運転室及び運転室を備えた鉄道車両

本発明は、運転室及び運転室を備えた鉄道車両の構造に関する。

一般的に、鉄道車両は、構体と、構体の室内側に設けられた内装材とによって構成された二重構造が採用されている。このうち構体は、ステンレスやアルミなどの金属を溶接して形成されるため、製造過程で溶接ひずみが生じることから、寸法面における個体差が比較的大きい。そして、内装材は、構体の室内側に構成された内部骨組みに貼り付けられるため、作業者にとって取り付けやすく、また扱いやすい部材が求められる。また、室内空間を広く確保する等の観点からも、内装材には薄い部材が用いられることも多い。 なお、運転室の内部寸法が一定になるように内部骨組みと内装材の間には、適切な厚みのライナーが挿入される。

ところで、運転室内には、制御用やその他の機器が多く配置されている。これらの機器は、構体の内部骨組みに取り付けられるが、溶接ひずみにより内部骨組みが予定の位置からずれている場合がある。かかる場合、製造工程中にタップによりねじ孔を開けて、機器類の取付孔との位置を調整する作業が必要となる。このように、多数の機器が取り付けられた狭い運転室は、構体の溶接ひずみによる工程への影響が大きく、効率的な製造作業が行いにくいという問題があった。

これに対し、特許文献1では、車体の運転室部分および車両の先端形状を持った運転室ユニットを単独で形成し、これを他の車体部分と組合せ車体の全体を形成することを特徴とする鉄道車両の製造方法が提案されている。そして、この製造方法によれば、作業の合理化による低コスト化が図れるとしている。

特開平11−268640号公報

しかしながら、特許文献1に記載の製造方法は、運転室ユニットを他の車体部分に組合せるという大掛りな作業が必要となる。 また、特許文献1の製造方法は、運転室の内部寸法の調整作業と、内装材と構体との結合作業を同時に行う必要があるため、寸法精度を確保することが難しく、また作業効率が悪いという問題があった。 さらに、構体の内部骨組みと機器類との取付作業においては、これらの位置調整の作業が依然必要である。 本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、組立作業を効率的に行える鉄道車両の運転室を提供することを目的とする。

本発明のある形態に係る鉄道車両の運転室は、側構体及び屋根構体と、側構体の内側に位置する一対の側パネルと、屋根構体の内側に位置する天井パネルと、運転室と客室とを仕切る背面パネルとを有する内装パネルユニットとを備え、前記複数のパネルの少なくとも1つには、当該パネルと側構体または屋根構体との位置を調整する調整部材を挿入可能な開口部が形成されており、隣接するパネル同士が連結されて運転室の室内空間が画定され、調整部材は、画定された運転室の側構体及び屋根構体に対する位置を調整する。 この構成により、パネル同士を連結することにより運転室の内部寸法が確保された後、連結したパネルを構体に結合すれば良い。そして、運転室の室内空間の構体に対する位置を調整部材により調整することができる。したがって、寸法精度を容易に確保しつつ、組立作業を効率的に行うことのできる鉄道車両の運転室を提供することができる。

上記のように、本発明によれば、組立作業を効率的に行える鉄道車両の運転室を提供することができる。

図1は、本発明の実施形態に係る運転室の概略縦断面図である。

図2は、図1のII−II断面図である。

図3は、図1のIII−III断面図である。

図4は、図1の側パネルと天井パネルの連結部分に関し、第1の変形例を示す図である。

図5は、図1の側パネルと天井パネルの連結部分に関し、第2の変形例を示す図である。

図6は、図1の側パネルと天井パネルの連結部分に関し、第3の変形例を示す図である。

図7は、図1の側パネルと天井パネルの連結部分に関し、第4の変形例を示す図である。

図8は、図3に示す段付き台座の斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態について図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

