(57)【要約】【課題】車両の外板の一面に当てがい接合する当てがい部材の接合壁に他の当てがい部材の接合壁に重ねるため逃がし部を形成する加工が、その逃がし部に歪みや傾きを生じないで達成できるようにする。【解決手段】外板３への接合壁１１と接合壁１１から後方への立ち上がり壁１２とを少なくとも有して他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材１に対し、その突き合わせ端部での接合壁１１の、他の当てがい部材の接合壁に重ねる部分を、この接合壁の厚み分だけ後退するように変形させるのに、接合壁１１と立ち上がり壁１２との屈曲部１３ないしはそれに対応する位置に、前記変形によって生じる段差部１６域に対応した範囲で、孔Ａを予め設けておいて、前記変形させる加工を行うことにより、上記の目的を達成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外板の一面に当てがい接合される接合壁とこの接合壁から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁を少なくとも有して他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材に対し、その突き合わせ端部における接合壁の、前記他の当てがい部材の接合壁に重ねる部分を、他の当てがい部材の接合壁の厚み分だけ後退するように変形させる加工方法であって、
接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部ないしはそれに対応する位置に、前記変形によって生じる段差域に対応した範囲で、孔を予め設けておいて、前記変形させる加工を行うことを特徴とする車両の外板への当てがい部材の加工方法。
【請求項２】
当てがい部材は、Ｌ型断面、Ｚ型断面、Ｃ型断面、コ型断面、Ｕ型断面、Ｍ型断面、ハット型断面、アーチ型断面、台形型断面、あるいはＬ型断面を除くそれら断面形状が複数ないし多数連続した断面の本体を持つか、これら本体の接合壁の端縁に後方へ本体よりも低く立ち上がる立ち上がり壁を形成した断面、これらの類似形状断面、の少なくとも１つを含む請求項１に記載の車両の外板への当てがい部材の加工方法。
【請求項３】
当てがい部材は、板金成形材、押し出し成形材、引き抜き成形材のいずれかである請求項１、２のいずれか１項に記載の車両の外板への当てがい部材の加工方法。
【請求項４】
孔は、板金成形材では成形前の平板基材か成形後の当てがい部材に対して、押し出し成形材、引き抜き成形材では成形後の当てがい部材に対して、設け、その後プレス加工して逃がし部を形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の外板への当てがい部材の加工方法。
【請求項５】
外板の一面に当てがい接合される接合壁とこの接合壁から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁を少なくとも有して、他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材であって、その突き合わせ端部における接合壁の、前記他の当てがい部材の接合壁に重ねる部分を、他の当てがい部材の接合壁の厚み分だけ後退するように請求項１〜４のいずれか１つの加工方法により変形させて非加工部に対し段差を持たせた逃がし部と、接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部において前記加工方法によって接合壁に形成される段差域に対応した範囲に設けられる孔と、を備えたことを特徴とする車両の外板への当てがい部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の外板への当てがい部材の加工方法とそれにより得られた当てがい部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、鉄道車両の図４に示す構体２００の外板１０３は、その剛性を向上させる目的で、縦横の骨部材１０１、１０２などを当てがい部材として一面から当てがい、スポット溶接やレーザー溶接によって接合することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。このために、骨部材１０１、１０２は外板１０３に必要な剛性を補償するための板厚と、外板１０３と接面する接合壁１１１、１２１およびこれら接合壁１１１、１２１から後方へ立ち上がる立ち上がり壁１１２、１２２とを少なくとも含む立体的な各種の断面形状を持っている。具体的には、図４〜図７に示すようなハット型断面が多く、Ｚ型断面、Ｌ型断面といったものもある。さらに、骨部材１０１、１０２が交差する箇所では、図４、図５に示すように一方、多くは横向きの骨部材１０１を縦向きの骨部材１０２を避けるように分断される。この場合、縦向きの骨部材１０２の側部に付き合わされる横向きの骨部材１０１の突き合わせ端部において、その接合壁１１１を縦向きの骨部材１０２の接合壁１２１に重ねてスポット溶接などで接合しておき、外板１０３に当てがい接合することで構体を形成し、横向きの骨部材１０１の接合壁１１１が負担している構造荷重が縦向きの骨部材１０２の接合壁１２１にうまく伝達されるようにすることが多い（例えば、特許文献１参照。）。このような骨部材１０１、１０２どうしの突き合わせ構造は、外板１０３の開口部に沿うなどした縦向きの骨部材１０２の一方の側部にだけ当横向きの骨部材１０１が突き合わされる場合も共通している。
