JP4227939B2 - 鉄道車両構体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合して構成された鉄道車両構体及びその製造方法に関する。

従来、このような分野の技術として、例えば特許文献１に開示された鉄道車両の側構体製造方法がある。この鉄道車両の製造方法では、外板パネルを組み合わせて車端窓ブロック、中間窓ブロック、側入口ブロック等を作製し、これらの各ブロック同士を相互に溶接することで鉄道車両の側構体を形成している。このように、側構体を構成するブロックを個々に作製することで各外板パネルの寸法を小さくし、その取り扱いを容易化している。
特開２００２−１０４１８０号公報

しかしながら、上述した鉄道車両の側構体製造方法では、側構体を構成するブロック同士は、骨部によって接合されるため、側構体の組み立てに要する工数の増加が避けられない。その一方で、ブロック同士の接合に骨部を利用しなければ、鉄道車両構体として十分な剛性が得ることが難しい。そのため、組み立て作業性の向上と剛性の担保とを同時に満足させることができる技術が望まれていた。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、組み立て作業性の向上を図りつつ、十分な剛性を担保することができる鉄道車両構体及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る鉄道車両構体は、側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体であって、側構体は、ドア部及び戸袋を有すると共に、一縁部から車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片を有するドアブロックと、窓部を有すると共に、一縁部から車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片を有する窓ブロックと、を交互に配置して構成され、ドアブロックと窓ブロックとは、ドア側接合片と窓側接合片とが、互いに突き合わされていると共に、その突き合わせ部分の長手方向に連続接合されていることを特徴としている。

この鉄道車両構体では、一縁部から車両内面側に向けて突出するドア側接合片を有するドアブロックと、一縁部から車両内面側に向けて突出する窓側接合片を有する窓ブロックとが、ドア側接合片と窓側接合片とが突き合わされた状態で接合されている。これにより、互いに突き合わされて接合された各接合片を、ドアブロックと窓ブロックとの接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性を良好なものにしつつ、上下方向における剛性を十分に担保することができる。また、この鉄道車両構体では、ドアブロックによってドア部及び戸袋がユニット化され、窓ブロックによって窓部がユニット化されている。このため、窓ブロック及びドアブロックの配置数を増減させることで様々なタイプの側構体を容易に作製することができる。このことは、製造のコストダウンを実現する。

また、本発明に係る鉄道車両構体は、側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体であって、側構体は、ドア部及び戸袋を有すると共に、一縁部から車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片を有するドアブロックと、窓部を有すると共に、一縁部から車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片を有する窓ブロックを複数並設してなる窓ブロック接合体とを有し、ドアブロックと窓ブロック接合体とは、ドア側接合片と窓側接合片とが、互いに突き合わされていると共に、その突き合わせ部分の長手方向に連続接合されていることを特徴としている。

この鉄道車両構体では、一縁部から車両内面側に向けて突出するドア側接合片を有するドアブロックと、一縁部から車両内面側に向けて突出する窓側接合片を有する窓ブロック接合体とが、ドア側接合片と窓側接合片とが突き合わされた状態で接合されている。これにより、互いに突き合わされて接合された各接合片を、ドアブロック及び窓ブロック接合体の接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性を良好なものにしつつ、上下方向における剛性を十分に担保することができる。また、この鉄道車両構体では、ドアブロックによってドア部及び戸袋がユニット化され、窓ブロックによって窓部がユニット化されている。このため、ドアブロックの配置数や窓ブロック接合体を構成する窓ブロックの設置数を増減させることで様々なタイプの側構体を容易に作製することができる。このことは、製造のコストダウンを実現する。

また、窓ブロックは、一縁部から前記車両内面側に向けて突出する第１の接合片と、他縁部から前記車両内面側に向けて突出する第２の接合片とを有し、窓ブロック接合体において、隣接する窓ブロック同士は、隣接する第１の接合片と第２の接合片とが互いに突き合わされて接合されていることが好ましい。これにより、第１及び第２の接合片を窓ブロック接合体における窓ブロック間の接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性をより向上させることができる。

また、窓側接合片とドア側接合片とが互いに突き合わされた接合部分には、突き合わせ接合部分の車両内面側の端部に形成された内側溶接部と、突き合わせ接合部分の車両外面側の端部に形成された外側溶接部と、内側溶接部と外側溶接部との間に形成された中間連結部と、が設けられていることが好ましい。これにより、ドア側接合片及び窓側接合片の突き合わせ接合部分を、内側溶接部及び外側溶接部によって強固に接合することができる。また、接合される各ブロックの外側表面に段差部分が生じてしまうような重ね代が不要となるため、設計上の制約も生じない。さらに、ドア側接合片及び窓側接合片は中間連結部によって連結されており、突き合わせ接合部分における空隙の発生が抑えられている。この結果として、接合片同士の接合強度をアップさせることが可能となる。

