特許 7443220 鉄道車両及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(54)【発明の名称】鉄道車両及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B61F 1/10 20060101AFI20240227BHJP

   B61D 17/06 20060101ALI20240227BHJP

【ＦＩ】

B61F1/10

B61D17/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020191975

(22)【出願日】2020-11-18

(65)【公開番号】P2022080744

(43)【公開日】2022-05-30

【審査請求日】2023-09-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】松尾 直茂

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６３９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１１９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６４０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｆ １／１０

Ｂ６１Ｄ １７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

台枠と先頭構体と側構体と屋根構体とを有し、前記先頭構体の下端部と前記台枠の端梁とが溶接部を介して接合された車体を備えた鉄道車両であって、
前記端梁には、車両後方へ凹む第２端梁部を備えると共に、前記先頭構体の下端部には、床下で前記第２端梁部に向けて延設された補助梁部を備え、
前記溶接部には、前記第２端梁部と前記補助梁部とから水平状に延設された底板同士が上下方向で当接する当接部で少なくとも車両前後方向に溶接された第１溶接部を有することを特徴とする鉄道車両。

【請求項2】

請求項１に記載された鉄道車両において、
前記第２端梁部は、車幅方向で左右に分割された前記端梁の間に配置され、前記第２端梁部には、車両前後方向に延設された中梁の前端部が接合されていること、
前記補助梁部は、前記中梁と対応する位置で車両前後方向に延設されていることを特徴とする鉄道車両。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載された鉄道車両において、
前記補助梁部の上端面と前記第２端梁部の上端面とに当接された塞ぎ板を備えること、
前記溶接部には、前記塞ぎ板の外縁部と前記補助梁部の上端面及び前記第２端梁部の上端面とが少なくとも車両前後方向に溶接された第２溶接部を有することを特徴とする鉄道車両。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載された鉄道車両の製造方法において、
前記端梁に前記第２端梁部を形成すると共に、前記第２端梁部に前記底板を延設して前記台枠を形成する台枠形成工程と、前記先頭構体の下端部に前記補助梁部を延設すると共に、前記補助梁部に前記底板を延設して前記先頭構体を形成する先頭構体形成工程と、前記台枠形成工程で形成した前記台枠と前記先頭構体形成工程で形成した前記先頭構体とを組み付ける組付け工程と、前記組付け工程の後に、前記第１溶接部を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程とを備えていることを特徴とする鉄道車両の製造方法。

【請求項5】

請求項３に記載された鉄道車両の製造方法において、
前記端梁に前記第２端梁部を形成すると共に、前記第２端梁部に前記底板を延設して前記台枠を形成する台枠形成工程と、前記先頭構体の下端部に前記補助梁部を延設すると共に、前記補助梁部に前記底板を延設して前記先頭構体を形成する先頭構体形成工程と、前記台枠形成工程で形成した前記台枠と前記先頭構体形成工程で形成した前記先頭構体とを組み付ける組付け工程と、前記組付け工程の後に、前記第１溶接部を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程と、前記第１溶接部形成工程の後に、前記補助梁部の上端面と前記第２端梁部の上端面とに前記塞ぎ板を当接させて、前記第２溶接部を下向き溶接によって形成する第２溶接部形成工程を備えていることを特徴とする鉄道車両の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両及びその製造方法に関し、詳しくは、先頭構体の下端部と台枠の端梁とが溶接品質が安定した溶接部を介して接合された鉄道車両及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両が、車高が高く且つ質量の大きな車両（例えば、大型トラック等）に衝突した場合には、鉄道車両の先頭構体が室内側へ変形して、台枠の端梁との接合部から引き剥がされて分断される懸念がある。このような衝突時における、先頭構体と台枠との分断を防止し得る補強構造を備えた鉄道車両の発明が、例えば、特許文献１、２に開示されている。

【0003】

すなわち、特許文献１には、図１２に示すように、台枠１０１の端梁１０２に立設された貫通路柱１０３の下部車内側に板状の補強部材１０４を車両前後方向に向けて配置し、当該補強部材１０４の上下方向に延びる側縁１０４ａを貫通路柱１０３の下部車内側面１０３ａに接合（溶接）すると共に、車両前後方向に延びる下縁１０４ｂを床板１０５に接合した鉄道車両１００が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、図１３に示すように、台枠２０１と当該台枠２０１から上方に延びる筒状の柱部材２０２とを備え、柱部材２０２の車外側の側面部２０２ａは、他の側面部の下端よりも下方に伸びる延在部２０３を有している。そして、延在部２０３の両側面と下面は、台枠２０１の車外側の面２０１ａに溶接接合（ｗ２、ｗ３）されている鉄道車両２００が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－５３３０６号公報

