鉄道車両構体及びその製造方法
【課題】外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供すること。
【解決手段】この鉄道車両構体を構成する側構体ブロックＳＢａは、外板８と補強部材２０，２２とを有し、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とが溶接接合されることで補強部材２０，２２を形成しており、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成される一方で、補強部材２０，２２と外板８とは当該溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合されている。
【解決手段】この鉄道車両構体を構成する側構体ブロックＳＢａは、外板８と補強部材２０，２２とを有し、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とが溶接接合されることで補強部材２０，２２を形成しており、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成される一方で、補強部材２０，２２と外板８とは当該溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体が広く知られている。このような鉄道車両構体として、外板と骨組みと外板補強部材とからなる構体や、外板と一体プレス成形内板とからなる構体や、いわゆるダブルスキンタイプの構体等が知られている。
【０００３】
そのような鉄道車両構体の一例として、下記特許文献１に記載の技術が開示されている。下記特許文献１に記載の技術は、それ以前の鉄道車両構体に対して、（１）全体座屈及び局部座屈に対する強度低下の課題、（２）応力集中部における永久変形（引張側）又は局部座屈（圧縮側）の課題、（３）水密性の課題、（４）外板の美観性の課題、（５）内部骨組みの煩雑さの課題を解決するものである。
【０００４】
尚、本明細書において、鉄道車両構体とは、鉄道車両のボディを構成するものであって、主に鉄道車両ボディの側面を構成する側構体と、主に鉄道車両ボディの屋根を構成する屋根構体と、主に鉄道車両ボディの端面を構成する妻構体とを備えるものとして説明している。側構体、屋根構体、及び妻構体は、単数又は複数の外板を有しており、その外板に対して適宜補強部材が取り付けられるものである。
【０００５】
下記特許文献１に記載の鉄道車両構体以前の鉄道車両構体では、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たが、既打点への分流を避けるためにその打点ピッチは通常５０〜８０ｍｍ程度とされていた。
【０００６】
車体自重・乗客により負荷される垂直荷重により、側外板パネル（外板と補強部材とを含むパネルである）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、側外板パネルには連結器を通じての荷重により面内軸圧縮・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、これをもとに構造の概要が決定される。
【０００７】
例えば、側外板パネル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、所要の面外剛性をもつ補強部材を外板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、車体長手方向に沿って外板の内側に補強部材を設けるのが普通である。また、側外板パネル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、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。
【０００８】
しかしながら、このような鉄道車両構体には、前述したような５つの課題がある。引き続いて、それら５つの課題について詳述する。
【０００９】
まず第１の課題は、全体座屈および局部座屈に対する強度低下の課題である。前述したように、外板と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。
【００１０】
つまり、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、補強部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。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、これによっても局部の座屈強度が大きく低下する。
【００１１】
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）の課題である。側外板パネルには、側外板パネルの開口部における隅部において応力集中が生じる。特に通勤車用の側構体には窓、出入口などの開口部が多く、これらの隅部における応力集中が問題となる。
【００１２】
これら応力集中部におい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鉄道車両構体ではいくつか問題がある。
【００１３】
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、せっかく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、かえって局部の座屈強度を低下させることがある。
【００１４】
第３の課題は、水密性の課題である。鉄道車両構体の組立におい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。
【００１５】
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、重ね部にあらか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。しかし、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。
【００１６】
第４の課題は、外板（側外板、妻外板）の美観性の課題である。鉄道車両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る。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。
【００１７】
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、圧痕は比較的深く、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。また、カラーバンド（フィルム）により覆うこともできるが、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。
【００１８】
第５の課題は、内部骨組の煩雑さの課題である。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。
【００１９】
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、部位によってまちまちである。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。
【００２０】
下記特許文献１に記載の鉄道車両構体は、これらの課題を解決するものであって、外板と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るものである。より具体的には、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補強部材とを有し、こ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、補強部材が外板にほぼ連続なるレーザ溶接にて接合されている鉄道車両構体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【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】
【００２２】
上記従来の技術は、確かにそれ以前の鉄道車両構体に比べて、（１）全体座屈及び局部座屈に対する強度低下の課題、（２）応力集中部における永久変形（引張側）又は局部座屈（圧縮側）の課題、（３）水密性の課題、（４）外板の美観性の課題、（５）内部骨組みの煩雑さの課題を解決するものであって、その限りにおいては優れた技術ともいえる。
【００２３】
しかしながら、実際に鉄道車両構体を構築するにあたっては、様々な新たな課題が発生するものである。鉄道車両構体において、外板を補強するために内側に取り付けられる補強部材としては、上記特許文献１に記載のようないわゆるハット材が用いられる場合が多い。
【００２４】
ハット材とは、外板に当接されるフランジ部と、そのフランジ部と繋がっており外板から離隔するように形成されるチャネル部とを有するものである。より具体的には、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、断面がＣ字状のチャネル部の両端から外側に延びるフランジ部とを有するものである。
【００２５】
ハット材で構成される補強部材を外板に取り付けるには、従来の技術では、外板裏面に対してハット材を位置決めし、ハット材のフランジ部と外板とをレーザ溶接で接合することになる。ハット材の取り付け位置は、上述したように構体の強度上必要な位置に的確に配置する必要があり、ハット材のフランジ部を的確な位置に配置すると共に、その位置を保ったまま外板と溶接することが求められる。
【００２６】
しかしながら、上述したようにハット材は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、断面がＣ字状のチャネル部の両端から外側に延びるフランジ部とを有するものである。従って、チャネル部の形状も正確に形成し、尚且つフランジ部もチャネル部に対して正確な位置関係となるように形成し、ハット材全体としての寸法精度を厳密に確保するのは困難である。
【００２７】
ハット材の寸法精度を確保できなければ、例えばハット材と外板とが的確な位置関係になるように、双方を的確な位置関係となるように配置し、その位置関係がずれないように強固に保持する必要がある。しかしながら、このようにハット材と外板とを強固に保持しようとすれば、外板の外観面側に圧痕が生じる可能性があり、外観面の美観向上という当初の目的と相反する結果となってしまうおそれがある。また、ハット材と外板とを強固に保持するために、ハット材側からのみ外板に向けて押圧すると、ハット材のチャネル部が撓んでしまうことが想定される。このようにハット材が撓んでしまうと、予定していた溶接位置がずれてしまい、溶接装置の位置補正が必要となって、工数が増大するおそれがある。
【００２８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体であって、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響を極力低減することが可能な鉄道車両構体を提供することにある。また、そのような鉄道車両構体を製造するための製造方法を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記課題を解決するために本発明に係る鉄道車両構体は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体であって、前記補強部材は、前記外板に当接される第一補強部品と、前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接される第二補強部品とを有しており、前記第一補強部品と前記第二補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る鉄道車両構体においては、補強部材を第一補強部品と第二補強部品とで構成している。第一補強部品は外板に当接されるものであり、第二補強部品は第一補強部品が外板に当接される面とは反対側の面において第一補強部品に当接されるものである。従って、第一補強部品は外板と当接するために好適な形態となし、第二補強部品は補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として補強部材による補強強度を十分に確保しつつ外板との当接性を高めることができる。
【００３１】
補強部材を構成する第一補強部品と第二補強部品とは、互いに溶接接合によって接合され、第一補強部品と第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されている。このように、第一補強部品と第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕（第一補強部品と第二補強部品とを挟み込んで保持した結果生じる保持痕や、第一補強部品と第二補強部品とを溶接した際の溶融痕といった痕）が形成されるように接合するので、第一補強部品と第二補強部品とを挟み込むように確実に保持した溶接が可能となり、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。また、第二補強部品側からのみ外板に向けて押圧して固定する必要がないので、溶接位置のずれに起因する溶接装置の位置補正が不要となって、工数の増大を防止することができる。
【００３２】
従って、補強部材の強度を担うための第二補強部品と外板との当接性を担うための第一補強部品とを確実に一体化した補強部材とすることができ、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上する。本発明では、このように第一補強部品と第二補強部品とを確実に保持して溶接接合し、そのように溶接接合して形成した補強部材を外板に取り付けて鉄道車両構体となしているので、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００３３】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材と前記外板とは当該溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合されていることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様では、第一補強部品と第二補強部品との接合とは独立して、補強部材を外板に接合するために適切な部分及び手法によって、外板の表面に極力溶接痕が出ないか、出たとしても外観上問題のないレベルのものとするように溶接接合することができる。従って、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響を確実に低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００３５】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有し、前記第一補強部品と前記第二補強部品とは、前記フランジ部と前記第一補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されていることも好ましい。
【００３６】
この好ましい態様によれば、第一補強部品と第二補強部品とは、第二補強部品に形成されたフランジ部と第一補強部品とが溶接接合されることで補強部材を形成している。第二補強部品は、第一補強部品に当接されるフランジ部と、フランジ部と繋がっており第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有しているので、第一補強部品との接合に最適化されたフランジ部において第一補強部品と溶接接合することができ、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。第二補強部品では、第一補強部品との接合部位であるフランジ部とは別にチャネル部を設けており、このチャネル部は第一補強部品から離隔するように形成されているので、補強部材を形成した際の断面係数の増大による強度向上に確実に貢献することができる。
【００３７】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有することも好ましい。
【００３８】
この好ましい態様によれば、第二補強部品は、チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部を有している。従って、チャネル部の両脇において第一補強部品と第二補強部品とを溶接接合することができ、チャネル部の変形をより確実に抑制することができる。
【００３９】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材と前記外板とは、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合されていることも好ましい。
【００４０】
この好ましい態様では、補強部材と外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合しているので、第一補強部品と第二補強部品とが重ならない領域であって、第二補強部品の外側における外周近傍領域で確実に溶接接合することができる。
【００４１】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材は、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置されていることも好ましい。
【００４２】
