JP4234341B2 - 鉄道車両構体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ製屋根構体とステンレス製側構体とを結合する鉄道車両構体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両構体は、骨組みに外板を溶接結合する構造であったが、新幹線を始めとする最近のアルミ製車両は、骨組みに外板を一体化した大型押し出し形材からなるアルミ製中空形材をはめあわせ、溶接結合することで構体を構成し、部品点数を大幅に削減している。一方、一般的な通勤車両では、メンテナンスの省力化を主目的に、無塗装車両が多く使われているが、無塗装のアルミ製構体は、傷や汚れの点でステンレス製構体に劣ることから、ステンレス製構体の車両が主力であるが、ステンレス製構体は、従来の骨組みに外板を溶接結合する構造となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ステンレス製の外板に芯材と内板とを溶接した二重構造パネルが開発され、この二重構造パネルを車両構体として使用する研究が進められているが、現状では、前記二重構造パネルは、製造設備の制約から最大長３ｍ程度のものしか製作できない。また、側構体の幕板が車体全長に亘る長さなので、この部分に前記二重構造パネルを適用することができず、幕板は、従来と類似の骨組みと外板及び内板を溶接結合する構造となり、部品点数の大幅な削減に貢献できない。さらに、アルミ製屋根構体とステンレス製側構体の結合は、リベットやボルト等の機械的結合なので、リベットやボルトの頭部が外板から突出して見栄えが悪いばかりでなく、異種金属接合部への浸水とそれに伴う電食の問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、車両構体を構成する部品点数を大幅に削減し、組立作業工程を減少させるとともに、浸水や電食を防止して外観を向上させた鉄道車両構体の製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、アルミ製中空形材の屋根構体と、幕板部分を含む外板に芯材と内板とを溶接結合した窓ブロック及び入口枠板に幕板部分を一体化した側入口ブロックとで構成されるステンレス製の側構体とを結合する鉄道車両構体の製造方法において、前記屋根構体の車外側端部に形成した中空部の内面にステンレス製継手部材をリベットにて結合し、前記窓ブロック及び側入口ブロックの内側端部にステンレス製ツナギ金を溶接結合又は一体形成し、前記窓ブロックと側入口ブロックとを溶接結合し、前記ステンレス製継手部材を前記窓ブロック及び側入口ブロックの外板端部に溶接結合し、前記ステンレス製ツナギ金を前記屋根構体の車内側端部にリベットにて結合することを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示される実施形態例に基づいて説明する。車両構体１は、アルミ製中空形材の屋根構体２にステンレス製の側構体３を結合して構成されている。屋根構体２は、最大幅５００ｍｍ、最大長２５ｍ程度の中空形材を複数並べ、長手方向に沿ってアーク溶接することで組み立てられる。
【０００７】
側構体３は、複数の窓ブロック４と複数の側入口ブロック５とで構成されている。窓ブロック４は、幕板パネル６、吹寄パネル７及び腰板パネル８を溶接接合して構成されている。幕板パネル６は、外板６ａに芯材としての波板６ｂと横骨部材６ｃを溶接してその内側に内板６ｄを溶接した二重構造パネルに形成されている。吹寄パネル７は、外板７ａに芯材としての波板７ｂと横骨部材７ｃを溶接してその内側に内板７ｄを溶接した二重構造パネルに形成されている。腰板パネル８は、外板８ａに芯材としての波板８ｂと横骨部材８ｃを溶接してその内側に内板８ｄを溶接した二重構造パネルに形成され、下部を台枠９に結合されている。
【０００８】
側入口ブロック５は、上部枠部材１０と側枠部材１１，１１及び下部枠部材１２とを溶接接合して、入口用開口部１３を形成した入口枠板１４で構成されている。上部枠部材１０は、幕板部分を一体化したもので、外板１０ａに芯材としての横骨部材１０ｂを溶接してその内側に内板１０ｃを溶接した二重構造パネルに形成されている。なお、外板１０ａと横骨部材１０ｂとの間には、外板補強板兼ツナギ金１０ｄが設けられている。
【０００９】
前記各窓ブロック４及び側入口ブロック５は、ステンレス製継手部材１５及びステンレス製ツナギ金１６を介して屋根構体２に結合される。結合順序は、先ず、屋根構体２の車外側端部に形成した中空部２ａ内面に前記ステンレス製継手部材１５をリベット１７にて結合しておく。一方、前記幕板パネル６の内板６ｄ端部が溶接された横骨部材６ｃにステンレス製ツナギ金１６を溶接結合しておく。また、前記上部枠部材１０の内板１０ｃ端部に前記ステンレス製ツナギ金１６を一体に形成しておく。なお、ステンレス製ツナギ金１６は、前記内板６ｄ端部に連続して一体に形成してもよく、前記内板１０ｃ端部にステンレス製ツナギ金１６を溶接結合してもよい。