【文献】特開２０１４－１０８６３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された鉄道車両１００では、台枠１０１の端梁１０２に立設された貫通路柱１０３の下部車内側に、板状の補強部材１０４を床面１０５上に起立させ車両前後方向に向けて配置する構造であるので、車体室内のスペースが犠牲になる問題があった。

【0007】

また、台枠１０１の端梁１０２に立設され起立状態の貫通路柱１０３の下部車内側面１０３ａに対して、補強部材１０４の上下方向に延びる側縁１０４ａを接合（溶接）する構造であるので、作業者は、溶接トーチを横向きにして上下方向に移動させながら溶接（横向き溶接）する必要があった。かかる横向き溶接は、溶融金属の垂れ落ちやヒケ、スラグの巻き込み等が生じやすいため、作業者の技量が溶接品質に影響しやすい。そのため、横向き溶接が必要な上記接合構造では、溶接部の強度が安定せず、必要な強度を確保し得ない可能性があり、作業者が高度の技量を持つ熟練者に限定され、細心の注意力を要するため、生産性が低下するという問題があった。

【0008】

また、特許文献２に記載された鉄道車両２００では、柱部材２０２の延在部２０３の両側面と下端面とが、台枠２０１の車外側の面２０１ａに溶接接合（ｗ２、ｗ３）されている構造であるので、例えば、延在部２０３の両側面には、溶接トーチを横向きにして上下方向に移動させながら溶接（横向き溶接）する必要があり、延在部２０３の下端面には、溶接トーチを上向きにして水平方向に移動させながら溶接（上向き溶接）する必要があった。かかる横向き溶接や上向き溶接は、溶融金属の垂れ落ちやヒケ、スラグの巻き込み等が生じやすいため、作業者の技量が溶接品質に影響しやすい。そのため、横向き溶接や上向き溶接が必要な接合構造では、溶接部の強度が安定せず、必要な強度を確保し得ない可能性があり、作業者が高度の技量を持つ熟練者に限定され、細心の注意力を要するため、生産性が低下するという問題があった。

【0009】

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、先頭構体と台枠の端梁との接合部において、車体室内のスペースを犠牲にすることなく、溶接部の品質と強度を安定して確保しやすく、作業性と生産性を向上できる接合構造を備えた鉄道車両及びその製造方法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】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両及びその製造方法は、以下の構成を備えている。
（１）台枠と先頭構体と側構体と屋根構体とを有し、前記先頭構体の下端部と前記台枠の端梁とが溶接部を介して接合された車体を備えた鉄道車両であって、
前記端梁には、車両後方へ凹む第２端梁部を備えると共に、前記先頭構体の下端部には、床下で前記第２端梁部に向けて延設された補助梁部を備え、
前記溶接部には、前記第２端梁部と前記補助梁部とから水平状に延設された底板同士が上下方向で当接する当接部で少なくとも車両前後方向に溶接された第１溶接部を有することを特徴とする。

【0011】

本発明においては、端梁には、車両後方へ凹む第２端梁部を備えると共に、先頭構体の下端部には、床下で第２端梁部に向けて延設された補助梁部を備えるので、第２端梁部と補助梁部とを床下に配置でき、車体室内のスペースを犠牲にすることを容易に回避できる。また、溶接部には、第２端梁部と補助梁部とから水平状に延設された底板同士が上下方向で当接する当接部で少なくとも車両前後方向に溶接された第１溶接部を有するので、第１溶接部の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、第１溶接部を下向き溶接によって形成することによって、横向き溶接や上向き溶接に比較して、溶接部の品質と強度が安定し、作業性と生産性が向上する。また、第１溶接部の全部又は一部は、第２端梁部と補助梁部とから水平状に延設された底板同士が上下方向で当接する当接部で車両前後方向に溶接されたものであるので、車両前後方向の溶接長が増大し、車両衝突時における先頭構体の下端部と台枠の端梁との剥離強度に対して、効果的に寄与できる。

【0012】

よって、本発明によれば、先頭構体と台枠の端梁との接合部において、車体室内のスペースを犠牲にすることなく、溶接部の品質と強度を安定して確保しやすく、作業性と生産性を向上できる接合構造を備えた鉄道車両を提供することができる。

【0013】

（２）（１）に記載された鉄道車両において、
前記第２端梁部は、車幅方向で左右に分割された前記端梁の間に配置され、前記第２端梁部には、車両前後方向に延設された中梁の前端部が接合されていること、
前記補助梁部は、前記中梁と対応する位置で車両前後方向に延設されていることを特徴とする。

