JP2008149963A

JP2008149963A - 車両用パネル構造体

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Publication number: JP2008149963A
Application number: JP2006341651A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Aso; 和夫麻生; Masashi Oikawa; 昌志及川
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-19
Also published as: JP4891753B2

Abstract

【課題】軽量化しつつ、剛性や強度アップを可能にした車両用パネル構造体を提供すること。
【解決手段】この車両用パネル構造体は、外板４０に対して互いに交わる方向に沿って設けられる補強部材１０及び補強部材２０を備える車輌パネル構造体であって、補強部材１０及び補強部材２０はそれぞれ、対象物に当接されるフランジ部分１０１，２０１と、対象物に当接されないチャンネル部分に相当する立設部１０３，２０３ａ，２０３ｂ及び頂部１０２，２０２ａ，２０２ｂとを備えており、補強部材２０におけるチャンネル部分に相当する部分は、補強部材１０と交わる部分において連続しない状態に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両を含む車両の構造体に利用される車両用パネル構造体に関する。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載されている技術がある。下記特許文献１に記載されたパネル構造体は、ハット形状の第１の補強部材が外板に対してスポット溶接によって固定され、各第１の補強部材は、外板に並設させた状態でパネルの横骨として機能する。更に、第１の補強部材の頂部にハット形状の第２の補強部材がスポット溶接により固定され、第２の補強部材は、パネルの縦骨として機能する。そして、このようなパネル構造体では、補強部材が縦と横とでクロスするように配置され、鉄道車両の捩りや撓みに対する強化を図っている。
特開２００５−３２９４１２号公報

しかしながら、前述した従来の車両用パネル構造体は、縦骨として機能する第２の補強部材が外板から離間し、ハット形状の部材によって浮き骨構造のパネルとして構成されている。このような構造は、車両に捩りや撓みが発生した場合に、縦骨から横骨を経由して外板へ至る力の伝達効率や、外板から横骨を経由して縦骨に至る力の伝達効率が悪く、車両の走行時に常に発生し続けている捩り力や撓み力など、不規則に発生し続ける力を効率よく逃がしてやることが難しかった。そして、このようなパネル構造体で剛性や強度のアップを図る場合、縦骨の本数を増やしたり、板厚を厚くしたりする必要があり、その結果としてパネル構造体の重量アップを招来する。

そこで本発明では、軽量化しつつ、剛性や強度アップを可能にした車両用パネル構造体を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用パネル構造体は、外板に対して互いに交わる方向に沿って設けられる第１の補強部材及び第２の補強部材を備える車輌パネル構造体であって、第１の補強部材及び第２の補強部材はそれぞれ、対象物に当接されるフランジ部分と、対象物に当接されないチャンネル部分とを備えており、第２の補強部材におけるチャンネル部分は、第１の補強部材と交わる部分において連続しない状態に形成されている。

本発明によれば、第２の補強部材におけるチャンネル部分が第１の補強部材と交わる部分において不連続な状態として形成されているので、第１の補強部材は第２の補強部材のチャンネル部分と接することがない。従って、第１の補強部材のフランジ部分を対象物に直接当接させることができる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第２の補強部材におけるチャンネル部分は、第１の補強部材と交わる部分において除去されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、第２の補強部材におけるチャンネル部分が除去されている領域において、第１の補強部材が第２の補強部材と交わっているので、第１の補強部材のフランジ部分をより的確に外板に当接させることができる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第１の補強部材と第２の補強部材とは互いに交わる部分において、それぞれのフランジ部分が当接していることも好ましい。この好ましい態様によれば、第１の補強部材と第２の補強部材とが互いのフランジ部分において当接しているので、第１の補強部材を第２の補強部材のフランジ部分を介して外板に効果的に接合することができる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第１の補強部材のフランジ部分と外板との間にスペーサー部材が配置されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、第１の補強部材のフランジ部分を、第２の補強部材のフランジ部分と外板に対してより的確に接合することができる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第１の補強部材のフランジ部分は、第２の補強部材のフランジ部分と当接する部分と、外板と当接する部分との間に段差部分が形成されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、第１の補強部材のフランジ部分を、第２の補強部材のフランジ部分と外板に対してより的確に接合することができる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第２の補強部材におけるフランジ部分は、第２の補強部材におけるチャンネル部分が連続していない領域において連続して形成されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、第２の補強部材におけるフランジ部分はチャンネル部分が不連続である領域において連続しているので、より強度を確保することができる。また、この車両用パネル構造体を組み立てる際に第２の補強部材を一体的に取り扱うことができるので、車両用パネル構造体の組み立てがより容易になる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第２の補強部材におけるフランジ部分は、第２の補強部材におけるチャンネル部分が連続していない領域において連続していない状態に形成されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、第２の補強部材におけるフランジ部分はチャンネル部分が不連続である領域において同様に不連続に形成されているので、第２の補強部材を分割することが可能となり、この車両用パネル構造体を組み立てる際に第２の補強部材の取り回しが容易になる。

