JPH07172304A - 積層板の補修構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鉄道車両構体を構成する積層板の強度低下を生
じること無く、かつ、容易に補修できる積層板の補修構
造を提供することを目的とする。 【構成】鉄道車両構体の外板部を構成する積層板６の車
外側の面板７および室内側の面板８を、フランジ部１
１，フランジ部１２およびウエブ１３からなる補修部材
によって一体に接合する。フランジ部１１は前記面板７
に、フランジ部１２は前記面板８にそれぞれ接合され、
両面板が一体に接合されるため、荷重を分散支持するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層板の補修構造に係
り、特に鉄道車両の外板部材等として用いられる積層板
の補修方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速で走行する鉄道車両において
は、走行中の小石等の跳ね上げによる側面部外板のへこ
みあるいは鳥の衝突による先頭部外板のへこみが生じる
ことがある。このような場合、極僅かなへこみについて
はパテなどで埋め、外表面を仕上げて修復していた。ま
た、広範囲にわたるへこみについては変形部分をたたき
だし等の方法で修復していた。

【０００３】一方、近年鉄道車両はその高速化の為に、
その車体の軽量化が大きな課題となっており、軽量でし
かも剛性が高く経済的な材料が望まれている軌道への衝
撃の増大、走行時に発生する騒音の増大、運転動力費の
増大などの問題が生じる。これらの問題を解決するもの
として、二枚の軽合金製面板の間に芯材を配置し、これ
らをろう付けによって一体に接合した積層板を用いて車
体を構成する試みがなされている。このような鉄道車両
としては、例えば特開平３−９０４６８号公報に示され
るものが挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】鉄道車両の高速化に伴
って、該車両構体を軽量化することが必要不可欠であ
る。軽量化のためには、鉄道車両構体を構成する外板部
材および骨部材を薄肉化する必要があるが、特に外板部
材を薄肉化すると走行中の小石等の跳ね上げあるいは鳥
の衝突による車両構体の側面，先頭部のへこみが生じ易
くなる。鉄道車両構体の重大な強度低下を招くことはな
いにしても、見栄えの点で配慮が必要となる。さらに、
鉄道車両構体の軽量化および高剛性化のため外板部材に
積層板を採用する場合、より薄肉化した積層板の面板
は、へこみだけでなく穴あきという事態が生じ、雨水の
侵入やごみの侵入を招く恐れがあるうえ穴あき部分から
き裂が進展して気密を保持できなくなる恐れもあった。

【０００５】本発明の目的とするところは、鉄道車両構
体を構成する外板部材としての積層板の強度低下を生じ
ること無く、かつ、容易に補修できる鉄道車両構体を構
成する積層板の補修構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的は、二枚の面
板の間に芯材を配置し、これらを金属間接合により接合
して一体に形成した積層板の補修構造において、面板に
形成された開口部分に対し、該面板に補修部材を重ねて
配置し、該補修部材と重なり合った前記面板の開口部を
溶接によって塞ぎ、かつ、該面板の補修部表面を平滑に
したことにより、達成される。

【０００７】

【作用】このようなへこみおよび穴あきという事態から
強度低下あるいは事故を未然に防ぐため、車外側の面板
に生じたへこみおよび穴あきを車外側の面板だけを補修
するのではなく、車外側と室内側の面板を接合できるよ
うな補修部材により構成した。これにより、車外側と室
内側の面板が一体となって荷重を分担することができる
ので補修部の強度向上を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１，図２および図
７により説明する。図７は鉄道車両構体の外観を示す斜
視図であり、本発明を適用する鉄道車両構体１は、台枠
２、側構体３、屋根構体４および妻構体５から構成され
ている。前記台枠２、側構体３、屋根構体４および妻構
体５を構成する外板部材としての積層板６は、図１，２
に示されるように、面板７および面板８と該面板７およ
び面板８の間に配置される芯材９とからなる積層構造と
なっている。前記面板７および面板８のうち、一方が鉄
道車両構体１の外表面を成している。説明の都合上、面
板７を鉄道車両構体１の外表面をなすのもとし、面板８
を該構体１の内面をなすものとする。前記面板７，８と
してはアルミニウム製板材が用いられ、かつ、前記芯材
９としてはアルミニウム製ハニカム材が用いられてお
り、該面板７、面板８および芯材９は、アルミニウムの
ろう付けによって接合され、面外曲げ剛性が高く、強度
部材として使用する。

