WO2005110663A1 - レーザ溶接方法、レーザ溶接継手、外板パネルおよび鉄道車両用構体 - Google Patents

Description

明 細 書

レーザ溶接方法、レーザ溶接継手、外板パネルおよび鉄道車両用構体 技術分野

[0001] 本発明は、レーザ溶接方法、レーザ溶接継手、それを用いた外板パネルおよび鉄 道車両用構体に関するものである。無塗装の鉄道車両用構体、あるいはバス、トラッ ク等の車体に特に適するものである。

背景技術

[0002] 従来より、鉄道車両用構体として、ステンレス構体 (ステンレス鋼製の鉄道車両用構 体）、図 45 (a)に示す軽量ステンレス構体 201 (外板 +骨組み +外板補強部材)や、 図 45 (b)に示すダブルシートステンレス構体 202 (外板 +—体プレス成形内板）のほ 力 ダブルスキンタイプのステンレス構体が知られて 、る（例えば特許文献 1参照)。 そのようなステンレス構体は塗装が不要で、メンテナンスが容易で、腐食もないなどの 多くの利点を有する。

[0003] 鉄道車両用構体にお!ヽて、外板と外板補強部材との接合には、熱歪み低減の観 点から、抵抗スポット溶接が多用されている力 既打点への電流の分流を避けるため にその打点ピッチは通常 50〜80mm程度とされる。

[0004] 一般の鉄道車両用構体、とくに側構体は強度設計上いくつ力の留意点を有する。

ここで、側構体とは、単数又は複数の側外板パネル (外板と外板補強部材とを有する )により構成されるものをいう。

[0005] 車体自重'乗客により負荷される垂直荷重 F1により、図 46 (a)に示すように、側外 板パネル 101は主として面内せん断作用を受ける。また、車両間の前後力（車端圧 縮荷重）により、図 46 (b)に示すように、連結器を通じての荷重 F2により面内軸圧縮

•面内曲げ作用も負荷される。強度設計上、第 1に留意すべき破壊モードは側外板 パネルの座屈であり、これのクライテリアをもとに構造の概要が決定される。

[0006] 例えば、外板が広範囲で圧縮作用を受ける部位 (例えば車端圧縮荷重時の車体 中央腰板下部)では、図 46 (c)に示すように、所要の面外剛性をもつ外板補強部材 101 (防撓材)を外板 102の内側に接合することが行われている。一般に、鉄道車両 の側構体は車体長手方向の圧縮作用をより大きく受けるので、車体長手方向に沿つ て外板の内側に外板補強部材 (防撓材)を設けるのが普通である。

[0007] また、外板が広範囲で主としてせん断を受ける部位 (例えば垂直荷重時における台 車直上の戸袋部）では、外板補強部材をレール方向に対し 45度の角度で外板に接 合するのが理想であるが、そのような角度を持たせて接合することが製造上煩雑であ るので、実際には補強部材を水平方向（レール方向）あるいは垂直方向に配置して いる。座屈強度上はどちらも同等である。

[0008] し力し、前述したようなステンレス構体では、いくつかの課題がある。

[0009] (0第 1の課題は、全体座屈および局部座屈に対する強度低下である。

[0010] 前述したように、外板と外板補強部材との接合には、熱歪み低減の観点から、抵抗 スポット溶接が多用されるが、既打点への電流の分流を避けるためにその打点ピッチ は通常 50〜80mm程度である。この場合、補強部材にうまく応力が分散せずに理論 どおりの座屈強度を得られないことがある。

[0011] つまり、防橈パネルとしての面外曲げ剛性が理論値よりも低下し、想定より低い荷重 で全体座屈を引き起こす可能性がある。また、外板補強部材 (防撓材）に平行な方向 の圧縮に対してスポット溶接点間で外板が座屈するおそれがあり、このような局部座 屈に対しても理論上の座屈強度より劣る。

[0012] 例えば、後述する座屈強度の考え方を参照すればわ力るように、外板補強部材 (防 撓材)のピッチを 80mmとし、これと平行な方向に外板に圧縮応力が作用するとき、補 強部材が外板に連続して接合されていれば、概算で 160MPaまで耐え得るのに、補 強部材が外板に 80mmピッチでスポット溶接されて!、るとすれば、わず力 60MPa程度 までしか耐えられない。

[0013] また、圧接によるスポットまわりの歪みにより外板に初期歪みが生じ、これによつても 局部の座屈強度が大きく低下する。

[0014] GO第 2の課題は、応力集中部における永久変形（引張側）、あるいは局部座屈 (圧 縮側)である。

[0015] 側外板には、側外板の開口部における隅部において応力集中が生じる。とくに通 勤車用の側構体には窓、出入口などの開口部が多ぐこれらの隅部における応力集 中が問題となる。

[0016] これら応力集中部にお!、て引張側では永久変形、圧縮側では座屈変形を起こして 最終的に破壊に至る。これに対する対策としては、引張側ではプレート状の外板補 強部材を内側に足して増厚し、応力を軽減することが考えられる。圧縮側も理論上は 同様に対処が可能であるが、しかし抵抗スポット溶接で組立てられた従来のステンレ ス構体ではいくつか問題がある。

[0017] すなわち、前述したように、抵抗スポット溶接の打点ピッチは通常 50〜80mm程度 であるが、この場合、補強プレートにうまく応力が分散せずに理論どおりの座屈強度 を得られないことがある。また、せつ力べ補強プレートをあてがっても、これを接合する ためのスポット溶接が増え、圧接 '入熱によるスポットまわりの歪みにより外板に初期 歪みが生じ、力えって局部の座屈強度を低下させることがある。

[0018] (m)第 3の課題は、水密性である。

[0019] ステンレス構体の組立にぉ 、て多用される抵抗スポット溶接は重ね継手しか構成す ることができないため、外板どうし、あるいは外板と縁部材 (窓枠、ドアマスクなど）との 接合も重ね継手となる。

[0020] ところで、これらの継手では外部からの浸水を防ぐため、水密性を保つ工夫が必要 であるが、重ね部で微小な隙間を生じるのに加えスポット溶接は間欠的な接合法で あるため、重ね部にあら力じめシール材をはさみ込んで溶接を行うことにより水密性 を確保している。あるいは重ね端部に隅肉状にシール材を盛ることにより水密性を確 保している。

[0021] し力し、風雨や洗車に伴うシール材の経年劣化によりシール切れが生じ、車内への 浸水が発生することがある。ちなみに普通鋼やアルミニウム合金製の構体では連続 溶接が可能であるため、このような問題は生じない。

[0022] (iv)第 4の課題は、外板 (側外板、妻外板)の美観性である。

[0023] ステンレス構体の組立において多用される抵抗スポット溶接は、施工時にスポット状 に押圧を行うため、押圧力と入熱によりその周囲に歪みを生じ、また打点部には凹状 の圧痕も生じるため、これらが外板の美観を損ねている。とくに側外板、妻外板の美 観を損ねることは製品価値を低下させることになる。 [0024] なお、スポット溶接による外板の「焼け」は電解処理により消すことが可能であるが、 圧痕は比較的深ぐ接合後の研磨等によって見えなくすることは困難である。

[0025] また、カラーバンド (フィルム）により覆うこともできる力 覆っても、見る角度によって は、圧痕はさらに目立つことになりかねない。

[0026] (V)第 5の課題は、内部骨組の複雑さである。

[0027] 内装、機器類を構体に取り付ける構造として、従来は主構造あるいは内部骨組 (2 次構造材）にネジ座を溶接付けしたり、あるいは取付金を別途設けたりすることにより 対応していた。

[0028] これらの取付金、ネジ座はほとんどが車両毎の個別設計であり、構体への取付場 所も車種、咅位によってまちまちである。

[0029] 従って、ネジ座、内部骨組、取付金等、部品点数が増し、部品製作、溶接付けに多 大な工数を要している。また取付位置が標準化されていないので、取付の寸法管理 も煩雑である。

[0030] 本発明者らは、外板と外板補強部材との接合に、抵抗スポット溶接に代えて、レー ザ溶接を利用すれば、前記課題を解決できることを見 、だした。

[0031] ところで上記のようにレーザ溶接を用いる場合、レーザ溶接における接合強度のば らっきを抑えて構造物としての安定した品質を得るためには、ある程度の溶け込み深 さが必要である。しかし溶け込み深さが深すぎると溶接裏面に高温酸ィ匕による変色（ 裏焼け）が生じたり、溶接ビードが露出したりする場合がある。これを解決する方法も 知られている（例えば特許文献 2参照)。また、溶接時における溶接裏面の冷却や、 後処理によっても酸ィ匕変色を排除することも可能である。

[0032] し力しながら、従来技術では、レーザビームにより局部的に加熱された溶接部の収 縮により重ね継手における部材はわずかに角折れを起こし、これが溶接裏面におい て溶接線に沿った凸状の溶接痕として現れる場合がある。この角折れに伴う凸状の 溶接痕は、レーザビームによる溶融池の貫通や酸ィ匕変色に比べれば全く軽微なもの である。しかしユーザからは、外板の品質と付加価値を高めるためにこの溶接痕をな くすように求められている。

[0033] これに対してこの溶接痕を生じさせないようにレーザの出力を調整して接合を行うこ とも可能である。しかし、例えば下板 1. 5mm厚、上板 lmm厚の場合、継手界面のビ 一ド幅は 0. 3mm〜0. 5mm、下板への溶け込み深さは 0. lmm〜0. 2mmとなり、 この程度の溶け込み深さでは何らかの外乱の影響を受けた場合には全く接合されな い。逆に凸状の溶接痕が生じれば確実に継手が形成されていることになり、接合品 質と外観品質とのいずれも同時に確保するのは困難である。

[0034] なお、下板の厚さが 3mm以上である場合は十分な溶け込み深さを確保しても外板 面への影響はほとんどないことが確認されている力 下板の板厚の必要以上の増加 は構造物の質量を著しく増すことになるので好ましくない。

[0035] そこで、発明者らは、鋭意研究を重ねたところ、外板の外側面に、前記レーザビー ムよる溶接線方向とほぼ平行に研磨加工 (例えば、鉄道車両のステンレス構体で一 般に使用されているベルトグラインド仕上げ)を施せば、光の散乱の具合により溶接 線がほとんど見えなくなることを見出した。

特許文献 1：特許第 2763983号公報

特許文献 2：特許第 2929447号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0036] この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、溶接痕を視覚的に目 立たなくすることができるレーザ溶接方法、レーザ溶接継手、外板パネルおよび鉄道 車両用構体、並びに、スポット溶接間の座屈あるいは初期ひずみによる座屈強度の 低下がなぐ要求通りの座屈強度を得ることができる鉄道車両用構体を提供すること を目的とする。

課題を解決するための手段

[0037] 本発明の溶接方法は、複数の板状部材を重ね合せ、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状部材の反対側に位 置する板状部材の内部までの領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融池の底部 が前記反対側の板状部材の外側面に到達しな 、ように、レーザビームの出力または ビーム移動速度を制御しながら前記複数の板状部材が接合するレーザ溶接方法で あって、前記反対側の板状部材の外側面に、予め前記レーザビームよる溶接線方向 とほぼ平行に研磨加工が施されることを特徴とする。ここで、「板状部材」とは、全体が 板状である必要はなぐレーザ溶接により接合される部分が板状である場合も含まれ る。「研磨力卩ェ」は、ベルトグラインダによる BG (ベルトグラインド)仕上げといわれるも ので、「JIS R 6001」で規定される砥粒を接着したベルトを回転させ鋼板の表面を一 方向に断続的に (不連続に)研磨することにより仕上げるものである（「JIS G 4305」 で No. 3や No. 4なる記号で示される表面仕上げに該当する）。

[0038] このようにすれば、外側面を構成する板状部材として、レーザビームよる溶接線方 向とほぼ平行に研磨加工を施している板状部材を用い、光の散乱の具合により、溶 接線がほとんど見えなくなるようにしているので、後加工として、外側面に対して表面 仕上げをすることなぐ外側面に現れる凸状の溶接痕が視覚的に目立たないようにな る。

