JP5291734B2 - 金属板の表面処理方法とそれを用いた車両 - Google Patents

Description

本発明は、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接されている金属板表面に膜を貼付けて装飾する金属板の表面処理方法とそれを用いた車両に関するものである。

鉄道車両、バス、トラック、旅客機など大型の交通機関を始めとする各種車両において、近年、樹脂製や箔製のテープなどの膜材を表面に貼り付けて装飾を行い差別化したり、季節感や名所、旧跡、景観、広告などの各種表示をすることが行われている。

一方、板状部材を重ね合わせ、その面外方向からレーザビームを移動しながら連続的に照射し、レーザビームを照射した板の反対側の板の内部までの領域を加熱溶融させ、それにより生じた溶融池の底部が反対側の板状部材の外側面に到達しないようにレーザビームの出力または移動速度を制御しながらそれら板状部材どうしを接合して十分な接合品質を確保すると、反対側の板状部材の外側面に前記溶接により生じた角折れ部の稜線状の溶接痕が視覚的に目立つことが知られており、これに対応するのに、反対側の板状部材として予めレーザビームによる溶接線方向とほぼ平行に研磨加工が外側面に施されたものを用いることにより、溶接痕が目立たなくできるようにした技術が既に提案され、無塗装の鉄道車両構体、あるいはバス、トラックなどの車体に特に適した技術としている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３２９４１２号公報

ところで、特許文献１に記載の鉄道車両などの車体の外板に対しても、既述した樹脂テープなどの膜を貼り付けて装飾や広告などを行うことが求められる。

本発明者は、そのような要求に応えるべく、図８に示すように樹脂テープなどの膜ａを特許文献１に記載の技術を採用した車両の外板ｂに貼り付け装飾を行ったところ、既述の溶接ラインｃ上の膜ａの表面で溶接痕に類似な視覚的に目立った外観となってしまった。

これにつき、種々に考察したところ樹脂テープなどの表面が一種の光沢面をなしていること、また、貼り付けた樹脂テープは外板の外面形状を再現していること、が複合して、角折れに対する研磨などの効果を消失させて溶接痕に類似の視覚的な外観を呈してしまうことを知見した。また、このようなことは、特許文献１に記載のようなレーザ溶接による溶接痕の場合に限らず、アーク溶接やその他の溶接であっても溶接側からの溶け込みが裏側から及ぶ金属板の表面に共通して生じる。

本発明の目的は、上記のような知見に基づき、溶接痕に類似な視覚的外観をもたらさない膜の貼付けによる金属板の表面処理方法とそれを用いた車両を提供することにある。

上記のような課題を達成するために、本発明の金属板の表面処理方法は、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接されている金属板表面に膜を貼付けて装飾する金属板の表面処理方法であって、溶接ラインを外して複数の膜を貼付けることを１つの特徴としている。

このような構成によれば、裏側からの溶け込みをもってライン状に溶接された金属板の表面には溶接ラインに沿う溶接痕が生じているが、この溶接ラインを外して複数の膜を貼付け装飾の表面処理を行うので、膜による表面処理が溶接ラインを跨ぐ広域に及んでも、貼り付けた膜が溶接ラインから外れていて、それに沿った溶接痕が生じている金属板の表面形状を再現するのを回避することができる。

本発明の金属板の表面処理方法は、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接されている金属板表面に装飾する金属板の表面処理方法であって、金属板の溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との双方に対し、それら溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差を持ち、少なくとも、溶接ラインの方向に連続または並び、溶接ラインに交叉する方向には断続した模様を、施すことを別の特徴としている。