この好ましい態様では、補強部材が、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向（鉄道車両の長手方向、鉄道車両の進行方向）に沿うように配置されているので、補強部材を外板に溶接接合する際には、鉄道車両の長手方向すなわち進行方向に沿った溶接部位を確保することができる。従って、補強部材と外板との溶接接合に起因する痕が外板の外側に生じたとしても、より目立たない状態とすることができる。
【００４３】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材に加えて、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を備えることも好ましい。
【００４４】
この好ましい態様では、補強部材に加えて、補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を備える。従って、第一補強部品と第二補強部品とを組み合わせることで、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上した補強部材に対して、第二補強部材を強度確保上より適切な位置に確実に配置することができる。
【００４５】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材は、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを有しており、前記第二補強部材は、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置されていることも好ましい。
【００４６】
この好ましい態様では、補強部材は、少なくとも二つの第二補強部品と、これら二つの第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの第一補強部品とを有しているので、二つの第二補強部品を互いに離隔するように配置し、そのように配置した二つの第二補強部品を第一補強部品によって繋げて一体化させることができる。第二補強部材は、このように一体化された第二補強部品の間に配置されるので、分割せずともいずれの第二補強部品とも干渉せずに配置することができる。
【００４７】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材が配置されていない部分の少なくとも一部において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板が配置されていることも好ましい。
【００４８】
この好ましい態様では、第二補強部材と外板との間に挟み板が配置されているので、補強部材の第一補強部品に乗り上げるように第二補強部材を配置したとしても、挟み板を第一補強部品と同等の厚みとすることで、第二補強部材と外板との間の隙間を生じさせずに第二補強部材を外板に確実に接合することができる。
【００４９】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記第二補強部材は、前記第一補強部品に当接される第三補強部品と、前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接される第四補強部品とを有していることも好ましい。
【００５０】
この好ましい態様では、第二補強部材を第三補強部品と第四補強部品とで構成している。また、第三補強部品は第一補強部品に当接されるものであり、第四補強部品は第三補強部品が第一補強部品に当接される面とは反対側の面において第三補強部品に当接されるものである。従って、第三補強部品は第一補強部品と当接するために好適な形態となし、第四補強部品は第二補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として第二補強部材による補強強度を十分に確保しつつ補強部材や外板との当接性を高めることができる。
【００５１】
上記課題を解決するために本発明に係る鉄道車両構体の製造方法は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体の製造方法であって、前記外板と、前記補強部材を構成する第一補強部品及び第二補強部品とを準備する準備工程と、前記第一補強部品は前記外板に当接されるものであり、前記第二補強部品は前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接されるものであって、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持し、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することで前記補強部材を形成する補強部材形成工程と、前記補強部材と前記外板とを溶接接合し鉄道車両構体と成す構体形成工程と、を備える。
【００５２】
本発明に係る鉄道車両構体の製造方法においては、補強部材を第一補強部品と第二補強部品とで構成している。第一補強部品は外板に当接されるものであり、第二補強部品は第一補強部品が外板に当接される面とは反対側の面において第一補強部品に当接されるものである。従って、第一補強部品は外板と当接するために好適な形態となし、第二補強部品は補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として補強部材による補強強度を十分に確保しつつ外板との当接性を高めることができる。
【００５３】
補強部材を形成するための補強部材形成工程においては、補強部材を構成する第一補強部品と第二補強部品とは、互いに溶接接合によって接合され、第一補強部品と第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されるように接合される。このように、第一補強部品と第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕（第一補強部品と第二補強部品とを挟み込んで保持した結果生じる保持痕や、第一補強部品と第二補強部品とを溶接した際の溶融痕といった痕）が形成されるように接合するので、第一補強部品と第二補強部品とを挟み込むように確実に保持した溶接が可能となり、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。従って、補強部材の強度を担うための第二補強部品と外板との当接性を担うための第一補強部品とを確実に一体化した補強部材とすることができ、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上する。本発明では、このように第一補強部品と第二補強部品とを確実に保持して溶接接合し、そのように溶接接合して形成した補強部材を外板に取り付けて鉄道車両構体となしているので、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００５４】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合し鉄道車両構体と成すことも好ましい。
【００５５】
この好ましい態様では、第一補強部品と第二補強部品との接合とは独立して、補強部材を外板に接合するために適切な部分及び手法によって、外板の表面に極力溶接痕が出ないか、出たとしても外観上問題のないレベルのものとするように溶接接合することができる。従って、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００５６】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有するものであって、前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記第二補強部品の前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることも好ましい。
【００５７】
この好ましい態様によれば、補強部材形成工程において第一補強部品と第二補強部品とは、第二補強部品に形成されたフランジ部と第一補強部品とが溶接接合されることで補強部材として形成されている。第二補強部品は、第一補強部品に当接されるフランジ部と、フランジ部と繋がっており第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有しているので、第一補強部品との接合に最適化されたフランジ部において第一補強部品と溶接接合することができ、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。第二補強部品では、第一補強部品との接合部位であるフランジ部とは別にチャネル部を設けており、このチャネル部は第一補強部品から離隔するように形成されているので、補強部材を形成した際の断面係数の増大による強度向上に確実に貢献することができる。
【００５８】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有するものであって、前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることも好ましい。
【００５９】
この好ましい態様によれば、チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部を有する第二補強部品を用いている。従って、チャネル部の両脇において第一補強部品と第二補強部品とを溶接接合することができ、チャネル部の変形をより確実に抑制することができる。
【００６０】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合し鉄道車両構体と成すことも好ましい。
【００６１】
この好ましい態様では、補強部材と外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合しているので、第一補強部品と第二補強部品とが重ならない領域であって、第二補強部品の外側における外周近傍領域で確実に溶接接合することができる。
【００６２】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記構体形成工程において、前記外板に対して前記補強部材を、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置し、当該配置した状態で前記補強部材と前記外板とを溶接接合することも好ましい。
【００６３】
この好ましい態様では、構体形成工程において、補強部材を、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向（鉄道車両の長手方向、鉄道車両の進行方向）に沿うように配置しているので、補強部材を外板に溶接接合する際には、鉄道車両の長手方向すなわち進行方向に沿った溶接部位を確保することができる。従って、補強部材と外板との溶接接合に起因する痕が外板の外側に生じたとしても、より目立たない状態とすることができる。
【００６４】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記準備工程において、第二補強部材を準備し、前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することも好ましい。
【００６５】
この好ましい態様では、補強部材に加えて、補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を用いている。従って、構体形成工程において第一補強部品と第二補強部品とを組み合わせることで、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上した補強部材に対して、第二補強部材を強度確保上より適切な位置に確実に配置することができる。
【００６６】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記補強部材形成工程において、前記補強部材を、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを溶接接合することで形成し、前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することも好ましい。
【００６７】
この好ましい態様では、少なくとも二つの第二補強部品と、これら二つの第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの第一補強部品とを有している補強部材を用いている。従って、補強部材形成工程において、二つの第二補強部品を互いに離隔するように配置し、そのように配置した二つの第二補強部品を第一補強部品によって繋げて一体化させることができる。構体形成工程において第二補強部材は、このように一体化された第二補強部品の間に配置されるので、分割せずともいずれの第二補強部品とも干渉せずに配置することができる。
【００６８】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記準備工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に配置される挟み板を準備し、前記構体形成工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板を配置することも好ましい。
【００６９】
この好ましい態様では、構体形成工程において、第二補強部材と外板との間に挟み板を配置しているので、補強部材の第一補強部品に乗り上げるように第二補強部材を配置したとしても、挟み板を第一補強部品と同等の厚みとすることで、第二補強部材と外板との間の隙間を生じさせずに第二補強部材を外板に確実に接合することができる。
【００７０】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記第二補強部材は、第三補強部品及び第四補強部品によって構成され、前記第三補強部品は前記第一補強部品に当接されるものであり、前記第四補強部品は前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接されるものであって、前記準備工程において、前記第二補強部材を構成する第三補強部品及び第四補強部品を準備し、前記補強部材形成工程において、前記第三補強部品と前記第四補強部品とを、前記第三補強部品と前記第四補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することも好ましい。
【００７１】
この好ましい態様では、第三補強部品と第四補強部品とで構成している第二補強部材を用いている。第三補強部品は第一補強部品に当接されるものであり、第四補強部品は第三補強部品が第一補強部品に当接される面とは反対側の面において第三補強部品に当接されるものである。従って、第三補強部品は第一補強部品と当接するために好適な形態となし、第四補強部品は第二補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として第二補強部材による補強強度を十分に確保しつつ補強部材や外板との当接性を高めることができる。
【発明の効果】
【００７２】
本発明によれば、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る鉄道車両構体の製造方法を示すフロー図である。
【図３】図２の外板形成工程において形成される外板を示す平面図である。
【図４】図２の補強部材形成工程において形成される補強部材を示す斜視図である。
【図５】図２の補強部材形成工程において形成される補強部材を示す斜視図である。
【図６】図２の補強部材形成工程において形成される補強部材を示す斜視図である。
【図７】図２の構体形成工程において、図３に示す外板に図４及び図５に示す補強部材を取り付ける状態を示す平面図である。
【図８】図７に示す外板及び補強部材の一部の取り付け状態を示す斜視図である。
【図９】図７に示す外板及び補強部材に対して、挟み板を取り付ける状態を示す平面図である。
【図１０】図９に示す外板及び補強部材に対して、図６に示す補強部材を取り付ける状態を示す平面図である。
【図１１】図１０において、矢印Ａ方向からみた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００７５】
図１は、本実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。図１に示すように、鉄道車両構体ＢＤは、床構体ＦＢと、屋根構体ＣＢと、側構体ＳＢと、妻構体ＥＢとが互いに接合されて構成されている。床構体ＦＢは、鉄道車両構体ＢＤの床部を構成する部分である。屋根構体ＣＢは、鉄道車両構体ＢＤの屋根部を構成する部分である。側構体ＳＢは、鉄道車両構体ＢＤの側部を構成する部分であって、左右対称に一対設けられている。妻構体ＥＢは、鉄道車両構体ＢＤの端部を構成する部分であって、前方の端部と後方の端部とに一対設けられている。
【００７６】
側構体ＳＢは、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＵＰと、側構体ブロックＳＢａと、側構体ブロックＳＢｂと、窓ユニットＷＵａと、窓ユニットＷＵｂとを有している。ドアユニットＤＵは、鉄道車両構体ＢＤの出入り口を構成するユニットであって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）４個設けられている。ドア上部パネルＤＵＰは、ドアユニットＤＵの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合される部分である。
【００７７】
側構体ブロックＳＢａは、妻構体ＥＢとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）２個設けられている。側構体ブロックＳＢａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとを備えている。窓ユニットＷＵａは、側構体ブロックＳＢａに配置される窓を構成するユニットである。