【０００３】
ところが、外板１０３は面外剛性が低いために、これを支持する縦横の骨部材１０１、１０２の接合壁１１１、１２１どうしの外板１０３との接面部Ｂは平滑であることが要求される。そこで従来、これを満足するため図４、図５に示すように外板１０３の一面に当てがい接合される接合壁１１１とこの接合壁１１１から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁１１２を少なくとも有して他の骨部材１０２の側部に突き合わさる骨部材１０１に対し、その突き合わせ端部における接合壁１１１の、前記他の骨部材１０２の接合壁１２１に重ねる部分を、他の骨部材１０２の接合壁１２１の厚み分ｔ（図６）だけ後退するように変形させて図５に示すように非加工部１１７に対し段差１１６を持たせて逃がし部１０４とする加工、いわゆる段差加工を施している（例えば、特許文献１の図８、図９参照。）。これにより、縦横の骨部材１０１、１０２の接合壁１１１、１２１どうしは、平滑に並ぶことになる。
【特許文献１】特開２００５−２８９２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような逃がし部１０４を形成する段差加工は、図７のａ、ｂに示すように板金成形された当てがい部材に対し、図６のａ、図７のｃに示すように加工するもので、図６のｂに示す初期高さＨ１が図６のｃに示すＨ２に短縮されＨ２＝Ｈ１−ｔとなるが、図６のｂに示す初期集長Ｌ１は、自由度がある接合壁の幅方向への逃げによる図６のｂに示す初期幅Ｗ１から図６のｃに示すＷ２＝Ｗ１＋２ｔとなる拡幅を伴い、圧縮されずに図６のｃに示すＬ２と等しいＬ１＝Ｌ２となる。このような逃がし部１０４の形成で図４、図５に示すように、接合壁１１１を横断し、接合壁１１１および立ち上がり壁１１２の境界の屈曲部１１３に及ぶ段差部１１６を形成することになり、屈曲部１１３に遷移部分１０５（図６のａ、ｂではＤで図示）が生じる。この遷移部分１０５は接合壁１１１の面外方向への段差変形と立ち上がり壁１１２の面内方向の変形、つまり圧縮変形とが混在した複雑な加工を受けることになり、遷移部分１０５における加工後のスプリングバックによって、段差加工後の接合壁１１１の逃がし部１０４の平面度ないしは平滑度、および逃がし部１０４と非加工部１１７との平行度が良好とはいえない骨部材１０１となりやすい。また、接合壁１１１の段差部１１６では急激な面内変形による部材幅の変化はできず面外、それも外板１０３との接面側に向く凸部を作りやすい。
【０００５】
このような骨部材１０１は、接合壁１１１の端部を、逃がし部１０４にて他の骨部材１０２の接合壁１２１に重ねてスポット溶接などにより接合すると、後にこれらを外板１０３に当てがいスポット溶接などして接合したとき、接合壁１１１の逃がし部１０４の歪みや非加工部１１７に対する傾き、外板１０３側への凸部などが原因した歪みや変形を与えてしまい、外板１０３の仕上がり品質が良好にならない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、車両の外板の一面に当てがい接合する当てがい部材の接合壁に他の当てがい部材の接合壁に重ねるため逃がし部を形成する加工が、その逃がし部に歪みや傾きを生じないで達成でき、車両の外板への当てがい部材の加工方法とそれにより得られた当てがい部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するために、本発明の車両の外板への当てがい部材の加工方法は、外板の一面に当てがい接合される接合壁とこの接合壁から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁を少なくとも有して他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材に対し、その突き合わせ端部における接合壁の、前記他の当てがい部材の接合壁に重ねる部分を、他の当てがい部材の接合壁の厚み分だけ後退するように変形させる加工方法であって、接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部ないしはそれに対応する位置に、前記変形によって生じる段差域に対応した範囲で、孔を予め設けておいて、前記変形させる加工を行うことを特徴としている。
【０００８】
