Dual-structure storage box for railway vehicle, and railway vehicle provided with the same

本発明は、機器ユニットを収容するための鉄道車両の二重構造型収納箱、及びそれを備える鉄道車両に関する。

鉄道車両では、運転席等の車室に様々な機器ユニットを備えており、これら機器ユニットは、特許文献１に記載される内装板のような収納箱（キセともいう）に収納されて設けられている。 このような収納箱は、例えばその内側に骨組みが溶接されており、この骨組みによって収納箱自体の剛性を高めている。 また、骨組みは、機器ユニットを設けるための機器受け機能を有しており、機器ユニットは、ボルト等の締結部材によって骨組みに固定されて収納箱の中に配置されている。 このように構成される収納箱は、鉄道車両の構造体に溶接されている。

鉄道車両の構造体は、ステンレスやアルミ等の金属から成る複数の板部材を溶接することによって組み立てられている。 それ故、溶接時の熱により板部材にひずみが生じるために構体の寸法精度が低い。 また、収納箱の骨組みも収納箱に溶接することによって固定されており、各々に溶接時の熱によるひずみが生じている。 それ故、機器ユニットを骨組みに締結するためのねじ孔をタップ加工によって事前に形成しておくと、構造体、収納箱、及び骨組みに生じる熱ひずみのために、機器ユニットの締結孔とねじ孔とが突き合わずに締結することができなかったり、機器ユニットが構造体や収納箱に干渉したりすることがある。

このような事態を避けるべく、収納箱を構造体に固定する際には、まず収納箱に骨組みを溶接し、次に収納箱を構造体に溶接する。 その後、機器ユニットの締結孔の位置に合わせてタップ加工によってねじ孔を骨組みに形成し、そして骨組みに機器ユニットを締結する。 更に、見た目を良くするために、収納箱の表面を塗装したりそこに化粧板を設けたりすることがある。

しかし、これらの作業（溶接、タップ加工、化粧仕上げ等）は順を追って行われるものであり、前の作業が終了しないと後の作業が行うことができない。 そのため、設置に多大な時間が消費されていた。

そこで本発明は、設置作業にかかる時間を改善することができる鉄道車両の二重構造型収納箱を提供することを目的としている。

本発明の鉄道車両の二重構造型収納箱は、機器ユニットを収納するためのものであって、前記鉄道車両の車体に固定され、且つ前記機器ユニットが設けられる機器受けケースと、前記機器受けケースと別体で構成され、前記機器受けケースを外側から覆ってその中に前記機器ユニットを収納する収納ケースとを備えるものである。

本発明に従えば、機器受けケースと収納ケースとが別体で構成されているので、機器受けケースと収納ケースとを溶接する際の熱ひずみが生じることなく、車体に機器受けケースを固定した後も機器受けケースの寸法精度を高く維持することができる。 これにより、車体側に予めタップ加工を施しておくことができる。 また、機器受けケースを車体に取り付けた後に収納ケースによって機器受けケースを外側から覆うだけで機器ユニットを収納ケース内に収納することができるので、収納ケースに予め化粧仕上げを行うことができる。 このように、タップ加工や化粧仕上げ等の作業を事前に行うことができるので、鉄道車両の二重構造型収納箱の設置作業にかかる時間を改善することができる。

本発明によれば、設置作業にかかる時間を改善することができる鉄道車両の二重構造型収納箱を提供することができる。

鉄道車両の運転室に備わる二重構造型収納箱を上方から見た平面図である。

図1に示す二重構造型収納箱を斜め上方から見た斜視図である。

図２の二重構造型収納箱を分解して示す斜視図である。

図３に示す機器受けケースを斜め上方から見た斜視図である。

図４に示す機器受けケースを分解して示す斜視図である。

図３に示す機器受けケースに機器受けを取り付けた状態を示す斜視図である。

図６に示す機器受けケースから機器受けを取り外した状態を示す斜視図である。

図３に示す収納ケースを下方から見た斜視図である。

以下では、前述する図面を参照しながら、本発明に係る実施形態の鉄道車両の二重構造型収納箱（以下、単に「収納箱」ともいう）１について説明する。 各実施形態における方向の概念は、鉄道車両（以下、単に「車両」ともいう）の進行方向を前方とし、前方を向いたときの方向の概念と一致している。 即ち、車両長手方向が前後方向に対応し、車幅方向が左右方向に対応している。 以下に説明する収納箱１は、本発明の一実施形態に過ぎない。 即ち、本発明は、以下のような実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