【０００９】このような鉄道車両構体１の外板部材を構
成する積層板６の鉄道車両構体１の外表面を成している
面板７に走行中の小石等の跳ね上げによるへこみ、ある
いは、鳥の衝突によるへこみが生じた場合、極僅かなへ
こみについてはパテなどで埋め、外表面を仕上げて修復
することになる。しかし、穴あきという事態が生じ、雨
水の侵入やごみの侵入を招く恐れがある場合は、図１お
よび図２に示すように補修部材１０を積層板６内部に埋
め込んで接合することにより補修を行う。該補修部材１
０は、前記面板７および面板８に接合するための円板形
状をしたフランジ部１１、フランジ部１２および該フラ
ンジ部１１およびフランジ部１２を連結するウエブ１３
より構成されており、該フランジ部１１、フランジ部１
２およびウエブ１３は、アルミニウム製の一体形成され
た部材である。なお、フランジ部１１の径は、該補修部
材１０を構体内部側から積層板６の開口部分に配置する
構造としていることからフランジ部１２よりも小さく形
成されている。該補修部材１０による面板の補修方法
は、深いへこみが生じるあるいは亀裂が生じた損傷部分
を含む範囲について、該補修部材１０を挿入可能な穴を
室内側の面板８に明け、該補修部材１０を室内側より挿
入し、該補修部材１０のフランジ部１１が鉄道車両構体
１の外表面を成している面板７の裏側に接するように設
置する。このとき、フランジ部１２は、室内側の面板に
接するように補修部材１０の高さ寸法を設定しておく。
補修部材１０と面板７，８の接合は、鉄道車両構体１の
外表面を成す面板７とフランジ部１１および室内側の面
板８とフランジ部１２を溶接部１４ａおよび１４ｂを形
成することにより行う。それぞれの溶接部１４ａおよび
１４ｂは、車外側と室内側から行い、車外側の溶接部１
４ａは、表面を平滑にするためパテあるいはグラインダ
等により仕上げる。室内側の溶接部１４ｂは、そのまま
でもよい。

【００１０】このように、フランジ部１１，フランジ部
１２およびウエブ１３より構成された補修部材１０によ
り補修された積層板６は、フランジ部１１，フランジ部
１２およびウエブ１３が一体となって荷重を分担するこ
とができるので補修する前と同程度以上の強度を有する
利点がある。すなわち、補修部材１０を用いることによ
り、鉄道車両構体１を構成する積層板６の車外側と室内
側の面板７，８が一体となって荷重を分担することがで
きるため、強度を確保することができる。また、前記フ
ランジ部１１およびフランジ部１２は、円板形状をした
形状であり、前記面板７および面板８との溶接部１４ａ
および１４ｂが円形となるので鉄道車両構体１に作用す
る荷重によって発生する応力が緩和されるという利点が
ある。

【００１１】また、前記フランジ部１１を面板７の開口
部分の裏当て部材として利用し、該面板７の開口部全体
を溶接肉盛を行ない、かつ、グライダ等により外表面を
平滑に仕上げても良い。この場合、面板７自体が損傷前
と同様に一体に連続形成され、かつ、フランジ部１１の
補強機能も加わり、強度低下を極力抑えることができ
る。単に、面板７の開口部分をその表面側から溶接によ
って接合する場合に比べて、該補修部分の裏面の平滑度
を確保できることから、該面板の断面形状の不均一さを
低減することにもなり強度低下を抑えることができる。
また、前記面板７の開口部を溶接肉盛りするのではな
く、別のアルミニウム製板材を前記開口に対応した形状
に形成したものを当てて溶接接合する、あるいは、フラ
ンジ部１１に面板７の開口部に一致した厚肉部を形成し
ておき、該厚肉部の周囲と開口部の縁を溶接接合する構
造としても良い。

