JP2010167862A

JP2010167862A - 車両パネル構造体

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Publication number: JP2010167862A
Application number: JP2009011211A
Authority: JP
Inventors: Masashi Oikawa; 昌志及川; Naoki Kawada; 直樹河田
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: JP5203987B2

Abstract

【課題】重量の増加を抑えつつ、剛性の向上を図ることができる車両パネル構造体を提供することを目的とする。
【解決手段】車両パネル構造体１０では、外板パネル２０の端部２０ａと、板状部材４０の対向部４３と、隣り合う第１の補強部材３０のウェブ部３２，３２とによって形成された第１の中空部Ｓ１と、板状部材４０の対向部４３と第２の補強部材５０の頂部５１及びウェブ部５２，５３とによって形成された第２の中空部Ｓ２とが、互いに交差した状態で端部１０ａに設けられている。このような交差構造により、車両パネル構造体１０では、端部１０ａの剛性を十分に確保することができる。また、本構成は、骨部材同士を交差方向に配置した従来の構成と比較して、板状部材４０を追加するだけで実現できるので、部品点数の増加も避けられ、重量の増加も抑えられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両パネル構造体に関する。

この種の分野の技術として、例えば特許文献１に記載の鉄道車両構体がある。この従来の鉄道車両構体では、外板に対して断面ハット状の骨部材（ハット材）が一定のピッチで接合されている。また、外板の端部には、骨部材と交差する方向に配置された別の骨部材がハット材の頂部に接合され、当該端部の剛性の強化が図られている。

特開２００６−２７３６６号公報

車両パネル構造体の端部の剛性を高めることは、鉄道車両構体の強度を担保する観点から非常に重要であり、より剛性を確保することができる技術が望まれている。しかしながら、外板の端部に配置する部材の点数が必要以上に増加すると、鉄道車両構体の重量が増加してしまうことが問題となる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、重量の増加を抑えつつ、剛性の向上を図ることができる車両パネル構造体を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る車両パネル構造体は、鉄道車両の外壁となる外板パネルと、断面ハット状をなし、外板パネルの内面側に並設された第１の補強部材と、外板パネルの少なくとも端部と対向する対向部を有し、外板パネルの端部と、板状部材の対向部と、隣り合う第１の補強部材のウェブ部とによって第１の中空部が形成されるように第１の補強部材の頂部に接合された板状部材と、断面ハット状をなし、板状部材の対向部との間で第１の中空部と交差する方向に第２の中空部が形成されるように板状部材に接合された第２の補強部材と、を備えたことを特徴としている。

この車両パネル構造体では、外板パネルの端部と、対向部と、隣り合う第１の補強部材のウェブ部とによって形成される第１の中空部と、板状部材と第２の補強部材との間で形成される第２の中空部とが、互いに交差した状態で外板パネルの端部に設けられる。このような中空部の交差構造により、この車両パネル構造体では、端部の剛性を十分に確保することができる。また、本構成は、骨部材同士を交差方向に配置した従来の構成と比較して、板状部材を追加するだけで実現できるので、部品点数の増加も避けられ、重量の増加も抑えられる。

また、第２の補強部材の一方のフランジ部は、板状部材の対向部に接合され、第２の補強部材の他方のフランジ部は、外板パネルの端部に接合され、板状部材の端部及び第１の補強部材の端部は、第２の補強部材における他方のフランジ部側のウェブ部に接合されていることが好ましい。この場合、第２の補強部材が、外板パネル、平板部材、及び第１の補強部材のそれぞれに接合されるので、各部材間の応力伝達効率が向上し、端部に更に十分な剛性を持たせることが可能となる。また、板状部材が外板パネルと第２の補強部材とで挟み込まれるので、外板パネルに曲げ応力が作用した場合であっても、板状部材の剥がれの発生を防止できる。

また、板状部材は、対向部から第１の補強部材の頂部に沿って張り出す張出部を有していることが好ましい。この場合、各部材間の応力伝達効率を一層向上させることができる。

本発明に係る車両パネル構造体によれば、重量の増加を抑えつつ、剛性の向上を図ることができる。

本発明に係る車両パネル構造体を適用してなる鉄道車両構体の一実施形態を示す斜視図である。図２は、車両パネル構造体の構成を示す斜視図である。図２の分解斜視図である。第１の中空部を示す図である。第２の中空部を示す図である。本発明の変形例に係る車両パネル構造体を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る車両パネル構造体の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る車両パネル構造体を適用してなる鉄道車両構体の一実施形態を示す斜視図である。同図に示すように、鉄道車両構体１は、床構体２と、側構体３と、屋根構体４と、妻構体５とを備え、これらの各構体が相互に接合されることにより、乗客を収容する空間を内部に有する箱型形状をなしている。

床構体２は、車両の床部を構成する構体として鉄道車両構体１の底部に配置されている。側構体３及び妻構体５は、車両の側部を構成する構体として、床構体２の左右の縁部及び前後の縁部を囲むように立設されている。側構体３には、乗客・乗員が乗り降りするためのドア部６が等間隔に複数（例えば３ヶ所）設けられている。

