铁道车辆用构体、及具备该铁道车辆用构体的铁道车辆的制作方法
【专利摘要】具备：外板（11）、具有第一头顶部（12d）的第一框架（12）、和具有第二头顶部（13a）且与第一框架（12）正交配置的第二框架（13）。在第一框架（12）与第二框架（13）交叉的位置上，第二头顶部（13a）重叠配置在第一头顶部（12d）上。
【专利说明】铁道车辆用构体、及具备该铁道车辆用构体的铁道车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁道车辆用构体及具备该铁道车辆用构体的铁道车辆，尤其涉及抑制车室空间的减少、且设备品的配置及安装容易的铁道车辆用构体及铁道车辆。
【背景技术】
[0002]铁道车辆具备侧构体、端构体及车顶构体，各构体具有在外板上安装相互正交的两个框架(支柱)而得以增强刚性的外板面板。作为具有这样的外板面板的构体，例如具有专利文献I所记载的铁道车辆用构体。在该铁道车辆用构体中，在车辆长度方向上延伸的横支柱焊接在外板上，此外在上下方向上延伸的纵支柱以从上方与横支柱重叠的形式在车辆长度方向上排列配置。而且，接头构件(所谓节点板(gadget))以覆盖两个支柱所交叉的部分的形式设置，连接纵支柱和横支柱。
[0003]现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2008-126758号公报。
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题:
在专利文献I的铁道车辆用构体中，将纵支柱以该状态放置于横支柱上，因此外板面板的厚度变厚，存在车室空间减少的问题。
[0005]然而，在外板面板的车内侧需要安装座椅等的各种设备品。但是，在专利文献I的铁道车辆用构体中，纵支柱配置于横支柱上，因此横支柱的头顶面不在相同平面上。因此，对座椅等的配置和安装等产生较大的制约。
[0006]此外，在专利文献I的铁道车辆用构体中，为了连接纵支柱和横支柱而使用接头构件。因此，部件数量增加，制造成本增大。
[0007]因此，本发明的目的是提供能够抑制车室空间的减少的铁道车辆用构体。
[0008]又，本发明的目的是提供能够减少座椅构件等的设备品的安装作业的铁道车辆用构体。
[0009]又，本发明的目的是提供能够减少部件数量的铁道车辆用构体。
[0010]解决问题的手段:
本发明的铁道车辆用构体具备:外板；具有与外板相隔开且包含与所述外板大致平行的面的板状的第一头顶部，并且配置在外板的内表面的第一框架；和具有与外板相隔开的板状的第二头顶部，并且与第一框架正交配置的第二框架；在第一框架与第二框架交叉的位置上，第二头顶部重叠配置在第一头顶部上。
[0011]根据本发明，形成为板状的第二头顶部与第一头顶部重叠，因此可以使外板面板的厚度变薄。借助于此，可以抑制车室空间的减少。又，可以在不使用接头构件的情况下将第一框架与第二框架接合，因此可以使第二头顶部位于相同平面内，从而座椅等的设备品的安装容易进行。又，在将第一框架与第二框架进行接合时无需使用接头构件，因此可以减少部件数量。
[0012]发明效果:
根据本发明，可以抑制车室空间的减少。又，根据本发明，可以减少座椅构件等的设备品的安装作业。又，根据本发明，可以抑制部件数量及安装成本的增加；
本发明的上述目的、其他目的、特征及优点在参照附图的基础上，由以下的优选的实施形态的详细说明得以明了。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是概略地示出具备根据本发明的实施形态的侧构体的铁道车辆的立体图；
图2是放大示出从车内侧观察的根据第一实施形态的侧构体的局部的立体图；
