鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体
【課題】 外観、作業性、コストの面に有利な外板・付帯物溶接接合構造を実現できるようにする。
【解決手段】 外板３とそれの補強や内外装を目的とした骨１、２や開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａなどの付帯物とを溶接接合するのに、外板３とこれに当てがった付帯物１、２、４２ａ、４３ａとの重合部につき、それら外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａの外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接４、４５して、外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａを溶接接合することにより、上記の目的を達成する。
【解決手段】 外板３とそれの補強や内外装を目的とした骨１、２や開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａなどの付帯物とを溶接接合するのに、外板３とこれに当てがった付帯物１、２、４２ａ、４３ａとの重合部につき、それら外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａの外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接４、４５して、外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａを溶接接合することにより、上記の目的を達成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法、詳しくは、外板とそれの補強や内外装を目的とした骨や開口枠、開口枠材などの付帯物とを溶接接合する鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外板の内面に縦横に配した骨を当てがって溶接接合し、外板の補強を図る鉄道車両の外板補強構造は既に知られているし（例えば、特許文献１参照。）、図６（ａ）（ｂ）に示すように外板ａに対し縦横の骨ｂ、ｃを配して溶接接合したものも知られている。これらのものは図７（ａ）に示すようなスポット溶接をして溶接接合している。しかし、スポット溶接では１ｔもの荷重を掛けて溶接するので、圧痕が外面に出て見栄えが悪く、接合にも手間や時間が掛かるので、コスト高になるし、荷重が大きく大掛かりな装置となる上、高価な銅製の電極盤ｄが必要であるなど設備費も高くつく。
【０００３】
そこで、図７（ｂ）に示すようなレーザ溶接によって溶接接合することも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平９−３０４１４号公報
【特許文献２】特許第２８４３８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者は外板とその付帯物とを溶接接合するのにステンレス製車体においてレーザ溶接を実用すべく種々に実験をし検討を重ねているなか、図５に示すように外板ａの内面に骨ｂ、ｃを当てがい内側から照射するレーザ光ｅによって矢印ｆの方向にレーザ溶接するのに、外板ａの外面にレーザ溶接ラインに沿った線状痕ｇが現れることがあった。これは、図７（ｂ）に示すようにレーザ溶接では溶融して接合部ｈとなる部分の外板ａ側への溶け込みが浅く、骨ｂ、ｃ側に高い凝固力が働き、これによって１．５〜３ｍｍ程度の厚みの外板ａや１〜２．５ｍｍ程度の厚みの骨ｂ、ｃがレーザ溶接ラインに沿って僅かに屈曲させられていることによるもので、鏡面の場合よりも図５に示すようなキズや汚れを目立たなくする化粧の一種である研磨目ｊのある面で特定の場合に目立った。この特定の場合はレーザ溶接ラインが研磨目ｊに交差するような場合であることが判明し、レーザ溶接ラインが研磨目ｊに沿うようにレーザ溶接すると全く目立たなくなった。このような傾向はアルミニウムなど他の金属板の場合も同様であると思われる。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載のものが、縦横の骨を外板にレーザ溶接していて、上記のような化粧面での線状痕ｇを解消し切れないことや、横向きの骨が縦向きの骨に分断されて連続溶接できないことをも踏まえ、特定の向きに研磨目を有した外板を採用して、外観、作業性、コストの面に有利な鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体を実現した。
【０００６】
本発明の目的は、本発明者の上記のような鋭意努力によるところの、外観、作業性、コストの面に有利な鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を達成するために、本発明の、鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法は、外板とそれの補強や内外装を目的とした骨や開口枠、開口枠材などの付帯物とを溶接接合する鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法であって、外板とこれに当てがった付帯物との重合部につき、それら外板および付帯物の外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接して、外板および付帯物を溶接接合することを主たる特徴としている。
【０００８】
このような構成では、例えば、付帯物の１つである骨は外板の内面に当てがわれて外板が外面となった溶接接合が行われ、付帯物の１つである開口枠、開口枠材は外板の外面に当てがって開口枠、開口枠材が外面となった溶接接合が行われることに関し、これら外板と付帯物とを当てがい、それらの重合部につき内側からレーザ溶接して溶接接合するのに、そのレーザ溶接を外板および付帯物の外面となる側の表面にある研磨目に沿った方向で行うので、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避して、外板と付帯物との溶接接合にレーザ溶接を実用することができる。
【０００９】
車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とを、その骨の長手方向にレーザ溶接して溶接接合する、さらなる構成では、
外板の研磨目の向きを車両の長手方向に設定することで、長尺な横向きの骨を多数採用して連続レーザ溶接して必要な構体強度の確保に貢献できる。
【００１０】
外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とは、スポット溶接して溶接接合する、さらなる構成では、
研磨目の向きを車両の長手方向に設定した外板に縦向きの骨を溶接接合するのに、スポット溶接による溶接接合を採用することで、縦向きの骨に沿ったレーザ溶接により研磨目に交差する目立った線状痕が生じるのを回避しながら、横向きの骨を多くした分だけ縦向きの骨を少なくして必要な構体強度確保を実現させられる。
【００１１】
縦向きの骨と横向きの骨とは、栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかで溶接接合する、さらなる構成では、
縦横の骨どうしを種々な溶接によって外板や外観に影響なく溶接接合し、それらの継手強度を高められる。
【００１２】
