屋根構体
【課題】製造容易性を阻害することなく、強度を極力均一なものとし、雨水が溜まったとしても乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供すること。
【解決手段】この屋根構体ＣＢは、主板Ｐ及び凸部Ｗを有し、凸部Ｗは、長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部Ｗａａと平坦な第一平坦部Ｗａｂとを有する第一凸部群Ｗａと、それとは異なる位置に長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部Ｗｂａと平坦な第二平坦部Ｗｂｂとを有する第二凸部群Ｗｂと、を有し、主板Ｐの一方の側構体側から他方の側構体側を見通した場合に、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと重なる位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと重なる位置に形成されている。
【解決手段】この屋根構体ＣＢは、主板Ｐ及び凸部Ｗを有し、凸部Ｗは、長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部Ｗａａと平坦な第一平坦部Ｗａｂとを有する第一凸部群Ｗａと、それとは異なる位置に長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部Ｗｂａと平坦な第二平坦部Ｗｂｂとを有する第二凸部群Ｗｂと、を有し、主板Ｐの一方の側構体側から他方の側構体側を見通した場合に、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと重なる位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと重なる位置に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体に関する。
【背景技術】
【０００２】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体が広く知られている。このような鉄道車両構体として、外板と骨組みと外板補強部材とからなる構体や、外板と一体プレス成形内板とからなる構体や、いわゆるダブルスキンタイプの構体等が知られている。
【０００３】
尚、本明細書において、鉄道車両構体とは、鉄道車両のボディを構成するものであって、主に鉄道車両ボディの側面を構成する側構体と、主に鉄道車両ボディの屋根を構成する屋根構体と、主に鉄道車両ボディの端面を構成する妻構体とを備えるものとして説明している。側構体、屋根構体、及び妻構体は、単数又は複数の外板を有しており、その外板に対して適宜補強部材が取り付けられるものである。
【０００４】
側構体、屋根構体、及び妻構体は、それぞれに求められる機能や強度に応じて、様々な構造が採用されうるものである。下記特許文献１に記載されている屋根構体は、外板に突出部を設けて強度を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
より具体的に従来の屋根構体について説明すると、一例としての屋根構体は、長手方向（レールの延伸方向、鉄道車両の進行方向）において三分割されており、中央のセクションに空調装置が載置されている。中央のセクションを挟む一端側のセクション及び他端側のセクションは、板材によって湾曲面が連続するように構成されている。
【０００７】
この一端側のセクション及び他端側のセクションの剛性を確保するため、断面に凹凸のある波板材が用いられていた。この波板材の凹凸は長手方向に延びており、凹部には雨水が溜まりやすいものである。
【０００８】
鉄道車両が駅のプラットホームなどで停車すると、溜まっている雨水が凹部を伝って鉄道車両の一端側又は他端側に流れ、まとめて一端側又は他端側から落水する。このように一端側又は他端側から落水する雨水は、乗務員や乗客にかかってしまうことがあり、その範囲において快適なものではなかった。
【０００９】
そこで、一端側のセクション及び他端側のセクションにおいて、断面に凹凸の無い平板材と、断面に凹凸のある波板材とを長手方向において交互に配置することが行われている。図４に示されるように、屋根構体ＲＢｆは、中央セクションｆＣＳと、一端側セクションｆＳＳａと、他端側セクションｆＳＳｂとによって構成されている。
【００１０】
中央セクションｆＣＳは、平板ＦＰｆａに開口が設けられ、空調装置ＡＣｆが取り付けられている。一端側セクションｆＳＳａは、端から中央セクションｆＣＳに向けて、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆと、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆとが繋げられている。他端側セクションｆＳＳｂは、端から中央セクションｆＣＳに向けて、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆと、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆとが繋げられている。従って、波板ＷＰｆに溜まった水は、平板ＦＰｆを通路として鉄道車両の側部に流れるように構成されている。
【００１１】
上述した屋根構体ＲＢｆでは、平板ＦＰｆと波板ＷＰｆとを繋げる必要があり、その接続部分では波板ＷＰｆの端部を潰して凹凸を無くし、波板ＷＰｆと接合している。従って、波板ＷＰｆの端部を潰しつつ、平板ＦＰｆと接合する作業が必要となり、その製造過程は煩雑なものであった。
【００１２】
また、強度的な観点からは、平板ＦＰｆの領域における強度よりも、波板ＷＰｆの領域における強度が高くなっており、屋根構体ＲＢｆ全体でみた場合には均一な強度を確保することが難しいものであった。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、製造容易性を阻害することなく、強度を極力均一なものとし、雨水が溜まったとしても乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係る屋根構体は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、鉄道車両の一対の側構体及び一対の妻構体を繋ぐ主板と、前記主板の外表面に形成される凸部と、を備える。前記凸部は、鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部と当該複数の第一凸部間に形成される平坦な第一平坦部とを有する第一凸部群と、前記第一凸部とは異なる位置に鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部と当該複数の第二凸部間に形成される平坦な第二平坦部とを有する第二凸部群と、を有している。前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、前記第一平坦部は前記第二凸部と重なる位置に形成され、前記第二平坦部は前記第一凸部と重なる位置に形成されている。
【００１５】
本発明では、第一凸部群を構成する第一凸部も、第二凸部群を構成する第二凸部も共に、鉄道車両の長手方向に沿って断続的に形成されているので、個々の第一凸部及び第二凸部の長さを短く形成することが可能となり、従来のように波板と平板とを交互に接続するといった手法を採用せずに製造することが可能となる。
【００１６】
第一凸部及び第二凸部は、断続的に突出するように形成され、それらの間には第一平坦部及び第二平坦部が形成されていることで主板と同じ面を形成しているので、第一凸部及び第二凸部の領域に溜まった水が第一平坦部及び第二平坦部を通って排水される。排水する機能を有する第一平坦部及び第二平坦部は、散在するように形成されているので、一箇所に排水が集中することがない。従って、乗務員や乗客に大量の排水が降りかかるような事態を確実に回避することができる。
【００１７】
更に、主板の一方の側構体側から他方の側構体側を見通した場合に、第一平坦部は第二凸部と重なる位置に形成され、第二平坦部は第一凸部と重なる位置に形成されているので、第一凸部及び第二凸部は、交互にいわゆる千鳥状に形成されている。換言すれば、鉄道車両の長手方向と直交する幅方向（個々の枕木が延在する方向、横方向）においては、第一平坦部及び第二平坦部が繋がって一方の側構体側から他方の側構体側に至る平坦な領域が形成されないように構成されている。従って、鉄道車両の幅方向を部分的に捉えた場合にも、局所的に強度が大きくなったり小さくなったりしている領域を形成することなく、一様な強度の屋根構体を提供することができる。
