JP2002515373A - 鉄道車両用側壁および鉄道車両車体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、金属製の支持フレーム構造（８）とこの支持フレームに溶接された金属製の外被（１２）からなる鉄道車両車体（１）用の側壁（４）に関する。この側壁（４）は、鉄道車両車体屋根（１）に接合するように設計された屋根板（１０）を備える。支持フレーム（８）の部材（１４）は、屋根板にレーザ溶接部（２０）で接合されている。この支持フレーム（８）は、下部の縦通材（６）から延びて外被（１２）と屋根板を支持している。本発明は、鋼製の鉄道車両車体に適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、金属製の支持フレーム構造とこのフレーム構造に溶接された金属外
殻からなる鉄道車両車体の側壁に関する。

【０００２】 本発明は、特に鋼製の鉄道車両車体に適用される。

【０００３】 鉄道車両の外観を良くしようとする最近の傾向から側壁を滑らかな外表面にす
るようになっている。

【０００４】 アルミニウムは、成形部品によって、側壁を満足できる外観に仕上げることが
できる。しかし、アルミニウムを鉄道車両に使うと、鋼を使う場合に比較して大
幅にコストをあげることになる。

【０００５】 それに比べて、鋼を使用する場合には、満足のいく外観を持つ外殻を得ようと
すると多くの問題が出てくるが、これは特に鉄道の分野で普通に使用されている
溶接技術のためである。特に、外殻となるシートをフレーム構造に溶接するため
に多量のエネルギーを有するアーク溶接を使用すると、この外殻となるシートを
著しく歪めることになり、このことはこのシートを再び真っ直ぐに延ばすために
費やす時間が鉄道車両を製造するコストに重大な影響を与えることを意味してい
る。

【０００６】 更に、スポット抵抗溶接は、この外殻が溶接電極と接触する点で外殻の外面に
跡を付ける。更に、この種の溶接は、国及び／又は会社によっては禁止されてい
る。

【０００７】 本発明の目的は、外観についての前記の制約を経済的に満たすことが可能な鉄
道車両用の側壁を提供してこれらの問題点を解決することである。

【０００８】 この目的のために、本発明の主題は、金属製の支持フレーム構造とこの支持フ
レーム構造に溶接された金属製の外殻からなる鉄道車両車体用の側壁であって、
外殻をフレーム構造に繋ぐ少なくとも幾つかの溶接部がフレーム構造と外殻の間
の重なりゾーンでなされたレーザ溶接部であり、これらの溶接部が側壁の内面か
らの支持フレーム構造の部材を通してなされた透過溶接によって得られ、これら
の溶接部が側壁の外面へ出てこないことを特徴とするものである。

【０００９】 特別の実施形態によれば、側壁は下記の特徴の１つまたはそれ以上を単独でま
たは組み合わせで有している。

【００１０】 側壁は、鉄道車両車体の屋根に接合されるべき長桁材からなり、支持フレーム
構造の部材はこの部材と長桁材の重なりゾーンでなされたレーザ溶接によって長
桁材に溶接されており、これらの溶接部は側壁の内面からフレーム構造の部材を
通して透過溶接によって得られ、これらの溶接部は側壁の外面には出てこない。

【００１１】 また、これらのレーザ溶接部は構造的な負荷伝達溶接部である。

【００１２】 本発明のもう１つの主題は、前記の２つの側壁からなることを特徴とする鉄道
車両車体である。

【００１３】 本発明は、下記の説明を読めばよりよく理解されるであろう。この説明は単な
る例として挙げているものであり、付属の図面を参照して説明する。

【００１４】 図１は、鋼製の鉄道車両車体１を描いたものであり、主として、シャーシ２、
上部すなわち屋根３および２つの側壁４からなり、これらは車体１の内側に向い
た凹面を有している。

【００１５】 側壁４は、車体１の縦方向の中央面に関して互いに対象であり、その内の１つ
を以下に説明する。

【００１６】 図１から図３に示すように、側壁４は主に、下部の縦通材６（図１および図３
の下部にある）、支持フレーム構造８、湾曲した上部外殻部品すなわち長桁材１
０および外殻１２からなり、この外殻１２は縦通材６と長桁材１０の間に広がっ
ていて、その外面１３は滑らかである。

【００１７】 縦通材６は、シャーシ２を側壁４に接合する。長桁材１０は、屋根３を側壁４
に接合する。

【００１８】 鋼製の支持フレーム構造８は、主に直立材１４とこの直立材１４に直交する縦
断面部材すなわち側桁材１６からなる。

【００１９】 直立材１４は、非常に厚い（３〜５ｍｍ）Ｕ字断面部材であり（図４）、その
下端は、例えば、ミグ（ＭＩＧ：金属不活性ガス）溶接で縦通材６に固定されて
おり（図３の下部）、その上端は後述するように長桁材１０に溶接されている。

【００２０】 これらの直立材１４は、側壁４に沿って均一に配置され、縦通材６に実質的に
直交している。

【００２１】 側桁材１６は、厚い（３〜４ｍｍ）Ω形状断面の部材である（図５）。

【００２２】 フレーム構造８の部材１４および１６は、これらの接合ゾーンで、例えば、ミ
グ溶接で互いに接合されて、アセンブリノードを形成している。更に、これらの
部材１４および１６は、外殻１２が取付ける平面をなすように、これらのアセン
ブリノードの領域でプレス加工され、切られている。

