專利名稱：鐵道車輛結構體的構造的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鐵道車輛等車輛結構體的構造，特別是實施在偏移沖突時能夠緩和 沖擊的對策的鐵道車輛結構體的構造。
背景技術：
如圖9所示，當對向行駛的2輛鐵道車輛31、32中的一車輛(以下也稱為“對 向車輛”)31從線路中脫軌與另一車輛(以下也稱為“行進車輛”)32的一部分沖突被 稱為偏移沖突，鐵道車輛對這種偏移沖突采取了種種對策。作為偏移沖突的對策，例如 專利文獻1以及專利文獻2那樣使側結構體形成雙層蒙皮結構，以提高側結構體的剛性， 或在車輛31、32的側結構體的前端部形成傾斜面，以在沖突時使車輛31、32雙方能夠分 離開是有效的。專利文獻1:日本特許第3955807號公報(0012 0014段以及圖4)； 專利文獻2 日本特開2008 - 201313號公報(參照圖3、圖6)。

發(fā)明內容
上述雙層蒙皮結構適用于使用比重比較小的鋁合金的鋁合金制車輛。在使用比 鋁合金比重大的不銹鋼的不銹鋼制車輛的情況下，由于車輛重量大，通常使用單層蒙皮 構造。在單層蒙皮構造的結構體的情況下，為了使該制造工序容易實施，先在底架上安 裝接合著角柱的端板，從其后方將側外板安裝于底架上。這時，將側外板以其前端部從 外側重疊地安裝于角柱。因此，側外板的前端部在外側露出。由于側外板的前端部這樣 露出于外側，會發(fā)生行進車輛32在偏移沖突時掛住側外板的前端部，掛住前端部后行進 車輛32照舊前進，結果側外板從角柱上脫落的情況。又，單層蒙皮構造的情況下，不能像雙層蒙皮構造那樣使側外板與角柱對接并 連續(xù)焊接，例如，必須將側外板點焊接于角柱。即，側外板與角柱只用點接合。因此， 在不銹鋼制車輛的情況下，有專利文獻1以及專利文獻2中所示的與鋁合金制車輛相比在 偏移沖突中側外板剝落的問題。又，該問題看起來是使用單層蒙皮構造的不銹鋼制車輛特有的問題。但是，即 使是鋁合金車輛，如果側外板與角柱相互重疊焊接，露出側外板的前后兩端部，也會產 生同樣的問題。本發(fā)明的目的在于，針對偏移沖突提供一種能夠提高安全性的鐵道車輛結構體 的構造。本發(fā)明的鐵道車輛結構體的構造是具備位于車體的車寬方向兩端部的側外板、 以及包含位于車體的長度方向端部的端板(endplate)和分別配置于所述車體的四角，連 接于鄰接的所述側外板與所述端板的角柱的端部結構體，且利用所述角柱從車寬方向外 側覆蓋所述側外板的前端部的鐵道車輛結構體的構造。如果采用本發(fā)明，由于 利用角柱從外側覆蓋側外板的前端部，在偏移沖突時側外板的前端部得到保護，不會直接碰撞到行進車輛。因此，行進車輛不會掛住側外板的 前端部，提高了安全性。如果采用本發(fā)明，可以提供一種提高偏移沖突的情況下的安全性的鐵道車輛。


圖1是從前方看本發(fā)明的實施形態(tài)的鐵道車輛結構體的正視圖。圖2是放大表示圖1所示的以切斷線A — A切斷時的切斷的結構體的一部分的 放大剖面圖。圖3是放大表示圖2所示的箭頭B的方向上看時的結構體的一部分的放大圖。圖4是放大表示作為結構體的一部分的圖1所示的區(qū)域X的放大正視圖。圖5是放大表示圖4所示的以切斷線C 一 C切斷時的切斷的結構體的一部分的 放大剖面圖。圖6是放大表示作為結構體的一部分的圖1所示區(qū)域Y的放大正視圖。圖7是放大表示圖6所示的以切斷線D — D切斷時的切斷的結構體的一部分的 放大剖面圖。圖8是從前方看本發(fā)明另一實施形態(tài)的鐵道車輛的結構體的角柱附近的部分正 視圖。圖9是相向行進的2輛鐵道車輛偏移沖突時的狀態(tài)圖，(a)是從上面看偏移沖 突時的鐵道車輛的俯視圖；(b)是從右側看偏移沖突時的鐵道車輛的圖。符號說明 1結構體；
