JP4227919B2

JP4227919B2 - 鉄道車両構体

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Publication number: JP4227919B2
Application number: JP2004081589A
Authority: JP
Inventors: 直樹河田; 一夫玄地; 俊一岩木
Original assignee: Tokyu Car Corp
Current assignee: Tokyu Car Corp
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: JP2005263123A

Description

本発明は、外板パネルを有する鉄道車両構体に関する。

従来このような分野の技術として特開平９−１０９８８１号公報がある。この公報に記載された側構体は、窓ブロックと出入口ブロックとから構成され、これらのブロックは、板材から切り出されたパネルに対して、骨組みとなる部材をスポット溶接によって固定された構造を有している。
特開平９−１０９８８１号公報特開平８−５８５７９号公報

しかしながら、このような側構体では、板材パネルと骨組部材とはスポット溶接によって溶接されているため、溶接が、所定の間隔をもって配置される結果として構体の剛性が弱くなるといった問題点がある。

そこで、本発明は、剛性を強化した外板パネルによって形成されてなる鉄道車両構体を提供することを目的とする。

本発明に係る鉄道車両構体は、外板パネルを有する鉄道車両構体において、外板パネルは、車両本体の外側に配置される外板と、外板に接合されると共に、車両本体の外側に位置する外側頂部と車両本体の内側に位置する内側頂部とを交互に並設させて断面波形に形成された波板とを備え、波板の外側頂部と外板とが外側頂部の長手方向に沿って連続的に溶接され、波板は車両本体の内側に向けて開放された凹部を有し、外板の端部には、内側頂部の長手方向に沿って延在する接合部材が設けられ、接合部材は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部と、接合部材本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、接合部材本体部と外板とが接合部材の長手方向に沿って連続的に溶接され、接合部材のフランジ部と、内側頂部及び外側頂部の並設方向における端部側の内側頂部とが内側頂部の長手方向に沿って連続的に溶接されていることを特徴とする。

このような鉄道車両構体において、波板は外板に対して外側頂部の長手方向に沿って連続的に溶接されているため、外板パネルの剛性が強化される。また、波板の外側頂部と外板との間は、連続溶接のために隙間がなく接合され、外板と波板とによって形成された中空部間で、気体や液体が移動することがないように遮断される。そのため、鉄道車両のトンネル進入時に受ける衝撃を緩和する気密性、車両本体内への水の進入を抑える水密性を有する。また、波板は、車両本体の内側に向けて開放された凹部を有している。そのため、この外板パネルは、いわゆるダブルスキンパネル構造の外板パネルと比較して内板が不要であるので、部品点数が少なくて済み、近年要請されている車両の軽量化が可能となる。さらに、波板の開放側から連続溶接することができるので、溶接位置を確認しながら連続溶接することができる。
さらに、外板の端部には、内側頂部の長手方向に沿って延在する接合部材が更に設けられている。この接合部材によって、他の外板パネルとの接合が可能となる。この場合において、接合部材は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部と、接合部材本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、接合部材本体部と外板とが接合部材の長手方向に沿って連続的に溶接され、接合部材のフランジ部と、内側頂部及び外側頂部の並設方向における端部側の内側頂部とが内側頂部の長手方向に沿って連続的に溶接されている。このような構成を採用することにより、外板と波板と接合部材とを確実に溶接することができ、しかも外板パネルの剛性が強化される。

ここで、外板を共有する隣接した波板同士は、波板の外側頂部の延在方向に対して直交する方向に延在する支柱によって連結されていることが好適である。この場合、波板の外側頂部の延在方向と支柱の延在方向とは直交することになるため、外板パネルの剛性がさらに強化される。このような外板パネルを、例えば支柱が鉛直方向に延在するようにして側構体に用いると、エアコンディショナーやパンタグラフ等から受ける鉛直下向きの荷重に対して強い構造となる。支柱を有する外板パネルとしては、幕パネルや腰パネルが例示される。

さらに、支柱は、断面カップ状に形成された長尺状の支柱本体部と、支柱本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、支柱本体部と外板とが支柱の長手方向に沿って連続的に溶接され、支柱のフランジ部と内側頂部の長手方向における端部とが溶接されていると好適である。このような構成を採用することにより、外板と波板と支柱とを確実に溶接することができ、外板パネルの剛性も強化される。

あるいは、支柱は、断面矩形状に形成された長尺状の支柱本体部と、支柱本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、支柱本体部と外板とが支柱の長手方向に沿って連続的に溶接され、支柱のフランジ部と内側頂部の長手方向における端部とが溶接されていると好適である。このような構成を採用することによっても、外板と波板と支柱とを確実に溶接することができ、外板パネルの剛性も強化される。