また、内側溶接部及び外側溶接部の少なくとも一方は、突き合わせ接合部分に沿って長手方向に連続的に形成されていることが好ましい。これにより、各接合片同士の接合をさらに確実なものとすることができ、鉄道車両構体の剛性をより高めることが可能となる。特に、外側溶接部を連続的に溶接する場合には、突き合わせ接合部分を車両外部から遮断することができるため、水密性・気密性の高い鉄道車両構体を作り出すことが可能となる。

また、ドアブロックの外形寸法は、窓ブロックの外形寸法と同一であることが好ましい。このように，窓ブロックとドアブロックの外形寸法を統一化することで、車両設計を一層容易化・効率化することができる。

また、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法は、側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体の製造方法であって、ドア部及び戸袋を有するドアブロックの一縁部から車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片と、窓部を有する窓ブロックの一縁部から車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片とを突き合わせるように配置して、ドア側接合片と窓側接合片との突き合わせ部分を仮止めする仮止め工程と、仮止め工程後、突き合わせ部分の車両内面予定側の端部を溶接する内側溶接工程と、仮止め工程後、突き合わせ部分の車両外面予定側の端部を溶接する外側溶接工程と、を備え、内側溶接工程及び外側溶接工程の少なくとも一方は、突き合わせ部分の溶接がその長手方向に沿った連続溶接であることを特徴としている。

この鉄道車両構体の製造方法では、ドアブロックにおけるドア側接合片と窓ブロックにおける窓側接合片とをその突き合わせ部分において仮止めした後、突き合わせ部分の車両内面予定側の端部及び車両外面予定側の端部を溶接によって接合する。これにより、互いに突き合わされて接合された各接合片を、ドアブロック及び窓ブロックの接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性を良好なものとしつつ、上下方向における剛性を十分に担保することができる。また、このような製造方法によれば、接合される各ブロックの表面に段差部分が生じてしまうような重ね代が不要となるため、設計上の制約も生じない。さらに、鉄道車両構体を製造するにあたっては、ドアブロックと窓ブロックとの接合箇所の内面側と外面側をいきなり溶接するのではなく、内側溶接工程及び外側溶接工程を行う前工程として、溶接や締結部材などによる仮止め工程を採用しているので、ブロック同士の位置合わせを確かなものにすることができ、しっかりとした内側溶接及び外側溶接を行うことができる。しかも、この仮止め工程によって、接合片同士の突き合わせ部分における空隙の発生が抑えられるため、接合片同士の接合強度をアップさせることが可能となる。

また、本発明に係る鉄道車両構体の製造方法は、側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体の製造方法であって、ドア部及び戸袋を有するドアブロックの一縁部から車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片と、窓部を有する窓ブロックを複数並設してなる窓ブロック接合体の一縁部から車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片とを突き合わせるように配置して、ドア側接合片と窓側接合片との突き合わせ部分を仮止めする仮止め工程と、仮止め工程後、突き合わせ部分の車両内面予定側の端部を溶接する内側溶接工程と、仮止め工程後、突き合わせ部分の車両外面予定側の端部を溶接する外側溶接工程と、を備え、内側溶接工程及び外側溶接工程の少なくとも一方は、突き合わせ部分の溶接がその長手方向に沿った連続溶接であることを特徴としている。

この鉄道車両構体の製造方法では、ドアブロックにおけるドア側接合片と窓ブロック接合体における窓側接合片とをその突き合わせ部分において仮止めした後、突き合わせ部分の車両内面予定側の端部及び車両外面予定側の端部を溶接によって接合する。これにより、互いに突き合わされて接合された各接合片を、ドアブロック及び窓ブロック接合体の接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性を良好なものにしつつ、上下方向における剛性を十分に担保することができる。また、このような製造方法によれば、ドアブロック及び窓ブロック接合体の表面に段差部分が生じてしまうような重ね代が不要となるため、設計上の制約も生じない。さらに、鉄道車両構体を製造するにあたっては、ドアブロックと窓ブロック接合体との接合箇所の内面側と外面側をいきなり溶接するのではなく、内側溶接工程及び外側溶接工程を行う前工程として、溶接や締結部材などによる仮止め工程を採用しているので、ドアブロックと窓ブロック接合体との位置合わせを確かなものにすることができ、しっかりとした内側溶接及び外側溶接を行うことができる。しかも、この仮止め工程によって、接合片同士の突き合わせ部分における空隙の発生が抑えられるため、接合片同士の接合強度をアップさせることが可能となる。

また、外側溶接工程は、内側溶接工程の後に行われることが好ましい。この場合、内側溶接工程において定盤上に各ブロックを平坦に設置することができる。これにより、定盤上での各ブロックの歪みを抑えることができると共に、車両内面予定側の端部の溶接作業性を向上させることが可能となる。また、溶接で発生する熱が各ブロックの車両外面予定側を通して定盤側に放熱されるので、良好な溶接を実現することできる。

さらに、内側溶接工程及び外側溶接工程の少なくとも一方は、突き合わせ部分の溶接が連続溶接であることが好ましい。これにより、各接合片同士の接合をさらに確実なものとすることができ、鉄道車両構体の剛性をより高めることが可能となる。特に、外側溶接部を連続的に溶接する場合には、各ブロックの接合部分を車両外部から遮断することができるため、水密性・気密性の高い鉄道車両構体を作り出すことが可能となる。

