JP4227920B2 - Railway vehicle structure - Google Patents
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Description
本発明は、外板パネルを有する鉄道車両構体に関する。 The present invention relates to a railway vehicle structure having an outer panel.
従来より側構体に裾絞りが形成された鉄道車両が開発されている(例えば、特許文献1,2)。この裾絞り形状を側構体に採用することにより、車両限界を満足させながら室内の幅を広く確保でき、乗客定員をより多くすることができる。このような裾絞りの側構体において、外板を連結するための支柱は、裾絞りに合わせて塑性変形により湾曲させていた。
しかしながら、支柱用の板材を塑性変形させる加工方法では、湾曲形状を精度よく加工することは容易ではなかった。 However, it is not easy to accurately process a curved shape by a processing method in which a plate material for a column is plastically deformed.
そこで、本発明は、精度の良い支柱をもって形成された外板パネルを有する鉄道車両構体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a railway vehicle structure having an outer panel formed with a precision column.
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、
切断加工により形成された第1〜第4の板材が組合わされて断面矩形状に形成された長尺状の支柱本体部を有すると共に、外板に接合される支柱とを備え、
外板の平面部に対して直交して配置された第1及び第2の板材は、長手方向において湾曲する湾曲部を有し、第3の板材は、外板の平面部に当接配置され、第4の板材は、第1及び第2の板材を介して第3の板材に連結され、
第4の板材の縁部に沿ってフランジ部が形成され、外板に接合される波板は、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が交互に並設されて断面波形に形成され、
隣接する波板の間に支柱が配置され、波板は、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連結され、
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、第3の板材と外板とが支柱の長手方向に沿って連続的に溶接され、第4の板材のフランジ部と内側頂部における長手方向の端部とが溶接されていることを特徴とする。
The railway vehicle structure according to the present invention is a railway vehicle structure having an outer panel,
The outer panel is
An outer plate disposed outside the vehicle body;
The first to fourth plate members formed by cutting are combined to have a long column main body portion formed in a rectangular cross section, and a column bonded to the outer plate ,
The first and second plate members arranged orthogonal to the flat portion of the outer plate have curved portions that are curved in the longitudinal direction, and the third plate member is disposed in contact with the flat portion of the outer plate. The fourth plate is connected to the third plate via the first and second plates,
In the corrugated plate formed with a flange portion along the edge of the fourth plate member and joined to the outer plate, the outer top portion located outside the vehicle body and the inner top portion located inside the vehicle body are alternately arranged. Is formed into a cross-sectional waveform,
A strut is disposed between adjacent corrugated plates, and the corrugated plate is connected to a post extending in a direction perpendicular to the extending direction of the outer top portion of the corrugated plate,
The outer top portion and the outer plate of the corrugated plate are continuously welded along the longitudinal direction of the outer top portion, and the third plate member and the outer plate are continuously welded along the longitudinal direction of the support column. The flange portion and the end portion in the longitudinal direction of the inner top portion are welded .
各板材は塑性変形されることなく、切断加工によって第1〜第4の板材が形成され、そして、精度の良い各板材を断面矩形状に組み合わせるので、精度の良い支柱を形成することができる。したがって、精度の良い支柱を外板に接合する際、外板は支柱の形状に合わせて変形するので、精度の良い支柱をもって精度の良い外板パネルを形成することができる。
Each plate material is not plastically deformed, and the first to fourth plate materials are formed by cutting, and the highly accurate plate materials are combined in a rectangular cross section, so that a highly accurate column can be formed . Therefore, when bonding a highly accurate post outer panel, the outer panel so deformed in accordance with the shape of the strut, it is possible to form a good outer panel precision with good accuracy struts.
