車両パネル構造体
【課題】補強部材の寸法ばらつきがあっても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。
【解決手段】車両パネル構造体10では、外板20の端部20aにおいて第2の補強部材40の一方のフランジ部43が第1の補強部材30の頂部31に接合され、他方のフランジ部43が外板20に接合されている。また、車両パネル構造体10では、第2の補強部材40が頂部41で分割されており、第1の調節片53と第2の調節片54とが当接可能な範囲で第1の分割部材51の位置と第2の分割部材52の位置とを第1の補強部材30の頂部31の高さ方向に調節できる。したがって、第1の補強部材30及び第2の補強部材40の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させることができる。
【解決手段】車両パネル構造体10では、外板20の端部20aにおいて第2の補強部材40の一方のフランジ部43が第1の補強部材30の頂部31に接合され、他方のフランジ部43が外板20に接合されている。また、車両パネル構造体10では、第2の補強部材40が頂部41で分割されており、第1の調節片53と第2の調節片54とが当接可能な範囲で第1の分割部材51の位置と第2の分割部材52の位置とを第1の補強部材30の頂部31の高さ方向に調節できる。したがって、第1の補強部材30及び第2の補強部材40の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両パネル構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
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。外板端部の補強という観点から見ると、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することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−27366号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述したような外板、第1の補強部材、及び第2の補強部材の構造を実現するためには、第2の補強部材における一方のフランジ部と他方のフランジ部との高さの差を第1の補強部材の頂部の高さに一致させる必要がある。特に、各部材の接合をレーザ溶接によって実現する場合、健全な溶接部の形成のためには、部材間の隙間を板厚の1/10程度以下に抑えておく必要がある。
【0005】
しかしながら、第1の補強部材及び第2の補強部材は、通常ではいずれもプレス加工によって形成されるので、寸法ばらつきが生じ易く、第2の補強部材における一方のフランジ部と他方のフランジ部との高さの差を第1の補強部材の頂部の高さに一致させることが困難であった。
【0006】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、補強部材の寸法ばらつきがあっても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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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た断面ハット状の第1の補強部材と、外板の端部において第1の補強部材と交差する方向に配置され、第1の補強部材の頂部に接合された一方のフランジ部と、外板の内面に接合された他方のフランジ部とを有する第2の補強部材と、を備え、第2の補強部材は、一方のフランジ部と、第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出す第1の調節片とを含む第1の分割部材と、他方のフランジ部と、第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出すと共に第1の調節片に当接する第2の調節片とを含む第2の分割部材と、を有し、第1の分割部材と第2の分割部材とは、第1の調節片と第2の調節片との接合によって一体化されていることを特徴としている。
【0008】
この車両パネル構造体では、外板の端部において第2の補強部材の一方のフランジ部が第1の補強部材の頂部に接合され、他方のフランジ部が外板の内面に接合されている。このような第2の補強部材の接合により、外板の端部の剛性が十分に確保される。また、この車両パネル構造体では、第2の補強部材が第1の分割部材と第2の分割部材とに分割されている。第1の分割部材と第2の分割部材とは、第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出す第1の調節片と第2の調節片とを有しており、互いに当接させた第1の調節片と第2の調節片との接合によって一体化されている。
【0009】
このような第2の補強部材の構成によれば、第1の調節片と第2の調節片とが当接可能な範囲で第1の分割部材の位置と第2の分割部材の位置とを第1の補強部材の頂部の高さ方向に調節できる。したがって、第1の補強部材及び第2の補強部材の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材における一方のフランジ部と他方のフランジ部との高さの差を第1の補強部材の頂部の高さに一致させることができ、上述した外板端部の補強構造を容易に実現できる。
【0010】