【００１０】
そして、前記各窓ブロック４及び側入口ブロック５を溶接結合する。その後、前記ステンレス製継手部材１５と前記幕板パネル６の外板６ａ端部とを溶接結合するとともに、前記ステンレス製継手部材１５と前記外板補強板兼ツナギ金１０ｄとを溶接結合する。この溶接結合作業は、前記ステンレス製ツナギ金１６に開けた作業孔１６ａを利用する。続いて、前記ステンレス製ツナギ金１６を屋根構体２の車内側端部にリベット１８にて結合する。なお、ステンレス製継手部材１５及びステンレス製ツナギ金１６は、車体全長に亘る長さのものでもよいが、強度が低下しない範囲で適宜分割したり、断続的に設けてもよい。
【００１１】
以上のようにして、一体化された屋根構体２及び側構体３を結合して車両構体１を製造するので、車両構体１を構成する部品点数の大幅な削減と、組立作業工程の大幅な減少が図れ、低コストな構体とすることができる。しかも、浸水や電食を防止して外観を向上させるとともに、側構体３の傷や汚れに対する耐久性や無塗装による省メンテナンス性を確保できる。なお、鉄道構造規則により、直流電車の屋根には絶縁塗料を塗ることが定められているため、屋根構体２は、この塗装によって傷や汚れから保護される。
【００１２】
また、屋根構体がアルミ製中空形材、側構体が従来の骨組みに外板を溶接結合するステンレス製構造の場合、屋根構体に比べ側構体のほうが変形しやすいので、屋根構体と側構体の結合部で面外曲げの剛性が急変してしまうため、車両構体が周方向に膨らみ、縮み変形をした場合に、結合部に高い応力が発生することが懸念され、屋根構体と側構体の結合部に補強等の配慮が必要となるが、本発明の構造では、屋根構体と側構体の材質は異なるものの、全周を同様な二重構造パネルで構成できるため、屋根構体と側構体の結合部での面外曲げの剛性の変化が緩やかで、結合部への補強等の配慮が不要となる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両構体の製造方法は、ステンレス製の側構体を、幕板部分を含む外板に芯材と内板とを溶接結合した窓ブロックと、入口枠板に幕板部分を一体化した側入口ブロックとで構成し、窓ブロックと側入口ブロックとを溶接結合し、アルミ製中空形材の屋根構体の車外側端部に形成した中空部にリベットにて結合したステンレス製継手部材を窓ブロック及び側入口ブロックの外板端部に溶接結合し、窓ブロック及び側入口ブロックの内板端部に溶接結合したステンレス製ツナギ金を屋根構体の車内側端部にリベットにて結合するので、一体化された屋根構体と側構体との結合で車両構体を製造するから、車両構体の構成部品点数を大幅に削減でき、組立作業工程も大幅に減少でき、低コストな構体とすることができる。しかも、浸水や電食を防止して外観を向上させるとともに、側構体の傷や汚れに対する耐久性や無塗装による省メンテナンス性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の車両構体の製造方法を示す概略図
【図２】 車両構体の側面図
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】 図２のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】 図２のＶ−Ｖ断面図
【図６】 図２のＶＩ−ＶＩ断面図
【図７】 側入口ブロックの正面図
【図８】 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図
【図９】 図７のＩＸ−ＩＸ断面図
【符号の説明】
１…車両構体、２…屋根構体、３…側構体、４…窓ブロック、５…側入口ブロック、６…幕板パネル、６ａ…幕板パネルの外板、６ｂ…幕板パネルの波板、６ｃ…幕板パネルの横骨部材、６ｄ…幕板パネルの内板、７…吹寄パネル、８…腰板パネル、１０…上部枠部材、１１…側枠部材、１２…下部枠部材、１４…入口枠板、１５…ステンレス製継手部材、１６…ステンレス製ツナギ金
