JP2013052746A

JP2013052746A - 鉄道車両の構体内部構造

Info

Publication number: JP2013052746A
Application number: JP2011192044A
Authority: JP
Inventors: Takeshige Suda; 剛慈須田; Hideyuki Maeda; 秀幸前田; Masashi Nishigaki; 昌司西垣; Tetsuya Asaga; 哲也浅賀; Masatsuna Mogi; 正綱茂木
Original assignee: Japan Transport Engineering Co
Current assignee: Japan Transport Engineering Co
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: JP5939753B2

Abstract

【課題】溶接部材及びスポット溶接を用いる構体部の接合作業の効率を可能にする鉄道車両の構体内部構造を提供すること。
【解決手段】鉄道車両の構体内部構造４０は、屋根構体部及び側構体部が組み立てられた場合、長ケタの屋根構体部の内側面の領域とガセットの屋根構体部の内側面の領域とがスポット溶接ガンを配置可能な空間内で対向するように構成されている。屋根構体部及び側構体部が組み立てられた後、この対向する領域内の所定の領域が上記空間内に配置されるスポット溶接ガンによりスポット溶接される。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄道車両の構体内部構造に関する。

鉄道車両には、構体部同士を部材を用いて溶接する場所がいくつかある。この溶接の方法として、一般に、アーク溶接、スポット溶接等が知られている。いずれの溶接方法が適切かは溶接する部材の材質等によって異なるが、例えば、材質としてアルミニウム合金を用いる場合、アルミニウム合金は通電性が高いため、電気アークの熱を利用し、金属材料を局部的に溶融して接合するアーク溶接を用いることが多い。

また、鉄道車両の車体構造に関する技術として、荷棚受を側構体部の補強材から屋根構体部の補強材のコーナ部近傍に渡して双方に一体化し、補強材間を連結することにより、重量の増大を抑え、内装の見栄えを低下させずに、側構体部および屋根構体部間を十分に補強できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０―１４３３５４号公報

近年、鉄道車両の部材の材質として、アルミニウム合金に代えてステンレス鋼を用いる場合がある。これは、アルミニウム合金と比べて防錆効果が大きいため、例えば、長ケタのように外部に露出する部材にはステンレス鋼を採用するメリットがあるからである。このように部材の材質としてステンレス鋼が採用された場合、いずれの溶接方法が適切か検討すると、ステンレス鋼はアルミニウム合金と比べて通電性が低いため、アーク溶接ではなく、接合部位に圧力を加えながら大電流を加えることで溶接するスポット溶接を用いることが望ましいという結論を得る。

しかしながら、スポット溶接は、スポット溶接ガンの先端部分をステンレス鋼に当接する必要があるため、一定の作業スペースが必要になる。ところが、構体内には、種々の内装具が設けられており、構造上スポット溶接を行うための作業スペースを確保することが難しかった。

例えば、側構体部と屋根構体部とを接合する場合、上記特許文献１に記載の技術のように、種々の内装具が障害になり、屋根構体部の内側において、スポット溶接ガンを配置する作業スペースがとれず、スポット溶接を自由に行うことができなかった。

また、例えば、側出入口（昇降口）の下部近傍において、側構体部と台枠構体部とを接合する場合、側出入口からではスポット溶接ガンを配置する作業スペースがとれず、スポット溶接を行うことができなかった。

以上のように溶接部材及びスポット溶接を用いて構体部を接合するニーズがあるにもかかわらず、これを実現することが難しかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶接部材及びスポット溶接を用いる構体部の接合作業を可能にする鉄道車両の構体内部構造を提供することにある。

本発明は、第１構体部及び第２構体部を含む複数の構体部から構成され、第１構体部と第２構体部とが接合されて構成される鉄道車両の構体内部構造であって、一部の領域が第１構体部に接合された第１溶接部材と、一部の領域が第２構体部に接合された第２溶接部材とを含み、第１構体部及び第２構体部が組み立てられた場合、第１溶接部材の残部の領域と第２の溶接部材の残部の領域とが、スポット溶接ガンを配置可能な空間内で対向するように構成されている。

