JP5871361B2

JP5871361B2 - 鉄道車両用構体の製造方法

Info

Publication number: JP5871361B2
Application number: JP2011145641A
Authority: JP
Inventors: 由基村松; 俊之須田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP2013010468A

Description

本発明は、外板にシアプレートを接合することなく吹寄部の強度を高めた鉄道車両用構体に関する。

鉄道車両用構体は、例えば図４に示すように、側構体が構体ブロックなどのパーツを接合して組み合わされたものがある。鉄道車両用構体は、そうした側構体の上部に屋根構体が、前後には妻構体がそれぞれ接合され、更にその下には台枠が接合して構成される。図示する側構体１００は、車端窓ブロック１０２と中間窓ブロック１０３、そして窓ブロック１０２，１０３の間に側入口ブロック１０４が接合されている。

車端窓ブロック１０２や中間窓ブロック１０３は、例えば上下に分けられた上部外板と下部外板との接合によって側外板が形成され、その車体内側には強度を保つため骨部材などが接合されている。そして、中間窓ブロック１０３は、せん断力のかかりやすい吹寄部に、補強部材としてシアプレート１１０が外板の裏面に張り合わされている。このシアプレート１１０は、例えば板厚２ｍｍの外板に対し、厚さ１．５ｍｍのステンレス鋼板であって、窓開口部１２０の左右両側の吹寄部にそれぞれ配置されている。

特開２０１０−０１２８６１号公報特開２００３−１９１８４２号公報

従来の鉄道車両用構体は、吹寄部の強度をシアプレート１１０によって確保しているが、そのシアプレート１１０は、中間窓ブロック１０３を構成する外板の裏面に重ねられ、レーザ溶接等によって接合される。その際、吹寄部の強度を確保するにはシアプレート１１０が外板に対して全体的に接合している必要があり、溶接箇所はシアプレート１１０の全面に及ぶため、レーザ溶接の溶接距離が長くなってしまう。従って、従来の鉄道車両用構体は、シアプレート１１０を取り付けるため構造が複雑になって作業工数が増すばかりではなく、その溶接作業自体も手間のかかるものであった。

本発明は、かかる課題を解決すべく、シアプレートを接合することなく吹寄部の強度を高めた鉄道車両用構体を提供することを目的とする。

本発明に係る鉄道車両用構体の製造方法は、側構体、屋根構体、妻構体および台枠が接合され、前記側構体は、車体長手方向に分割された複数のブロックの接合により構成された鉄道車両用構体の製造方法において、前記側構体を構成する窓ブロックは、幕板パネル、吹寄パネルおよび腰板パネルを含み、前記吹寄パネルは、当該窓ブロックに形成される窓開口部の窓隅部を含むものであり、前記幕板パネルおよび腰板パネルよりも高強度の板材であり、前記幕板パネルおよび腰板パネルは凸形状の板材であり、前記吹寄パネルは四角形状の板材であり、前記幕板パネルおよび腰板パネルの左右の凹んだ部分に前記吹寄パネルを配置する配置工程と、前記幕板パネル、吹寄パネルおよび腰板パネルの端面同士を突き合わせた接合部をレーザ溶接する接合工程と、接合後に前記吹寄パネルの一部のみが切り取られることにより前記窓開口部を形成する切り取り工程と、を有することを特徴とする。
また、前記吹寄パネルは、前記幕板パネルおよび腰板パネルと同じ材料の板材であって板厚が前記幕板パネルおよび腰板パネルよりも厚いものであること、又は前記幕板パネルおよび腰板パネルと同じ板厚であって前記幕板パネルおよび腰板パネルよりも高強度の材料の板材であることを特徴とする。

本発明によれば、シアプレートを張り合わせる必要のあった吹寄部を構成する吹寄プレートを、高強度の板材によって構成するようにしたため、シアプレートを接合することなく吹寄部の強度を高めた鉄道車両用構体を提供することが可能になり、特に吹寄パネルが窓ブロックに形成される窓開口部の窓隅部を含むものであるため、その窓隅部に補強プレートを設けなくとも強度を確保することができる。そのため、シアプレートや補強プレートの接合を不要とすることで作業の簡素化を図ることができる。