【００１８】
また本発明に係る屋根構体では、前記第一凸部群において、前記第一凸部が形成されている長さは前記第一平坦部が形成されている長さよりも長く、前記第二凸部群において、前記第二凸部が形成されている長さは前記第二平坦部が形成されている長さよりも長いことも好ましい。
【００１９】
この好ましい態様では、第一凸部及び第二凸部は、第一平坦部及び第二平坦部よりも長く形成されているので、排水のための通路を確保しつつ屋根構体の十分な強度を確保することができる。
【００２０】
さらに本発明に係る屋根構体では、前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、前記第一凸部の端部は、前記第二凸部の端部と重なる位置に形成され、前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重ならない位置における主板の第一板幅長は、前記主板の成形限界長よりも短く形成され、前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重なる位置における前記主板の第二板幅長は、前記主板の第一板幅長と同じ長さに形成されてなることも好ましい。
【００２１】
この好ましい態様では、主板の第一板幅長は主板の成形限界長よりも短くなるように形成され、しかも、第一凸部の端部が第二凸部の端部と重なる位置における主板の第二板幅長は、主板の第一板幅長と同じ長さとなるように形成されるので、主板に形成される第一凸部の数や第二凸部の数の如何を問わず、主板の板幅長を成形限界長の範囲内で一定に維持でき、主板が伸長することに伴って発生する破断の発生を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、製造容易性を阻害することなく、強度を極力均一なものとし、雨水が溜まったとしても乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る屋根構体を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面及びＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】従来例に係る屋根構体を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る屋根構体の変形例を示す平面拡大図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。図１に示すように、鉄道車両構体ＢＤは、床構体ＦＢと、屋根構体ＣＢと、側構体ＳＢと、妻構体ＥＢとが互いに接合されて構成されている。床構体ＦＢは、鉄道車両構体ＢＤの床部を構成する部分である。屋根構体ＣＢは、鉄道車両構体ＢＤの屋根部を構成する部分である。
【００２６】
側構体ＳＢは、鉄道車両構体ＢＤの側部を構成する部分であって、左右対称に一対設けられている。妻構体ＥＢは、鉄道車両構体ＢＤの端部を構成する部分であって、前方の端部と後方の端部とに一対設けられている。
【００２７】
側構体ＳＢは、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＵＰと、側構体ブロックＳＢａと、側構体ブロックＳＢｂと、窓ユニットＷＵａと、窓ユニットＷＵｂとを有している。ドアユニットＤＵは、鉄道車両構体ＢＤの出入り口を構成するユニットであって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）４個設けられている。ドア上部パネルＤＵＰは、ドアユニットＤＵの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合される部分である。
【００２８】
側構体ブロックＳＢａは、妻構体ＥＢとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）２個設けられている。側構体ブロックＳＢａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとを備えている。窓ユニットＷＵａは、側構体ブロックＳＢａに配置される窓を構成するユニットである。
【００２９】
幕パネルＵＰａは、窓ユニットＷＵａの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰａは、妻構体ＥＢと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。
【００３０】
吹寄パネルＭＰｂは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。腰パネルＬＰａは、窓ユニットＷＵａの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとによって囲まれている。
【００３１】
側構体ブロックＳＢｂは、ドアユニットＤＵとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）３個設けられている。側構体ブロックＳＢｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとを備えている。窓ユニットＷＵｂは、側構体ブロックＳＢｂに配置される窓を構成するユニットである。
【００３２】
幕パネルＵＰｂは、窓ユニットＷＵｂの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰｃは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵｂとの間に配置されるパネルである。
【００３３】
腰パネルＬＰｂは、窓ユニットＷＵｂの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとによって囲まれている。
【００３４】
続いて、屋根構体ＣＢについて図２を参照しながら説明する。図２は、屋根構体ＣＢを示す平面図である。図２においては、紙面が延びる平面にｘ軸及びｙ軸を設定し、紙面を貫く方向にｚ軸を設定している。ｘ軸は鉄道車両の長手方向（レールの延伸方向、鉄道車両の進行方向）に沿うように設定し、ｙ軸は鉄道車両の幅方向（個々の枕木が延在する方向、横方向）に沿うように設定している。
【００３５】
図２に示すように、屋根構体ＣＢは、長手方向（ｘ方向）において三分割されており、中央セクションＣＳに空調装置ＡＣが載置されている。中央セクションＣＳを挟む一端側セクションＳＳａ及び他端側セクションＳＳｂは、主板Ｐによって湾曲面が連続するように構成されている。
【００３６】
主板Ｐは、鉄道車両の一対の側構体ＳＢ（図１参照）及び一対の妻構体ＥＢ（図１参照）を繋ぐように構成されている。本実施形態の場合、主板Ｐは、５〜８ｍｍ程度の金属板が用いられることが好ましい。
【００３７】
主板Ｐの外表面には、凸部Ｗが形成されている。凸部Ｗは、第一凸部群Ｗａと、第一凸部群Ｗａに隣接する第二凸部群Ｗｂとを有している。本実施形態の場合、第一凸部群Ｗａと第二凸部群Ｗｂとが交互に配置されている。本実施形態の場合は、第一凸部群Ｗａと第二凸部群Ｗｂとは、互いに等間隔に交互に配置されているが、第一凸部群Ｗａと第二凸部群Ｗｂとが異なる位置に配置されていれば必ずしも互いに等間隔である必要はない。
【００３８】
第一凸部群Ｗａは、長手方向（ｘ方向）に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部Ｗａａと、これら複数の第一凸部Ｗａａ間に形成される平坦な第一平坦部Ｗａｂとを有している。本実施形態の場合、第一凸部Ｗａａの幅は１０〜１５ｍｍ程度に形成され、個々の第一凸部Ｗａａの長さは８００〜１０００ｍｍ程度に形成されることが好ましい。また、本実施形態の場合、第一平坦部Ｗａｂの長さは、９０〜１２０ｍｍ程度に形成されることが好ましい。換言すれば、第一平坦部Ｗａｂが設けられる間隔（ピッチ）は、４５０〜５５０ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００３９】
