(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弓形状に湾曲して形成されていて貫通孔を有する鉄道車両用孔付骨部材の製造方法において、
平板から複数のリボン状の薄板になるようにレーザ切断するとともに、その薄板に対して貫通孔をレーザ切断により形成するレーザ加工工程と、
前記レーザ切断された１次加工物に対して立体的形状になるように曲げ加工する板曲げ加工工程と、
前記曲げ加工された２次加工物に対して長手方向に引張力を付与しながら弓形状に湾曲させるストレッチフォーミング工程とを備えたことを特徴とする鉄道車両用孔付骨部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された鉄道車両用孔付骨部材の製造方法において、
前記レーザ加工工程では、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔を形成することを特徴とする鉄道車両用孔付骨部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弓形状に湾曲して形成されていて貫通孔を有する鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材に関し、特に、貫通孔がストレッチフォーミング前にレーザ切断で形成される鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、鉄道車両の屋根構体は、下記特許文献１に記載されているように、枕木方向の両端に配置されてレール方向に延びる一対の長桁と、枕木方向に延びて両端部が長桁に接合される複数の垂木と、垂木の外側に接合される屋根外板とで主に構成されている。そして、垂木は弓形状に湾曲して形成されていて、貫通孔を有している場合がある。この垂木の貫通孔には、配管を固定するための金具等がボルトを用いて取付けられたり、電子機器のケーブルを結束するための結束バンドが巻き付くようになっている。
【０００３】
このような垂木は、従来、図１１に示す工程を経て製造されている。図１１は、従来の垂木の製造工程を示したフローチャートであり、図１２は、従来の垂木の製造工程において加工物の各状態を示した図である。図１１に示すように、先ず、せん断加工工程Ｒ１では、大きな平板が複数のリボン状の薄板になるようにシャーリングマシンでせん断加工されて、図１２（Ａ）に示すような１次加工物２２０Ａが成形される。
【０００４】
次に、板曲げ加工工程Ｒ２では、１次加工物２２０Ａがプレスブレーキ又はロールフォーミングマシンで曲げ加工されて、図１２（Ｂ）に示すような長手方向から見た断面が略Ｚ状である２次加工物２２０Ｂが成形される。続いて、ストレッチフォーミング工程Ｒ３では、２次加工物２２０Ｂがストレッチフォーミングマシンで長手方向に引張力が付与された状態で弓形状に湾曲されて、図１２（Ｃ）に示すような３次加工物２２０Ｃが成形される。最後に、孔開け工程Ｒ４では、ボール盤のドリルで貫通孔２２０ａ１が形成されて、４次加工物２２０Ｄ、即ち垂木が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２３５７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の垂木の製造工程では、図１１に示すように、主に４工程が必要であるため、工程間での加工物の移動及びセッティングが多くなり、多くの加工機（シャーリングマシン、プレスブレーキ又はロールフォーミングマシン、ストレッチフォーミングマシン、ボール盤）が用いられることになる。このため、加工費用が嵩むようになり、製造コストの低減が望まれていた。また、ドリルで形成する貫通孔の周辺では、バリが多く発生するため、バリ取りの作業が大変であるという観点からも、製造コストの増加を招いていた。
【０００７】
そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、例えば垂木のような鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材において、製造コストを低減できる鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る鉄道車両用孔付骨部材の製造方法は、弓形状に湾曲して形成されていて貫通孔を有する鉄道車両用孔付骨部材の製造方法であって、平板から複数のリボン状の薄板になるようにレーザ切断するとともに、その薄板に対して貫通孔をレーザ切断により形成するレーザ加工工程と、前記レーザ切断された１次加工物に対して立体的形状になるように曲げ加工する板曲げ加工工程と、前記曲げ加工された２次加工物に対して長手方向に引張力を付与しながら弓形状に湾曲させるストレッチフォーミング工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この場合には、レーザ加工工程の１工程の中で、大きな平板から複数のリボン状の薄板になるようにレーザ切断するとともに、その薄板に対して貫通孔をレーザ切断により形成するため、孔開け工程を別に設ける必要がない。このため、レーザ加工工程と板曲げ加工工程とストレッチフォーミング工程の３工程で、孔付骨部材を製造することができ、従来の製造工程に比べて、工程間での加工物の移動回数及びセッティング回数を減らすことができるとともに、用いる加工機（例えば、ボール盤）を減らすことができる。従って、加工費用を抑えることができ、製造コストを低減できる。また、レーザ切断で形成する貫通孔の周辺では、バリの発生が少ないため、バリ取りの作業を容易に行うことができて、製造コストを低減できる。
【００１０】
また、本発明に係る鉄道車両用孔付骨部材の製造方法において、前記レーザ加工工程では、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔を形成することが好ましい。
この場合には、他のどの形状の貫通孔を形成する場合より、貫通孔周りに生じるひずみを小さくすることができるとともに、板厚変化を小さくすることができる。即ち、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔であれば、貫通孔を形成した後にストレッチフォーミングを行っても、ストレッチフォーミングによる影響を最も小さくすることができる。
【００１１】
本発明に係る鉄道車両用孔付骨部材は、弓形状に湾曲して形成されていて貫通孔を有するものであって、平板から複数のリボン状の薄板になるようにレーザ切断するとともに、その薄板に対して貫通孔をレーザ切断により形成し、前記レーザ切断された１次加工物に対して立体的形状になるように曲げ加工し、前記曲げ加工された２次加工物に対して長手方向に引張力を付与しながら弓形状に湾曲させることによって、製造されたものであることを特徴とする。
【００１２】
この場合には、貫通孔は、平板をレーザ加工機でレーザ切断するときに、同じレーザ加工機を用いて同時に形成されている。従って、この鉄道車両用孔付骨部材によれば、貫通孔を形成する際に専用の孔開け加工機（例えばボール盤）を用いる必要がないものであり、製造コストを低減できる。また、レーザ切断で形成する貫通孔の周辺では、バリの発生が少ないため、バリ取りの作業を容易に行うことができて、製造コストを低減できる。
【００１３】
また、本発明に係る鉄道車両用骨部材において、前記貫通孔は、長手方向に長い長丸孔状であることが好ましい。
この場合には、貫通孔がその他の任意の形状である場合に比べて、貫通孔周りに生じるひずみが小さく、板厚変化が小さくなっている。即ち、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔であれば、貫通孔を形成した後にストレッチフォーミングを行っても、ストレッチフォーミングによる影響が最も小さくなっている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、製造コストを低減できる鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】鉄道車両の屋根構体の一方側を示した斜視図である。
【図２】鉄道車両の屋根構体の他方側を示した斜視図である。
【図３】図１及び図２に示した垂木の斜視図である。