さらに、フランジ部と外板との間で挟まれた位置において、波板の内側頂部及び外側頂部の端部には、面取り部が形成されていると良い。この構造を採用することにより、波板を、フランジ部と外板との間に差し込みやすくなり、外板パネルの組立作業性が良くなる。

さらに、外板と波板とによって形成された中空部には、防振材又は防音材の少なくとも一方が充填されていることが好ましい。この構成を採用することにより、防振材又は防音材をスペース効率よく充填することができる。

また、開放された波板の凹部に沿って、電気配線が収容されていると良い。この構成により、スペース効率よく電気配線を収容することができる。

本発明によれば、外板パネルの剛性が強化される。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る鉄道車両構体の好適な実施形態について詳細に説明する。

[鉄道車両における構体の構成について]
図１に示すように、鉄道車両構体１は、屋根構体３と側構体４と台枠６と妻構体７とが互いに接合されて構成されている。台枠６は車両本体２の床部を構成するものであり、台枠６の側部には側構体４が接合されている。屋根構体３には、車室内の冷暖房を行うためのエアコンディショナー８が据え付けられている。側構体４は、ドアパネル９，９間及び前後端に配置される五個の側構体ブロック１１を有している。

[側構体ブロックの構成について]
図２に示すように、側構体ブロック１１は、幕パネル１２と、窓枠パネル１３と、一対の吹寄せパネル１４と、腰パネル１６とが互いに接合されて構成される。窓枠パネル１３は、側構体ブロック１１の中央部に配置される。幕パネル１２は、ドアパネル９，９間の長さを有し、窓枠パネル１３の上方に配置され、下辺端部が窓枠パネル１３の上辺端部に接合される。腰パネル１６は、ドアパネル９，９間の長さを有し、窓枠パネル１３の下方に配置されて、上辺端部が窓枠パネル１３の下辺端部に接合される。各吹寄せパネル１４，１４は、窓枠パネル１３と略同じ高さを有し、幕パネル１２と腰パネル１６との間で窓枠パネル１３の両側方に配置されて、上辺端部が幕パネル１２の下辺端部に接合され、下辺端部が腰パネル１６の上辺端部に接合される。

[幕パネルについて]
図２〜図４に示すように、外板パネルとしての幕パネル１２は、車両本体２の外側に配置される外板１７と、四枚の波板１８と、三本の支柱１９と、補強部材２１と、接合部材２２とから構成される。

外板１７の上辺端部には、屋根構体３に接合するために、クランク状に折り曲げられた連結部１７ａが形成されている。各波板１８は、波板１８自体に剛性を持たせるため、車両本体２の外側に位置する外側頂部２３と車両本体２の内側に位置する内側頂部２４とを交互に並設させて断面が波形に形成されている。幕パネル１２の最上部に位置する補強部材２１は、外板１７の上辺端部と、内側頂部２４及び外側頂部２３の並設方向における最上端側の内側頂部２４とを接合するために、断面クランク状で長尺状に形成されている。

また、幕パネル１２の最下部に位置する接合部材２２は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部２２ａと、その接合部材本体部２２ａの縁部２２ｂ，２２ｃのそれぞれに沿って長手方向に形成されたフランジ部２２ｄ，２２ｅとで形成されている。この接合部材本体部２２ａは、外板１７に接合するために断面コ字状に形成され、波板１８側のフランジ部２２ｄは、波板１８の内側頂部２４及び外側頂部２３の並設方向における最下端側の内側頂部２４に対して接合するために設けられている。また、フランジ部２２ｅは、窓枠パネル１３や吹寄せパネル１４，１４に接合するために設けられている。

外板１７、波板１８、補強部材２１、及び接合部材２２を接合する際は、波板１８、補強部材２１、及び接合部材２２を矢印の方向に移動させ、外板１７上に波板１８、補強部材２１及び接合部材２２を載置させる。そして、幕パネル１２が側構体ブロック１１として車両本体２に取り付けられたときには、波板１８の外側頂部２３と補強部材２１と接合部材２２とは水平方向に延在することになる。

図５に示すように、隣接する波板１８Ａ，１８Ｂを連結させる支柱１９は、波板１８Ａ，１８Ｂの外側頂部２３の延在方向に対して直交する方向に延在するように、外板１７に配置される。支柱１９は、断面カップ状に形成された支柱本体部１９ａと、その支柱本体部１９ａの縁部１９ｂ，１９ｃそれぞれに沿って長手方向に形成されたフランジ部１９ｄ，１９ｅとで形成される。断面コの字状の支柱本体部１９ａは外板１７に接合するために設けられ、フランジ部１９ｄ，１９ｅは、隣接する波板１８Ａ，１８Ｂに接合するために設けられている。