2底架； 5角柱； 7端板； 11側外板； 12側梁； 13側柱； 14導向板； 14c傾斜部； 14d側板側接合部； 15支持板； 17接合構件； 18第1支持部； 18a鄰接面； 19第2支持部； 19a鄰接面。
具體實施例方式以下參照上述附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)的鐵道車輛結構體1進行說明。各實施形態(tài)的方向的概念是，將鐵道車輛的行進方向作為前方，與向前方時的方向概念一致。 以下說明的鐵道車輛的結構體1不過是本發(fā)明的一實施形態(tài)，本發(fā)明不限于以下所述實 施形態(tài)，可以在不超過本發(fā)明宗旨的范圍內追加、消除、變更。鐵道車輛中，預先將多個車輛加以連接，在前頭以及最末尾的車輛間有中間車 輛。各車輛具有形成能夠行進在線路上的結構的2輛臺車(未圖示)。2輛臺車在各車 輛中位于偏向長度方向的位置，在它們上面，隔著未圖示的空氣彈簧承載結構體1。結構 體1大致形成為中空長方體形狀，也就是箱型，其里面形成收容旅客或貨物的空間。結 構體1在其底部具有圖1所示那樣的底架2。底架
底架2俯視看來大致形成為矩形，承載于2部臺車上。底架2的左右兩端部分別豎 立設置側結構體4，底架2的前后兩端部分別豎立設置端部結構體3。S卩，側結構體4分 別位于車體的車寬方向的兩端部，端部結構體3分別位于車體的長度方向的兩端部。這 些端部結構體3與側結構體4，其彼此鄰接的結構體利用下述角柱5連接。而且，在側 結構體4與端部結構體3上，設置頂棚結構體6，利用底架2、2個側結構體4 (參照圖 2)、2個端部結構體3以及頂棚結構體6構成箱型的結構體1。側結構體
側結構體4如圖2所示，具有側外板11、多支側梁12、以及多支側柱13。側外板 11是從左側或右側看的側面看上去大致前后方向上長尺寸的矩形板狀構件，從正面看下 擺向內側變窄。側外板11的下端接合于底架2，上端延伸到頂棚結構體6。側外板11 上形成多個窗(未圖示)，側外板11的內側避開該窗固定多支側梁12以及側柱13。側 梁12為窗框上檻或窗臺板等骨架構件，在前后方向上延伸。在本實施形態(tài)中，在窗的下 側設置3支側梁12，在窗的上側設置1支側梁12。又，側梁12的數量及位置不限于上 述數量及位置。側柱13在上下方向延伸，跨越多支側梁12固定。端部結構體
端部結構體3具有端板7、貫通路柱8、門楣9、支架構件10、弧形梁23以及角柱5。 端板7是從前方看即正面看大致為倒U字形的板狀構件，豎立設置于底架2上。端板7 的上端延伸到下述弧形梁23，端板7的左右方向中央具有的孔形成貫通路7a。貫通路7a 的兩側上，沿著貫通路7a分別豎立設有貫通路柱8，貫通路7a的上側設置門楣9。貫通 路柱8從底架2延伸到弧形梁23，門楣9跨越這兩支貫通路柱8之間左右延伸。又，在 端板7的內側，從貫通路柱8向外側分別向左右上下延伸設置剖面為帽狀的多個支架構件 10。角柱
在底架2的前后兩端部配置各一對角柱5。即角柱5分別位于車體四角。還有，各 角柱5構成端部結構體3的一部分，將連結接合于端部構體3的托架16與側構體4扣緊 接合。這些角柱5利用在上下方向上延伸的導向板14與支持板15構成，如下所述，其 下端到達底架2下表面(參照圖4)，其上端到達弧形梁23 (參照圖6)。又，鐵道車輛中，由于在去路和回路上行進方向相反，因此形成為在去路上位 于后側的2個角柱5在回路上位于前側。因此，在去路和回路中都為了應對偏移沖突， 分別在前后左右對稱地在四角設置相同形狀的角柱5。以下對前側兩角上配置的角柱5的