このような構成では、金属板の表面に、溶接ライン部表面、非溶接ライン部表面、模様が併存し、この模様が溶接ライン部表面および非溶接ライン部表面の双方に対し、これら溶接ライン部表面および非溶接ライン部表面間の色相、彩度、明度のいずれかの差を上回る色相、彩度、明度のいずれかの差を、少なくとも溶接ラインの方向に連続するか断続した模様の溶接ラインに交叉する方向に断続してできる間隔位置にて露出している金属板表面との間で示して、溶接ライン表面部が模様の下になる場合はもとより、金属板の溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面とが露出してもそれらの間の色相、彩度、明度のいずれかの差、従って溶接ラインの存在を視覚的に目立たなくすることができる。この効果はまた、金属板表面に対する模様表面の面積比が、それらの間の色相、彩度、明度のいずれかの比率以上程度で十分に得られ、模様表面の面積比が上回るほど高くなるといえる。

そこで、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接された金属板よりなる外板を有した車両において、外板をなす金属板の表面に、溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との双方に対し、それら溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差を持ち、少なくとも、溶接ラインの方向に連続または並び、溶接ラインに交叉する方向には断続した模様を、施してあることにより同様の作用が得られる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して用いることができる。

本発明によれば、裏側からの溶け込みをもってライン状に溶接された金属板の表面には溶接ラインに沿う溶接痕が生じているのを金属板の表面が梨地加工や研磨加工が施されて目立たなくされているのに、溶接ラインを跨ぐ領域への膜の貼付けのために金属板の表面形状を再現してしまい、溶接痕に類似した視覚的外観を呈するようなことを防止することができる。

また、溶接ラインに、膜のエッジ、膜のエッジ間、透明部と不透明部との境界線、または縞模様の境界線を沿わせると、それらエッジやエッジ間、境界線が形成するライン状の意匠によって金属板表面の溶接ラインに沿った溶接痕を梨地加工や研磨加工を省略して視覚的に目立たなくできる。

本発明の実施の形態に係る鉄道車両の一部を示す側面図である。 図１の鉄道車両の全体側面図である。 本実施の形態の金属板とそれに貼り付けた膜と溶接ラインとの関係を示す１つの例の断面図である。 本実施の形態の金属板とそれに貼り付けた膜と溶接ラインとの関係を示す別の例の断面図である。 本実施の形態の金属板とそれに貼り付けた膜と溶接ラインとの関係を示す他の例の断面図である。 本実施の形態の金属板とそれに貼り付けた膜と溶接ラインとの関係を示す今１つの例の断面図である。 本実施の形態の金属板とそれを外板とする車両とにおける表面処理方法の模様付け例を示す説明図である。 溶接痕が問題となる金属板とそれに貼り付けた膜と溶接ラインとの関係を示す側面図である。

本発明の金属板の表面処理方法とそれを用いた車両に係る実施の形態につき、図１〜図７を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。

本実施の形態は図３〜図７に示すように、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接されている金属板１の表面に塩ビなどの樹脂製や金属箔などのテープ状、シート状をした膜４を貼付けて装飾の表面処理を行う方法である。図１、図２に示す例では金属板１は鉄道車両の外板に適用する場合の一例であり、より具体的には、側窓２１と側出入り口２２との間の裏面に車両２０の長手方向に向く金属製の骨材２を多数重ね合わせてライン状に溶接する場合を例示している。しかし、これに限られることはなく交通機関の外板一般に適用できるし、車両以外のパネル類などどのような用途、形態の金属板１でも本発明は同様に適用できる。

図１、図３〜図６に示す骨材２はハット型断面を有し図３〜図６に示すように両側のＬ字状の取り付けフランジ２ａを金属板１の裏面に当てがい金属板１への裏面側からの溶け込み１０を伴いレーザ溶接されている。これにより、金属板１は溶接ライン３に沿って表面側に稜線ができるいわゆる角折れを生じて表面に溶接痕をなし、この溶接痕が視覚上目立った状態となる。なお、このような溶接痕は、レーザ溶接や重ね溶接に限らず、金属板１に裏面から溶け込みが及び表面に至らない溶接状態にて生じ、同様な外観上の問題を有している。これには、既述したように、金属板１の表面に梨地加工や溶接ライン３の方向に向く研磨加工が施された図３、図４に示すような粗面による乱反射効果にて溶接痕が視覚的に目立たなくすることはできる。しかし、膜４を貼り付けて溶接ライン３を跨ぐ広域を表面処理するのに、膜４が金属板１の外面形状を平滑に再現してしまい、前記粗面効果を損ない溶接痕に類似の視覚的外観を呈してしまう。これは膜４の表面を粗面にすれば解消できる。しかし、膜４による装飾や表示などの表面処理上平滑性を保ちたいことに支障となる。