第二凸部群Ｗｂは、長手方向（ｘ方向）に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部Ｗｂａと、これら複数の第二凸部Ｗｂａ間に形成される平坦な第二平坦部Ｗｂｂとを有している。本実施形態の場合、第二凸部Ｗｂａの幅は１０〜１５ｍｍ程度に形成され、個々の第二凸部Ｗｂａの長さは８００〜１０００ｍｍ程度に形成されることが好ましい。また、本実施形態の場合、第二平坦部Ｗｂｂの長さは、９０〜１２０ｍｍ程度に形成されることが好ましい。換言すれば、第二平坦部Ｗｂｂが設けられる間隔（ピッチ）は、４５０〜５５０ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００４０】
本実施形態において、主板Ｐの一方の側構体ＳＢ（図１参照）から他方の側構体ＳＢ（図１参照、図１に示されている側構体ＳＢとは反対側であって、図１には明示されていない側構体ＳＢ）を見通した場合に、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと重なる位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと重なる位置に形成されている。従って、第一凸部Ｗａａと第二凸部Ｗｂａとは交互に配置され、いわゆる千鳥状に配置されている。また、第一平坦部Ｗａｂと第二平坦部Ｗｂｂとは交互に配置され、いわゆる千鳥状に配置されている。
【００４１】
図２のＩ−Ｉ断面及びＩＩ−ＩＩ断面を図３に示す。図３において、（Ａ）は図２のＩ−Ｉ断面を示し、（Ｂ）は図２のＩＩ−ＩＩ断面を示している。図３の（Ａ）に示すように、隣接する第一凸部Ｗａａと第一凸部Ｗａａとの間に、第二平坦部Ｗｂｂが形成されている。従って、隣接する第一凸部Ｗａａと第一凸部Ｗａａとの間に溜まった雨水は、その間の第二平坦部Ｗｂｂを通って外側の第一凸部Ｗａａ側に流れる。
【００４２】
図３の（Ｂ）に示すように、隣接する第二凸部Ｗｂａと第二凸部Ｗｂａとの間に、第一平坦部Ｗａｂが形成されている。従って、隣接する第二凸部Ｗｂａと第二凸部Ｗｂａとの間に溜まった雨水は、その間の第一平坦部Ｗａｂを通って外側の第二凸部Ｗｂａ側に流れる。
【００４３】
同じ第一凸部群Ｗａに属する第一凸部Ｗａａと第一凸部Ｗａａとの間には第一平坦部Ｗａｂが形成されているので、上述したように屋根構体ＣＢの中央から外側に流れる雨水は、第一平坦部Ｗａｂを通って外側に流れる。同様に、同じ第二凸部群Ｗｂに属する第二凸部Ｗｂａと第二凸部Ｗｂａとの間には第二平坦部Ｗｂｂが形成されているので、上述したように屋根構体ＣＢの中央から外側に流れる雨水は、第二平坦部Ｗｂｂを通って外側に流れる。このように、屋根構体ＣＢに溜まった雨水は、互い違いに配置されている第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂを通って排水される。
【００４４】
尚、図３においては、図面の理解を容易にするため、主板Ｐから一体的に第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａが延出しているように描いているけれども、第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａの形成態様はこのようなものに限定されるものではない。例えば、板材をプレスして、主板Ｐの湾曲と第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａとを同時に成形することも好ましい態様である。
【００４５】
本実施形態では、第一凸部群Ｗａを構成する第一凸部Ｗａａも、第二凸部群Ｗｂを構成する第二凸部Ｗｂａも共に、鉄道車両の長手方向（図２におけるｘ方向）に沿って断続的に形成されているので、個々の第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａの長さを短く形成することが可能となり、従来のように波板と平板とを交互に接続するといった手法を採用せずに製造することが可能となる。
【００４６】
第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａは、断続的に突出するように形成され、それらの間には第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂが形成されていることで主板Ｐと同じ面を形成しているので、第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａの領域に溜まった水が第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂを通って排水される。排水する機能を有する第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂは、散在するように形成されているので、一箇所に排水が集中することがない。従って、乗務員や乗客に大量の排水が降りかかるような事態を確実に回避することができる。
【００４７】
更に、主板Ｐの一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側を見通した場合に、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと重なる位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと重なる位置に形成されている。主板Ｐは湾曲しているので、その湾曲面の接線に沿って見通せば、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと対応する位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと対応する位置に形成されている。第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａは、交互にいわゆる千鳥状に形成されている。
【００４８】
換言すれば、鉄道車両の長手方向（ｘ方向）と直交する幅方向（ｙ方向）においては、第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂが繋がって一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側に至る平坦な領域が形成されないように構成されている。従って、鉄道車両の幅方向（ｙ方向）沿って分割し、屋根構体ＣＢを部分的に捉えた場合にも、局所的に強度が大きくなったり小さくなったりしている領域を形成することなく、一様な強度の屋根構体ＣＢを提供することができる。
【００４９】
また本実施形態に係る屋根構体ＣＢでは、第一凸部群Ｗａにおいて、第一凸部Ｗａａが形成されている長さは第一平坦部Ｗａｂが形成されている長さよりも長く、第二凸部群Ｗｂにおいて、第二凸部Ｗｂａが形成されている長さは第二平坦部Ｗｂｂが形成されている長さよりも長いように形成されている。このように、第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａは、第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂよりも長く形成されているので、排水のための通路を確保しつつ屋根構体ＣＢの十分な強度を確保することができる。
【００５０】
ここで、屋根構体ＣＢを構成する主板Ｐにおいて、凸部Ｗが形成された主板Ｐ、すなわち、加工後の主板Ｐの板幅長（ｙ方向の長さ）というのは、主板Ｐを構成する材料の成形限界によって決定されるものである。このため、主板Ｐに凸部Ｗを形成する際には、成形限界を考慮する必要がある。そこで、かかる事情を考慮して形成された、変形例としての屋根構体ＣＢ’について説明する。なお、成形限界とは、材料を破断させることなく、その材料を伸長して成形する境をいう。
【００５１】
図５は、本実施形態に係る屋根構体ＣＢの変形例を示す平面拡大図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。変形例である屋根構体ＣＢ’は、第一凸部Ｗ’ａａ及び第二凸部Ｗ’ｂａのそれぞれの端部Ｗ’ａａｔ，Ｗ’ｂａｔが、長手方向（ｘ方向）に向って先細りに形成されていること以外は、本実施形態に係る屋根構体ＣＢと同様に構成されたものである。
【００５２】