以上のように、本発明によれば、鉄道車両構体の組み立て作業性の向上を図りつつ、十分な剛性を担保することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る鉄道車両構体の好適な実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明に係る鉄道車両構体１を示す斜視図である。この鉄道車両構体１は、床部を構成する床構体２と、側部を構成する側構体４と、屋根部を構成する屋根構体６と、前部及び後部を構成する妻構体８とを有し、各構体２〜８は相互に溶接されている。

側構体４は、図１及び図２に示すように、４個のドアブロック１０及び５個の窓ブロック１２を備えており、これらのドアブロック１０と窓ブロック１２とが交互に溶接されて構成されている。このタイプの側構体４は、例えば、首都圏などでの通勤用車両に用いられる。

各ドアブロック１０は、ドア部１４と、腰パネル１６，１８と、吹寄せパネル２０，２２と、幕パネル２４と、戸袋２５ａ及び戸袋２５ｂ（図３参照）とを備えて構成されている。このドアブロック１０により、ドア部１４及び戸袋２５ａ，２５ｂのユニット化がなされている。また、各窓ブロック１２は、ドアブロック１０と同一の外形寸法を有しており、窓部２６と、腰パネル２８と、窓枠パネル３０と、幕パネル３２とを備えると共に、略同等の構成を有している。この窓ブロック１２により、窓部２６のユニット化がなされている。

腰パネル１６，１８，２８は、窓部２６の下縁部よりも下側に位置し、床構体２と溶接されるパネルである。吹寄せパネル２０，２２は、ドア部１４と窓部２６との間に位置するパネルである。また、ドアブロック１０において、腰パネル１６，１８及び吹寄せパネル２０，２２は、ドア部１０を挟んで対称に配置されており、各パネル１６，２０及び１８，２２の内側に戸袋２５ａ，２５ｂ（図３参照）とがそれぞれ取り付けられている。

幕パネル２４，３２は、ドア部１４及び窓部２６の上縁部よりも上側に位置し、屋根構体６と溶接されるパネルである。また、窓枠パネル３０は、窓ブロック１２において、腰パネル２８と幕パネル３２との間に位置するパネルであり、中央部分に窓部２６を嵌め込むための開口部３０ｃ（図６参照）が形成されている。

次に、前述したドアブロック１０及び窓ブロック１２についてさらに詳細に説明する。ドアブロック１０及び窓ブロック１２を構成する各パネル１６〜２４，２８〜３２は、例えばステンレス鋼から形成された種々の外板パネルとして構成されている。なお、外板パネルの材質は、ステンレス鋼のほか、アルミ合金、高張力鋼、その他の一般鋼であってもよい。

図３及び図４に示すように、ドアブロック１０において、腰パネル（外板パネル）１６，１８の各々の下縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片１６ａ，１８ａが水平方向に延在しており、各々の上縁部には、それぞれ断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片１６ｂ，１８ｂが水平方向に延在している。さらに、腰パネル１６，１８におけるドア部１４側の縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片１６ｃ，１８ｃが鉛直方向に延在している。

また、吹寄せパネル（外板パネル）２０，２２の各々の下縁部には、平板状の長尺の接合片２０ａ，２２ａが水平方向に延在しており、各々の上縁部には、平板状の接合片２０ｂ，２２ｂが水平方向に延在している。また、吹寄せパネル２０，２２におけるドア部１４側の縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片２０ｃ，２２ｃが鉛直方向に延在している。さらに、幕パネル（外板パネル）２４の下縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片２４ａが水平方向に延在しており、上縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片２４ｂが水平方向に延在している。

そして、腰パネル１６，１８は、上側の縁部に形成された接合片１６ｂ，１８ｂが吹寄せパネル２０，２２の下側の縁部に形成された接合片２０ａ，２２ａに突き合わされた状態で吹寄せパネル２０，２２に溶接されている。また、吹寄せパネル２０，２２は、上側の縁部に形成された接合片２０ｂ，２２ｂが幕パネル２４の下側の縁部に形成された接合片２４ａに突き合わされた状態で幕パネル２４に溶接されている。

ここで、前述した腰パネル１６の接合片１６ｂと吹寄せパネル２０の接合片２０ａとの溶接について詳細に説明する。

腰パネル１６と吹寄せパネル２０との接合部分において、接合片１６ｂ，２０ａは、図５に示すように、接合片１６ｂと接合片２０ａとの突き合わせ部分３４における車両内面側の端部３４ａを連続溶接した内側溶接部Ｗ１と、車両外面側の端部３４ｂを連続溶接した外側溶接部Ｗ２とによって強固に連結されている。さらに、接合片１６ｂ，２０ａは、内側溶接部Ｗ１と外側溶接部Ｗ２との間における突き合わせ部分３４の中間部分３４ｃで、中間連結部Ｗ３により溶接されている。そして、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接された接合片１６ｂ，２０ａは、腰パネル１６と吹寄せパネル２０との溶接部分に沿って水平方向に延在する骨部材として機能している（図３参照）。