また、外板の少なくとも端部と対向する対向部を有し、外板の端部と、対向部と、隣り合う第1の補強部材のウェブ部とによって、第1の補強部材の長手方向に中空部が形成されるように第1の補強部材の頂部に接合された板状部材を更に備え、一方のフランジ部は、板状部材を介して第1の補強部材の頂部に接合されていることが好ましい。この場合、中空部によって外板端部の剛性を更に高めることが可能となる。また、本構成は、板状部材を追加するだけの簡単な構成で実現できるので、部品点数の増加や重量の増加も抑えられる。
【0011】
また、第2の補強部材は、断面ハット状をなしていることが好ましい。この場合、第2の補強部材のチャネル部によって外板端部の剛性が一層高められる、また、上記の板状部材と組み合わせる場合、板状部材と第2の補強部材のチャネル部とによって第2の補強部材の長手方向に中空部が形成される。これにより、外板端部には中空部の交差構造が形成されるので、更なる剛性の向上が図られる。
【0012】
また、一方のフランジ部と第1の補強部材の頂部との接合、及び他方のフランジ部と外板の内面との接合は、レーザ溶接によってなされていることが好ましい。部材間の隙間は、第1の分割部材の位置及び第2の分割部材の位置を第1の補強部材の頂部の高さ方向に調節することで、レーザ溶接の実施に十分な程度以下に抑えることができる。レーザ溶接では、部材への入熱量を抑えられるので、部材の変形を抑えた強固な接合を実現できる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、補強部材の寸法ばらつきがあっても外板端部の補強構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】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。
【図2】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る。
【図3】図2に示した車両パネル構造体の分解斜視図である。
【図4】図2に示した車両パネル構造体を第2の補強部材の長手方向から見た場合の側面図である。
【図5】第1の分割部材及び第2の分割部材による高さ調節の様子を示した図である。
【図6】第2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る。
【図7】図6に示した車両パネル構造体の分解斜視図である。
【図8】第2の補強部材を取り除いた状態で図6に示した車両パネル構造体を第1の補強部材の長手方向から見た場合の側面図である。
【図9】図6に示した車両パネル構造体を第2の補強部材の長手方向から見た場合の側面図である。
【図10】変形例に係る車両パネル構造体を示す図である。
【図11】別の変形例に係る車両パネル構造体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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る。また、図3は、その分解斜視図である。同図においては、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。
【0020】
図2及び図3に示すように、車両パネル構造体10は、外板20と、第1の補強部材30と、第2の補強部材40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。
【0021】
第1の補強部材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。第1の補強部材30は、例えば厚さ0.8mmのステンレス鋼(SUS301L)からなり、外板20の長さに対応する長尺状をなしている。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。
【0022】
第1の補強部材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、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、第1の補強部材30と外板20との間には、第1の補強部材30の長手方向に沿って中空部が形成されている。
【0023】
第2の補強部材40は、第1の補強部材30と同様に、長方形状の頂部41と、頂部41の幅方向の両側部から起立するウェブ部42,42と、ウェブ部42,42の先端から外側に突出するフランジ部43,43とを有する断面ハット状の部材(ハット型材)である。また、頂部41の幅は例えば50mm程度となっている。
【0024】
一方、第2の補強部材40では、図4に示すように、ウェブ部42,42の高さが互いに異なっており、一方のウェブ部42の高さは例えば35mm程度、他方のウェブ部42の高さは例えば70mm程度となっている。これにより、第2の補強部材40における一方のフランジ部43の高さと他方のフランジ部43の高さとの差は35mmとなっており、第1の補強部材30の頂部31の高さに一致するようになっている。
【0025】
この第2の補強部材40は、外板20の端部20aにおいて、頂部41が車両の内側に向くようにして第1の補強部材30と直交して配置されている。そして、第2の補強部材40は、一方のフランジ部43が第1の補強部材30の頂部31に当接し、かつ他方のフランジ部43が外板20の内面に当接した状態で、フランジ部43,43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及び第1の補強部材30に強固に接合されている。
【0026】