上記のような鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法によって、車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とが、その骨の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とがスポット溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の開口縁の外面に当てがい自身の外面に長手方向に沿った研磨目を有した開口枠または開口枠材とが、その開口枠または開口枠材の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合されていることを主たる特徴とする鉄道車両の側構体が、上記各方法での特徴を生かして得られる。
【００１３】
横向きの骨は外板の窓および出入り口の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨は外板の窓および出入り口の開口の側部、端部に沿って配し、縦向きの骨間では横向きの骨に縦向きの補強材を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部で接合されている、さらなる構成では、
横向きの骨を通せる面域には縦向きの骨に優先して多く配列し、縦向きの骨による分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨と、縦向きの骨間で横向きの骨に縦向きに渡して外板や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材とで必要な構体強度を確保できる。特に、補強材は外板との溶接がない上、接触もせず浮いた状態で、外板の面内せん断力による面外変形に対する強度を高められる。
【００１４】
それには、横向きの骨はハット型断面を有してその両側のフランジが外板に溶接接合され、縦向きの補強材は横向きの骨のフランジより背部に嵌り合う切り欠きを有して横向きの骨のフランジに当てがわれてそのフランジに溶接接合されているのが好適である。
【００１５】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法によれば、外板と付帯物と重合部で内側からするレーザ溶接を、外板および付帯物の外面となる側の表面にある研磨目に沿った方向で行って、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避し、レーザ溶接にて外板と付帯物とを溶接接合して、外観を損なわずにレーザ溶接を採用できる分だけ作業性がよくなり、コストも低減する。
【００１７】
外板の研磨目の向きを車両の長手方向に設定して、長尺な横向きの骨およびそれに沿った連続レーザ溶接の採用率を高めて、作業性、コスト低減にさらに有利にしながら、必要な構体強度の確保に貢献できる。
【００１８】
研磨目の向きを車両の長手方向に設定した外板に縦向きの骨をスポット溶接することで、縦向きの骨溶接接合が研磨目に交差する目立った線状痕が生じる原因にならないようにして、しかも、横向きの骨を多くした分だけスポット溶接の必要な縦向きの骨を少なくして作業性が低下するのを抑えながら必要な構体強度確保を実現させられる。
【００１９】
縦横の骨どうしを種々な溶接によって外板や外観に影響なく溶接接合し、それらの継手強度を高められる。
【００２０】
上記のような鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法によって、鉄道車両の側構体が、上記各方法での特徴を生かして外観よく、作業性良く安価に得られる。
【００２１】
しかも、横向きの骨を通せる面域には縦向きの骨に優先して多く配列し、縦向きの骨による分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨と、縦向きの骨間で横向きの骨に縦向きに渡して外板や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材とで必要な構体強度を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体に係る実施の形態につき、図１〜図４を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。
【００２３】
本実施の形態は図１、図２に示すような側構体４１を製作するのに、図２に示すようなステンレス製の外板３に対し、この外板３を補強する縦横に配したステンレス製の骨１、２、および出入り口４２や窓４３の開口縁に設けられる外装部材の一種としてのステンレス製の開口枠や開口枠材４２ａ、４３ａを付帯物として溶接接合する場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、鉄道車両の外板３とこれに溶接接合する付帯物とを有したどの部分の構体にても適用できる。また、材料もステンレスに特に限られることはない。
【００２４】
また、図２に示すように、付帯物の１つである骨１、２は外板３の内面に当てがわれて外板３が外面となった溶接接合が行われ、付帯物の１つである開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａは外板３の外面に当てがって開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａが外面となった溶接接合が行われる。このような関係から本実施の形態では、外板３とそれの補強や内外装を目的とした骨１、２や開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａなどの付帯物とを、図１、図２に示す溶接接合部４、５、４５にて溶接接合するのに、外板３とこれに当てがった付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとの重合部につき、それら外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａの外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接して、外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａを溶接接合する。ステンレス材に対してレーザ光はＹＡＧレーザが適する。しかし、これに限られることはない。
【００２５】
このように、外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとを当てがい、それらの重合部につき内側からレーザ溶接して溶接接合するのを外板３および付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａの外面となる側の表面にある研磨目に沿った方向で行うので、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避して、外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとの溶接接合にレーザ溶接を実用することができる。従って、外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａと重合部で内側からするレーザ溶接のラインが、それらの外面となる側の表面にある研磨目に沿った向きとなるので、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避し、レーザ溶接にて外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとを溶接接合して、外観を損なわずにレーザ溶接を採用できる分だけ作業性がよくなり、コストも低減する。なお、レーザ溶接における外板３への溶け込み深さｔは、接合強度と外板３の美観上から、０．１ｍｍ〜外板３の厚みの５０％程度までとするのが好適である。