さらに、支柱本体部は、湾曲部をもった精度の良い第1及び第2の板材を基準にして製作されるので、湾曲部を持った支柱を精度良く容易に作ることができる。そのことにより、湾曲した外板パネルを精度よく形成することができる。このような外形パネルを、例えば側構体の腰パネルとして用いれば、裾絞り部を有する側構体を精度良く形成することができる。
Furthermore, post main body because they are fabricated on the basis of the accurate first and second plate members having a curved portion, it is possible to make the post having a curved portion to accurately easily. Thereby, a curved outer panel can be formed with high accuracy. If such an outer shape panel is used as, for example, a waist panel of a side structure, a side structure having a skirt diaphragm can be formed with high accuracy.
さらに、第4の板材の縁部に沿ってフランジ部が形成され、外板に接合される波板は、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が交互に並設されて断面波形に形成され、隣接する波板の間に支柱が配置され、波板は、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連結され、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、第3の板材と外板とが支柱の長手方向に沿って連続的に溶接され、第4の板材のフランジ部と内側頂部における長手方向の端部とが溶接されている。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。
Further, a flange portion is formed along the edge of the fourth plate member, and the corrugated plate joined to the outer plate has an outer top portion located outside the vehicle body and an inner top portion located inside the vehicle body alternately. Are arranged in parallel with each other, and a column is disposed between adjacent corrugated plates, and the corrugated plate is connected to a column extending in a direction perpendicular to the extending direction of the outer top portion of the corrugated plate, The outer top portion and the outer plate of the plate are continuously welded along the longitudinal direction of the outer top portion, and the third plate member and the outer plate are continuously welded along the longitudinal direction of the support column. The flange part and the end part of the longitudinal direction in an inner top part are welded. By adopting such a configuration, the outer plate, the corrugated plate, and the support can be reliably welded, and the rigidity of the outer plate panel is enhanced.
本発明によれば、鉄道車両構体は、精度の良い支柱をもって形成された外板パネルを有する。 According to the present invention, the railway vehicle structure has an outer panel formed with a high-precision column.
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。 Hereinafter, a preferred embodiment of a railway vehicle structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[ 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やパンタグラフが据え付けられている。側構体4は、各ドアパネル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。そして、図2に示すように、車両本体2においては、側構体4に裾絞り部Sが形成されている。
[Structure structure of railway vehicles]
As shown in FIG. 1, the
[ 側構体ブロックの構成について ]
図3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。さらに、このような側構体ブロック11では、腰パネル16に裾絞り部S(図2参照)が形成されている。
[Configuration of side structure block]
As shown in FIG. 3, the
[ 腰パネルの構成について ]
図4及び図5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17と、外板17に接合される四枚の波板18と、隣接する波板18を連結するように外板17に接合される三本の支柱19と、窓枠パネル13及び吹寄せパネル14に接合するために上辺端部に位置する接合部材21と、台枠6に接合するために下辺端部に位置する接合部材22とから構成される。
[Configuration of waist panel]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
[ 支柱について ]