また、第2の補強部材40における他方のウェブ部42の内側面には、第1の補強部材30の端部30aが当接した状態となっている。他方のウェブ部42と第1の補強部材30の端部30aとは、スポット状のレーザ溶接部W3によって互いに強固に接合されている。
【0027】
以上のように、車両パネル構造体10では、外板20の端部20aにおいて、第1の補強部材30に直交する向きに第2の補強部材40が配置され、第2の補強部材40の一方のフランジ部43が第1の補強部材30の頂部31に接合され、他方のフランジ部43が外板20の内面に接合されている。このような第2の補強部材40の接合により、外板20の端部20aの剛性が十分に確保される。また、各部材の接合にレーザ溶接を用いることで、部材への入熱量を抑えられるので、部材の変形を抑えた強固な接合を実現できる。
【0028】
ところで、上述した外板20の端部20aの補強構造を実現するにあたっては、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させる必要がある。本実施形態では、一方のフランジ部43と頂部31との接合、及び他方のフランジ部43と外板20との接合にレーザ溶接を用いているため、健全な溶接部の形成のためには、部材間の隙間を板厚の1/10程度以下に抑えておくことが要求される。
【0029】
しかしながら、第1の補強部材30及び第2の補強部材40は、通常ではいずれもプレス加工によって形成されるので、寸法ばらつきが生じ易いという問題があった。したがって、外板20の端部20aに第2の補強部材40を配置した際に、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差が第1の補強部材30の頂部31の高さに一致せず、部材間の隙間が必ずしもレーザ溶接で要求される条件を満足できない場合があった。
【0030】
これに対し、上述した第2の補強部材40は、図4に示すように、第1の分割部材51と第2の分割部材52とによって頂部41で幅方向に2分割されている。第1の分割部材51は、一方のフランジ部43と、一方のウェブ部42と、頂部41の一方側の半分部分41aと、半分部分41aの先端に形成された第1の調節片53とを有している。第1の調節片53は、第1の分割部材51の長手方向に延在しており、第1の補強部材30の頂部31の高さ方向に沿ってウェブ部42と反対方向に張り出している。
【0031】
第2の分割部材52は、他方のフランジ部43と、他方のウェブ部42と、頂部41の他方側の半分部分41bと、半分部分41bの先端に形成された第2の調節片54とを有している。第2の調節片54は、第2の分割部材52の長手方向に延在しており、第1の補強部材30の頂部の高さ方向に沿って第1の調節片53と同方向に張り出している。
【0032】
そして、第1の分割部材51と第2の分割部材52とは、第1の調節片53と第2の調節片54とを当接させた状態で、第1の調節片53及び第2の調節片54の長手方向に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部W4によって互いに強固に接合されている。
【0033】
このような第2の補強部材40の構成によれば、第1の調節片53と第2の調節片54とが当接可能な範囲で第1の分割部材51の位置と第2の分割部材52の位置とを第1の補強部材30の頂部31の高さ方向に調節できる。例えば図5(a)に示すように、第1の調節片53と第2の調節片54とを当接させたまま、第2の分割部材52に対する第1の分割部材51の位置を第2の調節片54の基端側にずらすことにより、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を小さくできる。
【0034】
また、例えば図5(b)に示すように、第1の調節片53と第2の調節片54とを当接させたまま、第2の分割部材52に対する第1の分割部材51の位置を第2の調節片54の先端側にずらすことにより、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を大きくできる。
【0035】
したがって、第1の補強部材30及び第2の補強部材40の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させることができ、上述した外板20の端部20aの補強構造を容易に実現できる。
【0036】
続いて、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、第2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る。また、図7は、その分解斜視図である。
【0037】
図6及び図7に示すように、第2実施形態に係る車両パネル構造体60は、第1の補強部材30と第2の補強部材40との間に板状部材70を介在させている点で第1実施形態と異なっている。板状部材70は、例えば厚さ0.8mm程度のステンレス鋼(SUS301L)からなる。板状部材70は、略長方形状の本体部71と、本体部71の一側から例えば200mmピッチで張り出す複数の張出部72とを有している。
【0038】
この板状部材70は、本体部71が外板20の端部20aと対向し(以下、本体部71を対向部73と称す)、かつ張出部72のそれぞれが第1の補強部材30の頂部31に当接するように配置され、対向部73及び張出部72にスポット状に形成されたレーザ溶接部W5によって第1の補強部材30の頂部31に強固に接合されている。なお、張出部72の長さは、例えば100mm〜200mm程度となっている。また、対向部73と張出部72とがなす隅部は、例えばφ30mmの凹状に加工されている。
【0039】