図５に示すように、主板Ｐ’の一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側を見通した場合に、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔは、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔと重なる位置に形成されている。
【００５３】
ここで、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔが、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔと重ならない位置（つまり、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃ）における主板Ｐ’の板幅長（第一板幅長）Ｌｗａは、主板Ｐ’の成形限界長Ｌｗ ｍａｘよりも短く形成されている。主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａは、主板Ｐ’の断面において、一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側までを主板Ｐ’の形状に沿って通る板厚ｔの中心長（図６参照）である。
【００５４】
例えば、主板Ｐ’を構成する材料が、加工前の主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｚに対して２０％の伸びまで許容できるとし、加工後の主板Ｐ’の板幅長を、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃの主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａとすれば、
Ｌｗａ＜Ｌｗ ｍａｘ （１）
が成立すれば良い。Ｌｗ ｍａｘは、成形限界長である。成形限界長は、材料を破断させることなく、その材料を伸長できる長さの限界をいう。また、成形限界長Ｌｗ ｍａｘは、
Ｌｗ ｍａｘ＝１．２×Ｌｗｚ （２）
である。なお、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃの板幅長Ｌｗｂ（図７参照）においても、式(１)，（２）が成立する。
【００５５】
図５及び図６に示すように、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔは、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃよりも、平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成されている。同様に、図５及び図７に示すように、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔも、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃよりも平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成されている。
【００５６】
このように端部Ｗ’ａａｔ，Ｗ’ｂａｔの形状を調整することにより、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔが第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔと重なる位置における主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｂは、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃの主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａと同じ長さ、すなわち、Ｌｗｂ＝Ｌｗａとなるように形成することができる。なお、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｂは、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃの主板Ｐ’の板幅長（図示せず）とも同じ長さである。
【００５７】
このように屋根構体ＣＢ’は、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃにおける主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａは、主板Ｐ’を構成する材料の成形限界長Ｌｗ ｍａｘよりも短くなるように形成されるので、加工後の主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａを成形限界長Ｌｗ ｍａｘの範囲内で一定に維持でき、主板Ｐ’が伸長することに伴って発生する破断の発生を確実に防止することができる。
【００５８】
しかも、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔは第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃよりも、平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成され、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔも、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃよりも、平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成されているので、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｂは、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａと同じ長さとなるように形成することができる。従って、第一凸部Ｗ’ａａ及び第二凸部Ｗ’ｂａが形成される位置及び／又は数の如何を問わず、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａ，Ｌｗｂを成形限界長Ｌｗ ｍａｘの範囲内で一定に維持でき、主板Ｐ’が伸長することに伴って発生する破断の発生を確実に防止することができる。
【００５９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
ＡＣ：空調装置
ＡＣｆ：空調装置
ＢＤ：鉄道車両構体
ＣＢ，ＣＢ’：屋根構体
ＣＳ：中央セクション
ＤＵ：ドアユニット
ＤＵＰ：ドア上部パネル
ＥＢ：妻構体
ＦＢ：床構体
ｆＣＳ：中央セクション
ＦＰｆ：平板
ＦＰｆａ：平板
ｆＳＳａ：一端側セクション
ｆＳＳｂ：他端側セクション
ＬＰａ：腰パネル
ＬＰｂ：腰パネル
ＭＰａ：吹寄パネル
ＭＰｂ：吹寄パネル
ＭＰｃ：吹寄パネル
Ｐ，Ｐ’：主板
ＲＢｆ：屋根構体
ＳＢ：側構体
ＳＢａ：側構体ブロック
ＳＢｂ：側構体ブロック
ＳＳａ：一端側セクション
ＳＳｂ：他端側セクション
ＵＰａ：幕パネル
ＵＰｂ：幕パネル
Ｗ：凸部
Ｗａ：第一凸部群
Ｗａａ，Ｗ’ａａ：第一凸部
Ｗａｂ：第一平坦部
Ｗ’ａａｔ：第一凸部の端部
Ｗ’ａａｃ：第一凸部の中央部
Ｗｂ：第二凸部群
Ｗｂａ，Ｗ’ｂａ：第二凸部
Ｗｂｂ：第二平坦部
Ｗ’ｂａｔ：第二凸部の端部
Ｗ’ｂａｃ：第二凸部の中央部
ＷＰｆ：波板
ＷＵａ：窓ユニット
ＷＵｂ：窓ユニット
Ｌｗａ，Ｌｗｂ：板幅長
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体に関する。
【背景技術】
【０００２】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体が広く知られている。このような鉄道車両構体として、外板と骨組みと外板補強部材とからなる構体や、外板と一体プレス成形内板とからなる構体や、いわゆるダブルスキンタイプの構体等が知られている。
【０００３】
尚、本明細書において、鉄道車両構体とは、鉄道車両のボディを構成するものであって、主に鉄道車両ボディの側面を構成する側構体と、主に鉄道車両ボディの屋根を構成する屋根構体と、主に鉄道車両ボディの端面を構成する妻構体とを備えるものとして説明している。側構体、屋根構体、及び妻構体は、単数又は複数の外板を有しており、その外板に対して適宜補強部材が取り付けられるものである。
【０００４】