【0014】

本発明においては、第２端梁部は、車幅方向で左右に分割された端梁の間に配置され、第２端梁部には、車両前後方向に延設された中梁の前端部が接合され、また、補助梁部は、中梁と対応する位置で車両前後方向に延設されているので、先頭構体が受ける衝突荷重を、補助梁部を介して中梁に直線的に伝達でき、補助梁部及び中梁がそれぞれの強度を効果的に発揮することができる。その結果、先頭構体と台枠との分断をより効果的に防止し得る。

【0015】

（３）（１）又は（２）に記載された鉄道車両において、
前記補助梁部の上端面と前記第２端梁部の上端面とに当接された塞ぎ板を備えること、
前記溶接部には、前記塞ぎ板の外縁部と前記補助梁部の上端面及び前記第２端梁部の上端面とが少なくとも車両前後方向に溶接された第２溶接部を有することを特徴とする。

【0016】

本発明においては、補助梁部の上端面と第２端梁部の上端面とに当接された塞ぎ板を備え、また、溶接部には、塞ぎ板の外縁部と補助梁部の上端面及び第２端梁部の上端面とが少なくとも車両前後方向に溶接された第２溶接部を有するので、塞ぎ板の外縁部を溶接する第２溶接部の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、第２溶接部を下向き溶接によって形成することによって、横向き溶接や上向き溶接に比較して、溶接部の品質と強度が安定し、作業性と生産性が向上する。また、第２溶接部の全部又は一部は、塞ぎ板の外縁部と補助梁部の上端面及び第２端梁部の上端面とが少なくとも車両前後方向に溶接されたものであるので、車両前後方向の溶接長が増大し、車両衝突時における先頭構体の下端部と台枠の端梁との剥離強度に対して、より一層効果的に寄与できる。さらに、先頭構体の下端部に延設された補助梁部と、車幅方向で左右に分割された端梁の間に配置され車両後方へ凹む第２端梁部とを、底板と塞ぎ板とで連結することによって、強度をより一層増加し得るボックス断面の補強構造を形成することができる。そのため、衝突荷重が、先頭構体の下端部から台枠の端梁に伝達されたとき、上記補強構造によって両者の分断をより一層効果的に防止できる。

【0017】

（４）（１）又は（２）に記載された鉄道車両の製造方法において、
前記端梁に前記第２端梁部を形成すると共に、前記第２端梁部に前記底板を延設して前記台枠を形成する台枠形成工程と、前記先頭構体の下端部に前記補助梁部を延設すると共に、前記補助梁部に前記底板を延設して前記先頭構体を形成する先頭構体形成工程と、前記台枠形成工程で形成した前記台枠と前記先頭構体形成工程で形成した前記先頭構体とを組み付ける組付け工程と、前記組付け工程の後に、前記第１溶接部を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程とを備えていることを特徴とする。

【0018】

本発明においては、端梁に第２端梁部を形成すると共に、第２端梁部に底板を延設して台枠を形成する台枠形成工程を備えているので、台枠形成工程において、端梁に第２端梁部を形成し、第２端梁部に底板を延設する際、それらの各部品を任意の向きに姿勢変更して、溶接品質が安定しやすい下向き溶接によって接合できる。また、先頭構体の下端部に補助梁部を延設すると共に、補助梁部に底板を延設して先頭構体を形成する先頭構体形成工程を備えているので、先頭構体形成工程において、先頭構体の下端部に補助梁部を延設し、補助梁部に底板を延設する際、それらの各部品を任意の向きに姿勢変更して、溶接品質が安定しやすい下向き溶接によって接合できる。

【0019】

また、台枠形成工程で形成した台枠と先頭構体形成工程で形成した先頭構体とを組み付ける組付け工程と、組付け工程の後に、第１溶接部を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程とを備えているので、台枠と先頭構体とを組付けた姿勢のままで、第１溶接部の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、台枠と先頭構体とを任意の向きに姿勢変更することなく、台枠と先頭構体とをつなぐ第１溶接部を溶接品質が安定しやすい下向き溶接で形成することができ、併せて、車両前後方向の溶接長を増加させることができる。よって、衝突荷重が、先頭構体の下端部から台枠の端梁に伝達されたとき、両者の分断をより一層効果的に防止できる。

