JP5941837B2 - 鉄道車両構体、鉄道車両構体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両構体、鉄道車両構体の製造方法に関するものである。

鉄道車両構体を構成する接合体として、一対の板状部材の端面同士を突き合わせて溶接接合したものが知られている。この接合体では、一対の板状部材の密着性を確保するために、突き合わせる板状部材の端面をその全長にわたって精度良く形成する必要があり、また、接合する際にも高精度の溶接が必要とされる。そのため、一対の板状部材の端面同士を突き合わせて接合する構造は、作業性が良くないといった問題がある。

そこで、一方の板状部材の端部に他方の板状部材の厚み分だけ段差を有する張出片（背切り部）を設け、一方の板状部材の張出片を他方の板状部材に重ね合わせて、一方の板状部材の張出片と他方の板状部材とが重なる部分を溶接する構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１７９３１８号公報

ところで、上記特許文献に記載の構造では、張出片により接合された一対の板状部材を骨部材に接合するとき、一対の板状部材の配置方向（突き合わせ方向）に沿って張出片を通って溶接部を形成すると、板状部材の張出片の段差部分と骨部材との間に空隙が生じる。そのため、骨部材と板状部材との密着性を確保するためには、その空隙を埋める作業が必要となり、手間が掛かるといった問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、密着性を確保しつつ、作業性の向上を図ることができる鉄道車両構体、鉄道車両構体の製造方法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、第１の板状部材、第２の板状部材及び骨部材を接合してなる接合体を備える鉄道車両構体であって、接合体は、第１の板状部材の端面と第２の板状部材の端面とが少なくとも第１及び第２の板状部材の一端部側で突き合わされた突き合わせ部分を有し、第１の板状部材は、第２の板状部材との突き合わせ部分よりも第２の板状部材側に張り出すと共に、第２の板状部材の主面と対向する張出片を有し、第１の板状部材と第２の板状部材との突き合わせ部分に第１溶接部が連続して形成されており、第１及び第２の板状部材の一端部側と骨部材とを接合すると共に、第１溶接部に交差する第２溶接部が連続して形成されていることを特徴とする。

この鉄道車両構体では、接合体が第１及び第２の板状部材の突き合わせ部分を有していると共に、第１の板状部材が張出片を有している。鉄道車両構体では、骨部材と第１及び第２の板状部材とは、第１及び第２の板状部材の突き合わせ部分に沿って形成された第１溶接部と交差し、且つ、第１及び第２の板状部材の一端部側に形成される第２溶接部により接合される。すなわち、鉄道車両構体では、張出片が設けられていない平坦な部分に第２溶接部が形成されている。したがって、鉄道車両構体では、第１及び第２の板状部材と骨部材との密着性が確保できる。特に、鉄道車両構体では、第１及び第２の板状部材と骨部材とは、連続する第２溶接部により接合されるため、水密性も確保できる。また、鉄道車両構体では、骨部材と第１及び第２の板状部材を溶接する第２溶接部が張出片を通らないため、従来のように第１及び第２の板状部材と骨部材との間に空隙が形成されない。そのため、鉄道車両構体では、空隙を埋める作業を必要せず、作業性の向上を図ることができる。

また、この鉄道車両構体では、第１の板状部材が張出片を有しているため、第１及び第２の板状部材の端面同士の突き合わせ部分は、少なくとも第２溶接部が形成されるだけの領域が確保できればよい。したがって、鉄道車両構体では、第１及び第２の板状部材の端面をその全長にわたって精度よく形成する必要がなく、また、第１溶接部を形成する長さも短くできるため突き合わせ溶接の作業軽減が図れる。その結果、鉄道車両構体では、作業性を向上でききる。

一実施形態においては、張出片における一端部側の端部と第２の板状部材とを接合すると共に、第１溶接部に連続する第３溶接部が連続して形成されていてもよい。この構成により、鉄道車両構体では、接合体において水密性及び気密性を確保することができる。

一実施形態においては、張出片と第２の板状部材とを接合すると共に、第３溶接部に交差する第４溶接部が形成されていてもよい。この構成により、鉄道車両構体では、接合体において水密性及び気密性をより一層確保することができる。