【００１２】さらに、前記補修部材をアルミニウムより
も融点の高い材料によって構成し、開口部を溶接によっ
て塞ぐための裏当てとして利用してもよいが、この場合
には内面側の面板とは接着剤等による接合となるため、
外表面の面板の開口が小さい場合に有効である。このよ
うな補修構造の場合、少なくとも外表面の面板は一律な
厚さで補修されるため、積層板の全体的な歪に対して補
修部分が際立って見栄えを低下させるという不具合を防
止することができる。

【００１３】次に、前記積層板の補修構造の他の実施例
を図３ないし図５により説明する。まず、図３に示した
他の実施例を説明する。同図において、前記一実施例と
同一符号は同一部材を示すものである。１５は前記一実
施例の補修部材１０に替わるもので樹脂製硬化材であ
る。該樹脂製硬化材１５は、面板に明いた穴から容易に
注入することができ、硬化した後、前記一実施例の補修
部材１０と同様に補修する前と同程度以上の強度を有す
る利点がある。なお、本実施例によれば前記一実施例に
比べて車外側から補修することができ、室内側の加工作
業および溶接作業を省略することができる。

【００１４】次に、図４に示した他の実施例を説明す
る。同図において、前記一実施例と同一符号は同一部材
を示すものである。１６は前記一実施例の補修部材１０
よりさらに広い範囲の補修に適用する補修部材である。
該補修部材１６は、前記面板７および面板８に接合する
ための円板形状をしたフランジ部１７、フランジ部１８
および該フランジ部１７とフランジ部１８を連結する筒
状部１９より構成されており、該フランジ部１７、フラ
ンジ部１８および筒状部１９は、アルミニウム製の部材
である。２０は前記フランジ部１７およびフランジ部１
８の間に設置されるアルミニウム製の芯材で、あらかじ
めろう付けによって前記フランジ部１７、フランジ部１
８および筒状部１９に接合されている。すなわち前記フ
ランジ部１７、フランジ部１８、筒状部１９および芯材
２０は補修部材１６として形成された一つの部材であ
る。該補修部材１６による面板の補修方法は、該補修部
材１６を挿入可能な穴を室内側の面板に明け、該補修部
材１６を室内側より挿入し、該補修部材１６のフランジ
部１７が鉄道車両構体１の外表面を成している面板の裏
側に接するように設置する。このとき、フランジ部１８
は、室内側の面板に接するように補修部材１６の高さ寸
法を設定しておく。補修部材１６と面板の接合は、鉄道
車両構体１の外表面を成す面板とフランジ部１７および
室内側の面板とフランジ部１８を溶接部１４ａおよび１
４ｂを形成することにより行う。それぞれの溶接部１４
ａおよび１４ｂは、車外側と室内側から行い、車外側の
溶接部１４ａは、表面を平滑にするためパテあるいはグ
ラインダ等により仕上げる。室内側の溶接部１４ｂは、
そのままでもよい。

【００１５】このように、前記フランジ部１７、フラン
ジ部１８、筒状部１９および芯材２０より構成された補
修部材１６により補修された積層板６は、フランジ部１
７、フランジ部１８、筒状部１９および芯材２０が一体
となって荷重を分担することができるので補修する前と
同程度以上の強度を有する利点がある。また、補修する
面積に応じて補修部材１６の大きさを任意に変えること
ができる。さらに、補修範囲が比較的広くても、補修部
材１６が基本的に積層板６と同様に芯材２０を有した積
層構造材であることから、十分な強度を確保することが
できる。

【００１６】次に、図５に示した他の実施例を説明す
る。同図において、前記一実施例と同一符号は同一部材
を示すものである。２１は補修部材であり、２２は補修
範囲、２３は構造用接着剤である。前記補修部材２１
は、前記積層板６の厚さより薄い。前記補修部材２１は
アルミニウム製の面板２１ａ、２１ｂ、側壁２１ｃおよ
び２１ｄにより構成され、それぞれろう付けによって接
合されている。前記補修部材２１の接合方法は、まず、
事故等により前記積層板６に明いた穴より広い範囲２２
で面板７および芯材９を機械加工等により取り、次に、
補修範囲２２に構造用接着剤２３を流し込んだ後、補修
部材２１を填め込んで固定する。