【００７８】
幕パネルＵＰａは、窓ユニットＷＵａの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰａは、妻構体ＥＢと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。吹寄パネルＭＰｂは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。腰パネルＬＰａは、窓ユニットＷＵａの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとによって囲まれている。
【００７９】
側構体ブロックＳＢｂは、ドアユニットＤＵとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）３個設けられている。側構体ブロックＳＢｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとを備えている。窓ユニットＷＵｂは、側構体ブロックＳＢｂに配置される窓を構成するユニットである。
【００８０】
幕パネルＵＰｂは、窓ユニットＷＵｂの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰｃは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵｂとの間に配置されるパネルである。腰パネルＬＰｂは、窓ユニットＷＵｂの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとによって囲まれている。
【００８１】
続いて、鉄道車両構体ＢＤを構成する側構体ブロックＳＢａについて説明する。側構体ブロックＳＢａの説明にあたっては、その製造方法も併せて説明する。図２は、側構体ブロックＳＢａ及び鉄道車両構体ＢＤの製造方法を示すフロー図である。図２に示すように、側構体ブロックＳＢａ及び鉄道車両構体ＢＤの製造方法は、準備工程Ｓ０１と、外板形成工程Ｓ０２と、補強部材形成工程Ｓ０３と、構体形成工程Ｓ０４とを備えている。
【００８２】
準備工程Ｓ０１では、床構体ＦＢ、屋根構体ＣＢ、側構体ＳＢ、及び妻構体ＥＢをそれぞれ構成するための部材を準備する。側構体ＳＢを例にとると、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＵＰと、側構体ブロックＳＢａと、側構体ブロックＳＢｂと、窓ユニットＷＵａと、窓ユニットＷＵｂとを構成するための部材を準備する。側構体ブロックＳＢｂを構成する部材は、形状は若干異なるものの側構体ブロックＳＢａを構成する部材とほぼ同等なのでその説明を省略する。また、ドアユニットＤＵ、ドア上部パネルＤＵＰ、窓ユニットＷＵａ、及び窓ユニットＷＵｂの構成は公知の構成であるので、それらの説明についても省略する。
【００８３】
上述したように側構体ブロックＳＢａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとを備えている。側構体ブロックＳＢａを構成する部材として、幕パネルＵＰａ、吹寄パネルＭＰａ、吹寄パネルＭＰｂ、及び腰パネルＬＰａを構成する外板と、それら外板の裏側に設けられる補強部材を構成する部材とを準備する。
【００８４】
外板形成工程Ｓ０２では、幕パネルＵＰａ、吹寄パネルＭＰａ、吹寄パネルＭＰｂ、及び腰パネルＬＰａを構成する外板を形成する。図３に、その外板８の平面図を示す。図３に示すように、外板８は、外板部材１０と、外板部材１２と、外板部材１４と、外板部材１６とを備えている。
【００８５】
外板部材１０は、ステンレス製の板状部材であって、幕パネルＵＰａに対応するものである。外板部材１２は、ステンレス製の板状部材であって、腰パネルＬＰａに対応するものである。外板部材１４は、ステンレス製の板状部材であって、吹寄パネルＭＰａに対応するものである。外板部材１６は、ステンレス製の板状部材であって、吹寄パネルＭＰｂに対応するものである。
【００８６】
外板部材１０と、外板部材１２と、外板部材１４と、外板部材１６とを図３に示すような所定の位置に配置し、互いに溶接接合することで外板８を形成する。
【００８７】
図２に戻り、外板形成工程Ｓ０２に続く補強部材形成工程Ｓ０３では、外板８の裏面に取り付ける補強部材を形成する。図４〜図６に、補強部材の斜視図を示す。図４に示す補強部材２０は、第一補強部品２０１と、第二補強部品２０２とを有している。第二補強部品２０２は、長手方向において第一補強部品２０１よりも短くなるように形成されている。
【００８８】
第一補強部品２０１は、外板８に当接されるものであって、外板８に当接される当接面２０１ａと、当接面２０１ａとは反対側の裏面２０１ｂとを有している。第一補強部品２０１は、外板８に当接されて、第二補強部品２０２とは重なり合わない領域であって、第一補強部品２０１の外周の一部である取付縁２０１ｃ，２０１ｃの近傍領域２０１ｃｃ，２０１ｃｃ（外周近傍領域）において外板８とレーザ溶接によって溶接接合される。
【００８９】
第二補強部品２０２は、第一補強部品２０１が外板８と当接される当接面２０１ａとは反対側の裏面２０１ｂにおいて第一補強部品２０１に当接されるものである。第二補強部品２０２は、チャネル部２０２ａと、一対のフランジ部２０２ｂ，２０２ｂとを有している。
【００９０】
フランジ部２０２ｂ，２０２ｂは、第一補強部品２０１に当接される部分である。チャネル部２０２ａは、フランジ部２０２ｂ，２０２ｂと繋がっており、第一補強部品２０１から離隔するように形成されている。第二補強部品２０２は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２０２ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２０２ｂ，２０２ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２０２ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【００９１】
第一補強部品２０１と第二補強部品２０２とは、互いの長手方向が沿うように配置し、第二補強部品２０２のフランジ部２０２ｂ，２０２ｂを第一補強部品２０１の裏面２０１ｂに当接させる。その当接している部分（フランジ部２０２ｂ，２０２ｂに相当する部分）を第一補強部品２０１側と第二補強部品２０２側とから挟み込むように保持し、フランジ部２０２ｂ，２０２ｂに沿ってスポット溶接する。
【００９２】
従って、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２との双方には、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭａが形成される。この溶接痕ＷＭａは、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２とを挟み込むように保持した際にチャック等によって高い保持圧がかけられた結果生じる保持痕や、溶接によって第一補強部品２０１及び第二補強部品２０２が溶融した結果生じる溶融痕である。このように溶接痕ＷＭａが、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２との双方に残ることを許容できる構成とすることで、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２とを確実に接合させることができる。
【００９３】
続いて、図５に示す補強部材２２は、第一補強部品２２１と、第二補強部品２２２，２２３とを有している。第二補強部品２２２，２２３は、長手方向において第一補強部品２２１よりも短くなるように形成されている。
【００９４】
第一補強部品２２１は、外板８に当接されるものであって、外板８に当接される当接面２２１ａと、当接面２２１ａとは反対側の裏面２２１ｂとを有している。第一補強部品２２１は、外板８に当接されて、第二補強部品２２２，２２３とは重なり合わない領域であって、第一補強部品２２１の外周の一部である取付縁２２１ｃ，２２１ｃの近傍領域２２１ｃｃ，２２１ｃｃ（外周近傍領域）において外板８とレーザ溶接によって溶接接合される。
【００９５】
第二補強部品２２２は、第一補強部品２２１が外板８と当接される当接面２２１ａとは反対側の裏面２２１ｂにおいて第一補強部品２２１に当接されるものである。第二補強部品２２２は、チャネル部２２２ａと、一対のフランジ部２２２ｂ，２２２ｂとを有している。
【００９６】
フランジ部２２２ｂ，２２２ｂは、第一補強部品２２１に当接される部分である。チャネル部２２２ａは、フランジ部２２２ｂ，２２２ｂと繋がっており、第一補強部品２２１から離隔するように形成されている。第二補強部品２２２は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２２２ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２２２ｂ，２２２ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２２２ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【００９７】
第二補強部品２２３は、第一補強部品２２１が外板８と当接される当接面２２１ａとは反対側の裏面２２１ｂにおいて第一補強部品２２１に当接されるものである。第二補強部品２２３は、チャネル部２２３ａと、一対のフランジ部２２３ｂ，２２３ｂとを有している。
【００９８】
フランジ部２２３ｂ，２２３ｂは、第一補強部品２２１に当接される部分である。チャネル部２２３ａは、フランジ部２２３ｂ，２２３ｂと繋がっており、第一補強部品２２１から離隔するように形成されている。第二補強部品２２３は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２２３ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２２３ｂ，２２３ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２２３ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【００９９】
第二補強部品２２３は、第二補強部品２２２と略同一形状を成す部材であって、第二補強部品２２２よりもその長手方向の長さが長くなるように形成されている。
【０１００】
第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３とは、互いの長手方向が沿うように配置し、第二補強部品２２２のフランジ部２２２ｂ，２２２ｂを第一補強部品２０１の裏面２０１ｂに当接させると共に、第二補強部品２２３のフランジ部２２３ｂ，２２３ｂを第一補強部品２２１の裏面２２１ｂに当接させる。その当接している部分（フランジ部２２２ｂ，２２２ｂ及びフランジ部２２３ｂ，２２３ｂに相当する部分）を第一補強部品２２１側と第二補強部品２２２，２２３側とから挟み込むように保持し、フランジ部２２２ｂ，２２２ｂ及びフランジ部２２３ｂ，２２３ｂに沿ってスポット溶接する。
【０１０１】
従って、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３との双方には、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭｂが形成される。この溶接痕ＷＭｂは、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３とを挟み込むように保持した際にチャック等によって高い保持圧がかけられた結果生じる保持痕や、溶接によって第一補強部品２２１及び第二補強部品２２２，２２３が溶融した結果生じる溶融痕である。このように溶接痕ＷＭｂが、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３との双方に残ることを許容できる構成とすることで、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３とを確実に接合させることができる。
【０１０２】
図６に示す補強部材２４（第二補強部材）は、第三補強部品２４１と、第四補強部品２４２とを有している。第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とは、長手方向において略同じ長さになるように形成されている。
【０１０３】
第三補強部品２４１は、補強部材２０，２２に当接されるものであって、補強部材２０，２２に当接される当接面２４１ａと、当接面２４１ａとは反対側の裏面２４１ｂとを有している。第三補強部品２４１は、補強部材２０，２２に当接されて、第四補強部品２４２とは重なり合わない領域であって、第三補強部品２４１の外周の一部である取付縁２４１ｃ，２４１ｃの近傍領域２４１ｃｃ，２４１ｃｃ（外周近傍領域）において補強部材２０，２２とレーザ溶接によって溶接接合される。
【０１０４】
第四補強部品２４２は、第三補強部品２４１が補強部材２０，２２と当接される当接面２４１ａとは反対側の裏面２４１ｂにおいて第三補強部品２４１に当接されるものである。第四補強部品２４２は、チャネル部２４２ａと、一対のフランジ部２４２ｂ，２４２ｂとを有している。
【０１０５】
フランジ部２４２ｂ，２４２ｂは、第三補強部品２４１に当接される部分である。チャネル部２４２ａは、フランジ部２４２ｂ，２４２ｂと繋がっており、第三補強部品２４１から離隔するように形成されている。第四補強部品２４２は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２４２ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２４２ｂ，２４２ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２４２ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【０１０６】
第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とは、互いの長手方向が沿うように配置し、第四補強部品２４２のフランジ部２４２ｂ，２４２ｂを第三補強部品２４１の裏面２４１ｂに当接させる。その当接している部分（フランジ部２４２ｂ，２４２ｂに相当する部分）を第三補強部品２４１側と第四補強部品２４２側とから挟み込むように保持し、フランジ部２４２ｂ，２４２ｂに沿ってスポット溶接する。
【０１０７】
従って、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２との双方には、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭｃが形成される。この溶接痕ＷＭｃは、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とを挟み込むように保持した際にチャック等によって高い保持圧がかけられた結果生じる保持痕や、溶接によって第三補強部品２４１及び第四補強部品２４２が溶融した結果生じる溶融痕である。このように溶接痕ＷＭｃが、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２との双方に残ることを許容できる構成とすることで、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とを確実に接合させることができる。
【０１０８】
図２に戻り、補強部材形成工程Ｓ０３に続く構体形成工程Ｓ０４では、外板８の裏面に補強部材２０，２２，２４を取り付けて、側構体ブロックＳＢａを形成する。外板８に、補強部材２０，２２，２４を取り付ける手順を、図７〜図９を参照しながら説明する。
【０１０９】
図７に示すように、外板８（図３参照）に、補強部材２０と補強部材２２とをそれぞれ所定の位置に配置し、レーザ溶接にて溶接接合する。外板８の外板部材１０及び外板部材１２に相当する領域（図３参照）には、補強部材２２を取り付ける。外板８の外板部材１６に相当する領域（図３参照）には、補強部材２０を取り付ける。
【０１１０】
補強部材２０，２２は、鉄道車両構体ＢＤの長手方向（図１参照）に沿うように、すなわち鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように取り付けられる。補強部材２０，２２を外板８に取り付けるにあたっては、補強部材２０を構成する第二補強部品２０２と、補強部材２２を構成する第二補強部品２２２とが略同じ位置になるように取り付けるものとする。補強部材２０をレーザ溶接する際には、取付縁２０１ｃに沿って溶接接合する。また、補強部材２２をレーザ溶接する際には、取付縁２２１ｃに沿って溶接接合する。
【０１１１】
図８に、図７に示す外板８及び補強部材２０，２２の一部の取り付け状態を示す。図８は、図７に示す外板８及び補強部材２０，２２の一部の取り付け状態を示す斜視図である。尚、図８は、外板８に対して補強部材２０，２２がどのように取り付けられているかを示すものであって、実際の外板８の形態や補強部材２０，２２の個数等は図７に図示するものである。
【０１１２】
続いて図９に示すように、外板８に挟み板２６，２８を取り付ける。挟み板２６，２８は、第一補強部品２０１，２２１と略同一の厚みを有する板状部材である。挟み板２６は、外板部材１０に相当する領域（図３参照）の最下方に取り付けられた補強部材２２と、外板部材１２に相当する領域（図３参照）の最上方に取り付けられた補強部材２２との間に配置され、レーザ溶接にて外板８に溶接接合される。挟み板２６は、縦方向に配置される一方で、レーザ溶接は横方向に沿って適宜決められる間隔において溶接接合される。
【０１１３】