[1.運転室の全体構成の概略] まず、図1乃至図8を参照して、本実施形態に係る鉄道車両100の運転室101について説明する。ここで、図1は運転室101の概略縦断面図である。図1の紙面左右方向が車幅方向(枕木方向)であり、紙面上下方向が鉛直方向であり、紙面手前側が車両長手方向(レール方向)の外側(運転室側)であり、紙面奥側が車両長手方向の内側(客室側)である。また、図2は図1のII−II断面図であり、図3は図1のIII−III断面図である。なお、いずれの図も運転室101に装備される機器類は省略している。

図1に示すように、本実施形態に係る運転室101は構体10と内装パネルユニット20とを備えた二重構造となっている。また、図3に示すように内装パネルユニット20の室内側の表面には段付きねじ座70が取り付けられている。以下、構体10、内装パネルユニット20、及び段付きねじ座70について順に説明する。

[2.構体の構成] 構体10は、運転室101のうち外側を形成する部分であり、一対の側構体15と、側構体15の上部を接続する屋根構体16とを有している。構体10は、ステンレスやアルミなどの金属を溶接して形成される。そのため、上述したように、構体10の製造過程で溶接ひずみが生じてしまい、車両ごとに比較的大きな寸法差が生じてしまう。 図1及び図2に示すように構体10は、外縁部分を構成する構体本体11と、この構体本体11に接合され、車両長手方向または車両鉛直方向に延びる内部骨組み12とを有している。このうち内部骨組み12は、例えば断面L字状であり、室内側に面する取付面13を有している。なお、内部骨組み12の形状や数、配置は、特に限定されるものではなく、鉄道車両100の使用環境や運転室101の装備等の種々の条件によって異なる。ただし、本実施形態の内部骨組み12は、後述する側パネル30及び天井パネル40の外周部付近及び開口部付近に位置するよう配置される。この点については、後述する。

[3.内装パネルユニットの構成] 内装パネルユニット20は、構体10の室内側に配置され、運転室の室内空間を画定する。内装パネルユニット20は、側パネル30、天井パネル40、及び背面パネル50によって主に構成されている。内装パネルユニット20は、所定の剛性を有している。ここで、所定の剛性とは、例えば、側パネル30、天井パネル40及び背面パネル50を連結し、構体10に取り付けた後に、室内にいる乗務員や乗客が体重を掛けたり、機器類を取り付けたりしても変形しない程度の剛性である。このように、内装パネルユニット20に所定の剛性を持たせることで、従来の構体と比較して、内部骨組み12の数を少なくすることができ、車体重量を低減することができる。

[4.側パネルの構成] 側パネル30は、側構体15の室内側(運転室101の車幅方向の両側)に配置されたパネルである。側パネル30は、所定の剛性を有する板状の部材であり、その材料は特に限定されないが、例えば金属板と非発泡樹脂の板を積層した複合材板を使用することができる。また、側パネル30には、機器や配線(以下、単に機器類ともいう)を直接固定することができる。これにより、機器類は内部骨組み12に固定する必要がなくなり、内部骨組み12の溶接ひずみに影響されることなく、機器類を一定の位置に固定することができる。

なお、側パネル30には、機器を取付けるねじ孔を側パネル30の設置前に形成しておくことが望ましい。これにより、機器類の取付位置が作業者にとって明らかとなり、機器類の取付位置の調整が不要になり、作業効率が高くなる。 また、従来のように、側パネル30の設置後にねじ孔を開けると側パネル30と構体10の間に切り粉が侵入する可能性がある。特に、電気機器や電気配線が配置される場合には、短絡等を防ぐ観点からも切り粉を取り除く必要があるが、予めねじ孔を開けておくことにより、切り粉の除去作業が発生しない。