【図４】本実施形態の垂木の製造工程を示したフローチャートである。
【図５】本実施形態の垂木の製造工程において加工物の各状態を示した図である。
【図６】図５（Ａ）の１次加工物を示した平面図である。
【図７】シミュレーションで検討した各貫通孔を示した図である。
【図８】（Ａ）図７（Ａ）に示す貫通孔が形成されている下フランジを示した平面図である。（Ｂ）図７（Ａ）に示す貫通孔を形成した場合に、ストレッチフォーミングによる影響を示す表である。（Ｃ）図７（Ａ）に示す貫通孔を形成した場合に、貫通孔周りのひずみの大きさを示した分布図である。
【図９】（Ａ）図７（Ｂ）に示す貫通孔が形成されている下フランジを示した平面図である。（Ｂ）図７（Ｂ）に示す貫通孔を形成した場合に、ストレッチフォーミングによる影響を示す表である。（Ｃ）図７（Ｂ）に示す貫通孔を形成した場合に、貫通孔周りのひずみの大きさを示した分布図である。
【図１０】変形実施形態において、１次加工物を示した平面図である。
【図１１】従来の垂木の製造工程を示したフローチャートである。
【図１２】従来の垂木の製造工程において加工物の各状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、鉄道車両の屋根構体１の一方側（例えば海側）を示した斜視図であり、図２は、鉄道車両の屋根構体１の他方側（例えば山側）を示した斜視図である。
【００１７】
屋根構体１は、図１及び図２に示すように、枕木方向の両端に配置されてレール方向に延びる一対の長桁１０（図２参照）と、枕木方向に延びて両端部が長桁１０に接合される複数の垂木２０と、垂木２０の外側に接合される屋根外板３０とで主に構成されている。そして、１車両における屋根構体１では、垂木２０が約４０本設けられ、各垂木２０がレール方向に所定距離毎に離れて配置されている。ここで、図３は、図１及び図２に示した垂木２０の斜視図である。
【００１８】
垂木２０は、図３に示すように、長尺状で且つ弓形状に形成されていて、屋根外板３０の形状に一致するように、上方に向かって凸状に湾曲している。この垂木２０は、例えばＪＩＳで規定するＳＵＳ３０１等のステンレス鋼で構成されていて、長手方向（枕木方向）の寸法が約３ｍである。
【００１９】
また、垂木２０は、長手方向から見た断面が略Ｚ状に形成されていて（図５（Ｂ）参照）、貫通孔２０ａ１，２０ａ２が形成されている下フランジ２０ａと、この下フランジ２０ａの幅方向の一端部から直角に上方へ延びるウェブ２０ｂと、このウェブ２０ｂの上端部から下フランジ２０ａと反対側に延びる上フランジ２０ｃとを有している。下フランジ２０ａの幅方向でウェブ２０ｂと反対側の端は、上方へ折れ曲がっていて、上フランジ２０ｃの幅方向でウェブ２０ｂと反対側の端は、下方へ折れ曲がっている。
【００２０】
この垂木２０の厚さ方向の寸法は約１ｍｍであり、下フランジ２０ａ及び上フランジ２０ｃの幅方向の寸法は約４０ｍｍであり、ウェブ２０ｂの高さ方向の寸法は約４０ｍｍである。下フランジ２０ａの貫通孔２０ａ１，２０ａ２は、垂木２０の長手方向と直交する方向（上下方向）に貫通するように複数個形成されていて、本実施形態では、貫通孔２０ａ１は、長手方向に長い長丸孔状になっていて（図６参照）、貫通孔２０ａ２は、径が一定の丸孔状になっている。
【００２１】
図１に示すように、長丸孔状の貫通孔２０ａ１には、電子機器のケーブル４０を結束するための結束バンド５０が、挿入されて巻き付くようになっている。また、図２に示すように、丸孔状の貫通孔２０ａ２には、配管６０を固定するための金具７０や電子機器のケーブル４０を固定するためのブラケット８０が、図示しないボルト等を用いて取付けられるようになっている。貫通孔２０ａ１が長丸孔状になっている理由については、後に詳しく説明する。
【００２２】
次に、上記のように構成される垂木２０の製造方法について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施形態の垂木２０の製造工程を示したフローチャートであり、図５は、本実施形態の垂木２０の製造工程において加工物の各状態を示した図である。本実施形態の垂木２０の製造方法では、ストレッチフォーミング工程Ｓ３及び板曲げ加工工程Ｓ２の前に、レーザ加工工程Ｓ１で上記した貫通孔２０ａ１，２０ａ２を形成しておく点に特徴がある。