このような溶接を行う場合、まず、各々の車両外面予定側の側面１６ｆ，２０ｆが下側となるように、腰パネル１６と、吹寄せパネル２０とを定盤（図示しない）上に配置する。次に、接合片１６ｂに接合片２０ａが突き合わされるように腰パネル１６と吹寄せパネル２０とを隣接させ、この接合片１６ｂ，２０ａの突き合わせ部分３４の中間部分３４ｃを、スポット溶接により形成される中間連結部Ｗ３によって仮止めする（仮止め工程）。

仮止めを行った後、突き合わせ部分３４の車両内面予定側の端部３４ａを長手方向に沿って連続溶接し、内側溶接部Ｗ１を形成する（内側溶接工程）。その後、腰パネル１６及び吹寄せパネル２０を各々の車両内面予定側の側面１６ｇ，２０ｇが下側となるように定盤上に再配置する。そして、突き合わせ部分３４の車両外面予定側の端部３４ｂを長手方向に沿って連続溶接し、外側溶接部Ｗ２を形成する（外側溶接工程）。

このような溶接方法によれば、内側溶接工程において定盤上に各パネル１６，２０を平坦に設置することができる。これにより、定盤上での各パネル１６，２０の歪みを抑えることができると共に、車両内面予定側の端部３４ａにおける溶接の作業性を向上させることが可能となる。また、溶接で発生する熱が各パネル１６，２０の車両外面側の側面１６ｆ，２０ｆを通して定盤側にスムーズに放熱されるので、良好な溶接を実現することできる。

なお、溶接部Ｗ１及びＷ２の形成に用いる溶接方法としては、摩擦撹拌溶接（ＦＳＷ）、レーザ溶接、ハイブリッドレーザ溶接、タンデムＭＩＧ、ろう接を用いることが好ましい。これらの溶接方法によれば、パネルへの入熱量を少なくできるので、熱による歪みを抑えた連続溶接が可能となる。また、中間連結部Ｗ３による仮止めの方法としては、スポット溶接を用いることが好ましいが、リベット締結やアーク溶接、或いはボルトによる固定であってもよい。

以下、同様の手順に従って、図４に示すように、ドアブロック１０におけるもう一方の腰パネル１８の接合片１８ｂと吹寄せパネル２２の接合片２２ａとの溶接においても溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３が形成されている。そして、溶接された接合片１８ｂ，２２ａは、腰パネル１８と吹寄せパネル２２との溶接部分に沿って水平方向に延在する骨部材として機能する。

また、吹寄せパネル２０，２２と幕パネル２４との溶接においても、上述の方法に従って溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３が形成されている。そして、溶接された接合片２０ｂ，２４ａ及び接合片２２ｂ，２４ａは、吹寄せパネル２０，２２と幕パネル２４との溶接部分に沿って水平方向に延在する骨部材として機能する。

さらに、図３に示すように、各パネル１６，１８，２０，２２，２４におけるドアブロック１０の端部側に位置する縁部には、接合片１６ａ，１８ａ，２０ａ，２２ａ，２４ａ及び接合片１６ｂ，１８ｂ，２０ｂ，２２ｂ，２４ｂよりも大きく突出する接合片１６ｄ，２０ｄ，２４ｄ及び接合片１８ｅ，２２ｅ，２４ｅが鉛直方向に延在している。この接合片１６ｄ，２０ｄ，２４ｄ及び接合片１８ｅ，２２ｅ，２２ｅが溶接によって上下で相互に連結されることで、ドアブロック１４の前後の端部には、鉛直方向に延在するドア側接合片１０ａ，１０ｂが形成されている。

一方、図６及び図７に示すように、窓ブロック１２において、腰パネル（外板パネル）２８の下縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片２８ａが水平方向に延在しており、上縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片２８ｂが水平方向に延在している。また、窓枠パネル（外板パネル）３０の下縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片３０ａが水平方向に延在しており、上縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片３０ｂが水平方向に延在している。さらに、幕パネル（外板パネル）３２の下縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片３２ａが水平方向に延在しており、上縁部には、断面Ｌ字形状を有する長尺の接合片３２ｂが水平方向に延在している。

そして、腰パネル２８は、上側の縁部に形成された接合片２８ｂが窓枠パネル３０の下側の縁部に形成された接合片３０ａに突き合わされた状態で窓枠パネル３０に溶接されている。さらに、窓枠パネル３０は、上側の縁部に形成された接合片３０ｂが幕パネル３２の下側の縁部に形成された接合片３２ａに突き合わされた状態で幕パネル３２に溶接されている。