また、側パネル30は、全体として平板状に形成されており、運転室101の車幅方向の室内空間を画定する本体部33と、天井パネル40と接する連結部32とを有している。この連結部32には、接触面34が形成されている。また、側パネル30には、後述するシム21(調整部材に相当する)を挿入可能な開口部が形成されている。開口部としては、図2に示すような乗務員の出入口扉35を取り付けるための開口部31、配線を通すための開口部(図示せず)、点検窓を取り付けるための開口部(図示せず)、機器取付のための開口部(図示せず)、ねじ孔(図示せず)、天井パネル40及び背面パネル50との連結のための作業孔(図示せず)などがある。上述したように、構体10の内部骨組み12は、側パネル30及び天井パネル40の外周部付近及び開口部付近に配置される。本実施形態では、側パネル30の外周部付近と、出入口扉が取り付けられる開口部31付近に内部骨組み12が配置されている。このような位置に内部骨組み12を配置しているのは、側パネル30を設置した後に、開口部31等から内部骨組み12に対して作業(後述するシム21の挿入作業)を行いやすくするためである。

[5.天井パネルの構成] 天井パネル40は、屋根構体の室内側に配置され、運転室101の天井となるパネルである。天井パネル40は、剛性を有する板状の部材であり、その材料は特に限定されないが、例えば金属製の板を使用することができる。天井パネル40は、側パネル30と同様に、所定の剛性を持たせることにより、機器類を直接取り付けてもよい。また、天井パネル30は、開口部が設けられており、スピーカ等の機器取付のための開口部、ねじ孔、側パネル30や背面パネル50との連結のための作業孔である。なお、開口部は、側パネル30の場合と同様に予め形成しておくのが好ましい。また、天井側に位置する内部骨組み12は、天井パネル40の開口部と重複しないように、かつ開口部の近傍に位置するよう配置されている。これは、天井パネル40の開口部から内部骨組み12に対して作業を行いやすいようにするためである。

[6.側パネルと天井パネルとの連結] [6−1.本実施の形態における側パネルと天井パネルの連結例] また、天井パネル40は、全体として平板状に形成されており、運転室101の鉛直方向における室内空間を画定する本体部42と、本体部42の車幅方向の両端部分に位置する連結部41を有している。このうち各連結部41は、本体部42から上方に向かって屈曲するように形成されており、それぞれ車幅方向外側に面する接触面43を有している。さらに、車幅方向両側に位置するそれぞれの接触面43は互いに平行に形成されている。そして、天井パネル40と側パネル30は、天井パネル40の接触面43と側パネル30の接触面34とが面合わせした状態で連結されている。この連結は、連結部41を貫通する連結ボルト44を用いて天井パネル40の作業孔を通して行われる。このように、側パネル30と天井パネル40をそれぞれの連結部41、32(接触面43、34)が面合わせした状態で連結することで、天井パネル40はゲージ機能を果たす。つまり、両側の側パネル30はそれらの間の距離が天井パネル40の車幅方向寸法によって決定され、かつ、接触面43に沿うことで互いに平行に配置される。なお、本実施形態では、天井パネル40の連結部41が室外側に向かって屈曲するように形成されているため、室内側からは接触面43(連結ボルト44)が見えず、美観を損なうこともない。

また、本実施形態では、天井パネル40には、その下面を覆うカバーパネル45が取り付けられている。このカバーパネル45を取り付けることにより、天井パネル40に取付けた機器類を隠し、運転室101の天井を見た目よく形成することができる。また、カバーパネル45に開閉部を設けておけば、そこから天井パネル40の開口部を介して、内部骨組み12にアクセスすることもできる。

以上のように本実施形態では、天井パネル40と側パネル30は、それぞれの連結部41、32が面合わせした状態で連結される。ただし、そのような構成は上述した形態に限られない。例えば、天井パネル40と側パネル30の連結部分は、図4〜図7に示すように構成されていてもよい。

[6−2.側パネルと天井パネルとの連結の第1変形例] まず、図4は、本実施形態の第1変形例を示したものであって、側パネル30と天井パネル40の連結部分の拡大図である。第1変形例の天井パネル40は、本体部42と連結部41が異なる材料で構成されている。例えば、本体部42が複合材板であり、連結部41が金属製の金具である。なお、本体部42と連結部41は、接着剤等により接着されている。本体部42が曲げ加工しにくい材質である場合には、このように連結部41を本体部42と別の部材にするのが有効である。