このような構成では、外板の一面に当てがい接合される接合壁とこの接合壁から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁を少なくとも有して他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材に対し、その突き合わせ端部における接合壁の、前記他の当てがい部材の接合壁に重ねる部分を、他の当てがい部材の接合壁の厚み分だけ後退するように変形させる加工を行うのに、この加工に先立ち、当てがい部材の成形後における接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部、ないしは成形前のそれに対応する位置に設けた孔が、接合壁の前記加工により形成する逃がし部と非加工部との間にできる段差部の範囲にあることにより、接合壁を立ち上がり壁との境界の屈曲部と縁切りしたフリー状態として、接合壁単独の面外変形だけで前記段差部が無理なく形成されるようにするので、接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部に従来生じていた遷移部分による加工後のスプリングバックや、無理な面内変形からの逃げによる凸部ができるのを回避することができる。
【０００９】
上記において、さらに、当てがい部材は、Ｌ型断面、Ｚ型断面、Ｃ型断面、コ型断面、Ｕ型断面、Ｍ型断面、ハット型断面、アーチ型断面、台形型断面、あるいはＬ型断面を除くそれら断面形状が複数ないし多数連続した断面の本体を持つか、これら本体の接合壁の端縁に後方へ本体よりも低く立ち上がる立ち上がり壁を形成した断面、これらの類似形状断面、の少なくとも１つを含むものとすることができる。
【００１０】
このような構成では、上記に加え、さらに、当てがい部材の多様な形態により各種の用途に対応できる。
【００１１】
上記において、さらに、当てがい部材は、板金成形材、押し出し成形材、引き抜き成形材のいずれかとすることができる。
【００１２】
このような構成では、上記に加え、さらに、板金成形材であると、成形後に孔を設けることができるのは勿論、板材から打ち抜き加工やレーザー加工によって材料取りを行うのと同時に孔を形成することができる。押し出し成形材や引き抜き成形材であっても成形後に孔を形成することができる。従って、いずれの成形材であっても孔を設けた後、逃がし部を形成する加工を行うことで上記特徴ある加工が実現する。
【００１３】
以上のような加工方法は、また、外板の一面に当てがい接合される接合壁とこの接合壁から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁を少なくとも有して、他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材であって、その突き合わせ端部における接合壁の、前記他の当てがい部材の接合壁に重ねる部分を、他の当てがい部材の接合壁の厚み分だけ後退するように変形させて非加工部に対し段差を持たせた逃がし部と、接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部において接合壁に形成される段差域に対応した範囲に設けられる孔と、を備えた車両の外板への当てがい部材を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両の外板への当てがい部材の加工方法によれば、他の当てがい部材の側部に突き合わされる当てがい部材に対し、その突き合わせ端部における接合壁に、他の当てがい部材の接合壁に重ねるための逃がし部を非加工部との間に段差をなす変形を伴い形成するが、この加工時の当てがい部材の接合壁と立ち上がり壁との境界の屈曲部に設けた孔が、従来段差部形成時の遷移部分となっていた範囲に位置して、接合壁の段差部を立ち上がり壁およびそれとの境界の屈曲部からフリーにし、段差部が接合壁単独の面外変形だけで無理なく形成され、加工後のスプリングバックによる歪みや傾き、および外板との接面側に凸部がなく、高い平面度ないしは平滑性と、非加工部との平行性を確保することができる。
【００１５】
上記において、さらに、当てがい部材は、Ｌ型断面、Ｚ型断面、Ｃ型断面、コ型断面、Ｕ型断面、Ｍ型断面、ハット型断面、アーチ型断面、台形型断面、あるいはＬ型断面を除くそれら断面形状が複数ないし多数連続した断面の本体を持つか、これら本体の接合壁の端縁に後方へ本体よりも低く立ち上がる立ち上がり壁を形成した断面、これらの類似形状断面、の少なくとも１つを採用することにより、上記に加え、さらに、当てがい部材の多様な形態により各種の用途に対応できる。
【００１６】
上記において、さらに、当てがい部材は、板金成形材、押し出し成形材、引き抜き成形材のいずれかとすることにより、上記に加え、さらに、板金成形材であることにより、板材から打ち抜き加工やレーザー加工によって材料取りを行うのと同時に孔を形成することができる。しかし、押し出し成形材や引き抜き成形材であっても成形後に孔を形成し、その後に逃がし部を形成する加工を行うことで上記特徴ある加工が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態の車両の外板への当てがい部材の加工方法とそれにより得られた当てがい部材について図１〜図３を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明および図示は、本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。