[0039] 本発明の溶接継手は、複数の板状部材を重ね合せ、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状部材の反対側に位 置する板状部材の内部までの領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融池の底部 が前記反対側の板状部材の外側面に到達しな 、ように、レーザビームの出力または ビーム移動速度を制御しながら前記複数の板状部材が接合されてなるレーザ溶接 継手であって、前記反対側の板状部材の外側面に、前記レーザビームよる溶接線方 向とほぼ平行に研磨力卩ェが施されていることを特徴とする。ここで、 「レーザビームよ る溶接線方向とほぼ平行に研磨加工が施されている」とは、外側面を構成する板状 部材の内側に接合される板状部材 (例えば、骨材または内張り材などの取付部品） の構成上、（0溶接線方向を特定の一方向に限定することができない場合には最も外 観 (外側面)への影響の大き！、溶接線方向に研磨方向を合せること、（ii)溶接線方向 を特定の一方向に限定することができない場合に、研磨方向と一致しない溶接線と なる板状部材を、研磨方向とほぼ一致する溶接線によって接合された板状部材に溶 接すること、（ )溶接線方向を特定の一方向に限定することができない場合に、研磨 方向と一致しない溶接線の溶接痕 (角折れに伴う凸状の溶接痕)が外側面側から視 認できないように、または視認が困難となるようにその溶接痕の上に保護材ゃ表装材 を取付けることも含まれる。また、板状部材の外側面にレーザビームよる溶接線方向 とほぼ平行に研磨力卩ェを施すのは、接合の前であっても、接合の後であってもよい。

[0040] このようにすれば、外側面を構成する板状部材として、レーザビームよる溶接線方 向とほぼ平行に研磨力卩ェを施しているので、不連続に研磨された外側面上における 光の散乱の具合により、溶接線の溶接痕がほとんど見えなくなる。つまり、外側面上 に現れる、角折れに伴う凸状の溶接痕が視覚的に目立たないようになり、外板の見 栄えが向上する。

[0041] このように、重ね溶接継手の構成部材のうち溶接裏面となる外側面 (重ね溶接継手 における下側の板状部材の下面）にベルトグラインダなどにより溶接線とほぼ平行方 向に研磨処理された部材を用いると、十分な溶込みのある部分溶込み溶接継手であ つても、光の散乱などにより上記のごとく発生する溶接痕はほとんど視認し得ない (視 覚的に目立たない)ものとなる。よって、何ら後処理を施すことなぐ美麗な外側面が 構成される。すなわち、安定かつ適切な接合強度の確保と、美麗な外観品質の確保 との両立を実現できることになる。

[0042] このことを、 2枚の板状部材を重ね合わせて接合する場合についてさらに説明する と、まず、図 1 (a)に示すように、板状部材 1, 2 (例えば、 SUS301L、 SUS304など の冷間圧延ステンレス鋼板)を重ね合せ、その板状部材 2の、板状部材 1に接触する 面と反対側の面側からレーザビーム Rを移動しながら板状部材 1, 2に対し連続的に 照射し、レーザビーム Rを照射した板状部材 2の反対側の板状部材 1の内部までの 領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融池 Pの底部が反対側の板状部材 1の外 側面 S 1に到達しな 、ように、レーザビーム尺の出力またはビーム移動速度を制御し ながら板状部材 1, 2を接合するので、外側面 S1に溶接ビードは現れない。この場合 、図 1 (b)に示すように、レーザ溶接による熱収縮のため、わずかに角度 Θの角折れ に伴う凸状の溶接痕が生じる。そして、図 1 (c)に示すように、この角折れ部 (角折れ 線 L)が外側の板状部材 1の外側面にすじ状になって現れる。しかしながら、図 1 (d) に示すように、外側面 S1に溶接線に平行に研磨加工を施しているので、外側面 S1 に衝突する光の散乱の具合により溶接痕である角折れ部 (角折れ線 L)がほとんど見 えなくなる。なお、表面が滑らかであると、図 17 (a)に示すように、特定方向からの光 力 角折れ部を境に反射方向 Rl, R2にはっきりと分かれて視点に向力うので、角折 れ線 Lが見える力 溶接線方向に研磨加工された表面では、図 17 (b)に示すように、 あらゆる方向からの光が反射して視点に向力うので、角折れ部 Lが見えなくなる。

[0043] よって、（0溶接線が外側面に現れず、美麗な外側面が得られ、また溶接ひずみが 小さぐ寸法精度の向上が図れるので、品質の向上の点で有利となる。また、 GOレー ザ溶接により溶接速度がはやくなり、施工性が向上するので、製造コストの低減が図 れる。さらに、（ )レーザ溶接により連続溶接が可能となり、シールを廃止できるので、 メンテナンスコストの低減が図れる。

[0044] 本発明の外板パネルは、外板の内側に第 1の補強部材を重ね合せ、その第 1の補 強部材側からレーザビームを移動しながら連続的に照射し、前記外板の内部までの 領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融池の底部が前記外板の外側面に到達し ないように、レーザビームの出力またはビーム移動速度を制御しながら接合されてな る外板パネルであって、前記外板は、外側面に前記レーザビームよる溶接線方向と ほぼ平行に研磨力卩ェが施されていることを特徴とする。

[0045] このようにすれば、外板の外側面に、レーザビームよる溶接線方向とほぼ平行に研 磨力卩ェを施しているので、光の散乱の具合により、外側面において溶接線がほとんど 見えなくなる。つまり、外板パネル (外板)の外側面に現れる凸状の溶接痕が視覚的 に目立たないようになる。

[0046] 上記の外板パネルを、鉄道車両用構体に用いることができる。すなわち、本発明の 鉄道車両用構体は、外板の内側に第 1の補強部材を重ね合せ、その第 1の補強部 材側からレーザビームを移動しながら連続的に照射し、前記外板の内部までの領域 を加熱溶融して、それにより生じた溶融池の底部が前記外板の外側面に到達しな 、 ように、レーザビームの出力またはビーム移動速度を制御しながら接合されてなる外 板パネルを、側構体の側外板として用いる鉄道車両の構体構造であって、前記外板 パネルの外板は、外側面に前記レーザビームよる溶接線方向とほぼ平行に研磨カロ ェが施され、前記溶接線方向が特定方向（車両長手方向あるいは車両高さ方向）と 一致して!/、ることを特徴とする。

[0047] このようにすれば、外板パネルの外板には、レーザビームよる溶接線方向とほぼ平 行に研磨力卩ェを施しているので、光の散乱の具合により、溶接線がほとんど見えなく なる。外側面に現れる凸状の溶接痕が視覚的に目立たないようになるので、外板の 見栄えが向上し、特に無塗装の鉄道車両用構体に適する。

[0048] 本発明の鉄道車両用構体において、前記第 1の補強部材は、断面ハット形状の部 分を有し、その部分が、断面略コ字形状の本体部と、この本体部の開口端縁に互い に反対方向に延びるように連接され前記外板にレーザ溶接により接合されるフランジ 部を有するものであり、前記本体部が車両長手方向に延びて 、ることが望ま U、。

[0049] このようにすれば、第 1の補強部材と外板とで構成される断面が完全に閉断面となり 、第 1の補強部材の長手方向の曲げ剛性が極めて高くなるだけでなぐその方向の 外板座屈強度も高くなる。また、第 1の補強部材が車両長手方向に接合されているの で、溶接線方向と研磨加工の方向とを無理なく一致させることができる。

[0050] 前記本体部の断面略コ字形状は、底部から開口側まで間隔が一定であってもよい 力 前記本体部の断面略コ字形状は、開口側に向かって徐々に間隔が広くなる構成 とされ、前記第 1の補強部材において前記外板とは反対側に、前記第 1の補強部材 に直交する方向に延びる断面ハット形状の第 2の補強部材が設けられ、この第 2の補 強部材のフランジ部が前記第 1の補強部材の本体部に接合されている構成とするこ とも可能である。ここで、第 2の補強部材の形状は、特に制限されないが、適当な溶 接長を得るために断面ハット形状とすることが望ましい。また、第 2の補強部材の接合 方法も特に制限されないが、レーザ溶接により接合する場合は溶融池の底部が前記 第 1の補強部材の本体部を貫通するように接合されている構成とすることも可能であ る。

[0051] このようにすれば、第 1の補強部材の上に、前記第 1の補強部材に直交する方向に 延びる断面ハット形状の第 2の補強部材が重ねて設けられているので、第 1の補強部 材に直交する方向の面外曲げ剛性が高められる。また外板に対しレーザ溶接により 接合される第 1の補強部材を断面ハット形状 (台形状)としているので、第 1の補強部 材の長手方向に直交する方向の面外剪断変形に対する剛性が高められる。また、溶 融池の底部が第 1の補強部材の本体部を貫通するようにレーザ溶接されているので 、外観に影響を与えることなぐ安定的に十分な接合強度が確保される。

[0052] 本発明の上記とは別の鉄道車両用構体は、側構体の外板と、その外板の内側に接 合され外板を補剛する第 3の補強部材とを有し、この第 3の補強部材が車体長手方 向に配置され、前記第 3の補強部材が前記外板にレーザ溶接にて接合されて 、る鉄 道車両用構体であって、前記外板に生じる面内応力成分を車体長手方向とそれに 直交する方向の単軸応力 σ X, σ y、およびせん断応力てに分解し、これらの応力が Euler座屈の式と塑性修正の式で決まる座屈応力値以下になるように、前記レーザ溶 接による溶接線の間隔によって定義される補強部材のピッチが設定されていることを 特徴とする。なお、外板と第 3の補強部材とのレーザ溶接は、連続溶接を基本とする が、構造上連続溶接する必要がない部位 (例えば、外板に発生する応力が低く座屈 のおそれがな!、部位)あるいは構造上連続溶接することができな 、部位にっ ヽては 連続溶接にしなくてもよい。

上記の発明は、次に説明する座屈強度の考え方に基づいてなされたものである。

[0053] 矩形の平板に対する Euler座屈の式は下式のように表される（図 18 (a)参照)。

[0054] [数 1]

[0055] ここで Eは縦弾性係数、 Vはポアソン比、 tは平板の板厚である。

また Kは座屈係数であり、矩形板の 4辺が単純支持（回転支持)である場合は理論上

[0056] [数 2]

[0057] と表される。ここで、 aは辺長比

[0058] [数 3] a =

[0059] である。

[0060] また、発生応力が大き!/、場合は塑性の影響が無視できな 、ので、例えば Johnsonの 実験式により塑性修正を行う。すなわち、

[0061] [数 4]

a

[0062] となる。ここで σ Υは材料の耐カである。

[0063] 同様にせん断座屈応力につ 、ては、

[0064] [数 5]

[0065] となる（図 18 (b)参照)。

[0066] 実際の構体構造においては、薄板の外板に、防撓を目的とした補強部材を接合し て外板パネルを構成して ヽるが、補強部材によって矩形状に囲まれた外板が座屈し な 、ように補強部材の配置とピッチを決定しなければならな 、。

[0067] 構体への垂直荷重あるいは車端圧縮荷重の 、ずれにお 、ても、側構体の外板に 発生する面内応力は多くの個所で車体長手方向の応力がそれと直交する方向の応 力 (鉛直方向の応力）に比べて大きいので、補強部材で囲まれた外板矩形領域の長 辺方向が車体の長手方向となるよう補強部材を配置すべきである。なぜなら、図 18 ( c)に示す座屈モードを見ても判るように、長辺方向への圧縮の方が短辺方向への圧 縮に比べて数倍も座屈に耐え得るからである。

[0068] これを数式で表すと以下のようになる。

[0069] [数 6]

[0070] よって、長辺の長さは短辺の長さの 5倍以上あれば上式の近似は十分成立する。

[0071] これらの式により、矩形領域の短辺長 bと座屈応力（ σ cr,x , σ cr,y , τ cr )の関係を 図示すると図 19 (a)〜（c)のようになる。

[0072] 外板パネルにお!、ては、補強部材を配置するピッチ力 矩形領域の短辺長 bに相 当するとみなすことができる。

[0073] 従って逆に、応力解析や構造試験を通じて発生応力（ σ X , σ y , τ )を予測し得れ ば、図 19 (a)〜（c)を用いて補強部材のピッチ bを決定できる。これを式に表せば次 のようになる。 [0074] [数 7]

[0075] ここで、

[0076] [数 8] ひ _x ( <ひ y/2)

0：= 1 (12)

σ_γ ²/{4(σ_γ -σ_χ)} (σ_χ >σ_γ/2)

(13)

(14)

[0077] また本発明の上記とはさらに別の鉄道車両用構体は、側構体の外板と、その外板 の内側に接合され外板を補剛する第 3の補強部材とを有し、この第 3の補強部材がレ ール方向に配置され、前記第 3の補強部材が前記外板にレーザ溶接にて接合され ている鉄道車両用構体であって、前記レーザ溶接による溶接線の間隔によって定義 される前記第 3の補強部材のピッチは、前記第 3の補強部材が延びて 、る方向にお いて前記第 3の補強部材の荷重負担が最も大きくなる個所の座屈強度に基づいて 設定されて!ヽることを特徴とする。