また、ドア部６，６間と側構体３の両端部とには、窓部７が設けられている。妻構体５は、乗客・乗員らが車両間を行き来するための出入口部８が設けられている。屋根構体４は、車両の屋根部を構成する構体として鉄道車両の構体の上部に空間に蓋をするように配置されている。車両の屋根構体４には、上部に車内の温度を調整するためのエアコンディショナーやパンタグラフ（図示しない）などを備えている。

次に、側構体３に適用された車両パネル構造体の構成について更に詳細に説明する。図２は、車両パネル構造体の構成を示す斜視図である。また、図３は、その分解斜視図である。同図では車両パネル構造体Ｋの一方の端部を図示しているが、他方の端部についても同様の構成である。

図２及び図３に示すように、車両パネル構造体１０は、外板パネル２０と、第１の補強部材３０と、板状部材４０と、第２の補強部材５０とを備えている。外板パネル２０は、車両の外壁部を構成する部材である。外板パネル２０は、例えば厚さ１．２ｍｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ３０１Ｌ）からなり、長さ９４０ｍｍの矩形状をなしている。

第１の補強部材３０は、長方形状の頂部３１と、頂部３１の幅方向の両側部から起立するウェブ部３２，３２と、ウェブ部３２，３２の先端から外側に突出するフランジ部３３，３３とを有する断面ハット状の部材（ハット材）である。第１の補強部材３０は、例えば厚さ０．８ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１Ｌ）からなり、外板パネル２０の長さに対応する長尺状をなしている。また、頂部３１の幅は例えば５０ｍｍとなっており、ウェブ部３２の高さは例えば３５ｍｍとなっている。

第１の補強部材３０は、頂部３１が車両の内側に向いた状態で、例えば２００ｍｍピッチで車両の高さ方向に並列配置され、フランジ部３３，３３に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部Ｗ１によって外板パネル２０に強固に接合されている。これにより、第１の補強部材３０と外板パネル２０との間には、第１の補強部材３０の長手方向に沿って中空部が形成されている（図４参照）

板状部材４０は、例えば厚さ０．８ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１Ｌ）からなる。板状部材４０は、略長方形状の本体部４１と、本体部４１の一側から例えば２００ｍｍピッチで張り出す複数の張出部４２とを有している。この板状部材４０は、車両パネル構造体１０の端部１０ａにおいて、本体部４１が外板パネル２０の端部２０ａと対向し（以下、本体部４１を対向部４３と称す）、かつ張出部４２のそれぞれが第１の補強部材３０の頂部３１に当接するように配置され、対向部４３及び張出部４２に適宜スポット状に形成されたレーザ溶接部Ｗ２によって第１の補強部材３０の頂部３１に強固に接合されている。なお、張出部４２の長さは、例えば１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度となっている。また、対向部４３と張出部４２とがなす隅部は、例えばφ３０ｍｍの凹状に加工されている。

板状部材４０と第１の補強部材３０の頂部３１との接合により、図４に示すように、車両パネル構造体１０を第１の補強部材３０の長手方向から見た場合に、車両パネル構造体１０の端部には、外板パネル２０の端部２０ａと、対向部４３と、隣り合う第１の補強部材３０のウェブ部３２，３２とによって、断面略長方形状の第１の中空部Ｓ１が形成されている。

第２の補強部材５０は、第１の補強部材３０と同様に、長方形状の頂部５１と、頂部５１の幅方向の両側部から起立するウェブ部５２，５３と、ウェブ部５２，５３の先端から外側に突出するフランジ部５４，５４とを有する断面ハット状の部材（ハット材）である。第２の補強部材５０は、例えば厚さ１．０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１Ｌ）からなり、外板パネル２０の高さに対応する長尺状をなしている。また、頂部５１の幅は例えば５０ｍｍとなっている。

一方、第２の補強部材５０のウェブ部５２，５３の高さは互いに異なっており、一方のウェブ部５２の高さは例えば３５ｍｍ、他方のウェブ部５３の高さは例えば７０ｍｍとなっている。この第２の補強部材５０は、車両パネル構造体１０の端部１０ａにおいて、頂部５１が車両の内側を向いた状態で第１の補強部材３０と直交して配置され、一方のウェブ部５２が板状部材４０の対向部４３に当接し、かつ他方のウェブ部５３が外板パネル２０の内面に当接した状態で、フランジ部５４，５４に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部Ｗ３によって外板パネル２０及び板状部材４０に強固に接合されている。

また、図５に示すように、板状部材４０の端部４０ａ及び第１の補強部材３０の端部３０ａは、第２の補強部材５０における他方のウェブ部５３の内面に当接している。そして、ウェブ部５３、板状部材４０の端部４０ａ、及び第１の補強部材３０の端部３０ａは、スポット状のレーザ溶接部Ｗ４によって互いに強固に接合されている。