そして、車両パネル構造体60では、第2の補強部材40は、一方のフランジ部43が板状部材70に当接し、かつ他方のフランジ部43が外板20の内面に当接した状態となっている。そして、第2の補強部材40は、フランジ部43,43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、第1の補強部材30、及び板状部材70に強固に接合されている。
【0040】
このような車両パネル構造体60についても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、第1の補強部材30及び第2の補強部材40の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させることができ、外板20の端部20aの補強構造を容易に実現できる。
【0041】
また、車両パネル構造体60では、外板20、第1の補強部材30、第2の補強部材40、及び板状部材70の接合により、図8に示すように、外板20の端部20aと、板状部材70の対向部73と、隣り合う第1の補強部材30のウェブ部32,32とによって、第1の補強部材30の長手方向に延びる第1の中空部S1が形成されている。
【0042】
さらに、車両パネル構造体60では、外板20、第1の補強部材30、第2の補強部材40、及び板状部材70の接合により、図9に示すように、第2の補強部材40の頂部41と、ウェブ部42,42と、板状部材70の対向部73とによって、第1の中空部S1と直交する方向に第2の中空部S2が形成されている。第2の中空部S2は、対向部73に仕切られることによって、第1の中空部S1に対して連通しない状態で立体交差している。
【0043】
このような第1の中空部S1及び第2の中空部S2の交差構造により、車両パネル構造体60では、外板20の端部20aの剛性を一層高めることができる。本構成は、骨部材同士を交差方向に配置した従来の構成と比較して、板状部材70を追加するだけで実現できるので、部品点数の増加も避けられ、重量の増加も抑えられる。
【0044】
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、第2の補強部材40の他方のフランジ部43が直接的に外板20の内面に接合されているが、図10に示す車両パネル構造体80のように、外板20と他方のフランジ部43との間にドアフレーム81の側縁部82を挟み込み、レーザ溶接部W2によって外板20、フランジ部43、及び側縁部82を一体的に接合してもよい。
【0045】
また、上述した実施形態では、第1の分割部材51の第1の調節片53と第2の分割部材52の第2の調節片54とは、いずれもウェブ部32と反対方向に張り出しているが、第1の調節片53と第2の調節片54とは、第1の補強部材30の頂部の高さ方向に沿って張り出すものであればよく、ウェブ部32側に張り出していてもよい。
【0046】
さらに、例えば図11に示す車両パネル構造体90のように、第2の補強部材40の分割位置を、頂部41ではなく他方のウェブ部42としてもよい。この場合、第1の分割部材91における他方のウェブ部42aの先端部分が第1の調節片93となり、第2の分割部材92における他方のウェブ部42bの先端部分が第2の調節片94となる。したがって、上述した実施形態と同様に、第1の調節片93と第2の調節片94とを当接させ、第1の調節片93及び第2の調節片94の長手方向に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部W5によって第1の分割部材91と第2の分割部材92とを接合すればよい。
【符号の説明】
【0047】
1…鉄道車両、10,60,80,90…車両パネル構造体、20…外板、20a…端部、30…第1の補強部材、31…頂部、32…ウェブ部、40…第2の補強部材、41…頂部、43…フランジ部、51,91…第1の分割部材、52,92…第2の分割部材、53,93…第1の調節片、54,94…第2の調節片、70…板状部材、73…対向部、S1…第1の中空部、S2…第2の中空部。
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両パネル構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
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。外板端部の補強という観点から見ると、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することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−27366号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述したような外板、第1の補強部材、及び第2の補強部材の構造を実現するためには、第2の補強部材における一方のフランジ部と他方のフランジ部との高さの差を第1の補強部材の頂部の高さに一致させる必要がある。特に、各部材の接合をレーザ溶接によって実現する場合、健全な溶接部の形成のためには、部材間の隙間を板厚の1/10程度以下に抑えておく必要がある。
【0005】
しかしながら、第1の補強部材及び第2の補強部材は、通常ではいずれもプレス加工によって形成されるので、寸法ばらつきが生じ易く、第2の補強部材における一方のフランジ部と他方のフランジ部との高さの差を第1の補強部材の頂部の高さに一致させることが困難であった。