图3是放大示出侧柱与横架相重叠的部分的放大立体图；
图4是放大示出图3所示的侧柱与横架相重叠的部分的侧视图；
图5是放大示出图3所示的侧柱与横架相重叠的部分的俯视图；
图6是示出通过安装金属件在横架上设置有座椅构件的状态的主视图；
图7是放大示出根据第二实施形态的侧构体的重叠部分的侧视图；
图8是放大示出图7所示的侧柱与横架相重叠的部分的俯视图；
图9是放大示出根据第三实施形态的侧构体的重叠部分的侧视图；
图10是放大示出图9所示的侧柱与横架相重叠的部分的俯视图；
图11是放大示出根据第四实施形态的侧构体的重叠部分的侧视图；
图12是放大示出图11所示的侧柱与横架相重叠的部分的俯视图。
【具体实施方式】
[0014]以下，参照上述【专利附图】
【附图说明】根据本发明的第一实施形态的铁道车辆(以下简称为“车辆”)2。各实施形态中的方向的概念是将车辆的行进方向作为前方，并且与面向前方时的方向的概念一致。即，车辆长度方向(以下简称为“长度方向”)对应于前后方向，车辆宽度方向对应于左右方向。以下说明的侧构体I及铁道车辆2只是本发明的一个实施形态。SP，本发明不限于以下那样的实施形态，在不脱离发明的主旨的范围内可以增加、删除、变更。
[0015]<第一实施形态>
[车辆]
车辆2具有在线路上行驶的两个转向架(未图示)。在该两个转向架上通过未图示的空气弹簧装载有车身3，车身3如图1所示在底部具有底架4。
[0016]底架4在俯视时形成为大致前后方向上长尺寸的矩形状，并且通过空气弹簧装载在两个转向架上。在该底架4上，在其车辆宽度方向两端部上分别成对地竖立设置有侧构体I。在侧构体I上沿着长度方向形成有多个进出口开口 Ia及窗开口 lb。一对侧构体I的前后两端部分别与竖立设置在底架4上的一对端构体6连接，在侧构体I及端构体6上设置有车顶构体7。车顶构体7以架设在左右一对侧构体I上的形式设置，堵住由底架4、侧构体I及端构体6包围的空间。这样构成的车身3由底架4、一对侧构体1、一对端构体6及车顶构体7形成大致中空的长方体形状，即形成为箱型，并且在车身3内形成有容纳乘客的客室8 (车室)。
[0017]像这样，与底架4 一起构成客室8的侧构体1、端构体6及车顶构体7例如由不锈钢构成，侧构体I及端构体6具备在大致矩形形状的侧外板11上安装井架状配置的多个侧柱12及多个横架13而得以增强刚性的外板面板14，通过外板面板14确保侧构体I及端构体6的刚性。以下，进一步详细说明侧构体I的结构。
[0018][侧构体]
侧构体I如图1所示具有在长度方向上延伸的侧外板11，在侧外板11上形成有如上述那样的多个进出口 Ia和窗lb。又，如图2所示，侧外板11是在其外侧面一体地设置有长度方向上延伸的多个条形突起Ila的波纹板。另外，侧外板11也可以是平板。在像这样配置的侧外板11的车内侧的面(相当于外板的内表面)上设置有相当于第一框架的多个侧柱
12、和相当于第二框架的多个横架13。
[0019]如图3所示，相当于第一框架的侧柱12是在上下方向上延伸的截面为帽子状的增强构件。侧柱12具有主体部12a和一对凸缘12b。主体部12a由头顶部12d、和从头顶部12d向大致正交方向延伸的一对腿部12c构成。即，在本实施形态中，主体部12a的截面形成为U字状。又，在腿部12c的梢端部分分别一体地设置有凸缘12b，一对凸缘12b相对于头顶部12d大致平行地延伸。又，主体部12a的头顶部12d与侧外板11相隔开，具有与侧外板大致平行的面。而且，凸缘部12b相对于侧外板11实施点焊接60 (参照图4)，从而将侧柱12与侧外板11固定。