ここで、腰パネル２８及び窓枠パネル３０の溶接にあたっては、前述した溶接方法が用いられている。すなわち、図８に示すように、腰パネル２８の接合片２８ｂと窓枠パネル３０の接合片３０ａとは、接合片２８ｂと接合片３０ａとの突き合わせ部分３５における車両内面側の端部３５ａを連続溶接した内側溶接部Ｗ１と、車両外面側の端部３５ｂを連続溶接した外側溶接部Ｗ２とによって強固に連結されている。さらに、接合片２８ｂ，３０ａは、内側溶接部Ｗ１と外側溶接部Ｗ２との間における突き合わせ部分３５の中間部分３５ｃで、中間連結部Ｗ３により溶接されている。そして、溶接された接合片２８ｂ，３０ａは、腰パネル２８と窓枠パネル３０との溶接部分に沿って水平方向に延在する骨部材として機能する（図６参照）。

また、図７に示すように、窓枠パネル３０と幕パネル３２との溶接についても同様の溶接方法が採られている。すなわち、窓枠パネル３０の接合片３０ｂと幕パネル３２の接合片３２ａとは、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接されている。そして、溶接された接合片３０ｂ，３２ａは、窓枠パネル３０と幕パネル３２との溶接部分に沿って水平方向に延在する骨部材として機能する。

さらに、図６に示すように、各パネル２８，３０，３２において、窓ブロック１２の端部側に位置する縁部には、接合片２８ａ，３０ａ，３２ａ及び接合片２８ｂ，３０ｂ，３２ｂよりも大きく突出する断面Ｌ字形状の接合片２８ｄ，３０ｄ，３２ｄ及び接合片２８ｅ，３０ｅ，３２ｅがそれぞれ鉛直方向に延在している。接合片２８ｄ，３０ｄ，３２ｄ及び接合片２８ｅ，３０ｅ，３２ｅが溶接によってそれぞれ上下で相互に連結されることで、窓ブロック１２の前後の端部には、鉛直方向に延在する窓側接合片１２ａ，１２ｂが形成されている。

次に、ドアブロック１０と窓ブロック１２との溶接について詳細に説明する。ドアブロック１０と窓ブロック１２とは、図９に示すように、ドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとを突き合わせた状態で相互に溶接されている。

ここで、ドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとは、図１０に示すように、ドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとの突き合わせ部分３６における車両内面側の端部３６ａを連続溶接した内側溶接部Ｗ１と、車両外面側の端部３６ｂを連続溶接した外側溶接部Ｗ２とによって強固に連結されている。さらに、ドア側接合片１０ａ及び窓側接合片１２ａは、内側溶接部Ｗ１と外側溶接部Ｗ２との間における突き合わせ部分３６の中間部分３６ｃで、中間連結部Ｗ３により溶接されている。そして、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接されたドア側接合片１０ａ及び窓側接合片１２ａは、ドアブロック１０と窓ブロック１２との溶接部分に沿って鉛直方向に延在する縦骨として機能している（図９参照）。

このような溶接を行う場合、まず、各々のブロック１０，１２における車両外面予定側の側面１０ｆ，１２ｆが下側となるように、ドアブロック１０と、窓ブロック１２とを定盤（図示しない）上に配置する。次に、ドア側接合片１０ａに窓側接合片１２ａが突き合わされるようにドアブロック１０と窓ブロック１２とを隣接させ、ドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとの突き合わせ部分３６の中間部分３６ｃを、スポット溶接により形成される中間連結部Ｗ３によって仮止めする（仮止め工程）。

仮止めを行った後、突き合わせ部分３６の車両内面予定側の端部３６ａを長手方向に沿って連続溶接し、内側溶接部Ｗ１を形成する（内側溶接工程）。その後、ドアブロック１０及び窓ブロック１２を各々の車両内面予定側の側面１０ｇ，１２ｇが下側となるように定盤上に再配置する。そして、突き合わせ部分３６の車両外面予定側の端部３６ｂを長手方向に沿って連続溶接し、外側溶接部Ｗ２を形成する（外側溶接工程）。

このような溶接方法によれば、内側溶接工程において定盤上に各ブロック１０，１２を平坦に設置することができる。これにより、定盤上での各パネル１６，２０の歪みを抑えることができると共に、車両内面予定側の端部３６ａにおける溶接の作業性を向上させることが可能となる。また、溶接で発生する熱が各ブロック１０，１２の車両外面側の側面１０ｆ，１２ｆを通して定盤側にスムーズに放熱されるので、良好な溶接を実現することできる。

以下、上述した溶接手順に従って、ドアブロック１０におけるもう一方のドア側接合片１０ｂと窓ブロック１２におけるもう一方の窓側接合片１２ｂとの溶接を行うことにより、隣接するドアブロック１０と窓ブロック１２とを順次溶接していくと側構体４が完成する。このとき、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接されたドア側接合片１０ｂ及び窓側接合片１２ｂも同様に、ドアブロック１０と窓ブロック１２との溶接部分に沿う縦骨として機能する。

以上説明したように、この鉄道車両構体１では、ドアブロック１０と窓ブロック１２の接合において、互いに突き合わされて接合されたドア側接合片１０ａ，１０ｂ及び窓側接合片１２ａ，１２ｂを、ドアブロック１０と窓ブロック１２との接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体１の組み立て作業性を良好なものにしつつ、上下方向における剛性を十分に担保することができる。

