JP2000264199A - 鉄道車両用構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各種妻取付品を、取付金を設けることなく取り
付けることができ、内張をほとんど必要としない鉄道車
両用構体を提供する。 【解決手段】妻構体１は、プラスチック製構体２と、ア
ルミニウム合金製構体である隅柱３とを結合して構成す
る。プラスチック製構体２は、硬質発泡プラスチックを
芯材２ａとし、その周囲を被覆するように繊維強化プラ
スチック材層２ｂを一体に設けたサンドイッチ構造のプ
ラスチック成形体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、新幹線などの鉄
道車両の車端を構成する妻構体を備える鉄道車両用構体
に関し、詳しくは、その一部又は全部をプラスチック成
形体で構成する鉄道車両用構体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両の車端を構成する妻構体
は、アルミニウム合金などの金属で形成され、金属製骨
組を備えている。その中で、車端から、機器、設備品を
車内に搬入する目的をもった妻構体については、貫通路
開口より一回り大きな開口を設け、最終的に貫通路開口
を形成する別体の金属製貫通路枠を取り付ける方法がと
られている。

【０００３】具体的には、例えば図５及び図６に示すよ
うに、金属製骨組１０１を備える金属製構体である妻構
体１０２が台枠１０３の上側に載置され、取り付けられ
る。この妻構体１０２の中央部には略矩形状の開口１０
２ａが形成され、該開口１０２ａの周縁には閉断面構造
の柱部材１０４が形成され、該柱部材１０４より、内方
の開口１０２ａ側に板状の取付部１０５が突出してい
る。この取付部１０５に、一定間隔でねじ座（図示せ
ず）が設けられている。

【０００４】そして、この開口１０２ａの周縁の取付部
１０５に対し、図７に示す門型形状の貫通路枠１０７が
設けられ、貫通路１０７ａを形成するようになってい
る。貫通路枠１０７は、図８に示すように、外周縁部に
奥柱部１０８が形成され、該奥柱部１０８より取付部１
０９が外方に突出している。この取付部１０９が、ボル
ト、座金及びナットなどからなる止め具１１０を用い
て、ねじ座の部位において締結固定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな構造では、次のような課題がある。 （１）妻構体１０２及びそれを組み付ける側構体がいず
れも金属製構体であり、高い精度で製造することが困難
であることから、妻構体１０２を側構体に組み付ける際
に、それらの寸法調整をする必要があり、また、それを
各車両ごとに行わなければならず、面倒な作業となって
いた。 （２）妻構体１０２が金属製構体であるため、妻構体１
０２に各種妻取付品を取り付ける場合には、それらを取
り付けるための取付金を妻構体１０２に対し予め設けね
ばならず、構造が複雑になる。 （３）妻構体１０２は、金属製骨組を備えているので、
最終的にそれを隠蔽するために内張を設けなければなら
ない。 （４）構体を完成させるためには、妻構体１０２と側構
体の組付けと、妻構体１０２への貫通路枠１０７の取付
けという２段階の工程が必要である。

【０００６】この発明は、各種妻取付品を、取付金を設
けることなく取り付けることができ、内張をほとんど必
要としない鉄道車両用構体を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の鉄道車両用構体は、鉄道車両の車端を構成
する妻構体を備える鉄道車両用構体であって、開口が形
成された金属製構体と、該金属製構体の開口を遮蔽する
ように設けられ、外側周縁部が前記金属製構体の開口周
縁に止め具にて固定されるプラスチック製構体とを備
え、前記プラスチック製構体に貫通路が形成されている
ものである。ここで、貫通路は、プラスチック製構体に
一体的に形成するようにしてもよいし、貫通路枠を止め
具にて固定して形成するようにしてもよい。

【０００８】上記の構成を有する本発明の鉄道車両用構
体によれば、車両用構体に用いられるようなプラスチッ
ク製構体（プラスチック成形体）は一般にオートクレー
ブ成型法などを使用して成形されるので、精度が高く、
軽量で曲面形状の成形が容易で仕上がりが美しく、その
部分においては、内張が不要とされ、各車両について共
通化が図れる。

【０００９】また、加熱の際に圧力を加えるため、プラ
スチック製構体（プラスチック成形体）の内部に気泡が
発生しにくく、疲労強度に優れ、耐久性に富み、長期間
に亘って使用可能とされる。このように、プラスチック
製構体は、精度よく加工することができ、外観が美しく
仕上がるが、強度上からは、繊維強化プラスチック成形
体で形成することが望ましい。