[0020]像这样固定的侧柱12设置于侧外板11的长度方向两端部附近、以及进出口 Ia及窗Ib的长度方向两侧附近，在长度方向上隔着间隔固定于侧外板11。又，在侧外板11上设置有多个横架13，多个横架13以与多个侧柱12重叠的形式配置。
[0021]相当于第二框架的横架13是在长度方向上延伸的截面为U字状的增强构件，设置于相邻的进出口 Ia之间。横架13的截面形成为U字状，具有头顶部13a和一对腿部13b。在进出口 Ia的长度方向两侧形成有用于容纳开闭门的门袋(未图示)，横架13以在这些相邻的门袋之间延伸的形式配置。像这样配置的横架13的头顶部13a在长度方向上延伸，并且大致形成为长条板状。
[0022]一对腿部13b在对应于侧柱12的位置上成对地分别形成有切口部15。切口部15与侧柱的主体部12a的外形相匹配地形成，形成为大致矩形状。又，一对切口部15位于在上下方向上对置的位置上，侧柱12从一个切口部15插通另一个切口部15。像这样形成的切口部15从腿部13b的梢端延伸至基端，一对腿部13b形成为比侧柱12的腿部12c短。因此，横架13的头顶部13a放置并重叠在插通的侧柱12的头顶部12d上。像这样，横架13在侧柱12的配置处也不被分断，其头顶部13a连续地延伸。
[0023]在像这样重叠的侧柱12及横架13中，将重叠的部分通过点焊接61进行固定(参照图4)，将横架13的腿部13b与侧柱12的腿部12c通过填角焊接62进行固定(参照图5)。像这样，将侧柱12与横架13通过将点焊接61及填角焊接62组合以此进行连接。借助于此，无需分割架设在多个侧柱12上的横架13而构成为一个构件，因此可以抑制侧柱12与横架13以井架状预先组装时的焊接变形。
[0024]又，在横架13的头顶部13a上，在与侧柱12的头顶部12d重叠的部分的长度方向两侧上形成有旁通孔13c。即，旁通孔13c在头顶部13a上形成于与侧柱12的凸缘12b重叠的部分上。借助于此，可以从旁通孔13c放入点焊接的电极并使其贯通横架13而进行点焊接60。借助于此，可以在将侧柱12和横架13以井架状组装后，将组装后的侧柱12及横架13通过点焊接60与侧外板11接合。像这样以井架状预先组装，以此可以与在侧外板11上直接组装侧柱12及横架13的情况相比消除因焊接变形所导致的对侧外板11的影响。
[0025]另外，在本实施形态中，横架13作为用于安装座椅构件24的座椅支承构件使用。具体而言，座椅构件24例如通过安装金属件23安装于像上述那样预先组装的横架13上。座椅构件24用于乘客就坐，如图6所示例如沿着各侧构体I在车宽方向上分别排列有两列。座椅构件24与车宽方向上相邻的座椅构件24相结合，并且位于侧构体I侧的座椅构件24通过安装金属件23安装于横架13上。像这样安装的座椅构件24与位于前后的座椅构件24之间的间隔保持一定。
[0026]然而，在座椅构件24上有时安装有脚台和扶手杆(握杆)等。在该情况下，它们通过安装金属件安装于底架4和车顶构体7等上。因此，在将车身3组装为箱型的构体结合作业前，决定座椅构件24的安装金属件23的安装位置时，存在构体结合后的安装金属件23的间隔与安装于底架4和车顶构体7等上的脚台和扶手杆等的安装金属件的间隔不匹配的情况。因此，座椅构件24的安装金属件23优选的是在构体结合后进行安装。
[0027]相对于此，在现有的铁道车辆用构体中，存在根据前后方向的座椅构件24的安装间距的不同，而安装金属件23的安装位置与纵支柱的位置重叠的情况。又，即使设计上没有重叠，也同样地在组装后决定安装位置时，存在因尺寸精度而安装金属件的安装位置与纵支柱之间相互干扰的情况。即，纵支柱以置于横支柱上的形式进行组装，因此当试图使座椅构件24排列成一列时不得不避开纵支柱配置安装金属件23，如果这样，则在现有的铁道车辆用构体中，还存在无法将座椅构件24以规定的间距进行配置的可能性。