【００１８】
本実施の形態の車両の外板への当てがい部材の加工方法は、本体形状が図１に示すようなハット型断面の他、図示しないが、Ｌ型断面、Ｚ型断面、Ｃ型断面、コ型断面、Ｕ型断面、Ｍ型断面、アーチ型断面、台形型断面、あるいはＬ型断面を除くそれら断面形状が複数連続した断面を持った骨部材や補強材、これら断面が多数連続したコルゲート板あるいは波板をなす板状断面の本体を持って、図２に示すように外板３の一面に当てがい接合される接合壁１１とこの接合壁１１から後方へ屈曲して立ち上がる立ち上がり壁１２を少なくとも有した当てがい部材１、あるいはこれら当てがい部材１の本体の接合壁１１の端縁に図３のｂに仮想線で示すように後方へ本体よりも低く立ち上がるリップ等と称される立ち上がり壁１２ａを形成した断面、あるいはこれらの類似形状断面を持って形成される当てがい部材１、の少なくとも１つに適用される。このような当てがい部材１は図３に示すように板金成形されるものでもよいし、図示しないが押し出し成形材でも、引き抜き成形材でもよく、多様な形態により各種の用途に対応できる。
【００１９】
本実施の形態の加工方法により形成された当てがい部材１は図１に例示するような形態を有している。具体的には、当てがい部材１の図２に示すように他の当てがい部材２の側部に突き合わされる突き合わせ端部の接合壁１１において、他の当てがい部材２の接合壁２１に重ねる部分を、他の当てがい部材２の接合壁の厚み分だけ後退するように変形されて、非加工部１１ａと段差部１６をなした逃がし部４と、接合壁１１と立ち上がり壁１２の境界の屈曲部１３における段差部１６に対応する範囲の孔Ａとを有し、逃がし部４は高い平面度ないしは平滑性と、非加工部１１ａとの高い平行性とを呈している。これにより、図２に示すように他の当てがい部材２の両側部ないしは片側に突き合わせて接合壁１１の逃がし部４を他の当てがい部材２の接合壁２１の上に重ねてスポット溶接などして接合すると、互いの接合壁１１、２１の外板３への接面部Ｂが同一平面を形成する。従って、これら当てがい部材１、２を図２に示すように外板３の一面、つまり内面に当てがいスポット溶接などして接合しても外板３に歪みや凸部が生じることはなく、良好な仕上がり品質を満足して外板３を支持することができ、美観に優れた構体１００を形成することができ、長尺で面積の大きな鉄道車両に特に好適である。
【００２０】
なお、図２に示すように当てがい部材１の当てがい部材２への突き合わせ部の背部には継ぎ手部材としてのガセット１７を当てがいスポット溶接などして接合することにより相互間の荷重の伝達性を高めることも行われる。この場合、直交する２本の当てがい部材１、２の高さを図２に示すように同じにすることにより、ガゼット１７を平板とすることができるが、本発明により、２本の当てがい部材１、２のガセット１７との接合面も同一平面に揃い、ガセット１７との密着度も向上する。つまり、ガセット１７の結合が外板３の美観に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００２１】
ここで、構造強度、剛性面からは、車体構体において一般に外板裏面に沿う骨部材を流れる力は部材軸に関する軸力、曲げモーメント、せん断力、そして捩りモーメントが考えられ、前記孔Ａを設けた部分が比較的大きな影響を与えるのは部材断面そのものを変形させるような捩りモーメントである。しかし、孔Ａの開口面積は部材断面寸法に比べて十分に小さいものであるから、孔Ａが開口する断面位置での捩りモーメントに対する剛性が幾分減少していても、孔Ａが開口する部分前後の断面位置で孔Ａが開口する断面位置を支持するため、孔Ａの開口による部材強度、剛性の低下は無視できる範囲に収まる。
【００２２】
このような当てがい部材１を得るのに、本実施の形態の加工方法は、図３のｂに示す接合壁１１とこの接合壁１１から後方へ立ち上がる立ち上がり壁１２を少なくとも有して図２に示すように他の当てがい部材２の側部に突き合わされる当てがい部材１に対し、その突き合わせ端部における接合壁１１の、他の当てがい部材２の接合壁２１に重ねる部分を、他の当てがい部材２の接合壁２１の厚み分だけ後退するように変形させる従来の加工方法を採用するのに、接合壁１１と立ち上がり壁１２との境界の図３のｂに示す屈曲部１３ないしは図３のａに示すような平板基材上の屈曲部１３に対応する位置に、前記変形によって生じる段差部１６域に対応した範囲で、前記孔Ａを予め設けておいて、後、図３のｃに示すような非加工部１１ａとの間に段差部１６を有した逃がし部４を形成するように変形させる加工、具体的にはプレスによる段差加工を行う。
【００２３】