また、本発明に係る車両用パネル構造体では、第１の補強部材のチャンネル部分と第２の補強部材のチャンネル部分とが第３の補強部材によって連結されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、第１の補強部材と第２の補強部材とが第３の補強部材によって連結されるので、車両用パネル構造体の強度をより向上させることができる。

本発明によれば、外板に対して第１の補強部材のフランジ部分及び第２の補強部材のフランジ部分をそれぞれ直接当接させることができるので、外板とそれぞれのフランジ部分とを直接接合することができる。従って、軽量化しつつ、剛性や強度アップを可能にした車両用パネル構造体を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な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。

図１は、本発明の実施形態である車両用パネル構造体を構成する各部品を説明する図である。図１に示すように、本実施形態の車輌用パネル構造体は、補強部材１０（第１の補強部材）と、補強部材２０（第２の補強部材）と、一対のスペーサー部材３０と、外板４０とで構成される。

補強部材１０は、対象物であるスペーサー部材３０に当接される一対のフランジ部分１０１と、対象物であるスペーサー部材３０に当接されないチャンネル部分を構成する一対の立設部１０３と、一対の立設部１０３の間に設けられる頂部１０２とを備えている。

フランジ部分１０１と頂部１０２とは互いに平行な位置に配置され、立設部１０３はフランジ部分１０１と頂部１０２とを繋ぐ役割を果たしている。補強部材１０は、ステンレス鋼板といった板材を折り曲げることで、フランジ部分１０１、立設部１０３、頂部１０２が形成されている。補強部材１０は、長手方向を見通す位置から見ると帽子状の形状を成している。

補強部材２０は、対象物である外板４０に当接される一対のフランジ部分２０１と、対象物である外板に当接されないチャンネル部分を構成する一対の立設部２０３ａ及び一対の立設部２０３ｂと、一対の立設部２０３ａの間に設けられる頂部２０２ａ及び一対の立設部２０３ｂの間に設けられる頂部２０２ｂとを備えている。

フランジ部分２０１と頂部２０２ａ，２０２ｂとは互いに平行な位置に配置され、立設部２０３ａ，２０３ｂはフランジ部分２０１と頂部２０２ａ，２０２ｂとを繋ぐ役割を果たしている。補強部材２０は、ステンレス鋼板といった板材を折り曲げて補強部材１０と同様な形状を形成し、補強部材１０の頂部１０２及び立設部１０３に相当する部分の略中央付近を除去することで形成されている。従って、補強部材２０の頂部２０２ａ及び頂部２０２ｂは互いに連続しない状態に形成されている。また、補強部材２０の立設部２０３ａ及び立設部２０３ｂも互いに連続しない状態に形成されている。

補強部材２０の頂部２０２ａと頂部２０２ｂとの間の距離は、補強部材１０の幅方向、すなわち一対のフランジ部１０１の外側の辺の間の距離に対応して設定されている。また、補強部材２０の立設部２０３ａと立設部２０３ｂとの間の距離はも同様に、補強部材１０の幅方向、すなわち一対のフランジ部１０１の外側の辺の間の距離に対応して設定されている。従って、頂部２０２ａと頂部２０２ｂとの間、立設部２０３ａと立設部２０３ｂとの間には、補強部材２０と略直交する方向に配置される補強部材１０が配置可能なように構成されている。尚、強度上の観点から、補強部材２０のチャンネル部分を構成する部分を切り欠く場合は、補強部材１０が収まる程度に必要最小限の寸法とすることが好ましい。

スペーサー部材３０は、補強部材２０上に補強部材１０を配置した場合に、補強部材２０から延びる補強部材１０と外板４０との間の隙間を埋めるための部材である。スペーサー部材３０は、補強部材２０から延びる補強部材１０の形状に合わせて形成される。