【００２６】
本実施の形態では、特に、外板３は車両の長手方向に向く研磨目を有したものを採用して、この外板３の内面に図１、図２に示すように横向きに当てがった骨２とを、その骨２の長手方向に連続した溶接接合部５が示すようにレーザ溶接して溶接接合している。このように、外板３の研磨目の向きを車両の長手方向に設定することで、長尺な横向きの骨２を図１に示すように多数採用してそれぞれで連続レーザ溶接し、必要な構体強度の確保に貢献できる。つまり、長尺な横向きの骨２およびそれに沿った連続レーザ溶接の採用率を高めて、作業性、コスト低減にさらに有利にしながら、必要な構体強度の確保に貢献できる。
【００２７】
これに対し、外板３と、この外板３の内面に縦向きに当てがった骨１とは、図に溶接接合部４で示すようにスポット溶接して溶接接合している。これにより、研磨目の向きを車両の長手方向に設定した外板３に縦向きの骨１を溶接接合するのに、スポット溶接による溶接接合を採用することで、縦向きの骨２に沿ったレーザ溶接により研磨目に交差する目立った線状痕が生じるのを回避しながら、横向きの骨２を多くした分だけ縦向きの骨１を少なくして必要な構体強度確保を実現させられる。
【００２８】
一方、縦向きの骨１と横向きの骨２とは、溶接接合部６で示すように栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかで溶接接合する。これにより、縦横の骨１、２どうしを種々な溶接によって外板３や外観に影響なく溶接接合し、それらの継手強度を高められる。
【００２９】
上記のような外板・付帯物溶接接合方法によって、車両の長手方向に向く研磨目を有した外板３と、この外板３の内面に横向きに当てがった骨２とが、その骨２の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部５で接合され、前記外板３と、この外板３の内面に縦向きに当てがった骨１とがスポット溶接した溶接接合部４で接合され、前記外板３と、この外板３の出入り口４２や窓４３の開口縁の外面に当てがい自身の外面に長手方向に沿った、つまり周方向の研磨目を有した開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとが、その開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａの長手方向にレーザ溶接した溶接接合部４５で接合されている鉄道車両の側構体４１が得られ、上記各方法での特徴を生かして、外観よく安価に十分な構体強度を有したものとして提供できる。なお、側構体４１とする標準作業手順としては、出入り口４２間に対応する大きさで、窓４３の開口を持った外板３の外面の窓４３の開口縁に開口枠４３ａを当てがって溶接接合した後、外板３の内面に縦横の骨１、２を配して溶接接合し、さらに補強材４６を配して溶接接合したものを個別に製作し、それらの出入り口の開口縁となる端部に開口枠材４２ａを当てがい溶接接合して接いで１両分の長さとする。
【００３０】
図１、図２に示す側構体４１は特に、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように横向きの骨２は外板３の窓４３および出入り口４２の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨１は外板３の窓４３および出入り口４２の開口およびの側部、外板３の端部（図示せず）に沿って配し、縦向きの骨１間では横向きの骨２に縦向きの補強材４６を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部４７で接合している。これにより、横向きの骨２を通せる面域には縦向きの骨１に優先して多く配列し、縦向きの骨１による横向きの骨２に対する分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨１と、縦向きの骨１間で横向きの骨２に縦向きに渡して外板３や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材４６とで必要な構体強度を確保できる。特に、補強材は外板との溶接がない上、接触もせず浮いた状態で、外板の面内せん断力による面外変形に対する強度を高められる。それには、図示しているように横向きの骨２はハット型断面を有してその両側のフランジ２ｂが外板３に溶接接合され、縦向きの補強材４６はハット型の断面を有して横向きの骨２のフランジ２ｂより背部に嵌り合う切り欠き４６ｂを有して横向きの骨２のフランジ２ｂに自身のフランジ４６ａを当ってそのフランジ２ｂに溶接接合されている構成が好適である。
【００３１】
なお、縦向きの骨１が、これに優先して連続に通して配した横向きの骨２と競合する部分では、縦向きの骨１を分断して配してあるが、外板３に対して連続性の要らないスポット溶接するものであるから作業性上特に問題になることはない。
【００３２】
以上のようなレーザ溶接には、例えば、図３、図４に示すようなレーザ溶接設備を用いて行う。このレーザ溶接設備は図４（ａ）（ｂ）に示すように、溶接作業部１１と、この溶接作業部１１から左右に延びるレール１２上を走行する左右の治具台車１３、１４とを備え、左右の治具台車１３は車体の側、屋根、妻などの構体などを構成する外板３を支持して溶接作業部１１へ交互に進入し、支持している外板３をそれに縦横に配する骨１、２とのレーザ溶接に供することを繰り返し、溶接作業部１１から出る都度溶接によって製作した構体を取外して新たな外板３と交換する。溶接作業部１１はレール１５上を走行する門型の作業脚１６を有している。この作業脚１６は例えば５関節程度の多関節ロボット１７を支持しており、溶接作業部１１に進入した治具台車１３上の外板３に縦横に配する骨１、２をレーザ溶接する。このレーザ溶接のために多関節ロボット１７は図３に示すようにロボットアームの先端にレーザトーチ１８を有し、このレーザトーチ１８によって冷却機構付きのレーザ発振装置１９から光ファイバを通じてレーザ光を供給され溶接接合部にレーザ照射して所定のレーザ溶接を行う。このレーザ溶接のために溶接作業部１１は、その左右２箇所に加圧機構２１を有し、溶接作業部１１に進入してきた治具台車１３、１４上の外板およびそれに縦横に配する骨１、２を上方から所定位置に加圧支持し、レーザ溶接に備えるようにしている。加圧機構２１はレール２２上を走行する門型の支持脚２３に加圧ロッド２４を左右に２本ずつ支持しており、これら左右２本ずつの加圧ロッド２４によって前記加圧支持を行う。これらレーザ溶接作業はロボット系制御装置３１と治具系制御装置３２との協働した動作制御を伴って行われる。
【００３３】
なお、縦横に配した骨１、２における一方の骨２の端部２ａが図１、図２に示すように他方の骨１の側面に対向する関係を有して外板３に溶接接合し、外板３の補強を図るのに、図２に示すように外板３に溶接接合部５で溶接接合した一方の骨２の端部２ａおよび外板３に跨って他方の骨１を当てがい、それら双方に他方の骨１を溶接接合部６、４にて溶接接合している。このように、外板３に溶接接合された一方の骨２の端部２ａと外板３とに他方の骨１を跨って当てがい双方に溶接接合していることによって、横向きの骨２の外板３への連続したレーザ溶接をも許容しながら、一方の骨２の端部２ａ全体が外板３への溶接接合構造を有して他方の骨１の下に双方の材料力学的な立体形状のまま重なり合って、外板３に溶接接合された他方の骨１と溶接接合されるので、縦横の骨１、２の継手強度を高めながら一方の骨２の端部２ａに応力が集中しないようにすることができる。
