JP2020083291A - 鉄道車両用扉およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熟練工でなくても製造できるだけでなく、作業時間も短縮することのできる乗務員室側面扉およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉１は、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４と、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４の接合部分を覆う位置に配置されそれぞれの一部が一方の部材と点結合により結合され他の一部が他方の部材と点結合または面結合により結合される４つの連結部材２１，２２，２３，２４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は鉄道車両用扉およびその製造方法に係わり、特に鉄道車両の乗務員室用側面扉およびその製造方法に関する。

最初に本明細書で使用する用語を定義する。
「接合」は、複数の部材を接して配置し、部材は相互に移動し得る状態を指すものとする。
また、「結合」は、接合された部材が相互に移動できないように固定された状態を指すものとする。

「線結合」は、２つの金属部材の接合部を接合線に沿ってアーク溶接によって結合することを指すものとする。
「点結合」は、２つの金属部材の接合部を、接合線を覆うように連結部材を配置し、連結部材の一部を一方の金属部材にスポット溶接またはボルト締結により固定し、連結部材の他の一部を他方の金属部材にスポット溶接またはボルト締結により固定して、２つの金属部材を結合することを指すものとする。
なお、「締結」は、ボルトを使用した点結合を指すものとする。

さらに、「面接合」は、２つの金属部材の接合部を、接合線を覆うように連結部材を配置し、連結部材の一部を一方の金属部材に接着剤により固定し、連結部材の他の一部を他方の金属部材に接着剤により固定して、２つの金属部材を結合することを指すものとする。

鉄道車両の少なくとも先頭および最後尾には乗務員室が設置され、乗務員室の両側面には扉は取り付けられている。
この扉は、乗務員の乗車、下車に使用されるが、車両の意匠の一部の要素であるだけでなく車両の強度を維持することも必要となる。

このため、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材により枠を形成し、枠の少なくとも車外側を側板で覆う構造とすることが普通である。
さらに、所定の強度を維持するために、上枠部材、下枠部材および２本の縦枠部材（ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材）を相互に線結合（アーク溶接）をして枠形状とすることが一般的ある。

図５は、従来の鉄道車両用の乗務員用扉の拡大斜視図であって、以下の順序で製造することが普通である。（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）
１． 上枠部材５１、下枠部材５２、ヒンジ側縦枠部材５３（図示せず）、および錠側縦 枠部材５４を、冶具を使用して矩形に配置する。
２． 上枠部材５１とヒンジ側縦枠部材５３および錠側縦枠部材５４の接合部、ならびに 下枠部材５２とヒンジ側縦枠部材５３および錠側縦枠部材５４の接合部（図５の× 部）をアーク溶接して、上枠部材５１および下枠部材５２とヒンジ側縦枠部材５３ および錠側縦枠部材５４とを結合する。
３． アーク溶接で生じた熱歪を修正する。
４． アーク溶接の溶接ビードを仕上げ加工する。

なお、特許文献２の段落［００２３］には、『部材同士を「接合する」とは、状況に応じて、レーザ溶接、スポット溶接、アーク溶接、摩擦撹拌接合、接着剤、リベット・ボルトによる締結等によって、部材同士を接合することを示している。』との記載があるが、各接合における具体的な構成は開示されていない。

特開２０１８−１３５００７号公報 特開２０１７−２１０１３３号公報

しかしながら、従来の鉄道車両用の乗務員用扉の製造方法には以下の課題が生じていた。
１． アーク溶接、歪修正、ビード仕上げには、相当の熟練が必要となるだけでなく、完 成品の精度が低下し、作業時間が長くなる。
２． 枠部材を位置決めするための冶具が必要となる。

そこで、本発明は、必要な強度を維持しつつ、熟練工でなくても製造可能であるだけでなく、製造時間も短縮することのできる乗務員室側面扉およびその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、位置決めのための治具を不要とし、製造時間をさらに短縮できる乗務員室側面扉およびその製造方法を提供することも目的とする。