鉄道列車は、複数の鉄道車両を連結することによって構成されており、複数の車両のうち先頭に先頭車両２が位置しており、先頭車両２は、台車（図示せず）とその上に載せられた車体１０とによって構成されている。 車体１０は、床４を有しており、床４の左右両端側には、側構体５，６が立設されている。 また、側構体５，６の内側には、内装材１５，１６が夫々設けられており、側構体５，６の上部には、屋根構体（図示せず）が架設されている。 また、車体１０の前頭部には、先頭構体７が設けられており、この先頭構体７によって車体１０の前頭部が塞がれている。 また、車体１０の後側には、妻構体（図示せず）が設けられ、車体１０の後端部が妻構体によって塞がれている。

このように構成される車体１０の車内には、仕切板８が設けられており、車内が仕切板８によって先頭側に位置する運転室３と、後側に位置する客室９と仕切られている。 運転室３には、左側前方に運転台１１が配置されており、その後方に運転者が着席する運転席１２が設けられている。 また、運転室３の右側後方、具体的には側構体６及び仕切板８に近い右後方の隅には、収納箱１を配置するためのケース受け枠２１が配置されている。

［ケース受け枠］
ケース受け枠２１は、図１に示すように床４上に設けられており、２つのケース受け枠部材２１ａ，２１ｂを有している。 第１ケース受け枠部材２１ａは、平面視で大略Ｌ字状になっている。 第１ケース受け枠部材２１ａは、その一端面を側構体６に設けられている内装材１６に沿わせて位置決めされてそこに溶接され、他端面を仕切板８に沿わせて位置決めされてそこに溶接されている。 また、第１ケース受け枠部材２１ｂは、一端面付近に仕切板８の方へと突出する突出部２１ｃを有している。 そして、この突出部２１ｃの後方であって、その延長線上に第１ケース受け枠部材２１ａが設けられている。 第２ケース受け枠部材２１ｂは、前後方向に延在して平面視矩形状になっており、その後端面が仕切板８に沿わせて位置決めしてそこに溶接されるようになっている。

このように配置されるケース受け枠２１上には、収納箱１が載せられており、収納箱１をケース受け枠２１に締結すべくケース受け枠２１には、複数のタップ孔２４ａ〜２４ｆ（締結用孔）が形成されている。 本実施形態では、６つのタップ孔２４ａ〜２４ｆがケース受け枠２１に形成されており、第１タップ孔２４ａは、第２ケース受け枠部材２１ｂに形成され、第２〜第６タップ孔２４ｂ〜２４ｆは、第１ケース受け枠部材２１ａに形成されている。

複数のタップ孔２４ａ〜２４ｆは、例えば、従来の技術のケース受け枠にも形成されることがある。 従来技術のケース受け枠は、複数の部位に分割されており、各部位同士の位置を合わせながら互いに溶接するようになっている。 そのため、各部位同士を正確に位置合わせして設けることが難しく、溶接前にタップ加工しておくとタップ孔が正確な位置に配置されずに収納箱１がうまく締結できないという事態が生じる。 それ故、従来の技術では、ケース受け枠を予め溶接してからタップ加工を施すようになっている。 これにより、溶接後にタップ加工をしなければならず、またタップ加工時に生じる切りくずの清掃に多大な時間を消費する。

これに対して、ケース受け枠２１では、一体化されている第１ケース受け枠部材２１ａにタップ孔２４ｂ〜２４ｆを加工するので、溶接後もタップ孔２４ｂ〜２４ｆの位置関係がずれることがない。 それ故、車体１０に溶接する前にケース受け枠２１にタップ加工を施すことができる。 これにより、ケース受け枠２１の製造時に高い位置精度でタップ孔２４ｂ〜２４ｆを形成しておくことができ、且つ収納箱１の設置時間を短縮することができる。 また、切りくずの清掃の必要がないので、この点からも設置時間の短縮を図ることができる。 このように構成されるケース受け枠２１には、収納箱１が載せられて締結されている。

