JP5497356B2

JP5497356B2 - 車両パネル構造体

Info

Publication number: JP5497356B2
Application number: JP2009172087A
Authority: JP
Inventors: 昭彦太田; 昌志及川; 直樹河田; 正側垣; 剛慈須田; 裕佐野; 翔太遠藤; 純越川
Original assignee: Japan Transport Engineering Co
Current assignee: Japan Transport Engineering Co
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP2011025784A

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型の第１の補強部材（ハット型材）が一定のピッチで接合されている。外板の端部には、第１の補強部材と交差する方向に配置された第２の補強部材が第１の補強部材の頂部に接合され、剛性の強化が図られている。

また、外板の端部には、窓用フレーム部材やドア用フレーム部材が取り付けられる場合がある。例えば特許文献２に記載の鉄道車両構体では、ハット型材を第２の補強部材として採用し、この第２の補強部材の一方のフランジ部を第１の補強部材の頂部に接合し、かつ他方のフランジ部を外板に接合している。そして、第２の補強部材の頂部とフレーム部材の内側部分とにそれぞれ接合された補強板を更に設け、フレーム部材を補強板の端部で支持することでフレーム部材の強度も同時に確保している（引用文献２の図４参照）。

特開２００６−２７３６６号公報特開２００８−１２６７５７号公報

フレーム部材を含めた外板端部の補強構造は、鉄道車両の強度を確保する上で有意義である。しかしながら、車両の軽量化という観点から見ると、補強構造に用いる部材の部品点数は、極力削減しておくことが望ましい。また、外板、補強部材、及びフレーム部材の組み立てには複数回の接合工程を伴うので、組み立て易さの観点からも部品点数の削減が重要となる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、部品点数を抑えつつ外板端部の補強構造を実現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と、外板の内面に並設され、鉄道車両の長手方向に延在する断面ハット状の補強部材と、外板の端部に接合され、外板から前記鉄道車両の内側に向かって突出する突出部を備えたフレーム部材と、フレーム部材に沿って延在し、補強部材の頂部とフレーム部材の突出部とを繋ぐように接合された補強板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、フレーム部材に沿って補強板が延在しており、この補強板によって補強部材の頂部とフレーム部材の突出部とが連結されている。これにより、フレーム部材の内側には、当該フレーム部材と、外板の端部と、補強部材の端部と、補強板とによって囲まれた閉断面が形成されるため、フレーム部材を含めた外板端部の補強構造を実現できる。また、この補強構造は、単純な構造の補強板の接合によって形成可能であるので、補強構造の実現にあたっての部品点数の増加も抑えられる。

また、補強板は、外板の端部に対向した状態で補強部材の頂部に接合される第１の面部と、第１の面部からフレーム部材の突出部に沿って屈曲し、突出部に当接した状態で接合される第２の面部とを有していることを特徴としている。この場合、フレーム部材が補強板の第２の面部でしっかりと支持されるので、フレーム部材の強度の向上が図られる。また、フレーム部材と補強板とが面で接触して十分な接合代が得られるので、組み立て易さも確保できる。

本発明によれば、部品点数を抑えつつ外板端部の補強構造を実現できる。

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。車両パネル構造体の一実施形態を示す斜視図である。図２に示した車両パネル構造体の分解斜視図である。図２に示した車両パネル構造体をフレーム部材の延在方向から見た場合の図である。

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箇所）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には、乗員・乗客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配置されている。屋根構体４の上部には、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などが設置される。

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、第１実施形態に係る車両パネル構造体の構成を示す斜視図であり、図３はその分解斜視図である。また、図４は、図２に示す車両パネル構造体をフレーム部材の延在方向から見た場合の図である。図２〜図４においては、車両パネル構造体の一方の端部のみを図示しているが、他方の端部についても同様の構成である。

図２〜図４に示すように、車両パネル構造体１０は、外板２０と、補強部材３０と、フレーム部材４０と、補強板５０とを備えている。外板２０は、車両の外壁を構成する部材である。外板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程度の矩形状をなしている。

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（ハット型材）である。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２０の長さに対応して車両の長手方向に延在している。また、頂部３１の幅は例えば５０ｍｍ程度となっており、ウェブ部３２の高さは、例えば３５ｍｍ程度となっている。

そして、補強部材３０は、頂部３１が車両の内側を向くようにして例えば２００ｍｍピッチで車両の高さ方向に並列配置され（図２及び図３参照）、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２０の内面に強固に接合されている。これにより、補強部材３０と外板２０との間には、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。

フレーム部材４０は、側構体３におけるドア部６又は窓部７の外枠の少なくとも一部を画成する部材である。例えば厚さ４．５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０１Ｌ）からなり、外板２０の端部２０ａに沿って車両の高さ方向に延在している。このフレーム部材４０は、外板２０の端部２０ａの外面側に当接する当接部４１と、当接部４１から屈曲して車両の内側に突出する突出部４２と、突出部４２の先端から当接部４１と略平行に外板２０の端部２０ａ側に折り返された折返部４３とによって、断面略コの字状をなしている。

