JPH10258736A - 鉄道車両の車体 - Google Patents

鉄道車両の車体

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JPH10258736A
JPH10258736A JP9066089A JP6608997A JPH10258736A JP H10258736 A JPH10258736 A JP H10258736A JP 9066089 A JP9066089 A JP 9066089A JP 6608997 A JP6608997 A JP 6608997A JP H10258736 A JPH10258736 A JP H10258736A
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JP
Japan
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heat insulating
insulating material
vehicle body
vehicle
vacuum heat
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Pending
Application number
JP9066089A
Other languages
English (en)
Inventor
Sumio Okuno
澄生 奥野
Toshiaki Makino
俊昭 牧野
Takeshi Kawasaki
健 川崎
Kentaro Masai
健太郎 正井
Kazufumi Yamaji
和文 山地
Hirotoshi Yamazaki
博敏 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KASADO KIKAI KOGYO KK
Hitachi Ltd
Original Assignee
KASADO KIKAI KOGYO KK
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

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  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダブルスキン構造材を用いる鉄道車両の車体で
は、曲面を有する壁の厚さが厚くなるため、車内空間を
従来以上に確保するための内装構造を含めた検討が必要
である。 【解決手段】本発明では解決手段として、側構体1とぎ
装用内張り5の間に高性能な断熱材として、例えば、可
撓性のある真空断熱材6を配設することにより達成され
る。前記真空断熱材6は、断熱用のコア材を真空領域に
設置することにより、従来の断熱材に比べて、1/3から1
/5にできることから室内空間を従来以上に確保すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明では、鉄道車両の車体
に係り、一般の薄板構造の車体に比較して構体の壁の厚
さが厚い、例えば、軽合金製中空型材あるいはハニカム
構造材などにより構成されるものに好適な鉄道車両の車
体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、鉄道車両では製作の合理化および
高速化に伴う軽量化と耐圧性向上の観点から、軽合金製
の大形中空型材あるいは軽合金製ハニカム構造材を有効
に活用した車体(ダブルスキン構造)が製作されてい
る。このような構体としては、例えば、前者のものに対
しては、アルミニウム合金と車両の軽量化(平成2年、
日本アルミニウム連盟発行)、第320頁ないし第368頁、
後者に対しては鉄道車両と技術(平成8年、7月号)、
第24、25頁に記載された車体構造が挙げられる。これら
の車体においては、軽量化と耐圧性向上を図るため、そ
の側および屋根構体が曲面を有する構造としている。
【0003】一方、鉄道車両の車体に用いられる断熱構
造としては、現在は主として、構体の室内側とぎ装用内
張りの間にガラスクロス保冷板を取付け、車体外部から
の熱の侵入を遮断する構造がとられている。
【0004】これらの車体の断熱構造としては、旅客車
工学概論(昭61年、レールウェイ・システム・リサーチ
発行)、第339頁に記載された構造が挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、ダブルスキン構造の構体では壁の厚さが厚くなる。
しかし、鉄道車両において、車内空間の確保の観点から
車体に要求される条件として、構体および内装を含めた
全厚さが従来構造と同等あるいはそれ以下にする必要が
ある。特に、窓より下面の部位においては、車体幅方向
の中央部に設置される通路幅を確保する必要性からこの
条件が最も厳しく求められることになる。そのため、従
来の内張りおよび断熱材とダブルスキン構造を組み合わ
せた構造では車内空間を確保することが困難となる。す
なわち、内装材として薄肉構造のものが要求され、その
中でも断熱材としては、従来の車両に用いられている材
料では補えない一段と高い断熱性能を有する材料を選択
する必要がある。
【0006】次に、上記の従来技術において、ダブルス
キン構体の側面および屋根構造では、一般的に壁面構造
が車体の周方向について平坦でなく、曲面構造となって
いる。このため、これらの壁面に取付けられる断熱材料
に要求される特性として、曲面に追随する可撓性を有
し、しかも取付けの容易性を考慮して適正な弾性と剛性
が要求される。
【0007】従来の断熱材の構体への取付けは、一般に
接着により行われているため、かなりの作業時間を必要
とする。
【0008】本発明の目的は、鉄道車両の車体におい
て、車内空間を十分に確保することから、内張りと断熱
材を含めた薄肉構造の車体を提供することにある。
【0009】さらに、任意の曲面壁に追随でき、しかも