【0020】

（５）（３）に記載された鉄道車両の製造方法において、
前記端梁に前記第２端梁部を形成すると共に、前記第２端梁部に前記底板を延設して前記台枠を形成する台枠形成工程と、前記先頭構体の下端部に前記補助梁部を延設すると共に、前記補助梁部に前記底板を延設して前記先頭構体を形成する先頭構体形成工程と、前記台枠形成工程で形成した前記台枠と前記先頭構体形成工程で形成した前記先頭構体とを組み付ける組付け工程と、前記組付け工程の後に、前記第１溶接部を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程と、前記第１溶接部形成工程の後に、前記補助梁部の上端面と前記第２端梁部の上端面とに前記塞ぎ板を当接させて、前記第２溶接部を下向き溶接によって形成する第２溶接部形成工程を備えていることを特徴とする。

【0021】

本発明においては、端梁に第２端梁部を形成すると共に、第２端梁部に底板を延設して台枠を形成する台枠形成工程と、先頭構体の下端部に補助梁部を延設すると共に、補助梁部に底板を延設して先頭構体を形成する先頭構体形成工程と、台枠形成工程で形成した台枠と先頭構体形成工程で形成した先頭構体とを組み付ける組付け工程と、組付け工程の後に、第１溶接部を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程と、第１溶接部形成工程の後に、補助梁部の上端面と第２端梁部の上端面とに塞ぎ板を当接させて、第２溶接部を下向き溶接によって形成する第２溶接部形成工程を備えているので、台枠と先頭構体とを組付けた姿勢のままで、第２溶接部の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、台枠と先頭構体とを任意の向きに姿勢変更することなく、台枠と先頭構体とをつなぐ第２溶接部を溶接品質が安定しやすい下向き溶接で形成することによって、車両前後方向の溶接長を更に増加させることができる。よって、衝突荷重が、先頭構体の下端部から台枠の端梁に伝達されたとき、両者の分断を更に一層効果的に防止できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、先頭構体と台枠の端梁との接合部において、車体室内のスペースを犠牲にすることなく、溶接部の品質と強度を安定して確保しやすく、作業性と生産性を向上できる接合構造を備えた鉄道車両及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態の一態様を表す鉄道車両の概略側面図である。

【図2】図１に示す鉄道車両におけるＡ視背面図である。

【図3】図２に示すＢ視側面図である。

【図4】図２に示すＣ視平面図であって、（Ａ）は塞ぎ板がない状態のＣ視平面図であり、（Ｂ）は塞ぎ板が有る状態のＣ視平面図である。

【図5】図４（Ｂ）に示すＤ－Ｄ断面図である。

【図6】図４（Ｂ）に示すＥ－Ｅ断面図である。

【図7】図４（Ｂ）に示すＦ－Ｆ断面図である。

【図8】図４（Ｂ）に示すＧ－Ｇ断面図である。

【図9】図１に示す鉄道車両の製造工程におけるフローチャート図である。

【図10】図４（Ａ）に示す先頭構体のみの平面図である。

【図11】図４（Ａ）に示す台枠のみの平面図である。

【図12】特許文献１に開示された鉄道車両における先頭構体の概略断面図である。

【図13】特許文献２に開示された鉄道車両における要部斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

次に、本発明の実施形態の一態様を表す鉄道車両及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的には、本実施形態に係る鉄道車両の構成を詳細に説明した上で、他の実施形態に係る本鉄道車両の製造方法について詳細に説明する。

【0025】

＜本鉄道車両の構成＞
まず、本鉄道車両の構成について、図１～図８を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態の一態様を表す鉄道車両の概略側面図を示す。図２に、図１に示す鉄道車両におけるＡ視背面図を示す。図３に、図２に示すＢ視側面図を示す。図４に、図２に示すＣ視平面図を示す。具体的には、図４（Ａ）に、塞ぎ板がない状態のＣ視平面図を示し、図４（Ｂ）に、塞ぎ板が有る状態のＣ視平面図を示す。図５に、図４（Ｂ）に示すＤ－Ｄ断面図を示す。図６に、図４（Ｂ）に示すＥ－Ｅ断面図を示す。図７に、図４（Ｂ）に示すＦ－Ｆ断面図を示す。図８に、図４（Ｂ）に示すＧ－Ｇ断面図を示す。

【0026】

図１～図８に示すように、本鉄道車両１０は、台枠１と先頭構体２と側構体３と屋根構体４とを有し、先頭構体２の下端部２１と台枠１の端梁１１とが溶接部ＹＢを介して接合された車体１０ａを備えた鉄道車両１０である。ここで、台枠１には、左右の側梁１７の前端部と接合され車幅方向に延びる端梁１１を備えている。当該端梁１１は、車幅方向で左右に２分割されている。また、台枠１には、端梁１１の後方に左右の側梁１７に連結された枕梁１８が形成され、当該枕梁１８にレールＲａ上を走行する車輪５１を装着する台車５が懸架されている。台枠１の上端には、仮想線で示す床板１５が敷設されている。