このように、当てがい部材１に対し、その突き合わせ端部における接合壁１１の、他の当てがい部材２の接合壁２１に重ねる部分を、他の当てがい部材２の接合壁２１の厚み分だけ後退するように変形させる加工を行うのに先立ち、当てがい部材１の成形後における接合壁１１と立ち上がり壁１２との境界の屈曲部１３、ないしは成形前のそれに対応する位置に設けた孔Ａが、接合壁１１の前記加工により形成する逃がし部４と非加工部１１ａとの間にできる段差部１６の範囲にあることにより、接合壁１１が立ち上がり壁１２との境界の屈曲部１３と縁切りしたフリー状態として、接合壁１１単独の面外変形だけで前記段差部１６が無理なく形成されるようにするので、接合壁１１と立ち上がり壁１２との境界の屈曲部１３に従来生じていた遷移部分による加工後のスプリングバックや、無理な面内変形からの逃げによる凸部ができるのを回避することができる。
【００２４】
この結果、他の当てがい部材２の側部に突き合わされる当てがい部材１に対し、その突き合わせ端部における接合壁１１に、他の当てがい部材２の接合壁２１に重ねるための逃がし部４を非加工部１１ａとの間に段差部１６をなす変形を伴い形成するが、この加工時の当てがい部材１の接合壁１１と立ち上がり壁１２との境界の屈曲部１３に設けた孔Ａが、従来段差部１６の形成時における遷移部分となっていた図２に示す範囲５に位置して、接合壁１１の段差部１６を立ち上がり壁１２およびそれとの境界の屈曲部１３からフリーにし、段差部１６が接合壁１１単独の面外変形だけで無理なく形成され、加工後のスプリングバックによる歪みや傾き、および外板３との接面部Ｂ側に凸部がなく、高い平面度ないしは平滑性と、非加工部との平行性を確保した、図１、図２に示す既述の当てがい部材１を得ることができる。
【００２５】
図１〜図３に示す当てがい部材１はハット型断面を有したもので、図２に示すように他の当てがい部材２の途中部分に突き合わされて、両側の外側に延びるフランジ状の接合壁１１が他の当てがい部材２の接合壁２１に重なることから、特許文献１に記載の場合同様に、両側の接合壁１１の双方に逃がし部４を形成する加工を行っている。しかし、必ずしも両側の接合壁１１の双方を重ねる必要はなく、複数並ぶ接合壁１１の特定の位置のものを選択して重ならせることもできる。
【００２６】
また、既述した図３のｂに仮想線で示すような当てがい部材１の本体の接合壁１１の端縁に後方へ本体よりも低く立ち上がるリップ等と称される立ち上がり壁１２ａを形成した断面の場合、立ち上がり壁１２ａが補助的な存在であることから、段差部１６が形成される範囲に及ばない長さに一部切除して、接合壁１１および立ち上がり壁１２ａ間の屈曲部１３が段差部１６の形成に影響しないようにしている。しかし、立ち上がり壁１２ａを当てがい部材１の全長に形成して、屈曲部１３の段差部１６に対応する範囲に孔Ａを設けて対応することができる。
【００２７】
当てがい部材１が図３に示すような板金成形材である場合、平板から図３のａに示すような平板基材をパンチング加工やレーザー切断によって材料取りする工程において、孔Ａを併せ形成することができ、コスト低減になる。しかし、押し出し成形材、引き抜き成形材のいずれかであっても、成形後に孔Ａを形成し、その後に逃がし部４を形成する加工を行うことで上記特徴ある加工が実現する。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、車両の外板の一面に当てがい接合する当てがい部材の接合壁に他の当てがい部材の接合壁に重ねるため逃がし部を形成する加工に実用して、その逃がし部に歪みや傾きを生じないで達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る実施の形態の加工方法によって得られる当てがい部材を示す斜視図である。
【図２】同当てがい部材を他の当てがい部材の側部に突き合わせて、同当てがい部材の突き合わせ端部の接合壁に非加工部との間に段差をなして形成した逃がし部を、他の当てがい部材の接合壁に重ねて接合した後、車両の外板の一面に当てがい接合した構体例の一部を示す斜視図である。
【図３】同当てがい部材の加工手順を示す斜視図である。
【図４】図２に対応する従来の構体例を示す斜視図である。
【図５】同構体例に採用している当てがい部材の接合壁に形成した逃がし部を他の当てがい部材の接合壁に重ねて接剛した状態を示す背面図、下面図、側面図である。
【図６】図５の接合壁に逃がし部を持った当てがい部材の側面図、右端面図、左端面図である。
【図７】図５の接合壁に逃がし部を持った当てがい部材の加工手順を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、２  当てがい部材
１１、２１  接合壁
１１ａ  非加工部
１２、１２ａ  立ち上がり壁
１３  屈曲部
３  外板
４  逃がし部
５  遷移部
１６  段差部
Ａ  孔
【図１】
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【図２】
2008273459.tif 000004
【図３】
2008273459.tif 000005
【図４】
2008273459.tif 000006
【図５】
2008273459.tif 000007
【図６】
2008273459.tif 000008
【図７】
2008273459.tif 000009