[6−3.側パネルと天井パネルとの連結の第2変形例] 図5は、本実施形態の第2変形例を示したものであって、側パネル30と天井パネル40の連結部分の拡大図である。第2変形例では、天井パネル40の連結部41は本体部42の延長線上(同一平面上)に位置している。一方、側パネル30の連結部32は、本体部33から車幅方向外側に向かって屈曲するように形成されており、上方に面する接触面34を有している。そして、側パネル30と天井パネル40は、それぞれの連結部32、41(接触面34、43)が面合わせした状態で連結されている。第2変形例の場合、側パネル30がゲージ機能を果たし、天井パネル40を一定の高さ位置に配置することができる。

[6−4.側パネルと天井パネルとの連結の第3変形例] 図6は、本実施形態の第3変形例を示したものであって、側パネル30と天井パネル40の連結部分の拡大図である。第3変形例では、側パネル30と天井パネル40の連結部32、41はいずれも車幅方向外側上方に屈曲するように形成されている。また、側パネル30の連結部32には車幅方向内側上方に面する接触面34が形成されており、天井パネル40の連結部41には車幅方向外側下方に面する接触面43が形成されている。そして、側パネル30と天井パネル40は、それぞれの連結部32、41(接触面34、43)が面合わせした状態で連結されている。この場合には、天井パネル40は側パネル30の配置に対してゲージ機能を果たし、側パネル30は天井パネル40の配置に対してゲージ機能を果たすことができる。

[6−5.側パネルと天井パネルとの連結の第4変形例] 図7は、本実施形態の第4変形例を示したものであって、側パネル30と天井パネル40の連結部分の拡大図である。第4変形例では、側パネル30の連結部32は本体部33と異なる材料で形成されている。さらに、側パネル30の連結部32は、車幅方向外側でなく車幅方向内側に延びている。第4変形例では、天井パネル40及び側パネル30の本体部33が複合材板であり、連結部32は本体部33に接着された金属製の金具である。このような場合であっても、側パネル30は天井パネル40の配置に関してゲージ機能を果たすことができる。

[7.背面パネルの構成] 背面パネル50は、運転室101と客室を仕切るパネルである。背面パネル50は、剛性を有する板状の部材である。図2に示すように、本実施形態の背面パネル50は、客室側に位置する客室側板材51と運転室101側に位置する運転室側板材52によって主に構成されている。これらの板材51、52は、所定の間隔をおいて配置されている。各板材51、52の材料は特に限定されないが、例えば金属板と非発泡樹脂の板を積層した複合材板を使用することができる。図1に示すように、背面パネル50は、窓ガラス53を取り付けるための開口部54、及び運転室101と客室を行き来するための通路扉55を取り付けるための開口部56が形成されている。

また、図2に示すように、背面パネル50はその上方に連結部材57を有している。連結部材57は、客室側板材51と運転室側板材52の間に嵌め込まれる断面U字状の嵌め込み部58と、その嵌め込み部58から車両長手方向外側(運転室の内側)に水平に延びる連結部59とによって主に構成されている。また、連結部59は、下方に面する接触面60を有している。そして、背面パネル50と天井パネル40は、この連結部59の接触面60と天井パネル40の連結部41の接触面43(上面)とが面合わせした状態で連結されている。このように、背面パネル50と天井パネル40は、それらの連結部41、59(接触面43、60)が面合わせした状態で連結されているため、背面パネル50は天井パネル40の鉛直方向の配置に対してゲージとして機能を果たしている。

なお、仮に、側パネル30及び天井パネル40が図5の第2変形例のように構成されている場合には、側パネル30と背面パネル50がいずれも天井パネル40のゲージとして機能することとなり、側パネル30と背面パネル50の機能が重複することになる。これに対し、本実施形態では、天井パネル40が側パネル30のゲージとして機能し、背面パネル50が天井パネル40のゲージとして機能するため、各パネルのゲージ機能は重複せず、効率の良い組み合わせとなっている。なお、側パネル30と背面パネル50の連結については、面合わせした状態で連結するように構成してもよく、面合わせしないまま連結するように構成してもよい。