第１の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉は、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材と、
上枠部材とヒンジ側縦枠部材の接合部を覆う位置に配置されるヒンジ側上連結部材であって、その一部が上枠部材と点結合により結合され、その他部がヒンジ側縦枠部材と点結合により結合されるヒンジ側上連結部材と、
上枠部材と錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側上連結部材であって、その一部が上枠部材と点結合により結合され、その他部が錠側縦枠部材と点結合により結合される錠側上連結部材と、
下枠部材とヒンジ側縦枠部材の接合部を覆うヒンジ側下連結部材であって、その一部が下枠部材と点結合により結合され、その他部がヒンジ側縦枠部材と点結合により結合されるヒンジ側下連結部材と、
下枠部材と錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側下連結部材であって、その一部が下枠部材と点結合により結合され、その他部が錠側縦枠部材と点結合により結合される錠側下連結部材と、からなる。

第１の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉によれば、熟練工でなくても製造できるだけでなく、作業時間も短縮することができる。

第２の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉は、点結合が、スポット溶接である。
第２の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉によれば、熱歪の修正が不要となり、熟練工でなくても製造できる。

第３の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉は、点結合が、ボルト締結である。
第３の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉によれば、枠組立のための治具が不要となり、作業時間をさらに短縮することができる。

第４の発明にかかる鉄道車両用扉は、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材と、
上枠部材とヒンジ側縦枠部材の接合部を覆うヒンジ側上連結部材であって、その一部が上枠部材と接着剤により結合され、その他部がヒンジ側縦枠部材と接着剤により結合されるヒンジ側上連結部材と、
上枠部材と錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側上連結部材であって、その一部が上枠部材と接着剤により結合され、その他部が錠側縦枠部材と接着剤により結合される錠側上連結部材と、
下枠部材とヒンジ側縦枠部材の接合部を覆うヒンジ側下連結部材であって、その一部が下枠部材と接着剤により結合され、その他部がヒンジ側縦枠部材と接着剤により結合されるヒンジ側下連結部材と、
下枠部材と錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側下連結部材であって、その一部が下枠部材と接着剤により結合され、その他部が錠側縦枠部材と接着剤により結合される錠側下連結部材と、からなる。

第４の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉によれば、熱歪の修正が不要となり、熟練工でなくても製造できる。

第５の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉は、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材の少なくとも一つの部材が、複数の部材に分割されている。

第５の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉によれば、複雑な形状に対しても対応することができる。

第６の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉製造方法は、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材を治具により矩形に配置する枠部材配置段階と、
ヒンジ側上連結部材の一方領域と上枠部材とをスポット溶接により結合し、他方領域とヒンジ側縦枠部材とをスポット溶接により結合するヒンジ側上スポット溶接段階と、
錠側上連結部材の一方領域と上枠部材とをスポット溶接により結合し、他方領域と錠側縦枠部材とをスポット溶接により結合する錠側上スポット溶接段階と、
ヒンジ側下連結部材の一方領域と下枠部材とをスポット溶接により結合し、他方領域とヒンジ側縦枠部材とをスポット溶接により結合するヒンジ側下スポット溶接段階と、
錠側下連結部材の一方領域と下枠部材とをスポット溶接により結合し、他方領域と錠側縦枠部材とをスポット溶接により結合する錠側下スポット溶接段階と、からなる。

第６の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉製造方法によれば、精度の高い扉を短時間で製造できる。

第７の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉製造方法は、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材を治具により矩形に配置する枠部材配置段階と、
ヒンジ側上連結部材の一方領域と上枠部材とを接着材により結合し、他方領域とヒンジ側縦枠部材とを接着材により結合するヒンジ側上接着段階と、
錠側上連結部材の一方領域と上枠部材とを接着材により結合し、他方領域と錠側縦枠部材とを接着材により結合する錠側上接着段階と、
ヒンジ側下連結部材の一方領域と下枠部材とを接着材により結合し、他方領域とヒンジ側縦枠部材とを接着剤により結合するヒンジ側下接着段階と、
錠側下連結部材の一方領域と下枠部材とを接着材により結合し、他方領域と錠側縦枠部材とを接着剤により結合する錠側下接着段階と、からなる。

第７の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉製造方法によれば、精度の高い扉を短時間で製造できる。