[0078] このようにすれば、外板と第 3の補強部材との接合手段として連続レーザ溶接を用 いているので、従来抵抗スポット溶接により接合した場合のように、スポット溶接点の 間の座屈あるいは初期歪みによる座屈強度の低下がなぐ要求通り座屈強度が得ら れる。従って、理論どおりに補強部材のピッチを決めれば、小さな補強プレートを外 板にあてがって補強する必要がなぐ部品点数低減、工数低減に寄与する。

[0079] また本発明の上記とは別の鉄道車両用構体は、側構体の外板と、その外板の内側 に接合され外板を補剛する第 3の補強部材とを有し、この第 3の補強部材が車体長 手方向に配置され、前記第 3の補強部材が前記外板にレーザ溶接にて接合されて いる鉄道車両用構体であって、前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コ の字状のコ字状部と、このコ字状部の端縁に連続して互いに反対方向に延びるよう に設けられ前記外板にレーザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、前記第 3の 補強部材のコ字状部の幅を、その他の部分に設けられる第 1の部材のコ字状部の幅 よりも小さくしている構成とすることができる。なお、車体長手方向に直交する方向の 面外曲げについては別途設けた縦骨により補剛することを特徴とする。

[0080] このようにすれば、外板を補剛する第 3の補強部材の断面形状の種類が従来に比 して格段に少なぐ 2種類とすることができ、部品製作のコストを下げることができる。ま た、部品の種類が少ないので、部品の寸法精度の向上を図りやすい。

[0081] 本発明にお 、て、前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ 字状部と、このコ字状部の端縁に連続して互いに反対方向に延びるように設けられ 前記外板にレーザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、前記第 3の補強部材は 、前記コ字状部内にその近傍の外板の剛性を高める第 4の補強部材が予め取り付け られて！、る構成とすることができる。

[0082] このようにすれば、工程を増加することなぐ第 3の補強部材をもってしても局部の 座屈強度が不足する場合であっても、必要最小限の補強を確実かつ簡単に図ること ができる。

[0083] 本発明において、前記第 3の補強部材の頭部には、前記第 4の補強部材を前記外 板に対してレーザ溶接により接合するための開口部又は切り欠き部が形成されてい る構成としてちよい。

[0084] このようにすれば、第 3の補強部材だけでなぐ第 4の補強部材も外板に直接接合 することができるので、局部の外板補強をより一層図り、座屈強度を効率的に増すこ とがでさる。

[0085] 本発明にお 、て、前記第 3の補強部材は、前記外板にレーザ溶接により接合され る基部と、この基部に対し内部が中空である膨出部とを有し、端部が塞がれている構 成としてもよい。 [0086] このようにすれば、第 3の補強部材におけるフリーエッジの端部をなくすことができる ので、端部における座屈強度、剛性が増加する。

[0087] 本発明において、前記外板に形成される開口部の隅部において、前記第 3の補強 部材の端部に対し内板フレームがレーザ溶接により接合され、前記第 3の補強部材 の端部を相互に結合して 、ることが望ま 、。

[0088] このようにすれば、内板フレームを設けるという簡単な構成で、第 3の補強部材の端 部の補強が容易に図れ、応力集中が発生しやすい開口部隅部の強度の向上が図 れる。

[0089] 本発明において、前記第 3の補強部材と内板フレームとは、レーザ溶接により接合 され、その溶接線が閉じているようにしてもよい。「溶接線が閉じている」とは、リング状 (楕円形状、円形状)の溶接線や、矩形状の溶接線を意味する。

[0090] このようにすれば、レーザ溶接による接合部分が狭小部であっても、長 、溶接線を 確保することができ、し力も溶接線が閉じているので、溶接ビード端部の応力集中が 発生せず、必要な強度を得ることができる。

[0091] 本発明において、前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が設けられ、この 縁部材に、前記外板に第 3の補強部材をレーザ溶接する際に、レーザービームと一 緒に移動し外板に第 3の補強部材の接合部分を押さえつける押さえローラが侵入可 能である切り欠き部が形成されて 、ることが望ま 、。

[0092] このようにすれば、外板に第 3の補強部材をレーザ溶接する際に、第 3の補強部材 の端部 (縁部材)付近で、縁部材と押さえローラとの干渉を回避することができ、端部 付近まで連続してレーザ溶接することができる。

[0093] 本発明にお 、て、前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ 字状部と、このコ字状部の端縁に連続して互いに反対方向に延びるように設けられ 前記外板にレーザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、前記第 3の補強部材は 、フリーエッジとなる端部外側に内板フレームが接合され、前記内板フレームは、前 記第 3の補強部材のコ字状部に接合される本体部と、この本体部に連接され前記端 部を塞ぐ方向に延びる脚部と、この脚部に連接され前記外板に接合されるフランジ 部とを有する構成とすることができる。 [0094] このようにすれば、第 3の補強部材の端部を内板フレームを介して外板に結合する ので、端部の剛性 '強度が高められる。

[0095] 本発明にお 、て、前記第 3の補強部材は、フリーエッジとなる端部外側に内板フレ ームが接合され、前記内板フレームは、前記第 3の補強部材のコ字状部に接合され る第 1のフランジ部と、前記外板に接合される第 2のフランジ部と、この第 1及び第 2の フランジ部より互いに平行に同じ高さまで延びる第 1及び第 2の脚部と、この第 1及び 第 2の脚部の上端縁を結合し前記外板と平行に延びる水平部とを有する構成として ちょい。

[0096] このようにすれば、内板フレームが、第 3の補強部材よりも背が高くなつて 、るので、 さらに面外剛性が高められる。

[0097] 本発明にお ヽて、側構体の側外板又は屋根構体の屋根外板の!/ヽずれか一方ある いは両方の、車体前後方向に延びる端縁部が折り曲げ部分を有し、この折り曲げ部 分にお ヽて前記側外板と屋根外板とが、連続レーザ溶接により接合されて ヽる構成 としてちよい。

[0098] このようにすれば、折り曲げ部分を設けることで剛性を高め、レーザ溶接施工時の 反力受けにすることができる。

[0099] 本発明において、前記折り曲げ部分は、前記屋根外板に上方に開放される断面コ の字状に形成されて ヽることが望ま 、。

[0100] このようにすれば、剛性の確保と同時に、雨樋 (コの字状部分)を形成することがで きる。

[0101] 本発明において、妻構体の妻外板と側構体の側外板とは、断面略 L字状の妻隅柱 を介してそれらが直交するように接合されており、前記妻隅柱に連続レーザー溶接で 接合されそれとの間で閉空間を構成する別部材が設けられ、あるいは前記妻隅柱に 前記妻外板との間で閉空間を構成する閉空間構成部分が形成され、前記閉空間が 屋根力も地表へ雨水を導く雨樋として機能することが望ましい。

[0102] このようにすれば、屋根力も地表へ雨水を導く雨樋を、特別に水管などの部材を設 けることなく、実現することができる。

[0103] 本発明にお 、て、前記外板の外表面は、表面処理として、ブラッシング又はショット ブラスト処理が施されて ヽることが望まし ヽ。

[0104] このようにすれば、高精度かつ美麗な外板の外表面を持つステンレス構体を比較 的容易に得ることができる。

[0105] 本発明において、断面コの字形状に加工した長尺のレール部材が前記外板の内 側に取り付けられ、前記レール部材に係止される頭部を有する取付ボルトを使用す ることにより内装品'機器類が取付けられる構成とすることができる。

[0106] このようにすれば、外板にレール部材を取り付けることで、部品点数の削減、内部 骨組などの 2次構造材の取付工数削減、寸法管理の容易化が図れる。

[0107] 本発明において、前記外板は、前記第 3の補強部材よりも肉厚が厚ぐ 3mm以上と されていることが望ましい。

[0108] このようにすれば、外板の表面に溶接線が現れなくなる。

[0109] 本発明にお ヽて、前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が外側に設けら れ、前記縁部材は、前記外板との接合部分が、平板を折り曲げてなる重ね板構造と なっており、前記外板側から連続レーザ溶接されるようにしてもよ!ヽ。

[0110] このようにすれば、貫通溶接をしても、外板の表面に溶接線が現れなくなる。

発明の効果

[0111] 本発明の溶接方法、溶接継手、外板パネルおよび鉄道車両用構体を用いれば、 従来の抵抗スポット溶接による継手に比べて、構体剛性 (軽量化)や寸法精度の向 上を確保した上で、外観の向上を図ることができる。また、外板として、予めレーザビ ーム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ているものを用いれば 、後処理が不要であるので、生産性も向上する。

[0112] また本発明の別の鉄道車両用構体を用いれば、側構体の外板とそれを補剛する第 3の補強部材との接合に、連続レーザ溶接を用いているので、スポット溶接点間の座 屈あるいは初期歪みによる座屈強度の低下がなぐ要求通り座屈強度が得られる。 従って、理論どおりに補強部材のピッチを決めれば小さな補強プレートを外板にあて 力 Sう必要がなぐ部品点数低減、工数低減に寄与する。 図面の簡単な説明

[0113] [図 1] (a)〜 (d)はそれぞれ本発明に係るレーザ溶接継手の原理の説明図である。 圆 2] (a)〜 (c)はそれぞれ本発明に係る外板パネルの説明図である。

圆 3]本発明に係る鉄道車両の側構体を、車外側から見た状態を示す図である。 圆 4]同鉄道車両の側構体を、車内側力 見た状態を示す図である。

[図 5]図 4の A— A線における断面図である。

[図 6]図 4の B— B線における断面図である。

[図 7]図 4の C— C線における断面図である。

[図 8]図 4の D— D線における断面図である。

[図 9]図 4の E—E線における断面図である。

[図 10]図 4の F— F線における断面図である。

[図 11]図 5の G部の拡大図である。

[図 12]図 7の H部の拡大図である。

[図 13]図 7の J部の拡大図である。

[図 14]図 7の K部の拡大図である。

圆 15]上下板接合部の幅と単位溶接長当たりの引張せん断強度との関係を示す図 である。

圆 16]本発明に係る鉄道車両の側構体を組み立てる手順の一例を示す説明図であ る。

[図 17] (a) (b)はそれぞれ溶接線が見えなくなる原理の説明図である。

[図 18] (a)は矩形板の座屈問題の説明図、 (b)は矩形板のせん断座屈問題の説明 図、（c)は長方形板の座屈モードの説明図である。

[図 19] (a)は短辺長 bと長辺方向の座屈応力 σ cr,xの関係説明図、（b)は短辺長 bと 短辺方向の座屈応力 σ cr,yの関係説明図、（c)は短辺長 bとせん断座屈応力 τ crの 関係説明図である。

圆 20]本発明の第 2の実施形態に係る鉄道車両用構体を示す斜視図である。

圆 21]外板と外板補強部材との関係を示す説明図である。

[図 22] (a) (b)はそれぞれ外板補強部材の端部に小型補強材を設けた実施の形態 を示す図、 (c)は外板補強部材の変形例を示す斜視図である。

[図 23] (a)は開口部の隅部を示す斜視図、（b)は開口部の隅部の他の例を示す斜視 図、（c)は開口部の隅部のさらに別の例を示す斜視図である。

[図 24] (a)は開口部の隅部の他の例を示す斜視図、（b)は開口部の隅部の他の例を 示す斜視図、（c)は開口部の隅部の他の例を示す斜視図、（d)は開口部の隅部の 他の例を示す斜視図である。

[図 25] (a)は側外板と屋根外板との接合部分を示す斜視図， (b)は側外板と屋根外 板との接合部分の別の例を示す斜視図である。

[図 26] (a) (b)はそれぞれ側外板と妻外板との接合部分の斜視図である。

[図 27]側外板 (腰板)と側梁との接合部分の斜視図である。

[図 28] (a)は側外板の接合部分の説明図、（b) (c)はそれぞれ側外板の接合部分の 説明図である。

圆 29]側外板と縁部材との接合部分の斜視図である。

圆 30]側外板と縁部材との接合部分の斜視図である。

[図 31] (a)は外板補強部材の接合方法の説明図， (b)は外板補強部材の接合方法 の他の例の説明図である。

[図 32]開口部の隅部の他の例を示す斜視図である。

[図 33] (a)は開口部の隅部の他の例を示す斜視図、（b)は溶接方法の説明図である

[図 34] (a) (b)はそれぞれ内装品'機器類の取付構造の説明図である。

[図 35] (a)は図 24の A部詳細図、（b)は図 24の B部詳細図である。

[図 36] (a) (b)は側構体の組立方法の説明図である。

[図 37] (a) (b)は側構体の組立方法の説明図である。

[図 38] (a) (b)は側構体の組立方法の説明図である。

[図 39] (a) (b)は側構体の組立方法の説明図である。

圆 40]本発明に係る鉄道車両の側構体を組み立てる手順の一例を示す説明図であ る。

[図 41] (a)はレーザ溶接継手の原理の説明図， (b)〜 (d)はそれぞれ外板パネルの 説明図である。

[図 42]本発明の第 2の実施形態に係る鉄道車両の側構体を、車外側から見た状態を 示す図である。

[図 43]同鉄道車両の側構体を、車内側力 見た状態を示す図である。

[図 44]同鉄道車両の側構体を、車内側力 見た状態を示す斜視図である。

[図 45] (a) (b)はそれぞれ従来のステンレス構体の説明図である。

[図 46] (a) (b)はそれぞれ従来の鉄道車両用構体の変形の状態の説明図， （ c)は 従来の外板と外板補強部材との関係を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0114] 以下、本発明の実施の形態を図面に沿って詳細に説明する。