一方で、ドア側接合片１０ａ，１０ｂと窓側接合片１２ａ，１２ｂとの突き合わせ部分３６，３８は、内側溶接部Ｗ１及び外側溶接部Ｗ２によって連続溶接されている。そのため、ドアブロック１０と窓ブロック１２との接合を強固に行うことが可能となる。また、ドアブロック１０と窓ブロック１２の外側表面に段差部分が生じてしまうような重ね代が不要となるため、設計上の制約が生じることもない。

さらに、ドアブロック１０と窓ブロック１２の溶接部分は、外側溶接部Ｗ２によって車両外部から遮断されている。このため、トンネルに入った時の急激な圧力変化や風雨に耐えることのできる水密性・気密性の高い鉄道車両構体１が作り出される。また、ドア側接合片１０ａ，１０ｂと窓側接合片１２ａ，１２ｂとは中間連結部Ｗ３によって接合されており、突き合わせ部分３６，３８において空隙の発生が抑えられている。この結果として、接合片同士の接合強度をアップさせることが可能となる。

また、図２に示された鉄道車両構体１では、ドアブロック１０によってドア部１４及び戸袋２５ａ，２５ｂがユニット化され、このドアブロック１０と同一の外形寸法を有する窓ブロック１２によって窓部２６がユニット化されている。このため、ドアブロック１０及び窓ブロック１２の配置数を増減させることで、様々なタイプの側構体４を容易に作製することができる。このことは、製造のコストダウンを実現するものである。

［第２実施形態］
続いて、本発明に係る鉄道車両構体の第２実施形態について説明する。この実施形態では、図１１に示すように、側構体４Ａがドアブロック１０と、窓ブロック１２を２個並設してなる窓ブロック接合体１２Ａとを交互に接合して構成されている点で、ドアブロック１０と窓ブロック１２とを交互に接合して構成されている第１実施形態に係る側構体４と相違している。このタイプの側構体４は、例えば首都圏近郊での通勤用車両に用いられる。

ここで、窓ブロック接合体１２Ａを構成している窓ブロック１２，１２同士の溶接について詳細に説明する。図６に示したように、各窓ブロック１２における前後の端部には、鉛直方向に延在する窓側接合片（第１の接合片）１２ａと、窓側接合片（第２の接合片）１２ｂとが形成されている。

窓ブロック１２と窓ブロック１２とを連結するにあたって、隣接する窓側接合片１２ａと窓側接合片１２ｂとは、図１２に示すように、窓側接合片１２ａと窓側接合片１２ｂとの突き合わせ部分４０における車両内面側の端部４０ａを連続溶接した内側溶接部Ｗ１と、車両外面側の端部４０ｂを連続溶接した外側溶接部Ｗ２とによって強固に連結されている。さらに、窓側接合片１２ａ及び窓側接合片１２ｂは、内側溶接部Ｗ１と外側溶接部Ｗ２との間における突き合わせ部分４０の中間部分４０ｃで、中間連結部Ｗ３により溶接されている。そして、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接された窓側接合片１２ａ及び窓側接合片１２ｂは、窓ブロック１２，１２の溶接部分に沿った縦骨として機能している。

次に、ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａとの溶接について説明する。ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａとは、図１３に示すように、ドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとを突き合わせた状態で相互に溶接されている。すなわち、このドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとは、ドア接合片１２ａと窓側接合片１２ａとの突き合わせ部分４２における車両内面側の端部４２ａを連続溶接した内側溶接部Ｗ１と、車両外面側の端部４２ｂを連続溶接した外側溶接部Ｗ２とによって強固に連結されている。さらに、ドア側接合片１０ａ及び窓側接合片１２ａは、内側溶接部Ｗ１と外側溶接部Ｗ２との間における突き合わせ部分４２の中間部分４２ｃで、中間連結部Ｗ３により溶接されている。そして、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接されたドア側接合片１０ａ及び窓側接合片１２ａは、ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａとの溶接部分に沿った縦骨として機能している。

このような溶接を行う場合、まず、ドアブロック１０及び窓ブロック接合体１２Ａにおける車両外面予定側の側面１０ｆ，１２ｆが下側となるように、ドアブロック１０と、窓ブロック接合体１２Ａとを定盤（図示しない）上に配置する。次に、ドア側接合片１０ａに窓側接合片１２ａが突き合わされるようにドアブロック１０と窓ブロック接合体１２とを隣接させ、ドア側接合片１０ａと窓側接合片１２ａとの突き合わせ部分４２の中間部分４２ｃを、スポット溶接により形成される中間連結部Ｗ３によって仮止めする（仮止め工程）。

仮止めを行った後、突き合わせ部分４２の車両内面予定側の端部４２ａを長手方向に沿って連続溶接し、内側溶接部Ｗ１を形成する（内側溶接工程）。その後、ドアブロック１０及び窓ブロック接合体１２Ａを各々の車両内面予定側の側面１０ｇ，１２ｇが下側となるように定盤上に再配置する。そして、突き合わせ部分４２の車両外面予定側の端部４２ｂを長手方向に沿って連続溶接し、外側溶接部Ｗ２を形成する（外側溶接工程）。