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、切断して得られた長尺状の第1〜第4の板材23〜26を組み合わせて形成されている。この第1及び第2の板材23,24は、外板17の平面部17aに対して直交して長手方向に延在し、互いに平行となるように配置される。また、第1及び第2の板材23,24は、長手方向において、裾絞り部S(図2参照)を形成するために、湾曲状に切断された湾曲部Cと直線部Dとを有している(図6参照)。
[About the support]
As shown in FIG. 5, the
そして、第3の板材25は、第1の板材23と第2の板材24との間隔よりも幅広に形成されると共に、第1及び第2の板材23,24の長手方向と同じ長さに形成されている。この第3の板材25は、支柱19において車両本体2の外側に向けて配置される。そして、第1及び第2の板材23,24の長手方向の端部と、第3の板材25の長手方向の端部とを一致させて、第1及び第2の板材23,24の形状に沿うように第3の板材25が配置され、第1〜第3の板材23〜25が連続的に溶接される。このとき、第3の板材25は、第1及び第2の板材23,24の湾曲部C及び直線部Dに沿って、第1及び第2の板材23,24に連続溶接により接合される。
The
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、第1〜第3の板材23〜25は殆ど歪まない。したがって、支柱19を寸法精度良く形成することができ、成形性が良くなる。以下に説明する溶接も同様である。
Examples of what enables continuous welding include friction stir welding (FSW), laser welding, hybrid laser welding, and tandem MIG welding. According to these welding methods, since the amount of distortion generated in the metal base material to be welded is small, the first to
また、第4の板材26は、第1の板材23と第2の板材24との間隔よりも幅広に形成されると共に、第1及び第2の板材23,24の長手方向の長さよりも短く形成されている。この第4の板材26は、支柱19において車両本体2の内側に向けて配置される。そして、第1及び第2の板材23,24の形状に沿うように第4の板材26が配置され、第1、第2及び第4の板材23,24,26が連続的に溶接される。また、第4の板材26も、第1及び第2の板材23,24の湾曲部C及び直線部Dに沿って、第1及び第2の板材23,24に連続溶接により接合される。なお、第1及び第2の板材23,24の長手方向における第4の板材26側の両端部は、接合部材21及び接合部材22を接合するために露出している。
Further, the
図7に示すように、第1〜第4の板材23〜26によって形成された支柱19は、断面矩形状に形成された支柱本体部27と、その支柱本体部27の縁部に沿って長手方向に形成されたフランジ部28,29とにより形成されることになる。符号W1は、支柱19を組み立てるために連続溶接によって形成された溶接ビードである。第1〜第4の板材23〜26は塑性変形されることなく、切断加工によって形成され、そして、精度の良い各板材23〜26を断面矩形状に組み合わせるので、精度の良い支柱19を形成することができる。
As shown in FIG. 7, the
[ 波板について ]
図8に示すように、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30と車両本体2の内側に位置する内側頂部31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、図7に示すように、波板18の端部を支柱19のフランジ部28,29と外板17との間へ差し込みやすくするために、各波板18の外側頂部30の端部には面取り部30aが形成され、内側頂部31の端部にも同様の面取り部31aが形成されている。
[About corrugated sheet]
As shown in FIG. 8, the
[ 接合部材について ]
図8に戻り、腰パネル16の上辺端部に位置する接合部材21は、断面カップ状に形成された長尺状の接合部材本体部21aと、その接合部材本体部21aの縁部21b,21cのそれぞれに沿って長手方向に形成されたフランジ部21d,21eとで形成されている。この接合部材本体部21aは外板17に接合するために断面コの字状に形成され、波板18側のフランジ部21eは、波板18の外側頂部30と内側頂部31の並列方向における最上端側の内側頂部31に接合するために形成されている。また、フランジ部21dは、窓枠パネル13や吹寄せパネル14,14に接合するために形成されている。これに対し、腰パネル16の下辺端部に位置する接合部材22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、外側頂部30と内側頂部31の並列方向における最下端側の内側頂部31と波板18とに接合される。
[About joining members]
Returning to FIG. 8, the joining
[ 腰パネルの組立てについて ]
図5及び図7に示すように、先ず、一枚の外板17の所定位置に支柱19の第3の板材25を当接配置し、支柱19に外板17を沿わせた状態で、外板17の表面側(車両本体2の外側)から支柱19の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号W2は、支柱19と外板17とを溶接して形成された溶接ビードである。このとき、外板17は、支柱19の湾曲部C及び直線部Dに沿って裾絞り部S(図2参照)を形成するように変形させられて、支柱19に連続的に溶接される。
[Assembly of waist panel]
As shown in FIGS. 5 and 7, first, the
次いで、図5、図7及び図9に示すように、外板17に沿うように波板18Aを配置させると同時に波板18Aの端部をフランジ部28と外板17との間に差し込む。そして、溶接装置33を用いて、波板18Aの外側頂部30と外板17とを外側頂部30の長手方向に沿って連続的に溶接する。符号W3は、外側頂部30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、波板18Aの内側頂部31の長手方向における端部とフランジ部28とを連続的に溶接する。符号W4は、内側頂部31の端部とフランジ部28とを溶接して形成された溶接ビードである。
Next, as shown in FIGS. 5, 7, and 9, the
同様に、外板17に沿うように波板18Bを配置させると同時に波板18Bの端部をフランジ部29と外板17との間に差し込む。そして、波板18Bの外側頂部30と外板17とを外側頂部30の長手方向に沿って連続的に溶接する。さらに、波板18Bの内側頂部31の長手方向における端部とフランジ部28とを連続的に溶接する。符号W6は、内側頂部31の端部とフランジ部28とを溶接して形成された溶接ビードである。