挟み板２８は、補強部材２０と補強部材２０との間、補強部材２０と補強部材２２との間、補強部材２２と補強部材２２との間に配置され、レーザ溶接にて外板８に溶接接合される。挟み板２８は、縦方向に配置される一方で、レーザ溶接は横方向に沿って適宜決められる間隔において溶接接合される。
【０１１４】
続いて図１０に示すように、補強部材２４を取り付ける。補強部材２４は、補強部材２０，２２に対して、第一補強部品２０１，２２１が露出している部分に縦方向に沿って取り付けられる。また、挟み板２６，２８は、このように取り付けられる補強部材２４に対応する位置に取り付けられるものである。
【０１１５】
補強部材２４は、外板８に既に取り付けられている補強部材２０，２２及び挟み板２６，２８に対してレーザ溶接によって溶接接合される。この状態について図１１を参照しながら説明する。図１１は、図１０のＡ矢視を示す図である。図１１に示すように、補強部材２４は、挟み板２８及び第一補強部品２２１に乗るように配置され、挟み板２８及び第一補強部品２２１に対して溶接接合されている。
【０１１６】
上述した本実施形態においては、補強部材２０，２２を第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とで構成している。第一補強部品２０１，２２１は外板８に当接されるものであり、第二補強部品２２１，２２２，２２３は第一補強部品２０１，２２１が外板８に当接される面とは反対側の面において第一補強部品２０１，２２１に当接されるものである。従って、第一補強部品２０１，２２１は外板８と当接するために好適な形態である平板状となし、第二補強部品２２１，２２２，２２３は補強部材の強度を担うために好適な形態であるハット形状となすことができ、結果として補強部材２０，２２による補強強度を十分に確保しつつ外板８との当接性を高めることができる。
【０１１７】
補強部材２０，２２を構成する第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とは、互いに溶接接合によって接合され、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭａ，ＷＭｂが形成されている。このように、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３との双方に溶接接合に起因する溶接痕（第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを挟み込んで保持した結果生じる保持痕や、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを溶接した際の溶融痕といった痕）が形成されるように接合するので、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを挟み込むように確実に保持した溶接が可能となり、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを確実に溶接接合することができる。従って、補強部材２０，２２の強度を担うための第二補強部品２２１，２２２，２２３と、外板８との当接性を担うための第一補強部品２０１，２２１とを確実に一体化した補強部材２０，２２とすることができ、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上する。
【０１１８】
このように形成されてなる補強部材２０，２２と外板８とは、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを接合した溶接痕ＷＭａ，ＷＭｂが形成されている部分以外で溶接接合されている。第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３との接合とは独立して、補強部材２０，２２を外板８に接合するために適切な部分及び手法によって、外板８の表面に極力溶接痕が出ないか、出たとしても外観上問題のないレベルのものとするように溶接接合することができる。従って、外板８と補強部材２０，２２との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板８の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体ＢＤを提供することができる。
【０１１９】
また本実施形態では、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とは、第二補強部品２０２，２２２，２２３に形成されたフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂと第一補強部品２０１，２２１とが溶接接合されることで補強部材２０，２２を形成している。第二補強部品２０２，２２２，２２３は、第一補強部品２０１，２２１に当接されるフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂと、フランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂと繋がっており第一補強部品２０１，２２１から離隔するように形成されるチャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａとを有しているので、第一補強部品２０１，２２１との接合に最適化されたフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂにおいて第一補強部品２０１，２２１と溶接接合することができ、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを確実に溶接接合することができる。第二補強部品２０２，２２２，２２３では、第一補強部品２０１，２２１との接合部位であるフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂとは別にチャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａを設けており、このチャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａは第一補強部品２０１，２２１から離隔するように形成されているので、補強部材２０，２２を形成した際の断面係数の増大による強度向上に確実に貢献することができる。
【０１２０】
また本実施形態では、第二補強部品２０２，２２２，２２３は、チャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａのＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂを有している。従って、チャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａの両脇において第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを溶接接合することができ、チャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａの変形をより確実に抑制することができる。
【０１２１】
また本実施形態では、補強部材２０，２２と外板８とを、第二補強部品２０２，２２２，２２３とは重なり合わない領域であって、第一補強部品２０１，２２１の外周の一部である取付縁２０１ｃ，２２１ｃの近傍領域２０１ｃｃ，２２１ｃｃ（外周近傍領域）において外板８とレーザ溶接によって溶接接合しているので、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とが重ならない領域で確実に溶接接合することができる。
【０１２２】
また本実施形態では、補強部材２０，２２が、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向（鉄道車両構体ＢＤの長手方向、鉄道車両構体ＢＤを用いた鉄道車両の進行方向）に沿うように配置されているので、補強部材２０，２２を外板８に溶接接合する際には、鉄道車両の長手方向すなわち進行方向に沿った溶接部位を確保することができる。従って、補強部材と外板との溶接接合に起因する痕が外板の外側に生じたとしても、より目立たない状態とすることができる。
【０１２３】
また本実施形態では、補強部材２０，２２に加えて、補強部材２０，２２が配置されている横方向と交わるように縦方向に沿って配置される第二補強部材としての補強部材２４を備える。従って、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを組み合わせることで、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上した補強部材２０，２２に対して、第二補強部材としての補強部材２４を強度確保上より適切な位置に確実に配置することができる。
【０１２４】
また本実施形態では、補強部材２２は、少なくとも二つの第二補強部品２２２，２２３と、これら二つの第二補強部品２２２，２２３を繋ぐように設けられる一つの第一補強部品２２１とを有しているので、二つの第二補強部品２２２，２２３を互いに離隔するように配置し、そのように配置した二つの第二補強部品２２２，２２３を第一補強部品２２１によって繋げて一体化させることができる。第二補強部材である補強部材２４は、このように一体化された第二補強部品２２２，２２３の間に配置されるので、分割せずともいずれの第二補強部品２２２，２２３とも干渉せずに配置することができる。
【０１２５】
また本実施形態では、第二補強部材である補強部材２４と外板８との間に挟み板２６，２８が配置されているので、補強部材２０，２２の第一補強部品２０１，２２１に乗り上げるように補強部材２４を配置したとしても、挟み板２６，２８を第一補強部品２０１，２２１と同等の厚みとすることで、補強部材２４と外板８との間の隙間を生じさせずに補強部材２４を外板８に確実に接合することができる。
【０１２６】
また本実施形態では、第二補強部材である補強部材２４を第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とで構成している。また、第三補強部品２４１は第一補強部品２０１，２２１に当接されるものであり、第四補強部品２４２は第三補強部品２４１が第一補強部品２０１，２２１に当接される面とは反対側の面において第三補強部品２４１に当接されるものである。従って、第三補強部品２４１は第一補強部品２０１，２２１と当接するために好適な形態となし、第四補強部品２４２は補強部材２４の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として補強部材２４による補強強度を十分に確保しつつ補強部材２０，２２や外板８との当接性を高めることができる。
【０１２７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１２８】
８：外板
１０，１２，１４，１６：外板部材
２０，２２，２４：補強部材
２６，２８：挟み板
２０１：第一補強部品
２０１ａ：当接面
２０１ｂ：裏面
２０１ｃ：取付縁
２０２：第二補強部品
２０２ａ：チャネル部
２０２ｂ，２０２ｂ：フランジ部
ＢＤ：鉄道車両構体
ＣＢ：屋根構体
ＤＵ：ドアユニット
ＤＵＰ：ドア上部パネル
ＥＢ：妻構体
ＦＢ：床構体
ＬＰａ，ＬＰｂ：腰パネル
ＭＰａ，ＭＰｂ，ＭＰｃ：吹寄パネル
ＳＢ：側構体
ＳＢａ，ＳＢｂ：側構体ブロック
ＵＰａ，ＵＰｂ：幕パネル
ＷＵａ，ＷＵｂ：窓ユニット
ＷＭａ：溶接痕
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体が広く知られている。このような鉄道車両構体として、外板と骨組みと外板補強部材とからなる構体や、外板と一体プレス成形内板とからなる構体や、いわゆるダブルスキンタイプの構体等が知られている。
【０００３】
そのような鉄道車両構体の一例として、下記特許文献１に記載の技術が開示されている。下記特許文献１に記載の技術は、それ以前の鉄道車両構体に対して、（１）全体座屈及び局部座屈に対する強度低下の課題、（２）応力集中部における永久変形（引張側）又は局部座屈（圧縮側）の課題、（３）水密性の課題、（４）外板の美観性の課題、（５）内部骨組みの煩雑さの課題を解決するものである。
【０００４】
尚、本明細書において、鉄道車両構体とは、鉄道車両のボディを構成するものであって、主に鉄道車両ボディの側面を構成する側構体と、主に鉄道車両ボディの屋根を構成する屋根構体と、主に鉄道車両ボディの端面を構成する妻構体とを備えるものとして説明している。側構体、屋根構体、及び妻構体は、単数又は複数の外板を有しており、その外板に対して適宜補強部材が取り付けられるものである。
【０００５】
下記特許文献１に記載の鉄道車両構体以前の鉄道車両構体では、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たが、既打点への分流を避けるためにその打点ピッチは通常５０〜８０ｍｍ程度とされていた。
【０００６】
車体自重・乗客により負荷される垂直荷重により、側外板パネル（外板と補強部材とを含むパネルである）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、側外板パネルには連結器を通じての荷重により面内軸圧縮・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、これをもとに構造の概要が決定される。
【０００７】
例えば、側外板パネル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、所要の面外剛性をもつ補強部材を外板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、車体長手方向に沿って外板の内側に補強部材を設けるのが普通である。また、側外板パネル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、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。
【０００８】
しかしながら、このような鉄道車両構体には、前述したような５つの課題がある。引き続いて、それら５つの課題について詳述する。
【０００９】
まず第１の課題は、全体座屈および局部座屈に対する強度低下の課題である。前述したように、外板と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。
【００１０】
つまり、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、補強部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。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、これによっても局部の座屈強度が大きく低下する。
【００１１】
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）の課題である。側外板パネルには、側外板パネルの開口部における隅部において応力集中が生じる。特に通勤車用の側構体には窓、出入口などの開口部が多く、これらの隅部における応力集中が問題となる。
【００１２】
これら応力集中部におい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鉄道車両構体ではいくつか問題がある。
【００１３】
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、せっかく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、かえって局部の座屈強度を低下させることがある。
【００１４】
第３の課題は、水密性の課題である。鉄道車両構体の組立におい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。
【００１５】
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、重ね部にあらか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。しかし、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。
【００１６】
第４の課題は、外板（側外板、妻外板）の美観性の課題である。鉄道車両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る。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。
【００１７】
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、圧痕は比較的深く、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。また、カラーバンド（フィルム）により覆うこともできるが、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。
【００１８】
第５の課題は、内部骨組の煩雑さの課題である。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。
【００１９】
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、部位によってまちまちである。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。
【００２０】