このような溶接方法によれば、内側溶接工程において定盤上にドアブロック１０及び窓ブロック接合体１２Ａを平坦に設置することができる。これにより、定盤上でのドアブロック１０及び窓ブロック接合体１２Ａの歪みを抑えることができると共に、車両内面予定側の端部４２ａにおける溶接の作業性を向上させることが可能となる。また、溶接で発生する熱がドアブロック１０及び窓ブロック接合体１２Ａの車両外面側の側面１０ｆ，１２ｆを通して定盤側にスムーズに放熱されるので、良好な溶接を実現することできる。

以下、上述した溶接手順に従って、ドアブロック１０におけるもう一方のドア側接合片１０ｂと窓ブロック接合体１２Ａにおけるもう一方の窓側接合片１２ｂとの溶接を行い、隣接するドアブロック１０と窓ブロック接合体１２とを順次溶接していくと側構体４Ａが完成する。このとき、溶接部Ｗ１，Ｗ２及び連結部Ｗ３によって溶接されたドア側接合片１０ｂ及び窓側接合片１２ｂも同様に、ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａとの溶接部分に沿う縦骨として機能する。

以上説明したように、本実施形態における鉄道車両構体では、ドアブロック１０と窓ブロック１２Ａの接合において、互いに突き合わされて接合されたドア側接合片１０ａ，１０ｂ及び窓側接合片１２ａ，１２ｂを、ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａとの接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性を良好なものにしつつ、上下方向における剛性を十分に担保することができる。

一方で、ドア側接合片１０ａ，１０ｂと窓側接合片１２ａ，１２ｂとの突き合わせ部分４２は、内側溶接部Ｗ１及び外側溶接部Ｗ２によって連続溶接されている。そのため、ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａとの接合を強固に行うことが可能となる。また、ドアブロック１０と窓ブロック接合体１２Ａの外側表面に段差部分が生じてしまうような重ね代が不要となるため、設計上の制約が生じることもない。

さらに、ドアブロック１０と窓ブロック１２Ａの溶接部分は、外側溶接部Ｗ２によって車両外部から遮断されている。このため、トンネルに入った時の急激な圧力変化や風雨に耐えることのできる水密性・気密性の高い鉄道車両構体が作り出される。また、ドア側接合片１０ａ，１０ｂと窓側接合片１２ａ，１２ｂとは中間連結部Ｗ３によって接合されており、突き合わせ部分４２において空隙の発生が抑えられている。この結果として、接合片同士の接合強度をアップさせることが可能となる。

また、窓ブロック接合体１２Ａにおいて、隣接する窓ブロック１２，１２同士は、隣接する窓側接合片１２ａと窓側接合片１２ｂとが互いに突き合わされて接合されている。これにより、各接合片１２ａ，１２ｂを窓ブロック接合体１２Ａにおける窓ブロック１２，１２間の接合部分に延在する縦骨としてそのまま機能させることができるため、鉄道車両構体の組み立て作業性をより向上させることができる。

また、この鉄道車両構体では、ドアブロック１０によってドア部１４及び戸袋２５ａ，２５ｂがユニット化され、窓ブロック接合体１２Ａを構成する各窓ブロック１２によって窓部２６がユニット化されている。このため、ドアブロック１０の配置数や窓ブロック接合体１２Ａを構成する窓ブロック１０の設置数を増減させること様々なタイプの側構体を容易に作製することができる。このことは、製造のコストダウンを実現する。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、２個のドアブロック１０と、５個の窓ブロック１２を並設してなる窓ブロック接合体１２Ｂとを接合して側構体４Ｂを構成すれば、都市近郊での２扉通勤用車両とすることができる。また、図１５に示すように、１個のドアブロック１０と、８個の窓ブロック１２を並設してなる窓ブロック接合体１２Ｃとを接合して側構体４Ｃを構成すれば、１扉特急用車両とすることができる。さらに、図１６に示すように、２個のドアブロック１０と、１０個の窓ブロック１２を並設してなる窓ブロック接合体１２Ｄとを接合して側構体４Ｄを構成すれば、幹線用の車両とすることができる。