［二重構造型収納箱］
収納箱１は、後述する機器ユニット４１，４３を収納するための箱であり、図２に示すように大略直方体状に構成されている。 収納箱１は、図３に示すように機器受けケース２２と、収納ケース２３とを備えている。

［機器受けケース］
機器受けケース２２は、図４に示すようなケース本体２５を有している。 ケース本体２５は、下面、左右両面、及び背面を有する４面構造体であり、複数の開口を有するフレーム状の部材を組み付けることによって構成されている。 更に詳細に説明すると、ケース本体２５は、図５に示すように一対の側壁２６，２７を有している。 一対の側壁２６，２７は、上下方向に延在するフレーム状の部材であり、互いに対向するように且つ左右方向に間隔をあけて配置されている。 一対の側壁２６，２７の下端部は、他方の側壁２７，２６（即ち、内側）に向かって折り返されており、その折り返された部分によって取付足２８，２９が構成されている。 この取付足２８，２９は、床４の上面（より詳細には、ケース受け枠２１の上面）に沿って前後方向に延在しており、ケース受け枠２１の上に載せられている。 また、取付足２８，２９には、ケース受け枠２１のタップ孔２４ａ〜２４ｄに対応する位置に貫通孔（図示せず）が夫々形成されており、この貫通孔に通されたボルトがタップ孔２４ａ〜２４ｄに螺合されるようになっている。 このように構成される一対の側壁２６，２７には、機器受け板３０が架設されている。

機器受け部材である機器受け板３０は、左右方向に延在する平面視で大略矩形に形成されたフレーム状の部材である。 機器受け板３０の左右両端部は、上方に折り返されており、折り返された部分によって重ね代部３１，３２が構成されている。 この重ね代部３１，３２は、前後方向に延在しており、側壁２６，２７の内側面に沿うようにそこに重ねて配置されている。 このように重ねられた重ね代部３１，３２は、側壁２６，２７に夫々リベットやボルト等の締結部材により締結されると共にスポット溶接にて溶接され、一対の側壁２６，２７の間を架け渡すように配置されている。 このように配置された機器受け板３０は、取付足２８，２９と略平行に、且つ取付足２８，２９から上方に離して設けられている。 これにより、取付足２８，２９との間に配線用スペース３８が形成されている（図４参照）。

また、機器受け板３０の前端部が下方に折り返されており、機器受け板３０の後端部が上方に折り返されている。 この後端部の折り返されている部分が重ね代部３３を構成している。 更に、一対の側壁２６，２７の後端部もまた他方の側壁２７，２６の方（即ち、内側）に折り返されており、この折り返された部分によって重ね代部３４，３５が構成されている。 これら３つの重ね代部３３〜３５は、それらによって大略Ｕ字形状を形成するように配置されており、この３つの重ね代部３３〜３５には、それらに重ねて背面板３７が設けられている。

背面板３７は、正面視で大略矩形状のフレーム状部材であり、その左右両縁部及び下側縁部に３つの重ね代部３３〜３５が重なるように形成されている。 このように重ねられた重ね代部３３〜３５は、背面板３７にリベットやボルト等の締結部材により夫々締結されるか又はスポット溶接にて溶接されている。 これにより、背面板３７によってケース本体２５の背面が塞がれている。

このように互いに連結される一対の側壁２６，２７、機器受け板３０及び背面板３７は、入熱の少ないスポット溶接によって溶接される。 これにより、ケース本体２５に生じる溶接による熱ひずみを抑えることができる。 また、リベットやボルト等の締結部材によっても締結することができ、熱ひずみの発生を防ぐことができる。 このようにケース本体２５は、熱ひずみを抑えることができる構造になっており、熱ひずみの小さい４面構造体を構成することができる。

このように構成される４面構造体のケース本体２５は、その前面及び上面が開放されており、図６に示すようにその中に第１機器ユニット４１が納められている。 この第１機器ユニット４１は、ケース本体２５の内部空間と略同形状（大略直方体状）に形成されている機器であり、機器受け板３０に載せられて一対の側壁２６，２７にボルトによって締結されている。