図１に示す各部材を用い、まず外板４０に補強部材２０を接合する。この接合は、外板４０の所定の位置に補強部材２０を配置し、補強部材２０の一対のフランジ部分２０１を外板４０にレーザ溶接することで行われる。尚、溶接の手段は電気抵抗溶接でもレーザ溶接でも構わない。レーザ溶接の場合には連続溶接であっても非連続溶接であっても構わず、求められる構造体の剛性と強度によって選択すれば良く、外板４０に溶接が貫通しない形態を採用してもよい。

続いて、補強部材２０のチャンネル部分に相当する部分が切り欠かれている部分、すなわち、立設部２０３ａと立設部２０３ｂとの間に相当する部分から補強部材２０に略直交する方向に沿って一対のスペーサー部材３０を配置し、外板４０にレーザ溶接して接合する。

続いて、補強部材２０のチャンネル部分に相当する部分が切り欠かれている部分、すなわち、立設部２０３ａと立設部２０３ｂとの間に相当する部分と、スペーサー部材３０との上に補強部材１０を配置し、補強部材２０のフランジ部２０１及びスペーサー部材３０に補強部材１０をレーザ溶接によって接合する。

このように、外板４０に対して、補強部材２０、スペーサー部材３０、補強部材１０を順次レーザ溶接することで、図２に示すような車輌パネル構造体が形成される。

更に、図３に示すように、補強部材１０のチャンネル部分を構成する頂部１０２と、補強部材２０のチャンネル部分を構成する頂部２０２ａ，２０２ｂとを補強部材５０（第３の補強部材）によって連結することも好ましい。補強部材５０は、頂部１０２と頂部２０２ａ，２０２ｂとのそれぞれにレーザ溶接によって接合されている。一般的にこのようなレーザ溶接にはＹＡＧレーザを用いることが好ましい。

尚、第２の補強部材である補強部材２０の形態は上述したものに限られない。本発明の第２の補強部材の別の実施形態を図４に示す。図４に示す補強部材２１は、補強部材２０の一方のフランジ部分２０１を頂部２０２ａ，２０２ｂ及び立設部２０３ａ，２０３ｂに合わせて不連続なフランジ部分２１１ａ，２１１ｂとしている。このようにすることで、補強部材２０に比較して補強部材２１の重量を低減することができる。

本発明の第２の補強部材の更に別の実施形態を図５に示す。図５の（ａ）に示す補強部材２２は、補強部材２０のフランジ部分２０１を、頂部２０２ａと頂部２０２ｂとの間（立設部２０３ａと立設部２０３ｂとの間）において切断した形態をなしている。従って、補強部材２２は、一対のフランジ部分２２１ａと一対の立設部２２３ａと頂部２２２ａとからなるパーツと、一対のフランジ部分２２１ｂと一対の立設部２２３ｂと頂部２２２ｂとからなるパーツとから構成されている。

補強部材２２を用いる場合は、図５の（ｂ）に示すようにフランジ部分２２１ａとフランジ部分２２１ｂとを繋ぐように配置して外板４０にレーザ溶接することで、補強部材２０と同様の強度を確保できる。

また本実施形態の車輌パネル構造体にあっては、スペーサー部材３０を用いない態様を採用することも好ましい。スペーサー部材３０を用いる場合は、図６の（ａ）に示すように、補強部材１０と外板４０（図６においては明示しない）との間にスペーサー部材３０が配置されることで、フランジ部２０１によって生じる段差を吸収している。

一方、図６の（ｂ）に示すように、フランジ部２０１の形状に合わせて補強部材１０のフランジ部分１０１に背切り加工を施してフランジ部分１０１ａとすることで、フランジ部２０１によって生じる段差を吸収することも可能である。

本実施形態の車輌パネル構造体を鉄道車両に用いる場合、補強部材１０を鉄道車両の天地方向（縦方向）に用いても、補強部材２０を鉄道車両の天地方向（縦方向）に用いてもよい。

上述した本実施形態にあっては、補強部材２０におけるチャンネル部分に相当する部分（頂部２０２ａ，２０２ｂ及び立設部２０３ａ，２０３ｂ）が補強部材１０と交わる部分において不連続な状態として形成されているので、補強部材１０が補強部材２０のチャンネル部分に相当する部分と接することがないように配置できる。従って、補強部材１０のフランジ部分１０１を対象物（スペーサー部材３０又は外板４０）に直接当接させることができる。

また、補強部材１０と補強部材２０とは互いに交わる部分において、それぞれのフランジ部分１０１，２０１が当接しているので、補強部材１０を補強部材２０のフランジ部分２０１を介して外板４０に効果的に接合することができる。