[0028]相对于此，侧构体I的横架13将其头顶部13a与侧柱12重叠配置，因此朝向客室8的面、即头顶面13d在长度方向的全长上位于相同平面。借助于此，可以将横架13的安装金属件23配置在任何一个位置上。借助于此，可以将安装金属件23与侧柱12的位置无关地在长度方向上隔着规定间隔固定于横架13的头顶部13a上，并且可以将座椅构件24在长度方向上隔着规定间隔进行配置。
[0029]在像这样构成的侧构体I中，形成为板状的横架13的头顶部13a与侧柱12的头顶部12d重叠，因此可以使外板面板14的厚度变薄。借助于此，可以抑制客室空间的减少。又，横架13的头顶部13a在全长上位于相同平面，因此可以去除在外板面板14的客室8侧中与横架13的头顶面13d相比突出的部分，从而对座椅构件24等的安装间距没有了限制，安装作业也容易进行。
[0030]此外，将横架13的头顶部13a与侧柱12的头顶部12d重叠，且将重叠的部分通过点焊接61进行固定，因此无需另外使用接头构件将横架13与侧柱12进行接合，可以削减部件数量。又，通过使用点焊接60、61，以此可以取消焊缝的最终加工作业，从而可以减少制造成本。
[0031]又，在侧构体I中，形成为不切开侧柱12而切开横架13的结构，横架13在侧柱12的配置处不分断。通过形成为这样的结构，以此可以维持侧构体I的上下方向的刚性的同时还确保长度方向的刚性。
[0032]<第二实施形态> 第二实施形态的侧构体IA与第一实施形态的侧构体I结构类似。因此，在以下的第二实施形态的侧构体IA的结构的说明中，仅说明与第一实施形态的侧构体I不同的结构，而对于相同的结构标以相同的符号并省略说明。对于第三实施形态的侧构体IB及第四实施形态的侧构体IC的结构的说明也同样如此。
[0033]侧构体IA如图7及图8所示具有多个横架13A。横架13A形成为在长度方向上延伸的截面为U字状的结构，并且配置在侧柱12之间。又，横架13A使长度方向一端与一个侧柱12的腿部12c抵接，使另一端与另一个侧柱12的腿部12c抵接。即，在第一实施形态的侧构体I中，横架13在侧柱12之间长度方向上无分断地配置。然而，在本实施形态的侧构体IA中，横架13A在长度方向上在配置有侧柱12的位置上被分断。
[0034]将横架13A的头顶部13a调整至与侧柱12的头顶部12d位于相同平面内那样的高度。横架13A的腿部13b通过填角焊接62固定于侧柱12的腿部12c，头顶部13a通过喇叭形坡口焊接63固定于侧柱12的头顶部12d，借助于此，横架13A与侧柱12相接合。另夕卜，将通过喇叭形坡口焊接63形成的焊接部以使其与横架13A的头顶面13d位于相同平面内的形式实施表面最终加工。
[0035]此外，在各横架13A的头顶部13a上，在其长度方向两端部形成有旁通孔13c。借助于此，可以从旁通孔13c插入点焊接的电极，通过点焊接60固定侧柱12的凸缘12b与侧外板11，从而可以将侧柱12与侧外板11进行接合。
[0036]这样构成的侧构体IA其侧柱12的头顶部12d与横架13A的头顶部13a位于相同平面内，因此可以使侧构体IA的厚度变薄与头顶部13a的厚度相应的量，从而可以抑制客室空间的减少。
[0037]又，即使在横架13A在长度方向上分断的情况下，也可以在将横架13A与侧柱12进行焊接接合并预先组装后，将它们安装于侧外板11，因此与将横架13A及侧柱12分别与侧外板11焊接接合的情况相比，不会带来因焊接变形所产生的影响。