更に詳細に説明すると、ケース本体２５を構成する一対の側壁２６，２７は、後側部分２６ａ，２７ａがその残余部分に比べて上方に突出するように構成されている。 そして、この後側部分２６ａ，２７ａの前端は、他方の側壁２７，２６の方（即ち、内側）へと折り返されており、この折り返された部分によって上側取付部２６ｂ、２７ｂが構成されている。 同様に、一対の側壁２６，２７における残余部分の前端も他方の側壁２７，２６の方（即ち、内側）へと折り返されており、この折り返された部分によって下側取付部２６ｃ、２７ｃが構成されている。 そして、第１機器ユニット４１は、図７に示すように上側取付部２６ｂ、２７ｂ及び下側取付部２６ｃ，２７ｃに対応する位置に取付重ね代部４１ａ〜４１ｄを有しており、これら取付重ね代部４１ａ〜４１ｄが上側取付部２６ｂ、２７ｂ及び下側取付部２６ｃ，２７ｃに夫々重なるようにケース本体２５内に収められている。 そして、取付重ね代部４１ａ〜４１ｄが上側取付部２６ｂ、２７ｂ及び下側取付部２６ｃ，２７ｃに夫々締結されている。 このように第１機器ユニット４１が取り付けられているケース本体２５の後側部分２６ａ，２７ａには、それらを架け渡すように機器取付板４２が設けられている。

機器取付板４２は、図６及び図７に示すように平面視で大略Ｓ字形状のフレーム状の部材であり、その左側部分が後側に突出し、右側部分が前方に突出している。 また、機器取付板４２の左右両端部は、夫々前後方向に平行になっており、その下端部が下方に突出している。 この下端部は、一対の側壁２６，２７における後側部分２６ａ，２７ａの上部まで突出しており、その上部の外側にリベット又はボルト等の締結部材によって締結されている。 これにより、機器取付板４２が一対の側壁２６，２７の上部に立設されている。 このように立設されている機器取付板４２の後面には、第２機器ユニット４３が取り付けられている。

第２機器ユニット４３は、大略直方体状に形成されている機器本体４３ａを有しており、機器本体４３ａは、その背面４３ｂ（図５では、前面に相当）を機器取付板４２の左側部分の後面に当接させて機器取付板４２に締結されている。 また、第２機器ユニット４３は、機器本体４３ａと配線４３ｃによって接続されている機器部材４３ｄを有しており、この機器部材４３ｄが機器取付板４２の右側部分に収められてその後面に締結されている。 このように後面に第２機器ユニット４３が取り付けられた機器取付板４２の前面には、機器受け台４４が設けられている。

機器受け台４４は、一対の支持部４５，４６を有している。 支持部４５，４６は、側面視で大略Ｌ字状になっており、その下部側に位置する支持部分４５ａ，４６ａが機器取付板４２から前方に突出するように機器取付板４２に設けられている。 これら支持部分４５ａ、４６ａの上面には、支持板４７が載せて固定されている。 支持板４７は、左右方向に延在するフレーム状の部材であり、一対の支持部４５，４６に架け渡すように設けられている。 このように構成される機器受け台４４は、ケース本体２５より上方に位置しており、ケース本体２５内に収まっている第１機器ユニット４１に当たらないようになっている。

次にこのように構成される機器受けケース２２の取付について説明する。 機器受けケース２２では、まずケース本体２５が組み立てられ（即ち、先組みを行う）、そして組み立てたケース本体２５がケース受け枠２１の上に載せられる。 この際、ケース本体２５の取付足２８，２９に形成される貫通孔とケース受け枠２１に形成されるタップ孔２４ａ〜２４ｄが突き合わされるようにケース受け枠２１上にケース本体２５が位置決めされる。