【００１０】また、各種妻取付品をねじ止めする場合、
金属製構体であれば、各種妻取付品を取り付けるための
取付金を設ける必要があるが、プラスチック製構体を強
度メンバとすることで、取付金を用いることなく、直接
に各種妻取付品を、ねじ止めなどにより取り付けること
が可能とされる。その一方、プラスチック製構体の外側
周縁部が前記金属製構体の開口周縁に、金属製構体の開
口を遮蔽するように止め具にて固定されるようにしてい
るので、妻構体の組立も、止め具を用いることで、簡単
になされる。

【００１１】請求項２記載のように、前記プラスチック
製構体が、芯材としての硬質発泡プラスチック材が炭素
繊維強化プラスチック材層で周囲を被覆されてなるサン
ドイッチパネルとして構成され、前記プラスチック製構
体の外側周縁部及び貫通路の周縁部が、炭素繊維強化プ
ラスチック材層を積層して中実薄板状に形成されたもの
とすることができる。

【００１２】請求項２記載の鉄道車両用構体によれば、
プラスチック製構体は、外面および内面が炭素繊維強化
プラスチック材層により構成され、芯材としての硬質発
泡プラスチック材が被覆されているから、破壊強度が高
く、耐久性に富む。

【００１３】また、芯材として具備する硬質発泡プラス
チック材が、内外装の炭素繊維強化プラスチック材と一
体となって全体強度を高める作用を発揮するだけでな
く、断熱材および遮音材としても機能する。

【００１４】さらに、サンドイッチ構造のプラスチック
成形体であるプラスチック製構体は、表面のプラスチッ
ク材層が面外方向の引張りに弱く、剥離しやすいが、外
側周縁部の周縁部を、炭素繊維強化プラスチック材層を
積層して中実薄板状に形成し、その部分において止め具
にて固定するようにしているので、その部分の剛性が高
くなり、止め具による固定が容易となるのに加えて、十
分な結合強度も得られる。このため、プラスチック製構
体が、例えば貫通路のように開口された部分を備え、そ
の部分に貫通路枠を設ける場合でも、成形時の変形が少
なく、確実に結合される。

【００１５】また、貫通路の周縁部も、炭素繊維強化プ
ラスチック材層を積層して中実薄板状に形成し、その部
分において貫通路枠を止め具にて固定するようにすれ
ば、同様に結合することができる。また、貫通路枠も炭
素繊維強化プラスチックにて構成するようにすれば、妻
構体との一体成形も可能である。。

【００１６】請求項３記載の鉄道車両用構体は、鉄道車
両の車端を構成する妻構体を備える鉄道車両用構体であ
って、前記妻構体が、車端を構成する端面部と、該端面
部の周縁から連続して延びる側面部及び屋根部とを備
え、それらが一体に成形されてプラスチック製構体とさ
れ、前記妻構体の側面部にドア開口部が形成されている
ものである。

【００１７】請求項３記載の鉄道車両用構体によれば、
妻構体全体がプラスチック材で成形されるので、オート
クレーブ成型法などにより、精度よく製造することが可
能となり、妻構体を側構体に組み付ける際に、位置を合
わせるための調整が必要なくなる。また、妻構体は各車
両の車端を構成するので、妻構体の共通化を図ること
で、コストダウンを図る上でも有利とされる。

【００１８】請求項４記載の鉄道車両用構体のように、
前記ドア開口部に装着されるドアも、プラスチック材に
て形成されていることが望ましい。

【００１９】請求項４記載の鉄道車両用構体によれば、
妻構体に加えて、それに組み付けられるドアもプラスチ
ック材で製造されるので、妻構体もドアも精度よく製造
することが可能となり、妻構体のドア開口部にドアを組
み付ける際に、それらの位置を合わせるための調整が必
要なくなる。特に、曲面で構成されたドアと妻構体のド
ア開口部の無調整化に有効な手段となる。また、妻構体
におけるドアの位置形状を統一化すれば、妻構体の共通
化が図れる。

【００２０】なお、請求項３及び４記載の鉄道車両用構
体においては、プラスチック材としては、強度などの点
から、繊維強化プラスチック材を用いるのが望ましく、
構造的には請求項２の発明と同様に、サンドイッチ構造
のプラスチック成形体とするのが望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に沿って説明する。

【００２２】図１は本発明に係る新幹線などの鉄道車両
用構体の正面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った
拡大断面図、図３（ａ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った拡大
断面図である。

【００２３】図１に示すように、鉄道車両の車端を構成
する妻構体１は、貫通路２ｅを有するプラスチック成形
体であるプラスチック製構体２と、アルミニウム合金製
骨組（図示せず）を備えたアルミニウム合金製構体であ
る隅柱３とを結合することで製作される。