また、補強部材１０のフランジ部分１０１と外板４０との間にスペーサー部材３０が配置されているので、補強部材１０のフランジ部分１０１を、補強部材２０のフランジ部分２０１と外板４０に対してより的確に接合することができる。

また、図６に示すように、補強部材１０のフランジ部分１０１ａは、補強部材２０のフランジ部分２０１と当接する部分と、外板４０と当接する部分との間に段差部分が形成されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、補強部材１０のフランジ部分１０１aを、補強部材２０のフランジ部分２０１と外板４０に対してより的確に接合することができる。

また、本実施形態に係る車両用パネル構造体では、図１に示すように補強部材２０におけるフランジ部分２０１は、補強部材２０におけるチャンネル部分に相当する部分が連続していない領域において連続して形成されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、補強部材２０におけるフランジ部分２０１はチャンネル部分が不連続である領域において連続しているので、より強度を確保することができる。また、この車両用パネル構造体を組み立てる際に補強部材２０を一体的に取り扱うことができるので、車両用パネル構造体の組み立てがより容易になる。

また、本実施形態に係る車両用パネル構造体では、図４及び図５に示すように補強部材２２におけるフランジ部分２２１ａ，２２１ｂは、補強部材２２におけるチャンネル部分に相当する部分が連続していない領域において連続していない状態に形成されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、補強部材２２におけるフランジ部分２２１ａ，２２１ｂはチャンネル部分が不連続である領域において同様に不連続に形成されているので、補強部材２２を分割することが可能となり、この車両用パネル構造体を組み立てる際に補強部材２２の取り回しが容易になる。

また、図３に示すように、補強部材１０のチャンネル部分に相当する部分と補強部材２０のチャンネル部分に相当する部分とが補強部材５０によって連結されていることも好ましい。この好ましい態様によれば、補強部材１０と補強部材２０とが補強部材５０によって連結されるので、車両用パネル構造体の強度をより向上させることができる。

尚、図示はしないが、補強部材１０，２０は、使用する箇所に応じて、一方のフランジ部１０１，２０１及び一方の立設部１０３，２０３ａ，２０３ｂを有しないＺ型の形態を採用することも好ましい。この場合、チャンネル部分は、他方の立設部１０３，２０３ａ，２０３ｂと頂部１０２，２０２ａ，２０２ｂとによって構成される。

本発明の実施形態である車両用パネル構造体を組み立てるための各部品を説明するための図である。本発明の実施形態である車両用パネル構造体を示す図である。本発明の実施形態である車両用パネル構造体の変形例を示す図である。本発明の実施形態である車両用パネル構造体の変形例を示す図である。本発明の実施形態である車両用パネル構造体の変形例を示す図である。本発明の実施形態である車両用パネル構造体の変形例を示す図である。

符号の説明

１０…補強部材、２０…補強部材、３０…スペーサー部材、４０…外板。

Claims

外板に対して互いに交わる方向に沿って設けられる第１の補強部材及び第２の補強部材を備える車輌パネル構造体であって、
前記第１の補強部材及び前記第２の補強部材はそれぞれ、対象物に当接されるフランジ部分と、前記対象物に当接されないチャンネル部分とを備えており、
前記第２の補強部材におけるチャンネル部分は、前記第１の補強部材と交わる部分において連続しない状態に形成されている、車輌パネル構造体。
前記第２の補強部材におけるチャンネル部分は、前記第１の補強部材と交わる部分において除去されている、請求項１に記載の車輌パネル構造体。
前記第１の補強部材と前記第２の補強部材とは互いに交わる部分において、それぞれのフランジ部分が当接している、請求項１又は２に記載の車輌パネル構造体。
前記第１の補強部材のフランジ部分と前記外板との間にスペーサー部材が配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車輌パネル構造体。
前記第１の補強部材のフランジ部分は、前記第２の補強部材のフランジ部分と当接する部分と、前記外板と当接する部分との間に段差部分が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車輌パネル構造体。
前記第２の補強部材におけるフランジ部分は、前記第２の補強部材におけるチャンネル部分が連続していない領域において連続して形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車輌パネル構造体。
前記第２の補強部材におけるフランジ部分は、前記第２の補強部材におけるチャンネル部分が連続していない領域において連続していない状態に形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車輌パネル構造体。
前記第１の補強部材のチャンネル部分と前記第２の補強部材のチャンネル部分とが第３の補強部材によって連結されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の車輌パネル構造体。