5結構進行說明，對這些角柱，前后對稱設置的后側的2個角柱5的結構的說明省略。又， 圖2 圖7圖示配置于前側左角的角柱5。作為導向構件的導向板14是在上下方向延伸的板狀構件，具有端板側接合部 14a、連結部14b、傾斜部14c以及側板側接合部14d。端板側接合部14a俯視看來在左右 方向(即車寬方向)延伸，配設于端板7的后方。端板側接合部14a在其前面接合托架 16，通過該托架16接合于端板7的左端部(右角的角柱5的情況下，接合于右端部)。 又，在端板側接合部14a的外側的端部與連結部14連結，與連結部14b —起構成俯視為L 字形的部分。連結部14b在前后方向上延伸，其前端部比端板7更向前方突出。而且， 在連結部14b的前端部連結傾斜部14c。傾斜部14c從連結部14b的前端向車寬方向外側延伸，朝側外板11向后方傾斜。 借助于此，在傾斜部14c上，從端板7—側向側外板11 一側，向著側外板11形成向后方 傾斜的傾斜面S。而且，在傾斜部14c的外側的端部上連結側板側接合部14d。側板側 接合部14d大致成平板狀，從傾斜部14c的外側的端部延伸到后方。側板側接合部14d 除了其下端側的一部分外，從外側重合于側外板11的前端部并接合。即，側外板11的 前端部利用導向板14覆蓋，位于比其更內側的位置。這樣配置的導向板14利用傾斜部14c將端板7與側外板11之間加以堵塞。該 傾斜部14c位于比端板7更前側，從端板7向側外板11向后方傾斜。這樣將傾斜部14c 配置于比端板7更前方，因此在設置下述接合構件17的情況下，也能夠防止傾斜部14c 壓迫結構體1內的空間，能夠確保在結構體1內有與不形成傾斜部14c的情況相同大小的 空間。又，傾斜部14c的傾斜面S的斜度設定為與結構體1的前方連接的車輛(以下簡 稱“前方車輛”，參照圖9的符號33)左右偏轉時結構體1的傾斜部14c與前方車輛的 傾斜部14c不接觸。又，傾斜面S的寬度最好是設定為使得即使是前方車輛最大限度偏 轉也在前方只顯露傾斜面S，且端板7能夠隱藏于前方車輛后面，或設定為更寬。在導向板14的后面設有支持板15。作為支持構件的支持板15是做得比導向板 14更薄的Z形鋼，是在上下方向延伸的板狀構件。支持板15具有第1凸緣部15a、連接 板15b、第2凸緣部15c。第1凸緣部15a粘接于傾斜部14c的后面。第1凸緣部15a的 端板7—側的端部上連結連接板15b。連接板15b與第1凸緣部15a垂直，并且從第1凸 緣部15a向后延伸。又，連接板15b的后端部上連結第2凸緣部15c。第2凸緣部15c 從連接板15b延伸到端板7 —側，端板7 —側的端部接合于端板側接合部14a的后面。這樣接合的支持板15，第1凸緣部15a比傾斜部14c短，并且形成第2凸緣部 15c比端板側接合部14a長的結構。因此，連接板15b處于從導向板14的連結部14b向 車寬方向離開的位置，支持板15與導向板14之間形成由第2凸緣部15c、連接板15b、 傾斜部14c以及連結部14b包圍的閉塞空間27。S卩，支持板15與導向板14構成具有閉 塞空間27的封閉剖面結構。接合構件
支持板15的后面設有多個接合構件17。本實施形態(tài)中，分別對應于作為側外板11 的側梁12之一的窗框上檻以及窗臺板設置2個接合構件17。接合構件17為大致中空的 板狀構件，接合于作為增強構件的側柱13，又通過該側柱13連接于側梁12 (窗框上檻