ケース本体２５では、各部材２６，２７，３０，３７に重ね代部３１〜３５を形成し、この重ね代部３１〜３５に高い位置精度で締結用孔が形成されている。 前述するように、各部材２６，２７，３０，３７を組み立てる際の溶接箇所を最小限に抑えることができるので、組み立て時に生じるケース本体２５の熱ひずみを抑えることができ、貫通孔を高い位置精度で配することができる。 また、ケース受け枠２１では、上述するように製造時に高い位置精度でタップ孔２４ａ〜２４ｄが形成されて配されている。 即ち、各タップ孔２４ａ〜２４ｄ及び取付足２８，２９の各貫通孔（図示せず）が共に高い位置精度にて配されているので、これらを確実に突き合わすことができる。 それ故、貫通孔とタップ孔２４ａ〜２４ｄとを突き合わせることができずに、タップ孔２４ａ〜２４ｄを再度形成しなければならないことを防ぐことができ、突き合わすのに要する時間を短縮することができる。

前述のように各タップ孔２４ａ〜２４ｄと各貫通孔とを突き合わせた後は、ボルトを貫通孔に通してタップ孔２４ａ〜２４ｄに夫々螺合させる。 これにより、ケース本体２５がケース受け枠２１に締結され、ケース本体２５がケース受け枠２１を介して床４に固定される。 なお、ケース本体２５には機器取付板４２及び機器受け台４４が取り付けられるが、これら機器取付板４２及び機器受け台４４の取り付けは、ケース本体２５をケース受け枠２１に締結する前及び締結した後のどちらであってもよい。

このようにしてケース受け枠２１に締結された機器受けケース２２には、図６に示すようにケース本体２５の中に第１機器ユニット４１が収容されてそこに締結され、更に機器取付板４２の後面に第２機器ユニット４３が取り付けられる。 また、ケース本体２５には、取付足２８，２９と機器受け板３０との間に配線用スペース３８が形成されており、そこには、運転室３に設けられる各装置から延びる配線（図示せず）が配置されている。 そして、この配線用スペース３８にて前記配線と第１機器ユニット４１及び第２機器ユニット４３から延びる配線とが接続されている。 なお、第１機器ユニット４１及び第２機器ユニット４３から延びる配線は、フレーム状に形成される各部材２６，２７，３０，３７の開口から機器受けケース２２の外側へと取り出すことができ、第１機器ユニット４１及び第２機器ユニット４３から延びる配線が取り出しやすくなっている。 このようにして機器ユニット４１，４３が取り付けけられる機器受けケース２２の外側には、それと別体で構成された収納ケース２３が設けられている。

［収納ケース］
収納ケース２３は、前面、上面、及び左面を有する３面構造体であり、図２及び図８に示すように前面を構成する前側板部５１と、上面を構成する上側板部５２と、左面を構成する左側板部５３とを有している。 前側板部５１は、正面視で上下方向に延在する大略矩形状になっており、機器受けケース２２より高く、且つ幅広に形成されている。 前側板部５１の下端側には、点検用窓５４が形成されており、更にこの点検用窓５４を開閉すべく点検用扉５５が設けられている。 この点検用窓５４は、正面視で大略矩形状になっており、点検用扉５５は、この点検用窓５４と略同一形状に形成されている。 また、点検用窓５４の上側には、操作具用窓５６及び表示機器用窓５７が形成されている。 操作具用窓５６及び表示機器用窓５７は、正面視で大略矩形状になっており、そこから操作機器５８及び表示機器５９の一部分が露出している。

操作機器５８は、操作ボタンなどの操作具５８ａを備えており、この操作具５８ａが操作具用窓５６から外側に露出するように前側板部５１の裏側面（即ち、後側の面）に設けられている。 また、表示機器５９は、表示灯やディスプレイ等の表示部５９ａを備えており、この表示部５９ａが表示機器用窓から外側に露出するよう前側板部５１の裏側面に設けられている。 このように設けられた機器５８，５９は、収納ケース２３自体の剛性を向上させている。

また、前側板部５１の上端部には、上側板部５２が一体的に設けられている。 上側板部５２は、前側板部５１の上端部から後方に延在しており、その奥行き及び幅が機器受けケース２２のそれらより長くなっている。 また、前側板部５１及び上側板部５２の左端部には、左側板部５３が一体的に設けられている。 左側板部５３は、側面視で大略矩形状になっており、その高さが前側板部５１の高さと略一致し、且つ奥行きが上側板部５２の奥行きと略一致している。