下記特許文献１に記載の鉄道車両構体は、これらの課題を解決するものであって、外板と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るものである。より具体的には、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補強部材とを有し、こ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、補強部材が外板にほぼ連続なるレーザ溶接にて接合されている鉄道車両構体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【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】
【００２２】
上記従来の技術は、確かにそれ以前の鉄道車両構体に比べて、（１）全体座屈及び局部座屈に対する強度低下の課題、（２）応力集中部における永久変形（引張側）又は局部座屈（圧縮側）の課題、（３）水密性の課題、（４）外板の美観性の課題、（５）内部骨組みの煩雑さの課題を解決するものであって、その限りにおいては優れた技術ともいえる。
【００２３】
しかしながら、実際に鉄道車両構体を構築するにあたっては、様々な新たな課題が発生するものである。鉄道車両構体において、外板を補強するために内側に取り付けられる補強部材としては、上記特許文献１に記載のようないわゆるハット材が用いられる場合が多い。
【００２４】
ハット材とは、外板に当接されるフランジ部と、そのフランジ部と繋がっており外板から離隔するように形成されるチャネル部とを有するものである。より具体的には、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、断面がＣ字状のチャネル部の両端から外側に延びるフランジ部とを有するものである。
【００２５】
ハット材で構成される補強部材を外板に取り付けるには、従来の技術では、外板裏面に対してハット材を位置決めし、ハット材のフランジ部と外板とをレーザ溶接で接合することになる。ハット材の取り付け位置は、上述したように構体の強度上必要な位置に的確に配置する必要があり、ハット材のフランジ部を的確な位置に配置すると共に、その位置を保ったまま外板と溶接することが求められる。
【００２６】
しかしながら、上述したようにハット材は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、断面がＣ字状のチャネル部の両端から外側に延びるフランジ部とを有するものである。従って、チャネル部の形状も正確に形成し、尚且つフランジ部もチャネル部に対して正確な位置関係となるように形成し、ハット材全体としての寸法精度を厳密に確保するのは困難である。
【００２７】
ハット材の寸法精度を確保できなければ、例えばハット材と外板とが的確な位置関係になるように、双方を的確な位置関係となるように配置し、その位置関係がずれないように強固に保持する必要がある。しかしながら、このようにハット材と外板とを強固に保持しようとすれば、外板の外観面側に圧痕が生じる可能性があり、外観面の美観向上という当初の目的と相反する結果となってしまうおそれがある。また、ハット材と外板とを強固に保持するために、ハット材側からのみ外板に向けて押圧すると、ハット材のチャネル部が撓んでしまうことが想定される。このようにハット材が撓んでしまうと、予定していた溶接位置がずれてしまい、溶接装置の位置補正が必要となって、工数が増大するおそれがある。
【００２８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体であって、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響を極力低減することが可能な鉄道車両構体を提供することにある。また、そのような鉄道車両構体を製造するための製造方法を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記課題を解決するために本発明に係る鉄道車両構体は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体であって、前記補強部材は、前記外板に当接される第一補強部品と、前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接される第二補強部品とを有しており、前記第一補強部品と前記第二補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る鉄道車両構体においては、補強部材を第一補強部品と第二補強部品とで構成している。第一補強部品は外板に当接されるものであり、第二補強部品は第一補強部品が外板に当接される面とは反対側の面において第一補強部品に当接されるものである。従って、第一補強部品は外板と当接するために好適な形態となし、第二補強部品は補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として補強部材による補強強度を十分に確保しつつ外板との当接性を高めることができる。
【００３１】
補強部材を構成する第一補強部品と第二補強部品とは、互いに溶接接合によって接合され、第一補強部品と第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されている。このように、第一補強部品と第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕（第一補強部品と第二補強部品とを挟み込んで保持した結果生じる保持痕や、第一補強部品と第二補強部品とを溶接した際の溶融痕といった痕）が形成されるように接合するので、第一補強部品と第二補強部品とを挟み込むように確実に保持した溶接が可能となり、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。また、第二補強部品側からのみ外板に向けて押圧して固定する必要がないので、溶接位置のずれに起因する溶接装置の位置補正が不要となって、工数の増大を防止することができる。
【００３２】
従って、補強部材の強度を担うための第二補強部品と外板との当接性を担うための第一補強部品とを確実に一体化した補強部材とすることができ、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上する。本発明では、このように第一補強部品と第二補強部品とを確実に保持して溶接接合し、そのように溶接接合して形成した補強部材を外板に取り付けて鉄道車両構体となしているので、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００３３】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材と前記外板とは当該溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合されていることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様では、第一補強部品と第二補強部品との接合とは独立して、補強部材を外板に接合するために適切な部分及び手法によって、外板の表面に極力溶接痕が出ないか、出たとしても外観上問題のないレベルのものとするように溶接接合することができる。従って、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響を確実に低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００３５】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有し、前記第一補強部品と前記第二補強部品とは、前記フランジ部と前記第一補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されていることも好ましい。
【００３６】
この好ましい態様によれば、第一補強部品と第二補強部品とは、第二補強部品に形成されたフランジ部と第一補強部品とが溶接接合されることで補強部材を形成している。第二補強部品は、第一補強部品に当接されるフランジ部と、フランジ部と繋がっており第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有しているので、第一補強部品との接合に最適化されたフランジ部において第一補強部品と溶接接合することができ、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。第二補強部品では、第一補強部品との接合部位であるフランジ部とは別にチャネル部を設けており、このチャネル部は第一補強部品から離隔するように形成されているので、補強部材を形成した際の断面係数の増大による強度向上に確実に貢献することができる。
【００３７】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有することも好ましい。
【００３８】
この好ましい態様によれば、第二補強部品は、チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部を有している。従って、チャネル部の両脇において第一補強部品と第二補強部品とを溶接接合することができ、チャネル部の変形をより確実に抑制することができる。
【００３９】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材と前記外板とは、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合されていることも好ましい。
【００４０】
この好ましい態様では、補強部材と外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合しているので、第一補強部品と第二補強部品とが重ならない領域であって、第二補強部品の外側における外周近傍領域で確実に溶接接合することができる。
【００４１】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材は、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置されていることも好ましい。
【００４２】
この好ましい態様では、補強部材が、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向（鉄道車両の長手方向、鉄道車両の進行方向）に沿うように配置されているので、補強部材を外板に溶接接合する際には、鉄道車両の長手方向すなわち進行方向に沿った溶接部位を確保することができる。従って、補強部材と外板との溶接接合に起因する痕が外板の外側に生じたとしても、より目立たない状態とすることができる。
【００４３】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材に加えて、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を備えることも好ましい。
【００４４】
この好ましい態様では、補強部材に加えて、補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を備える。従って、第一補強部品と第二補強部品とを組み合わせることで、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上した補強部材に対して、第二補強部材を強度確保上より適切な位置に確実に配置することができる。
【００４５】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材は、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを有しており、前記第二補強部材は、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置されていることも好ましい。
【００４６】
この好ましい態様では、補強部材は、少なくとも二つの第二補強部品と、これら二つの第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの第一補強部品とを有しているので、二つの第二補強部品を互いに離隔するように配置し、そのように配置した二つの第二補強部品を第一補強部品によって繋げて一体化させることができる。第二補強部材は、このように一体化された第二補強部品の間に配置されるので、分割せずともいずれの第二補強部品とも干渉せずに配置することができる。
【００４７】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記補強部材が配置されていない部分の少なくとも一部において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板が配置されていることも好ましい。
【００４８】
この好ましい態様では、第二補強部材と外板との間に挟み板が配置されているので、補強部材の第一補強部品に乗り上げるように第二補強部材を配置したとしても、挟み板を第一補強部品と同等の厚みとすることで、第二補強部材と外板との間の隙間を生じさせずに第二補強部材を外板に確実に接合することができる。
【００４９】
また本発明に係る鉄道車両構体では、前記第二補強部材は、前記第一補強部品に当接される第三補強部品と、前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接される第四補強部品とを有していることも好ましい。
【００５０】
この好ましい態様では、第二補強部材を第三補強部品と第四補強部品とで構成している。また、第三補強部品は第一補強部品に当接されるものであり、第四補強部品は第三補強部品が第一補強部品に当接される面とは反対側の面において第三補強部品に当接されるものである。従って、第三補強部品は第一補強部品と当接するために好適な形態となし、第四補強部品は第二補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として第二補強部材による補強強度を十分に確保しつつ補強部材や外板との当接性を高めることができる。
【００５１】
上記課題を解決するために本発明に係る鉄道車両構体の製造方法は、その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体の製造方法であって、前記外板と、前記補強部材を構成する第一補強部品及び第二補強部品とを準備する準備工程と、前記第一補強部品は前記外板に当接されるものであり、前記第二補強部品は前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接されるものであって、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持し、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することで前記補強部材を形成する補強部材形成工程と、前記補強部材と前記外板とを溶接接合し鉄道車両構体と成す構体形成工程と、を備える。
【００５２】
本発明に係る鉄道車両構体の製造方法においては、補強部材を第一補強部品と第二補強部品とで構成している。第一補強部品は外板に当接されるものであり、第二補強部品は第一補強部品が外板に当接される面とは反対側の面において第一補強部品に当接されるものである。従って、第一補強部品は外板と当接するために好適な形態となし、第二補強部品は補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として補強部材による補強強度を十分に確保しつつ外板との当接性を高めることができる。
【００５３】
補強部材を形成するための補強部材形成工程においては、補強部材を構成する第一補強部品と第二補強部品とは、互いに溶接接合によって接合され、第一補強部品と第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されるように接合される。このように、第一補強部品と第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕（第一補強部品と第二補強部品とを挟み込んで保持した結果生じる保持痕や、第一補強部品と第二補強部品とを溶接した際の溶融痕といった痕）が形成されるように接合するので、第一補強部品と第二補強部品とを挟み込むように確実に保持した溶接が可能となり、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。従って、補強部材の強度を担うための第二補強部品と外板との当接性を担うための第一補強部品とを確実に一体化した補強部材とすることができ、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上する。本発明では、このように第一補強部品と第二補強部品とを確実に保持して溶接接合し、そのように溶接接合して形成した補強部材を外板に取り付けて鉄道車両構体となしているので、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００５４】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合し鉄道車両構体と成すことも好ましい。
【００５５】
この好ましい態様では、第一補強部品と第二補強部品との接合とは独立して、補強部材を外板に接合するために適切な部分及び手法によって、外板の表面に極力溶接痕が出ないか、出たとしても外観上問題のないレベルのものとするように溶接接合することができる。従って、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【００５６】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有するものであって、前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記第二補強部品の前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることも好ましい。