側構体、屋根構体、及び妻構体は、それぞれに求められる機能や強度に応じて、様々な構造が採用されうるものである。下記特許文献１に記載されている屋根構体は、外板に突出部を設けて強度を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
より具体的に従来の屋根構体について説明すると、一例としての屋根構体は、長手方向（レールの延伸方向、鉄道車両の進行方向）において三分割されており、中央のセクションに空調装置が載置されている。中央のセクションを挟む一端側のセクション及び他端側のセクションは、板材によって湾曲面が連続するように構成されている。
【０００７】
この一端側のセクション及び他端側のセクションの剛性を確保するため、断面に凹凸のある波板材が用いられていた。この波板材の凹凸は長手方向に延びており、凹部には雨水が溜まりやすいものである。
【０００８】
鉄道車両が駅のプラットホームなどで停車すると、溜まっている雨水が凹部を伝って鉄道車両の一端側又は他端側に流れ、まとめて一端側又は他端側から落水する。このように一端側又は他端側から落水する雨水は、乗務員や乗客にかかってしまうことがあり、その範囲において快適なものではなかった。
【０００９】
そこで、一端側のセクション及び他端側のセクションにおいて、断面に凹凸の無い平板材と、断面に凹凸のある波板材とを長手方向において交互に配置することが行われている。図４に示されるように、屋根構体ＲＢｆは、中央セクションｆＣＳと、一端側セクションｆＳＳａと、他端側セクションｆＳＳｂとによって構成されている。
【００１０】
中央セクションｆＣＳは、平板ＦＰｆａに開口が設けられ、空調装置ＡＣｆが取り付けられている。一端側セクションｆＳＳａは、端から中央セクションｆＣＳに向けて、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆと、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆとが繋げられている。他端側セクションｆＳＳｂは、端から中央セクションｆＣＳに向けて、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆと、平板ＦＰｆと、波板ＷＰｆとが繋げられている。従って、波板ＷＰｆに溜まった水は、平板ＦＰｆを通路として鉄道車両の側部に流れるように構成されている。
【００１１】
上述した屋根構体ＲＢｆでは、平板ＦＰｆと波板ＷＰｆとを繋げる必要があり、その接続部分では波板ＷＰｆの端部を潰して凹凸を無くし、波板ＷＰｆと接合している。従って、波板ＷＰｆの端部を潰しつつ、平板ＦＰｆと接合する作業が必要となり、その製造過程は煩雑なものであった。
【００１２】
また、強度的な観点からは、平板ＦＰｆの領域における強度よりも、波板ＷＰｆの領域における強度が高くなっており、屋根構体ＲＢｆ全体でみた場合には均一な強度を確保することが難しいものであった。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、製造容易性を阻害することなく、強度を極力均一なものとし、雨水が溜まったとしても乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係る屋根構体は、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、鉄道車両の一対の側構体及び一対の妻構体を繋ぐ主板と、前記主板の外表面に形成される凸部と、を備える。前記凸部は、鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部と当該複数の第一凸部間に形成される平坦な第一平坦部とを有する第一凸部群と、前記第一凸部とは異なる位置に鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部と当該複数の第二凸部間に形成される平坦な第二平坦部とを有する第二凸部群と、を有している。前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、前記第一平坦部は前記第二凸部と重なる位置に形成され、前記第二平坦部は前記第一凸部と重なる位置に形成されている。
【００１５】
本発明では、第一凸部群を構成する第一凸部も、第二凸部群を構成する第二凸部も共に、鉄道車両の長手方向に沿って断続的に形成されているので、個々の第一凸部及び第二凸部の長さを短く形成することが可能となり、従来のように波板と平板とを交互に接続するといった手法を採用せずに製造することが可能となる。
【００１６】
第一凸部及び第二凸部は、断続的に突出するように形成され、それらの間には第一平坦部及び第二平坦部が形成されていることで主板と同じ面を形成しているので、第一凸部及び第二凸部の領域に溜まった水が第一平坦部及び第二平坦部を通って排水される。排水する機能を有する第一平坦部及び第二平坦部は、散在するように形成されているので、一箇所に排水が集中することがない。従って、乗務員や乗客に大量の排水が降りかかるような事態を確実に回避することができる。
【００１７】
更に、主板の一方の側構体側から他方の側構体側を見通した場合に、第一平坦部は第二凸部と重なる位置に形成され、第二平坦部は第一凸部と重なる位置に形成されているので、第一凸部及び第二凸部は、交互にいわゆる千鳥状に形成されている。換言すれば、鉄道車両の長手方向と直交する幅方向（個々の枕木が延在する方向、横方向）においては、第一平坦部及び第二平坦部が繋がって一方の側構体側から他方の側構体側に至る平坦な領域が形成されないように構成されている。従って、鉄道車両の幅方向を部分的に捉えた場合にも、局所的に強度が大きくなったり小さくなったりしている領域を形成することなく、一様な強度の屋根構体を提供することができる。
【００１８】
また本発明に係る屋根構体では、前記第一凸部群において、前記第一凸部が形成されている長さは前記第一平坦部が形成されている長さよりも長く、前記第二凸部群において、前記第二凸部が形成されている長さは前記第二平坦部が形成されている長さよりも長いことも好ましい。
【００１９】
この好ましい態様では、第一凸部及び第二凸部は、第一平坦部及び第二平坦部よりも長く形成されているので、排水のための通路を確保しつつ屋根構体の十分な強度を確保することができる。
【００２０】
さらに本発明に係る屋根構体では、前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、前記第一凸部の端部は、前記第二凸部の端部と重なる位置に形成され、前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重ならない位置における主板の第一板幅長は、前記主板の成形限界長よりも短く形成され、前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重なる位置における前記主板の第二板幅長は、前記主板の第一板幅長と同じ長さに形成されてなることも好ましい。
【００２１】
この好ましい態様では、主板の第一板幅長は主板の成形限界長よりも短くなるように形成され、しかも、第一凸部の端部が第二凸部の端部と重なる位置における主板の第二板幅長は、主板の第一板幅長と同じ長さとなるように形成されるので、主板に形成される第一凸部の数や第二凸部の数の如何を問わず、主板の板幅長を成形限界長の範囲内で一定に維持でき、主板が伸長することに伴って発生する破断の発生を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、製造容易性を阻害することなく、強度を極力均一なものとし、雨水が溜まったとしても乗務員や乗客に不快な思いをさせずに排水することが可能な屋根構体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る屋根構体を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面及びＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】従来例に係る屋根構体を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る屋根構体の変形例を示す平面拡大図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。図１に示すように、鉄道車両構体ＢＤは、床構体ＦＢと、屋根構体ＣＢと、側構体ＳＢと、妻構体ＥＢとが互いに接合されて構成されている。床構体ＦＢは、鉄道車両構体ＢＤの床部を構成する部分である。屋根構体ＣＢは、鉄道車両構体ＢＤの屋根部を構成する部分である。