【0006】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、補強部材の寸法ばらつきがあっても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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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た断面ハット状の第1の補強部材と、外板の端部において第1の補強部材と交差する方向に配置され、第1の補強部材の頂部に接合された一方のフランジ部と、外板の内面に接合された他方のフランジ部とを有する第2の補強部材と、を備え、第2の補強部材は、一方のフランジ部と、第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出す第1の調節片とを含む第1の分割部材と、他方のフランジ部と、第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出すと共に第1の調節片に当接する第2の調節片とを含む第2の分割部材と、を有し、第1の分割部材と第2の分割部材とは、第1の調節片と第2の調節片との接合によって一体化されていることを特徴としている。
【0008】
この車両パネル構造体では、外板の端部において第2の補強部材の一方のフランジ部が第1の補強部材の頂部に接合され、他方のフランジ部が外板の内面に接合されている。このような第2の補強部材の接合により、外板の端部の剛性が十分に確保される。また、この車両パネル構造体では、第2の補強部材が第1の分割部材と第2の分割部材とに分割されている。第1の分割部材と第2の分割部材とは、第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出す第1の調節片と第2の調節片とを有しており、互いに当接させた第1の調節片と第2の調節片との接合によって一体化されている。
【0009】
このような第2の補強部材の構成によれば、第1の調節片と第2の調節片とが当接可能な範囲で第1の分割部材の位置と第2の分割部材の位置とを第1の補強部材の頂部の高さ方向に調節できる。したがって、第1の補強部材及び第2の補強部材の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材における一方のフランジ部と他方のフランジ部との高さの差を第1の補強部材の頂部の高さに一致させることができ、上述した外板端部の補強構造を容易に実現できる。
【0010】
また、外板の少なくとも端部と対向する対向部を有し、外板の端部と、対向部と、隣り合う第1の補強部材のウェブ部とによって、第1の補強部材の長手方向に中空部が形成されるように第1の補強部材の頂部に接合された板状部材を更に備え、一方のフランジ部は、板状部材を介して第1の補強部材の頂部に接合されていることが好ましい。この場合、中空部によって外板端部の剛性を更に高めることが可能となる。また、本構成は、板状部材を追加するだけの簡単な構成で実現できるので、部品点数の増加や重量の増加も抑えられる。
【0011】
また、第2の補強部材は、断面ハット状をなしていることが好ましい。この場合、第2の補強部材のチャネル部によって外板端部の剛性が一層高められる、また、上記の板状部材と組み合わせる場合、板状部材と第2の補強部材のチャネル部とによって第2の補強部材の長手方向に中空部が形成される。これにより、外板端部には中空部の交差構造が形成されるので、更なる剛性の向上が図られる。
【0012】
また、一方のフランジ部と第1の補強部材の頂部との接合、及び他方のフランジ部と外板の内面との接合は、レーザ溶接によってなされていることが好ましい。部材間の隙間は、第1の分割部材の位置及び第2の分割部材の位置を第1の補強部材の頂部の高さ方向に調節することで、レーザ溶接の実施に十分な程度以下に抑えることができる。レーザ溶接では、部材への入熱量を抑えられるので、部材の変形を抑えた強固な接合を実現できる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、補強部材の寸法ばらつきがあっても外板端部の補強構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】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。
【図2】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る。
【図3】図2に示した車両パネル構造体の分解斜視図である。
【図4】図2に示した車両パネル構造体を第2の補強部材の長手方向から見た場合の側面図である。
【図5】第1の分割部材及び第2の分割部材による高さ調節の様子を示した図である。
【図6】第2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る。
【図7】図6に示した車両パネル構造体の分解斜視図である。
【図8】第2の補強部材を取り除いた状態で図6に示した車両パネル構造体を第1の補強部材の長手方向から見た場合の側面図である。
【図9】図6に示した車両パネル構造体を第2の補強部材の長手方向から見た場合の側面図である。
【図10】変形例に係る車両パネル構造体を示す図である。
【図11】別の変形例に係る車両パネル構造体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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る。また、図3は、その分解斜視図である。同図においては、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。