(第 1の実施形態）

図 2は本発明に係るレーザ溶接継手を、鉄道車両用構体に用いる場合の基本原理 の説明図である。

[0115] 図 2 (a) (b)に示すように、外板 11 (予めレーザビームよる溶接線方向とほぼ平行に 、ベルトグラインダにより研磨力卩ェが外側面 11aに施されている表面研削材）の内面 側への断面略ハット形状の第 1の補強部材 12の接合に、溶融池の底部が外板 11の 外側面 11aに到達しないように部分溶け込みレーザ溶接が用いられる。このとき、レ 一ザビームによる溶接線方向とほぼ平行に、外板 11の外側面 11aに研磨力卩ェが施 されている。つまり、レーザビームによる溶接線方向と外側面 11aについての研磨カロ ェ方向（表面研削仕上げ方向）とがほぼ同じ方向とされる。

[0116] 各第 1の補強部材 12は、断面ハット形状で、開口側に向かって徐々に間隔が広く なる断面略コ字形状の本体部 12aと、この本体部 12aの開口端縁に互いに反対方向 に延びるように連接され前記外板 11にレーザ溶接により接合されるフランジ部 12b, 12cとを有する。本体部 12aは、接合状態で外板 11とほぼ並行になる基板部 12aaと 、基板部 12aaの両側縁より開口端縁側に向けて間隔が広がるようにフランジ部 12b , 12c側に延びる側板部 12ab, 12acとを有する。

[0117] このように、本体部 12aは、側板部 12ab, 12acの間隔がフランジ部 12b, 12c側に 向かって徐々に広くなる断面略コ字形状であるので、第 1の補強部材 12は、それに 直交する方向に、かつ外板面に平行に作用するせん断荷重に対して変形 (ずり変形 )しに《なっている。従って、鉄道車両用構体の外板パネルとして用いる場合のよう に、断面変形を抑えるために第 1の補強部材 12に直交する方向にも高い面外曲げ 剛性が求められる場合には、第 1の補強部材 12 (本体部 12a)の上に、それに直交 する方向に断面ハット形状の第 2の補強部材 13を、レーザ溶接により接合することで 対応可能である。なぜなら、第 2の補強部材 13と外板との間に生じるずり変形が第 1 の補強部材により抑えられるので、外板パネルとしての面外せん断剛性を低下させる ことがなぐその結果どのような荷重に対しても面外曲げ剛性を高く維持できるからで ある。こうすることで第 2の補強部材 13を外板 11と直接接合しなくても面外曲げ剛性 が確保できるので、外板 11を美麗に保つことができる。

[0118] 第 2の補強部材 13も、図 2 (c)に示すように、断面略コ字形状の本体部 13aと、この 本体部 13aの開口端縁に互 、に反対方向に延びるように連接され前記外板 11にレ 一ザ溶接により接合されるフランジ部 13b, 13cとを有する。

[0119] この第 2の補強部材 13のように、部材の構成上、それの溶接線方向と外板 11の外 側面の表面研磨方向（表面研削仕上げ方向）とが一致しない場合には、その第 2の 補強部材 13は外板 11に直接接合された第 1の補強部材 12 (本体部 12aa)に対しレ 一ザ溶接により接合することで、外観 (外側面)への溶接痕の露出が防止される。この 場合、レーザ溶接は、溶接痕が外部から見える場所に露出しないので、外板 11と第 1の補強部材 12 (フランジ部 12b, 12c)との接合の場合とは異なり、施工時に制御の 容易な完全溶け込みレーザ溶接とすることができる。このように、レーザ溶接で構造 体全体を接合する場合に、部分溶け込みレーザ溶接と完全溶け込みレーザ溶接とを 使い分けることで、構造体全体として、外観を損ねることなぐしかも容易に必要な接 合強度を確保することが可能となる。

[0120] 続いて、このようなレーザ溶接継手あるいは外板パネルを、鉄道車両用構体に適用 した例を、図 3〜図 14に沿って説明する。

[0121] 図 3に示すように、外板 21 (例えば、厚さ 1. 5mm)は、腰板部分 21A、吹き寄せ- 窓周り部分 21Bおよび幕板部分 21Cという 3つの部分に分けられ、それらの端縁部 が重ね合わされて部分溶け込みレーザ溶接により一体に接合されている。

[0122] この外板 21の各部分 21A〜21Cは、外側面に予め研磨力卩ェが施されているもの で、その研磨加工の方向が車両長手方向（レール方向）に一致しており、前記レーザ ビームよる溶接線方向も車両長手方向に平行になっている。なお、 22は窓開口部、 23はドア開口部である。

[0123] 図 4〜9、 12〜14に示すように、外板 21の各咅分 21A, 21B, 21Cの内佃 Jに ίま、 断面ハット形状の内板パネル (例えば、厚さ lmm) 25〜29が、車両長手方向に沿つ て平行に部分溶け込みレーザー溶接により接合されている。つまり、内板パネル 25 〜29が車両長手方向に延び、その車両長手方向に前記レーザ溶接の溶接線方向 がー致している。

[0124] 図 4に示すように、外板 21の腰板部分 21Aの内側には、断面ハット形状の内板パ ネル 25力 つ、車両長手方向に沿って延びるように設けられている。各内板パネル 2 5は上下に所定ピッチで平行に配置されている。吹き寄せ ·窓周り部分 21B (外板)の 内側には、窓開口部 22の前後において、下側から 2つの凸部を有する内板パネル 2 6、 4つの断面ハット形状の内板パネル 27、 2つの凸部を有する内板パネル 28が順 に設けられている。内板パネル 26、 27、 28はいずれも、車両長手方向に沿って延び るように、上下に所定ピッチで平行に配置されている。外板 21の幕板部分 21Cの内 側には、 2つの内板パネル 29が車両長手方向に沿って延びるように、上下に所定の 離隔距離で平行に配置されて！ヽる。

[0125] 内板パネル 25〜29の車内側であって窓開口部 22の前後に、構造の簡略ィ匕を図る ために、内板パネル 25〜29に直交する方向に延びる断面ハット形状の戸尻柱 31が 内板パネル 25〜29に重ねて設けられている。戸尻柱 31のフランジ部が内板パネル 25〜29の本体部に、溶融池の底部が内板パネル 25〜29を貫通する完全溶け込み レーザ溶接により接合されている。これにより側開口周りの高剛性ィ匕が図られている。 戸尻柱 31は、前述した第 2の補強部材に対応するもので、図 5および図 11に示すよ うに、断面コ字形状の本体部 31aと、この本体部 31aに互いに反対方向に延びるよう に連接され内板パネル 25〜29にレーザ溶接により接合されるフランジ部 3 lb, 31c とを有する。

[0126] また図 4に示すように、窓開口部 22の下部において断面ハット形状の窓柱 32が設 けられている。図 10に示すように、この窓柱 32も、上記の戸尻柱 31の構造と同様に 、断面コ字形状の本体部 32aと、この本体部 32aに互いに反対方向に延びるように 連接されるフランジ部 32b, 32cとを有し、フランジ部 32b, 32cが内板パネル 25等の 本体部に、溶融池の底部が内板パネル 25等を貫通する完全溶け込みレーザ溶接に より接合されている。

[0127] 上記の内板パネル 25〜29は、それぞれ、前述した第 1の補強部材 12に対応する もので、図 6に示すように断面ハット形状をなしており、開口側に向かって徐々に開口 の間隔が広くなつている。例えば内板パネル 25は、図 8に示すように、開口側に向か つて徐々に間隔が広くなる断面コ字形状の本体部 25aと、この本体部 25aに互いに 反対方向に延びるように連接され前記外板 21Aにレーザ溶接により接合されるフラ ンジ部 25b, 25cとを有する。

[0128] 図 4に示すように、窓開口部 22の下側には腰帯 33は、上側には幕帯 34がそれぞ れレーザ溶接により接合されている。腰帯 33および幕帯 34は、図 8および 9に示すよ うに、上記の内板パネル 25〜29同様に、断面ハット形状をなしており、開口側に向 かって徐々に開口の間隔が広くなつている。なお、 24Aは窓枠、 24Bはドア枠である

[0129] また図 4に示すように、窓開口部 22の四隅には、それぞれ継手 37が設けられ、下 側の継手に対して戸尻柱 31を挟んで別の継手 36が設けられている。

[0130] これら内板パネル 25〜29の外板 21に対する接合は、外板 21の内側に対し内板 パネル 25〜29を重ね合せ、内板パネル 25〜29側からレーザビームを移動しながら 連続的に照射し、外板 21の内部までの領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融 池の底部が外板 21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ビーム 移動速度を制御しながら接合される（部分溶け込みレーザ溶接)。このように、外板 2 1と内板パネル 25〜29との継手形式 (部分溶け込みレーザ溶接継手)を統一するこ とにより、溶接施工の安定ィ匕を図ることが可能となる。また、外板 21の面外変形は、 剛性の高い骨材（内板パネル 25〜29、戸尻柱 31,窓柱 32など）によって支持される ので、断面寸法精度を向上させることが可能となる。

[0131] 外板 21 (21A〜21C)は、いずれも、外側面に前記レーザビームよる溶接線方向と ほぼ平行な車両長手方向に、研磨加工 (表面処理）が施されている板状部材である 。この研磨カ卩ェとしては、ベルトグラインダーによる BG (ベルトグラインド)仕上げが望 ましい。国内在来線車両の外板としてよく用いられている、例えば SUS304 # 80B G材を使用して、試作したところ、内板パネル (厚さ lmm)と外板 (厚さ 1. 5mm)とを 、レーザ出力が 2. 5kWでもって、上板側からレーザ溶接する場合、上下板接合部の 幅と単位溶接長当たりの引張せん断強度との関係は、図 15に示すようになることが 確認されている。よって、接合幅 wが 0. 7mm程度になるように溶接速度を制御すれ ば、必要な接合強度 (剪断引張強度 5kNZcm程度）が確保されることがわかる。な お、上板の板厚は下板の板厚よりも薄くなければ、溶接の焼けが出てしまうので、各 種実験から下板の板厚は上板の板厚の 1. 5倍以上は必要であると考えられる（例え ば、上板 lmm、下极丄. 5mmや上板丄 mm、下板 2mmリ。

[0132] 前述したほか、鉄道車両の側構体の製作は、図 16に示すように、断面ハット形状の 内板パネルに代えて、凹凸形状が繰り返される内板パネル（断面ハット形状の内板 パネルを連接したもの）を用いて行うこともできる。

[0133] この場合には、まず、幕板部分、吹き寄せ ·窓周り部分および腰板部分に対応する 外板 41A, 41B, 41Cの内側に、それぞれ、前記外板に対応する所定の大きさの内 板パネル 42A, 42B, 42Cを部分溶け込みレーザ溶接により車両長手方向に沿って 接合し、幕板部用外板パネル 43A、吹き寄せ '窓周り部用外板パネル 43Bおよび腰 板部用外板パネル 43Cを製作する。この場合、内板パネル 42A〜42Cのうち凹部の 部分 (外板 41 A〜41Cの内側面に接触して 、る部分）が車両長手方向に沿って延 びており、この部分が部分溶け込みレーザ溶接により外板 41A〜41Cに接合される

[0134] それから、幕板部、吹き寄せ ·窓周り部および腰板部用外板パネル 43A〜43Cを、 所定の位置関係で、部分溶け込みレーザ溶接により車両長手方向に沿って接合し て、構造体 49 'とする。

[0135] その後、窓開口部の上下に、幕帯 44A, 44B,腰帯 45を、部分溶け込みレーザ溶 接により車両長手方向に沿って接合し、構造体 49"とする。さらに、車両長手方向の 直交する方向の戸尻柱 46、窓柱 47、ドア枠 48を接合することにより必要な剛性を確 保して、側構体 49とする。