外板１７、波板１８Ａ、１８Ｂ及び支柱１９を接合する際は、波板１８Ａ，１８Ｂ及び支柱１９を矢印の方向に移動させ、外板１７上に波板１８Ａ，１８Ｂ及び支柱１９を載置させる。幕パネル１２が側構体ブロック１１として車両本体２に取り付けられたときには、この支柱１９は鉛直方向に延在することになる。また、波板１８Ａ，１８Ｂの外側頂部２３の端部には面取り部２３ａが形成され、内側頂部２４の端部にも、同様の面取り部２４ａが形成されている。これにより、波板１８Ａ，１８Ｂを、フランジ部１９ｄ，１９ｅと外板１７との間に差し込みやすくなり、組立作業性が良好となる。

図６に示すように、外板１７上に波板１８を載置し、溶接装置２６を用いて、波板１８の外側頂部２３と外板１７とを外側頂部２３の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ１は、外側頂部２３と外板１７とが溶接されて形成された溶接ビードである。このように外板１７と波板１８とが連続溶接により確実に接合されることにより、幕パネル１２の剛性が強化され、外側頂部２３の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

連続溶接を可能にするものとしては、摩擦撹拌溶接（FSW）、レーザ溶接、ハイブリッドレーザ溶接、タンデムＭＩＧ溶接等が例示される。これらの溶接方法によれば、溶接される金属母材に生ずる歪み量は少ないため、外板１７と波板１８とは殆ど歪まない。したがって、幕パネル１２を寸法精度良く形成することができ、成形性が良くなる。また、溶接時に中空部６１を積極的に有効活用することができる。例えば、溶接時に中空部６１内に空気や不活性ガス等の冷却媒体を流動させたり、中空部６１内に冷却管を配置させたりすると、溶接品質や溶接効率を高めることができる。以下に説明する溶接も同様である。

次に図７及び図８に示すように、支柱１９が波板１８Ａの外側頂部２３の延在方向に対して直交する方向に延在するように、支柱１９は外板１７上に載置される。このとき、フランジ部１９ｅが波板１８Ａの内側頂部２４の長手方向における端部に接触するように、支柱１９を外板１７上に載置する。そして、溶接装置２６を用い、支柱本体部１９ａと外板１７とを支柱１９の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ８は、支柱本体部１９ａと外板１７とが溶接されて形成された溶接ビードである。さらに、支柱１９のフランジ部１９ｅと波板１８Ａの内側頂部２４の長手方向における端部とを溶接する。符号Ｗ９は、フランジ部１９ｅと波板１８Ａの内側頂部２４の端部とが溶接されて形成された溶接ビードである。

さらに、波板１８Ｂをフランジ部１９ｄと外板１７の間に差し込み、支柱１９のフランジ部１９ｄと波板１８Ｂの内側頂部２４の長手方向における端部とを溶接する。符号Ｗ１１は、フランジ部１９ｄと波板１８Ｂの内側頂部２４の端部が溶接されて形成された溶接ビードである。

このようにして、一枚の外板１７を共有して四枚の波板１８を外板１７に溶接する際に、隣接した波板１８間に支柱１９を配置させて、波板１８同士を支柱１９に溶接して連結させていく。ここで、幕パネル１２に支柱１９が設けられることにより、エアコンディショナー８やパンタグラフなどから受ける鉛直下向きの荷重に対して強い構造となる。

さらに、図６に戻り、補強部材２１を外板１７の上辺端部に載置し、補強部材２１と外板１７の上辺端部とを補強部材２１の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ２は、補強部材２１と外板１７とが溶接されて形成された溶接ビードである。また、補強部材２１と、内側頂部２４及び外側頂部２３の並設方向における最上端側の内側頂部２４とを溶接する。この場合、補強部材２１と内側頂部２４との重なり部分を溶接してもよく、補強部材２１と内側頂部２４との境界を溶接するようにしてもよい。符号Ｗ３は、補強部材２１の上方から補強部材２１と内側頂部２４との重なり部分を溶接して形成された溶接ビードであり、符号Ｗ４は、補強部材２１と内側頂部２４との境界を溶接して形成された溶接ビードである。このように外板１７に補強部材２１が溶接されることにより、幕パネル１２の剛性が強化され、補強部材２１の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