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ製屋根構体とステンレス製側構体とを結合する鉄道車両構体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鉄道車両構体は、骨組みに外板を溶接結合する構造であったが、新幹線を始めとする最近のアルミ製車両は、骨組みに外板を一体化した大型押し出し形材からなるアルミ製中空形材をはめあわせ、溶接結合することで構体を構成し、部品点数を大幅に削減している。一方、一般的な通勤車両では、メンテナンスの省力化を主目的に、無塗装車両が多く使われているが、無塗装のアルミ製構体は、傷や汚れの点でステンレス製構体に劣ることから、ステンレス製構体の車両が主力であるが、ステンレス製構体は、従来の骨組みに外板を溶接結合する構造となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ステンレス製の外板に芯材と内板とを溶接した二重構造パネルが開発され、この二重構造パネルを車両構体として使用する研究が進められているが、現状では、前記二重構造パネルは、製造設備の制約から最大長３ｍ程度のものしか製作できない。また、側構体の幕板が車体全長に亘る長さなので、この部分に前記二重構造パネルを適用することができず、幕板は、従来と類似の骨組みと外板及び内板を溶接結合する構造となり、部品点数の大幅な削減に貢献できない。さらに、アルミ製屋根構体とステンレス製側構体の結合は、リベットやボルト等の機械的結合なので、リベットやボルトの頭部が外板から突出して見栄えが悪いばかりでなく、異種金属接合部への浸水とそれに伴う電食の問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、車両構体を構成する部品点数を大幅に削減し、組立作業工程を減少させるとともに、浸水や電食を防止して外観を向上させた鉄道車両構体の製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、アルミ製中空形材の屋根構体と、幕板部分を含む外板に芯材と内板とを溶接結合した窓ブロック及び入口枠板に幕板部分を一体化した側入口ブロックとで構成されるステンレス製の側構体とを結合する鉄道車両構体の製造方法において、前記屋根構体の車外側端部に形成した中空部の内面にステンレス製継手部材をリベットにて結合し、前記窓ブロック及び側入口ブロックの内側端部にステンレス製ツナギ金を溶接結合又は一体形成し、前記窓ブロックと側入口ブロックとを溶接結合し、前記ステンレス製継手部材を前記窓ブロック及び側入口ブロックの外板端部に溶接結合し、前記ステンレス製ツナギ金を前記屋根構体の車内側端部にリベットにて結合することを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示される実施形態例に基づいて説明する。車両構体１は、アルミ製中空形材の屋根構体２にステンレス製の側構体３を結合して構成されている。屋根構体２は、最大幅５００ｍｍ、最大長２５ｍ程度の中空形材を複数並べ、長手方向に沿ってアーク溶接することで組み立てられる。
【０００７】
側構体３は、複数の窓ブロック４と複数の側入口ブロック５とで構成されている。窓ブロック４は、幕板パネル６、吹寄パネル７及び腰板パネル８を溶接接合して構成されている。幕板パネル６は、外板６ａに芯材としての波板６ｂと横骨部材６ｃを溶接してその内側に内板６ｄを溶接した二重構造パネルに形成されている。吹寄パネル７は、外板７ａに芯材としての波板７ｂと横骨部材７ｃを溶接してその内側に内板７ｄを溶接した二重構造パネルに形成されている。腰板パネル８は、外板８ａに芯材としての波板８ｂと横骨部材８ｃを溶接してその内側に内板８ｄを溶接した二重構造パネルに形成され、下部を台枠９に結合されている。
【０００８】
側入口ブロック５は、上部枠部材１０と側枠部材１１，１１及び下部枠部材１２とを溶接接合して、入口用開口部１３を形成した入口枠板１４で構成されている。上部枠部材１０は、幕板部分を一体化したもので、外板１０ａに芯材としての横骨部材１０ｂを溶接してその内側に内板１０ｃを溶接した二重構造パネルに形成されている。なお、外板１０ａと横骨部材１０ｂとの間には、外板補強板兼ツナギ金１０ｄが設けられている。
【０００９】
前記各窓ブロック４及び側入口ブロック５は、ステンレス製継手部材１５及びステンレス製ツナギ金１６を介して屋根構体２に結合される。結合順序は、先ず、屋根構体２の車外側端部に形成した中空部２ａ内面に前記ステンレス製継手部材１５をリベット１７にて結合しておく。一方、前記幕板パネル６の内板６ｄ端部が溶接された横骨部材６ｃにステンレス製ツナギ金１６を溶接結合しておく。また、前記上部枠部材１０の内板１０ｃ端部に前記ステンレス製ツナギ金１６を一体に形成しておく。なお、ステンレス製ツナギ金１６は、前記内板６ｄ端部に連続して一体に形成してもよく、前記内板１０ｃ端部にステンレス製ツナギ金１６を溶接結合してもよい。
【００１０】
そして、前記各窓ブロック４及び側入口ブロック５を溶接結合する。その後、前記ステンレス製継手部材１５と前記幕板パネル６の外板６ａ端部とを溶接結合するとともに、前記ステンレス製継手部材１５と前記外板補強板兼ツナギ金１０ｄとを溶接結合する。この溶接結合作業は、前記ステンレス製ツナギ金１６に開けた作業孔１６ａを利用する。続いて、前記ステンレス製ツナギ金１６を屋根構体２の車内側端部にリベット１８にて結合する。なお、ステンレス製継手部材１５及びステンレス製ツナギ金１６は、車体全長に亘る長さのものでもよいが、強度が低下しない範囲で適宜分割したり、断続的に設けてもよい。