[0136] (第 2の実施形態） 図 20は本発明の第 2の実施形態に係る鉄道車両用構体を示す斜視図である。

[0137] 図 20に示すように、鉄道車両用構体 301は、左右の側構体 302と、屋根構体 303 と、前後の妻構体 304と、台枠 305とを備える。側構体 302は、外板 306と、その外板 306の内側に接合される外板補強部材 307A, 307B (第 3の補強部材）とを有し、そ れらがレーザ溶接にて接合されて!ヽる（屋根構体 303及び妻構体 304も同様である） 。この外板補強部材 307A (307B)は、断面コの字形状のコ字状部 307Aaと、そのコ 字状部 307Aaの両端縁に連続して互いに反対方向に延びる取付部 307Ab, 307 Acとを有し、断面ハット形状に構成され、この取付部 307Ab, 307Acの部分におい て外板 306にレーザ溶接される。

[0138] レーザー溶接に用いられるレーザ照射装置（図示せず）は多関節ロボットの手首に 取付けられる。この多関節ロボットは、複数軸 (たとえば 6軸）を有し、溶接されるべき 薄板 (例えば外板 306)が固定された状態で、予め定める溶接線 Uに沿ってレーザ 照射装置を移動させることができるものである。重ねレーザ溶接を行うレーザ照射装 置には、レーザ集光器と押圧手段とがー体に取付けられている。このレーザ照射装 置は、例えばローラを有する押圧手段 (押さえローラ 331)が溶接線 Uに沿って移動 してワークの溶接位置近傍を押圧しつつ、レーザ集光器カゝらレーザビーム 312を溶 接位置に照射することにより、重ね部分の密着性を確保しつつ、レーザビームの焦点 距離を正確に保つことができるように構成されて 、る。

[0139] また、外板 306と、当該外板 306の開口部（窓開口部 Sl、出入り口開口部 S2)の 周縁に設けられる縁部材 308 (窓枠、ドアマスクなど）とは、連続レーザ溶接により接 合されている。この場合、継手は重ね継手でも突合せ継手でもよい。なお、具体的に 図示して!/、な 、が、外板どうしも連続レーザ溶接により接合されて 、る。

[0140] ところで、外板 306に生じる面内応力成分をレール方向とそれに直交する方向の単 軸応力 σ X, σ y、およびせん断応力てに分解して従来車両について応力解析する と、窓開口部 S1の隅部に作用する応力 σ χ, σ γ, τは、

( σ χ, a y, τ ) = (130, 50, 35) [MPa]

程度であると推定される。この推定された応力 σ X, σ γ, τを前述した (11)式に代入 すると、窓開口部 S 1の隅部付近の補強部材 307Αのピッチ bの理論値は、 b=min (104, 87, 255) =87mm

程度であると推定される。実際には、強度的にやや安全側とするために、窓開口部 S 1の隅部付近の外板補強部材 307Aのピッチ bを 80mmにしている。このことより、レー ザ溶接による溶接線 Uの間隔によって定義される外板補強部材 307Aのピッチ bは、 外板補強部材 307Aが延びて 、るレール方向にぉ 、て外板補強部材 307Aの荷重 負担が最も厳しくなる個所の座屈強度に基づ 、て決定されて 、る、 t 、える。

[0141] そして、図 21に示すように、レーザ溶接 (溶接線 U)の間隔 L1を 80mm (ハット幅 L2

= 50mm)とすることにより、上述した外板補強部材 307Aのピッチ bを 80mmにするこ とが実現される。外板 306の他の部位に設けられる外板補強部材のハット幅 L2およ びこれに関連するレーザ溶接の間隔 L1も上記と同様の方法で設定される。具体的 には例えば外板補強部材 307Bのハット幅 L2が 70mmに、レーザ溶接の間隔 L 1が 1 OOmmに設定される。また隣り合う外板補強部材 307A, 307Bのレーザ溶接の間隔 L3は、外板補強部材 307A、 307Bの形状および寸法、並びに上記のレーザ溶接の 間隔 L1などに応じて適宜設定される。ここでは、上記間隔 L3は 20〜50mmに設定さ れている。また上記外板補強部材 307A, 307Bの高さ Hは、側構体 302の外板 306 の全体座屈強度に基づいて適宜設定される。ここでは、上記の高さ Hは 25mmに設 定されている。

[0142] ところで、外板補強部材の断面形状を外板 306の部位ごとに設定すると、外板補強 部材の種類が多くなる。従って、この実施の形態では、外板補強部材の断面形状を 上記 2種類に限定している。

[0143] 力べして、上記の窓開口部 S1の隅部および出入口開口部 S2の上隅部付近に設け られる外板補強部材 307Aのハット幅 L2 (コの字部分の幅）を 50mmに、その他の部 位に設けられる補強部材 307Bのハット幅を 70mmに設定して、側構体が形成されて いる。よって、作用する応力の高く荷重負担が大きい窓開口部 S1の隅部、出入口開 口部 S2の上隅部付近に設けられる外板補強部材 307Aのハット幅を、その他の部位 に設けられる外板補強部材 307Bのハット幅よりも小さくしている。なお、レール方向 に直交する方向の面外曲げについては別途設けられる縦骨により補剛される。

[0144] ところで、外板 306と外板補強部材 307A、 307Bとの間には閉空間が形成さてい る。図 21に示すように、外板 306および Zまたは外板補強部材 307A、 307Bの閉空 間に臨む部分は補強されて 、な 、ので、比較的条件の悪 、荷重等を受ける側構体 の場合、外板 306が外板補強部材 307A、 307Bが延びる方向に直交する方向にお Vヽて座屈するおそれがある。上述した外板 306および Zまたは外板補強部材 307A 、 307Bの閉空間に臨む部分を補強するために、外板 306に外板補強部材 307A、 307Bが接合されて閉空間が構成される前に、外板 306の、前記閉空間に対応する 部位に小型の補強板を接合してもよい。また作業性を上げるため、図 22 (a)〜(c)に 示すような構造を用いてもょ 、。

[0145] 図 22 (a)に示すように、断面ハット形状の外板補強部材 307の内部に予め断面コ 字形状の小型補強部材 311 (第 4の補強部材)を設けておくことにより、局部補強を 図ることが可能となる。つまり、外板補強部材 307の端部内に補強部材 311を配置し 、外板補強部材 307のコ字状部 307aの両側部に補強部材 311の両側部 311aを溶 接線 Uにおいて予めレーザ溶接により接合して、両補強部材 307, 311を一体にし ておけばよい。

[0146] このようにすれば、外板補強部材 307を外板 306にレーザ溶接により接合するだけ で、補強部材 311も外板 306に取り付けられ、外板補強部材 307の開口部が補強さ れた状態となるので、工程を増やすことなぐ所要部分を必要最小限に補強すること が可能となる。

[0147] さらに上記の補強に加えて、図 22 (b)に示すように、外板補強部材 307 (コ字状部 307aの頭部）に設けた開口 307b (あるいは切り欠き）を通じてレーザ溶接のビーム 3 12 (又はスポット溶接のガン）により補強部材 311の底部を外板 306に接合してもよ い。これにより、外板 306の座屈強度をさらに増すことが可能となる。

[0148] また、前述した断面ハット形状の外板補強部材 307Aは、通常、平板材を V曲げプ レスして製作される。し力し外板補強部材 307Aは 2次元断面のため、側窓や側出入 口の開口部 Sl、 S2に至ると、外板補強部材 307Aの端部は、閉断面が開放された フリーエッジ（同一断面形状を維持して特定方向に延びた部材の端部で、その端部 が開放され何ら補強あるいは 3次元的な力卩ェが施されて 、な 、ものを 、う）となりその ままでは剛性が弱くなりうる。 [0149] そこで上記の外板補強部材に代えて、図 22 (c)に示すような、基部 313aと、この基 部 313aの中央部分に対し絞り成形により形成され内部が中空である膨出部 313bと を有する補強部材 313 (端部が塞がれている）を用いてもよい。図 22 (c)に示すよう に、上記の基部 313aは、その端部全周に亘つて一点鎖線で示す溶接線 Uに沿って レーザ溶接により外板 306に接合されている。これにより、補強部材 313の端部にお ける座屈強度、剛性を増カロさせることが可能となる。特に、レーザ溶接などの連続溶 接を用いれば、補強部材 313の端部の周囲を完全に塞ぐことができる、つまり補強部 材 313の端部に上記のフリーエッジが形成されないので、補強部材 313の端部の剛 性をさらに増すことが可能となる。

[0150] なお、上記のように外板補強部材として V曲げプレス材を用いる場合には、図 23 (a )に示すように、例えば側窓の開口部 S1の周縁部分において、平板状の内板フレー ム 314を外板補強部材 307の断面コ字形状のコ字状部 307a上に載置し、それらを レーザ溶接により接合して、外板補強部材 307の（フリーエッジの）端部を相互に結 合することが好ましい。これにより、外板補強部材 307の端部を容易に補強すること が可能となる。

[0151] また平板状の内板フレーム 314に代えて、図 23 (b) (c)に示すように、ある程度の 高さを持つ内板フレーム 315, 316を用いてもよい。この場合、外板補強部材 307に レーザ溶接される部分 315a, 316aに対して、断面 L字形状の部分 315b, 316bが 外板 306とは反対側に連接されている。これにより、内板フレーム 315、 316の剛性 は、前記平板状の内板フレーム 314に比べて大きくなる。その結果、外板補強部材 3 07の端部の剛性をさらに増すことが可能となる。

[0152] 上述した構造（図 23 (a)〜（c)参照）は、外板 306の側窓の開口部 S1の周縁部分 だけでなぐその他の開口部の隅部にも適用することが可能である。

[0153] ただし、このような開口部において、外板補強部材 307のコ字状部 307a上に設け られた内板フレーム 314に、図 23 (b)、（c)に示したようなフリーエッジが形成される 場合、内板フレーム 314にシェアリングフォース（剪断力）が分散されにくぐ特に上 記開口部の隅部にお 、て強度不足となることがある。

[0154] そのため、図 24 (a)に示すように、外板補強部材 307のコ字状部 307a上に設けら れた内板フレーム 314Aの本体部から、この本体部に連接される脚部 314aを前記外 板補強部材 307の端部の開口を塞ぐように延ばして外板 306上に下ろし、この脚部 3 14aに直交する方向に連続するフランジ部 314bを外板 306に直接にレーザ溶接に より接合することが望ましい。これにより、内板フレーム 314に図 23 (b)、（c)に示した ようなフリーエッジが形成されな 、ので、外板補強部材 307の端部の剛性 ·強度をよ り高めることが可能となる。これは、開口部 S1の隅部にも適用が可能であり、このよう に脚部 314a及びフランジ部 314bを一体ィ匕した内板フレーム 314Aで開口部 S1まわ りを補強すれば、開口部の剛性 ·隅部の強度をより高めることが可能となる。

[0155] なお、これらの開口部 S1の縁補強の内板フレーム 314Aを、断面ハット形状の外板 補強部材 307が外板 306に接合された後に取り付ければ、内板フレーム 314Aが後 述する押えローラと干渉することを回避することが可能となる。

[0156] さらに図 24 (b)に示すように、内板フレーム 314Bのうち、脚部 14aの開口部 S1の 隅部に対応する部分 314cを、絞り成形等により湾曲状に形成してもよい。これにより 、開口部 S1の隅部の強度を十分に確保した内板フレーム 314Bを得ることが可能と なる。

[0157] また、さらに外板補強部材 307の面外剛性を増加させる必要がある場合には、上記 の内板フレーム 314A、 314Bに代えて、不等脚断面を有する内板フレーム 314Cを 用いてもよい。図 24 (c)に示すように、内板フレーム 314Cは、第 1の脚部 314dと、こ の下端縁に直交して連続する第 1のフランジ部 314eと、第 1の脚部 314dより脚長が 長く形成されこれに所定距離を離隔して略平行に配置される第 2の脚部 314fと、こ の第 2の脚部 314fの下端縁に直交して連続する第 2のフランジ部 314gと、第 1の脚 部 314dの上端縁と第 2の脚部 314fとの間を渡すように形成される水平部 314hとを 備える。第 1のフランジ部 314eと第 2のフランジ部 314gとは互いに離反する方向に 延びている。内板フレーム 314Cは、第 1のフランジ部 314eを外板補強部材 307 (コ 字状部 307a)に、第 2のフランジ部 314gを外板 306にそれぞれ接合した状態で、水 平部 314hが、補強部材 307のコ字状部上面と所定距離を離隔して略平行に配置さ れるように構成されている。これにより、外板補強部材 307の面外剛性を増カロさせるこ とが可能となる。 [0158] この場合も、図 24 (d)に示すように、内板フレーム 314Dのうち開口部の隅部に対 応する部分 314kを湾曲状に形成してもよい。これにより、開口部 S1の隅部の強度を 増すことができる。