次いで、接合部材２２を外板１７の下辺端部に沿うように載置し、溶接装置２６を用いて、接合部材本体部２２ａと外板１７とを接合部材２２の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ５は、接合部材本体部２２ａと外板１７とが溶接されて形成された溶接ビードである。さらに、接合部材２２のフランジ部２２ｄと、内側頂部２４及び外側頂部２３の並設方向における最下端側の内側頂部２４とを内側頂部２４の長手方向に沿って連続的に溶接する。この場合も、フランジ部２２ｄの上からフランジ部２２ｄと内側頂部２４との重なり部分を溶接してもよく、フランジ部２２ｄと内側頂部２４との境界を溶接するようにしてもよい。符号Ｗ６は、フランジ部２２ｄの上からフランジ部２２ｄと内側頂部２４との重なり部分を溶接して形成された溶接ビードであり、符号Ｗ７は、フランジ部２２ｄと内側頂部２４との境界を溶接して形成された溶接ビードである。このように外板１７に接合部材２２が溶接されることにより、幕パネル１２の剛性がさらに強化され、接合部材２２の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

以上のように、波板１８の外側頂部２３と外板１７との間は、連続溶接のために隙間がなく接合され、外板１７と波板１８とによって形成された中空部６１間で、気体や液体が移動することがないように遮断される。そのため、鉄道車両のトンネル進入時に受ける衝撃を緩和する気密性、車両本体２内への水の進入を抑える水密性を有する。このことは、補強部材２１と波板１８と外板１７とによって形成される中空部６２及び接合部材２２と波板１８と外板１７とによって形成される中空部６３も同様である。

また、波板１８は車両本体２の内側に向けて開放された凹部２５を有している。そのため、いわゆるダブルスキンパネル構造の外板パネルと比較して内板が不要である。したがって、幕パネル１２は、部品点数が少なくて済み、近年要請されている車両の軽量化が可能となる。さらに、波板１８の開放側から連続溶接することができるので、溶接位置を確認しながら連続溶接することができる。

[吹寄せパネルについて]
図２及び図９に示すように、外板パネルとしての吹寄せパネル１４は、車両本体２の外側に配置される外板２８と、波板２９と、接合部材３１とから構成される。

図１０に示すように、波板２９は、幕パネル１２の波板１８と同様に、波板２９自体の剛性を高めるため、車両本体２の外側に位置する外側頂部３２と車両本体２の内側に位置する内側頂部３３とを交互に並設させて断面が波形に形成されている。

また、接合部材３１は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部３１ａと、接合部材本体部３１ａの縁部３１ｂ，３１ｃのそれぞれに沿って長手方向に形成されたフランジ部３１ｄ，３１ｅとで形成されている。この接合部材３１は、吹寄せパネル１４における窓枠パネル１３側の端部に沿って接合される。すなわち、接合部材本体部３１ａは外板２８に接合するために断面コ字状に形成され、波板２９側のフランジ部３１ｄは、波板２９の内側頂部３３及び外側頂部３２の並設方向において最も窓枠パネル１３に近接する内側頂部３３に接合するために設けられている。また、フランジ部３１ｅは、窓枠パネル１３に接合するために設けられている。

図１１に示すように、外板２８上に波板２９を載置し、溶接装置２６を用いて、波板２９の外側頂部３２と外板２８とを外側頂部３２の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ１２は、外側頂部３２と外板２８とが溶接されて形成された溶接ビードである。このように外板２８と波板２９とが連続溶接により接合されることにより、吹寄せパネル１４の剛性が強化され、外側頂部３２の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

さらに、接合部材３１を外板２８の窓枠パネル１３側の端部に沿うように載置し、溶接装置２６を用いて、接合部材本体部３１ａと外板２８とを接合部材３１の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ１３は、接合部材本体部３１ａと外板２８とが溶接されて形成された溶接ビードである。次いで、接合部材３１のフランジ部３１ｄと、内側頂部３３及び外側頂部３２の並設方向において最も窓枠パネル１３に近接する内側頂部３３とを内側頂部３３の長手方向に沿って連続的に溶接する。この場合も、フランジ部３１ｄと内側頂部３３との重なり部分を溶接してもよく、フランジ部３１ｄと内側頂部３３との境界を溶接するようにしてもよい。符号Ｗ１４は、フランジ部３１ｄの上方からフランジ部３１ｄと内側頂部３３との重なり部分を溶接して形成された溶接ビードであり、符号Ｗ１６は、フランジ部３１ｄと内側頂部３３との境界を溶接して形成された溶接ビードである。このように外板２８に接合部材３１が溶接されることにより、吹寄せパネル１４の剛性がさらに強化され、接合部材３１の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