【００１７】本実施例によれば前記一実施例に比較して
車外側からだけで補修することができ、室内側の加工作
業および溶接作業を省略することができる。また、補修
部材２１より広い範囲に構造用接着剤２３を充填するこ
とができるので補修部の強度向上を図ることができる。

【００１８】次に、図６に示した他の実施例を説明す
る。図６は図１に示した補修部において溶接部１４ａお
よび１４ｂの強度向上のため加熱装置２４を用いて熱処
理を行うものである。該加熱装置２４は、溶接部１４ａ
および１４ｂの局部を熱処理するため小型、軽量のもの
が用いられる。本実施例によれば溶接により強度的に劣
化した部分の強度を回復させることができるので、図１
に示した実施例よりさらに強度向上を図ることができ
る。

【００１９】次に図７ないし図９に示した他の実施例を
説明する。図７は鉄道車両構体の外観を示す斜視図、図
８は鉄道車両構体を構成する腰板部の平面図、図９は腰
板部の断面図であり図８のＣ−Ｃ線断面図である。な
お、図において前記一実施例と同一符号は同一部材を示
すものである。図７において、２５は補修後の腰板であ
り、２６は補修をしない通常の腰板である。本実施例
は、台枠２と側窓の間の腰板部における積層板の補修に
関するもので、ある程度大きなへこみが生じた場合、図
７に示す腰板２５のように積層板の基本単位である外周
部分の縁材で囲まれた一つの区画された範囲で積層板を
交換し取付けるものである。本補修構造は、まず、損傷
を受けた積層板の外周に設けられた縁材の縁で、該積層
板を切断し除去する。次に、図８に示すように補修用の
腰板２５の取付けは、隣接する腰板２６の縦方向縁材２
７および横方向縁材を残して切断した開口部分に、交換
用の腰板２５を嵌め込み溶接により接合する。前記腰板
２５は、図９に示すように断面コ字形の縁材２９を該腰
板２５自体の四辺にろう付けにより接合した積層板であ
る。隣接する腰板２６との結合は、溶接部１４ａおよび
１４ｂを形成することにより行なわれる。ここで、車外
側の溶接部１４ａは表面を平滑にするため、溶接後グラ
インダ等により仕上げられる。本実施例によれば、溶接
による結合強度が前記一実施例より向上する利点があ
る。

【００２０】なお、前記図９の実施例においては、腰板
２６の縁材２７の外周に沿って切断する構造について説
明したが、積層板によっては前記縁材以外にそれ自体の
平面方向中間部に両面板をつなぐように補強材を配置す
る場合もある。このような積層板の場合には、前記補強
材の外周にそって該補強材を残すように切断する構造と
しても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
鉄道車両構体を構成する外板部材の積層板の強度低下を
生じること無く、かつ、容易に補修できる鉄道車両構体
を構成する積層板の補修構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による積層板の補修構造の一実施例を示
す断面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ部より見た正面図である。

【図３】本発明による積層板の補修構造の他の実施例を
示した断面図である。

【図４】本発明による積層板の補修構造の他の実施例を
示した断面図である。

【図５】本発明による積層板の補修構造の他の実施例を
示した断面図である。

【図６】本発明による積層板の補修構造における熱処理
状態を示した断面図である。

【符号の説明】

【図７】本発明による積層板の補修構造の他の実施例が
適用される鉄道車両構体を示した斜視図である。

【図８】図７の鉄道車両構体の腰板部分を示した正面図
である。

【図９】図８のＣ−Ｃ部断面図である。 ６…積層板、７…面板、８…面板、９…芯材、１０…補
修部材、１１…フランジ部、１２…フランジ部、１３…
ウエブ、１４ａ…溶接部、１４ｂ…溶接部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 守 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二枚の面板の間に芯材を配置し、これらを
   金属間接合により接合して一体に形成した積層板の補修
   構造において、面板に形成された開口部分に対し、該面
   板に補修部材を重ねて配置し、該補修部材と重なり合っ
   た前記面板の開口部を溶接によって塞ぎ、かつ、該面板
   の補修部表面を平滑にしたことを特徴とする積層板の補
   修構造。