[0159] 上記のように構成すれば、（0各種要素の接合にレーザ溶接を用いるので、従来構 造のような、外板の、スポット溶接点間の座屈あるいは初期歪みによる座屈強度の低 下がなぐ設計どおりの座屈強度を得ることが可能となる、（ii)従って、理論どおりに外 板補強部材のピッチを決めれば小さな補強プレートを外板にあてがう必要がなぐこ れにより部品点数および工数を低減することが可能となる、（iii)また外板補強の種類 が従来に比して格段に少なぐ 2種類となり、部品製作のコストを下げられる、（iv)さら に部品の種類が少ないので部品の寸法精度向上を図りやすい、などのメリットが得ら れる。

[0160] ところで、連続レーザ溶接により冶金的に重ね部を連続的に接合しているため、新 たに別部品としてのシール材を必要とせず、また経年劣化による浸水もない。これは 、レーザ溶接力 アーク溶接と異なり、エネルギ密度が高く熱歪みがほとんど生じな 、ことによる。

[0161] このように、シール材を用いることなく連続レーザ溶接のみで水密性を確保できるこ とを利用して、別途水管 ·雨樋を設けなくても、構体の構造部材のみで雨樋などの水 路を形成することができる。

[0162] 具体的には、側外板と屋根外板の結合は、連続レーザ溶接により行うが、その場合 、通常、レーザ溶接時における反力受けのために屋根外板あるいは側外板のいずれ か一方、あるいは両方の端部を折り曲げて、剛性向上手段としての折り曲げ部分を 形成する。例えば図 25 (a)に示すように、側構体の側外板 306A (幕板)の端部を内 側に折り曲げて、下方に開放される断面コ字状のレーザ溶接施工時の反力受け部と しての折り曲げ部分 306Aaを形成する。屋根構体の屋根外板 306B (長桁)の端部 を外側に折り曲げて、上方に開放される断面コの字状の雨樋部としての折り曲げ部 分 306Baを形成する。側構体の折り曲げ部分 306Aaの上面と、屋根構体の折り曲 げ部分 306Baの下面とを重ね合わせて、両者の重ね合わせ部分を溶接線 Uに沿つ てレーザ溶接して両者を接合する。これにより、剛性の確保と同時に雨樋部（折り曲 げ部分 306Ba)を形成することが可能となる。

[0163] また、図 25 (b)に示すように、側構体の範囲を側外板 306A (幕板)上部の屋根外 板 (長桁)まで広げ、この側外板 306Aの端部 306Abを上方に折り曲げると同時に、 これと接合すべき屋根外板 306Bの端部 306Bbを外側に折り曲げてこれを反力受け 部としてもよい。この反力受け部は上方に開放された断面コ字状に形成されているの で、そのまま雨樋として用いることができる。

[0164] また、図 26 (a) (b)に示すように、側構体および妻構体は、あらかじめ妻構体の妻 外板 321に接合された水平断面略 L字状の妻隅柱 322に対しこれを反力受けとし、 側外板 323を連続レーザ溶接により接合することにより結合される。妻外板 321と側 外板 323とは互いに直交する位置関係となる。

[0165] その際、図 26 (a)に示すように妻隅柱 322との間で閉空間を構成するような別部材 324を設けることにより、屋根力も地表へ雨水を導く雨樋を構成することが可能となる 。これにより、屋根力 地表へ雨水を導く水管を別個に設ける必要がなくなる。妻隅 柱 322は、妻外板 321に接合される第 1の面板部 322aと、側外板 323に接合される 第 2の面板部 322bとを有する。部材 324は、妻隅柱 322の面板部 322a, 322bにそ れぞれ接合されるフランジ部 324a, 324bと、それらの間に位置するくの字形状の本 体部 324cとを有する。この本体部 324cと妻隅柱 322との間に水路（雨樋）としての 閉空間が形成される。

[0166] 図 26 (b)に示すように、妻隅柱 322Aと妻外板 321との間で閉空間を構成すること もできる。この場合には、妻隅柱 322Aの妻外板 321側に、断面ハット形状の閉空間 構成部分 322cが連接されて 、る。閉空間構成部分 322cの両側のフランジ部 322d , 322eが妻外板 321に連続レーザ溶接され、水密性が確保される。

[0167] また、図 27に示すように、側外板 323および台枠 (側梁 325)は、断面コ字形状の 側梁 325を反力受けとし、これに側外板 323の下部 (腰板)を連続レーザ溶接によつ て接合することにより結合される。

[0168] 側外板においては、図 28 (a)に示すように、外板 323A, 323B端部どうしを重ね合 せるか、あるいは外板 323Bと枠部材 326 (開口部の縁部材)を重ね合せ、前両者ま たは後両者を連続レーザ溶接することにより重ね継手を構成する。これらの作業は、 構体の結合前に各構体ユニットの状態で外板 323A, 323Bを、または外板 323Bと 枠部材 326とを治具に据え付けて連続レーザ溶接するので、反力受けを設ける必要 がない。また、このような重ね継手だけでなぐ図 28 (b) (c)に示すように、突合せ « 手 Jl、重ね隅肉継手 J2による構成も可能である。

[0169] ところで、前述した外板 323Bと枠部材 326 (開口部縁部材）とを連続レーザ溶接す る際には、枠部材 326を構成する板材の厚さが外板 323Bの板厚と同程度かあるい はそれ以下では外板 323Bの表面に溶接焼け、角折れが生じ、場合によっては溶接 ビードが貫通する。この場合、開口部まわりに沿って溶接痕が見えることとなり、美観 を損ねる。

[0170] そこで、図 29に示すように、窓枠やドアマスクなどの、外側に位置する縁部材 326 を、外板 306より厚さの厚い厚板とすることができる。外側に位置する部材である縁部 材 326の板厚が 3mm以上であれば、表面処理の種類と状態にかかわらず、溶接線 Uをほとんど見えなくすることができる。

[0171] また図 30に示すように、縁部材 327の重ね継手を構成する部分に、板材を巻き込 んで内部に空間が形成されるロール部 327aを構成することにより、貫通溶接としても 外表面に影響の出ないようにすることもできる。このようなロール部 327aは、板材をド ロー成形、ロール成形するかあるいは、板材を V曲げプレス、鋼管をプレスするなどし て形成され得る。この場合、ロール部 327aの内部に空間が形成されることなく板材ど うしが接触してもよい。なお、ロール部 327aの内部に空間が必ずしも形成されている 必要はなぐ縁部材 327の外板 306との接合部分が、平板を折り曲げてなる重ね板

ヽればよ 、。

[0172] このようにすれば、不要な重量増加を抑えつつ水密を保持し、さらに意匠性も高め ることが可能となる。またこのようにロール部を構成しておけば、仮に枠 +外板 +骨材 の 3枚重ねが必要であっても、ロール部の貫通のおそれが少ないので、 3枚同時に 重ね溶接を行うことができる。

[0173] また、例えば窓枠ならば吹寄部の外板を、前述したように厚板（3mm以上）にし、窓 枠を廃止することも可能である。この場合は、部品点数も削減できる。

[0174] ところで図 31 (a)に示すように、重ねレーザ溶接を行う場合、重ね部分の密着性を 確保するとともにレーザビーム 312の焦点距離を正確に保っために、レーザビームと 一緒に移動する押さえローラ 331 (直径 100mm程度）を用いる。この押さえローラ 33 1は、外板 306に補強部材 307をレーザ溶接するときに、レーザビーム 312と一緒に 移動して補強部材 307の接合部分を外板 306に押さえつけるように構成されている。

[0175] このとき、縁部材 332 (窓枠、ドアマスクなどのフレーム）を外板補強部材 307の端 部に取り付けていると、押さえローラ 331が縁部材 332に干渉して端部まで連続して レーザー溶接をすることができない。そのため、従来は押さえローラ 331を取り外して 溶接を行っていたので、多大な工数を要している。逆に、縁部材 332を後付けにする と押さえローラ 331が外板補強部材 307に干渉して施工できないことがある。

[0176] そこで、図 31 (a)に示すように、押さえローラ 331の通る部分のみ縁部材 332の一 部（フランジ 332a等）を切り欠くことにより、押さえローラ 331が外板補強部材 307の 端部近傍まで進入可能な切り欠き部 332bを縁部材 332に形成してもよい。これによ り、押さえローラ 331を取り外さずに一工程で速く正確に外板 306と外板補強部材 30 7とのレーザー溶接を行うことができる。

[0177] また、図 31 (b)に示すように、縁部材 332の高さ以上の高さ寸法を持つ長尺の押さ え治具 333を外板補強部材 307の上に配置し、この治具 333の上力も押さえローラ 3 31で治具 333ごと外板補強部材 307を押さえつけることも可能である。

[0178] このようにすれば、構造部材に手を加えることなぐ外板補強部材 307の端部まで 外板 6に溶接することができるというメリットがある。

[0179] そして、高精度かつ美麗な外板面をもつステンレス構体を比較的容易に得るため に、連続レーザ溶接により外板パネルを組み立てた後には、外板の表面を、ブラッシ ング、またはショットブラスト処理して美麗に仕上げる。あるいはレーザ溶接により構体 を組み立てた後に、外板をブラッシング、またはショットブラスト処理して美麗に仕上 げるようにしてもよい。また、溶接線部をカラーバンドで覆うのでもよい。なお、レーザ 溶接による継手は、貫通重ね溶接、部分溶込重ね溶接、突合せ溶接のいずれでもよ い。

[0180] あるいは外板 306の板厚を 3mm以上とすれば外板の表面処理、溶接線の方向に 関係なぐ外板面に溶接線を出さずに部分溶け込みレーザ溶接を行うことが可能で ある。

[0181] このようにすれば、ブラッシングなどの後処理を行わなくても溶接工程のみで外板 の美観を確保することができる。

[0182] また別の実施例として、外板の板厚は従来どおりであっても、溶接線の方向を一定 の方向、特に側外板においては車体長手方向に統一することにより、多少の溶接痕 が外板面に出ても目立たなくする（気にならないようにする）ことも可能である。

[0183] 外板に現れる溶接線をすベて一定方向とするために、本実施の形態では、外板と 長尺の外板補強部材 (横骨)とをレーザ溶接し、その上から外板補強部材に直交す る方向にメインフレーム (縦骨）を通す「浮き骨構造」を採用して ヽる。

[0184] この浮き骨構造においては、横骨と縦骨とを交叉させてレーザ溶接により接合する 場合、接合時は重なり部の密着性を確保するために、前述した押えローラが使用さ れる。上側に位置する縦骨のフランジの板厚あるいは剛性が不十分であると、横骨と ともに縦骨のフランジ部が橈み、密着性を確保することができない。これの解消のた めには大型の押え治具が別途必要となり生産性とコストを著しく悪ィ匕させる。

[0185] 上に位置する縦骨の板厚（2. 5mm)を下に位置する横骨（lmm)よりも厚くする、 あるいは縦骨のフランジ端部を折り曲げて剛性を確保する、などの対策により大型の 治具がなくとも横骨の橈みを解消でき、簡便な押えローラにより当該部の溶接ができ るので、生産性'コストに優れる。

[0186] また、横骨と縦骨との交叉部が側窓や側出入口などの外板開口の隅部に近接する 場合、横骨と縦骨との間に大きなせん断力が生じやすぐ横骨および縦骨の狭小な フランジ重なり部における接合のみでは強度が確保できないことがある。

[0187] そこで、図 32に示すように、縦骨 341のフランジ 341aを広げてガセット状の延長部

(以下、ガゼット部という） 341bに構成して接合面積を確保することができる。この場 合、横骨 (外板補強部材 307)を、外板 306の開口隅部形状に合わせ端部まで延長 することが好ましい。

[0188] 上記のガセット部 341bと外板補強部材 307の延長部とを接合することにより立体ガ セットを構成することが可能となる。なお、当該ガセット部 314bは、上に位置する縦骨 341とは別部品でもよ 、。また当該ガセット部 314bと外板補強部材 307の延長部と の接合はレーザ溶接によることが望ま 、。

[0189] このようにすれば、横骨 (補強部材 307)と縦骨 341との重なり部に生じるせん断応 力を軽減することが可能となる。さらに外板 306に生じる応力を立体ガセットにより軽 減することが可能となる。