その取付作業を容易にした断熱材料を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、構体とぎ装
用内張りの間に高性能な断熱材として、例えば、材料そ
のものに可撓性があり、しかも適正な弾力性と剛性を有
する真空断熱材単独のものあるいは通常の断熱材と該真
空断熱材を組合わせたものを配設することにより、達成
される。
【0011】すなわち、通常の車両に使用されている断
熱材の熱伝導率λは0.033〜0.043W/(m・K)程度のもので
あり、このような材料を適宜組合わせても、最も理想的
な状態である空気中の値より下げることができないと考
えられる。このように、従来材料の延長線上にある材料
では、断熱材の大幅な薄肉化を図るには限界があり、上
記のような要求を達成するためには、より高い断熱性能
を有した断熱材が必要となる。
【0012】一方、このような高性能な断熱材を車体の
壁(構体)に取付ける場合、任意の曲面を有する構体に
対応して密着可能な可撓性を持つ材料を選定しなければ
ならない。
【0013】一般的な真空断熱材は、そのコア材に使用
される材料として、粉体を固めたもの、あるいは発泡剤
のような連続体で構成されるため、真空断熱材全体の曲
げ剛性が高く、上記の条件を満足するものではない。そ
こで、上記のような適正な曲げ剛性(可撓性)を有する
特性を持つ材料としなければならない。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1ないし図
5によって説明する。図1は本発明を適用した鉄道車両
の車体における側構体の窓より下部(腰部)および台枠
の断面図である。また、同図は車体への真空断熱材の配
設方法の一実施例を示したものである。図2は車体に配
設する真空断熱材の断面図を示したものである。図3〜
5は車体への真空断熱材の配設方法の他の実施例を示
す。
【0015】図1において、車体は軽合金製の中空押出
し型材よりなるダブルスキン構造である。側構体1およ
び台枠2は共に中空押出し型材で構成され、側構体には
一般の薄板構造の車体にみられる柱部材が存在しない構
造としている。側構体1を構成する中空押出し型材の室
内側には、周方向に適当な間隔を隔てて、室内側へ突出
したフランジからなるレール部4が設けられており、こ
のレール部4を介して車内側のぎ装部品を取付ける方式
としている。
【0016】車体の外部からの熱侵入を防止する断熱材
6は、側構体1を構成する中空押出し型材の室内側の面
板上に、主としてレール部4を介して取付けられる。
【0017】本発明で示すようなダブルスキン構造の車
体においては、車体の壁の厚さが厚くなる。そこで、従
来の薄板構造の車体の場合と同等以上の車内空間を確保
するためには、断熱材を含めた内装材の全厚さを薄肉化
する必要がある。
【0018】本発明では、この目的を達成するため、断
熱材として高性能な断熱材、例えば真空断熱材を適用す
る。図2は真空断熱材の一構造例を、その断面図で示し
たものである。本断熱材6は、外包材11、コア材13、シ
ール部12で構成されている。真空断熱材は、外包材11
(一般的にはアルミニウム製箔を使用)で囲ったコア材
13の全体を真空引きを行い、所定の真空圧力に達した
後、シール部12で接着(一般的にはヒートシールを行
う。)し、外包材の内部を真空状態に保ったものであ
る。このため、真空断熱材の熱伝導率は、鉄道車両に用
いられている通常の断熱材に比較して1/3〜1/5程度で、
非常に高性能な断熱特性を得ることができる。
【0019】ところで、一般的な真空断熱材は、そのコ
ア材に使用される材料として、体積変化率の少ない、粉
体を固めたもの、あるいは発泡剤のような連続体で構成
される。このため、前記断熱材はそれ自体の曲げ剛性が
高く、車体壁が曲面を有する車体には適用し難い欠点が
ある。曲面を有する車体に前記真空断熱材を適用しよう
とすれば、特開平7ー19392に示すように、真空パネル
をある小さな間隔で分割し、その部分にシール部を設
け、この位置で屈曲できる構造とするか、あるいは、最
初から車体の曲面に一致させた曲面形状の真空パネルを
製作しなければならず、製作コストの面で不利となる。
【0020】そこで、本発明ではコア材料13として、現
存する鉄道車両の構体形状で考えられる最小半径の曲面
に対し、局部的な変形と破損を伴わない範囲内で対応で
きる可撓性のある繊維系の材料を適用することにした。
この繊維系の材料としては、通常鉄道車両用に用いられ
ている断熱材料において、その体積変化率をできるだけ
小さく抑えるため、体積密度の高い材料を選定する。こ
の繊維系の代表的な材料としては、例えば、ロックウー
ルやグラスウールなどが適用できる。
【0021】さらに、鉄道車両用の断熱材料としては、
一般的に不燃性が要求されるため、真空断熱材の外包材
11には、アルミニウム製箔を用いる場合、厚手のもの
(50μm以上)か、ステンレス製箔が適用可能と考え
る。
【0022】このような外包材およびコア材で構成され
た真空断熱材において、高性能な熱伝導特性を発揮する
ためには該断熱材の全厚さを10mm以上確保する必要があ
る。
【0023】このような構成にすれば、該真空断熱材は
その面内において適正な剛性(腰のある状態)を保持す
るとともに、面外曲げ荷重に対しても適正な可撓性を有
する材料となる。
【0024】図1および図3〜5は、該真空断熱材6を
曲面を有する側構体1に取付ける際の構造を示したもの
である。図1は薄板でプレス成形したばね材7により真
空断熱材6を曲面をなす側構体1に押し付けて、構体内
面に密着させる構造としたものである。ばね材7の両端
に屈曲部7’を設け、この端部をレール部4に差し込
み、この部分でばねの反力を持たせたことにより、真空
断熱材6を側構体1へ押し付ける構造としている。この
ばね材7は、車体の長手方向にある一定の間隔(長手方
向1mに付き2〜3個)で取付けるようにする。