ここで、幕パネル１２と同様に、吹寄せパネル１４においても、波板２９の外側頂部３２と外板２８との間は、連続溶接のために隙間がなく接合され、外板２８と波板２９とによって形成された中空部６６間で、気体や液体が移動することがないように遮断されている。そのため、鉄道車両のトンネル進入時に受ける衝撃を緩和する気密性、車両本体２内への水の進入を抑える水密性を有する。このことは、接合部材３１と波板２９と外板２８とによって形成される中空部６７も同様である。さらに、接合部材３１は、側構体ブロック１１において鉛直方向に延在することになるため、吹寄せパネル１４は、接合部材３１が支柱としての役割を果たし、鉛直下向きの荷重に対して強い構造となる。

また、波板２９は車両本体２の内側に向けて開放された凹部３４を有している。そのため、いわゆるダブルスキンパネル構造の外板パネルと比較して内板が不要であり、軽量化が可能となっている。

[腰パネルについて]
図２及び図１２に示すように、外板パネルとしての腰パネル１６は、車両本体２の外側に配置される外板３６と、四枚の波板３７と、三本の支柱３８と、上方側の接合部材３９と、下方側の接合部材４１とから構成される。

図１３に示すように、各波板３７は、波板３７自体に剛性を持たせるため、車両本体２の外側に位置する外側頂部４２と車両本体２の内側に位置する内側頂部４３とを交互に並設させて断面が波形に形成されている。

また、腰パネル１６の最上部に位置する接合部材３９は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部３９ａと、その接合部材本体部３９ａの縁部３９ｂ，３９ｃのそれぞれに沿って長手方向に形成されたフランジ部３９ｄ，３９ｅとで形成されている。この接合部材本体部３９ａは外板３６に接合するために断面コの字状に形成され、波板３７側のフランジ部３９ｅは、波板３７の外側頂部４２と内側頂部４３の並設方向における最上端側の内側頂部４３に接合するために設けられている。また、フランジ部３９ｄは、窓枠パネル１３や吹寄せパネル１４，１４に接合するために設けられている。さらに、腰パネル１６の最下部に位置する接合部材４１は、腰パネル１６を台枠６に接合するために、断面クランク状で長尺状に形成されている。

腰パネル１６の支柱３８（図１２参照）は、図５に示す幕パネル１２の支柱１９と同様の形状であり、支柱本体部とその支柱本体部の縁部に沿って長手方向に形成された一対のフランジ部とで形成されている。腰パネル１６の各フランジ部は、図５と同様に、隣接する波板３７に接合するために設けられている。外板３６、波板３７、及び支柱３８を接合し、腰パネル１６を側構体ブロック１１の一部として車両本体２に取り付けたときには、支柱３８は鉛直方向に延在する。また、図５に示す波板１８と同様に、各波板３７の外側頂部４２及び内側頂部４３の端部には、面取り部が形成されている。これにより、波板３７を支柱３８のフランジ部と外板３６の間へ差し込みやすくしている。

図１４に示すように、外板３６に波板３７を載置し、溶接装置２６を用いて、波板３７の外側頂部４２と外板３６とを外側頂部４２の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号Ｗ１７は、外側頂部４２と外板３６とが溶接されて形成された溶接ビードである。このように外板３６と波板３７とが連続溶接により接合されることにより、腰パネル１６の剛性が強化され、外側頂部４２の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

さらに、図７に示す幕パネル１２における支柱１９と波板１８との溶接と同様に、腰パネル１６の支柱３８を外板３６及び波板３７へ溶接する。すなわち、支柱３８が波板３７の外側頂部４２の延在方向に対して直交する方向に延在するように、支柱３８は外板３６上に載置される。このとき、支柱３８のフランジ部が波板３７の内側頂部４３の長手方向における端部に接触するように載置する。そして、溶接装置２６を用いて、支柱３８の支柱本体部と外板３６とを支柱３８の長手方向に沿って連続的に溶接する。さらに、支柱３８のフランジ部と波板３７の内側頂部４３の長手方向における端部とを溶接していく。

このようにして、一枚の外板３６を共有して四枚の波板３７を外板３６に溶接する際に、隣接した波板３７間に支柱３８を配置させて、波板３７同士を支柱３８に溶接して連結させていく。ここで、支柱３８が側構体ブロック１１において鉛直方向に設けられることにより、腰パネル１６は、鉛直下向きの荷重に対して強い構造となる。