本発明に係る鉄道車両構体の製造方法は、第１の板状部材、第２の板状部材及び骨部材を接合してなる接合体を備える鉄道車両構体の製造方法であって、第２の板状部材の端面と少なくとも一端部側で突き合わされる端面と、当該端面と第２の板状部材の端面とが突き合わされた状態で第２の板状部材との突き合わせ部分よりも第２の板状部材側に張り出すと共に、第２の板状部材の主面と対向する張出片と、を有する第１の板状部材を準備し、第１の板状部材の端面と第２の板状部材の端面とを突き合わせ、第１の板状部材と第２の板状部材との突き合わせ部分に第１溶接部を形成し、第１及び第２の板状部材の一端部側と骨部材とを接合すると共に、第１溶接部に交差する第２溶接部を連続して形成することを特徴とする。

本発明によれば、密着性を確保しつつ、作業性の向上を図ることができる。

一実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。 接合体を示す斜視図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。 接合体の組立てを説明する図である。 接合体の組立てを説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。図１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を囲むように立設されている。側構体３には、乗客・乗員が乗り降りするためのドア部６が複数（例えば３ヶ所）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は、乗客・乗員ら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鉄道車両の構体の上部に空間に蓋をするように配置されている。車両の屋根構体４には、上部に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（図示しない）などを備えている。

続いて、鉄道車両構体１の側構体３、屋根構体４、及び妻構体５などを構成する接合体１０について、図２〜図５を参照しながら説明する。図２は、接合体を示す斜視図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。図４及び図５は、接合体の組立てを説明する図である。

図２及び図３に示すように、接合体１０は、第１の板状部材１２と、第２の板状部材１４と、骨部材１６と、を備えている。接合体１０は、第１の板状部材１２、第２の板状部材１４及び骨部材１６が溶接で接合されてなる。

第１の板状部材１２及び第２の板状部材１４は、例えばステンレス（ＳＵＳ３０１）板等の鋼板であり、略同等の厚みを有している。第１の板状部材１２及び第２の板状部材１４は、例えば外板パネルを構成する。骨部材１６は、例えばステンレスからなり、例えば断面形状がＬ字形状を呈している。骨部材１６の構造は、特に限定されず、例えば断面Ｕ字形状のチャネル構造等であってもよい。

第１の板状部材１２は、主面部１７と、張出片１８と、を有する。主面部１７と張出片１８とは、一体に設けられている。主面部１７（第１の板状部材１２）は、端面１２ａを有する。端面１２ａは、第１の板状部材１２の一端部側に設けられ、少なくとも第２の板状部材１４の端面１４ａと突き合わされるだけの長さを有していればよい。

張出片１８は、例えば背切り加工により形成される。張出片１８は、主面部１７の端面１２ａよりも、端面１２ａが向く方向に突出して設けられている。具体的には、張出片１８は、主面部１７における端面１２ａの中央部寄りの端部から、主面部１７の面方向に沿って端面１２ａよりも突出するように延伸している。本実施形態では、端面１２ａと張出片１８とは、略直角を成している。張出片１８の長さ（端面１２ａからの突出距離）は、設計に応じて適宜設定されればよい。

図３に示すように、張出片１８は、主面部１７よりも第２の板状部材１４の厚み分だけ（本実施形態では、主面部１７の厚み分だけ）高い位置に位置している。張出片１８は、主面部１７と略平行に延在している。張出片１８の厚みは、例えば主面部１７の厚みと略同等である。

接合体１０において、張出片１８は、図３に示すように、第１の板状部材１２の端面１２ａと第２の板状部材１４の端面１４ａとが突き合わされた状態で、その突き合わせ部分Ｔよりも第２の板状部材１４側に張り出すと共に、第２の板状部材１４の主面１４Ｓと対向する。

接合体１０では、第１の板状部材１２、第２の板状部材１４及び骨部材１６が、第１〜第４溶接部Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４により接合されている。第１溶接部Ｗ１は、第１の板状部材１２と第２の板状部材１４とを接合する連続溶接部である。第１溶接部Ｗ１は、第１の板状部材１２の端面１２ａと第２の板状部材１４の端面１４ａとの突き合わせ部分Ｔに沿って形成されている。