【００３４】
さらに、具体的には、一方の骨２は図１、図２に示すようにハット型断面を有して両側フランジ２ｂ、２ｂを外板３に当てがいレーザ溶接にて溶接接合し、他方の骨１は図１の例のようにハット型断面または図２の例のようにハット型断面を有して、一方の骨２の端部２ａと外板３とに跨り、それらに両側のフランジ１ｂ、１ｂを個別に当てがい、一方の骨２の端部２ａにはレーザ溶接、スポット溶接、あるいは既述した栓溶接の１つによって溶接接合し、外板３にはレーザ溶接によって溶接接合している。これにより、縦横の骨１、２の外板３へのレーザ溶接による接合を実現して、しかも、縦横の骨１、２の相互接合、外板との接合、それらの力学的形状を生かした前記継手強度や接合強度の向上が図れる。
【００３５】
鉄道車両では図１、図２に示す側構体４１で見られるように、その長手方向に長尺の横向きの骨２を通して外板３を補強することが広く採用され、窓４３や出入り口４２の開口に沿う縦向きの骨１の側部に端部２ａが対向する本数が多く、それらの間の継手強度や外板３への接合強度が問題になりやすいところ、それら継手強度や接合強度を高めるのに図１、図２に示す具体例は有効である。しかも、窓４３および出入り口４２の開口に沿って連続するレーザ溶接した溶接接合部４はそれら開口からの雨水などの侵入に対する防水となるので好適である。また、窓４３や出入り口４２の開口に沿う縦向きの骨１は、図２に示すように窓４３や出入り口４２の開口に設ける開口枠ないしは開口枠材４２ａ、４３ａと別体としてあり、開口枠４３ａと骨１とは特に個別にレーザ溶接してあり、それらが外板３を含め３重になってレーザ溶接するのでは最内面側から外板３にまで溶け込みを及ぼすのに時間が掛かるなどの問題があるのを回避している。この場合、開口枠４３ａに隣接する骨１のレーザ溶接によるラインが外板３の車両長手方向に向いた研磨目と直交するように目立って現れるが、外板３の外面に当てがって内側からレーザ溶接する開口枠４３ａにて覆い隠すことはできる。また、覆い隠さなくても開口枠４３ａの際に位置するようにすれば特に目立たなくなる。開口枠材４２ａと骨１との関係はスペースの問題上、３重に重なった状態で内側からレーザ溶接している。しかし、接合の簡易化からスポット溶接を採用することもできる。また、骨１と開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとはこれを一体に形成した共用部材とする簡略構造にても、前記継手強度や接合強度の向上が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は鉄道車両の外板と、その骨や開口枠、開口枠材などによる補強や内外装に実用でき、溶接の作業面、コスト面、強度面、美観上等に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の側構体に適用した外板と縦横に配した骨および開口枠、開口枠材との接合構造の１つの例を示す内面側からの正面図および断面図である。
【図２】図１の側構体の窓、出切り口間の横断面図である。
【図３】本実施の形態での溶接接合部の溶接を行うレーザ溶接設備を示す横断面図である。
【図４】図３のレーザ溶接設備の平面図および正面図である。
【図５】従来での外板と骨とのレーザ溶接による溶接接合部の状態例を示す斜視図である。
【図６】従来の鉄道車両の側構体に適用した外板と縦横に配した骨および開口枠、開口枠材との接合構造の１つの例を示す内面側からの正面図および断面図である。
【図７】スポット溶接およびレーザ溶接の溶接接合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、２ 骨
１ｂ、２ｂ フランジ
３ 外板
４、５、６、４５ 溶接接合部
４１ 側構体
４２ 出入り口
４３ 窓
４２ａ、４３ａ 開口枠ないしは開口枠材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法、詳しくは、外板とそれの補強や内外装を目的とした骨や開口枠、開口枠材などの付帯物とを溶接接合する鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外板の内面に縦横に配した骨を当てがって溶接接合し、外板の補強を図る鉄道車両の外板補強構造は既に知られているし（例えば、特許文献１参照。）、図６（ａ）（ｂ）に示すように外板ａに対し縦横の骨ｂ、ｃを配して溶接接合したものも知られている。これらのものは図７（ａ）に示すようなスポット溶接をして溶接接合している。しかし、スポット溶接では１ｔもの荷重を掛けて溶接するので、圧痕が外面に出て見栄えが悪く、接合にも手間や時間が掛かるので、コスト高になるし、荷重が大きく大掛かりな装置となる上、高価な銅製の電極盤ｄが必要であるなど設備費も高くつく。
【０００３】
そこで、図７（ｂ）に示すようなレーザ溶接によって溶接接合することも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平９−３０４１４号公報
【特許文献２】特許第２８４３８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本発明者は外板とその付帯物とを溶接接合するのにステンレス製車体においてレーザ溶接を実用すべく種々に実験をし検討を重ねているなか、図５に示すように外板ａの内面に骨ｂ、ｃを当てがい内側から照射するレーザ光ｅによって矢印ｆの方向にレーザ溶接するのに、外板ａの外面にレーザ溶接ラインに沿った線状痕ｇが現れることがあった。これは、図７（ｂ）に示すようにレーザ溶接では溶融して接合部ｈとなる部分の外板ａ側への溶け込みが浅く、骨ｂ、ｃ側に高い凝固力が働き、これによって１．５〜３ｍｍ程度の厚みの外板ａや１〜２．５ｍｍ程度の厚みの骨ｂ、ｃがレーザ溶接ラインに沿って僅かに屈曲させられていることによるもので、鏡面の場合よりも図５に示すようなキズや汚れを目立たなくする化粧の一種である研磨目ｊのある面で特定の場合に目立った。この特定の場合はレーザ溶接ラインが研磨目ｊに交差するような場合であることが判明し、レーザ溶接ラインが研磨目ｊに沿うようにレーザ溶接すると全く目立たなくなった。このような傾向はアルミニウムなど他の金属板の場合も同様であると思われる。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載のものが、縦横の骨を外板にレーザ溶接していて、上記のような化粧面での線状痕ｇを解消し切れないことや、横向きの骨が縦向きの骨に分断されて連続溶接できないことをも踏まえ、特定の向きに研磨目を有した外板を採用して、外観、作業性、コストの面に有利な鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体を実現した。
【０００６】
本発明の目的は、本発明者の上記のような鋭意努力によるところの、外観、作業性、コストの面に有利な鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を達成するために、本発明の、鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法は、外板とそれの補強や内外装を目的とした骨や開口枠、開口枠材などの付帯物とを溶接接合する鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法であって、外板とこれに当てがった付帯物との重合部につき、それら外板および付帯物の外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接して、外板および付帯物を溶接接合することを主たる特徴としている。