【００２３】
即ち、図４に示すように、先ずレーザ加工工程Ｓ１では、大きな平板がレーザ加工機まで運ばれてセッティングされ、複数のリボン状の薄板になるようにレーザ加工機でレーザ切断される。これにより、図５（Ａ）に示すような１次加工物２０Ａが成形される。そして、このとき、平板（１次加工物２０Ａ）がセッティングされたままの状態で、１次加工物２０Ａに対して直交する方向に貫通する貫通孔２０ａ１，２０ａ２がレーザ切断により形成される。これら貫通孔２０ａ１，２０ａ２は、後の板曲げ加工工程Ｓ２で下フランジ２０ａに設けられるように、下フランジ２０ａに対応した部位（２０ａ）に形成される。こうして、本実施形態のレーザ加工工程Ｓ１では、平板をレーザ加工機で切断するときに、同じレーザ加工機を用いて貫通孔２０ａ１，２０ａ２が同時に形成されることになる。
【００２４】
次に、板曲げ加工工程Ｓ２では、１次加工物２０Ａがプレスブレーキ又はロールフォーミングマシンまで運ばれてセッティングされ、プレスブレーキ又はロールフォーミングマシンで長手方向から見た断面が略Ｚ状になるように立体的形状へ曲げ加工される。これにより、上述した下フランジ２０ａ、ウェブ２０ｂ、上フランジ２０ｃが形成されて、図５（Ｂ）に示すような２次加工物２０Ｂが成形される。
【００２５】
最後に、ストレッチフォーミング工程Ｓ３では、２次加工物２０Ｂがストレッチフォーミングマシンまで運ばれてセッティングされ、ストレッチフォーミングマシンは、２次加工物２０Ｂの長手方向の両端部を把持した状態で、長手方向に引張力を付与しながら２次加工物２０Ｂの長手方向の中央部を曲げ型に押し当てる。これにより、２次加工物２０Ｂが弓形状に湾曲されて、図５（Ｃ）に示すような３次加工物２０Ｃ、即ち本実施形態の垂木２０が製造される。なお、ストレッチフォーミングマシンは、加工時に、２次加工物２０Ｂの長手方向の中央部に生じる圧縮応力を引張力に対応する引張応力で相殺し、座屈変形を発生させずに曲げ加工するものである。
【００２６】
ここで、上述したレーザ加工工程Ｓ１において、図６に示すように、１次加工物２０Ａの長手方向（図６の左右方向）に長い長丸孔状の貫通孔２０ａ１を形成する理由について説明する。本実施形態のように、貫通孔を形成した後にストレッチフォーミング（引張り曲げ成形）を行うと、ストレッチフォーミングの前後では、貫通孔の周りにひずみが生じるとともに、下フランジの厚さが変化する。そこで、発明者は、貫通孔を形成した後にストレッチフォーミングを行ったときの影響について考察するため、様々な形状の貫通孔に対して有限要素法によるシミュレーションを行った。
【００２７】
図７（Ａ）〜（Ｄ）には、シミュレーションで検討した各貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２，１２０ａ３，１２０ａ４が示されている。図７（Ａ）に示す貫通孔１２０ａ１は、下フランジ１２０ａの長手方向（図７の左右方向）に長い長丸孔状であり、図７（Ｂ）に示す貫通孔１２０ａ２は、径が一定の丸孔状である。また、図７（Ｃ）に示す貫通孔１２０ａ３は、下フランジ１２０ａの長手方向と直交する方向（図７の上下方向）に長い長丸孔状であり、図７（Ｄ）に示す貫通孔１２０ａ４は、二つの丸孔の一部が重なった８の字状である。
【００２８】
有限要素法によるシミュレーションの解析によれば、各貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２，１２０ａ３，１２０ａ４のうち、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔１２０ａ１を形成した場合に、ストレッチフォーミング後の貫通孔周りのひずみ、及び下フランジの厚さ変化が、最も小さい結果となった。言い換えると、発明者は、シミュレーションの解析によって、貫通孔の形状として長手方向に長い長丸孔状が最も好ましいことを知得した。なお、例えば三角状の貫通孔、又は四角状の貫通孔は、角を有するため、その角で大きなひずみが発生して亀裂が生じ易い。従って、角を有する貫通孔の形状は、好ましいものではない。
