78

第3編

専門部会

6

車両部会

6.1 概要車両部会は車両メーカー，鉄道会社，溶接材料・となり，運営を継続している。表 6.1 に部会幹

溶接機器メーカー，材料メーカー他を会員として事会社，歴代部会長，委員会構成を示す。部会幹「鉄道車両製作における溶接技術の研鑽，溶接品事会社，各委員会の委員長，幹事は車両メーカー

質の向上」を目的として活動を行っている。

にて分担している。また，各委員会の委員相互の2006 年度に 5 つあった委員会を再編し，｢アルミ車体溶接研究委員会｣，｢鉄・SUS 車体溶接研究交流を図るため，工場見学をメインとした「3 委員会合同委員会」を毎年開催している。

委員会｣，｢台車溶接研究委員会｣ の 3 委員会体制
表 6.1

以下に各研究委員会の活動の概要を報告する。

部会幹事会社，部会長，委員会構成（

車両部会

鉄・SUS 車体溶接研究委員会
アルミ車体
溶接研究委員会
台車溶接研究委員会

幹事会社

2010-2011年度

2012-2013年度

2014-2015年度

2016-2017
年度

東急車輛

川崎重工

日本車両

近畿車輌

日立製作所

會沢英樹

酒井康士

大場章好

川畑淳一

東急

近車
近車・
J-TREC
日立
川重・日立
新日鐵住金
新日鐵住金
・日車

J-TREC
近車・
J-TREC
日立
日立
日車
新日鐵住金
・日車

近車
近車・
J-TREC
川重
日立
日車
新日鐵住金
・日車

豊田哲資
（杉山 隆）
近車

部会長
委員長
幹事
委員長
幹事委員長

2008-2009
年度

近車・東急

近車・東急

川重
川重
日車

日立
日立
日車

住金・日車

住金・日車

担当会社

幹事）内は代行
2018-2019
年度
総合車両
製作所
新井静男
橋爪 進
近車
近車・
J-TREC
川重
日立
日車
日本製鉄
・日車

6.2 研究委員会活動
6.2.1

鉄・SUS 車体溶接研究委員会

鉄道車両の車体に関して，素材に鋼又はステン究において，電極管理がスポット焼け低減の要因である事が再認識されたので，各社の電極管理（電極形状を含む）をアンケート調査や実験レス鋼（SUS）を用いるものを対象として活動をを行って取りまとめた。

行っている。以下に本委員会の活動内容を記述す（b）スポット溶接に関する不具合事例

る。

ステンレス車両に用いる抵抗スポット溶接で（1）アンケート調査・共同実験

は，不具合を生じることも多いことから，その（a）スポット溶接の電極管理発生原因や対策を作業者が目で見てわかる資料

ステンレス車両構体の製作には，抵抗スポッ
ト溶接が多く用いられている。前年度の実験研とするべく，事例集を取り入れてまとめた。

6 .  車両部会（c）SUS 側外板の突合せ溶接施工方法
ステンレス車両の側外板において，突合せ溶79（i）ひずみの少ない施工方法に関する共同実験（台枠・側結合スポット）接を施工する場合がある。その外観の仕上がり

ステンレス車両の組立で，台枠と側構体を結は直接見栄えに影響するため，各社工夫が必要合する抵抗スポット溶接を対象として，実物をな部分である。そこで側外板突合せ溶接の施工模した部材の溶接試験を各社で行い，溶接条件方法について，各社の溶接から仕上げまでの一とひずみとの関係を調査した。

連の流れをアンケート調査してとりまとめた。

（j）スポット溶接による「焼け焦げ」の低減方（d）スポット圧痕形状と電極形状の関係法に関するアンケート

ステンレス車両は無塗装で使用に供されるたステンレス車両の抵抗スポット溶接では，施め，抵抗スポット溶接の圧痕部が外観見付け部

工時にステンレスの地肌が酸化し，いわゆる丸に残ることから圧痕の平滑化が求められる。そい「焼け焦げ」が発生する。ステンレス製車両

こで，抵抗スポット溶接の圧痕形状の向上を目は無塗装であるため，スポット溶接施工後に的として，圧痕形状と電極形状の関係に着目し「電解研磨作業」を行っている。この「電解研アンケート調査および実験を行った。

磨作業」は側構体だけでも数千点に及ぶため，（e）ひずみを低減するための施工方法アンケー多くの工数を消費する原因になっている。

ト調査

そこで，各社の製造工数低減を目的に，各社溶接ひずみは車体の精度を低下させるだけでが実施しているスポット溶接における「焼け焦はなく，特に無塗装で使用に供されるステンレげ」の低減方法についてアンケート調査を実施