【００５７】
この好ましい態様によれば、補強部材形成工程において第一補強部品と第二補強部品とは、第二補強部品に形成されたフランジ部と第一補強部品とが溶接接合されることで補強部材として形成されている。第二補強部品は、第一補強部品に当接されるフランジ部と、フランジ部と繋がっており第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有しているので、第一補強部品との接合に最適化されたフランジ部において第一補強部品と溶接接合することができ、第一補強部品と第二補強部品とを確実に溶接接合することができる。第二補強部品では、第一補強部品との接合部位であるフランジ部とは別にチャネル部を設けており、このチャネル部は第一補強部品から離隔するように形成されているので、補強部材を形成した際の断面係数の増大による強度向上に確実に貢献することができる。
【００５８】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有するものであって、前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることも好ましい。
【００５９】
この好ましい態様によれば、チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部を有する第二補強部品を用いている。従って、チャネル部の両脇において第一補強部品と第二補強部品とを溶接接合することができ、チャネル部の変形をより確実に抑制することができる。
【００６０】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合し鉄道車両構体と成すことも好ましい。
【００６１】
この好ましい態様では、補強部材と外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合しているので、第一補強部品と第二補強部品とが重ならない領域であって、第二補強部品の外側における外周近傍領域で確実に溶接接合することができる。
【００６２】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記構体形成工程において、前記外板に対して前記補強部材を、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置し、当該配置した状態で前記補強部材と前記外板とを溶接接合することも好ましい。
【００６３】
この好ましい態様では、構体形成工程において、補強部材を、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向（鉄道車両の長手方向、鉄道車両の進行方向）に沿うように配置しているので、補強部材を外板に溶接接合する際には、鉄道車両の長手方向すなわち進行方向に沿った溶接部位を確保することができる。従って、補強部材と外板との溶接接合に起因する痕が外板の外側に生じたとしても、より目立たない状態とすることができる。
【００６４】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記準備工程において、第二補強部材を準備し、前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することも好ましい。
【００６５】
この好ましい態様では、補強部材に加えて、補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を用いている。従って、構体形成工程において第一補強部品と第二補強部品とを組み合わせることで、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上した補強部材に対して、第二補強部材を強度確保上より適切な位置に確実に配置することができる。
【００６６】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記補強部材形成工程において、前記補強部材を、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを溶接接合することで形成し、前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することも好ましい。
【００６７】
この好ましい態様では、少なくとも二つの第二補強部品と、これら二つの第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの第一補強部品とを有している補強部材を用いている。従って、補強部材形成工程において、二つの第二補強部品を互いに離隔するように配置し、そのように配置した二つの第二補強部品を第一補強部品によって繋げて一体化させることができる。構体形成工程において第二補強部材は、このように一体化された第二補強部品の間に配置されるので、分割せずともいずれの第二補強部品とも干渉せずに配置することができる。
【００６８】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記準備工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に配置される挟み板を準備し、前記構体形成工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板を配置することも好ましい。
【００６９】
この好ましい態様では、構体形成工程において、第二補強部材と外板との間に挟み板を配置しているので、補強部材の第一補強部品に乗り上げるように第二補強部材を配置したとしても、挟み板を第一補強部品と同等の厚みとすることで、第二補強部材と外板との間の隙間を生じさせずに第二補強部材を外板に確実に接合することができる。
【００７０】
また本発明に係る鉄道車両構体の製造方法では、前記第二補強部材は、第三補強部品及び第四補強部品によって構成され、前記第三補強部品は前記第一補強部品に当接されるものであり、前記第四補強部品は前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接されるものであって、前記準備工程において、前記第二補強部材を構成する第三補強部品及び第四補強部品を準備し、前記補強部材形成工程において、前記第三補強部品と前記第四補強部品とを、前記第三補強部品と前記第四補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することも好ましい。
【００７１】
この好ましい態様では、第三補強部品と第四補強部品とで構成している第二補強部材を用いている。第三補強部品は第一補強部品に当接されるものであり、第四補強部品は第三補強部品が第一補強部品に当接される面とは反対側の面において第三補強部品に当接されるものである。従って、第三補強部品は第一補強部品と当接するために好適な形態となし、第四補強部品は第二補強部材の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として第二補強部材による補強強度を十分に確保しつつ補強部材や外板との当接性を高めることができる。
【発明の効果】
【００７２】
本発明によれば、外板と補強部材との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る鉄道車両構体の製造方法を示すフロー図である。
【図３】図２の外板形成工程において形成される外板を示す平面図である。
【図４】図２の補強部材形成工程において形成される補強部材を示す斜視図である。
【図５】図２の補強部材形成工程において形成される補強部材を示す斜視図である。
【図６】図２の補強部材形成工程において形成される補強部材を示す斜視図である。
【図７】図２の構体形成工程において、図３に示す外板に図４及び図５に示す補強部材を取り付ける状態を示す平面図である。
【図８】図７に示す外板及び補強部材の一部の取り付け状態を示す斜視図である。
【図９】図７に示す外板及び補強部材に対して、挟み板を取り付ける状態を示す平面図である。
【図１０】図９に示す外板及び補強部材に対して、図６に示す補強部材を取り付ける状態を示す平面図である。
【図１１】図１０において、矢印Ａ方向からみた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００７５】
図１は、本実施形態に係る鉄道車両構体を示す斜視図である。図１に示すように、鉄道車両構体ＢＤは、床構体ＦＢと、屋根構体ＣＢと、側構体ＳＢと、妻構体ＥＢとが互いに接合されて構成されている。床構体ＦＢは、鉄道車両構体ＢＤの床部を構成する部分である。屋根構体ＣＢは、鉄道車両構体ＢＤの屋根部を構成する部分である。側構体ＳＢは、鉄道車両構体ＢＤの側部を構成する部分であって、左右対称に一対設けられている。妻構体ＥＢは、鉄道車両構体ＢＤの端部を構成する部分であって、前方の端部と後方の端部とに一対設けられている。
【００７６】
側構体ＳＢは、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＵＰと、側構体ブロックＳＢａと、側構体ブロックＳＢｂと、窓ユニットＷＵａと、窓ユニットＷＵｂとを有している。ドアユニットＤＵは、鉄道車両構体ＢＤの出入り口を構成するユニットであって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）４個設けられている。ドア上部パネルＤＵＰは、ドアユニットＤＵの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合される部分である。
【００７７】
側構体ブロックＳＢａは、妻構体ＥＢとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）２個設けられている。側構体ブロックＳＢａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとを備えている。窓ユニットＷＵａは、側構体ブロックＳＢａに配置される窓を構成するユニットである。
【００７８】
幕パネルＵＰａは、窓ユニットＷＵａの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰａは、妻構体ＥＢと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。吹寄パネルＭＰｂは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵａとの間に配置されるパネルである。腰パネルＬＰａは、窓ユニットＷＵａの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとによって囲まれている。
【００７９】
側構体ブロックＳＢｂは、ドアユニットＤＵとドアユニットＤＵとの間に配置される部分であって、片側に（一つの側構体ＳＢにおいて）３個設けられている。側構体ブロックＳＢｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとを備えている。窓ユニットＷＵｂは、側構体ブロックＳＢｂに配置される窓を構成するユニットである。
【００８０】
幕パネルＵＰｂは、窓ユニットＷＵｂの上縁部よりも上側に位置し、屋根構体ＣＢと接合されるパネルである。吹寄パネルＭＰｃは、ドアユニットＤＵと窓ユニットＷＵｂとの間に配置されるパネルである。腰パネルＬＰｂは、窓ユニットＷＵｂの下縁部よりも下側に位置し、床構体ＦＢと接合されるパネルである。従って、窓ユニットＷＵｂは、幕パネルＵＰｂと、吹寄パネルＭＰｃ，ＭＰｃと、腰パネルＬＰｂとによって囲まれている。
【００８１】
続いて、鉄道車両構体ＢＤを構成する側構体ブロックＳＢａについて説明する。側構体ブロックＳＢａの説明にあたっては、その製造方法も併せて説明する。図２は、側構体ブロックＳＢａ及び鉄道車両構体ＢＤの製造方法を示すフロー図である。図２に示すように、側構体ブロックＳＢａ及び鉄道車両構体ＢＤの製造方法は、準備工程Ｓ０１と、外板形成工程Ｓ０２と、補強部材形成工程Ｓ０３と、構体形成工程Ｓ０４とを備えている。
【００８２】
準備工程Ｓ０１では、床構体ＦＢ、屋根構体ＣＢ、側構体ＳＢ、及び妻構体ＥＢをそれぞれ構成するための部材を準備する。側構体ＳＢを例にとると、ドアユニットＤＵと、ドア上部パネルＤＵＰと、側構体ブロックＳＢａと、側構体ブロックＳＢｂと、窓ユニットＷＵａと、窓ユニットＷＵｂとを構成するための部材を準備する。側構体ブロックＳＢｂを構成する部材は、形状は若干異なるものの側構体ブロックＳＢａを構成する部材とほぼ同等なのでその説明を省略する。また、ドアユニットＤＵ、ドア上部パネルＤＵＰ、窓ユニットＷＵａ、及び窓ユニットＷＵｂの構成は公知の構成であるので、それらの説明についても省略する。
【００８３】
上述したように側構体ブロックＳＢａは、幕パネルＵＰａと、吹寄パネルＭＰａと、吹寄パネルＭＰｂと、腰パネルＬＰａとを備えている。側構体ブロックＳＢａを構成する部材として、幕パネルＵＰａ、吹寄パネルＭＰａ、吹寄パネルＭＰｂ、及び腰パネルＬＰａを構成する外板と、それら外板の裏側に設けられる補強部材を構成する部材とを準備する。
【００８４】
外板形成工程Ｓ０２では、幕パネルＵＰａ、吹寄パネルＭＰａ、吹寄パネルＭＰｂ、及び腰パネルＬＰａを構成する外板を形成する。図３に、その外板８の平面図を示す。図３に示すように、外板８は、外板部材１０と、外板部材１２と、外板部材１４と、外板部材１６とを備えている。
【００８５】
外板部材１０は、ステンレス製の板状部材であって、幕パネルＵＰａに対応するものである。外板部材１２は、ステンレス製の板状部材であって、腰パネルＬＰａに対応するものである。外板部材１４は、ステンレス製の板状部材であって、吹寄パネルＭＰａに対応するものである。外板部材１６は、ステンレス製の板状部材であって、吹寄パネルＭＰｂに対応するものである。
【００８６】
外板部材１０と、外板部材１２と、外板部材１４と、外板部材１６とを図３に示すような所定の位置に配置し、互いに溶接接合することで外板８を形成する。
【００８７】
図２に戻り、外板形成工程Ｓ０２に続く補強部材形成工程Ｓ０３では、外板８の裏面に取り付ける補強部材を形成する。図４〜図６に、補強部材の斜視図を示す。図４に示す補強部材２０は、第一補強部品２０１と、第二補強部品２０２とを有している。第二補強部品２０２は、長手方向において第一補強部品２０１よりも短くなるように形成されている。
【００８８】
第一補強部品２０１は、外板８に当接されるものであって、外板８に当接される当接面２０１ａと、当接面２０１ａとは反対側の裏面２０１ｂとを有している。第一補強部品２０１は、外板８に当接されて、第二補強部品２０２とは重なり合わない領域であって、第一補強部品２０１の外周の一部である取付縁２０１ｃ，２０１ｃの近傍領域２０１ｃｃ，２０１ｃｃ（外周近傍領域）において外板８とレーザ溶接によって溶接接合される。
【００８９】
第二補強部品２０２は、第一補強部品２０１が外板８と当接される当接面２０１ａとは反対側の裏面２０１ｂにおいて第一補強部品２０１に当接されるものである。第二補強部品２０２は、チャネル部２０２ａと、一対のフランジ部２０２ｂ，２０２ｂとを有している。
【００９０】
フランジ部２０２ｂ，２０２ｂは、第一補強部品２０１に当接される部分である。チャネル部２０２ａは、フランジ部２０２ｂ，２０２ｂと繋がっており、第一補強部品２０１から離隔するように形成されている。第二補強部品２０２は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２０２ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２０２ｂ，２０２ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２０２ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【００９１】
第一補強部品２０１と第二補強部品２０２とは、互いの長手方向が沿うように配置し、第二補強部品２０２のフランジ部２０２ｂ，２０２ｂを第一補強部品２０１の裏面２０１ｂに当接させる。その当接している部分（フランジ部２０２ｂ，２０２ｂに相当する部分）を第一補強部品２０１側と第二補強部品２０２側とから挟み込むように保持し、フランジ部２０２ｂ，２０２ｂに沿ってスポット溶接する。
【００９２】
従って、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２との双方には、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭａが形成される。この溶接痕ＷＭａは、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２とを挟み込むように保持した際にチャック等によって高い保持圧がかけられた結果生じる保持痕や、溶接によって第一補強部品２０１及び第二補強部品２０２が溶融した結果生じる溶融痕である。このように溶接痕ＷＭａが、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２との双方に残ることを許容できる構成とすることで、第一補強部品２０１と第二補強部品２０２とを確実に接合させることができる。
【００９３】
続いて、図５に示す補強部材２２は、第一補強部品２２１と、第二補強部品２２２，２２３とを有している。第二補強部品２２２，２２３は、長手方向において第一補強部品２２１よりも短くなるように形成されている。
【００９４】