【００２９】
次に、発明者は、シミュレーションの有効性を確認するために、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔１２０ａ１を形成した場合と、径が一定の丸孔状の貫通孔１２０ａ２を形成した場合とに分けて、実際にストレッチフォーミングをした実成形品から、貫通孔の長さ、下フランジの厚さ、ビッカース硬度の各値を測定した。また、同じ条件で、有限要素法によるシミュレーションから上記した各値を解析した。なお、発明者は、ストレッチフォーミングをした実成形品に対して浸透探傷試験を行って、長丸孔状の貫通孔１２０ａ１及び丸孔状の貫通孔１２０ａ２に、亀裂が生じていないことを確認した。
【００３０】
図８（Ａ），図９（Ａ）は、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２が形成されている下フランジ１２０ａを示した平面図である。図８（Ｂ），図９（Ｂ）は、ストレッチフォーミング前に測定された上記した各値と、ストレッチフォーミング後の実成形品から測定された上記した各値と、シミュレーションから解析された上記した各値とを示した表である。図８（Ｃ），図９（Ｃ）は、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２周りのひずみ（主ひずみ）の大きさを示した分布図であり、ドットが多くて濃く見える部分ほどひずみが大きいことを示している。
【００３１】
また、図８（Ａ），図９（Ａ）において、Ｄ１，ｄ１は、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２のうち下フランジ１２０ａ（垂木）の長手方向長さであり、Ｄ２，ｄ２は、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２のうち下フランジ１２０ａの長手方向と直交する直交方向長さである。また、Ｔ１，ｔ１は、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２の周辺で最小となる下フランジ１２０ａの厚さである。また、Ｂ１，ｂ１は、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２と、下フランジ１２０ａの長手方向と直交する方向に延びて貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２を二等分するＹ軸とが交差する部分Ｐ１のビッカース硬度である。
【００３２】
図８（Ｂ）と図９（Ｂ）のストレッチフォーミング後の実成形結果を比較して見ると、図８（Ｂ）では、長手方向長さＤ１が０．５ｍｍ増加するのに対して、図９（Ｂ）では、長手方向長さｄ１が１．０ｍｍ増加している。このため、貫通孔１２０ａ１を形成した場合の方が、貫通孔１２０ａ２を形成した場合に比べて、ストレッチフォーミングによる長手方向長さの変化が小さくて、貫通孔周りに生じたひずみが小さいことが分かる。また、図８（Ｂ）では、厚さＴ１が０．０９ｍｍ減少しているのに対して、図９（Ｂ）では、厚さｔ１が０．１３ｍｍ減少している。従って、貫通孔１２０ａ１を形成した場合の方が、貫通孔１２０ａ２を形成した場合に比べて、板厚変化が小さいことが分かる。なお、貫通孔１２０ａ１，１２０ａ２の直交方向の長さＤ２，ｄ２は、ストレッチフォーミングの引張力の影響を受け難いため、その値がほとんど変化していないことが分かる。
【００３３】
また、図８（Ｂ）に示すように、ビッカース硬度Ｂ１は２８４ＨＶであるの対して、図９（Ｂ）に示すように、ビッカース硬度ｂ１は４０１ＨＶである。このため、貫通孔１２０ａ１を形成した場合の方が、貫通孔１２０ａ２を形成した場合に比べて、ストレッチフォーミングによる硬度の上昇が小さいことが分かる。言い換えると、貫通孔１２０ａ１を形成した場合の方が、塑性変形による加工硬化が進んでおらず、靭性が大きい（ひずみが小さい）点で好ましいことを意味している。
【００３４】