【０００８】
このような構成では、例えば、付帯物の１つである骨は外板の内面に当てがわれて外板が外面となった溶接接合が行われ、付帯物の１つである開口枠、開口枠材は外板の外面に当てがって開口枠、開口枠材が外面となった溶接接合が行われることに関し、これら外板と付帯物とを当てがい、それらの重合部につき内側からレーザ溶接して溶接接合するのに、そのレーザ溶接を外板および付帯物の外面となる側の表面にある研磨目に沿った方向で行うので、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避して、外板と付帯物との溶接接合にレーザ溶接を実用することができる。
【０００９】
車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とを、その骨の長手方向にレーザ溶接して溶接接合する、さらなる構成では、
外板の研磨目の向きを車両の長手方向に設定することで、長尺な横向きの骨を多数採用して連続レーザ溶接して必要な構体強度の確保に貢献できる。
【００１０】
外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とは、スポット溶接して溶接接合する、さらなる構成では、
研磨目の向きを車両の長手方向に設定した外板に縦向きの骨を溶接接合するのに、スポット溶接による溶接接合を採用することで、縦向きの骨に沿ったレーザ溶接により研磨目に交差する目立った線状痕が生じるのを回避しながら、横向きの骨を多くした分だけ縦向きの骨を少なくして必要な構体強度確保を実現させられる。
【００１１】
縦向きの骨と横向きの骨とは、栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかで溶接接合する、さらなる構成では、
縦横の骨どうしを種々な溶接によって外板や外観に影響なく溶接接合し、それらの継手強度を高められる。
【００１２】
上記のような鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法によって、車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とが、その骨の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とがスポット溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の開口縁の外面に当てがい自身の外面に長手方向に沿った研磨目を有した開口枠または開口枠材とが、その開口枠または開口枠材の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合されていることを主たる特徴とする鉄道車両の側構体が、上記各方法での特徴を生かして得られる。
【００１３】
横向きの骨は外板の窓および出入り口の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨は外板の窓および出入り口の開口の側部、端部に沿って配し、縦向きの骨間では横向きの骨に縦向きの補強材を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部で接合されている、さらなる構成では、
横向きの骨を通せる面域には縦向きの骨に優先して多く配列し、縦向きの骨による分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨と、縦向きの骨間で横向きの骨に縦向きに渡して外板や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材とで必要な構体強度を確保できる。特に、補強材は外板との溶接がない上、接触もせず浮いた状態で、外板の面内せん断力による面外変形に対する強度を高められる。
【００１４】
それには、横向きの骨はハット型断面を有してその両側のフランジが外板に溶接接合され、縦向きの補強材は横向きの骨のフランジより背部に嵌り合う切り欠きを有して横向きの骨のフランジに当てがわれてそのフランジに溶接接合されているのが好適である。
【００１５】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法によれば、外板と付帯物と重合部で内側からするレーザ溶接を、外板および付帯物の外面となる側の表面にある研磨目に沿った方向で行って、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避し、レーザ溶接にて外板と付帯物とを溶接接合して、外観を損なわずにレーザ溶接を採用できる分だけ作業性がよくなり、コストも低減する。
【００１７】
外板の研磨目の向きを車両の長手方向に設定して、長尺な横向きの骨およびそれに沿った連続レーザ溶接の採用率を高めて、作業性、コスト低減にさらに有利にしながら、必要な構体強度の確保に貢献できる。
【００１８】
研磨目の向きを車両の長手方向に設定した外板に縦向きの骨をスポット溶接することで、縦向きの骨溶接接合が研磨目に交差する目立った線状痕が生じる原因にならないようにして、しかも、横向きの骨を多くした分だけスポット溶接の必要な縦向きの骨を少なくして作業性が低下するのを抑えながら必要な構体強度確保を実現させられる。
【００１９】
縦横の骨どうしを種々な溶接によって外板や外観に影響なく溶接接合し、それらの継手強度を高められる。
【００２０】
上記のような鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法によって、鉄道車両の側構体が、上記各方法での特徴を生かして外観よく、作業性良く安価に得られる。
【００２１】
しかも、横向きの骨を通せる面域には縦向きの骨に優先して多く配列し、縦向きの骨による分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨と、縦向きの骨間で横向きの骨に縦向きに渡して外板や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材とで必要な構体強度を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法とそれによる側構体に係る実施の形態につき、図１〜図４を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。
【００２３】
本実施の形態は図１、図２に示すような側構体４１を製作するのに、図２に示すようなステンレス製の外板３に対し、この外板３を補強する縦横に配したステンレス製の骨１、２、および出入り口４２や窓４３の開口縁に設けられる外装部材の一種としてのステンレス製の開口枠や開口枠材４２ａ、４３ａを付帯物として溶接接合する場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、鉄道車両の外板３とこれに溶接接合する付帯物とを有したどの部分の構体にても適用できる。また、材料もステンレスに特に限られることはない。
【００２４】