そこで、本実施の形態では、特に、図１、図３、図５に示す例のように、金属板１の表面に溶接ライン３を外して複数の膜４を貼付けることを基本的な特徴として対応している。このようにすると、裏側からの溶け込み１０をもってライン状に溶接された金属板１の表面には溶接ライン３に沿う既述した溶接痕が生じているが、この溶接ライン３を跨ぐ領域に不透明な膜４を貼り付けて表面処理するのに、溶接ライン３を外して膜４を貼付けるので、貼り付けた膜４が溶接ライン３に沿った溶接痕が生じている金属板１の表面形状を再現するのを回避することができる。

したがって、裏側からの溶け込み１０をもってライン状に溶接された金属板１の表面に溶接ライン３に沿う溶接痕が生じているのを金属板１の表面が梨地加工や研磨加工が施されて目立たなくされているのに、膜４の貼付けのために金属板１の表面形状を再現してしまい溶接痕に類似した視覚的外観を呈するようなことを防止することができる。

図１、図２に示すように、裏面側からの溶け込み１０を持ってライン状に溶接された金属板１を外板として有した車両２０などにおいて、外板をなす金属板１の表面に溶接ライン３を外して複数の膜４を貼付けて表面処理することで、鉄道車両、バス、トラック、旅客機など大型の交通機関を始めとする各種車両において行われる、樹脂製や箔製のテープ、シートなどの膜材を広域な表面に貼り付けて装飾を行い差別化したり、季節感や名所、旧跡、景観、広告などの各種表示をすることが、溶接ライン３に沿った溶接痕の影響なく実現できる。特に鉄道の車両２０では、図１に示すように外板となる金属板１の裏側に車両の長手方向に向く骨材２が各所に多数溶接接合されることが多くなっているなか、このような膜４の貼付けによる表面処理方法は有用である。

前記のように、金属板１の外面が梨地加工や研磨加工により溶接痕が目立たなくされている環境では、図４、図６に示す例のように、透明部４ａと不透明部４ｂを有した膜４の透明部４ａを溶接ライン３に対応させると、連続した膜４の貼付けによっても透明部４ａが金属板１の表面の梨地加工や研磨加工による乱反射効果を生かせるので、溶接痕を持った金属板１の表面形状を再現するものの、溶接痕に類似した視覚的外観を呈するのを膜４が溶接ライン３部で分断せずに連続したままで防止することができる。

もっとも、図５に示すように溶接ライン３に膜４のエッジ４ｃを沿わせるか、図示していないが膜４のエッジ間を狭くして沿わせるか、図６に示すように溶接ライン３に膜４の透明部４ａと不透明部４ｂとの境界線４ｄを沿わせるかすれば、膜４のエッジ４ｃや膜４の透明部４ａと不透明部４ｂとの境界線４ｄが形成するライン状の意匠によって金属板１の表面の溶接ライン３に沿った溶接痕を梨地加工や研磨加工を省略して視覚的に目立たないようにできる。この結果、金属板１を採用した車両などの製品の低コスト化が図れる。また、溶接ライン３に縞模様の境界線を沿わせてもこの境界線が形成するライン状の意匠によって金属板１の表面の溶接ライン３に沿った溶接痕を梨地加工や研磨加工を省略して視覚的に目立たないようにできる。これによって膜４は不透明なものでもよくなり、色、彩度、濃淡などによる縞模様とすればよく、図１、図２の例の側窓２１と側出入り口２２との間のように溶接ライン３が多数平行に走るような箇所に有効であり、構体構造によっては腰板部分や幕板部分などでもそのような条件が採用されることもある。