【0027】

また、先頭構体２には、例えば、車幅方向中央部に貫通路２４が形成され、貫通路２４は、図示しない貫通路扉によって閉塞されている。貫通路２４の両側には、妻窓２５が形成されている。また、側構体３には、適宜位置に乗降扉３１と側窓３２とが形成されている。先頭構体２と側構体３との上端部には、屋根構体４が接合されている。本鉄道車両１０は、上記の台枠１と先頭構体２と図示しない平妻（妻構体）と側構体３と屋根構体４とからなる概ね箱型に形成された車体１０ａを備え、通勤車両等として用いることができる。

【0028】

また、図４～図８に示すように、台枠１の端梁１１には、車両後方へ凹む第２端梁部１２を備えている。ここでは、第２端梁部１２は、車幅方向で左右に分割された端梁11に対して、車両後方へコの字状に凹むように形成されている。具体的には、第２端梁部１２は、左右に分割された端梁１１の内端部から車両後方に延設された左右一対の第２縦端梁部１２ａと、左右の第２縦端梁部１２ａの後端部から車幅方向に延びて両者をつなぐ第２横端梁部１２ｂと、を備えている。

【0029】

また、先頭構体２の下端部２１には、床下で第２端梁部１２に向けて延設された補助梁部２２を備えている。補助梁部２２は、車両中央部側で車両前後方向に延びる一対の補強部材として形成され、その後端部が第２横端梁部１２ｂと接合されている。補助梁部２２は、一対の第２縦端梁部１２ａの間で、車幅方向で略等間隔に配置されている。また、先頭構体２の下端部２１には、左右に分割された端梁１１の上端面１１１に当接して接合される端梁繋ぎ板２１１が車幅方向に延設されている。端梁繋ぎ板２１１の後端縁は、端梁１１の上端面１１１に溶接され、溶接部ＹＢの一部を構成する。溶接部ＹＢは、例えば、ＭＩＧ（Metal Inert Gas）溶接法によって形成することができる。

【0030】

また、溶接部ＹＢには、第２端梁部１２と補助梁部２２とから水平状に延設された底板１３、２３同士が上下方向で当接する当接部ＴＢで少なくとも車両前後方向に溶接された第１溶接部ＹＢ１を有する。第１溶接部ＹＢ１では、溶接トーチを下向きにして溶接（下向き溶接）することができる。下向き溶接であるため、作業者の技量が溶接品質に影響しにくい。そのため、作業者の熟練した技量が必要な横向き溶接や上向き溶接と異なり、溶接品質が安定し、必要な強度を確保しやすく、作業性も向上する。

【0031】

ここでは、補助梁部２２から水平状に延設された底板２３は、第２端梁部１２から水平状に延設された底板１３に対して上方から重なり、且つ第２端梁部１２に対して所定の隙間を有するように略矩形状に形成されている。第１溶接部ＹＢ１は、補助梁部２２から水平状に延設された底板２３の外縁部と第２端梁部１２から水平状に延設された底板１３の上面とを、略Ｌ字状に溶接することによって形成されている。なお、底板２３は、補助梁部２２の側面下端部と先頭構体２の下端部２１の内面とに接合されている。また、底板１３は、第２縦端梁部１２ａの側面下端部と第２横端梁部１２ｂの側面下端部とに接合されている。

【0032】

上述したように、第１溶接部ＹＢ１を下向き溶接によって形成することによって、横向き溶接や上向き溶接に比較して、溶接部ＹＢの強度が安定し、作業性も生産性も向上する。また、第１溶接部ＹＢ１の一部は、車両前後方向に溶接されたものであるので、車両前後方向の溶接長が増大し、車両衝突時における先頭構体２の下端部２１と台枠１の端梁１１との剥離強度に対して、効果的に寄与できる。

【0033】

また、第２端梁部１２から水平状に延設された底板１３は、補助梁部２２に対して所定の隙間を有するように略矩形状に形成されている。したがって、第２端梁部１２の底板１３が、補助梁部２２に対して所定の隙間を有し、補助梁部２２の底板２３が、第２端梁部１２に対して所定の隙間を有することになり、台枠１と先頭構体２とを組み付けるときに、互いの位置調整が可能となっている。