【００２４】前記隅柱３は、車両長手方向に直交する鉛
直部３ａにおいて開口３ｂを有する門形形状に形成され
ており、その鉛直部３ａに前記開口３ｂを遮蔽するよう
に前記プラスチック製構体２が設けられている。また、
前記鉛直部３ａの外周縁には、前記鉛直部３ａと直交す
る方向に延びるフランジ部３ｃが連設され、該フランジ
部３ｃの先端縁部が若干窪んで、後部のアルミニウム合
金製の側構体４の端縁部が取り付けられる段部３ｄとな
っている。なお、前記隅柱３としては、例えばアルミニ
ウム合金板の外面にリブを格子状に組み合わせたアルミ
ニウム合金製の補強材を一体に備えた構造のものを使用
することができ、製作が容易で、低コスト化が図れ、ま
た補強材を一体に備えた構造とすることで、アルミニウ
ム合金板の厚みをある程度薄くしても変形が抑えられ、
軽量化が図れる。

【００２５】妻構体１は、車体下部の台枠５上に取り付
けられる。台枠５には、電装品や配線類をはじめとし、
各種装備品（図示せず）が組み付けられている。

【００２６】プラスチック製構体２は、図２（ａ）及び
図３（ａ）に示すように、硬質発泡プラスチック２ａ
（例えば、ポリメタクリルイミドの発泡体）を芯材と
し、その周囲を被覆するように繊維強化プラスチック材
層２ｂ（例えば、炭素繊維強化プラスチック材層）を一
体に設けたサンドイッチ構造のプラスチック成形体とし
て製造される。プラスチック製構体２の外側周縁部は、
繊維強化プラスチック材層２ｂを積層し一体に硬化させ
ることで、中実薄板状の外側取付フランジ２ｃが形成さ
れている。同様に、内側周縁部も、繊維強化プラスチッ
ク材層２ｂを積層し一体に硬化させることで、中実薄板
状の内側取付フランジ２ｄが形成されている。なお、プ
ラスチック製構体２（プラスチック成形体）は、例え
ば、オートクレーブ成型法などにより一体成形される。

【００２７】ここで、硬質発泡プラスチック２ａの周囲
を被覆する繊維強化プラスチック材層２ｂは、一面側は
平坦面とされ、それの中央部分において、硬質発泡プラ
スチック２ａを介して他面側が膨出するように成形され
ている。そして、繊維強化プラスチック材層２ｂの一面
側が車外側に位置するように、隅柱３に取り付けられ、
他面側において膨出する部分は隅柱３の開口３ｂ内に進
入するようになっている。よって、車外側から見る限り
では、隅柱３に対しフラットなプラスチック製構体２が
取付固定されているように見え、外観を損ねることはな
い。

【００２８】プラスチック製構体２の外側取付フランジ
２ｃは、図２（ａ）に示すように、隅柱３の車外側にボ
ルト６及びナット７（止め具）にて取り付けられ、車外
側に露出するボルト６の頭部はシール材８で被覆されて
いる。また、外側取付フランジ２ｃの端縁部と隅柱３と
の間にも、シール材９が設けられ、車室内の気密性を損
なうことがないようにされている。なお、前記ボルト６
及びナット７に代えて、例えば図２（ｂ）に示すよう
に、止め具として構造用ブラインドリベット１５を用い
ることもできる。

【００２９】プラスチック製構体２の内側取付フランジ
２ｄの車外側には、図３（ａ）に示すように、幌部材
（図示せず）などを取り付けるための断面Ｕ字形状の貫
通路枠１０が、ボルト１１及びナット１２（止め具）に
て取付固定されている。前記ナット１２は、貫通路枠１
０の凹部１０ａ内に位置している。内側取付フランジ２
ｄの端縁部と貫通路枠１０との間にも、車室内の気密性
を確保するために、シール材１３が設けられている。な
お、前記貫通路枠１０を別体とすることなく、例えば図
３（ｂ）に示すように、貫通路枠１０′をプラスチック
として、プラスチック製構体２′と一体成形することが
できるのはもちろんである。

【００３０】上記のようにして、隅柱３の開口３ｂが、
プラスチック製構体２により遮蔽される。この構成によ
って妻構体１が構成されるが、上記実施の形態には次の
ような利点がある。

【００３１】サンドイッチ構造のプラスチック成形体で
あるプラスチック製構体２の、金属製構体である隅柱３
や貫通路枠１０に対する結合を、繊維強化プラスチック
材層２ｂを積層して中実薄板状に一体に硬化させて、外
側及び内側取付フランジ２ｃ，２ｄとし、ボルト止めす
ることにより行うので、取付剛性が高い。したがって、
成形時の変形が少なく、確実に結合できる。