【００２３】 外殻１２は、例えば、突き合わせ溶接によって互いに溶接された薄い鋼板から
なる。この鋼板の厚みは通常３ｍｍ以下である。

【００２４】 外殻１２には、予め窓用の開口部１９が設けられている。

【００２５】 外殻１２は、フレーム構造８の外側に取り付けられ、レーザ溶接シーム２０に
よって直立材１４に固定されている。図４に示すように、これらのレーザ溶接シ
ーム２０は、外殻１２と直立材１４の平坦な中央ウェブ２２の間の重なりゾーン
２１に作られる。これらの溶接シーム２０は、側壁４の内面２４（図４の下側）
から透過溶接によって得られる（図４の下側）。即ち、レーザビームは、直立材
１４のウェブ２２を通り、外殻１２を部分的に溶融して、直立材１４と外殻１２
をその重なりゾーン２１において両者の対向面で溶接する。このように、各溶接
シーム２０は、対応するウェブ２２を真っ直ぐ抜け、ウェブ２２に重なる外殻１
２の一部を通る。これらの溶接シーム２０は、外殻１２の外面１３まで突き抜け
ていない。

【００２６】 同様に、外殻１２は、側桁材１６の横フランジ２８と外殻１２の重なりゾーン
２７に作られたレーザ溶接シーム２６によって側桁材１６に固定されている。こ
のフランジ２８は、より明確にするために図３では拡大されている。溶接シーム
２６は、側壁４の内面２４から透過溶接で作られ（図５の右側）、外殻１２の外
面１３まで突き抜けていない。

【００２７】 図３に切り欠いた状態で図示するように、直立材１４は、長桁材１０と直立材
１４の重なりゾーン３０で長桁材１０に溶接シーム２０で連続して溶接されてい
る。

【００２８】 最後に、外殻１２は、その下部で縦通材６に、例えばミグ溶接で溶接される。
この溶接は外殻１２がフレーム構造８に溶接された後で実施されるので、フレー
ム構造８によって外殻１２に剛性が付与される故、この溶接により発生する歪は
限られたものとなる。

【００２９】 外殻１２をフレーム構造８に接合するこれらの溶接シーム２０および２６は、
構造的に負荷伝達溶接部である。このように、フレーム構造８とともに、外殻１
２は、側壁４と車体１とを強化する役割を果たす。

【００３０】 上記の構造によって、滑らかな外面１３を有する側壁４を比較的経済的に得る
ことが可能になる。

【００３１】 特に、選択された溶接方法では、外殻１２がフレーム構造８に溶接される間に
外殻１２に発生する歪みを制限できる。この様に、満足できる外観を回復するの
に要する作業が制限される。溶接シーム２０および２６は、外壁４を突き抜けな
いので、外壁４の外面１３に跡を付けず、従って、望ましい外観が得られる。更
に、側壁４用に選ばれた構造によって、これらの側壁の自動アセンブリが比較的
短時間で可能となり、レーザ溶接は２０ｍ／分の溶接速度を達成することが可能
である。

【００３２】 図示されていない他の形態として、溶接シーム２０および２６は、不連続でも
よく、レーザ溶接は満足できる外観を確保するために必要とする部分に限定して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による鉄道車両車体の断面図である。

【図２】 図１の車体の側壁の外側から見た部分的な斜視図である。

【図３】 図２の側壁を内側から見た部分的な斜視図であり、一部を切り欠いたものであ
る。

【図４】 図３のＩＶ−ＩＶに関する部分断面図である。

【図５】 図３のＶ−Ｖに関する部分断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の支持フレーム構造（８）とこのフレーム構造（８）
   に溶接された金属製の外殻（１２）からなる、鉄道車両車体（１）用の側壁（４
   ）であって、鉄道車両車体（１）の屋根（３）に接合するようにした長桁材（１
   ０）を具備すると共に、支持構造（８）の部材（１４）が長桁材にレーザ溶接（
   ２０）されており、その金属製の支持フレーム構造（８）が下部の縦通材（６）
   から延びて外殻（１２）と長桁材（１０）とを支持することを特徴とする鉄道車
   両車体用の側壁（４）。
2. 【請求項２】 外殻（１２）を支持フレーム構造（８）に接合する少なくと
   もいくつかの溶接部が、その支持フレーム構造（８）と外殻（１２）との重なり
   ゾーン（２１、２７）においてレーザで溶接されており、これらの溶接部（２０
   、２６）は支持フレーム構造の部材（１４、１６）を通して側壁（４）の内面（
   ２４）から透過溶接で溶接されたものであって、これらの溶接部（２０、２６）
   が側壁（４）の外面（１３）に突き抜けていない、ことを特徴とする請求項１に
   記載の側壁。
3. 【請求項３】 支持フレーム構造（８）の部材を長桁材（１０）に接合する
   レーザ溶接部（２０）はこれらの部材（１４）と長桁材（１０）の間の重なりゾ
   ーンにあり、これらの溶接部は支持フレーム構造の部材を通して側壁の内面（２
   ４）から透過溶接で溶接されたものであり、これらの溶接部（２０）は側壁（４
   ）の外面（１３）に突き抜けていないことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の側壁（４）。
4. 【請求項４】 これらのレーザ溶接部が構造的な負荷伝達溶接部であること
   を特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の側壁。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載の２つの側壁（４）か
   らなることを特徴とする鉄道車両車体（１）。