6或窗臺板)。這樣，接合構件17介于支持板15與側梁12之間，從后方支持支持板15。接合構件17在俯視大致為L字形，內側設置凹部，大致成長方體狀的車輛的內 裝T的四角不干涉地進行配置。接合構件17具有第1支持部18以及第2支持部19。第 1支持部18以及第2支持部19形成剖面為U字形的形狀，在前方以及側外板11 一側開 口。第1支持部18配合支持板15的第2凸緣部15c以及連接板15b的形狀形成俯視大 致成L字形的形狀，從第2凸緣部15c到連接板15b進行焊接。又，第2支持部19配合 側柱13的前側的臂部13a以及連接板13b的形狀形成俯視大致為L字形的形狀，從前側 的臂部13a到連接板13b進行焊接。作為第1支持部18b的后面的接合面18a以及作為 第2支持部19的前面的接合面19a都成平坦狀，處于大致垂直于前后方向的位置。艮口， 這兩個接合面18a、19a在車寬方向上延伸。將第1支持部18以及第2支持部19使這兩 個接合面18a、19a相對地加以焊接。其他結構
具有這樣的結構的角柱5的下端，如圖4所示達到底架2的下端，該下端部分別覆蓋 底架2的四角。因此角柱5的下端部的結構與其余部分的結構有若干不同，下面參照圖 5對該結構進行說明。在下端側，導向板14的連結部14b在連接于底架2上表面的位置 被切斷，從該處到端板側接合部14a的部分欠缺。而且，連結部14b被焊接于底架2。 又，支持板15的連接板15b也在連接于底架2上表面的位置被切斷，從該處到第2凸緣 部15c的部分欠缺。而且，連接板15b被焊接于底架2。又在導向板14以及支持板15 的下端分別設有閉塞板20、21，利用各閉塞板20、21將導向板14與底架2之間、以及支 持板15與底架2之間加以阻塞。在角柱5的上端，如圖6所示設置堵塞板22。堵塞板22在俯視的情況下大致形 成梯形狀，在從導向板14的連結部14b到側外板11的前端部設置。閉塞空間27利用該 堵塞板22堵塞，在堵塞板22的上表面接合弧形梁23?；⌒瘟?3形成在弧上，架設在 位于左右兩側的角柱5上。又，端板7的上端也形成弧形梁23的形狀，因此接合于弧形 梁23的下側。而且，在端板7的左右兩肩的外側，形成利用角柱5、弧形梁23以及端板 7包圍的大致為三角形狀的間隙，形成能與該間隙的形狀配合的形狀的閉塞板24堵塞著 所述間隙設置于端板7上。又，端板7與導向板14的連結部14b之間形成在上下方向延 伸的溝25。在該溝25的開口部設置閉塞板26，利用該閉塞板26堵塞溝25的開口部。 又，溝25是容納將端板7與導向板14加以緊固的螺栓等的頭部用的锪孔(座C >9，spot facing)那樣的溝。結構體的組裝方法
以下對結構體1的組裝方式的大概情況進行說明。首先，在端部結構體3的端板7 的左右兩端部分別接合角柱5。而且在底架2上安裝端部結構體3，其后安裝側結構體 4。在這里，在比側外板更外側的位置上配置角柱的以往的結構體構造的情況下，在底架 2上豎立端部結構體后，再將側結構體從外側重合于端部結構體地將其安裝于底架2。而 且，采用與以往相同的方法，不能如本實施形態(tài)那樣在比角柱5更內側的位置上配置側 結構體4。因此，在組裝本實施形態(tài)的結構體1的情況下，端部結構體3臨時組合于底 架2后稍微向外側傾斜，在底架2上豎立安裝側結構體4后再將其豎立。借助于此，在 側板側接合部14d的內側配置側外板11的前端部。