【0020】
図2及び図3に示すように、車両パネル構造体10は、外板20と、第1の補強部材30と、第2の補強部材40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。
【0021】
第1の補強部材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。第1の補強部材30は、例えば厚さ0.8mmのステンレス鋼(SUS301L)からなり、外板20の長さに対応する長尺状をなしている。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。
【0022】
第1の補強部材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、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、第1の補強部材30と外板20との間には、第1の補強部材30の長手方向に沿って中空部が形成されている。
【0023】
第2の補強部材40は、第1の補強部材30と同様に、長方形状の頂部41と、頂部41の幅方向の両側部から起立するウェブ部42,42と、ウェブ部42,42の先端から外側に突出するフランジ部43,43とを有する断面ハット状の部材(ハット型材)である。また、頂部41の幅は例えば50mm程度となっている。
【0024】
一方、第2の補強部材40では、図4に示すように、ウェブ部42,42の高さが互いに異なっており、一方のウェブ部42の高さは例えば35mm程度、他方のウェブ部42の高さは例えば70mm程度となっている。これにより、第2の補強部材40における一方のフランジ部43の高さと他方のフランジ部43の高さとの差は35mmとなっており、第1の補強部材30の頂部31の高さに一致するようになっている。
【0025】
この第2の補強部材40は、外板20の端部20aにおいて、頂部41が車両の内側に向くようにして第1の補強部材30と直交して配置されている。そして、第2の補強部材40は、一方のフランジ部43が第1の補強部材30の頂部31に当接し、かつ他方のフランジ部43が外板20の内面に当接した状態で、フランジ部43,43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及び第1の補強部材30に強固に接合されている。
【0026】
また、第2の補強部材40における他方のウェブ部42の内側面には、第1の補強部材30の端部30aが当接した状態となっている。他方のウェブ部42と第1の補強部材30の端部30aとは、スポット状のレーザ溶接部W3によって互いに強固に接合されている。
【0027】
以上のように、車両パネル構造体10では、外板20の端部20aにおいて、第1の補強部材30に直交する向きに第2の補強部材40が配置され、第2の補強部材40の一方のフランジ部43が第1の補強部材30の頂部31に接合され、他方のフランジ部43が外板20の内面に接合されている。このような第2の補強部材40の接合により、外板20の端部20aの剛性が十分に確保される。また、各部材の接合にレーザ溶接を用いることで、部材への入熱量を抑えられるので、部材の変形を抑えた強固な接合を実現できる。
【0028】
ところで、上述した外板20の端部20aの補強構造を実現するにあたっては、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させる必要がある。本実施形態では、一方のフランジ部43と頂部31との接合、及び他方のフランジ部43と外板20との接合にレーザ溶接を用いているため、健全な溶接部の形成のためには、部材間の隙間を板厚の1/10程度以下に抑えておくことが要求される。
【0029】
しかしながら、第1の補強部材30及び第2の補強部材40は、通常ではいずれもプレス加工によって形成されるので、寸法ばらつきが生じ易いという問題があった。したがって、外板20の端部20aに第2の補強部材40を配置した際に、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差が第1の補強部材30の頂部31の高さに一致せず、部材間の隙間が必ずしもレーザ溶接で要求される条件を満足できない場合があった。
【0030】
これに対し、上述した第2の補強部材40は、図4に示すように、第1の分割部材51と第2の分割部材52とによって頂部41で幅方向に2分割されている。第1の分割部材51は、一方のフランジ部43と、一方のウェブ部42と、頂部41の一方側の半分部分41aと、半分部分41aの先端に形成された第1の調節片53とを有している。第1の調節片53は、第1の分割部材51の長手方向に延在しており、第1の補強部材30の頂部31の高さ方向に沿ってウェブ部42と反対方向に張り出している。
【0031】
第2の分割部材52は、他方のフランジ部43と、他方のウェブ部42と、頂部41の他方側の半分部分41bと、半分部分41bの先端に形成された第2の調節片54とを有している。第2の調節片54は、第2の分割部材52の長手方向に延在しており、第1の補強部材30の頂部の高さ方向に沿って第1の調節片53と同方向に張り出している。
【0032】
そして、第1の分割部材51と第2の分割部材52とは、第1の調節片53と第2の調節片54とを当接させた状態で、第1の調節片53及び第2の調節片54の長手方向に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部W4によって互いに強固に接合されている。
【0033】