Similarly, the
このように一枚の外板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、支柱19は側構体ブロック11において鉛直方向に設けられることになるため、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。また、外板17に波板18が溶接されることにより、腰パネル16の剛性が強化され、外側頂部30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、腰パネル16には、支柱19に形成された裾絞り部S(図2参照)が形成されることになる。このように、精度の良い支柱19を外板17に接合する際、外板17は支柱19の形状に合わせて変形するので、精度の良い支柱19をもって精度の良い腰パネル16を形成することができる。
In this way, when one
次いで、図9に示すように、接合部材21を外板17の上辺端部に載置し、溶接装置33を用いて、接合部材本体21aと外板17の上辺端部とを接合部材21の長手方向に沿って連続的に接合する。符号W4は、接合部材本体21aと外板17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21のフランジ部21eと、内側頂部31及び外側頂部30の並設方向における最上端側の内側頂部31とを溶接する。この場合、フランジ部21eと内側頂部31との重なり部分を溶接してもよく、フランジ部21eと内側頂部31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21eの上方からフランジ部21eと内側頂部31と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21eと内側頂部31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と接合部材21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21の長手方向に加わる荷重に対して強い構造となると共に、窓枠パネル13及び吹寄せパネル14に接合可能となる。
Next, as shown in FIG. 9, the joining
また、接合部材22を外板17の下辺端部に載置し、接合部材22と外板17の下辺端部とを接合部材22の長手方向に沿って連続的に接合する。符号W8は、接合部材22と外板17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22と、内側頂部31及び外側頂部30の並設方向における最下端側の内側頂部31とを溶接する。この場合、接合部材22と内側頂部31との重なり部分を溶接してもよく、接合部材22と内側頂部31との境界を溶接するようにしてもよい。符号W9は、接合部材22の上方から接合部材22と内側頂部31とを溶接して形成された溶接ビードであり、符号W11は、接合部材22と内側頂部31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と接合部材22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と共に、台枠6に対して接合可能となる。
Further, the joining
なお、支柱19の溶接と同様に、溶接時において、外板17と波板18とによって形成される中空部51、接合部材21と波板18と外板17とによって形成される中空部52、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53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51〜53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51〜53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。
Similar to the welding of the
[ 腰パネルの接合について ]
図10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22の連結部22aに台枠6を嵌め合わせ、溶接装置33を用いて、接合部材22と台枠6とを接合部材22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W13は、接合部材22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17の下辺端部と接合部材22と台枠6とを、接合部材22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W14は、外板17の下辺端部と接合部材22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22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W16は、接合部材22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。
[About joining of waist panel]
As shown in FIG. 10, when joining the
また、腰パネル16の接合部材21に吹寄せパネル14及び窓枠パネル13を突き合わせて、接合部材21の長手方向に沿って、接合部材21と吹寄せパネル14及び窓枠パネル13とを連続的に溶接する。
Further, the blowing
ここにおいて、波板18は、車両本体2の内側に向けて開放された凹部34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34に沿って、電気配線36が収容されることにより、波板18の凹部34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。
Here, the
以上のように、外板17に接合される支柱19は、切断された第1〜第4の板材23〜26が組合わされて形成される。ここで、第1〜第4の板材23〜26を塑性変形させることなく、切断加工によって形成し、精度の良い各板材23〜26を断面矩形状に組み合わせるので、精度の良い支柱19を形成することができる。すなわち、支柱19は、切断する板材23〜26の形状次第で様々な形状、例えば上記実施形態に示したように湾曲した形状にも精度良く形成することができる。したがって、精度の良い支柱19を外板17に接合する際には、外板17は支柱19の形状に合わせて変形するので、精度の良い支柱19をもって精度の良い腰パネル16を形成することができる。特に、外板17の平面部17aに対して直交して長手方向に延在する第1及び第2の板材23,24を、長手方向において湾曲状に切断された湾曲部Cを有するように形成することで、裾絞り部Sを有する側構体4を精度良く形成することができる。