第２溶接部（第３溶接部）Ｗ２は、第１の板状部材１２の張出片１８と主面部１７及び第２の板状部材１４とを接合する隅肉溶接部である。第２溶接部Ｗ２は、第１の板状部材１２の張出片１８の端部１８ａと第１及び第２の板状部材１２，１４との隅部に沿って形成されている。第２溶接部Ｗ２は、第１溶接部Ｗ１と連続して（交わって）形成されている。

第３溶接部（第４溶接部）Ｗ３は、張出片１８と第２の板状部材１４を接合する連続溶接部である。第３溶接部Ｗ３は、張出片１８の長手方向に沿って形成されている。第３溶接部Ｗ３は、張出片１８と第２の板状部材１４とが重なる部分、及び、第２の板状部材１４の主面１４Ｓにわたって形成されている。

第４溶接部（第２溶接部）Ｗ４は、第１及び第２の板状部材１２，１４と骨部材１６とを接合する連続溶接部である。第４溶接部Ｗ４は、第１の板状部材１２及び第２の板状部材１４の一端部側において骨部材１６の延在方向に沿って形成されており、第１溶接部Ｗ１及び第３溶接部Ｗ３と交差（略直交）する。

続いて、接合体１０の組立て手順（鉄道車両構体１の製造方法）について、図４及び図５を参照しながら説明する。

図４に示すように、まず第１及び第２の板状部材１２，１４を準備し、第１の板状部材１２の端面１２ａと第２の板状部材１４の端面１４ａとを突き合わせる。これと同時に、第１の板状部材１２の張出片１８と第２の板状部材１４とが重なる。次に、第１の板状部材１２と第２の板状部材１２との突き合わせ部分Ｔに例えばＹＡＧレーザー光によるレーザー溶接により連続溶接を行う。これにより、第１の板状部材１２と第２の板状部材１２との突き合わせ部分に、第１溶接部Ｗ１が形成される。

続いて、張出片１８の端部１８ａと主面部１７及び第２の板状部材１４とを例えばレーザー溶接で隅肉溶接する。これにより、張出片１８と主面部１７及び第２の板状部材１４との隅部に沿って第１溶接部Ｗ１と連続する第２溶接部Ｗ２が形成される。

続いて、第１の板状部材１２の張出片１８と第２の板状部材１４とを、張出片１８の長手方向に沿って例えばレーザー溶接により連続溶接する。これにより、溶接部Ｗ３が形成される。最後に、第１の板状部材１２及び第２の板状部材１２を接合したものを、骨部材１６の一面１６Ｓと重ね合わせ、第１溶接部Ｗ１と交差する方向（骨部材１６が延在する方向）に沿って例えばレーザー溶接により連続溶接を行う。これにより、第４溶接部Ｗ４が形成される。以上のような工程により、図２に示すような鉄道車両構体１を構成する接合体１０が組立てられる。

以上説明したように、本実施形態の鉄道車両構体１では、接合体１０が第１及び第２の板状部材１２，１４の突き合わせ部分Ｔを有していると共に、第１の板状部材１２が張出片１８を有している。鉄道車両構体１では、骨部材１６と第１及び第２の板状部材１２，１４とは、第１及び第２の板状部材１２，１４の突き合わせ部分Ｔに沿って形成された第１溶接部Ｗ１と交差し、且つ、第１及び第２の板状部材１２，１４の一端部側に形成される第２溶接部Ｗ２により接合される。すなわち、鉄道車両構体１では、張出片１８が設けられていない平坦な部分に第２溶接部Ｗ２が形成されている。したがって、鉄道車両構体１では、第１及び第２の板状部材１２，１４と骨部材１６との密着性が確保できる。特に、鉄道車両構体１では、第１及び第２の板状部材１２，１４は、その一端部側において骨部材１６と連続する第２溶接部Ｗ２により接合されるため、水密性及び気密性を確保できる密閉構造を実現できる。

また、本実施形態の鉄道車両構体１では、骨部材１６と第１及び第２の板状部材１２，１４を溶接する第２溶接部Ｗ２が張出片１８を通らないため、従来のように第１及び第２の板状部材と骨部材との間に空隙が形成されない。そのため、鉄道車両構体１では、空隙を埋める作業を必要せず、作業性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の鉄道車両構体１では、第１の板状部材１２が張出片１８を有しているため、第１及び第２の板状部材１２，１４の端面１２ａ，１４ａ同士の突き合わせ部分Ｔは、少なくとも第４溶接部Ｗ４が形成されるだけの領域が確保できればよい。したがって、鉄道車両構体１では、第１及び第２の板状部材１２，１４の端面１２ａ，１４ａをその全長にわたって精度よく形成する必要がなく、また、第１溶接部Ｗ１を形成する長さも短くできるため突き合わせ溶接の作業軽減が図れる。その結果、鉄道車両構体１では、作業性を向上でききる。