また、図２に示すように、付帯物の１つである骨１、２は外板３の内面に当てがわれて外板３が外面となった溶接接合が行われ、付帯物の１つである開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａは外板３の外面に当てがって開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａが外面となった溶接接合が行われる。このような関係から本実施の形態では、外板３とそれの補強や内外装を目的とした骨１、２や開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａなどの付帯物とを、図１、図２に示す溶接接合部４、５、４５にて溶接接合するのに、外板３とこれに当てがった付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとの重合部につき、それら外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａの外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接して、外板３および付帯物１、２、４２ａ、４３ａを溶接接合する。ステンレス材に対してレーザ光はＹＡＧレーザが適する。しかし、これに限られることはない。
【００２５】
このように、外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとを当てがい、それらの重合部につき内側からレーザ溶接して溶接接合するのを外板３および付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａの外面となる側の表面にある研磨目に沿った方向で行うので、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避して、外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとの溶接接合にレーザ溶接を実用することができる。従って、外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａと重合部で内側からするレーザ溶接のラインが、それらの外面となる側の表面にある研磨目に沿った向きとなるので、外面にレーザ溶接に沿って目立った線状痕ができるのを回避し、レーザ溶接にて外板３と付帯物である骨１、２、開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとを溶接接合して、外観を損なわずにレーザ溶接を採用できる分だけ作業性がよくなり、コストも低減する。なお、レーザ溶接における外板３への溶け込み深さｔは、接合強度と外板３の美観上から、０．１ｍｍ〜外板３の厚みの５０％程度までとするのが好適である。
【００２６】
本実施の形態では、特に、外板３は車両の長手方向に向く研磨目を有したものを採用して、この外板３の内面に図１、図２に示すように横向きに当てがった骨２とを、その骨２の長手方向に連続した溶接接合部５が示すようにレーザ溶接して溶接接合している。このように、外板３の研磨目の向きを車両の長手方向に設定することで、長尺な横向きの骨２を図１に示すように多数採用してそれぞれで連続レーザ溶接し、必要な構体強度の確保に貢献できる。つまり、長尺な横向きの骨２およびそれに沿った連続レーザ溶接の採用率を高めて、作業性、コスト低減にさらに有利にしながら、必要な構体強度の確保に貢献できる。
【００２７】
これに対し、外板３と、この外板３の内面に縦向きに当てがった骨１とは、図に溶接接合部４で示すようにスポット溶接して溶接接合している。これにより、研磨目の向きを車両の長手方向に設定した外板３に縦向きの骨１を溶接接合するのに、スポット溶接による溶接接合を採用することで、縦向きの骨２に沿ったレーザ溶接により研磨目に交差する目立った線状痕が生じるのを回避しながら、横向きの骨２を多くした分だけ縦向きの骨１を少なくして必要な構体強度確保を実現させられる。
【００２８】
一方、縦向きの骨１と横向きの骨２とは、溶接接合部６で示すように栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかで溶接接合する。これにより、縦横の骨１、２どうしを種々な溶接によって外板３や外観に影響なく溶接接合し、それらの継手強度を高められる。
【００２９】
上記のような外板・付帯物溶接接合方法によって、車両の長手方向に向く研磨目を有した外板３と、この外板３の内面に横向きに当てがった骨２とが、その骨２の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部５で接合され、前記外板３と、この外板３の内面に縦向きに当てがった骨１とがスポット溶接した溶接接合部４で接合され、前記外板３と、この外板３の出入り口４２や窓４３の開口縁の外面に当てがい自身の外面に長手方向に沿った、つまり周方向の研磨目を有した開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとが、その開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａの長手方向にレーザ溶接した溶接接合部４５で接合されている鉄道車両の側構体４１が得られ、上記各方法での特徴を生かして、外観よく安価に十分な構体強度を有したものとして提供できる。なお、側構体４１とする標準作業手順としては、出入り口４２間に対応する大きさで、窓４３の開口を持った外板３の外面の窓４３の開口縁に開口枠４３ａを当てがって溶接接合した後、外板３の内面に縦横の骨１、２を配して溶接接合し、さらに補強材４６を配して溶接接合したものを個別に製作し、それらの出入り口の開口縁となる端部に開口枠材４２ａを当てがい溶接接合して接いで１両分の長さとする。
【００３０】
図１、図２に示す側構体４１は特に、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように横向きの骨２は外板３の窓４３および出入り口４２の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨１は外板３の窓４３および出入り口４２の開口およびの側部、外板３の端部（図示せず）に沿って配し、縦向きの骨１間では横向きの骨２に縦向きの補強材４６を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部４７で接合している。これにより、横向きの骨２を通せる面域には縦向きの骨１に優先して多く配列し、縦向きの骨１による横向きの骨２に対する分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨１と、縦向きの骨１間で横向きの骨２に縦向きに渡して外板３や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材４６とで必要な構体強度を確保できる。特に、補強材は外板との溶接がない上、接触もせず浮いた状態で、外板の面内せん断力による面外変形に対する強度を高められる。それには、図示しているように横向きの骨２はハット型断面を有してその両側のフランジ２ｂが外板３に溶接接合され、縦向きの補強材４６はハット型の断面を有して横向きの骨２のフランジ２ｂより背部に嵌り合う切り欠き４６ｂを有して横向きの骨２のフランジ２ｂに自身のフランジ４６ａを当ってそのフランジ２ｂに溶接接合されている構成が好適である。
【００３１】
なお、縦向きの骨１が、これに優先して連続に通して配した横向きの骨２と競合する部分では、縦向きの骨１を分断して配してあるが、外板３に対して連続性の要らないスポット溶接するものであるから作業性上特に問題になることはない。