【００２６】
側構体ＳＢは、鉄道車両構体ＢＤの側部を構成する部分であって、左右対称に一対設けられている。妻構体ＥＢは、鉄道車両構体ＢＤの端部を構成する部分であって、前方の端部と後方の端部とに一対設けられている。
【００２７】
側構体ＳＢは、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＵＰと、側構体ブロックＳＢａと、側構体ブロックＳＢｂと、窓ユニットＷＵａと、窓ユニットＷＵｂとを有している。ドアユニットＤＵは、鉄道車両構体ＢＤの出入り口を構成するユニットであって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）４個設けられている。ドア上部パネルＤＵＰは、ドアユニットＤＵの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合される部分である。
【００２８】
側構体ブロックＳＢａは、妻構体ＥＢとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）２個設けられている。側構体ブロックＳＢａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとを備えている。窓ユニットＷＵａは、側構体ブロックＳＢａに配置される窓を構成するユニットである。
【００２９】
幕パネルＵＰａは、窓ユニットＷＵａの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰａは、妻構体ＥＢと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。
【００３０】
吹寄パネルＭＰｂは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。腰パネルＬＰａは、窓ユニットＷＵａの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとによって囲まれている。
【００３１】
側構体ブロックＳＢｂは、ドアユニットＤＵとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）３個設けられている。側構体ブロックＳＢｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとを備えている。窓ユニットＷＵｂは、側構体ブロックＳＢｂに配置される窓を構成するユニットである。
【００３２】
幕パネルＵＰｂは、窓ユニットＷＵｂの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰｃは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵｂとの間に配置されるパネルである。
【００３３】
腰パネルＬＰｂは、窓ユニットＷＵｂの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとによって囲まれている。
【００３４】
続いて、屋根構体ＣＢについて図２を参照しながら説明する。図２は、屋根構体ＣＢを示す平面図である。図２においては、紙面が延びる平面にｘ軸及びｙ軸を設定し、紙面を貫く方向にｚ軸を設定している。ｘ軸は鉄道車両の長手方向（レールの延伸方向、鉄道車両の進行方向）に沿うように設定し、ｙ軸は鉄道車両の幅方向（個々の枕木が延在する方向、横方向）に沿うように設定している。
【００３５】
図２に示すように、屋根構体ＣＢは、長手方向（ｘ方向）において三分割されており、中央セクションＣＳに空調装置ＡＣが載置されている。中央セクションＣＳを挟む一端側セクションＳＳａ及び他端側セクションＳＳｂは、主板Ｐによって湾曲面が連続するように構成されている。
【００３６】
主板Ｐは、鉄道車両の一対の側構体ＳＢ（図１参照）及び一対の妻構体ＥＢ（図１参照）を繋ぐように構成されている。本実施形態の場合、主板Ｐは、５〜８ｍｍ程度の金属板が用いられることが好ましい。
【００３７】
主板Ｐの外表面には、凸部Ｗが形成されている。凸部Ｗは、第一凸部群Ｗａと、第一凸部群Ｗａに隣接する第二凸部群Ｗｂとを有している。本実施形態の場合、第一凸部群Ｗａと第二凸部群Ｗｂとが交互に配置されている。本実施形態の場合は、第一凸部群Ｗａと第二凸部群Ｗｂとは、互いに等間隔に交互に配置されているが、第一凸部群Ｗａと第二凸部群Ｗｂとが異なる位置に配置されていれば必ずしも互いに等間隔である必要はない。
【００３８】
第一凸部群Ｗａは、長手方向（ｘ方向）に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部Ｗａａと、これら複数の第一凸部Ｗａａ間に形成される平坦な第一平坦部Ｗａｂとを有している。本実施形態の場合、第一凸部Ｗａａの幅は１０〜１５ｍｍ程度に形成され、個々の第一凸部Ｗａａの長さは８００〜１０００ｍｍ程度に形成されることが好ましい。また、本実施形態の場合、第一平坦部Ｗａｂの長さは、９０〜１２０ｍｍ程度に形成されることが好ましい。換言すれば、第一平坦部Ｗａｂが設けられる間隔（ピッチ）は、４５０〜５５０ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００３９】
第二凸部群Ｗｂは、長手方向（ｘ方向）に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部Ｗｂａと、これら複数の第二凸部Ｗｂａ間に形成される平坦な第二平坦部Ｗｂｂとを有している。本実施形態の場合、第二凸部Ｗｂａの幅は１０〜１５ｍｍ程度に形成され、個々の第二凸部Ｗｂａの長さは８００〜１０００ｍｍ程度に形成されることが好ましい。また、本実施形態の場合、第二平坦部Ｗｂｂの長さは、９０〜１２０ｍｍ程度に形成されることが好ましい。換言すれば、第二平坦部Ｗｂｂが設けられる間隔（ピッチ）は、４５０〜５５０ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
【００４０】
本実施形態において、主板Ｐの一方の側構体ＳＢ（図１参照）から他方の側構体ＳＢ（図１参照、図１に示されている側構体ＳＢとは反対側であって、図１には明示されていない側構体ＳＢ）を見通した場合に、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと重なる位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと重なる位置に形成されている。従って、第一凸部Ｗａａと第二凸部Ｗｂａとは交互に配置され、いわゆる千鳥状に配置されている。また、第一平坦部Ｗａｂと第二平坦部Ｗｂｂとは交互に配置され、いわゆる千鳥状に配置されている。
【００４１】
図２のＩ−Ｉ断面及びＩＩ−ＩＩ断面を図３に示す。図３において、（Ａ）は図２のＩ−Ｉ断面を示し、（Ｂ）は図２のＩＩ−ＩＩ断面を示している。図３の（Ａ）に示すように、隣接する第一凸部Ｗａａと第一凸部Ｗａａとの間に、第二平坦部Ｗｂｂが形成されている。従って、隣接する第一凸部Ｗａａと第一凸部Ｗａａとの間に溜まった雨水は、その間の第二平坦部Ｗｂｂを通って外側の第一凸部Ｗａａ側に流れる。
【００４２】
図３の（Ｂ）に示すように、隣接する第二凸部Ｗｂａと第二凸部Ｗｂａとの間に、第一平坦部Ｗａｂが形成されている。従って、隣接する第二凸部Ｗｂａと第二凸部Ｗｂａとの間に溜まった雨水は、その間の第一平坦部Ｗａｂを通って外側の第二凸部Ｗｂａ側に流れる。
【００４３】
同じ第一凸部群Ｗａに属する第一凸部Ｗａａと第一凸部Ｗａａとの間には第一平坦部Ｗａｂが形成されているので、上述したように屋根構体ＣＢの中央から外側に流れる雨水は、第一平坦部Ｗａｂを通って外側に流れる。同様に、同じ第二凸部群Ｗｂに属する第二凸部Ｗｂａと第二凸部Ｗｂａとの間には第二平坦部Ｗｂｂが形成されているので、上述したように屋根構体ＣＢの中央から外側に流れる雨水は、第二平坦部Ｗｂｂを通って外側に流れる。このように、屋根構体ＣＢに溜まった雨水は、互い違いに配置されている第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂを通って排水される。
【００４４】