【００３２】プラスチック製構体２は、オートクレーブ
成型法などにより一体に成形されるので、隅柱３との結
合面の寸法精度が高く、したがって隅柱３を精度よく製
作することにより、結合作業が容易に行え、また、各車
両について、共通化を図ることもできる。さらに、プラ
スチック製構体２の表面がきれいに成形されるので、そ
の部分においては内張を省略することも可能となる。

【００３３】上記に本発明の鉄道車両用構体の一実施の
形態について説明したが、本発明はそれに限定されるも
のではなく、以下に例示的に示すように種々の変更が可
能である。 （１）隅柱３を金属製構体とし、アルミニウム合金を使
用しているが、他の金属材料を用いることができるのは
もちろん、それに代えて、炭素繊維強化プラスチック材
やガラス繊維強化プラスチック材を用いた繊維強化プラ
スチック製構体を使用することも可能である。

【００３４】（２）プラスチック製構体２の繊維強化プ
ラスチック材層２ｂは、炭素繊維強化プラスチック材で
構成しているが、それに代えて、例えば芳香族ポリアミ
ド繊維等の高弾性繊維で強化したプラスチック材で構成
するようにしてもよい。

【００３５】（３）さらに、妻構体１を、プラスチック
製構体２とアルミニウム合金製構体（隅柱３）を組み合
わせて構成しているが、妻構体全体をプラスチック製構
体とすることも可能である。その場合、例えば図４に示
すように、妻構体２１が、車端を構成し貫通路２１ａが
形成されている端面部２１ｂと、該端面部２１ｂの周縁
から連続して延びる側面部２１ｃ及び屋根部２１ｄとを
備えるように、それらを炭素繊維強化プラスチック材に
よって一体に成形して、妻構体２１全体をプラスチック
製構体とし、さらに、前記側面部２１ｃにドア開口部２
１ｅを形成し、そのドア開口部２１ｅに設けられるドア
２２も、プラスチック材（炭素繊維強化プラスチック
材）にて形成するようにすることもできる。このように
すれば、妻構体２１及びそれに組み付けるドア２２をい
ずれも精度よく製造することが可能となり、従来必要と
されたドア組付けの際の調整が不要となり、作業性の向
上を期待することができる。なお、この場合も、妻構体
２１（プラスチック製構体）を、硬質発泡プラスチック
を芯材とし、その周囲を被覆するように繊維強化プラス
チック材層を一体に設けたサンドイッチ構造のプラスチ
ック成形体とするのが望ましく、その外側周縁部（貫通
路の周縁部を含む）は、繊維強化プラスチック材層を積
層し一体に硬化させることで、中実薄板状の取付フラン
ジを形成することが、取付性の点から望ましい。

【００３６】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように実施
され、以下に述べるような効果を奏する。

【００３７】請求項１記載の鉄道車両用構体は、プラス
チック製構体の表面がきれいに成形されるので、その部
分においては内張を省略することができる。プラスチッ
ク製構体に、各種妻取付品を直接にねじ止めすることが
できるので、それらを取り付けるための取付金が必要な
くなり、構造の簡素化を図ることができる。

【００３８】特に、プラスチック製構体を、例えばオー
トクレーブ成型法などにより金型を用いて一体に成形す
ることができるので、寸法精度が高く、精度よく製作す
れば、金属製構体との結合作業を効率よくかつ容易に行
うことができ、また、各車両について共通化を図ること
ができる。さらに、プラスチック製構体は軽量で、曲面
形状の成形が容易で、かつ仕上がりが美しく、疲労強度
に優れ、耐久性に富み、長期間に亘って使用することが
可能となる。

【００３９】請求項２記載の鉄道車両用構体は、プラス
チック製構体を、硬質発泡プラスチック材を芯材として
外面および内面を炭素繊維強化プラスチック材により被
覆しているので、破壊強度が高く、耐久性に富む。ま
た、内部に硬質発泡プラスチック材を具備しているの
で、内外装の炭素繊維強化プラスチック材と一体となっ
て全体強度を高める作用を発揮するだけでなく、断熱材
および遮音材としても機能する。さらに、プラスチック
製構体をサンドイッチ構造のプラスチック成形体として
いるので、表面のプラスチック材層が面外方向の引っ張
りに弱く、剥離しやすいが、外側周縁部及び貫通路の周
縁部を、炭素繊維強化プラスチック材層を積層して中実
薄板状に形成しているので、その部分の剛性が高くな
り、止め具による固定が容易であり、また、十分な結合
強度が得られるので、耐久性の向上を図る上でも有利で
ある。

