鉄道車両用空調機へ導く新鮮気ダクト、鉄道車両用空調機の冷風、温風、又は除湿風を車内へ導く空調機ダクト、車内の空気を鉄道車両用空調機へ導く循環気ダクト、及び車室内の空気を車外へ導く排気ダクト、さらには、この鉄道車両に搭載されている所定の機器へ車外の冷却風を導く機器冷却ダクトが含まれる。図４の構造との相違点のみを説明する。ゴムマウント18は、下側金具21の両端部にそれぞれ挿通孔56をもち、案内レール12への固定時には、取付けボルト26の軸部28を挿通孔56へ下から上へ挿通されるようになっている。エアダクト60は、矩形輪郭とされ、間隙15をほぼ埋めるように、配設されている。エアダクト60の外面側の両側部には、張出し部61が案内レール12の上側へ張出している。挿通孔62は、張出し部61に形成され、ゴムマウント18の下側金具21の挿通孔56と同様に、取付けボルト26の軸部28を挿通される。張出し部61は、挿通孔62に下から上へ挿通された取付けボルト26の軸部28に螺合されたナット30により案内レール12の上壁部に締付けられて、固定されるようになっている。張出し部61における固定に関しても、ゴムマウント18の固定と同様に、案内レール12に沿って任意位置へ移動自在になっている取付けボルト26を利用するので、固定作業を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】床側構体部分と案内レールとが１個のアルミニウム押出し成形品から成る鉄道車両用車体構造を案内レールの長手方向から見た垂直断面図である。
【図２】床側構体部分と案内レールとが１個のアルミニウム押出し成形品から成る鉄道車両用車体構造を案内レールの長手方向の直角方向から見た垂直断面図である。
【図３】床側構体部分と案内レールとが別々のアルミニウム押出し成形品から成る鉄道車両用車体構造を案内レールの長手方向から見た垂直断面図である。
【図４】床側構体部分と案内レールとの間の間隙の寸法が大きい場合の鉄道車両用車体構造を案内レールの長手方向から見た垂直断面図である。
【図５】図４の構造の変形例を示す図である。
【図６】床側構体部分がシングルスキンアルミニウム製である場合の鉄道車両用車体構造を案内レールの長手方向から見た垂直断面図である。
【図７】鉄道車両用側壁構造を案内レールの長手方向から見た垂直断面図である。
【図８】間隙を空調用換気ダクトの配置スペースとして利用した鉄道車両用車体構造の斜視図である。
【図９】ゴムマウントの効果を調べた実験グラフである。
【図１０】床側構体部分がシングルスキンアルミニウムから成る従来の鉄道車両用車体構造の垂直断面図である。
【図１１】側構体がステンレス鋼板から成る従来の鉄道車両用側壁構造の垂直断面図である。
【符号の説明】
１０鉄道車両用床構造（鉄道車両用車体構造）
１１台枠（構体）
１２案内レール
１３内部案内空間（頭部案内部）
１４スリット
１５，５９間隙
１８ゴムマウント（防振マウント）
１９床材（内面側部材）
２６取付けボルト
２７頭部
２８軸部
３０ナット
５５鉄道車両用側壁構造（鉄道車両用車体構造）
５７側構体（構体）
５８内装材（内面側部材）
６０エアダクト
６１張出し部

Claims

（ａ）構体(11,57)、
（ｂ）頭部案内部(13)とその頭部案内部(13)の車室側開放部としてのスリット(14)とを備える案内レール(12)、
（ｃ）前記頭部案内部(13)からの抜けを前記スリット(14)の側縁部により阻止されつつ前記頭部案内部(13)内をその延び方向へ案内される頭部(27)と前記スリット(14)を内外へ通過する軸部(28)とをもつ第１のボルト(26)、
（ｄ）前記構体(11,57)との間に間隙(15,59)を形成して前記構体(11,57)の車室側に配設される内面側部材(19,58)、
（ｅ）構体側端部は前記第１のボルト(26)の前記前記頭部(27)と前記第１のボルト(26)のの前記軸部(28)に螺合するナット(30)とにより前記案内レール(12)に挟圧、固定される防振マウント(18)、及び
（ｆ）室内側から前記内面側部材(19,58)に挿通されて前記防振マウント(18)の車室側端部を前記内面側部材(19,58)に固定する第２のボルト(23)、
を有していることを特徴とする鉄道車両用車体構造。
エアダクト(60)は、前記構体(11,57)と前記内面側部材(19,58)との間の前記間隙(15)に配置されるとともに、側部外面に前記案内レール(12)の方へ張り出す張出し部(61)を備え、その張出し部(61)に挿通された前記第１のボルト(26)の軸部(28)に螺合するナット(30)により前記張出し部(61)を前記案内レール(12)に固定されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用車体構造。
前記構体(11)及び前記案内レール(12)は、別々に製作されたアルミニウム押出し成形品から成り、所定位置関係で相互に固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用車体構造。
前記構体(57)が鋼製とされ、前記案内レール(12)は鋼製プレス成形品から成ることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用車体構造。