尚、図３においては、図面の理解を容易にするため、主板Ｐから一体的に第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａが延出しているように描いているけれども、第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａの形成態様はこのようなものに限定されるものではない。例えば、板材をプレスして、主板Ｐの湾曲と第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａとを同時に成形することも好ましい態様である。
【００４５】
本実施形態では、第一凸部群Ｗａを構成する第一凸部Ｗａａも、第二凸部群Ｗｂを構成する第二凸部Ｗｂａも共に、鉄道車両の長手方向（図２におけるｘ方向）に沿って断続的に形成されているので、個々の第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａの長さを短く形成することが可能となり、従来のように波板と平板とを交互に接続するといった手法を採用せずに製造することが可能となる。
【００４６】
第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａは、断続的に突出するように形成され、それらの間には第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂが形成されていることで主板Ｐと同じ面を形成しているので、第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａの領域に溜まった水が第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂを通って排水される。排水する機能を有する第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂは、散在するように形成されているので、一箇所に排水が集中することがない。従って、乗務員や乗客に大量の排水が降りかかるような事態を確実に回避することができる。
【００４７】
更に、主板Ｐの一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側を見通した場合に、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと重なる位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと重なる位置に形成されている。主板Ｐは湾曲しているので、その湾曲面の接線に沿って見通せば、第一平坦部Ｗａｂは第二凸部Ｗｂａと対応する位置に形成され、第二平坦部Ｗｂｂは第一凸部Ｗａａと対応する位置に形成されている。第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａは、交互にいわゆる千鳥状に形成されている。
【００４８】
換言すれば、鉄道車両の長手方向（ｘ方向）と直交する幅方向（ｙ方向）においては、第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂが繋がって一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側に至る平坦な領域が形成されないように構成されている。従って、鉄道車両の幅方向（ｙ方向）沿って分割し、屋根構体ＣＢを部分的に捉えた場合にも、局所的に強度が大きくなったり小さくなったりしている領域を形成することなく、一様な強度の屋根構体ＣＢを提供することができる。
【００４９】
また本実施形態に係る屋根構体ＣＢでは、第一凸部群Ｗａにおいて、第一凸部Ｗａａが形成されている長さは第一平坦部Ｗａｂが形成されている長さよりも長く、第二凸部群Ｗｂにおいて、第二凸部Ｗｂａが形成されている長さは第二平坦部Ｗｂｂが形成されている長さよりも長いように形成されている。このように、第一凸部Ｗａａ及び第二凸部Ｗｂａは、第一平坦部Ｗａｂ及び第二平坦部Ｗｂｂよりも長く形成されているので、排水のための通路を確保しつつ屋根構体ＣＢの十分な強度を確保することができる。
【００５０】
ここで、屋根構体ＣＢを構成する主板Ｐにおいて、凸部Ｗが形成された主板Ｐ、すなわち、加工後の主板Ｐの板幅長（ｙ方向の長さ）というのは、主板Ｐを構成する材料の成形限界によって決定されるものである。このため、主板Ｐに凸部Ｗを形成する際には、成形限界を考慮する必要がある。そこで、かかる事情を考慮して形成された、変形例としての屋根構体ＣＢ’について説明する。なお、成形限界とは、材料を破断させることなく、その材料を伸長して成形する境をいう。
【００５１】
図５は、本実施形態に係る屋根構体ＣＢの変形例を示す平面拡大図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。変形例である屋根構体ＣＢ’は、第一凸部Ｗ’ａａ及び第二凸部Ｗ’ｂａのそれぞれの端部Ｗ’ａａｔ，Ｗ’ｂａｔが、長手方向（ｘ方向）に向って先細りに形成されていること以外は、本実施形態に係る屋根構体ＣＢと同様に構成されたものである。
【００５２】
図５に示すように、主板Ｐ’の一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側を見通した場合に、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔは、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔと重なる位置に形成されている。
【００５３】
ここで、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔが、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔと重ならない位置（つまり、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃ）における主板Ｐ’の板幅長（第一板幅長）Ｌｗａは、主板Ｐ’の成形限界長Ｌｗ ｍａｘよりも短く形成されている。主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａは、主板Ｐ’の断面において、一方の側構体ＳＢ側から他方の側構体ＳＢ側までを主板Ｐ’の形状に沿って通る板厚ｔの中心長（図６参照）である。
【００５４】
例えば、主板Ｐ’を構成する材料が、加工前の主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｚに対して２０％の伸びまで許容できるとし、加工後の主板Ｐ’の板幅長を、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃの主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａとすれば、
Ｌｗａ＜Ｌｗ ｍａｘ （１）
が成立すれば良い。Ｌｗ ｍａｘは、成形限界長である。成形限界長は、材料を破断させることなく、その材料を伸長できる長さの限界をいう。また、成形限界長Ｌｗ ｍａｘは、
Ｌｗ ｍａｘ＝１．２×Ｌｗｚ （２）
である。なお、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃの板幅長Ｌｗｂ（図７参照）においても、式(１)，（２）が成立する。
【００５５】
図５及び図６に示すように、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔは、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃよりも、平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成されている。同様に、図５及び図７に示すように、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔも、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃよりも平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成されている。
【００５６】