次いで、接合部材３９を外板３６の上辺端部に載置し、接合部材本体部３９ａと外板３６の上辺端部とを接合部材３９の長手方向に沿って連続的に接合する。符号Ｗ１８は、接合部材本体部３９ａと外板３６とを溶接して形成された溶接ビードである。また、接合部材３９のフランジ部３９ｅと、内側頂部４３及び外側頂部４２の並設方向における最上端側の内側頂部４３とを溶接する。この場合、フランジ部３９ｅと内側頂部４３との重なり部分を溶接してもよく、フランジ部３９ｅと内側頂部４３との境界を溶接するようにしてもよい。符号Ｗ１９は、フランジ部３９ｅの上方からフランジ部３９ｅと内側頂部４３とを溶接して形成された溶接ビードであり、符号Ｗ２１は、フランジ部３９ｅと内側頂部４３との境界を溶接して形成された溶接ビードである。このように外板３６と接合部材３９とが連続溶接により接合されることにより、腰パネル１６の剛性が強化され、接合部材３９の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

また、接合部材４１を外板３６の下辺端部に載置し、接合部材４１と外板３６の下辺端部とを接合部材４１の長手方向に沿って連続的に接合する。符号Ｗ２２は、接合部材４１と外板３６とを溶接して形成された溶接ビードである。さらに、接合部材４１と、内側頂部４３及び外側頂部４２の並設方向における最下端側の内側頂部４３とを溶接する。この場合、接合部材４１と内側頂部４３との重なり部分を溶接してもよく、接合部材４１と内側頂部４３との境界を溶接するようにしてもよい。符号Ｗ２３は、接合部材４１の上方から接合部材４１と内側頂部４３とを溶接して形成された溶接ビードであり、符号Ｗ２４は、接合部材４１と内側頂部４３との境界を溶接して形成された溶接ビードである。このように外板３６と接合部材４１とが連続溶接により接合されることにより、腰パネル１６の剛性が強化され、接合部材４１の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となる。

ここで、幕パネル１２と同様に、腰パネル１６においても、外板３６と波板３７とによって形成された中空部６８や、接合部材３９と外板３６と波板３７とによって形成された中空部６９、接合部材４１と外板３６と波板３７とによって形成された中空部７１間で気体や液体が移動することがないように遮断され、鉄道車両のトンネル進入時に受ける衝撃を緩和する気密性、車両本体２内への水の進入を抑える水密性を有する。

図１５に示すように、腰パネル１６を車両本体２に接合する際には、腰パネル１６における接合部材４１の連結部４１ａに台枠６を嵌め合わせ、接合部材４１と台枠６とを接合部材４１の長手方向に沿って車両本体２の内側から連続的に溶接する。符号Ｗ２６は、接合部材４１と台枠６とを溶接して形成された溶接ビードである。また、外板３６の下辺端部と接合部材４１と台枠６とを、接合部材４１の長手方向に沿って、車両本体２の外側から連続的に溶接する。符号Ｗ２７は、外板３６の下辺端部と接合部材４１と台枠６と溶接して形成された溶接ビードである。さらに、接合部材４１の下辺端部と台枠６との境界に沿って連続的に溶接してもよい。符号Ｗ２８は、接合部材４１の下辺端部と台枠６との境界に沿って溶接して形成された溶接ビードである。

さらに、吹寄せパネル１４の波板２９の端部を、接合部材３９のフランジ部３９ｄに差し込むように、腰パネル１６の外板３６に対し、上方から吹寄せパネル１４の外板２８を突き合わせる。次いで、外板２８と外板３６との突き合わせ部分及び接合部材３９の接合部材本体部３９ａを、接合部材３９の長手方向に沿って、車両本体２の外側から溶接装置２６により連続的に溶接する。符号Ｗ２９は、外板２８と外板３６との突き合わせ部分及び接合部材３９の接合部材本体部３９ａを溶接して形成された溶接ビードである。さらに、接合部材３９のフランジ部３９ｄと、吹寄せパネル１４の波板２９における内側頂部３３の長手方向における端部とを連続的に溶接する。符号Ｗ３１は、接合部材３９のフランジ部３９ｄと、吹寄せパネル１４の内側頂部３３とを溶接して形成された溶接ビードである。

ここにおいて、波板３７は、車両本体２の内側に向けて開放された凹部４４を有するので、いわゆるダブルスキンパネル構造の外板パネルと比較して内板が不要であり、軽量化が可能となる。また、凹部４４に沿って、電気配線４６が収容される。これにより、波板３７の凹部４４を利用してスペース効率よく電気配線を収容することができる。