[0038]又，即使长度方向上配置的横架13A在侧柱12的配置处被分断，也可以通过将横架13A的腿部13b与侧柱12的腿部12c通过填角焊接62进行固定，并且将横架13A的头顶部13a的端部与侧柱12的头顶部12d的端部通过喇叭形坡口焊接63进行固定，以此将横架13A与侧柱12进行接合，因此无需使用接头构件，又可以使横架13A的头顶面13d在全长上位于相同平面内。
[0039]除此以外，第二实施形态的侧构体IA发挥与第一实施形态的侧构体I相同的作用效果。
[0040]〈第三实施形态〉
第三实施形态的侧构体IB如图9及图10所示具有横架13B。横架13B具有头顶部13a、一对腿部13b及凸缘13e，除了具有缺口部15的区域以外其截面形成为帽子状。横架13B的凸缘13e的长度方向两端部以重叠在侧柱12的凸缘12b的上面的形式配置。分别相重叠的侧柱12的凸缘12b与横架13B的凸缘13e通过点焊接64进行固定，从而将侧柱12与横架13B进行接合。通过点焊接64可以取消侧柱12与横架13B之间的填角焊接，可以进一步安装减少成本。
[0041]又，通过点焊接60、64将两个凸缘12b、13e进行接合，以此可以提高结合强度。又，通过在横架13B上设置凸缘13e，以此可以提高横架13B的刚性，因此可以使横架13B的厚度与第一实施形态的横架13和第二实施形态的横架13A等相比更薄。
[0042]除此以外，第三实施形态的侧构体IB发挥与第一实施形态的侧构体I相同的作用效果。
[0043]<第四实施形态>
第四实施形态的侧构体IC如图11及图12所示具有与第三实施形态的侧构体IB大致相同的结构。然而，在横架13C的凸缘13e上形成有阶梯部13f的这一点上，第四实施形态的侧构体IC的结构与第三实施形态的侧构体IB的结构不同。
[0044]即，横架13C的凸缘13e在长度方向端部上与侧柱12的凸缘12b重叠，在该重叠处实施阶梯加工。实施阶梯加工的凸缘13e的长度方向两端部以位于凸缘12b的上面的形式形成为阶梯状。在像这样实施阶梯加工的凸缘13e中，除了阶梯部13f以外的区域可与侧外板11通过点焊接65接合，阶梯部13f可与侧柱12的凸缘12b通过点焊接64接合。借助于此，可以提高侧外板11的强度。像这样使用形成有阶梯部13f的横架13C的本实施形态的侧构体IC尤其在由平板构成的侧外板而并非如图2所示的由波纹板构成的侧外板11的情况下有用。
[0045]除此以外，第四实施形态的侧构体IC发挥与第一实施形态或第三实施形态的侧构体1A、1B相同的作用效果。
[0046]<关于其他的实施形态>
在第一实施形态至第四实施形态中，说明了将本发明的铁道车辆用构体应用于侧构体
1、IA至IC的情况，但是也可以应用于端构体6和车顶构体7等中。又，也可以是并非如第一实施形态至第三实施形态那样将本发明的铁道车辆用构体仅应用于任意一个的构体1、6、7，而应用于多个构体1、6、7。例如，也可以是将本发明的铁道车辆用构体应用于侧构体I及端构体6中的铁道车辆2。
[0047]在第一实施形态至第四实施形态中，作为第一框架的侧柱12在上下方向上延伸，作为第二框架的横架13在长度方向上延伸，但是各框架也不一定必须在这些方向上延伸。例如，在设置于端构体6的情况下,作为第一框架的端柱在上下方向上延伸，横架13沿着端外板在车辆宽度方向上延伸并配置。又，也可以使两个框架正交且相对于上下方向倾斜配置。又，在第一实施形态至第四实施形态的侧构体1、IA至IC中，横架13作为座椅构件24的支承构件使用，但是没有必要一定作为支承构件使用。又，横架13也可以是分别配置在窗Ib的上下方向两侧的幕带或外饰压条。
[0048]又，在第一实施形态至第四实施形态中，采用截面为帽子状的侧柱12，但是也可以是一个腿部12c没有的截面为Z形的构件。同样地，横架13也可以采用一个腿部13b没有的截面为L形的构件。