ス車両における側ブロックのひずみは車両の見した。

栄えを左右する。溶接ひずみを低減する方法に（k）アークおよびスポット溶接の自動化の適ついては各社で創意工夫をしているところであるが，全体のレベルアップを図るべくアンケー用状況についてのアンケート
車両製造工程において，各社で製造プロセスト調査を実施した。の改善による省力化が進められ，各種工程の自（f）スパッタの発生・付着防止方法，除去・仕動化が行われているが，自動化が困難な部分も上げ方法に関するアンケート調査

多く，現状ではいまだに手作業による工程が多車両の製作には，ミグ溶接／マグ溶接が多くい。

用いられている。非常に高能率な溶接法である

そこで，アーク溶接およびスポット溶接の工が，スパッタが発生するという欠点があり，こ程の自動化についてアンケート調査を行い，各れが部材に付着するため除去作業に多くの時間社の現状を把握した。

を費やしている。そこでスパッタの発生・付着（l）ステンレス製車両の側構体製作における防止，ならびに除去・仕上げ方法についてアンワークの押さえ方・道具・仮付方法についてケート調査を行い，各社の現状を把握した。のアンケート調査（g）ステンレス車両の外板キズ補修方法アン寸法の保持やひずみを抑えるため，溶接組立

ケート調査

前のワークの固定は必要不可欠である。特にスステンレス車両の製造過程において生じた外テンレス製車両の場合，車体の外板には素材の板の擦りキズ，当てキズ等は各社とも，熟練し段階から完成に至るまで塗装などの表面処理をた作業者が慎重に補修しているのが実情であ施されない事が多いため，組立時のワークの固る。そこで，各社のレベルアップを図るべくキ定や仮付作業は製品外観の良否に関わる要素のズ補修方法についてアンケート調査を実施し一つと考えられる。そこでワークの押さえ方なた。

どについてのアンケートを実施した。

（h）板厚差のある組合せでのスポット溶接条（m）材質，部位ごとの縮み代の考え方につい件選定試験てのアンケート調査

ステンレス車両製造時の抵抗スポット溶接に車体の製作において溶接工程は必須である

おいて，板厚差が大きく，また重ね枚数が多いが，この溶接による熱収縮によって車体が縮んものなど溶接条件の選定が難しい組合せが存在でしまう。そのため，入熱による縮み代を見込する。そこで，難組合せ継手溶接条件選定の指んで材料寸法を決める必要がある。この縮み代針作りとして，抵抗スポット溶接試験を行っの設定値は経験則に頼る部分が多く，一概に設た。

定できない難しい問題となっている。

80

第3編

専門部会

そこで，今後の構体精度向上の参考とすべく，各社での縮み代の考え方についてアンケー
ト調査を実施した。
（n）ひずみの少ない施工方法に関する共同実

6.2.2

アルミ車体溶接研究委員会

鉄道車両の車体に関して，素材にアルミニウム合金を用いるものを対象とした活動を行ってい験（側車端部）

る。以下に本委員会の活動内容を記述する。

ステンレス車両の側構体の車端部を想定し（1）アンケート調査・共同実験て，現状の補強をスポット溶接した試験材と，（a）アルミ構体における溶接施工困難な継手より効果があると考えられる補強をスポット溶

実際の構体製作における施工困難な継手につ接した試験材の両方で，一部にアーク溶接を施いてアンケートを行った。それらの継手につい工して変形を測定し，その効果を各社で確認して，溶接機器側で解決できるものはないかどうた。

かを溶接機器メーカー殿にて検討し，提案いた（o）外板の傷防止方法（養生材）についてのアだいた。

ンケート
ステンレス車両の外板に傷を発生させてしま

このアンケートの中から複数例を取り上げ，模擬の試験材を製作して，各社で意見交換をうと手直しが非常に難しい。その対策として，行った。

外板に傷がつかないように養生材で保護する（b）中空形材の最適継手形状の検討等，各社努力している。そこで，各社の外板へ

アルミ中空形材の形状，公差については車両の傷を防止する方法についてアンケート調査をメーカー各社と形材メーカーとの間で様々な検実施し，各社それぞれの対策を共有した。

討がされてきているが，直近においても実際の（p）ステンレス製車両におけるスポット溶接施工時にはいくつかの施工困難事例が発生してできない箇所の代替施工方法に関するアンいる。そこで，施工者サイドからみた継手形状，ケート公差のあるべき姿について検討を行い，とりまステンレス車両の組立では主に抵抗スポット溶接を用いているが，構造や部材の形状によりとめた。
（c）溶接継手サンプル試験