在底架2上豎立端部結構體3以及側結構體4后，接合側板側接合部14d以及側 外板11。還有，將角柱5上預先安裝的第1支持部18與側結構體4上預先安裝的第2支 持部19加以焊接，在角柱5與側結構體4之間形成接合構件17。形成后，在端部結構體 3以及側結構體4上承載頂棚結構體6，利用閉塞板20、21、24、26以及堵塞板22堵塞 各間隙。這樣就組裝了結構體1。這樣組裝的結構體1中，只將預先分別安裝于角柱5以及側結構體4的第1支 持部18與第2支持部19加以焊接，就能夠在角柱體5與側結構體4之間安裝接合構件 17。因此，接合構件17的安裝是容易的。又，第1支持部18以及第2支持部19的接合 面18a、19a垂直于車輛的長度方向，在車寬方向上延伸，因此能夠對使2個接合面18a、 19a對向的位置相應于支持板15與側柱11的相對位置進行調整。所以2個接合面18a、 19a容易對向。偏移沖突
下面參照圖2以及圖9對具備結構體1的2臺車輛31、32發(fā)生偏移沖突的情況進行說 明。在路線上對向行進的2臺車輛31、32，有兩臺車輛31、32中的一方(以下簡稱“對 向車輛”)31從線路上脫出，行進在線路上的另一車輛(以下簡稱“行進車輛”)32與 對向車輛31發(fā)生偏移沖突的情況。該偏移沖突中，由于各車輛31、32的結構體1的側板 7隱藏于前方車輛33、34之后，各車輛31、32的角柱5相互沖突(參照圖9 (a))。由于角柱5相互沖突，大沖突負荷作用于角柱5。角柱5以閉合截面構成，形成 中空柱，還利用以接合構件17從后方加以支持予以增強，因此與以往的鐵道車輛的結構 體相比，具有更高的剛性。由于這個原因，在偏移沖突時能夠抑制角柱5的變形，能夠 防止側外板11隨著角柱5的變形而剝落。角柱5相互沖突的對向車輛31以及行進車輛32利用傾斜部14c相互使相對側的 車輛朝離開自身車輛的方向避開。即對向車輛31利用行進車輛32的傾斜部14c向離開 行進車輛32的方向避開，行進車輛32利用對向車輛31的傾斜部14c向離開對向車輛31 的方向避開。通過這樣相互避開，能夠分別抑制對向車輛31以及行進車輛32受到的沖 突負荷，能夠在沖突時抑制側外板11與側板側接合部14d的接合部分上作用的剪切力。 又，剪切力是利用傾斜部14c使沖突負荷的一部分向車寬方向避開而得到抑制的。這樣， 傾斜部14c抑制了作用于所述接合部分的剪切力，防止側外板11從角柱5剝落。還有，由于使沖突負荷向車寬方向避開，該避開的力使角柱5的導向板14壓向 車寬方向內側。由于導向板14被壓向車寬方向內側，使得側板側接合部14d按壓在側外 板11上。借助于此，更加能夠抑制沖突時側外板11從角柱5剝落的情況的發(fā)生。又，為了達到防止上述剝落的效果，對向車輛31以及行進車輛32最好都具備 結構體1，但也可以是對向車輛31以及行進車輛32的至少一方具備本實施形態(tài)的結構體 1。沖突后，對向車輛31以及行進車輛32利用傾斜部14c彼此脫離到角柱5不相互 碰撞的位置，沿著相對側車輛31、32的側板側接合部14d在相對向的方向上行進。側 外板11的前端部配置于比側板側接合部14d更內側的位置上，并位于結構體1內。借助 于此，沿著側板側接合部14d行進的對向車輛31以及行進車輛32其前端部得到角柱的保 護，不會直接接觸對方的側外板11的前端部。因此不會發(fā)生對向車輛31以及行進車輛
832掛住對方的側外板11從角柱5上剝落的情況。即通過將側板側接合部14d從外側重疊 于側外板11的前端部，能夠防止對向車輛31以及行進車輛32掛住對方的側外板11的前 端部將其從角柱5上剝落的情況發(fā)生，提高安全性。又，偏移沖突的對向車輛31因為脫線從比行進車輛32低的位置與行進車輛32 沖突(參照圖9 (b))。因此偏移沖突時行進車輛32的底架2位于比對向車輛31的底 架2高的位置，但由于使角柱5延長到底架2的下端，因此能夠防止剛性高的底架2直接 碰到對方的角柱5。借助于此，能夠抑制偏移沖突時的對向車輛31的角柱5的損傷。另一實施形態(tài)