[0049]由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。
[0050]符号说明:
IUAUBUC侧构体；
2车辆；
6端构体；7车顶构体；
8客室；
11外板；
12侧柱；
12c腿部；
12d头顶部；
13、13A、13B、13C 横架；
13a头顶部;
13b腿部；
13c芳通孔；
13e凸缘；
14外板面板；
15缺口部；
23安装金属件；
24座椅构件；60、61、64、65 点焊接；
62填角焊接；
63喇叭形坡口焊接。
【权利要求】
1.一种铁道车辆用构体，具备: 外板； 具有与所述外板相隔开且包含与所述外板大致平行的面的板状的第一头顶部，并且配置在所述外板的内表面的第一框架；和 具有与所述外板相隔开且包含与所述外板大致平行的面的板状的第二头顶部，并且与所述第一框架正交配置的第二框架； 在所述第一框架与所述第二框架交叉的位置上，所述第二头顶部重叠配置在所述第一头顶部上。
2.根据权利要求1所述的铁道车辆用构体，其特征在于， 所述第二框架具有从所述第二头顶部向大致正交的方向延伸的一对第二腿部； 所述一对第二腿部在与所述第一框架重叠的位置上包含一对缺口部； 所述第一框架插通所述第二框架的各所述缺口部。
3.一种铁道车辆用构体，具备: 外板； 具有与所述外板相隔开且包含与所述外板大致平行的面的第一头顶部、从所述第一头顶部向大致正交的方向延伸的一对第一腿部、和从所述第一腿部连续形成且相对于所述第一头顶部大致平行地延伸的第一凸缘，并且配置在所述外板的内表面的第一框架；和 具有与所述外板相隔开且包含与所述外板大致平行的面的第二头顶部、和设置于所述第二头顶部的长度方向端部并位于所述第一凸缘的上方的开口部，并且与所述第一框架正交配置的第二框架； 所述第二框架的长度方向端部与所述第一框架的所述腿部接合； 通过所述第二框架的所述开口部，所述第一框架的所述第一凸缘与所述外板接合。
4.根据权利要求3所述的铁道车辆用构体，其特征在于， 所述第二头顶部以与第一框架的第一头顶部位于相同平面内的形式配置。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铁道车辆用构体，其特征在于， 所述第一框架具有所述第一头顶部、从所述第一头顶部向大致正交的方向延伸的一对腿部、和从所述腿部连续形成且相对于所述第一头顶部大致平行地延伸的第一凸缘； 所述第二框架具有所述第二头顶部、从所述第二头顶部向大致正交的方向延伸的一对第二腿部、和从所述第二腿部连续形成且相对于所述第二头顶部大致平行延伸的第二凸缘； 所述第一框架、所述第二框架和所述外板在所述第一凸缘和所述第二凸缘重叠的位置上通过点焊接相接合。
6.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用构体，其特征在于，所述第一框架和所述第二框架在所述第一头顶部和所述第二头顶部重叠的位置上通过点焊接相接合。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的铁道车辆用构体，其特征在于， 还具备座椅构件； 所述第一框架是在车辆上下方向上延伸的侧柱； 所述第二框架是在车辆长度方向上延伸的座椅支承构件； 所述座椅构件安装于所述第二框架。
8.一种铁道车辆，具备根据权利要求1至7中任意一项所述的铁道车辆用构体。
【文档编号】B23K11/00GK104271426SQ201380019120
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月17日 优先权日:2012年4月23日
【发明者】平岛利行, 顾平昌 申请人:川崎重工业株式会社