本発明に係る鉄道車両構体の第１実施形態を示す斜視図である。 側構体のパネル構成を示す側面図である。 車両内面側から見たドアブロックの斜視図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 ドアブロックにおける腰パネルと吹寄せパネルの接合片同士の溶接状態を示す要部拡大断面図である。 車両内面側から見た窓ブロックの斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 窓ブロックにおける腰パネルと窓枠パネルの接合片同士の溶接状態を示す要部拡大断面図である。 ドアブロックと窓ブロックとの連結状態を示す斜視図である。 図９におけるＸ−Ｘ線断面図である。 本発明に係る鉄道車両構体の第２実施形態における側構体のパネル構成を示す側面図である。 窓ブロック接合体を構成する窓ブロック同士の連結状態を示す要部拡大断面図である。 ドアブロックと窓ブロック接合体との連結状態を示す要部拡大断面図である。 側構体のパネル構成の別の実施形態を示す側面図である。 側構体のパネル構成のさらに別の実施形態を示す側面図である。 側構体のパネル構成のさらに別の実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１…鉄道車両構体、２…床構体、４，４Ａ〜４Ｄ…側構体、６…屋根構体、８…妻構体、１０…ドアブロック、１０ａ，１０ｂ…ドア側接合片、１２…窓ブロック、１２Ａ〜１２Ｄ…窓ブロック接合体、１２ａ，１２ｂ…窓側接合片、１４…ドア部、２５ａ，２５ｂ…戸袋、２６…窓部、３６，３８，４０，４２…突き合わせ部分（突き合わせ接合部分）、３６ａ，３８ａ，４０ａ，４２ａ…車両内面側の端部、３６ｂ，３８ｂ，４０ｂ，４２ｂ…車両外面側の端部、Ｗ１…内側溶接部、Ｗ２…外側溶接部，Ｗ３…中間連結部。

Claims (9)

1. 側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体であって、
   前記側構体は、
   ドア部及び戸袋を有すると共に、一縁部から車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片を有するドアブロックと、
   窓部を有すると共に、一縁部から前記車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片を有する窓ブロックと、を交互に配置して構成され、
   前記ドアブロックと前記窓ブロックとは、前記ドア側接合片と前記窓側接合片とが、互いに突き合わされていると共に、その突き合わせ部分の長手方向に連続接合されていることを特徴とする鉄道車両構体。
2. 側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体であって、
   前記側構体は、
   ドア部及び戸袋を有すると共に、一縁部から車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片を有するドアブロックと、
   窓部を有すると共に、一縁部から前記車両内面側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片を有する窓ブロックを複数並設してなる窓ブロック接合体とを有し、
   前記ドアブロックと前記窓ブロック接合体とは、前記ドア側接合片と前記窓側接合片とが、互いに突き合わされていると共に、その突き合わせ部分の長手方向に連続接合されていることを特徴とする鉄道車両構体。
3. 前記窓ブロックは、一縁部から前記車両内面側に向けて突出する第１の接合片と、他縁部から前記車両内面側に向けて突出する第２の接合片とを有し、
   前記窓ブロック接合体において、隣接する前記窓ブロック同士は、隣接する前記第１の接合片と前記第２の接合片とが互いに突き合わされて接合されていることを特徴とする請求項２記載の鉄道車両構体。
4. 前記窓側接合片と前記ドア側接合片とが互いに突き合わされた接合部分には、
   前記突き合わせ接合部分の前記車両内面側の端部に形成された内側溶接部と、
   前記突き合わせ接合部分の車両外面側の端部に形成された外側溶接部と、
   前記内側溶接部と前記外側溶接部との間に形成された中間連結部と、が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両構体。
5. 前記内側溶接部及び前記外側溶接部の少なくとも一方は、前記突き合わせ接合部分に沿って長手方向に連続的に形成されていることを特徴とする請求項４記載の鉄道車両構体。
6. 前記ドアブロックの外形寸法は、前記窓ブロックの外形寸法と同一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の鉄道車両構体。
7. 側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体の製造方法であって、
   ドア部及び戸袋を有するドアブロックの一縁部から車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片と、窓部を有する窓ブロックの一縁部から前記車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片とを突き合わせるように配置して、前記ドア側接合片と前記窓側接合片との突き合わせ部分を仮止めする仮止め工程と、
   前記仮止め工程後、前記突き合わせ部分の前記車両内面予定側の端部を溶接する内側溶接工程と、
   前記仮止め工程後、前記突き合わせ部分の車両外面予定側の端部を溶接する外側溶接工程と、を備え、
   前記内側溶接工程及び前記外側溶接工程の少なくとも一方は、前記突き合わせ部分の溶接がその長手方向に沿った連続溶接であることを特徴とする鉄道車両構体の製造方法。
8. 側構体、床構体、屋根構体及び妻構体を接合してなる鉄道車両構体の製造方法であって、
   ドア部及び戸袋を有するドアブロックの一縁部から車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在するドア側接合片と、窓部を有する窓ブロックを複数並設してなる窓ブロック接合体の一縁部から前記車両内面予定側に向けて突出し且つ車両の鉛直方向に沿って延在する窓側接合片とを突き合わせるように配置して、前記ドア側接合片と前記窓側接合片との突き合わせ部分を仮止めする仮止め工程と、
   前記仮止め工程後、前記突き合わせ部分の前記車両内面予定側の端部を溶接する内側溶接工程と、
   前記仮止め工程後、前記突き合わせ部分の車両外面予定側の端部を溶接する外側溶接工程と、を備え、
   前記内側溶接工程及び前記外側溶接工程の少なくとも一方は、前記突き合わせ部分の溶接がその長手方向に沿った連続溶接であることを特徴とする鉄道車両構体の製造方法。
9. 前記外側溶接工程は、前記内側溶接工程の後に行われることを特徴とする請求項７又は８記載の鉄道車両構体の製造方法。
   

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