また、本実施形態の鉄道車両構体１では、張出片１８における一端部側の端部１８ａと第２の板状部材１４とを接合すると共に、第１溶接部Ｗ１に連続する第２溶接部Ｗ２及び第３溶接部Ｗ３が連続して形成されている。これにより、鉄道車両構体１では、接合体１０において、第１の板状部材１２と第２の板状部材１４との水密性及び気密性を確保することができる。

また、本実施形態の鉄道車両構体１では、張出片１８と第２の板状部材１４とを接合すると共に、第３溶接部Ｗ３に交差する第４溶接部Ｗ４が形成されている。これにより、鉄道車両構体１では、接合体１０において、第１及び第２の板状部材１２，１４と骨部材１６との水密性及び気密性をより一層確保することができる。したがって、鉄道車両構体１では、従来のように水密性及び気密性を確保するためのシーリングを設ける必要がなく、そのシーリングの劣化に伴う補修作業も不要となる。その結果、鉄道車両構体１では、メンテナンス性の向上を図れる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、接合体１０において第１及び第２の板状部材１２，１４の一端部側の構成のみを示しているが、他端部側の構成も同様とすることができる。

上記実施形態では、第３溶接部Ｗ３が張出片１８と第２の板状部材１４とが重なる位置に形成されているが、第３溶接部は、張出片１８の突出方向での端部と第２の板状部材１４との隅部に隅肉溶接部として形成されてもよい。

第４溶接部Ｗ４を形成するときには、スポット溶接を実施した後に、連続レーザー溶接を実施してもよい。

１…鉄道車両構体、１０…接合体、１２…第１の板状部材、１２ａ…端面、１４…第２の板状部材、１４ａ…端面、１４Ｓ…主面、１６…骨部材、Ｗ１…第１溶接部、Ｗ２…第２溶接部、Ｗ３…第３溶接部、Ｗ４…第４溶接部、Ｔ…突き合わせ部分。

Claims (4)

1. 第１の板状部材、第２の板状部材及び骨部材を接合してなる接合体を備える鉄道車両構体であって、
   前記接合体は、前記第１の板状部材の端面と前記第２の板状部材の端面とが少なくとも前記第１及び第２の板状部材の一端部側で突き合わされた突き合わせ部分を有し、
   前記第１の板状部材は、前記第２の板状部材との前記突き合わせ部分よりも前記第２の板状部材側に張り出すと共に、前記第２の板状部材の主面と対向する張出片を有し、
   前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との前記突き合わせ部分に第１溶接部が連続して形成されており、
   前記第１及び第２の板状部材の前記一端部側と前記骨部材とを接合すると共に、前記第１溶接部に交差する第２溶接部が連続して形成されていることを特徴とする鉄道車両構体。
2. 前記張出片における前記一端部側の端部と前記第２の板状部材とを接合すると共に、前記第１溶接部に連続する第３溶接部が連続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両構体。
3. 前記張出片と前記第２の板状部材とを接合すると共に、前記第３溶接部に交差する第４溶接部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の鉄道車両構体。
4. 第１の板状部材、第２の板状部材及び骨部材を接合してなる接合体を備える鉄道車両構体の製造方法であって、
   前記第２の板状部材の端面と少なくとも一端部側で突き合わされる端面と、当該端面と前記第２の板状部材の前記端面とが突き合わされた状態で前記第２の板状部材との突き合わせ部分よりも前記第２の板状部材側に張り出すと共に、前記第２の板状部材の主面と対向する張出片と、を有する前記第１の板状部材を準備し、
   前記第１の板状部材の前記端面と前記第２の板状部材の前記端面とを突き合わせ、
   前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との前記突き合わせ部分に第１溶接部を形成し、
   前記第１及び第２の板状部材の前記一端部側と前記骨部材とを接合すると共に、前記第１溶接部に交差する第２溶接部を連続して形成することを特徴とする鉄道車両構体の製造方法。

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