第２の補強部材５０と外板パネル２０・第１の補強部材３０・板状部材４０との接合により、車両パネル構造体１０の端部には、車両パネル構造体１０を第２の補強部材５０の長手方向から見た場合に、第２の補強部材５０の頂部５１及びウェブ部５２，５３と板状部材４０の対向部４３とによって、第１の中空部Ｓ１と直交する方向に断面略矩形状の第２の中空部Ｓ２が形成されている。第２の中空部Ｓ２は、対向部４３に仕切られることによって、第１の中空部Ｓ１に対して連通しない状態で立体交差している。

以上説明したように、車両パネル構造体１０では、外板パネル２０の端部２０ａと、板状部材４０の対向部４３と、隣り合う第１の補強部材３０のウェブ部３２，３２とによって形成された第１の中空部Ｓ１と、板状部材４０の対向部４３と第２の補強部材５０の頂部５１及びウェブ部５２，５３とによって形成された第２の中空部Ｓ２とが、互いに交差した状態で端部１０ａに設けられている。

このような第１の中空部Ｓ１及び第２の中空部Ｓ２の交差構造により、車両パネル構造体１０では、端部１０ａの剛性を十分に確保することができる。車両パネル構造体１０の端部１０ａの剛性は、第１の中空部Ｓ１と第２の中空部Ｓ２とが、互いに連通しない状態で立体交差していることにより、一層好適に高められている。また、本構成は、骨部材同士を交差方向に配置した従来の構成と比較して、板状部材４０を追加するだけで実現できるので、部品点数の増加も避けられ、重量の増加も抑えられる。

また、車両パネル構造体１０では、第２の補強部材５０の一方のフランジ部５４は、板状部材４０の対向部４３に接合され、第２の補強部材５０の他方のフランジ部５４は、外板パネル２０の端部２０ａに接合され、板状部材４０の端部４０ａ及び第１の補強部材３０の端部３０ａは、第２の補強部材５０における他方のフランジ部５４側のウェブ部５３に接合されている。

これにより、第２の補強部材５０が、外板パネル２０、第１の補強部材３０、及び板状部材４０のそれぞれに接合されるので、各部材間の応力伝達効率が向上し、端部１０ａに更に十分な剛性を持たせることが可能となる。また、板状部材４０が外板パネル２０と第２の補強部材５０とによって挟み込まれるので、外板パネル２０に曲げ応力が作用した場合であっても、板状部材４０の剥がれの発生を防止できる。

さらに、車両パネル構造体１０では、対向部４３から第１の補強部材３０の頂部３１に沿って張り出す張出部４２が板状部材４０に設けられている。これにより、各部材間の応力伝達効率を一層向上させることができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、各部材の接合をレーザ溶接によって行っているが、接合方法は、ロウ付けや、アーク溶接、電気抵抗スポット溶接などの他の方法で行ってもよい。また、第１の補強部材３０及び第２の補強部材５０の配置数等は、車両パネル構造体１０の要求使用に応じて適宜変更してもよい。

また、上述した実施形態では、板状部材４０の張出部４２の長さは１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度となっているが、図６に示すように、張出部４２を第１の補強部材３０の頂部３１の全体に沿わせ、対向部４３と車両パネル構造体１０の他方の端部側の対向部（不図示）とを張出部４２によって連結してもよい。この場合、張出部４２と第１の補強部材３０の頂部３１との接触面積が拡大する分、各部材間の応力伝達効率を一層向上させることができる。

１…鉄道車両、１０…車両パネル構造体、２０…外板パネル、２０…端部、３０…第１の補強部材、３０ａ…端部、３１…頂部、３２…ウェブ部、４０…板状部材、４０ａ…端部、４２…張出部、４３…対向部、５０…第２の補強部材、５３…ウェブ部、５４…フランジ部、Ｓ１…第１の中空部、Ｓ２…第２の中空部。

Claims

鉄道車両の外壁となる外板パネルと、
断面ハット状をなし、前記外板パネルの内面側に並設された第１の補強部材と、
前記外板パネルの少なくとも端部と対向する対向部を有し、前記外板パネルの前記端部と、前記対向部と、隣り合う前記第１の補強部材のウェブ部とによって第１の中空部が形成されるように前記第１の補強部材の頂部に接合された板状部材と、
断面ハット状をなし、前記板状部材の前記対向部との間で前記第１の中空部と交差する方向に第２の中空部が形成されるように前記板状部材に接合された第２の補強部材と、を備えたことを特徴とする車両パネル構造体。
前記第２の補強部材の一方のフランジ部は、前記板状部材の前記対向部に接合され、
前記第２の補強部材の他方のフランジ部は、前記外板パネルの前記端部に接合され、
前記板状部材の端部及び前記第１の補強部材の端部は、前記第２の補強部材における前記他方のフランジ部側のウェブ部に接合されていることを特徴とする請求項１記載の車両パネル構造体。
前記板状部材は、前記対向部から前記第１の補強部材の頂部に沿って張り出す張出部を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の車両パネル構造体。