[0190] また、横骨 (外板補強部材 307)、縦骨 341との重なり部や横骨 (外板補強部材 30 7)とガセット部 314bとの重なり部などの狭小部においてレーザ溶接を適用する場合 、溶接線 Uは間欠的で短尺になるので、このような狭小部において、図 33 (a)に示す ように、溶接線が閉じるようにレーザビームの光軸を回転させてリング状の溶接線 U1 (直径 10〜20mm程度のリング溶接)を構成するようにしてもよい。リング径は接合部 面積および要求強度など力 適宜設定される。

[0191] このようにすれば、狭小部においても長い溶接線 U1を確保できるので、必要な強 度を得ることができる。また、溶接端部がないので亀裂も生じにくい。

[0192] なお、このリング溶接の際、図 33 (b)に示すように、筒状の押さえ治具 351を用いれ ば上下部材の密着性を確保して適切なレーザ溶接を行うことができる。

[0193] 図 34 (a)は、側外板に内装品、機器類を取り付ける構造の一例を示している。図 3 4 (a)に示すように、板材を折り曲げてレール状にカ卩ェした長尺のレール部材 361が 、側外板 306に車体長手方向に、あるいは車体長手方向と直交する方向にレーザ溶 接により取り付けられている。このレール部材 361は、角頭の特殊ボルト、ナット等の 取付部 362の頭部が係合される凹部を備える。レール部材 361は、その凹部の両側 部が二重壁部とされ、その二重壁部の外側壁部の両端部から互いに反対方向に取 付部が延びるように、一枚の板材を折り曲げることで形成されている。内装品'機器類 としての腰掛や内装パネルは、レール部材 361に係合された取付具 362に取り付け られる。以上のようにすることにより、側外板に内装品、機器類を取り付けることが可 能となる。

[0194] また、図 34 (b)に示すように、屋根構体の横骨 (垂木） 363に車体長手方向に、上 記同様、レール部材 364を取り付けて、このレール部材 364に取付具 365を係合し てもよい。これにより、屋根構体の横骨 363に内装品'機器類としての天井ダクトや蛍 光灯などのユニットを吊り下げることが可能となる。 [0195] 図 35 (a)に示すように、台枠 305の床板（キーストンプレート）の間に車体長手方向 にレール部材 371を接合し、腰掛を取り付けられるようにすることもできる（シートトラッ ク)。

[0196] また図 35 (b)に示すように、レール部材 372を台枠の横梁として用いることにより、 レール部材 372に床下機器類を吊り下げられるようにすることもできる。

[0197] この場合、レール部材は、ドロー成形あるいはロール成形によりレール状に成形カロ ェされる。この長尺レール部材は、レーザ溶接により外板あるいはメインフレームに取 り付けられる。なお、ここでは、レーザ溶接によりレール部材をメインフレームに取り付 けている力 これに代えてアーク溶接や抵抗スポット溶接によりレール部材をメインフ レームに取り付けてもよい。

[0198] このようにすれば、部品点数の削減、内部骨組などの 2次構造材の取付工数削減、 寸法管理の容易化が図ることができる。

[0199] また、上記ドロー成形によれば、一般的なプレス成形よりもはるかに安価で高精度 にレール部材を成形カ卩ェすることができる。その結果、レール部材への取付具の頭 部の精度のょ 、嵌め合 、を実現することが可能となる。

[0200] 続いて、側構体の組立方法、および、側構体を複数のユニットに分割して製造し、 それらの製造後にそれらをレーザ溶接により接合して側構体とする方法について説 明する。

(1)第 1の方法では、図 36 (a) (b)に示すように、 2種類の側ユニット 381A, 381B、 幕板ユニット 382、及びドアマスク 383を別々に製造し、その後、それらをレーザ溶接 にて結合し、側構体 384とする。この場合、側ユニット 381 A, 381B、幕板ユニット 38 2をレーザ溶接にて組立てるようにしてもょ 、。

(2)第 2の方法では、図 37 (a) (b)に示すように、幕板部 381Ca, 381Daを含む側ュ ニット 381C, 381Dおよびドアマスク 383を別々に製造し、その後、それらをレーザ 溶接にて結合し、側溝体 385とする。

[0201] 前記側ユニット 381C, 381Dはレーザ溶接を用いて組立てられる。ドアマスク 383 の結合方法もレーザ溶接である。側ユニット 381C, 381Dの幕板部 381Ca, 381Da どうしの結合方法はレーザ溶接、あるいはアーク溶接である。 (3)第 3の方法では、図 38 (a) (b)に示すように、幕板部 381Ca, 381Daを含む側ュ ニット 381C, 381Dおよび幕板部まで延びたドアマスク 383Aを別々に製造し、その 後、それらをレーザ溶接にて結合し、側溝体 386とする。ドアマスク 383Aの幕板部ま で延びた部分は、側ユニット 381C, 381Dの幕板部 381Ca, 381Daの外側に位置 する。

[0202] 前記側ユニット 381C, 381Dはレーザ溶接を用いて組立てられる。ドアマスク 383 Aの結合方法、側ユニット 381C, 381Dの幕板部 381Ca, 381Daどうしの結合方法 は前述したとおりである。

(4)第 4の方法では、図 39 (a) (b)に示すように、幕板部 381Ea, 381Fa及び半割れ ドアマスク 381Ea, 381Faを含む側ユニット 381E, 381Fを別々に製造し、その後、 側ユニット 381E, 381Fどうしをレーザー溶接にて結合し、側溝体 87とする。

[0203] 前記側ユニット 381E, 381Fはレーザ溶接を用いて組立てられる。

[0204] このようにすれば、側構体 384〜387の施工速度を向上させ、側外板の美観を向 上させ、水密性を確保してシールレスとし、寸法精度を向上させる上で有利である。

[0205] ところで、前述した側ユニット 381A〜381Fの組立方法は、例えば図 40に示すよう に、側外板を腰板 141A、吹寄板 141B、幕板 141Cに分割しており、それぞれの外 板 141A〜141Cに外板補強部材 142A〜142Cをレーザ溶接にて接合し、腰パネ ル 143A、吹寄パネル 143B、幕パネル 143Cを製作する。

[0206] このとき、外板 141Aと外板補強部材 142Aのフランジ部とでは重ね継手が構成さ れており、図 41 (a) (b) (c) (d)に示すように、外板 141A外板補強部材 142A側から の部分溶け込みレーザ溶接により両者が接合される。外板 141B, 141Cと外板補強 部材 142B, 142Cのフランジ部との接合も同様である。なお、窓枠（図示せず）は同 様にしてあら力じめ吹寄板 141Bにレーザ溶接により接合しておく。

[0207] 吹寄板 141Bの下端縁、および幕板 141Cの下端縁にはせぎり部が設けられており 、吹寄板 141B下端縁のせぎり部と腰板 141Aの上端、および幕板 141Cの下端と吹 寄板 141Bの上端とで重ね継手を形成し、この部分をレーザ溶接することにより側ュ ニット 121を形成する（図 42参照）。なお、 122は窓開口部、 123はドア開口部である [0208] さらに前記重ね継手部に位置する腰帯 145、幕帯 144A, 144Bをレーザ溶接によ り外板に接合する（図 43参照)。このとき腰帯 145、幕帯 144A, 144Bの存在により、 腰パネル 143Aと吹寄パネル 143B、ある!/、は吹寄パネルと幕パネルのレーザ溶接 による施工に支障がないように腰帯 145、幕帯 141B, 141Cを配置することができれ ば、腰帯 145、幕帯 144A, 144Bをあら力じめ吹寄板 141Bに接合しておくこともで きる。

[0209] 次に戸先柱 146A、戸尻柱 146B、間柱 146Cの各縦柱 146を外板補強部材 142 Aの頭部にレーザ溶接により接合する（図 40、図 41(d)及び図 43参照）。このとき短 尺の溶接線であってもよいし、あるいはリング状の溶接線ならばさらに接合強度が安 定する。なお、 148はドア枠である。

[0210] 最後に腰帯 145、幕帯 144A, 144Bと戸尻柱 146Bの結合部およびその近傍にガ セット 150A〜150Dをレーザ溶接にて接合して側ユニット 121を完成させることがで きる（図 44参照)。

[0211] そして、前述したところの側ユニットの製造方法は、妻構体ユニット、屋根ユニット、 台枠ユニットの製造にも適用することができる。

[0212] 屋根構体ユニットの場合は屋根外板どうしを連続レーザ溶接により接合した後、 垂木と屋根外板を外板側からのレーザ溶接により接合する。このとき屋根構体では高 度な美観を要求されな ヽので、レーザ溶接は貫通溶接でも部分溶け込み溶接でもよ い。

[0213] 台枠ユニットの場合は側梁と横梁とをガセットを介してレーザ溶接もしくは抵抗スポ ット溶接にて接合して枠組を製作したのち、キーストンプレートの床板と横梁とを床板 側からのレーザ溶接により接合する。このとき台枠下部および床板面は、車体完成後 は死角もしくは隠蔽部となり美観の要求はないので、レーザ溶接は貫通溶接でも部 分溶け込み溶接でもよい。

[0214] そして、これら左右の側ユニット、屋根ユニット、台枠ユニット及び前後の妻ユニット は、図 25〜図 37に例示する方法により接合されて、鉄道車両用構体が組み立てら れる。

[0215] なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々 の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の板状部材を重ね合せ、その面外方向力 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状部材の反対側に位置する板状部材の内 部までの領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融池の底部が前記反対側の板状 部材の外側面に到達しな 、ように、レーザビームの出力またはビーム移動速度を制 御しながら前記複数の板状部材を接合するレーザ溶接方法であって、

前記反対側の板状部材の外側面に、予め前記レーザビームよる溶接線方向とほぼ 平行に研磨加工が施されることを特徴とするレーザ溶接方法。

[2] 複数の板状部材を重ね合せ、その面外方向力 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状部材の反対側の板状部材の内部までの 領域を加熱溶融して、それにより生じた溶融池の底部が前記反対側の板状部材の外 側面に到達しな 、ように、レーザビームの出力またはビーム移動速度を制御しながら 前記複数の板状部材が接合されてなるレーザ溶接継手であって、

前記反対側の板状部材の外側面に、前記レーザビームよる溶接線方向とほぼ平行 に研磨加工が施されていることを特徴とするレーザ溶接継手。

[3] 外板の内側に第 1の補強部材を重ね合せ、その第 1の補強部材側からレーザビー ムを移動しながら連続的に照射し、前記外板の内部までの領域を加熱溶融して、そ れにより生じた溶融池の底部が前記外板の外側面に到達しな 、ように、レーザビー ムの出力またはビーム移動速度を制御しながら接合されてなる外板パネルであって、 前記外板は、外側面に前記レーザビームよる溶接線方向とほぼ平行に研磨加工が 施されて！/ゝることを特徴とする外板パネル。

[4] 外板の内側に第 1の補強部材を重ね合せ、その第 1の補強部材側からレーザビー ムを移動しながら連続的に照射し、前記外板の内部までの領域を加熱溶融して、そ れにより生じた溶融池の底部が前記外板の外側面に到達しな 、ように、レーザビー ムの出力またはビーム移動速度を制御しながら接合されてなる外板パネルを、側構 体の側外板として用いる鉄道車両用構体であって、

前記外板パネルの外板は、外側面に前記レーザビームよる溶接線方向とほぼ平行 に研磨加工が施され、前記溶接線方向が特定方向と一致していることを特徴とする 鉄道車両用構体。

[5] 前記第 1の補強部材は、断面ハット形状の部分を有し、

その部分が、断面略コ字形状の本体部と、この本体部の開口端縁に互いに反対方 向に延びるように連接され前記外板にレーザ溶接により接合されるフランジ部を有す るものであり、前記本体部が車両長手方向に延びて!/、る請求項 4記載の鉄道車両用 構体。

[6] 前記本体部の断面略コ字形状は、開口側に向かって徐々に間隔が広くなる構成と され、

前記第 1の補強部材において前記外板とは反対側に、前記第 1の補強部材に直交 する方向に延びる断面ハット形状の第 2の補強部材が設けられ、

この第 2の補強部材のフランジ部が前記第 1の補強部材の本体部に接合されてい る請求項 5記載の鉄道車両用構体。

[7] 側構体の外板と、その外板の内側に接合され外板を補剛する第 3の補強部材とを 有し、この第 3の補強部材の一部あるいは全部が車体長手方向に配置され、前記第 3の補強部材が前記外板にレーザ溶接にて接合されている鉄道車両用構体であつ て、

前記外板に生じる面内応力成分を車体長手方向とそれに直交する方向の単軸応 力 σ X, σ y、およびせん断応力 τに分解し、これらの応力力 ¾uler座屈の式と塑性修 正の式で決まる座屈応力値以下になるように、前記レーザ溶接による溶接線の間隔 によって定義される補強部材のピッチが設定されていることを特徴とする鉄道車両用 構体。