このように、内装パネルユニット20のうち、互いに隣接するパネル同士を連結することにより、運転室の室内空間を画定することができる。これにより、構体10に結合する前に、運転室の室内寸法(内部寸法)を確保することができる。また、内装パネルユニット20には、機器類を直接取り付けることができるので、内装パネルユニット20に実装後に構体10に搬入することができ、作業効率が向上する。

[8.内装パネルユニットと構体との取付] 次に、内装パネルユニット20と構体10との取付について説明する。上述のように、溶接により形成された構体10には溶接ひずみが発生するため、側パネル30と構体10の間、及び天井パネル40と構体10との間には位置調整が必要となる。具体的には、側パネル30と構体10の内部骨組み12との隙間、および天井パネル40と構体10の内部骨組み12との隙間にシム21が挿入される。内装パネルユニット20と構体10との間に、適当な数のシム21あるいは適当な板厚を有するシム21を挿入することにより、運転室101の構体10に対する位置を調整することができる。ただし、本実施形態では、シム21は内部骨組み12と内装パネルユニット20の隙間の全てに挿入されるわけではなく、必要に応じて、一部の隙間に挿入してもよい。例えば、側パネル30の開口部31周辺でいえば、開口部31周辺の4箇所にシム21が挿入され、そこに構体10と内装パネルユニット20を固定するための固定ボルト14が取り付けられている。上記のように、内部骨組み12は作業者の手が届く範囲である開口部付近に配置されているため、シム21の挿入すべき数や板厚の検討作業や、挿入作業が容易となる。 このように、運転室の室内寸法が確保された後、運転室の構体10に対する位置の調整作業を行うことができる。 なお、本実施形態では、従来に比べて構体10と各パネルとの接触箇所(ライナーの挿入箇所)はわずかとなっている。これは、本実施形態では、従来のように各パネルを支持すること(剥がれないようにすること)を目的としておらず、主に内装パネルユニット20の位置ずれを防止することを目的として、内装パネルユニット20を構体10に固定しているからである。

[9.段付きねじ座の構成] 段付きねじ座70は、所定の部材を固定するためのねじ孔が形成される部材である。図2及び図3に示すように、本実施形態では、側パネル30の車両長手方向外側(車両先端側)の2箇所に取り付けられている。ここで、図8は、段付きねじ座70の斜視図である。図8に示すように、段付きねじ座70は、固定部71と座部72とによって主に構成されている。固定部71は内装パネルユニット20(側パネル30)に取り付けられる部分であり、座部72を支えるようにして、座部72の両側に位置している。一方、座部72は、固定部71と一体に形成されているが、固定部71から室内側に離間しており、内装パネルユニット20との間に隙間が生じるように形成されている。なお、段付きねじ座70は、側パネル30が所定位置に設置される前に予め側パネル30に固定される。

本実施形態の段付きねじ座70は、例えば、図3に示すようなカバー部材22を取り付ける場合などに用いると有効である。このカバー部材22は、内装パネルユニット20と構体10の境界部分を隠すためのものであり、基端側が内装パネルユニット20側に位置し、先端側が構体10側に位置している。上記のように、溶接ひずみに起因して、内装パネルユニット20と構体10の相対位置は変化するため、カバー部材22を側パネル30の決まった位置に取り付けると、カバー部材22の先端と構体10との隙間は一定にならない。このような状況を防ぐためには、側パネル30を設置した後に、カバー部材22を固定するためのねじ孔を形成することが考えられる。しかしながら側パネル30に直接ねじ孔を形成すると、側パネル30と構体10の間に切り粉が落ちてしまうという問題が生じる。これに対し、本実施形態の段付きねじ座70を用い、座部72にねじ孔を開けるようにすれば、切り粉は側パネル30の表側(運転室側)に落ちるため、切り粉が側パネル30と構体10との間に落下する問題は生じない。なお、本実施の形態において、段付きねじ座70は、内装パネルユニット20とカバー部材22とを結合したが、内装パネルユニット20と機器類とを結合してもよいし、取り付ける対象はこれに限られない。