第８の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉製造方法は、上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材のそれぞれの端部に逃し穴を穿孔する逃し穴穿孔段階と、
ヒンジ側上連結部材、錠側上連結部材、ヒンジ側下連結部材、錠側下連結部材にタップ穴を穿孔するタップ穴穿孔段階と、
ヒンジ側上連結部材の一方領域と上枠部材とをボルトにより締結し、他方領域とヒンジ側縦枠部材とをボルトにより締結するヒンジ側上締結段階と、
錠側上連結部材の一方領域と上枠部材とをボルトにより締結し、他方領域と錠側縦枠部材とをボルトにより締結する錠側上締結段階と、
ヒンジ側下連結部材の一方領域と下枠部材とをボルトにより締結し、他方領域とヒンジ側縦枠部材とをボルトにより締結するヒンジ側下締結段階と、
錠側下連結部材の一方領域と下枠部材とをボルトにより締結し、他方領域と錠側縦枠部材とをボルトにより締結する錠側下締結段階と、からなる。

第８の発明に係る鉄道車両用の乗務員用扉製造方法によれば、治具が不要となるため、製造時間をさらに短縮できる。

本発明に係る鉄道車両用扉によれば、熟練工でなくても製造できるだけでなく、作業時間も短縮することができる。

本発明の第１の実施例の分解斜視図である。 本発明の第１の実施例の組み立て図である。 本発明の第１の実施例の一部拡大斜視図である。 本発明の第２の実施例の組み立て図である。 従来の鉄道車両用の乗務員用扉の一部拡大斜視図である。

図１および図２は、本発明の第１の実施例に係る乗務員室側面扉１の分解斜視図および組み立て図であって、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４を組み立てて形成される枠を、車外側板１５で覆った構造を有する。

そして、上枠部材１１の両端とヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４のそれぞれの上端部を接合し、下枠部材１２の両端とヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４のそれぞれの下端部を接合して矩形枠形状とする。

上枠部材１１とヒンジ側縦枠部材１３の接合部を覆うようにヒンジ側上連結部材２１を配置し、ヒンジ側上連結部材２１と上枠部材１１およびヒンジ側縦枠部材１３を点結合して、上枠部材１１とヒンジ側縦枠部材１３を結合する。

同様に、下枠部材１２とヒンジ側縦枠部材１３はヒンジ側下連結部材２２により、上枠部材１１と錠側縦枠部材１４は錠側上連結部材２３により、下枠部材１２と錠側縦枠部材１４は錠側上連結部材２４により点結合される。

図３は、上枠部材１１、下枠部材１２および錠側縦枠部材１４の接合部を拡大斜視図である。
すなわち、上枠部材１１と錠側縦枠部材１４の接合部には、錠側上連結部材２３が配置されている。
そして、錠側上連結部材２３の左半分は上枠部材１１と点結合され、右半分は錠側縦枠部材１４と点結合される。

また、下枠部材１２と錠側縦枠部材１４の接合部には、アングル状の錠側下連結部材２４が配置されている。
そして、錠側下連結部材２４の下半分は下枠部材１２と点結合され、上半分は錠側縦枠部材１４と点結合される。

ここで、点結合としてはスポット溶接またはボルト締結を適用することができる。

点接合としてスポット溶接を適用する場合は、連結部材２３または２４の○印の部分をスポット溶接で結合する。
ただし、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４を枠状に組み立てる際は、治具を使用することが必要となる。

また、点結合としてボルト締結を適用する場合は、フレーム組み立て前に連結部材２１〜２４の○印にタップ穴を、枠部材１１〜１４の○印に逃し穴を穿孔する。
その後、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４をボルトにより締結して枠状に組み立てる。
この場合は、各部材を枠状に組み立てる際に治具を使用する必要はない。

なお、上枠部材１１とヒンジ側縦枠部材１３の接合部を覆うようにヒンジ側上連結部材２１を配置し、ヒンジ側上連結部材２１を上枠部材１１およびヒンジ側縦枠部材１３に接着剤により接着して、上枠部材１１とヒンジ側縦枠部材１３を面結合してもよい。

同様に、下枠部材１２とヒンジ側縦枠部材１３はヒンジ側下連結部材２２と、上枠部材１１と錠側縦枠部材１４は錠側上連結部材２３と、下枠部材１２と錠側縦枠部材１４は錠側上連結部材２４と接着剤により面結合してもよい。
ただし、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４を枠状に組み立てる際は、治具を使用することが必要となる。

また、車両には多様な意匠が適用されるため、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４が一体の部材では対応が困難な場合も生じる。

この課題を解決するため、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４の少なくとも１つの部材が２以上の部材に分割されている場合にも本発明を適用することができる。