側構体を構成する中間窓ブロックを示した図である。第１実施形態の中間窓ブロックについて、その製造過程を示した図である。第２実施形態の中間窓ブロックについて、その製造過程を示した図である。鉄道車両用構体を構成する側構体を示した図である。

次に、本発明に係る鉄道車両用構体の実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の鉄道車両用構体は、図４に示す従来例と同様に側構体が構体ブロックなどのパーツを接合して組み合わされたものである。特に、シアプレートによって吹寄部の強度を高める必要のあった中間窓ブロックに特徴を有するものであり、具体的にはシアプレートを無くした点に特徴を有する。そこで先ず、シアプレートを必要としない中間窓ブロックについて説明する。

中間窓ブロック１０は、幕板パネル１１、吹寄パネル１２および腰板パネル１３を接合した外板であって、中央に大きく窓開口部１５が形成されている。従来、こうした幕板パネル１１、吹寄パネル１２および腰板パネル１３に相当する板材は、同一材料であり同一の板厚のものを使用して構成されていた。しかし、この中間窓ブロック１０は、吹寄パネル１２が幕板パネル１１および腰板パネル１３とは異なる板厚や異なる材質で構成されている。すなわち、幕板パネル１１および腰板パネル１３には標準強度鋼板（ＤＬＴ鋼板）が、吹寄パネル１２には超高強度鋼板（ＨＴ鋼板）がそれぞれ使用され、吹寄パネル１２は、幕板パネル１１や腰板パネル１３よりも高強度の材料によって構成される。

例えば、全てのパネルが同じステンレス鋼板を使用した場合でも、幕板パネル１１および腰板パネル１３の板厚を１．５ｍｍとし、吹寄パネル１２の板厚を３．０ｍｍとする。或いは、全てのパネルの板厚を同じにした場合であっても、幕板パネル１１および腰板パネル１３より、吹寄パネル１２に強度の高いステンレス鋼板を用いる。そして、吹寄パネル１２が幕板パネル１１および腰板パネル１３によって上下に挟み込まれ、図１に示すように、突合せ端面同士の重なった接合線１８に沿ってレーザ溶接が行われる。

こうして接合された幕板パネル１１、吹寄パネル１２および腰板パネル１３によって、一枚の中間窓ブロック１０が形成される。板厚の異なる各パネルを使用した場合には、車体表面側に段差が生じないように面一に接合される。中間窓ブロック１０は、せん断力のかかりやすい吹寄部が吹寄パネル１２によって強度が高められるため、補強部材であるシアプレートを付加する必要がなくなった。そして、その吹寄パネル１２は突合せによる接合継手をレーザ溶接するだけであるため、溶接部が接合線１８であって溶接距離が短く、溶接を簡素化することができ、作業負担の軽減が図られた。

ところで、鉄道車両用構体のように窓開口部１５が形成される場合、応力が集中する４箇所の窓隅部Ｒについて補強する必要がある。中間窓ブロック１０の場合には、窓隅部ＲがＤＬＴ鋼板によって形成されているため、４箇所の窓隅部Ｒには補強プレートを張り合わせなければならない。そこで次に、窓隅部Ｒへの強度を確保した中間窓ブロックの構成について説明する。

図２は、第１実施形態の中間窓ブロックについて、その製造過程を示した図である。この中間窓ブロック２０は、長さの等しい帯状のパネルを上下に三枚突き合わせて接合したものである。つまり、上段の幕板パネル２１および下段の腰板パネル２３にはＤＬＴ鋼板が使用され、中段の吹寄パネル２２にはＨＴ鋼板が使用される。その幕板パネル２１、吹寄パネル２２および腰板パネル２３が、パネルの端面同士を図示するように突合せ、その端面同士が重なった接合線２８に沿ってレーザ溶接が行われる。幕板パネル２１、吹寄パネル２２および腰板パネル２３による外板が形成される。