[10.各構成の効果] 以上のように、本実施の形態に係る鉄道車両の運転室は、側構体及び屋根構体と、側構体の内側に位置する一対の側パネルと、屋根構体の内側に位置する天井パネルと、運転室と客室とを仕切る背面パネルとを有する内装パネルユニットとを備え、前記複数のパネルの少なくとも1つには、当該パネルと側構体または屋根構体との位置を調整する調整部材を挿入可能な開口部が形成されており、隣接するパネル同士が連結されて運転室の室内空間が画定され、調整部材は、画定された運転室の側構体及び屋根構体に対する位置を調整する。

この構成により、パネル同士を連結することにより運転室の内部寸法が確保された後、これらのパネルを構体に結合すれば良い。そして、運転室の室内空間の構体に対する位置を調整部材により調整することができる。したがって、寸法精度を容易に確保しつつ、組立作業を効率的に行うことのできる鉄道車両の運転室を提供することができる。

本実施の形態に係る鉄道車両の運転室において、開口部は、出入口、窓開口、機器取付部、ねじ孔、作業孔の少なくともいずれか1つであってもよい。

この構成により、調整部材を挿入するための開口部を別途設ける必要がないため、作業工程を増大させることがなく利便性が高い。

本実施の形態に係る鉄道車両の運転室において、調整部材は、開口部の近傍のみに配置されてもよい。

この構成により、作業者は、開口部の近傍に調整部材を挿入することにより、画定された運転室の構体に対する位置を調整することができるので、従来よりも作業効率が向上する。

本実施の形態に係る鉄道車両の運転室において、各パネルは、隣接するパネル同士が面合せした状態で連結される連結部を有し、連結された側パネル、天井パネル及び背面パネルにより運転室の室内空間が画定されてもよい。

この構成により、パネル同士を連結することにより運転室を形成することができるので、作業が容易となり、また運転室の室内寸法を精度良く確保することができる。

本実施の形態に係る鉄道車両の運転室において、連結部は、室外側に向かって屈曲するように形成されてもよい。

この構成により、簡易な作業で運転室の室内寸法を確保することができる。

本実施の形態に係る鉄道車両の運転室において、内装パネルユニットには、電気機器及び当該電気機器を接続する配線が取り付けられてもよい。

この構成により、電気機器や配線の配置工事完了後に、画定された運転室を構体内に搬入して構体に取り付けることができるので、作業効率が向上し、また内装パネルユニットを構体に取り付ける際に、電気機器や配線を傷付けることがない。

本実施の形態に係る鉄道車両の運転室は、内装パネルユニットの室内側の表面に設けられたねじ座をさらに備え、ねじ座は、内装パネルユニットの表面に取り付けられた固定部と、固定部から室内側に向けて離間した座部とを有してもよい。

この構成により、内装パネルユニットにカバー部材や各種機器を取り付ける際に、ねじ孔等を形成する作業が発生した場合であっても、切り粉等が内装パネルユニットと構体との間に落下することがないので、車両品質を向上させることができるとともに、切り粉の清掃作業等の工程が発生することがない。

そして、本実施形態に係る鉄道車両は、上述した本実施形態に係る運転室を備えている。そのため、鉄道車両全体としてみても、組み立て作業を効率的に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について図を参照して説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

本発明によれば、組立作業を効率的に行うことができる。よって本発明は、鉄道車両の技術分野において有益である。

10 構体 15 側構体 16 屋根構体 20 内装パネルユニット 21 シム 30 側パネル 31 開口部 32 連結部 33 本体部 40 天井パネル 41 連結部 42 本体部 50 背面パネル 59 連結部 70 段付きねじ座 71 固定部 72 座部 100 鉄道車両 101 運転室