【００３２】
以上のようなレーザ溶接には、例えば、図３、図４に示すようなレーザ溶接設備を用いて行う。このレーザ溶接設備は図４（ａ）（ｂ）に示すように、溶接作業部１１と、この溶接作業部１１から左右に延びるレール１２上を走行する左右の治具台車１３、１４とを備え、左右の治具台車１３は車体の側、屋根、妻などの構体などを構成する外板３を支持して溶接作業部１１へ交互に進入し、支持している外板３をそれに縦横に配する骨１、２とのレーザ溶接に供することを繰り返し、溶接作業部１１から出る都度溶接によって製作した構体を取外して新たな外板３と交換する。溶接作業部１１はレール１５上を走行する門型の作業脚１６を有している。この作業脚１６は例えば５関節程度の多関節ロボット１７を支持しており、溶接作業部１１に進入した治具台車１３上の外板３に縦横に配する骨１、２をレーザ溶接する。このレーザ溶接のために多関節ロボット１７は図３に示すようにロボットアームの先端にレーザトーチ１８を有し、このレーザトーチ１８によって冷却機構付きのレーザ発振装置１９から光ファイバを通じてレーザ光を供給され溶接接合部にレーザ照射して所定のレーザ溶接を行う。このレーザ溶接のために溶接作業部１１は、その左右２箇所に加圧機構２１を有し、溶接作業部１１に進入してきた治具台車１３、１４上の外板およびそれに縦横に配する骨１、２を上方から所定位置に加圧支持し、レーザ溶接に備えるようにしている。加圧機構２１はレール２２上を走行する門型の支持脚２３に加圧ロッド２４を左右に２本ずつ支持しており、これら左右２本ずつの加圧ロッド２４によって前記加圧支持を行う。これらレーザ溶接作業はロボット系制御装置３１と治具系制御装置３２との協働した動作制御を伴って行われる。
【００３３】
なお、縦横に配した骨１、２における一方の骨２の端部２ａが図１、図２に示すように他方の骨１の側面に対向する関係を有して外板３に溶接接合し、外板３の補強を図るのに、図２に示すように外板３に溶接接合部５で溶接接合した一方の骨２の端部２ａおよび外板３に跨って他方の骨１を当てがい、それら双方に他方の骨１を溶接接合部６、４にて溶接接合している。このように、外板３に溶接接合された一方の骨２の端部２ａと外板３とに他方の骨１を跨って当てがい双方に溶接接合していることによって、横向きの骨２の外板３への連続したレーザ溶接をも許容しながら、一方の骨２の端部２ａ全体が外板３への溶接接合構造を有して他方の骨１の下に双方の材料力学的な立体形状のまま重なり合って、外板３に溶接接合された他方の骨１と溶接接合されるので、縦横の骨１、２の継手強度を高めながら一方の骨２の端部２ａに応力が集中しないようにすることができる。
【００３４】
さらに、具体的には、一方の骨２は図１、図２に示すようにハット型断面を有して両側フランジ２ｂ、２ｂを外板３に当てがいレーザ溶接にて溶接接合し、他方の骨１は図１の例のようにハット型断面または図２の例のようにハット型断面を有して、一方の骨２の端部２ａと外板３とに跨り、それらに両側のフランジ１ｂ、１ｂを個別に当てがい、一方の骨２の端部２ａにはレーザ溶接、スポット溶接、あるいは既述した栓溶接の１つによって溶接接合し、外板３にはレーザ溶接によって溶接接合している。これにより、縦横の骨１、２の外板３へのレーザ溶接による接合を実現して、しかも、縦横の骨１、２の相互接合、外板との接合、それらの力学的形状を生かした前記継手強度や接合強度の向上が図れる。
【００３５】
鉄道車両では図１、図２に示す側構体４１で見られるように、その長手方向に長尺の横向きの骨２を通して外板３を補強することが広く採用され、窓４３や出入り口４２の開口に沿う縦向きの骨１の側部に端部２ａが対向する本数が多く、それらの間の継手強度や外板３への接合強度が問題になりやすいところ、それら継手強度や接合強度を高めるのに図１、図２に示す具体例は有効である。しかも、窓４３および出入り口４２の開口に沿って連続するレーザ溶接した溶接接合部４はそれら開口からの雨水などの侵入に対する防水となるので好適である。また、窓４３や出入り口４２の開口に沿う縦向きの骨１は、図２に示すように窓４３や出入り口４２の開口に設ける開口枠ないしは開口枠材４２ａ、４３ａと別体としてあり、開口枠４３ａと骨１とは特に個別にレーザ溶接してあり、それらが外板３を含め３重になってレーザ溶接するのでは最内面側から外板３にまで溶け込みを及ぼすのに時間が掛かるなどの問題があるのを回避している。この場合、開口枠４３ａに隣接する骨１のレーザ溶接によるラインが外板３の車両長手方向に向いた研磨目と直交するように目立って現れるが、外板３の外面に当てがって内側からレーザ溶接する開口枠４３ａにて覆い隠すことはできる。また、覆い隠さなくても開口枠４３ａの際に位置するようにすれば特に目立たなくなる。開口枠材４２ａと骨１との関係はスペースの問題上、３重に重なった状態で内側からレーザ溶接している。しかし、接合の簡易化からスポット溶接を採用することもできる。また、骨１と開口枠、開口枠材４２ａ、４３ａとはこれを一体に形成した共用部材とする簡略構造にても、前記継手強度や接合強度の向上が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は鉄道車両の外板と、その骨や開口枠、開口枠材などによる補強や内外装に実用でき、溶接の作業面、コスト面、強度面、美観上等に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る鉄道車両の側構体に適用した外板と縦横に配した骨および開口枠、開口枠材との接合構造の１つの例を示す内面側からの正面図および断面図である。
【図２】図１の側構体の窓、出切り口間の横断面図である。
【図３】本実施の形態での溶接接合部の溶接を行うレーザ溶接設備を示す横断面図である。
【図４】図３のレーザ溶接設備の平面図および正面図である。
【図５】従来での外板と骨とのレーザ溶接による溶接接合部の状態例を示す斜視図である。
【図６】従来の鉄道車両の側構体に適用した外板と縦横に配した骨および開口枠、開口枠材との接合構造の１つの例を示す内面側からの正面図および断面図である。
【図７】スポット溶接およびレーザ溶接の溶接接合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、２ 骨
１ｂ、２ｂ フランジ
３ 外板
４、５、６、４５ 溶接接合部
４１ 側構体
４２ 出入り口
４３ 窓
４２ａ、４３ａ 開口枠ないしは開口枠材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外板とそれの補強や内外装を目的とした骨や開口枠、開口枠材などの付帯物とを溶接接合する鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法であって、
外板とこれに当てがった付帯物との重合部につき、それら外板および付帯物の外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接して、外板および付帯物を溶接接合することを特徴とする鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項２】
車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とを、その骨の長手方向にレーザ溶接して溶接接合する請求項１に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項３】
外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とは、スポット溶接して溶接接合する請求項２に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項４】