このように構成される収納ケース２３は、下端部、右端部、及び背面部が夫々内側へと折り返されており、この折り返された部分が取付部６１〜６３を構成している。 下端部の取付部６１は、ケース受け枠２１に沿うように形成されている。 また、下端部の取付部６１には、ケース受け枠２１のタップ孔２４ｅ〜２４ｆに対応する位置に図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔にボルトを通してそのボルトをタップ孔２４ｅ〜２４ｆに螺合することで収納ケース２３がケース受け枠２１に締結されるようになっている。 また、右端部の取付部６２は、側構体６の内装材１６に対向するように形成され、背面部の取付部６３は、仕切板８に対向するように形成されている。 これらの取付部６２，６３にも貫通孔が形成されており、この貫通孔に通されたボルトで収納ケース２３が内装材１６及び仕切板８に締結されている。

このように構成される収納ケース２３は、ケース受け枠２１に機器受けケース２２を固定して機器ユニット４１，４３を取り付けた後、機器受けケース２２を覆うように被せられる。 被せられた収納ケース２３は、下端部の貫通孔がケース受け枠２１のタップ孔２４ｅ〜２４ｆ上に位置するように位置決めする。 そうすると、右端部の取付部６２が内装材１６に対向し、背面部の取付部６３が仕切板８に対向する。 収納ケース２３は、機器受けケース２２より高さ、幅、及び奥行きが長いので、前述のように配置されると機器受けケース２２を覆って収納ケース２３内に機器ユニット４１，４３を収納する。 このように収納ケース２３は、機器ユニット４１，４３を収納した状態でケース受け枠２１、内装材１６及び仕切板８にボルトによって締結されて固定される。

このように収納ケース２３は、機器受けケース２２を覆うように配置してケース受け枠２１、内装材１６及び仕切板８に締結するような構成であるので、設置する前に塗装等の化粧加工を施すことができる。 これにより、設置時間を短縮することができる。 また、収納ケース２３は、内装材１６、仕切板８及びケース受け枠２１に取り合うことで直方体状の構造体を構成しており、これにより収納ケース２３全体の剛性を向上させることができる。 これにより、収納ケース２３の骨組みをなくしつつ、収納ケース２３の全体の剛性を保つようになっている。

［その他の実施形態］
本実施形態では、機器受けケース２２が４面構造で構成されているが、下面と一側面だけを有する２面構造や下面と両側面を有する３面構造であってもよい。 また、機器受けケース２２は、上面を除く下面、前後両面、及び左右両面を有する５面構造であってもよい。

また、本実施形態では、運転室３に備わる機器ユニットを収納する収納箱１について説明したが、運転機器類を収容する運転台１１に適用してもよい。 また、運転室３に備わる機器ユニットに限定されず、客室や出入り台に備わる機器ユニットを収納する収納箱であってもよい。 また、本実施形態では、ケース受け枠２１を介して床４に固定される収納箱について説明したが、天井面に固定される収納箱に適用してもよい。 また、収納ケース２３は、側構体６側の内装材１６に締結されているが、側構体６に締結するような構造であってもよい。

更に、本実施形態では、機器受けケース２２をフレーム状の部材で構成しているが、単なる板状部材で構成してもよい。 また、本実施形態では、収納ケース２３の取付部６２，６３は内装材１６及び仕切板８に夫々締結されているが、スポット溶接によってそれらの部材１６，８に溶接するようにしてもよい。 スポット溶接を用いることで溶接箇所を最小限に抑えることができ、収納ケース２３に生じる熱ひずみを抑えることができる。

１ 収納箱 ２ 先頭車両 ４ 床構体 ８ 仕切板 １０ 車体 １６ 内装材 ２１ ケース受け枠 ２２ 機器受けケース ２３ 収納ケース ２４ａ〜２４ｆ タップ孔 ２８，２９ 取付足 ３０ 機器受け板 ３１，３２ 重ね代部 ４１ 機器ユニット ４３ 第２機器ユニット ５８ 操作機器 ５８ａ 操作具 ５９ 表示機器 ５９ａ 表示部