[各外板パネルの接合について]
図１６に示すように、窓枠パネル１３は、腰パネル１６の接合部材３９に突き合わせて接合部材３９に連続的に溶接される。さらに、窓枠パネル１３は、吹寄せパネル１４，１４の接合部材３１に突き合わせて接合部材３１に連続的に溶接されると共に、窓枠パネル１３は、幕パネル１２の接合部材２２に突き合わせて接合部材２２に連続的に溶接される。一方、吹寄せパネル１４は、幕パネル１２の接合部材２２に突き合わせて接合部材２２に連続的に溶接されると共に、腰パネル１６の接合部材３９に突き合わせて接合部材３９に連続的に溶接される。以上のように、各外板パネル１２，１４，１６と窓枠パネル１３とを溶接して接合することにより、側構体ブロック１１を形成することができる。なお、窓枠パネル１３の各角において、Ｌ字状の各補強金具４８は、幕パネル１２の接合部材２２と吹寄せパネル１４の接合部材３１とに重ね合わせられて溶接されると共に、吹寄せパネル１４の接合部材３１と腰パネル１６の接合部材３９とに重ね合わせられて溶接されることにより、側構体ブロック１１の剛性をさらに強化することができる。

ここで、各外板パネル１２，１４，１６及び窓枠パネル１３が接合されて形成された側構体ブロック１１において、幕パネル１２の支柱１９と、吹寄せパネル１４の接合部材３１と、腰パネル１６の支柱３８とは、鉛直方向において直線的に配列されるため、これら支柱１９、接合部材３１、及び支柱３８とが鉛直方向に延在する骨部としての役割を果たす。そのため、側構体ブロック１１は、鉛直方向に加わる荷重に対して強い構造となる。また、幕パネル１２の接合部材２２と腰パネル１６の接合部材３９も水平方向に延在する骨部としての役割を果たす。そのため、水辺方向に加わる荷重に対して強い構造となる。また、鉛直方向に延在する骨部としての支柱１９、接合部材３１、及び支柱３８と、水平方向に延在する骨部としての接合部材２２及び接合部材３９は互いに直交するように延在しているため、側構体ブロック１１の剛性は強化されている。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、腰パネル１６の支柱３８は、図５に示す幕パネル１２の支柱１９と同様の形状であり、支柱本体部と一対のフランジ部とで形成されている。このような支柱３８の代わりに、図１７及び図１８に示すように、切断させて形成された第１〜第４の板材５１〜５４を連続溶接によって接合することにより、断面矩形状に形成された支柱本体部５６と、その支柱本体部５６の縁部に沿って長手方向に延在するフランジ部５７とを有する長尺状の支柱５０を用いても良い。第１〜第４の板材５１〜５４は切断加工によって形成されて、精度の良い板材の組み合わせを可能にし、精度の良い支柱５０を形成することができる。

また、図１９及び図２０に示すように、幕パネル１２において、外板１７と波板１８とによって形成された各中空部６１、補強部材２１と波板１８と外板１７とによって形成された中空部６２、及び接合部材２２と波板１８と外板１７とによって形成された中空部６３には、充填材６４としての防振材又は防音材の少なくとも一方を充填するとよい。これらの中空部６１〜６３を利用することにより、充填材６４（防振材又は防音材）をスペース効率良く充填することができ、車両本体２の防振あるいは防音が実現できる。このような充填材６４（防振材又は防音材）は、幕パネル１２に限らず、吹寄せパネル１４の外板２８と波板２９とによって形成される各中空部６６（図１１参照）に充填してもよく、接合部材３１と波板２９と外板２８とによって形成される中空部６７（図１１参照）に充填してもよい。同様に、充填材６４（防振材又は防音材）は、腰パネル１６における外板３６と波板３７とによって形成される中空部６８（図１４参照）、接合部材３９と波板３７と外板３６とによって形成される中空部６９（図１４参照）、及び接合部材４１と波板３７と外板３６とによって形成される中空部７１（図１４参照）に充填してもよい。

また、上記実施形態では、電気配線４６は腰パネル１６における波板３７に形成された凹部４４に収容したが、幕パネル１２における波板１８の凹部２５や吹寄せパネル１４における波板２９の凹部３４に電気配線４６を収容するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、支柱１９の支柱本体部１９ａ、接合部材２２，３１，３９それぞれの接合部材本体部２２ａ，３１ａ，３９ａの断面カップ形状は、断面コ字状であるが、これに限らず、略U字状、略Ｃ字状、上辺が開放された台形状、或いは上辺が開放された逆台形状であってもよい。