縦向きの骨と横向きの骨とは、栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかで溶接接合する請求項３に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項５】
外板と、この外板の開口縁の外面に当てがった開口枠または開口枠材とを、その開口枠または開口枠材の長手方向にレーザ溶接して、外板および開口枠または開口枠材を溶接接合する請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項６】
車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とが、その骨の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とがスポット溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の開口縁の外面に当てがい自身の外面に長手方向に沿った研磨目を有した開口枠または開口枠材とが、その開口枠または開口枠材の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合されていることを特徴とする鉄道車両の側構体。
【請求項７】
縦向きの骨と横向きの骨とは、栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部で接合されている請求項６に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項８】
横向きの骨は外板の窓および出入り口の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨は外板の窓および出入り口の開口の側部、端部に沿って配して溶接接合され、縦向きの骨間では横向きの骨の途中に縦向きの補強材を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部で接合されている請求項６、７のいずれか１項に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項９】
横向きの骨はハット型断面を有してその両側のフランジが外板に溶接接合され、縦向きの補強材は横向きの骨のフランジより背部に嵌り合う切り欠きを有して横向きの骨のフランジに当てがわれてそのフランジに溶接接合されている請求項８に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項１０】
外板および骨、開口枠または開口枠材はステンレスである請求項６〜９のいずれか１項に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項１】
外板とそれの補強や内外装を目的とした骨や開口枠、開口枠材などの付帯物とを溶接接合する鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法であって、
外板とこれに当てがった付帯物との重合部につき、それら外板および付帯物の外面に露出する側の表面にある一方向に揃った研磨目に沿う方向にレーザ溶接して、外板および付帯物を溶接接合することを特徴とする鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項２】
車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とを、その骨の長手方向にレーザ溶接して溶接接合する請求項１に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項３】
外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とは、スポット溶接して溶接接合する請求項２に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項４】
縦向きの骨と横向きの骨とは、栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかで溶接接合する請求項３に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項５】
外板と、この外板の開口縁の外面に当てがった開口枠または開口枠材とを、その開口枠または開口枠材の長手方向にレーザ溶接して、外板および開口枠または開口枠材を溶接接合する請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両の外板・付帯物溶接接合方法。
【請求項６】
車両の長手方向に向く研磨目を有した外板と、この外板の内面に横向きに当てがった骨とが、その骨の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の内面に縦向きに当てがった骨とがスポット溶接した溶接接合部で接合され、前記外板と、この外板の開口縁の外面に当てがい自身の外面に長手方向に沿った研磨目を有した開口枠または開口枠材とが、その開口枠または開口枠材の長手方向にレーザ溶接した溶接接合部で接合されていることを特徴とする鉄道車両の側構体。
【請求項７】
縦向きの骨と横向きの骨とは、栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部で接合されている請求項６に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項８】
横向きの骨は外板の窓および出入り口の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨は外板の窓および出入り口の開口の側部、端部に沿って配して溶接接合され、縦向きの骨間では横向きの骨の途中に縦向きの補強材を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、レーザ溶接のいずれかの溶接接合部で接合されている請求項６、７のいずれか１項に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項９】
横向きの骨はハット型断面を有してその両側のフランジが外板に溶接接合され、縦向きの補強材は横向きの骨のフランジより背部に嵌り合う切り欠きを有して横向きの骨のフランジに当てがわれてそのフランジに溶接接合されている請求項８に記載の鉄道車両の側構体。
【請求項１０】
外板および骨、開口枠または開口枠材はステンレスである請求項６〜９のいずれか１項に記載の鉄道車両の側構体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３４１３００（Ｐ２００６−３４１３００Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７１２６２（Ｐ２００５−１７１２６２）
【出願日】平成１７年６月１０日（２００５．６．１０）
【出願人】（０００１６３３７２）近畿車輌株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１０日（２００５．６．１０）
【出願人】（０００１６３３７２）近畿車輌株式会社 (108)
【Ｆターム（参考）】
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