また、図７に示す別の例のように、本実施の形態での表面処理方法は、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接されている金属板１表面に装飾するのに、金属板１の溶接ライン部表面３ａと非溶接ライン部表面１ａとの双方に対し、それら溶接ライン部表面３ａと非溶接ライン部表面１ａとの色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差を持ち、少なくとも、溶接ライン３の方向に連続または並び、溶接ライン３に交叉する方向には断続した模様１１を、例えば、図７のＡグループ、Ｂグループ、Ｃグループ、Ｄグループ、Ｅグループ、Ｆグループなどのように施すようにしている。このようにすると、金属板１の表面に、溶接ライン部表面３ａ、非溶接ライン部表面１ａ、模様が併存し、この模様１１が溶接ライン部表面３ａおよび非溶接ライン部表面１ａの双方に対し、これら溶接ライン部表面３ａおよび非溶接ライン部表面１ａ間の色相、彩度、明度のいずれかの差を上回る色相、彩度、明度のいずれかの差を、少なくとも溶接ライン３の方向に連続するか断続した模様１１の溶接ライン３に交叉する方向に断続してできる間隔位置にて露出している金属板１の表面との間で示して、溶接ライン部表面３ａが模様１１の下になる場合はもとより、金属板１の溶接ライン部表面３ａと非溶接ライン部表面１ａとが露出してもそれらの間の色相、彩度、明度のいずれかの差、従って溶接ライン３の存在を視覚的に目立たなくすることができる。この効果はまた、金属板１の表面に対する模様１１の表面の面積比が、それらの間の色相、彩度、明度のいずれかの比率以上程度で十分に得られ、模様１１の表面の面積比が上回るほど高くなるといえる。また、模様１１はそれ自体が溶接ライン部表面３ａ、非溶接ライン部表面１ａ双方間の色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差をＣグループ、Ｄグループ、Ｅグループのように濃淡、色、彩度の違いによって持つものとすることもできる。

したがって、金属板１の表面が鏡面のままでも溶接ライン３が視覚的に目立たなくすることができ、梨地加工や研磨加工を省略することができる。

そこで、裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接された金属板１よりなる外板を有した車両２０において、外板をなす金属板１の表面に、溶接ライン部表面３ａと非溶接ライン部表面１ａとの双方に対し、それら溶接ライン部表面３ａと非溶接ライン部表面１ａとの色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差を持ち、少なくとも、溶接ライン３の方向に連続または並び、溶接ライン３に交叉する方向には断続した模様１１を、施してあることにより同様の作用、効果が得られる。

以上のような模様１１は、塗料などによる模様付けで施してもよいし、テープやシートなどの膜材を貼り付けて施してもよい。

本発明はライン状に溶接痕を持った金属板表面に膜を貼付けて表面処理するのに、膜が溶接痕を持った金属板表面を再現することによる視覚的な問題を回避できる。

１ 金属板
１ａ 非溶接ライン部表面
２ 骨材
２ａ フランジ
３ 溶接ライン
３ａ 溶接ライン部表面
４ 膜
４ａ 透明部
４ｂ 不透明部
４ｃ エッジ
４ｄ 境界線
１０ 溶け込み
１１ 模様
２０ 車両

Claims (2)

1. 裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接されている金属板表面に装飾する金属板の表面処理方法であって、
   金属板の溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との双方に対し、それら溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差を持ち、少なくとも、溶接ラインの方向に連続または並び、溶接ラインに交叉する方向には断続した模様を、施すことを特徴とする金属板の表面処理方法。
2. 裏面側からの溶け込みを持ってライン状に溶接された金属板よりなる外板を有した車両であって、
   外板をなす金属板の表面に、溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との双方に対し、それら溶接ライン部表面と非溶接ライン部表面との色相、彩度、明度のいずれかの差を上まわる色相、彩度、明度のいずれかの差を持ち、少なくとも、溶接ラインの方向に連続または並び、溶接ラインに交叉する方向には断続した模様を、施してあることを特徴とする車両。