このように端部Ｗ’ａａｔ，Ｗ’ｂａｔの形状を調整することにより、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔが第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔと重なる位置における主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｂは、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃの主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａと同じ長さ、すなわち、Ｌｗｂ＝Ｌｗａとなるように形成することができる。なお、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｂは、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃの主板Ｐ’の板幅長（図示せず）とも同じ長さである。
【００５７】
このように屋根構体ＣＢ’は、第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃにおける主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａは、主板Ｐ’を構成する材料の成形限界長Ｌｗ ｍａｘよりも短くなるように形成されるので、加工後の主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａを成形限界長Ｌｗ ｍａｘの範囲内で一定に維持でき、主板Ｐ’が伸長することに伴って発生する破断の発生を確実に防止することができる。
【００５８】
しかも、第一凸部Ｗ’ａａの端部Ｗ’ａａｔは第一凸部Ｗ’ａａの中央部Ｗ’ａａｃよりも、平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成され、第二凸部Ｗ’ｂａの端部Ｗ’ｂａｔも、第二凸部Ｗ’ｂａの中央部Ｗ’ｂａｃよりも、平面視において細く、及び／又は、断面視において薄く形成されているので、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗｂは、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａと同じ長さとなるように形成することができる。従って、第一凸部Ｗ’ａａ及び第二凸部Ｗ’ｂａが形成される位置及び／又は数の如何を問わず、主板Ｐ’の板幅長Ｌｗａ，Ｌｗｂを成形限界長Ｌｗ ｍａｘの範囲内で一定に維持でき、主板Ｐ’が伸長することに伴って発生する破断の発生を確実に防止することができる。
【００５９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
ＡＣ：空調装置
ＡＣｆ：空調装置
ＢＤ：鉄道車両構体
ＣＢ，ＣＢ’：屋根構体
ＣＳ：中央セクション
ＤＵ：ドアユニット
ＤＵＰ：ドア上部パネル
ＥＢ：妻構体
ＦＢ：床構体
ｆＣＳ：中央セクション
ＦＰｆ：平板
ＦＰｆａ：平板
ｆＳＳａ：一端側セクション
ｆＳＳｂ：他端側セクション
ＬＰａ：腰パネル
ＬＰｂ：腰パネル
ＭＰａ：吹寄パネル
ＭＰｂ：吹寄パネル
ＭＰｃ：吹寄パネル
Ｐ，Ｐ’：主板
ＲＢｆ：屋根構体
ＳＢ：側構体
ＳＢａ：側構体ブロック
ＳＢｂ：側構体ブロック
ＳＳａ：一端側セクション
ＳＳｂ：他端側セクション
ＵＰａ：幕パネル
ＵＰｂ：幕パネル
Ｗ：凸部
Ｗａ：第一凸部群
Ｗａａ，Ｗ’ａａ：第一凸部
Ｗａｂ：第一平坦部
Ｗ’ａａｔ：第一凸部の端部
Ｗ’ａａｃ：第一凸部の中央部
Ｗｂ：第二凸部群
Ｗｂａ，Ｗ’ｂａ：第二凸部
Ｗｂｂ：第二平坦部
Ｗ’ｂａｔ：第二凸部の端部
Ｗ’ｂａｃ：第二凸部の中央部
ＷＰｆ：波板
ＷＵａ：窓ユニット
ＷＵｂ：窓ユニット
Ｌｗａ，Ｌｗｂ：板幅長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、
鉄道車両の一対の側構体及び一対の妻構体を繋ぐ主板と、
前記主板の外表面に形成される凸部と、を備え、
前記凸部は、鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部と当該複数の第一凸部間に形成される平坦な第一平坦部とを有する第一凸部群と、前記第一凸部とは異なる位置に鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部と当該複数の第二凸部間に形成される平坦な第二平坦部とを有する第二凸部群と、を有し、
前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、前記第一平坦部は前記第二凸部と重なる位置に形成され、前記第二平坦部は前記第一凸部と重なる位置に形成されてなることを特徴とする屋根構体。
【請求項２】
前記第一凸部群において、前記第一凸部が形成されている長さは前記第一平坦部が形成されている長さよりも長く、
前記第二凸部群において、前記第二凸部が形成されている長さは前記第二平坦部が形成されている長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の屋根構体。
【請求項３】
前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、
前記第一凸部の端部は、前記第二凸部の端部と重なる位置に形成され、
前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重ならない位置における主板の第一板幅長は、前記主板の成形限界長よりも短く形成され、
前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重なる位置における前記主板の第二板幅長は、前記主板の第一板幅長と同じ長さに形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の屋根構体。
【請求項１】
鉄道車両の屋根を構成する屋根構体であって、
鉄道車両の一対の側構体及び一対の妻構体を繋ぐ主板と、
前記主板の外表面に形成される凸部と、を備え、
前記凸部は、鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第一凸部と当該複数の第一凸部間に形成される平坦な第一平坦部とを有する第一凸部群と、前記第一凸部とは異なる位置に鉄道車両の長手方向に沿って断続的に突出して形成される複数の第二凸部と当該複数の第二凸部間に形成される平坦な第二平坦部とを有する第二凸部群と、を有し、
前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、前記第一平坦部は前記第二凸部と重なる位置に形成され、前記第二平坦部は前記第一凸部と重なる位置に形成されてなることを特徴とする屋根構体。
【請求項２】
前記第一凸部群において、前記第一凸部が形成されている長さは前記第一平坦部が形成されている長さよりも長く、
前記第二凸部群において、前記第二凸部が形成されている長さは前記第二平坦部が形成されている長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の屋根構体。
【請求項３】
前記主板の一方の前記側構体側から他方の前記側構体側を見通した場合に、
前記第一凸部の端部は、前記第二凸部の端部と重なる位置に形成され、
前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重ならない位置における主板の第一板幅長は、前記主板の成形限界長よりも短く形成され、
前記第一凸部の端部が前記第二凸部の端部と重なる位置における前記主板の第二板幅長は、前記主板の第一板幅長と同じ長さに形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の屋根構体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２６３８５（Ｐ２０１２−１２６３８５Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７２７６（Ｐ２０１１−２５７２７６）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３３７７）東急車輛製造株式会社 (332)
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３３７７）東急車輛製造株式会社 (332)
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