この構成によると、第１構体部と第２構体部とを組み立てる場合、それぞれの構体部に設けられた第１溶接部材及び第２溶接部材を用いて第１構体部と第２構体部とを容易にスポット溶接することが可能になる。詳細には、第１溶接部材は一部の領域が第１構体部に接合されており、第２部材は一部の領域が第２構体部に接合されており、第１構体部及び第２構体部が組み立てられた場合、第１溶接部材の残部の領域及び第２の溶接部材の残部の領域が、スポット溶接ガンを配置可能な空間内で対向するように構成されている。したがって、第１構体部及び第２構体部が組み立てられた後、第１溶接部材の残部の領域と第２溶接部材の残部の領域とをスポット溶接ガンによりスポット溶接を容易に行うことが可能になる。

また、本発明に係る内部構体構造において、第１構体部は屋根構体部であると共に第２構体部は側構体部であり、第１溶接部材は一部の領域が側構体部の上面と接合されることで、側構体部と屋根構体部とを接合する長ケタであり、第２溶接部材は一部の領域が側構体部に接合されることで、側構体部と屋根構体部に設けられた長ケタとを接合するガセットであり、長ケタの残部の領域が屋根構体部の内側面に接合される領域であると共にガセットの残部の領域が長ケタの屋根構体部との接合領域に対向する領域であるようにしても良い。

このように構成すると、側構体部と屋根構体部が組み立てられた後、長ケタの残部の領域とガセットの残部の領域とがスポット溶接ガンを配置可能な空間内、例えば、ガセット等の内装具に基づいて画定される空間内で対向する領域を有するため、この空間を利用してスポット溶接ガンを自由に配置してスポット溶接を容易に行うことが可能になる。

更に、本発明に係る内部構体構造において、第１構体部は側構体部であると共に第２構体部は台枠構体部であり、第１溶接部材は、板形状の部材からなり、当該板形状の一面内の一部の領域が側構体部に含まれる縦骨に接合されることで、側構体部の強度を補強する補強部材であり、第２溶接部材は、断面がＬ字形状をした板形状の部材からなり、当該Ｌ字形状の一端の下側面の一部の領域が台枠構体部の上面に接合されることで、側構体部と台枠構体部を結合する結合部材であり、補強部材の残部の領域が他の一面内の領域であると共に結合部材の残部の領域がＬ字形状の他の一端の補強部材側の面内の領域であるようにしても良い。

このように構成すると、側構体部と台枠構体部とが組み立てられた後、補強部材の他の領域と結合部材の他の領域とがスポット溶接ガンを配置可能な空間内、例えば、鉄道車両内で対向する領域を有するため、この空間を利用してスポット溶接ガンを自由に配置してスポット溶接を容易に行うことが可能になる。

更に、上記構体内部構造において、断面が略Ｚ形状をした板形状の部材からなる長土台部材であって、台枠構体部の上面及び側面とそれぞれ接合されるＬ字形状部分と台枠構体部の上面から鉛直方向に沿って立設される板形状部分とを有する長土台部材を含み、板形状部分は、補強部材の下側において一の面が側構体部に接合され、他の面が補強部材の結合部材側の面と１つの面を形成するように構成されると共に結合部材の補強部材側の面と対向するように構成され、当該他の面と結合部材の補強部材側の面とが既述の空間内でスポット溶接されるようにしても良い。

このように構成すると、補強部材の他の領域と結合部材の他の領域とがスポット溶接ガンを配置可能な空間内で対向する領域を有するのに加え、補強部材と既述の同一の面を形成する長土台部材と結合部材とが上記空間内で対向する領域有するため、補強部材と結合部材、及び長土台部材と結合部材を１つの作業過程の中でスポット溶接することが可能になる。これにより、溶接部材及びスポット溶接を用いる構体部の接合作業の作業効率を向上させることができる。

本発明によると、溶接部材及びスポット溶接を用いる構体部の接合作業の効率を可能にする鉄道車両の構体内部構造を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る鉄道車両の構体内部構造の断面の一部を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る鉄道車両の構体内部構造を示す斜視図である。図２における構体内部構造の断面の構造を説明するための図である。本発明の第３の実施形態に係る鉄道車両の構体内部構を示す図である。

（第１の実施形態）

図１は、本発明に係る鉄道車両の構体内部構造の断面の一部を示す図である。なお、同図においては、本発明に係る部分を中心に図示し、他の部分については説明の便宜上図示を省略している。

鉄道車両の構体内部構造２０は、屋根構体部（第１構体部）２１と側構体部（第２構体部）２２とを有しており、屋根構体部２１の内側面と側構体部２２の上面とを長ケタ（第１溶接部材）２３を用いて接合している。より詳細には、長ケタ２３は、屋根構体部２１の内側面に接合される領域（他の領域）と、屋根構体部２１の端部を通過して側構体部２２の上面に接合される領域（一部の領域）とで構成されている。また、側構体部２２の上側及び屋根構体部２１の上側には、雨水等を防水すると共にこの雨水等を排水するための雨樋を構成する屋根部材２４が設けられている。