次に、実成形結果とシミュレーション結果とを比較して見ると、図８（Ｂ）では、長手方向長さＤ１，直交方向長さＤ２，厚さＴ１の各数値は、ほとんど一致している。また、図９（Ｂ）でも、長手方向の長さｄ１，直交方向長さｄ２，厚さｔ１の各数値は、ほとんど一致している。更に、図８（Ｃ）と図９（Ｃ）を比較して見ると、貫通孔１２０ａ１周りのひずみが、貫通孔１２０ａ２周りのひずみに比べて、十分小さくなっていることが分かる。こうして、シミュレーション結果では実成形結果と同様の傾向を示す結果が得られており、シミュレーション結果の有効性を確認できる。
【００３５】
なお、シミュレーション結果の有効性を確認できたため、貫通孔の形状として長丸孔状や丸孔状以外の任意の形状においてシミュレーションの解析を用いることで、実際にストレッチフォーミングを行わずに、貫通孔周りに生じるひずみ及び板厚変化を推測できるようになった。また、シミュレーションの解析を用いることで、ストレッチフォーミングによる貫通孔の中心位置の移動量（ズレ）を求めることができ、更にその中心位置のズレに対して補正量を考慮することで、ストレッチフォーミング後の貫通孔のより正確な中心位置を求めることができるようになった。
【００３６】
本実施形態の製造方法によって製造された垂木２０では、上述したように、ストレッチフォーミングを行う前に貫通孔２０ａ１，２０ａ２が形成されているため、ストレッチフォーミングによって貫通孔２０ａ１，２０ａ２周りが僅かに薄くなる。しかし、この厚さの減少が垂木２０の強度において問題になることはない。
【００３７】
本実施形態の作用効果について説明する。
図４及び図５（Ａ）に示すように、レーザ加工工程Ｓ１の１工程の中で、大きな平板からリボン状の薄板になるようにレーザ切断するとともに、貫通孔２０ａ１，２０ａ２をレーザ切断により形成するため、孔開け工程を別に設ける必要がない。このため、レーザ加工工程Ｓ１と板曲げ加工工程Ｓ２とストレッチフォーミング工程Ｓ３の３工程で、垂木２０を製造することができる。従って、従来の製造工程に比べて、工程間での加工物の移動回数及びセッティング回数を減らすことができるとともに、用いる加工機（例えば、ボール盤）を減らすことができる。この結果、加工費用を抑えることができ、製造コストを低減できる。また、レーザ切断で形成する貫通孔２０ａ１，２０ａ２の周辺では、例えばボール盤のドリルで形成する貫通孔の周辺に比べて、バリの発生が少ないため、バリ取りの作業を容易に行うことができて、製造コストを低減できる。
【００３８】
また、レーザ加工工程Ｓ１で貫通孔２０ａ１，２０ａ２を形成する際、ストレッチフォーミング後の弓形状に湾曲している加工対象物ではなく、ストレッチフォーミング前の平板に対してレーザ切断するため、貫通孔２０ａ１，２０ａ２を精度良く容易に形成することができる。即ち、レーザ加工機で貫通孔２０ａ１，２０ａ２を形成するときに、セッティングされた平板では、始めから平面度が出ているため、平板と集光レンズとの間の焦点距離を一定に保つことができて、貫通孔２０ａ１，２０ａ２をレーザ切断で精度良く容易に形成することができる。
【００３９】
また、貫通孔をレーザ切断で形成するようになっているため、任意の形状の貫通孔を形成することができる。即ち、貫通孔を例えばドリルで孔開け加工する場合、貫通孔の形状は必然的に丸孔状になるが、貫通孔をレーザ切断で形成する場合、丸孔状以外の形状の貫通孔を形成することができる。従って、貫通孔に結束バンド５０を巻き付ける場合には、長丸孔状の貫通孔２０ａ１を形成して、貫通孔にボルトを取付ける場合には、丸孔状の貫通孔２０ａ２を形成するように、貫通孔に取付ける対象物に応じて、最適な形状の貫通孔を形成することができる。
【００４０】
また、図６に示すように、フランジ２０ａの長手方向に長い長丸孔状の貫通孔２０ａ１を形成するため、上述したように、他のどの形状の貫通孔を形成する場合より、貫通孔２０ａ１周りに生じるひずみを小さくすることができるとともに、板厚変化を小さくすることができる。即ち、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔２０ａ１であれば、貫通孔２０ａ１を形成した後にストレッチフォーミングを行っても、ストレッチフォーミングによる影響を最も小さくすることができる。
【００４１】