本発明に係る鉄道車両構体の斜視図である。側構体ブロックを構成する外板パネルを説明する概略図である。図２に示す幕パネルの正面図である。幕パネルにおいて、外板に波板と補強部材と接合部材とを配置する様子を示す斜視図である。幕パネルにおいて、外板に支柱と波板とを配置する様子を示す斜視図である。図４に示す幕パネルにおいて、外板に波板と補強部材と接合部材とを溶接する様子を示す斜視図である。図５に示す幕パネルにおいて、外板に支柱と波板とを溶接する様子を示す斜視図である。図７に示す幕パネルにおけるＶIII−ＶIII線に沿う断面図である。図２に示す吹寄せパネルの正面図である。図４に示す吹寄せパネルにおいて、外板に波板と接合部材とを配置する様子を示す斜視図である。図１０に示す吹寄せパネルにおいて、外板に波板と接合部材とを溶接する様子を示す斜視図である。図２に示す腰パネルの正面図である。図１２に示す腰パネルにおいて、外板に波板と接合部材とを配置する様子を示す斜視図である。図１３に示す腰パネルにおいて、外板に波板と接合部材とを溶接する様子を示す斜視図である。図１２に示す腰パネルを車両本体に接合する様子を示す断面図である。各外板パネルを接合したときの側構体ブロックの正面図である。他の実施形態における腰パネルの支柱の斜視図である。図１７に示す支柱におけるXVIII−XVIII線に沿う断面図である。他の実施形態における防振材又は防音材が充填された幕パネルの斜視図である。他の実施形態における防振材又は防音材が充填された幕パネルの斜視図である。

符号の説明

１…鉄道車両構体、２…車両本体、１１…側構体ブロック、１２…幕パネル（外板パネル）、１３…窓枠パネル、１４…吹寄せパネル（外板パネル）、１６…腰パネル（外板パネル）、１７，２８，３６…外板、１８，２９，３７…波板、１９，３８，５０…支柱、１９ａ，５６…支柱本体部、１９ｄ，１９ｅ，２２ｄ，２２ｅ，３１ｄ，３１ｅ，３９ｄ，３９ｅ，５７…フランジ部、２２，３１，３９，４１…接合部材、２３，３２，４２…外側頂部、２４，３３，４３…内側頂部、４４…凹部、４６…電気配線、６１〜６３，６６〜６９…中空部、６４…充填材（防振材、防音材）。

Claims

外板パネルを有する鉄道車両構体において、
前記外板パネルは、
車両本体の外側に配置される外板と、
前記外板に接合されると共に、前記車両本体の外側に位置する外側頂部と前記車両本体の内側に位置する内側頂部とを交互に並設させて断面波形に形成された波板とを備え、
前記波板の前記外側頂部と前記外板とが前記外側頂部の長手方向に沿って連続的に溶接され、前記波板は前記車両本体の内側に向けて開放された凹部を有し、
前記外板の端部には、前記内側頂部の長手方向に沿って延在する接合部材が設けられ、
前記接合部材は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部と、前記接合部材本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、
前記接合部材本体部と前記外板とが前記接合部材の長手方向に沿って連続的に溶接され、前記接合部材の前記フランジ部と、前記内側頂部及び前記外側頂部の並設方向における端部側の前記内側頂部とが前記内側頂部の長手方向に沿って連続的に溶接されていることを特徴とする鉄道車両構体。
前記外板を共有する隣接した前記波板同士は、前記波板の前記外側頂部の延在方向に対して直交する方向に延在する支柱によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両構体。
前記支柱は、断面カップ状に形成された長尺状の支柱本体部と、前記支柱本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、
前記支柱本体部と前記外板とが前記支柱の長手方向に沿って連続的に溶接され、前記支柱の前記フランジ部と前記内側頂部の長手方向における端部とが溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両構体。
前記支柱は、断面矩形状に形成された長尺状の支柱本体部と、前記支柱本体部の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部とで形成され、
前記支柱本体部と前記外板とが前記支柱の長手方向に沿って連続的に溶接され、前記支柱の前記フランジ部と前記内側頂部の長手方向における端部とが溶接されていることを特徴とする請求項２に記載の鉄道車両構体。
前記フランジ部と前記外板との間で挟まれた位置において、前記波板の前記内側頂部及び前記外側頂部の端部には、面取り部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の鉄道車両構体。
前記外板と前記波板とによって形成された中空部には、防振材又は防音材の少なくとも一方が充填されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鉄道車両構体。
開放された前記波板の前記凹部に沿って、電気配線が収容されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の鉄道車両構体。