このような第2の補強部材40の構成によれば、第1の調節片53と第2の調節片54とが当接可能な範囲で第1の分割部材51の位置と第2の分割部材52の位置とを第1の補強部材30の頂部31の高さ方向に調節できる。例えば図5(a)に示すように、第1の調節片53と第2の調節片54とを当接させたまま、第2の分割部材52に対する第1の分割部材51の位置を第2の調節片54の基端側にずらすことにより、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を小さくできる。
【0034】
また、例えば図5(b)に示すように、第1の調節片53と第2の調節片54とを当接させたまま、第2の分割部材52に対する第1の分割部材51の位置を第2の調節片54の先端側にずらすことにより、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を大きくできる。
【0035】
したがって、第1の補強部材30及び第2の補強部材40の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させることができ、上述した外板20の端部20aの補強構造を容易に実現できる。
【0036】
続いて、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、第2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る。また、図7は、その分解斜視図である。
【0037】
図6及び図7に示すように、第2実施形態に係る車両パネル構造体60は、第1の補強部材30と第2の補強部材40との間に板状部材70を介在させている点で第1実施形態と異なっている。板状部材70は、例えば厚さ0.8mm程度のステンレス鋼(SUS301L)からなる。板状部材70は、略長方形状の本体部71と、本体部71の一側から例えば200mmピッチで張り出す複数の張出部72とを有している。
【0038】
この板状部材70は、本体部71が外板20の端部20aと対向し(以下、本体部71を対向部73と称す)、かつ張出部72のそれぞれが第1の補強部材30の頂部31に当接するように配置され、対向部73及び張出部72にスポット状に形成されたレーザ溶接部W5によって第1の補強部材30の頂部31に強固に接合されている。なお、張出部72の長さは、例えば100mm〜200mm程度となっている。また、対向部73と張出部72とがなす隅部は、例えばφ30mmの凹状に加工されている。
【0039】
そして、車両パネル構造体60では、第2の補強部材40は、一方のフランジ部43が板状部材70に当接し、かつ他方のフランジ部43が外板20の内面に当接した状態となっている。そして、第2の補強部材40は、フランジ部43,43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、第1の補強部材30、及び板状部材70に強固に接合されている。
【0040】
このような車両パネル構造体60についても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、第1の補強部材30及び第2の補強部材40の寸法ばらつきがあっても、第2の補強部材40における一方のフランジ部43と他方のフランジ部43との高さの差を第1の補強部材30の頂部31の高さに一致させることができ、外板20の端部20aの補強構造を容易に実現できる。
【0041】
また、車両パネル構造体60では、外板20、第1の補強部材30、第2の補強部材40、及び板状部材70の接合により、図8に示すように、外板20の端部20aと、板状部材70の対向部73と、隣り合う第1の補強部材30のウェブ部32,32とによって、第1の補強部材30の長手方向に延びる第1の中空部S1が形成されている。
【0042】
さらに、車両パネル構造体60では、外板20、第1の補強部材30、第2の補強部材40、及び板状部材70の接合により、図9に示すように、第2の補強部材40の頂部41と、ウェブ部42,42と、板状部材70の対向部73とによって、第1の中空部S1と直交する方向に第2の中空部S2が形成されている。第2の中空部S2は、対向部73に仕切られることによって、第1の中空部S1に対して連通しない状態で立体交差している。
【0043】
このような第1の中空部S1及び第2の中空部S2の交差構造により、車両パネル構造体60では、外板20の端部20aの剛性を一層高めることができる。本構成は、骨部材同士を交差方向に配置した従来の構成と比較して、板状部材70を追加するだけで実現できるので、部品点数の増加も避けられ、重量の増加も抑えられる。
【0044】
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、第2の補強部材40の他方のフランジ部43が直接的に外板20の内面に接合されているが、図10に示す車両パネル構造体80のように、外板20と他方のフランジ部43との間にドアフレーム81の側縁部82を挟み込み、レーザ溶接部W2によって外板20、フランジ部43、及び側縁部82を一体的に接合してもよい。
【0045】
また、上述した実施形態では、第1の分割部材51の第1の調節片53と第2の分割部材52の第2の調節片54とは、いずれもウェブ部32と反対方向に張り出しているが、第1の調節片53と第2の調節片54とは、第1の補強部材30の頂部の高さ方向に沿って張り出すものであればよく、ウェブ部32側に張り出していてもよい。
【0046】