側構体部２２は、縦骨２５及び横骨２６を複数有している。複数の縦骨２５は鉄道車両の短手方向に平行となるように（図示を省略する。）、複数の横骨２６は鉄道車両の長手方向に平行となるように配置されており、側構体部２２の縦方向及び横方向の強度を確保している。

ガセット（第２溶接部材）２７は、側構体部２２と屋根構体部２１とを接合する部材であり、一端が複数の縦骨２５に組み込まれて接合した領域（一部の領域）を有しており、他の一端が屋根構体部２１方向に延出するように構成されている。この延出された他の一端は、既述の長ケタ２３のうち屋根構体部２１の内側面に接合された領域と対向する領域（他の領域）を有するように配置されている。

吊溝２８は、屋根構体部２１の内側面に設けられると共に内装具をユーザから遮蔽する側パネル２９を支持可能に構成される。より詳細には、ガセット２７と長ケタ２３とが対向する領域から屋根構体部２１の内側面に沿って所定距離進んだ位置に吊溝２８が設けられる。この吊溝２８は、断面が略逆ハット形状に形成されている。

また、吊溝２８は、既述の側パネル２９を逆ハット形状の下側の平坦部分に固着される支持部材３０を介して支持する。この支持部材３０は、天井部分及びカモイ部分にそれぞれ配置される配線３１等を載置するためにも用いられる。

側パネル２９は、天井部分の内装具をユーザから遮蔽する側天井パネル３２とカモイ部分の内装具をユーザから遮蔽する側カモイパネル３３からなる。側パネル２９の基端部は、側天井パネル３２の一端を支持すると共に側カモイパネル３３の一端を回動可能に支持する。更に、側カモイパネル３３の他の一端は荷棚取付部３４に着脱自在に取り付けられている。したがって、側カモイパネル３３は既述の一端を支点として開閉可能に構成されている。

複数の横骨２６のうちの１つ、本実施形態では、上から２番目に位置する横骨２６には、荷棚取付部３４が取り付けられている。荷棚取付部３４は、内張部３５と側カモイパネル受部３６とから構成されている。

内張部３５は、断面がコ字形状で形成され、コ字の先端部分で横骨２６を挟み込むように取り付けられる。側カモイパネル受部３６は、内張部３５の上側の一部及び内張面３５ａの一部に固着するように設けられている。

側カモイパネル受部３６は、内張部３５の上面から鉛直方向に沿って立設した板部３６ａを側構体部２２側に有している。当該板部３６ａは、吊ボルト３６ｂによる固着機構が上下に２組設けられており、下側の吊ボルト３６ｂにより内張部３５、板部３６ａ及び荷棚３７を固着するように構成されており、上側の吊ボルト３６ｂにより板部３６ａ及び荷棚３７を固着するように構成されている。これらにより荷棚３７の取付機構を構成する。また、この取付機構は、側カモイパネル受部３６の前面によりユーザから遮蔽されるようになっている。

以上のように構成された鉄道車両の構体内部構造２０によると、屋根構体部２１と側構体部２２とを組み立てる場合、それぞれの構体部２１，２２に設けられた長ケタ２３及びがセット２７を用いて屋根構体部２１と側構体部２２とを容易にスポット溶接することが可能になる。

詳細には、長ケタ２３は一部の領域が屋根構体部２１に接合されており、ガセット２７は一部の領域が側構体部２２に組み込まれて接合されている。また、屋根構体部２１及び側構体部２２が組み立てられた場合、長ケタ２３の他の領域及びガセット２７の他の領域が少なくとも一部の領域においてスポット溶接ガンを配置可能な空間内、例えば、ガセット２７、吊溝２８及び荷棚取付部３４等の内装具に基づいて画定される空間内で対向する領域を有している。このため、屋根構体部２１及び側構体部２２が組み立てられた後、この空間を利用して、スポット溶接ガンを自由に配置して、長ケタ２３の他の領域とガセット２７他の領域とをスポット溶接（図１における×印の位置）を容易に行うことが可能になる。