そして、フレーム部材４０は、当接部４１と外板２０の端部２０ａとの当接部分に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部Ｗ２によって、外板２０の端部２０ａに強固に接合されている。なお、フレーム部材４０において、当接部４１から屈曲する突出部４２の屈曲角度は、例えば６０°程度となっている。また、外板２０の端部２０ａと突出部４２との間は所定の間隔が設けられているが、外板２０の端部２０ａと突出部４２とが接触していてもよい。

補強板５０は、例えば厚さ１．５ｍｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ３０１Ｌ）からなり、フレーム部材４０に沿って車両の高さ方向に延在している。補強板５０は、外板２０の端部２０ａに対向した状態で各補強部材３０の頂部３１に当接する当接部（第１の面部）５１と、当接部５１からフレーム部材４０の突出部４２に沿って車両の内側に屈曲し、突出部４２の内面に当接する屈曲部（第２の面部）５２とを有している。

補強板５０は、当接部５１と補強部材３０の頂部３１との当接部分に対応して形成されたスポット状のレーザ溶接部Ｗ３によって補強部材３０に強固に接合され、屈曲部５２とフレーム部材４０の突出部４２の内面との当接部分に沿って形成されたスポット状のレーザ溶接部Ｗ４によってフレーム部材４０に強固に接合されている。

このような補強板５０の接合により、図４に示すように、車両パネル構造体１０をフレーム部材４０の延在方向から見た場合に、フレーム部材４０の内側には、当該フレーム部材４０と、外板２０の端部２０ａと、補強部材３０の端部３０ａと、補強板５０とによって囲まれた略台形状の閉断面Ｓが形成されている。

以上説明したように、車両パネル構造体１０では、フレーム部材４０に沿って補強板５０が延在しており、この補強板５０によって補強部材３０の頂部３１とフレーム部材４０の突出部４２とが連結されている。これにより、フレーム部材４０の内側には、当該フレーム部材４０と、外板２０の端部２０ａと、補強部材３０の端部３０ａと、補強板５０とによって囲まれた閉断面Ｓが形成されるため、フレーム部材４０を含めた外板２０の端部２０ａの補強構造を実現できる。

このような補強構造は、当接部５１と屈曲部５２とからなる単純な構造の補強板５０の接合によって形成可能であるので、補強構造の実現にあたっての部品点数の増加も抑えられる。部品点数の増加が抑えられることで、補強構造を鉄道車両構体１の各ドア部６及び各窓部７に適用した場合でも、車両の軽量化を図ることができる。また、組み立て現場への部材の搬送や、接合に用いるレーザ溶接機の配置などが容易となる。

また、車両パネル構造体１０では、補強板５０は、外板２０の端部２０ａに対向した状態で補強部材３０の頂部３１に接合される当接部５１と、当接部５１からフレーム部材４０の突出部４２に沿って屈曲し、突出部４２に当接した状態で接合される屈曲部５２とを有している。この場合、フレーム部材４０が補強板５０の屈曲部５２でしっかりと支持されるので、フレーム部材４０の強度の更なる向上が図られる。また、フレーム部材４０と補強板５０とが面で接触してレーザ溶接部Ｗ４を形成する際の十分な接合代が得られるので、組み立て易さも確保できる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、フレーム部材４０の当接部４１が外板２０の端部２０ａの外面側に当接しているが、この当接部４１は外板２０の端部２０ａの内面側に当接していてもよい。また、上記実施形態では、補強板５０の屈曲部５２が車両の内側に向かって屈曲しているが、この屈曲部５２は車両の外側に向かって屈曲していてもよい。

１…鉄道車両構体、１０…車両パネル構造体、２０…外板、２０ａ…端部、３０…補強部材、３１…頂部、４０…フレーム部材、４２…突出部、５０…補強板、５１…当接部（第１の面部）、５２…屈曲部（第２の面部）。

Claims

鉄道車両の外壁となる外板と、
前記外板の内面に並設され、前記鉄道車両の長手方向に延在する断面ハット状の補強部材と、
前記外板の端部に接合され、前記外板から前記鉄道車両の内側に向かって突出する突出部を備えたフレーム部材と、
前記フレーム部材に沿って延在し、前記補強部材の頂部と前記フレーム部材の前記突出部とを繋ぐように接合された補強板とを備え、
前記補強板は、
前記外板の端部に対向した状態で前記補強部材の頂部に接合される第１の面部と、
前記第１の面部から前記フレーム部材の突出部に沿って屈曲し、前記突出部に当接した状態で接合される第２の面部とを有していることを特徴とする車両パネル構造体。