【0034】

なお、第２端梁部１２には、車両前後方向に延設された中梁１４の前端部が接合され、補助梁部２２は、中梁１４と対応する位置で車両前後方向に延設されていることが好ましい。ここでは、中梁１４は、車両中央部側で車両中心に対して左右対称な位置に一対配置され、その後端部が枕梁１８に接合されている。したがって、先頭構体２が車高が高く且つ質量の大きな車両（例えば、大型トラック等）に衝突した場合に、その衝突荷重を補助梁部２２を介して中梁１４に直線的に伝達でき、補助梁部２２及び中梁１４がそれぞれの強度を効果的に発揮することができる。その結果、先頭構体２と台枠１との分断をより効果的に防止し得る。

【0035】

また、補助梁部２２の上端面２２１と第２端梁部１２の上端面１２１とに下面が床板１５の下面と同一面上に当接された塞ぎ板１６を備え、溶接部ＹＢには、塞ぎ板１６の外縁部１６１と補助梁部２２の上端面２２１及び第２端梁部１２の上端面１２１とが少なくとも車両前後方向に溶接された第２溶接部ＹＢ２を有することが好ましい。この場合、第２溶接部ＹＢ２は、溶接トーチを下向きにして溶接（下向き溶接）することができる。ここでは、塞ぎ板１６の板厚は、床板１５の板厚と同一に形成されているが、両者の板厚は異なっても良い。例えば、塞ぎ板の板厚を、床板の板厚より厚く形成することによって、第２溶接部の強度をより一層高めることもできる。

【0036】

また、第２溶接部ＹＢ２の一部は、塞ぎ板１６の外縁部１６１と補助梁部２２の上端面２２１及び第２端梁部１２の上端面１２１とが少なくとも車両前後方向に溶接されたものであるので、車両前後方向の溶接長が更に増大し、車両衝突時における先頭構体２の下端部２１と台枠１の端梁１１との剥離強度に対して、より一層効果的に寄与できる。

【0037】

さらに、先頭構体２の下端部２１に延設された補助梁部２２と、車幅方向で左右に分割された端梁１１の間に配置され車両後方へ凹む第２端梁部１２とを、底板１３、２３と塞ぎ板１６とで連結することによって、強度をより一層増加し得るボックス断面の補強構造を形成することができる。そのため、衝突荷重が、先頭構体２の下端部２１から台枠１の端梁１１に伝達されたとき、上記補強構造によって両者の分断をより一層効果的に防止できる。

【0038】

＜本鉄道車両の製造方法＞
次に、本鉄道車両１０の製造方法を、図４、図９～図１１を用いて説明する。図９に、図１に示す鉄道車両の製造工程におけるフローチャート図を示す。図１０に、図４（Ａ）に示す先頭構体のみの平面図を示す。図１１に、図４（Ａ）に示す台枠のみの平面図を示す。

【0039】

図４、図９～図１１に示すように、鉄道車両１０の製造方法は、端梁１１に第２端梁部１２を形成すると共に、第２端梁部１２に底板１３を延設して台枠１を形成する台枠形成工程（ステップＳ１）と、先頭構体２の下端部２１に補助梁部２２を延設すると共に、補助梁部２２に底板２３を延設して先頭構体２を形成する先頭構体形成工程（ステップＳ２）と、台枠形成工程（ステップＳ１）で形成した台枠１と先頭構体形成工程（ステップＳ２）で形成した先頭構体２とを組み付ける組付け工程（ステップＳ３）と、組付け工程（ステップＳ３）の後に、第１溶接部ＹＢ１を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程（ステップＳ４）と、第１溶接部形成工程（ステップＳ４）の後に、補助梁部２２の上端面２２１と第２端梁部１２の上端面１２１とに塞ぎ板１６を当接させて、第２溶接部ＹＢ２を下向き溶接によって形成する第２溶接部形成工程（ステップＳ５）を備えている。

【0040】

まず、図１１に示すように、台枠形成工程（ステップＳ１）において、端梁１１に第２端梁部１２を形成すると共に、第２端梁部１２に底板１３を延設して台枠１を形成する。すなわち、車幅方向で左右に分割された端梁１１を水平状にセットして、端梁１１の内端部に車両後方へ凹む第２端梁部１２を、下向き溶接によって接合する。具体的には、左右に分割された端梁１１の内端部に、車両後方に延設された左右一対の第２縦端梁部１２ａを下向き溶接によって接合し、左右の第２縦梁１２ａの後端部に、車幅方向に延びて両者をつなぐ第２横端梁部１２ｂを下向き溶接によって接合する。また、第２端梁部１２の側面下端部には、水平状に延設された底板１３を、下向き溶接によって接合する。さらに、水平状にセットした側梁１７の前端部には、第２端梁部１２と底板１３とが接合された端梁１１の外端部を、下向き溶接によって接合する。そして、必要に応じて、第２端梁部１２の第２横端梁部１２ｂには、車両前後方向に延設された中梁１４の前端部を、下向き溶接によって接合する。上述したように、台枠１の単体の状態で、端梁１１と第２端梁部１２と底板１３と中梁１４とを夫々接合することができるので、各部材を任意の姿勢（水平状の姿勢）にセットして、夫々下向き溶接によって溶接品質が安定した溶接部ＹＢを形成することができる。