（第２の実施形態）
図２は本発明に係る鉄道車両の構体内部構造４０を示す斜視図であり、詳細には、側出入口（昇降口）の下部近傍の構体内部構造を示す斜視図である。また、図３は構体内部構造４０の断面の構造を説明するための図である。なお、同図においては、本発明に係る部分を中心に図示し、他の部分については説明の便宜上図示を省略している。

台枠構体部（第２構体部）４１は、断面がロ字形状になっている（図２においては、一部しか図示していないためコ字形状になっている。）。また、長土台部材４２は断面が略Ｚ形状をした板形状の部材からなり、台枠構体部４１の上面及び側面とそれぞれ接合されるＬ字形状部分４２ａと台枠構体部４１の上面から鉛直方向に沿って立設される板形状部分４２ｂとを有している。

側構体部（第１構体部）４３は、鉄道車両の短手方向と平行になる２つの出入口柱４３ａ，４３ｂを有している。２つの出入口柱４３ａ，４３ｂの外側及び内側にはそれぞれ外板補強材４４及び補強板材４５が接合されている。

補強部材（第１溶接部材）４５は、板形状の部材からなり、当該板形状の一面内の一部の領域が側構体部４３に含まれる出入口柱（縦骨）４３ａ，４３ｂに接合され、側構体部４３の強度を補強している。

補強板材４５の下側面は長土台部材４２の板形状部分４２ｂの上側面とサイズが一致していると共に隙間なく配置されている。このため、長土台部材４２の板形状部分４２ｂは、補強部材４５の下側において一の面が側構体部４３に接合され、他の面が補強部材４５と１つの面を形成するように構成されると共に、後述する結合部材４７の補強部材４５側の面と対向するように構成されている。

更に、構体内部構造４０には、側構体部４３の側出入口近傍には出入口フレーム４６が接合されている。

結合部材４７は、断面がＬ字形状をした板形状の部材からなり、当該Ｌ字形状の一端４７ａの下側面の一部の領域が台枠構体部４１の上面に接合され、他の一端４７ｂの側構体部４３側の面が補強部材４５及び長土台部材４２の板形状部分４２ｂから形成される１つの面と対向するように構成されている。

このため、補強部材４５の結合部材４５側の面内の領域（他の領域）と、結合部材４７のＬ字形状の他の一端４７ｂの補強部材４５側の面内の領域（他の領域）とがスポット溶接可能に構成されている。

さらに、長土台部材４２の板形状部分４２ｂの結合部材４５側の面と、結合部材４７のＬ字形状の他の一端４７ｂの長土台部材４２の板形状部分４２ｂ側の面とがスポット溶接可能に構成されている。

床つなぎ部材４８は、断面が略Ｚ形状になっており、一端４８ａが結合部材４７の端部部４７ａの上側面に対向するように構成されており、他の一端４８ｂが台枠構体部４１の上面と接合するように構成されている。

以上のように構成された鉄道車両の構体内部構造４０によると、側構体部４３と台枠構体部４１とが組み立てられた後、補強部材４５の他の領域と結合部材４７の他の領域とがスポット溶接ガンを配置可能な空間内、例えば、鉄道車両内で対向する領域を有するため、この空間を利用してスポット溶接ガンを自由に配置してスポット溶接（図２における×印の位置）を容易に行うことが可能になる。

更に、補強部材４５と同一の面を形成する長土台部材４２の板形状部分４２ｂと結合部材４７の更に他の領域とが既述の空間内で対向する領域を有するため、補強部材４５と結合部材４７とのスポット溶接に加え、長土台部材４２と結合部材４７とのスポット溶接（図２における×印の位置）を１つの作業過程の中で行うことが可能になる。これにより、溶接部材及びスポット溶接を用いる鉄道車両の構体部の接合作業の作業効率を向上させることができる。

また更に、側構体部４３と台枠構体部４１とが組み立てられる場合、結合部材４７の一端４７ａの上側面と床つなぎ部材４８の一端４８ａの下側面も対向するように配置されるため、作業者は既述の空間を利用して、これらの領域についてもスポット溶接を行うことが可能になる（図２における×印の位置）。この作業も１つの作業過程の中で行うことが可能になり、溶接部材及びスポット溶接を用いる鉄道車両の構体部の接合作業の作業効率を大幅に向上させることができる。

（第３の実施形態）
図４は本発明に係る鉄道車両の構体内部構造５０を示す斜視図であり、より詳細には、戸尻柱構体部近傍の構体内部構造を示す斜視図である。なお、同図においては、本発明に係る部分を中心に図示し、他の部分については説明の便宜上図示を省略している。