図４は、本発明の第２の実施例の組み立て図であって、上枠部材１１、下枠部材１２、ヒンジ側縦枠部材１３および錠側縦枠部材１４が、それぞれ２つの副部材に分割されている場合の組み立て図である。

すなわち、上枠部材１１は第１の上枠部材１１１と第２の上枠部材１１２に、下枠部材１２は第１の下枠部材１２１と第２の下枠部材１２２に、錠側縦枠部材１４は第１の錠側縦枠部材１４１と第２の錠側縦枠部材１４２に２分割されている。

そして、錠側上連結部材３３は、左上領域３３１、左下領域３３２、中央領域３３３および右端領域３３４の４つの領域に分割されている。

そして、左上領域３３１は、第１の上枠部材１１１と、左下領域３３２は第２の上枠部材１１２と、中央領域３３３は第２の錠側縦枠部材１４２と、右端領域３３４は第１の錠側縦枠部材１４１と、それぞれ点結合または面結合されている。

また、錠側下連結部材３４は、左上領域３４１、左下領域３４２、中央領域３４３および右端領域３４４の４つの領域に分割されている。

そして、左上領域３４１は、第１の下枠部材１２１と、左下領域３４２は第２の下枠部材１２２と、中央領域３４３は第２の錠側縦枠部材１４２と、右端領域３４４は第１の錠側縦枠部材１４１と、それぞれ点結合または面結合されている。

なお、本実施例においては、第１の上枠部材１１１は第２の上枠部材１１２と重なり、第１の下枠部材１２１は、第２の下枠部材１２２と重なるようになっており、それぞれの重なり部で２つの部材は点結合または面結合される。

また、第１の錠側縦枠部材１４１は第２の錠側縦枠部材１４２と重なり、第１のヒンジ側縦枠部材１３１は第２のヒンジ側縦枠部材１３２と重なるようになっており、それぞれの重なり部で２つの部材は点結合または面結合される。

同様に、図４には図示しないが、第１の上枠部材１１１および第２の上枠部材１１２は、ヒンジ側上連結部材３１により第１のヒンジ側縦枠部材１３１および第２のヒンジ側縦枠部材１３２と点結合または面結合されている。
さらに、第１の下枠部材１２１および第２の下上枠部材１２２は、ヒンジ側下上連結部材３２により第１のヒンジ側縦枠部材１３１および第２のヒンジ側縦枠部材１３２と点結合または面結合されている。

第２の実施例においても、点結合としてはスポット溶接またはボルト締結を、面結合としては接着材を使用することができる。

本発明に係る鉄道車両用扉は、熟練工によらなくても必要な強度および形状を維持して組み立てができるだけでなく組み立て時間を約半分に短縮することができ、産業上有用である。

１…乗務員室側面扉
１１…上枠部材
１２…下枠部材
１３…ヒンジ側縦枠部材
１４…錠側縦枠部材
２１…ヒンジ側上連結部材
２２…ヒンジ側下連結部材
２３…錠側上連結部材
２４…錠側下連結部材

Claims (8)