【0041】

次に、図１０に示すように、先頭構体形成工程（ステップＳ２）において、先頭構体２の下端部２１に補助梁部２２を延設すると共に、補助梁部２２に底板２３を延設して先頭構体２を形成する。すなわち、先頭構体２を水平状にセットして、その下端部２１に、垂直状に起立する補助梁部２２を下向き溶接によって接合する。また、先頭構体２の下端部２１に、垂直状に起立する端梁繋ぎ板２１１を下向き溶接によって接合する。また、先頭構体２の下端部２１に、垂直状に起立する底板２３を、補助梁部２２の側面下端部に当接させた状態で、下向き溶接によって接合する。さらに、先頭構体２を垂直状にセットして、底板２３の姿勢を水平状に変更して、底板２３と補助梁部２２の側面下端部とを下向き溶接によって接合する。上述したように、先頭構体２の単体の状態で、先頭構体２の下端部２１と補助梁部２２と底板２３と端梁繋ぎ板２１１とを夫々接合することができるので、各部材を任意の姿勢（水平状の姿勢）にセットして、夫々下向き溶接によって溶接品質が安定した溶接部ＹＢを形成することができる。

【0042】

次に、組付け工程（ステップＳ３）において、台枠形成工程（ステップＳ１）で形成した台枠１と先頭構体形成工程（ステップＳ２）で形成した先頭構体２とを組み付ける（図３を参照）。ここでは、台枠１は、水平状にセットされ、先頭構体２は、垂直状にセットされている。したがって、先頭構体２の下端部２１に延設された端梁繋ぎ板２１１は、左右に分割された端梁１１の上端面１１１に当接している。また、補助梁部２２から水平状に延設された底板２３は、第２端梁部１２から水平状に延設された底板１３と上方から重なった当接部ＴＢにて当接している。

【0043】

次に、図４（Ａ）に示すように、第１溶接部形成工程（ステップＳ４）において、第１溶接部ＹＢ１を下向き溶接によって形成する。すなわち、補助梁部２２から水平状に延設された底板２３は、第２端梁部１２から水平状に延設された底板１３と上方から重なり、且つ第２端梁部１２に対して所定の隙間を有するように略矩形状に形成されているので、第１溶接部ＹＢ１は、補助梁部２２から水平状に延設された底板２３の外縁部と第２端梁部１２から水平状に延設された底板１３の上面とを、下向き溶接によって略Ｌ字状に溶接する。この場合、台枠１と先頭構体２とを任意の向きに姿勢変更することなく、第１溶接部ＹＢ１を溶接品質が安定しやすい下向き溶接によって形成することができる。

【0044】

次に、図４（Ｂ）に示すように、第２溶接部形成工程（ステップＳ５）において、補助梁部２２の上端面２２１と第２端梁部１２の上端面１２１とに塞ぎ板１６を当接させて、第２溶接部ＹＢ２を下向き溶接によって形成する。すなわち、補助梁部２２の上端面２２１と第２端梁部１２の上端面１２１とに対して、塞ぎ板１６を水平状に当接させてセットし、塞ぎ板１６の外縁部１６１と補助梁部２２の上端面２２１及び第２端梁部１２の上端面１２１とを、下向き溶接によって略矩形環状に溶接する。この場合、台枠１と先頭構体２とを任意の向きに姿勢変更することなく、第２溶接部ＹＢ２を溶接品質が安定しやすい下向き溶接によって形成することができる。

【0045】

以上、詳細に説明したように、本鉄道車両１０の製造方法によれば、台枠形成工程（ステップＳ１）と、先頭構体形成工程（ステップＳ２）と、第１溶接部形成工程（ステップＳ４）と、第２溶接部形成工程（ステップＳ５）とにおいて、各溶接部ＹＢ（ＹＢ１、ＹＢ２）を溶接品質が安定した下向き溶接によって形成することができ、溶接部の強度を安定して確保しやすい接合構造を備えた鉄道車両１０の製造方法を提供することができる。