【0025】図3は、薄板でプレス成形したばね材8を
内張り5の内面に接着などの手段で取付け、このばね材
の中央に設けた突起部8’で真空断熱材6を構体1の内
面に押し付ける構造としたものである。
【0026】図4は、構体のレール部4に金具41を設
け、金具41と隣りの金具41との間に真空断熱材6を挿入
し、該断熱材と構体内面の間に適当な間隔で貼付した両
面テープあるいはループ状およびフック状掛合部材或い
はきのこ状掛合部材を用いた簡易締結部材などにより密
着させる構造としたものである。
【0027】図5は、図4をさらに簡略化したもので、
レール部4の間に真空断熱材6を取付け、該断熱材と構
体内面の間に貼付した両面テープあるいは前記と同様の
簡易締結部材などに密着させる構造としたものである。
この例では、図4の場合と異なり、両端に押付け金具が
ないため、両端では両面テープの幅を広くし、十分な接
着が可能な構造とする。
【0028】真空断熱材6の厚さは、図1および図3〜
5に示したとおり、構体1に設けたレール部4の高さ以
内とし、レール部4の位置で結合する内張り5との間に
若干の空間が設けられる構造とする。
【0029】本実施例によれば、本断熱材の車体への取
付け作業が、従来の断熱材のように腰のない材料のよう
に、全面を接着により貼付ける方式に比較して、本方式
では構体のレール間に本断熱材を挿入するだけで、容易
に取付けが可能となるため、作業工数の大幅な低減がで
きる効果がある。
【0030】また、真空断熱材の外包材は、アルミニウ
ムあるいはステンレス製箔材で構成されており、通常の
断熱材に比較して、ちり、ほこりを出すような事がな
く、作業環境の面でも有利な効果もある。
【0031】以上説明したように前記各実施例によれ
ば、真空断熱材が可撓性を有しているため、任意の曲面
を持つ車体への取付けが容易であり、かつ、車体内面へ
の密着も良好であり結露の心配もない。また、前記断熱
材は製作も容易なため、比較的安価な断熱材を提供でき
るという効果がある。
【0032】さらに、構体の室内側に配設される断熱材
の厚さが、従来の材料に比較して大幅(1/2〜1/3程度)
に薄くなるため、内張りを含めたぎ装材の薄肉化が達成
できる。これにより、車体の室内空間を従来車両と同等
以上に確保したダブルスキン構造の車両が実現でき、全
体として低コストの車両が提供できることになる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
体の曲面に沿って設置可能な真空断熱材を車体の内面に
設置することにより、内装材を含む車体壁厚さを従来の
断熱材を用いた構造に比べて薄くすることができ、室内
空間を従来構造と同等以上に確保することができる。
【0034】また、断熱材の車体への取付は、ばね材を
用いて行うため、取付け作業が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による鉄道車両の車体の一実施例の側構
体および台枠の断面図である。
【図2】車体に配設する真空断熱材の一構造例を示す断
面図である。
【図3】本発明による鉄道車両の車体の第2の実施例の
側構体および台枠の断面図である。
【図4】本発明による鉄道車両の車体の第3の実施例の
側構体および台枠の断面図である。
【図5】本発明による鉄道車両の車体の第4の実施例の
側構体および台枠の断面図である。
【符号の説明】
1…側構体、2…台枠、4…レール部、5…内張り、6
…真空断熱材、7、8…ばね材、11…外包材、13…コア
材、41…金具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 健 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 正井 健太郎 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 山地 和文 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 山崎 博敏 山口県下松市大字東豊井794番地 笠戸機 械工業 株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】最外層に二つの板部を備えたダブルスキン
    構造材によって構成された鉄道車両の車体において、前
    記車体は車体の周方向について曲面に形成されており、
    前記車体の室内側の面に沿って曲面に形成された真空断
    熱材を、車体内面に設置したことを特徴とする鉄道車両
    の車体。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の鉄道車両の車体におい
    て、前記真空断熱材が不燃性材料もしくは難燃性材料で
    構成されていることを特徴とする鉄道車両の車体。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の鉄道車両の車体におい
    て、前記真空断熱材を少なくとも前記車体の腰部に配設
    したことを特徴とする鉄道車両の車体。
  4. 【請求項4】請求項2記載の鉄道車両の車体において、
    前記真空断熱材を構成するコア材が繊維系材料で製作さ
    れていることを特徴とする鉄道車両の車体。
  5. 【請求項5】請求項3記載の鉄道車両の車体において、
    前記車体の腰部には車内側へ突出したフランジ部が車体
    長手方向に沿って形成されており、前記真空断熱材をフ
    ランジ部に固定し、かつ、該真空断熱材を車体内面に対
    して密着させるばね部材を備えたことを特徴とする鉄道
    車両の車体
JP9066089A 1997-03-19 1997-03-19 鉄道車両の車体 Pending JPH10258736A (ja)

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