第一補強部品２２１は、外板８に当接されるものであって、外板８に当接される当接面２２１ａと、当接面２２１ａとは反対側の裏面２２１ｂとを有している。第一補強部品２２１は、外板８に当接されて、第二補強部品２２２，２２３とは重なり合わない領域であって、第一補強部品２２１の外周の一部である取付縁２２１ｃ，２２１ｃの近傍領域２２１ｃｃ，２２１ｃｃ（外周近傍領域）において外板８とレーザ溶接によって溶接接合される。
【００９５】
第二補強部品２２２は、第一補強部品２２１が外板８と当接される当接面２２１ａとは反対側の裏面２２１ｂにおいて第一補強部品２２１に当接されるものである。第二補強部品２２２は、チャネル部２２２ａと、一対のフランジ部２２２ｂ，２２２ｂとを有している。
【００９６】
フランジ部２２２ｂ，２２２ｂは、第一補強部品２２１に当接される部分である。チャネル部２２２ａは、フランジ部２２２ｂ，２２２ｂと繋がっており、第一補強部品２２１から離隔するように形成されている。第二補強部品２２２は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２２２ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２２２ｂ，２２２ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２２２ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【００９７】
第二補強部品２２３は、第一補強部品２２１が外板８と当接される当接面２２１ａとは反対側の裏面２２１ｂにおいて第一補強部品２２１に当接されるものである。第二補強部品２２３は、チャネル部２２３ａと、一対のフランジ部２２３ｂ，２２３ｂとを有している。
【００９８】
フランジ部２２３ｂ，２２３ｂは、第一補強部品２２１に当接される部分である。チャネル部２２３ａは、フランジ部２２３ｂ，２２３ｂと繋がっており、第一補強部品２２１から離隔するように形成されている。第二補強部品２２３は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２２３ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２２３ｂ，２２３ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２２３ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【００９９】
第二補強部品２２３は、第二補強部品２２２と略同一形状を成す部材であって、第二補強部品２２２よりもその長手方向の長さが長くなるように形成されている。
【０１００】
第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３とは、互いの長手方向が沿うように配置し、第二補強部品２２２のフランジ部２２２ｂ，２２２ｂを第一補強部品２０１の裏面２０１ｂに当接させると共に、第二補強部品２２３のフランジ部２２３ｂ，２２３ｂを第一補強部品２２１の裏面２２１ｂに当接させる。その当接している部分（フランジ部２２２ｂ，２２２ｂ及びフランジ部２２３ｂ，２２３ｂに相当する部分）を第一補強部品２２１側と第二補強部品２２２，２２３側とから挟み込むように保持し、フランジ部２２２ｂ，２２２ｂ及びフランジ部２２３ｂ，２２３ｂに沿ってスポット溶接する。
【０１０１】
従って、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３との双方には、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭｂが形成される。この溶接痕ＷＭｂは、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３とを挟み込むように保持した際にチャック等によって高い保持圧がかけられた結果生じる保持痕や、溶接によって第一補強部品２２１及び第二補強部品２２２，２２３が溶融した結果生じる溶融痕である。このように溶接痕ＷＭｂが、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３との双方に残ることを許容できる構成とすることで、第一補強部品２２１と第二補強部品２２２，２２３とを確実に接合させることができる。
【０１０２】
図６に示す補強部材２４（第二補強部材）は、第三補強部品２４１と、第四補強部品２４２とを有している。第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とは、長手方向において略同じ長さになるように形成されている。
【０１０３】
第三補強部品２４１は、補強部材２０，２２に当接されるものであって、補強部材２０，２２に当接される当接面２４１ａと、当接面２４１ａとは反対側の裏面２４１ｂとを有している。第三補強部品２４１は、補強部材２０，２２に当接されて、第四補強部品２４２とは重なり合わない領域であって、第三補強部品２４１の外周の一部である取付縁２４１ｃ，２４１ｃの近傍領域２４１ｃｃ，２４１ｃｃ（外周近傍領域）において補強部材２０，２２とレーザ溶接によって溶接接合される。
【０１０４】
第四補強部品２４２は、第三補強部品２４１が補強部材２０，２２と当接される当接面２４１ａとは反対側の裏面２４１ｂにおいて第三補強部品２４１に当接されるものである。第四補強部品２４２は、チャネル部２４２ａと、一対のフランジ部２４２ｂ，２４２ｂとを有している。
【０１０５】
フランジ部２４２ｂ，２４２ｂは、第三補強部品２４１に当接される部分である。チャネル部２４２ａは、フランジ部２４２ｂ，２４２ｂと繋がっており、第三補強部品２４１から離隔するように形成されている。第四補強部品２４２は、その断面が鍔付き帽子（ハット）形状を成している。従って、チャネル部２４２ａは、断面がＣ字状をなしている。フランジ部２４２ｂ，２４２ｂは、断面Ｃ字状のチャネル部２４２ａの両端から互いに外側に延出するように形成されている。
【０１０６】
第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とは、互いの長手方向が沿うように配置し、第四補強部品２４２のフランジ部２４２ｂ，２４２ｂを第三補強部品２４１の裏面２４１ｂに当接させる。その当接している部分（フランジ部２４２ｂ，２４２ｂに相当する部分）を第三補強部品２４１側と第四補強部品２４２側とから挟み込むように保持し、フランジ部２４２ｂ，２４２ｂに沿ってスポット溶接する。
【０１０７】
従って、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２との双方には、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭｃが形成される。この溶接痕ＷＭｃは、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とを挟み込むように保持した際にチャック等によって高い保持圧がかけられた結果生じる保持痕や、溶接によって第三補強部品２４１及び第四補強部品２４２が溶融した結果生じる溶融痕である。このように溶接痕ＷＭｃが、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２との双方に残ることを許容できる構成とすることで、第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とを確実に接合させることができる。
【０１０８】
図２に戻り、補強部材形成工程Ｓ０３に続く構体形成工程Ｓ０４では、外板８の裏面に補強部材２０，２２，２４を取り付けて、側構体ブロックＳＢａを形成する。外板８に、補強部材２０，２２，２４を取り付ける手順を、図７〜図９を参照しながら説明する。
【０１０９】
図７に示すように、外板８（図３参照）に、補強部材２０と補強部材２２とをそれぞれ所定の位置に配置し、レーザ溶接にて溶接接合する。外板８の外板部材１０及び外板部材１２に相当する領域（図３参照）には、補強部材２２を取り付ける。外板８の外板部材１６に相当する領域（図３参照）には、補強部材２０を取り付ける。
【０１１０】
補強部材２０，２２は、鉄道車両構体ＢＤの長手方向（図１参照）に沿うように、すなわち鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように取り付けられる。補強部材２０，２２を外板８に取り付けるにあたっては、補強部材２０を構成する第二補強部品２０２と、補強部材２２を構成する第二補強部品２２２とが略同じ位置になるように取り付けるものとする。補強部材２０をレーザ溶接する際には、取付縁２０１ｃに沿って溶接接合する。また、補強部材２２をレーザ溶接する際には、取付縁２２１ｃに沿って溶接接合する。
【０１１１】
図８に、図７に示す外板８及び補強部材２０，２２の一部の取り付け状態を示す。図８は、図７に示す外板８及び補強部材２０，２２の一部の取り付け状態を示す斜視図である。尚、図８は、外板８に対して補強部材２０，２２がどのように取り付けられているかを示すものであって、実際の外板８の形態や補強部材２０，２２の個数等は図７に図示するものである。
【０１１２】
続いて図９に示すように、外板８に挟み板２６，２８を取り付ける。挟み板２６，２８は、第一補強部品２０１，２２１と略同一の厚みを有する板状部材である。挟み板２６は、外板部材１０に相当する領域（図３参照）の最下方に取り付けられた補強部材２２と、外板部材１２に相当する領域（図３参照）の最上方に取り付けられた補強部材２２との間に配置され、レーザ溶接にて外板８に溶接接合される。挟み板２６は、縦方向に配置される一方で、レーザ溶接は横方向に沿って適宜決められる間隔において溶接接合される。
【０１１３】
挟み板２８は、補強部材２０と補強部材２０との間、補強部材２０と補強部材２２との間、補強部材２２と補強部材２２との間に配置され、レーザ溶接にて外板８に溶接接合される。挟み板２８は、縦方向に配置される一方で、レーザ溶接は横方向に沿って適宜決められる間隔において溶接接合される。
【０１１４】
続いて図１０に示すように、補強部材２４を取り付ける。補強部材２４は、補強部材２０，２２に対して、第一補強部品２０１，２２１が露出している部分に縦方向に沿って取り付けられる。また、挟み板２６，２８は、このように取り付けられる補強部材２４に対応する位置に取り付けられるものである。
【０１１５】
補強部材２４は、外板８に既に取り付けられている補強部材２０，２２及び挟み板２６，２８に対してレーザ溶接によって溶接接合される。この状態について図１１を参照しながら説明する。図１１は、図１０のＡ矢視を示す図である。図１１に示すように、補強部材２４は、挟み板２８及び第一補強部品２２１に乗るように配置され、挟み板２８及び第一補強部品２２１に対して溶接接合されている。
【０１１６】
上述した本実施形態においては、補強部材２０，２２を第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とで構成している。第一補強部品２０１，２２１は外板８に当接されるものであり、第二補強部品２２１，２２２，２２３は第一補強部品２０１，２２１が外板８に当接される面とは反対側の面において第一補強部品２０１，２２１に当接されるものである。従って、第一補強部品２０１，２２１は外板８と当接するために好適な形態である平板状となし、第二補強部品２２１，２２２，２２３は補強部材の強度を担うために好適な形態であるハット形状となすことができ、結果として補強部材２０，２２による補強強度を十分に確保しつつ外板８との当接性を高めることができる。
【０１１７】
補強部材２０，２２を構成する第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とは、互いに溶接接合によって接合され、溶接接合に起因する溶接痕ＷＭａ，ＷＭｂが形成されている。このように、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３との双方に溶接接合に起因する溶接痕（第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを挟み込んで保持した結果生じる保持痕や、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを溶接した際の溶融痕といった痕）が形成されるように接合するので、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを挟み込むように確実に保持した溶接が可能となり、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２２１，２２２，２２３とを確実に溶接接合することができる。従って、補強部材２０，２２の強度を担うための第二補強部品２２１，２２２，２２３と、外板８との当接性を担うための第一補強部品２０１，２２１とを確実に一体化した補強部材２０，２２とすることができ、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上する。
【０１１８】
このように形成されてなる補強部材２０，２２と外板８とは、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを接合した溶接痕ＷＭａ，ＷＭｂが形成されている部分以外で溶接接合されている。第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３との接合とは独立して、補強部材２０，２２を外板８に接合するために適切な部分及び手法によって、外板８の表面に極力溶接痕が出ないか、出たとしても外観上問題のないレベルのものとするように溶接接合することができる。従って、外板８と補強部材２０，２２との位置関係を的確に保つことが確実に可能であって、外板８の表面側への影響をより低減することが可能な鉄道車両構体ＢＤを提供することができる。
【０１１９】
また本実施形態では、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とは、第二補強部品２０２，２２２，２２３に形成されたフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂと第一補強部品２０１，２２１とが溶接接合されることで補強部材２０，２２を形成している。第二補強部品２０２，２２２，２２３は、第一補強部品２０１，２２１に当接されるフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂと、フランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂと繋がっており第一補強部品２０１，２２１から離隔するように形成されるチャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａとを有しているので、第一補強部品２０１，２２１との接合に最適化されたフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂにおいて第一補強部品２０１，２２１と溶接接合することができ、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを確実に溶接接合することができる。第二補強部品２０２，２２２，２２３では、第一補強部品２０１，２２１との接合部位であるフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂとは別にチャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａを設けており、このチャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａは第一補強部品２０１，２２１から離隔するように形成されているので、補強部材２０，２２を形成した際の断面係数の増大による強度向上に確実に貢献することができる。
【０１２０】
また本実施形態では、第二補強部品２０２，２２２，２２３は、チャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａのＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部２０２ｂ，２２２ｂ，２２３ｂを有している。従って、チャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａの両脇において第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを溶接接合することができ、チャネル部２０２ａ，２２２ａ，２２３ａの変形をより確実に抑制することができる。
【０１２１】
また本実施形態では、補強部材２０，２２と外板８とを、第二補強部品２０２，２２２，２２３とは重なり合わない領域であって、第一補強部品２０１，２２１の外周の一部である取付縁２０１ｃ，２２１ｃの近傍領域２０１ｃｃ，２２１ｃｃ（外周近傍領域）において外板８とレーザ溶接によって溶接接合しているので、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とが重ならない領域で確実に溶接接合することができる。
【０１２２】
また本実施形態では、補強部材２０，２２が、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向（鉄道車両構体ＢＤの長手方向、鉄道車両構体ＢＤを用いた鉄道車両の進行方向）に沿うように配置されているので、補強部材２０，２２を外板８に溶接接合する際には、鉄道車両の長手方向すなわち進行方向に沿った溶接部位を確保することができる。従って、補強部材と外板との溶接接合に起因する痕が外板の外側に生じたとしても、より目立たない状態とすることができる。
【０１２３】