C ガンが入らなかったり，材料の組合せにより車両構体で多用されている溶接継手（レ形開スポット溶接ができなかったりするため，代替先，板厚差の大きい継手）を題材にして，溶接方法で施工せざるを得ない箇所がある。

サンプル製作を行った。これらの外観試験，断そこでスポット溶接できない箇所について，面マクロ試験結果について，各社で意見交換をその代替方法をアンケート調査した。

行った。

（q）スポット溶接条件出しの判断基準および（d）パルス溶接アンケート

日常試験についてのアンケート
抵抗スポット溶接の品質確保には，その施工溶接機のパルス機能について，使用状況やメリット・デメリットについてアンケート調査を管理が重要となっている。そこで，スポット溶行い，意見交換を行った。

接の施工管理について，各社の様々な考え方を（e）溶接員の技量評価に関するアンケート互いに共有することを目的として，スポット溶アーク溶接の溶接作業者について，各社の資接条件選定の判断基準，日常試験の内容につい格認定方法等についてアンケート調査を実施しての調査を行った。

た。

（r）使用している溶接機，シールドガスに関す（f）車両構体に適用するアルミニウム合金溶接

るアンケートにおける外観判定の指針

車両の製造工程でアーク溶接を用いるが，各アルミニウム合金溶接部の品質について，各社で使用している溶接機やシールドガスについ社での管理実態（計画値 / 確認方法）を調査し，ては，その仕様や保守方法等に違いがある。そ各社間や海外規格との比較を行った。その結果

こで，この内容についてアンケート調査を行に確認方法，修正方法を付け加え，一般的な溶い，情報を共有した。
（2）WES 7303 改正原案作成

接部品質管理の指針としてまとめた。
（g）ダブルスキン形材溶接方法に関する研究2017 年度に，日本溶接協会規格 WES 7303「スダブルスキン形材の溶接では，溶接品質を維ポット溶接作業標準－ステンレス鋼」の改正原案持しながらの角変形の抑制等に苦労している。

作成委員会を主催して，原案作成を行った。

変形抑制には溶接ジグの改善，逆ひずみの付与

6 .  車両部会等があるが，各社にアンケートを依頼し，その結果について議論した。要求品質等に対する悩
み事や工夫している点を整理し，事例集としてまとめた。
（h）溶接機の機能に関する研究
新商品投入時の溶接機には，新機能が盛り込81を作成した。

6.2.3

台車溶接研究委員会

鉄道車両の台車を対象として活動を行っている。以下に本委員会の活動内容を記述する。
（1）アンケート調査・共同実験

まれているが，それを使いこなして品質，効率

台車溶接研究委員会では，台車の製造や作業者向上に寄与させたい。そこで，溶接機の機能やに関してのアンケート調査を中心に活動してい使いこなし度についてのアンケートを実施し，る。

議論した。溶接機の機能を活用して解決したい（a）溶接作業者の教育方法

問題点を整理するとともに，これらに対して溶（b）ガス抜き穴を開ける基準・位置・形状の接機メーカーからいただいたアドバイスを整理

指定方法

し，問題解決のための事例集として纏めた。

（c）溶接ロボットのティーチング方法（i）仮付溶接に関する研究（d）スパッタに関するアンケート

大型アルミ部材をアーク溶接する際，熱ひず（e）溶接ロボットアンケート

み等で継手部が動いてしまうことを防止するた（f）台車部品加工に関するアンケート

めに，仮付アーク溶接を実施する場合がある。

（g）SR 後の管受け溶接の品質アンケート

アンケートにて，各社の現状や困りごとを調査（h）製缶寸法精度向上のためのアンケート

し，議論した。

（i）補修要領についてのとりまとめその中で，仮付部にブローホールが発生しやすいことが挙げられた。その対策として仮付溶接の電流値より 2 〜 3 割増しの「初期電流」を設定することが提案された。その効果を確認す（j）焼鈍後の台車枠に加熱する作業に関する調査（k）気密構造の品質向上に関する各社の取り組みるために共同実験を行い，議論を行った。

（l）ロボット溶接化のための要望アンケート（j）スパッタに関する調査（m）工程内検査の資格／管理の取り組み

溶接後の外観検査の一項目として，スパッタの有無確認を行っている。発生の抑制や発生後の検査，除去を効率的に行うことを目的に各社（n）ロボット溶接に関するアンケート（o）溶接技能教育（技能伝承）に関するアンケー
トの実態を調査した。