[8] 側構体の外板と、その外板の内側に接合され外板を補剛する第 3の補強部材とを 有し、この第 3の補強部材の一部あるいは全部が車体長手方向に配置され、前記第 3の補強部材が前記外板にレーザ溶接にて接合されている鉄道車両用構体であつ て、

前記レーザ溶接による溶接線の間隔によって定義される前記第 3の補強部材のピ ツチは、前記第 3の補強部材が延びて 、る方向にぉ 、て前記第 3の補強部材の荷重 負担が最も大きくなる個所の座屈強度に基づいて設定されていることを特徴とする鉄 道車両用構体。

[9] 側構体の外板と、その外板の内側に接合され外板を補剛する第 3の補強部材とを 有し、この第 3の補強部材がレール方向に配置され、前記第 3の補強部材が前記外 板にレーザ溶接にて接合されている鉄道車両用構体であって、

前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ字状部と、このコ 字状部の端縁に連続して互 ヽに反対方向に延びるように設けられ前記外板にレー ザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、

前記第 3の補強部材のコ字状部の幅を、その他の部分に設けられる第 1の部材の コ字状部の幅よりも小さくしていることを特徴とする鉄道車両用構体。

[10] 前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ字状部と、このコ 字状部の端縁に連続して互 ヽに反対方向に延びるように設けられ前記外板にレー ザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、

前記第 3の補強部材は、コ字状部内にそのコ字状開口部の剛性を高める第 4の補 強部材が予め取り付けられていることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用構 体。

[11] 前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ字状部と、このコ 字状部の端縁に連続して互 ヽに反対方向に延びるように設けられ前記外板にレー ザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、

前記第 3の補強部材は、コ字状部内にそのコ字状開口部の剛性を高める第 4の補 強部材が予め取り付けられていることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用構 体。

[12] 前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ字状部と、このコ 字状部の端縁に連続して互 ヽに反対方向に延びるように設けられ前記外板にレー ザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、

前記第 3の補強部材は、コ字状部内にそのコ字状開口部の剛性を高める第 4の補 強部材が予め取り付けられていることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両用構 体。

[13] 前記第 3の補強部材のコ字状部の頭部には、前記第 4の補強部材を前記外板に対 してレーザ溶接により接合するための開口部又は切り欠き部が形成されていることを 特徴とする請求項 10記載の鉄道車両用構体。

[14] 前記第 3の補強部材のコ字状部の頭部には、前記第 4の補強部材を前記外板に対 してレーザ溶接により接合するための開口部又は切り欠き部が形成されていることを 特徴とする請求項 11記載の鉄道車両用構体。

[15] 前記第 3の補強部材のコ字状部の頭部には、前記第 4の補強部材を前記外板に対 してレーザ溶接により接合するための開口部又は切り欠き部が形成されていることを 特徴とする請求項 12記載の鉄道車両用構体。

[16] 前記第 3の補強部材は、前記外板にレーザ溶接により接合される基部と、この基部 に対し内部が中空である膨出部とを有し、端部が塞がれていることを特徴とする請求 項 7に記載の鉄道車両用構体。

[17] 前記第 3の補強部材は、前記外板にレーザ溶接により接合される基部と、この基部 に対し内部が中空である膨出部とを有し、端部が塞がれていることを特徴とする請求 項 8に記載の鉄道車両用構体。

[18] 前記外板に形成される開口部の隅部において、前記第 3の補強部材の端部に対し 内板フレームがレーザ溶接により接合され、前記第 3の補強部材の端部を相互に結 合していることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用構体。

[19] 前記外板に形成される開口部の隅部において、前記第 3の補強部材の端部に対し 内板フレームがレーザ溶接により接合され、前記第 3の補強部材の端部を相互に結 合していることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用構体。

[20] 前記外板に形成される開口部の隅部にぉ 、て、前記第 3の補強部材の端部に対し 内板フレームがレーザ溶接により接合され、前記第 3の補強部材の端部を相互に結 合していることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両用構体。

[21] 前記第 3の補強部材と内板フレームとは、レーザ溶接により接合され、その溶接線 が閉じていることを特徴とする請求項 18に記載の鉄道車両用構体。

[22] 前記第 3の補強部材と内板フレームとは、レーザ溶接により接合され、その溶接線 が閉じていることを特徴とする請求項 19に記載の鉄道車両用構体。

[23] 前記第 3の補強部材と内板フレームとは、レーザ溶接により接合され、その溶接線 が閉じていることを特徴とする請求項 20に記載の鉄道車両用構体。

[24] 前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が設けられ、

この縁部材に、前記外板に第 3の補強部材をレーザ溶接する際に、レーザビームと 一緒に移動し外板に第 3の補強部材の接合部分を押さえつける押さえローラが侵入 可能である切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両 用構体。

[25] 前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が設けられ、

この縁部材に、前記外板に第 3の補強部材をレーザ溶接する際に、レーザビームと 一緒に移動し外板に第 3の補強部材の接合部分を押さえつける押さえローラが侵入 可能である切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両 用構体。

[26] 前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が設けられ、

この縁部材に、前記外板に第 3の補強部材をレーザ溶接する際に、レーザビームと 一緒に移動し外板に第 3の補強部材の接合部分を押さえつける押さえローラが侵入 可能である切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両 用構体。

[27] 前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ字状部と、このコ 字状部の端縁に連続して互 ヽに反対方向に延びるように設けられ前記外板にレー ザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、

前記第 3の補強部材は、フリーエッジとなる端部外側に内板フレームが接合され、 前記内板フレームは、前記第 3の補強部材のコ字状部に接合される本体部と、この 本体部に連接され前記端部を塞ぐ方向に延びる脚部と、この脚部に連接され前記外 板に接合されるフランジ部とを有することを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用 構体。

[28] 前記第 3の補強部材は、断面ハット形状で、断面略コの字状のコ字状部と、このコ 字状部の端縁に連続して互 ヽに反対方向に延びるように設けられ前記外板にレー ザ溶接される 2つの取付フランジ部とを有し、

前記第 3の補強部材は、フリーエッジとなる端部外側に内板フレームが接合され、 前記内板フレームは、前記第 3の補強部材のコ字状部に接合される本体部と、この 本体部に連接され前記端部を塞ぐ方向に延びる脚部と、この脚部に連接され前記外 板に接合されるフランジ部とを有することを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用 構体。

[29] 前記第 3の補強部材は、フリーエッジとなる端部外側に内板フレームが接合され、 前記内板フレームは、前記第 3の補強部材のコ字状部に接合される第 1のフランジ 部と、前記外板に接合される第 2のフランジ部と、この第 1及び第 2のフランジ部より互 いに平行に同じ高さまで延びる第 1及び第 2の脚部と、この第 1及び第 2の脚部の上 端縁を結合し前記外板と平行に延びる水平部とを有することを特徴とする請求項 7に 記載の鉄道車両用構体。

[30] 前記第 3の補強部材は、フリーエッジとなる端部外側に内板フレームが接合され、 前記内板フレームは、前記第 3の補強部材のコ字状部に接合される第 1のフランジ 部と、前記外板に接合される第 2のフランジ部と、この第 1及び第 2のフランジ部より互 いに平行に同じ高さまで延びる第 1及び第 2の脚部と、この第 1及び第 2の脚部の上 端縁を結合し前記外板と平行に延びる水平部とを有することを特徴とする請求項 8に 記載の鉄道車両用構体。

[31] 側構体の側外板又は屋根構体の屋根外板のいずれか一方あるいは両方の、車体 長手方向に延びる端縁部が折り曲げ部分を有し、この折り曲げ部分にぉ 、て前記側 外板と屋根外板とが、連続レーザ溶接により接合されて ヽることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用構体。

[32] 側構体の側外板又は屋根構体の屋根外板のいずれか一方あるいは両方の、車体 長手方向に延びる端縁部が折り曲げ部分を有し、この折り曲げ部分にぉ 、て前記側 外板と屋根外板とが、連続レーザ溶接により接合されて ヽることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用構体。

[33] 側構体の側外板又は屋根構体の屋根外板のいずれか一方あるいは両方の、車体 長手方向に延びる端縁部が折り曲げ部分を有し、この折り曲げ部分にぉ 、て前記側 外板と屋根外板とが、連続レーザ溶接により接合されて ヽることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両用構体。

[34] 前記折り曲げ部分は、前記屋根外板に上方に開放される断面コの字状に形成され て ヽることを特徴とする請求項 31に記載の鉄道車両用構体。

[35] 前記折り曲げ部分は、前記屋根外板に上方に開放される断面コの字状に形成され ていることを特徴とする請求項 32に記載の鉄道車両用構体。

[36] 前記折り曲げ部分は、前記屋根外板に上方に開放される断面コの字状に形成され ていることを特徴とする請求項 33に記載の鉄道車両用構体。

[37] 妻構体の妻外板と側構体の側外板とは、断面略 L字状の妻隅柱を介してそれらが 直交するように接合されており、

前記妻隅柱に連続レーザ溶接で接合されそれとの間で閉空間を構成する別部材 が設けられ、あるいは前記妻隅柱に前記妻外板との間で閉空間を構成する閉空間 構成部分が形成され、

前記閉空間が屋根力 地表へ雨水を導く雨樋として機能することを特徴とする請求 項 7に記載の鉄道車両用構体。

[38] 妻構体の妻外板と側構体の側外板とは、断面略 L字状の妻隅柱を介してそれらが 直交するように接合されており、

前記妻隅柱に連続レーザ溶接で接合されそれとの間で閉空間を構成する別部材 が設けられ、あるいは前記妻隅柱に前記妻外板との間で閉空間を構成する閉空間 構成部分が形成され、

前記閉空間が屋根力 地表へ雨水を導く雨樋として機能することを特徴とする請求 項 8に記載の鉄道車両用構体。

[39] 妻構体の妻外板と側構体の側外板とは、断面略 L字状の妻隅柱を介してそれらが 直交するように接合されており、

前記妻隅柱に連続レーザ溶接で接合されそれとの間で閉空間を構成する別部材 が設けられ、あるいは前記妻隅柱に前記妻外板との間で閉空間を構成する閉空間 構成部分が形成され、

前記閉空間が屋根力 地表へ雨水を導く雨樋として機能することを特徴とする請求 項 9に記載の鉄道車両用構体。

[40] 前記外板の外表面は、表面処理として、ブラッシング又はショットブラスト処理が施 されていることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用構体。

[41] 前記外板の外表面は、表面処理として、ブラッシング又はショットブラスト処理が施 されていることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用構体。

[42] 前記外板の外表面は、表面処理として、ブラッシング又はショットブラスト処理が施 されていることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両用構体。

[43] 断面コの字形状に加工した長尺のレール部材が前記外板の内側に取り付けられ、 前記レール部材に係止される頭部を有する取付ボルトを使用することにより内装品 · 機器類が取付けられることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用構体。

[44] 断面コの字形状に加工した長尺のレール部材が前記外板の内側に取り付けられ、 前記レール部材に係止される頭部を有する取付ボルトを使用することにより内装品 · 機器類が取付けられることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用構体。

[45] 断面コの字形状に加工した長尺のレール部材が前記外板の内側に取り付けられ、 前記レール部材に係止される頭部を有する取付ボルトを使用することにより内装品 · 機器類が取付けられることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両用構体。

[46] 前記外板は、前記第 3の補強部材よりも肉厚が厚ぐ 3mm以上とされていることを 特徴とする請求項 7に記載の鉄道車両用構体。

[47] 前記外板は、前記第 3の補強部材よりも肉厚が厚ぐ 3mm以上とされていることを 特徴とする請求項 8に記載の鉄道車両用構体。

[48] 前記外板は、前記第 3の補強部材よりも肉厚が厚ぐ 3mm以上とされていることを 特徴とする請求項 9に記載の鉄道車両用構体。

[49] 前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が外側に設けられ、

前記縁部材は、前記外板との接合部分が、平板を折り曲げてなる重ね板構造とな つており、前記外板側からレーザ溶接されることを特徴とする請求項 7に記載の鉄道 車両用構体。

[50] 前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が外側に設けられ、

前記縁部材は、前記外板との接合部分が、平板を折り曲げてなる重ね板構造とな つており、前記外板側力 レーザ溶接されることを特徴とする請求項 8に記載の鉄道 車両用構体。 前記外板に形成される開口部の周縁に縁部材が外側に設けられ、

前記縁部材は、前記外板との接合部分が、平板を折り曲げてなる重ね板構造とな つており、前記外板側からレーザ溶接されることを特徴とする請求項 9に記載の鉄道 車両用 体。