また本実施形態では、補強部材２０，２２に加えて、補強部材２０，２２が配置されている横方向と交わるように縦方向に沿って配置される第二補強部材としての補強部材２４を備える。従って、第一補強部品２０１，２２１と第二補強部品２０２，２２２，２２３とを組み合わせることで、補強部材としては変形などが生じにくく実質的な寸法上の精度が向上した補強部材２０，２２に対して、第二補強部材としての補強部材２４を強度確保上より適切な位置に確実に配置することができる。
【０１２４】
また本実施形態では、補強部材２２は、少なくとも二つの第二補強部品２２２，２２３と、これら二つの第二補強部品２２２，２２３を繋ぐように設けられる一つの第一補強部品２２１とを有しているので、二つの第二補強部品２２２，２２３を互いに離隔するように配置し、そのように配置した二つの第二補強部品２２２，２２３を第一補強部品２２１によって繋げて一体化させることができる。第二補強部材である補強部材２４は、このように一体化された第二補強部品２２２，２２３の間に配置されるので、分割せずともいずれの第二補強部品２２２，２２３とも干渉せずに配置することができる。
【０１２５】
また本実施形態では、第二補強部材である補強部材２４と外板８との間に挟み板２６，２８が配置されているので、補強部材２０，２２の第一補強部品２０１，２２１に乗り上げるように補強部材２４を配置したとしても、挟み板２６，２８を第一補強部品２０１，２２１と同等の厚みとすることで、補強部材２４と外板８との間の隙間を生じさせずに補強部材２４を外板８に確実に接合することができる。
【０１２６】
また本実施形態では、第二補強部材である補強部材２４を第三補強部品２４１と第四補強部品２４２とで構成している。また、第三補強部品２４１は第一補強部品２０１，２２１に当接されるものであり、第四補強部品２４２は第三補強部品２４１が第一補強部品２０１，２２１に当接される面とは反対側の面において第三補強部品２４１に当接されるものである。従って、第三補強部品２４１は第一補強部品２０１，２２１と当接するために好適な形態となし、第四補強部品２４２は補強部材２４の強度を担うために好適な形態となすことができ、結果として補強部材２４による補強強度を十分に確保しつつ補強部材２０，２２や外板８との当接性を高めることができる。
【０１２７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１２８】
８：外板
１０，１２，１４，１６：外板部材
２０，２２，２４：補強部材
２６，２８：挟み板
２０１：第一補強部品
２０１ａ：当接面
２０１ｂ：裏面
２０１ｃ：取付縁
２０２：第二補強部品
２０２ａ：チャネル部
２０２ｂ，２０２ｂ：フランジ部
ＢＤ：鉄道車両構体
ＣＢ：屋根構体
ＤＵ：ドアユニット
ＤＵＰ：ドア上部パネル
ＥＢ：妻構体
ＦＢ：床構体
ＬＰａ，ＬＰｂ：腰パネル
ＭＰａ，ＭＰｂ，ＭＰｃ：吹寄パネル
ＳＢ：側構体
ＳＢａ，ＳＢｂ：側構体ブロック
ＵＰａ，ＵＰｂ：幕パネル
ＷＵａ，ＷＵｂ：窓ユニット
ＷＭａ：溶接痕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体であって、
前記補強部材は、前記外板に当接される第一補強部品と、前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接される第二補強部品とを有しており、
前記第一補強部品と前記第二補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されていることを特徴とする鉄道車両構体。
【請求項２】
前記補強部材と前記外板とは当該溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両構体。
【請求項３】
前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有し、
前記第一補強部品と前記第二補強部品とは、前記フランジ部と前記第一補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両構体。
【請求項４】
前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有することを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両構体。
【請求項５】
前記補強部材と前記外板とは、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両構体。
【請求項６】
前記補強部材は、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鉄道車両構体。
【請求項７】
前記補強部材に加えて、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の鉄道車両構体。
【請求項８】
前記補強部材は、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを有しており、
前記第二補強部材は、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両構体。
【請求項９】
前記補強部材が配置されていない部分の少なくとも一部において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両構体。
【請求項１０】
前記第二補強部材は、前記第一補強部品に当接される第三補強部品と、前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接される第四補強部品とを有していることを特徴とする請求項８又は９に記載の鉄道車両構体。
【請求項１１】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体の製造方法であって、
前記外板と、前記補強部材を構成する第一補強部品及び第二補強部品とを準備する準備工程と、
前記第一補強部品は前記外板に当接されるものであり、前記第二補強部品は前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接されるものであって、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持し、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することで前記補強部材を形成する補強部材形成工程と、
前記補強部材と前記外板とを溶接接合し鉄道車両構体と成す構体形成工程と、を備える製造方法。
【請求項１２】
前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合し鉄道車両構体と成すことを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有するものであって、
前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記第二補強部品の前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有するものであって、
前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合し鉄道車両構体と成すことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記構体形成工程において、前記外板に対して前記補強部材を、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置し、当該配置した状態で前記補強部材と前記外板とを溶接接合することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記準備工程において、第二補強部材を準備し、
前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記補強部材形成工程において、前記補強部材を、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを溶接接合することで形成し、
前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記準備工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に配置される挟み板を準備し、
前記構体形成工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板を配置することを特徴とする請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記第二補強部材は、第三補強部品及び第四補強部品によって構成され、前記第三補強部品は前記第一補強部品に当接されるものであり、前記第四補強部品は前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接されるものであって、
前記準備工程において、前記第二補強部材を構成する第三補強部品及び第四補強部品を準備し、
前記補強部材形成工程において、前記第三補強部品と前記第四補強部品とを、前記第三補強部品と前記第四補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の製造方法。
【請求項１】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体であって、
前記補強部材は、前記外板に当接される第一補強部品と、前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接される第二補強部品とを有しており、
前記第一補強部品と前記第二補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持して溶接接合したことに起因する溶接痕が形成されていることを特徴とする鉄道車両構体。
【請求項２】
前記補強部材と前記外板とは当該溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両構体。
【請求項３】
前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有し、
前記第一補強部品と前記第二補強部品とは、前記フランジ部と前記第一補強部品とが溶接接合されることで前記補強部材を形成しており、前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両構体。
【請求項４】
前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有することを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両構体。
【請求項５】
前記補強部材と前記外板とは、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両構体。
【請求項６】
前記補強部材は、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鉄道車両構体。
【請求項７】
前記補強部材に加えて、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置される第二補強部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の鉄道車両構体。
【請求項８】
前記補強部材は、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを有しており、
前記第二補強部材は、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の鉄道車両構体。
【請求項９】
前記補強部材が配置されていない部分の少なくとも一部において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両構体。
【請求項１０】
前記第二補強部材は、前記第一補強部品に当接される第三補強部品と、前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接される第四補強部品とを有していることを特徴とする請求項８又は９に記載の鉄道車両構体。
【請求項１１】
その表面が鉄道車両の外観面を形成する金属製の外板と、前記外板の裏面に接合され前記外板を補強する金属製の補強部材とを備える鉄道車両構体の製造方法であって、
前記外板と、前記補強部材を構成する第一補強部品及び第二補強部品とを準備する準備工程と、
前記第一補強部品は前記外板に当接されるものであり、前記第二補強部品は前記第一補強部品が前記外板に当接される面とは反対側の面において前記第一補強部品に当接されるものであって、前記第一補強部品と前記第二補強部品とを双方の側から保持し、前記第一補強部品と前記第二補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することで前記補強部材を形成する補強部材形成工程と、
前記補強部材と前記外板とを溶接接合し鉄道車両構体と成す構体形成工程と、を備える製造方法。
【請求項１２】
前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記溶接痕が形成されている部分以外で溶接接合し鉄道車両構体と成すことを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記第二補強部品は、前記第一補強部品に当接されるフランジ部と、前記フランジ部と繋がっており前記第一補強部品から離隔するように形成されるチャネル部とを有するものであって、
前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記第二補強部品の前記フランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第二補強部品は、断面が鍔付き帽子形状をなしており、断面がＣ字状のチャネル部と、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部とを有するものであって、
前記補強部材形成工程において、前記補強部材は、前記チャネル部のＣ字状を成す断面の両端から外側に延びる一対のフランジ部と前記第一補強部品との双方に溶接痕が形成されるように、前記フランジ部と前記第一補強部品とを溶接接合して形成されることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記構体形成工程において、前記補強部材と前記外板とを、前記第二補強部品とは重なり合わない前記第一補強部品の外周近傍領域の少なくとも一部において溶接接合し鉄道車両構体と成すことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記構体形成工程において、前記外板に対して前記補強部材を、鉄道車両が走行するレールが延伸する方向に沿うように配置し、当該配置した状態で前記補強部材と前記外板とを溶接接合することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記準備工程において、第二補強部材を準備し、
前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、前記補強部材が配置されている方向と交わるように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記補強部材形成工程において、前記補強部材を、少なくとも二つの前記第二補強部品と、これら二つの前記第二補強部品を繋ぐように設けられる一つの前記第一補強部品とを溶接接合することで形成し、
前記構体形成工程において、前記第二補強部材を、二つの前記第二補強部品の間であって、前記第一補強部品に載るように配置し、当該配置した状態で前記第二補強部材を固定することを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記準備工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に配置される挟み板を準備し、
前記構体形成工程において、前記第二補強部材と前記外板との間に挟み板を配置することを特徴とする請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記第二補強部材は、第三補強部品及び第四補強部品によって構成され、前記第三補強部品は前記第一補強部品に当接されるものであり、前記第四補強部品は前記第三補強部品が前記第一補強部品に当接される面とは反対側の面において前記第三補強部品に当接されるものであって、
前記準備工程において、前記第二補強部材を構成する第三補強部品及び第四補強部品を準備し、
前記補強部材形成工程において、前記第三補強部品と前記第四補強部品とを、前記第三補強部品と前記第四補強部品との双方に溶接接合に起因する溶接痕が形成されるように溶接接合することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の製造方法。
【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２０１１−１６１９７２（Ｐ２０１１−１６１９７２Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１５９（Ｐ２０１０−２４１５９）
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【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８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（０００００３３７７）東急車輛製造株式会社 (332)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]