1. 上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材と、
   前記上枠部材と前記ヒンジ側縦枠部材の接合部を覆う位置に配置されるヒンジ側上連結部材であって、その一部が前記上枠部材と点結合により結合され、その他部が前記ヒンジ側縦枠部材と点結合により結合されるヒンジ側上連結部材と、
   前記上枠部材と前記錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側上連結部材であって、その一部が前記上枠部材と点結合により結合され、その他部が前記錠側縦枠部材と点結合により結合される錠側上連結部材と、
   前記下枠部材と前記ヒンジ側縦枠部材の接合部を覆うヒンジ側下連結部材であって、その一部が前記下枠部材と点結合により結合され、その他部が前記ヒンジ側縦枠部材と点結合により結合されるヒンジ側下連結部材と、
   前記下枠部材と前記錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側下連結部材であって、その一部が前記下枠部材と点結合により結合され、その他部が前記錠側縦枠部材と点結合により結合される錠側下連結部材と、からなる鉄道車両用扉。
2. 前記点結合が、スポット溶接である請求項１に記載の鉄道車両用扉。
3. 前記点結合が、ボルト締結である請求項１に記載の鉄道車両用扉。
4. 上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材と、
   前記上枠部材と前記ヒンジ側縦枠部材の接合部を覆うヒンジ側上連結部材であって、その一部が前記上枠部材と接着剤により結合され、その他部が前記ヒンジ側縦枠部材と接着剤により結合されるヒンジ側上連結部材と、
   前記上枠部材と前記錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側上連結部材であって、その一部が前記上枠部材と接着剤により結合され、その他部が前記錠側縦枠部材と接着剤により結合され錠側上連結部材と、
   前記下枠部材と前記ヒンジ側縦枠部材の接合部を覆うヒンジ側下連結部材であって、その一部が前記下枠部材と接着剤により結合され、その他部が前記ヒンジ側縦枠部材と接着剤により結合されるヒンジ側下連結部材と、
   前記下枠部材と前記錠側縦枠部材の接合部を覆う錠側下連結部材であって、その一部が前記下枠部材と接着剤により結合され、その他部が前記錠側縦枠部材と接着剤により結合される錠側下連結部材と、からなる鉄道車両用扉。
5. 前記上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材の少なくとも一つの部材が、複数の部材に分割されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の鉄道車両用扉。
6. 上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材を治具により矩形に配置する枠部材配置段階と、
   ヒンジ側上連結部材の一方領域と前記上枠部材とをスポット溶接により結合し、前記ヒンジ側上連結部材の他方領域と前記ヒンジ側縦枠部材とをスポット溶接により結合するヒンジ側上スポット溶接段階と、
   錠側上連結部材の一方領域と前記上枠部材とをスポット溶接により結合し、前記錠側上連結部材の他方領域と前記錠側縦枠部材とをスポット溶接により結合する錠側上スポット溶接段階と、
   ヒンジ側下連結部材の一方領域と前記下枠部材とをスポット溶接により結合し、前記ヒンジ側下連結部材の他方領域と前記ヒンジ側縦枠部材とをスポット溶接により結合するヒンジ側下スポット溶接段階と、
   錠側下連結部材の一方領域と前記下枠部材とをスポット溶接により結合し、前記錠側下連結部材の他方領域と前記錠側縦枠部材とをスポット溶接により結合する錠側下スポット溶接段階と、からなる鉄道車両用扉製造方法。
7. 上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材を治具により矩形に配置する枠部材配置段階と、
   ヒンジ側上連結部材の一方領域と前記上枠部材とを接着材により結合し、前記ヒンジ側上連結部材の他方領域と前記ヒンジ側縦枠部材とを接着材により結合するヒンジ側上接着段階と、
   錠側上連結部材の一方領域と前記上枠部材とを接着材により結合し、前記錠側上連結部材の他方領域と前記錠側縦枠部材とを接着材により結合する錠側上接着段階と、
   ヒンジ側下連結部材の一方領域と前記下枠部材とを接着材により結合し、前記ヒンジ側下連結部材の他方領域と前記ヒンジ側縦枠部材とを接着剤により結合するヒンジ側下接着段階と、
   錠側下連結部材の一方領域と前記下枠部材とを接着材により結合し、前記錠側下連結部材の他方領域と前記錠側縦枠部材とを接着剤により結合する錠側下接着段階と、からなる鉄道車両用扉製造方法。
8. 上枠部材、下枠部材、ヒンジ側縦枠部材および錠側縦枠部材のそれぞれの端部に逃し穴を穿孔する逃し穴穿孔段階と、
   ヒンジ側上連結部材、錠側上連結部材、ヒンジ側下連結部材、錠側下連結部材にタップ穴を穿孔するタップ穴穿孔段階と、
   前記ヒンジ側上連結部材の一方領域と前記上枠部材とをボルトにより締結し、前記ヒンジ側上連結部材の他方領域と前記ヒンジ側縦枠部材とをボルトにより締結するヒンジ側上締結段階と、
   前記錠側上連結部材の一方領域と前記上枠部材とをボルトにより締結し、前記錠側上連結部材の他方領域と前記錠側縦枠部材とをボルトにより締結する錠側上締結段階と、
   前記ヒンジ側下連結部材の一方領域と前記下枠部材とをボルトにより締結し、前記ヒンジ側下連結部材の他方領域と前記ヒンジ側縦枠部材とをボルトにより締結するヒンジ側下締結段階と、
   前記錠側下連結部材の一方領域と前記下枠部材とをボルトにより締結し、前記錠側下連結部材の他方領域と前記錠側縦枠部材とをボルトにより締結する錠側下締結段階と、からなる鉄道車両用扉製造方法。

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