【００１１】
以上のようにして、一体化された屋根構体２及び側構体３を結合して車両構体１を製造するので、車両構体１を構成する部品点数の大幅な削減と、組立作業工程の大幅な減少が図れ、低コストな構体とすることができる。しかも、浸水や電食を防止して外観を向上させるとともに、側構体３の傷や汚れに対する耐久性や無塗装による省メンテナンス性を確保できる。なお、鉄道構造規則により、直流電車の屋根には絶縁塗料を塗ることが定められているため、屋根構体２は、この塗装によって傷や汚れから保護される。
【００１２】
また、屋根構体がアルミ製中空形材、側構体が従来の骨組みに外板を溶接結合するステンレス製構造の場合、屋根構体に比べ側構体のほうが変形しやすいので、屋根構体と側構体の結合部で面外曲げの剛性が急変してしまうため、車両構体が周方向に膨らみ、縮み変形をした場合に、結合部に高い応力が発生することが懸念され、屋根構体と側構体の結合部に補強等の配慮が必要となるが、本発明の構造では、屋根構体と側構体の材質は異なるものの、全周を同様な二重構造パネルで構成できるため、屋根構体と側構体の結合部での面外曲げの剛性の変化が緩やかで、結合部への補強等の配慮が不要となる。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両構体の製造方法は、ステンレス製の側構体を、幕板部分を含む外板に芯材と内板とを溶接結合した窓ブロックと、入口枠板に幕板部分を一体化した側入口ブロックとで構成し、窓ブロックと側入口ブロックとを溶接結合し、アルミ製中空形材の屋根構体の車外側端部に形成した中空部にリベットにて結合したステンレス製継手部材を窓ブロック及び側入口ブロックの外板端部に溶接結合し、窓ブロック及び側入口ブロックの内板端部に溶接結合したステンレス製ツナギ金を屋根構体の車内側端部にリベットにて結合するので、一体化された屋根構体と側構体との結合で車両構体を製造するから、車両構体の構成部品点数を大幅に削減でき、組立作業工程も大幅に減少でき、低コストな構体とすることができる。しかも、浸水や電食を防止して外観を向上させるとともに、側構体の傷や汚れに対する耐久性や無塗装による省メンテナンス性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の車両構体の製造方法を示す概略図
【図２】 車両構体の側面図
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】 図２のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】 図２のＶ−Ｖ断面図
【図６】 図２のＶＩ−ＶＩ断面図
【図７】 側入口ブロックの正面図
【図８】 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図
【図９】 図７のＩＸ−ＩＸ断面図
【符号の説明】
１…車両構体、２…屋根構体、３…側構体、４…窓ブロック、５…側入口ブロック、６…幕板パネル、６ａ…幕板パネルの外板、６ｂ…幕板パネルの波板、６ｃ…幕板パネルの横骨部材、６ｄ…幕板パネルの内板、７…吹寄パネル、８…腰板パネル、１０…上部枠部材、１１…側枠部材、１２…下部枠部材、１４…入口枠板、１５…ステンレス製継手部材、１６…ステンレス製ツナギ金
Claims (1)
- アルミ製中空形材の屋根構体と、幕板部分を含む外板に芯材と内板とを溶接結合した窓ブロック及び入口枠板に幕板部分を一体化した側入口ブロックとで構成されるステンレス製の側構体とを結合する鉄道車両構体の製造方法において、前記屋根構体の車外側端部に形成した中空部の内面にステンレス製継手部材をリベットにて結合し、前記窓ブロック及び側入口ブロックの内側端部にステンレス製ツナギ金を溶接結合又は一体形成し、前記窓ブロックと側入口ブロックとを溶接結合し、前記ステンレス製継手部材を前記窓ブロック及び側入口ブロックの外板端部に溶接結合し、前記ステンレス製ツナギ金を前記屋根構体の車内側端部にリベットにて結合することを特徴とする鉄道車両構体の製造方法。
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2001
- 2001-12-26 JP JP2001393068A patent/JP4234341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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