さらに、例えば図11に示す車両パネル構造体90のように、第2の補強部材40の分割位置を、頂部41ではなく他方のウェブ部42としてもよい。この場合、第1の分割部材91における他方のウェブ部42aの先端部分が第1の調節片93となり、第2の分割部材92における他方のウェブ部42bの先端部分が第2の調節片94となる。したがって、上述した実施形態と同様に、第1の調節片93と第2の調節片94とを当接させ、第1の調節片93及び第2の調節片94の長手方向に沿ってスポット状に形成されたレーザ溶接部W5によって第1の分割部材91と第2の分割部材92とを接合すればよい。
【符号の説明】
【0047】
1…鉄道車両、10,60,80,90…車両パネル構造体、20…外板、20a…端部、30…第1の補強部材、31…頂部、32…ウェブ部、40…第2の補強部材、41…頂部、43…フランジ部、51,91…第1の分割部材、52,92…第2の分割部材、53,93…第1の調節片、54,94…第2の調節片、70…板状部材、73…対向部、S1…第1の中空部、S2…第2の中空部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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た断面ハット状の第1の補強部材と、
前記外板の端部において前記第1の補強部材と交差する方向に配置され、前記第1の補強部材の頂部に接合された一方のフランジ部と、前記外板の前記内面に接合された他方のフランジ部とを有する第2の補強部材と、を備え、
前記第2の補強部材は、
前記一方のフランジ部と、前記第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出す第1の調節片とを含む第1の分割部材と、
前記他方のフランジ部と、前記第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出すと共に前記第1の調節片に当接する第2の調節片とを含む第2の分割部材と、を有し、
前記第1の分割部材と前記第2の分割部材とは、前記第1の調節片と前記第2の調節片との接合によって一体化されていることを特徴とする車両パネル構造体。
【請求項2】
前記外板の少なくとも前記端部と対向する対向部を有し、前記外板の前記端部と、前記対向部と、隣り合う前記第1の補強部材のウェブ部とによって、前記第1の補強部材の長手方向に中空部が形成されるように前記第1の補強部材の頂部に接合された板状部材を更に備え、
前記一方のフランジ部は、前記板状部材を介して前記第1の補強部材の頂部に接合されていることを特徴とする請求項1記載の車両パネル構造体。
【請求項3】
前記第2の補強部材は、断面ハット状をなしていることを特徴とする請求項1又は2記載の車両パネル構造体。
【請求項4】
前記一方のフランジ部と前記第1の補強部材の頂部との接合、及び前記他方のフランジ部と前記外板の前記内面との接合は、レーザ溶接によってなされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の車両パネル構造体。
【請求項1】
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た断面ハット状の第1の補強部材と、
前記外板の端部において前記第1の補強部材と交差する方向に配置され、前記第1の補強部材の頂部に接合された一方のフランジ部と、前記外板の前記内面に接合された他方のフランジ部とを有する第2の補強部材と、を備え、
前記第2の補強部材は、
前記一方のフランジ部と、前記第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出す第1の調節片とを含む第1の分割部材と、
前記他方のフランジ部と、前記第1の補強部材の頂部の高さ方向に張り出すと共に前記第1の調節片に当接する第2の調節片とを含む第2の分割部材と、を有し、
前記第1の分割部材と前記第2の分割部材とは、前記第1の調節片と前記第2の調節片との接合によって一体化されていることを特徴とする車両パネル構造体。
【請求項2】
前記外板の少なくとも前記端部と対向する対向部を有し、前記外板の前記端部と、前記対向部と、隣り合う前記第1の補強部材のウェブ部とによって、前記第1の補強部材の長手方向に中空部が形成されるように前記第1の補強部材の頂部に接合された板状部材を更に備え、
前記一方のフランジ部は、前記板状部材を介して前記第1の補強部材の頂部に接合されていることを特徴とする請求項1記載の車両パネル構造体。
【請求項3】
前記第2の補強部材は、断面ハット状をなしていることを特徴とする請求項1又は2記載の車両パネル構造体。
【請求項4】
前記一方のフランジ部と前記第1の補強部材の頂部との接合、及び前記他方のフランジ部と前記外板の前記内面との接合は、レーザ溶接によってなされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の車両パネル構造体。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−25785(P2011−25785A)
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−172090(P2009−172090)
【出願日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【出願人】(000003377)東急車輛製造株式会社 (332)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【出願人】(000003377)東急車輛製造株式会社 (332)
【Fターム(参考)】
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