（p）台車鋳造部品に関するアンケート（k）酸化被膜除去に関するアンケート（q）グラインダ手入れに関するアンケート

アルミ溶接の前処理として，酸化被膜除去が（r）台車製缶回転ジグアンケート要求されている。酸化被膜除去の方法には機械（s）溶接機管理に関する調査的方法と化学的方法の 2 通りがあるため，各社（t）台車枠・台車部品製作時のひずみに関するの酸化被膜除去方法についてアンケート調査

アンケートし，その結果について考察した。
（l）熱収縮，縮み代に関するアンケート
アルミミグ溶接の熱収縮に対処すべく収縮代の計画や，逆ひずみの考え方などについて各社からアンケートをとり審議をした。そして，各社のアンケート結果を横並びにしたまとめ表を作成した。
（m）ブラッシング車の手直し方法に関するアンケート
ブラッシングにおける外観不良の手直しに各社苦慮しており，アンケートをとり審議を行った。ブラッシング車の構体完成後の工程と保管対策，管理責任についても議論を行った。そして，各社の現状と対策を横並びにしたまとめ表

写真 6.1 台車溶接研究委員会・建設部会合同委員会㈱横河ブリッジ大阪工場（ 2016 年 3 月 ）82第3編

専門部会

表 6.2
年度
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018

3 委員会合同委員会

1 日目
JR 東日本 新津車両製作所
日立建機 常陸那珂臨港工場
軽金属押出開発
新日鐵住金 製鋼所
本田技研工業 鈴鹿製作所
小松製作所 大阪工場
ダイキン工業 滋賀製作所
タダノ 志度工場
小松製作所 粟津工場
新日鐵住金ステンレス 八幡製造所

工場見学先
2 日目
JR 東日本 新津運輸区
日本原子力研究開発機構 J-PARC
ユニバーサル造船 津事業所
大阪大学 接合科学研究所
UACJ 名古屋製造所−
旭化成住工 本社・滋賀工場
今治造船 丸亀事業本部
コマツキャステックス 本社工場
安川電機 ロボット工場・みらい館（u）無記号製缶公差の管理方法（v）開先加工に関するアンケート（w）焼鈍設備に関するアンケート（2）他部会との合同委員会
異業種交流として，建設部会との合同委員会を企画し，2016 年 3 月と 2017 年 10 月に工場見学会として実施した（写真 6.1）。異業種のモノづくりの考え方，技術を学び知見を深めるとともに，人材育成についての意見交換を行った。

6.2.4

3 委員会合同委員会

2005 年度より実施している 3 委員会合同委員会
は毎年 1 回開催している。この 10 年の各年の工場

写真 6.2 2016 国際ウエルディングショー
パネルディスカッション（ 2016 年 4 月 ）見学先を表 6.2 に示す。

6.2.5

2016 国際ウエルディングショー

2016 年に大阪で開催された国際ウエルディン
グショーでは，車両部会主催の催し物として，「近年の鉄道車両製造の動向」と題して，近畿車輛の木下部会幹事による基調講演やパネルディスカッションが行われた。当日はたくさんのお客さまに来場を頂き，盛況であった（写真 6.2）。

6.3 今後の活動
鉄道車両の溶接では，これまでの 10 年の間でこれらの新しい接合技術は，各社で技術開発を新しい技術が各社で採り入れられるようになっ行い，知的財産権を確保するなどして適用されてた。ステンレスの車体ではレーザ溶接が積極的にいる。そのため，車両部会の委員会活動としては，用いられている。外板と補強材の重ね継手の接合

これらの新しい接合技術をテーマとして取り上げを抵抗スポット溶接からレーザ溶接に代替するこることが難しくなってきているのが実情である。とにより外観を向上させる，連続溶接による水密しかしながら，海外への車両輸出も見据えると性を確保するといった用途に適用されている。ま「オールジャパン」として各社協同で取り組んでた， ア ル ミ ニ ウ ム の 車 体 で は 摩 擦 攪 拌 接 合いく必要性も感じている。鉄・SUS 車体溶接研究（FSW）やレーザ溶接とアーク溶接を組み合わせ委員会では，レーザ溶接に関するテーマを取り上たレーザアーク・ハイブリッド溶接が用いられ，げようとする動きもある。今後も車両部会では，低入熱であることを活かした高精度な車体製造を委員各社の技術向上を目指し，新しい技術も積極実現している。

的に活動内容に取り組んでいきたい。