吹寄パネル２２は、この中間窓ブロック２０に形成する窓開口部の高さ寸法よりも幅（図面上下方向の寸法）が大きい板材である。従って、幕板パネル２１、吹寄パネル２２および腰板パネル２３が接合された後に、破線で示す窓開口線２５に沿って吹寄パネル２２が切り抜かれ、中央部分に窓開口部が形成される。そのため、この中間窓ブロック２０では、窓開口部の四隅に位置する窓隅部ＲがＨＴ鋼板からなる吹寄パネル２２によって構成されるので、補強プレートを設けなくても強度を確保することができる。よって、部品点数を減らすとともに、工数を減らすことにより作業を簡素化することができた。

次に、図３は、第２実施形態の中間窓ブロックについて、その製造過程を示した図である。この中間窓ブロック３０は、形状が凸形の幕板パネル３１および腰板パネル３３と、その間にあって左右の凹んだ位置に配置される四角形の吹寄パネル３２によって構成される。ここでも幕板パネル３１および腰板パネル３３にはＤＬＴ鋼板が使用され、吹寄パネル３２にはＨＴ鋼板が使用される。そうした幕板パネル３１、吹寄パネル３２および腰板パネル３３が、パネルの端面同士が図示するように突合せられ、その端面同士が重なった接合線３８に沿ってレーザ溶接が行われる。

幕板パネル３１、吹寄パネル３２および腰板パネル３３による外板が形成され、中央には窓開口部になる開口部３５があいている。左右の吹寄パネル３２は、この開口部３５を左右に拡張するように、破線で示す窓開口線３６に沿って切り取られ、中間窓ブロック３０の窓開口部が形成される。従って、この中間窓ブロック３０でも、窓開口部の四隅に位置する窓隅部ＲがＨＴ鋼板からなる吹寄パネル３２によって構成されているため、補強プレートを設けなくても強度を確保することができる。よって、部品点数を減らすとともに、工数を減らすことにより作業を簡素化することができた。

以上、本発明に係る鉄道車両用構体の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、図４に示す中間窓ブロック１０３に相当する構成のみを示して説明したが、図４に示す窓ブロック１０２に相当するものであってもよい。

２０中間窓ブロック
２１幕板パネル
２２吹寄パネル
２３腰板パネル
２５窓開口線
Ｒ窓隅部

Claims

側構体、屋根構体、妻構体および台枠が接合され、前記側構体は、車体長手方向に分割された複数のブロックの接合により構成された鉄道車両用構体の製造方法において、
前記側構体を構成する窓ブロックは、幕板パネル、吹寄パネルおよび腰板パネルを含み、前記吹寄パネルは、当該窓ブロックに形成される窓開口部の窓隅部を含むものであり、前記幕板パネルおよび腰板パネルよりも高強度の板材であり、前記幕板パネルおよび腰板パネルは凸形状の板材であり、前記吹寄パネルは四角形状の板材であり、前記幕板パネルおよび腰板パネルの左右の凹んだ部分に前記吹寄パネルを配置する配置工程と、
前記幕板パネル、吹寄パネルおよび腰板パネルの端面同士を突き合わせた接合部をレーザ溶接する接合工程と、
接合後に前記吹寄パネルの一部のみが切り取られることにより前記窓開口部を形成する切り取り工程と、
を有することを特徴とする鉄道車両用構体の製造方法。
請求項１に記載する鉄道車両用構体の製造方法において、
前記吹寄パネルは、前記幕板パネルおよび腰板パネルと同じ材料の板材であって板厚が前記幕板パネルおよび腰板パネルよりも厚いものであること、又は前記幕板パネルおよび腰板パネルと同じ板厚であって前記幕板パネルおよび腰板パネルよりも高強度の材料の板材であることを特徴とする鉄道車両用構体の製造方法。