本實施形態(tài)中，側結構體4以及角柱5的下擺越往內側越窄，但也可以是圖8所示的 結構體IA那樣的直線形狀。又，本實施形態(tài)中，角柱5延長到底架2的下端，但也不一 定要延長到下端。還有，本實施形態(tài)中，將多個側梁12設置于側外板11的內表面以增 強側外板11，但也可以將形成在前后方向上延伸的多個凸條部的內板設置于側外板11的 內側以增強側外板11。又，接合構件17也不限于上述形狀，只要能夠從后方支持角柱5 即可。而且，接合構件17接合著的構件也不限于側柱13以及支持部15，也可以直接接 合于側梁12和導向板14。本實施形態(tài)的結構體1，不僅適用單層蒙皮結構的不銹鋼制車輛，也適用于雙層 蒙皮構造的鋁合金制車輛，不管車輛材料如何。又，接合方法也不限于本實施形態(tài)的方 法。又，在本實施形態(tài)中，利用焊接等方法接合各構件，但利用螺栓等緊固構件接合兩 個構件也可達到同樣的作用效果。工業(yè)應用性
本發(fā)明是涉及鐵道車輛結構體構造的發(fā)明，特別是能夠適用于有必要采取緩和偏移 沖突時的沖擊的對策的鐵道車輛結構體的構造。
權利要求
1.一種鐵道車輛結構體的構造，其特征在于， 具備位于車體的車寬方向兩端部的側外板、以及包含位于所述車體的長度方向端部的端板及分別位于所述車體的四角，連接于鄰接 的所述側外板與所述端板的角柱的端部結構體；且利用所述角柱從車寬方向外側覆蓋所述側外板的前端部。
2.權利要求1所述的鐵道車輛結構體的構造，其特征在于，所述角柱還具有從所述端 板向車寬方向外側延伸，向著所述側外板朝長度方向后方傾斜的傾斜部。
3.權利要求1所述的鐵道車輛結構體的構造，其特征在于，還具備 設置于所述側外板內側，增強所述側外板的增強構件、以及 與所述增強構件和所述角柱接合，從后方支持所述角柱的接合構件。
4.權利要求3所述的鐵道車輛結構體的構造，其特征在于，所述接合構件具有接合于所述角柱的第1支持部與接合于所述增強構件的第2支持部；所述第1支持部以及所述第2支持部利用各自具有的接合面接合； 各個所述接合面由在車寬方向上延伸的平面形成。
5.權利要求1所述的鐵道車輛結構體的構造，其特征在于，所述角柱還具有擁有所述傾斜部的導向構件、以及從長度方向后方支持所述導向構 件的支持構件；所述支持構件以及所述導向構件形成為其間具有閉塞空間的封閉剖面結構。
6.權利要求1所述的鐵道車輛結構體的構造，其特征在于，所述角柱的傾斜部從所述 端板向前方突出。
全文摘要
鐵道車輛結構體(1)具備側外板(11)與端部結構體(3)。側外板(11)分別設置于底架(2)的車寬方向兩端部。端部結構體(3)具有端板(7)與角柱(5)。端板(7)分別設置于底架(2)的前后兩端部，角柱(5)分別設置于底架(2)的四個角并連接于端板(7)以及側外板(11)。又，角柱(5)具有側板側接合部(14d)，側板側接合部(14d)從車寬方向外側重合于側外板(11)并接合于側外板(11)。
文檔編號B61D17/04GK102015408SQ20108000142
公開日2011年4月13日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權日2009年3月25日
發(fā)明者岡太良, 南元康文, 城戶宏之, 山田義行, 山田敏之, 川上直朗, 松岡成康, 林太郎, 田口真 申請人:川崎重工業(yè)株式會社, 西日本旅客鐵道株式會社