As described above, the
以上、本発明を各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。 As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、上記実施形態では、腰パネル16の支柱19における第1及び第2の板材23,24は、長手方向において湾曲状に切断された湾曲部Cを有するように形成したが、勿論、図11に示す支柱37のように、第1及び第2の板材38,39をストレートに形成し、裾絞り部Sが形成されていない側構体4を形成してもよい。なお、支柱19,37は、腰パネル16以外に幕パネル12、吹寄せパネル14に適用することも可能である。
For example, in the above-described embodiment, the first and
また、図10に示すように、外板17と波板18とによって形成される中空部51、接合部材21と波板18と外板17とによって形成される中空部52、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53には、充填材として防振材又は防音材の少なくとも一方を充填してもよい。これらの中空部51〜53を利用することにより、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。
Further, as shown in FIG. 10, the
1…鉄道車両構体、2…車両本体、11…側構体ブロック、16…腰パネル(外板パネル)、17…外板、17a…平面部、18…波板、19,37…支柱、21,22…接合部材、23〜26…第1〜第4の板材、27…支柱本体部、28,29…フランジ部、30…外側頂部、31…内側頂部、C…湾曲部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記外板パネルは、
車両本体の外側に配置される外板と、
切断加工により形成された第1〜第4の板材が組合わされて断面矩形状に形成された長尺状の支柱本体部を有すると共に、前記外板に接合される支柱とを備え、
前記外板の平面部に対して直交して配置された前記第1及び第2の板材は、長手方向において湾曲する湾曲部を有し、前記第3の板材は、前記外板の前記平面部に当接配置され、前記第4の板材は、前記第1及び第2の板材を介して前記第3の板材に連結され、
前記第4の板材の縁部に沿ってフランジ部が形成され、前記外板に接合される波板は、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が交互に並設されて断面波形に形成され、
隣接する前記波板の間に前記支柱が配置され、前記波板は、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前記支柱に連結され、
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、前記第3の板材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、前記第4の板材の前記フランジ部と前記内側頂部における長手方向の端部とが溶接されていることを特徴とする鉄道車両構体。
In a railway vehicle structure having an outer panel,
The outer panel is
An outer plate disposed outside the vehicle body;
The first to fourth plate members formed by cutting process are combined to have a long column main body portion formed in a rectangular cross section, and a column bonded to the outer plate ,
The first and second plate members arranged orthogonal to the planar portion of the outer plate have curved portions that are curved in the longitudinal direction, and the third plate member is the planar portion of the outer plate. The fourth plate member is connected to the third plate member via the first and second plate members,
A corrugated plate is formed along the edge of the fourth plate, and the corrugated plate joined to the outer plate includes an outer top located outside the vehicle body and an inner top located inside the vehicle body. Are arranged in parallel and formed into a cross-sectional waveform,
The struts are disposed between the adjacent corrugated plates, and the corrugated plates are connected to the struts extending in a direction orthogonal to the extending direction of the outer top portion of the corrugated plates,
The outer top portion and the outer plate of the corrugated plate are continuously welded along the longitudinal direction of the outer top portion, and the third plate member and the outer plate are continuously welded along the longitudinal direction of the support column. A railcar structure , wherein the flange portion of the fourth plate member and a longitudinal end portion of the inner top portion are welded to each other .
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