【００４０】請求項３記載の鉄道車両用構体は、妻構体
をプラスチック材で製造するので、それらを精度よく製
造することが可能となり、妻構体を組み付ける際に、細
かい位置の調整が必要なくなる。また、妻構体は各車両
の車端を構成するので、妻構体の共通化を図ることで、
コストダウンを図る上でも有利となる。

【００４１】請求項４記載の鉄道車両用構体は、妻構体
とそれに組み付けられるドアとをプラスチック材で製造
するので、いずれも精度よく製造することが可能とな
り、妻構体のドア開口部にドアを組み付ける際に、それ
らの位置を合わせるための調整が必要なくなる。また、
ドアの位置形状を統一化することで、妻構体の共通化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る新幹線などの鉄道車両用構体の正
面図である。

【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図、
（ｂ）は変形例についての図２（ａ）と同様の図であ
る。

【図３】（ａ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図、
（ｂ）は変形例についての図３（ａ）と同様の図であ
る。

【図４】変形例を示す斜視図である。

【図５】従来の妻構体の正面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

【図７】従来の貫通路枠の正面図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 妻構体 ２ プラスチック製構体 ２ａ 硬質発泡プラスチック ２ｂ 繊維強化プラスチック材層 ２ｃ 外側取付フランジ ２ｄ 内側取付フランジ ２ｅ 貫通路 ３ 隅柱 ３ｂ 開口 ４ 側構体 ５ 台枠 ６ ボルト ７ ナット １０ 貫通路枠 ２１ 妻構体 ２１ａ 貫通路 ２１ｂ 端面部 ２１ｃ 側面部 ２１ｄ 屋根部 ２１ｅ ドア開口部 ２２ ドア

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月２２日（２０００．２．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の鉄道車両用構体は、鉄道車両の車端を構成
する妻構体を備える鉄道車両用構体であって、前記妻構
体は、車両長手方向に直交する鉛直部において開口を有
する門型形状に形成され、前記鉛直部の外周縁に前記鉛
直部と直交する方向に延びるフランジ部が連設され、該
フランジ部の先端縁部が側構体の端縁部に取り付けられ
る金属製構体と、該金属製構体の開口を遮蔽するように
設けられ、外側周縁部が前記金属製構体の開口周縁に止
め具にて固定されるプラスチック製構体とを備え、前記
プラスチック製構体に貫通路が形成されているものであ
る。ここで、貫通路は、プラスチック製構体に一体的に
形成するようにしてもよいし、貫通路枠を止め具にて固
定して形成するようにしてもよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】請求項３記載の鉄道車両用構体は、鉄道車
両の車端を構成する妻構体を備える鉄道車両用構体であ
って、前記妻構体が、車端を構成すると共に貫通路が形
成されている端面部と、該端面部の周縁から連続して延
びる側面部及び屋根部とを備え、それらが一体に成形さ
れてプラスチック製構体とされ、前記妻構体の側面部に
ドア開口部が形成されているものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 誠司 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目12番14 号 川重車両エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両の車端を構成する妻構体を備え
   る鉄道車両用構体であって、 前記妻構体は、開口が形成された金属製構体と、該金属
   製構体の開口を遮蔽するように設けられ、外側周縁部が
   前記金属製構体の開口周縁に止め具にて固定されるプラ
   スチック製構体とを備え、 前記プラスチック製構体に貫通路が形成されていること
   を特徴とする鉄道車両用構体。
2. 【請求項２】 前記プラスチック製構体は、芯材として
   の硬質発泡プラスチック材が炭素繊維強化プラスチック
   材層で周囲を被覆されてなるサンドイッチパネルとして
   構成され、 前記プラスチック製構体の外側周縁部及び貫通路の周縁
   部が、炭素繊維強化プラスチック材層を積層して中実薄
   板状に形成されたものである請求項１記載の鉄道車両用
   構体。
3. 【請求項３】 鉄道車両の車端を構成する妻構体を備え
   る鉄道車両用構体であって、 前記妻構体は、車端を構成する端面部と、該端面部の周
   縁から連続して延びる側面部及び屋根部とを備え、それ
   らが一体に成形されてプラスチック製構体とされ、前記
   妻構体の側面部にドア開口部が形成されていることを特
   徴とする鉄道車両用構体。
4. 【請求項４】 前記ドア開口部に装着されるドアは、プ
   ラスチック材にて形成されている請求項３記載の鉄道車
   両用構体。