台枠構体部５１及び長土台部材５２の説明は既述の第２の実施形態における台枠構体部４１及び長土台部材４２の説明と実質的に同様であるため詳細な説明を省略する。

長土台部材５２の外側には、既述の側構体部４３と同様に戸尻柱構体部５３が設けられている。また、結合部材５４は、既述の第２の実施形態における結合部材４７と異なる点については、結合する対象が長土台部材５２になっている点のみなので詳細な説明は省略する。

このように構成された鉄道車両の構体内部構造５０においても、台枠構体部５１と戸尻柱構体部５３が組み立てられた後、長土台部材５２と結合部材５４の領域、及び結合部材５４と台枠構体部５１の上面の一部とがスポット溶接ガンを配置可能な空間内で対向する領域を有するため、この空間を利用してスポット溶接ガンを自由に配置してスポット溶接（図４における×印の位置）を容易に行うことが可能になる。

本発明は、溶接部材及びスポット溶接を用いて構体部の接合作業を行う鉄道車両に広く適用可能である。

２０，４０，５０・・・鉄道車両の構体内部構造
２１・・・屋根構体部
２２，４３・・・側構体部
２３・・・長ケタ
２４・・・屋根部材
２５・・・縦骨
２６・・・横骨
２７・・・ガセット
２８・・・吊溝
２９・・・側パネル
３０・・・支持部材
３１・・・配線
３２・・・側天井パネル
３３・・・側カモイパネル
３４・・・荷棚取付部
３５・・・内張部
３６・・・側カモイパネル受部
３６ａ・・・板部
３６ｂ・・・吊ボルト
３７・・・荷棚
４１，５１・・・台枠構体部
４２，５２・・・長土台部材
４５・・・補強部材
４７，５４・・・結合部材
５３・・・戸尻柱構体部

Claims

第１構体部及び第２構体部を含む複数の構体部から構成され、前記第１構体部と前記第２構体部とが接合されて構成される鉄道車両の構体内部構造であって、
一部の領域が前記第１構体部に接合された第１溶接部材と、
一部の領域が前記第２構体部に接合された第２溶接部材とを含み、
前記第１溶接部材の残部の領域と前記第２の溶接部材の残部の領域とが、スポット溶接ガンを配置可能な空間内で対向するように構成されていることを特徴とする鉄道車両の構体内部構造。
前記第１構体部は屋根構体部であると共に前記第２構体部は側構体部であり、
前記第１溶接部材は、その一部の領域が前記側構体部の上面と接合されることで、前記側構体部と前記屋根構体部とを接合する長ケタであり、
前記第２溶接部材は、その一部の領域が前記側構体部に接合されることで、前記側構体部と前記屋根構体部に設けられた長ケタとを接合するガセットであり、
前記長ケタの残部の領域が前記屋根構体部の内側面に接合される領域であると共に、前記ガセットの残部の領域が前記長ケタの前記屋根構体部との接合領域に対向する領域であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の構体内部構造。
前記第１構体部は側構体部であると共に前記第２構体部は台枠構体部であり、
前記第１溶接部材は、板形状の部材からなり、当該板形状の一面内の一部の領域が前記側構体部に含まれる縦骨に接合されることで、前記側構体部の強度を補強する補強部材であり、
前記第２溶接部材は、断面がＬ字形状をした板形状の部材からなり、当該Ｌ字形状の一端の下側面の一部の領域が前記台枠構体部の上面に接合されることで、前記側構体部と前記台枠構体部を結合する結合部材であり、
前記補強部材の残部の領域が前記他の一面内の領域であると共に、前記結合部材の残部の領域が前記Ｌ字形状の他の一端の前記補強部材側の面内の領域であることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の構体内部構造。
断面が略Ｚ形状をした板形状の部材からなる長土台部材であって、前記台枠構体部の上面及び側面とそれぞれ接合されるＬ字形状部分と前記台枠構体部の上面から鉛直方向に沿って立設される板形状部分とを有する長土台部材を含み、
前記板形状部分は、前記補強部材の下側において一の面が前記側構体部に接合され、他の面が前記補強部材の前記結合部材側の面と１つの面を形成するように構成されると共に前記結合部材の前記補強部材側の面と対向するように構成され、前記他の面と前記結合部材の前記補強部材側の面とが前記空間内でスポット溶接されることを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両の構体内部構造。