更に、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔２０ａ１は、丸孔状の貫通孔２０ａ２に比べて、結束バンド５０を巻き付けることができる範囲が広いため、結束バンド５０を巻き付け易いものである。別の言い方をすれば、長手方向に長い長丸孔状の貫通孔２０ａ１であれば、結束バンド５０を巻き付けるために、垂木２０に必要最小限の大きさの貫通孔を形成すれば良く、丸孔状の貫通孔に比べて、貫通孔の面積を小さくすることができる。この結果、貫通孔２０ａ１による垂木２０の強度低下を抑えることができ、垂木２０において不必要に強度及び重量が大きい材料を用いなくて済む。
【００４２】
以上、本発明に係る鉄道車両用孔付骨部材の製造方法、及び鉄道車両用孔付骨部材について実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態では、貫通孔２０ａ１の形状（長丸孔状の形状）は、図６に示すように、長手方向の両端側が円弧状であり、長手方向の中央側が平行に延びる直線状であるが、図１０に示す貫通孔２０ａ３のように、長手方向に長い楕円形状であっても良い。なお、発明者は、図１０に示す長丸孔状の貫通孔２０ａ３を形成する場合であっても、図６に示す長丸孔状の貫通孔２０ａ１を形成する場合と同様の各値（ストレッチフォーミング後の貫通孔の長さ、下フランジの厚さ）が得られることを確認した。
【００４３】
また、本実施形態において、板曲げ加工工程Ｓ２で、１次加工物２０Ａに対して長手方向から見た断面が略Ｚ状になるように曲げ加工した。しかしながら、板曲げ加工工程で加工する断面の形状は、略Ｚ状に限定されるものではなく、適宜変更可能であり、例えば略Ｕ状であっても良い。
また、本実施形態では、垂木２０に長手方向に長い長丸孔状の貫通孔２０ａ１及び径が一定の丸孔状の貫通孔２０ａ２を形成した。しかしながら、垂木２０に貫通孔２０ａ１のみを形成しても良く、又は垂木２０に貫通孔２０ａ２のみを形成しても良い。
【００４４】
また、本実施形態では、レーザ加工工程Ｓ１の１工程の中で、大きな平板からリボン状の薄板になるようにレーザ切断してから、貫通孔２０ａ１、２０ａ２をレーザ切断により形成したが、貫通孔２０ａ１、２０ａ２をレーザ切断で形成してから、リボン状の薄板になるようにレーザ切断しても良い。
また、本実施形態では、鉄道車両用骨部材として屋根構体１の垂木２０を例にして説明したが、鉄道車両用骨部材は、垂木に限定されるものではなく、例えば側構体の側柱であっても良い。
また、本実施形態では、鉄道車両用孔付骨部材の製造方法として垂木２０の製造方法を例にして説明したが、垂木２０以外の孔付骨部材に対して、上述した製造方法を適用しても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１                          屋根構体
１０                        長桁
２０                        垂木
２０ａ                      下フランジ
２０ａ１，２０ａ２          貫通孔
２０ｂ                      ウェブ
２０ｃ                      上フランジ
２０Ａ                      １次加工物
２０Ｂ                      ２次加工物
２０Ｃ                      ３次加工物
３０                        屋根外板
４０                        ケーブル
５０                        結束バンド
【図１】
0005462329.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005462329.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図８】
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【図９】
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