【0046】

＜作用効果＞
以上、詳細に説明した本実施形態に係る鉄道車両１０によれば、端梁１１には、車両後方へ凹む第２端梁部１２を備えると共に、先頭構体２の下端部２１には、床下で第２端梁部１２に向けて延設された補助梁部２２を備えるので、第２端梁部１２と補助梁部２２とを床下に配置でき、車体室内のスペースを犠牲にすることを容易に回避できる。また、溶接部ＹＢには、第２端梁部１２と補助梁部２２とから水平状に延設された底板１３、２３同士が上下方向で当接する当接部ＴＢで少なくとも車両前後方向に溶接された第１溶接部ＹＢ１を有するので、第１溶接部ＹＢ１の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、第１溶接部ＹＢ１を下向き溶接によって形成することによって、横向き溶接や上向き溶接に比較して、溶接部ＹＢの強度が安定し、作業性と生産性が向上する。また、第１溶接部ＹＢ１の全部又は一部は、第２端梁部１２と補助梁部２２とから水平状に延設された底板１３、２３同士が上下方向で当接する当接部ＴＢで車両前後方向に溶接されたものであるので、車両前後方向の溶接長が増大し、車両衝突時における先頭構体２の下端部２１と台枠１の端梁１１との剥離強度に対して、効果的に寄与できる。

【0047】

よって、本実施形態によれば、先頭構体２と台枠１の端梁１１との接合部において、車体室内のスペースを犠牲にすることなく、溶接部ＹＢの品質と強度を安定して確保しやすく、作業性と生産性を向上できる接合構造を備えた鉄道車両１０を提供することができる。

【0048】

また、本実施形態によれば、第２端梁部１２は、車幅方向で左右に分割された端梁１１の間に配置され、第２端梁部１２には、車両前後方向に延設された中梁１４の前端部が接合され、また、補助梁部２２は、中梁１４と対応する位置で車両前後方向に延設されているので、先頭構体２が受ける衝突荷重を、補助梁部２２を介して中梁１４に直線的に伝達でき、補助梁部２２及び中梁１４がそれぞれの強度を効果的に発揮することができる。その結果、先頭構体２と台枠１との分断をより効果的に防止し得る。

【0049】

また、本実施形態によれば、補助梁部２２の上端面２２１と第２端梁部１２の上端面１２１とに下面が床板１５の下面と同一面上に当接された塞ぎ板１６を備え、溶接部ＹＢには、塞ぎ板１６の外縁部１６１と補助梁部２２の上端面２２１及び第２端梁部１２の上端面１２１とが少なくとも車両前後方向に溶接された第２溶接部ＹＢ２を有するので、第２溶接部ＹＢ２の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、第２溶接部ＹＢ２を下向き溶接によって形成することによって、横向き溶接や上向き溶接に比較して、溶接部ＹＢの強度が安定し、作業性と生産性が向上する。また、第２溶接部ＹＢ２の全部又は一部は、塞ぎ板１６の外縁部１６１と補助梁部２２の上端面２２１及び第２端梁部１２の上端面１２１とが少なくとも車両前後方向に溶接されたものであるので、車両前後方向の溶接長が更に増大し、車両衝突時における先頭構体２の下端部２１と台枠１の端梁１１との剥離強度に対して、より一層効果的に寄与できる。さらに、先頭構体２の下端部２１に延設された補助梁部２２と、車幅方向で左右に分割された端梁１１の間に配置され車両後方へ凹む第２端梁部１２とを、底板１３、２３と塞ぎ板１６とで連結することによって、強度をより一層増加し得るボックス断面の補強構造を形成することができる。そのため、衝突荷重が、先頭構体２の下端部２１から台枠１の端梁１１に伝達されたとき、上記補強構造によって両者の分断をより一層効果的に防止できる。

【0050】

また、本鉄道車両の製造方法に係る他の実施形態によれば、端梁１１に第２端梁部１２を形成すると共に、第２端梁部１２に底板１３を延設して台枠１を形成する台枠形成工程（ステップＳ１）を備えているので、台枠形成工程（ステップＳ１）において、端梁１１に第２端梁部１２を形成し、第２端梁部１２に底板１３を延設する際、それらの各部品を任意の向きに姿勢変更して、溶接品質が安定しやすい下向き溶接によって接合できる。また、先頭構体２の下端部２１に補助梁部２２を延設すると共に、補助梁部２２に底板２３を延設して先頭構体２を形成する先頭構体形成工程（ステップＳ２）を備えているので、先頭構体形成工程（ステップＳ２）において、先頭構体２の下端部２１に補助梁部２２を延設し、補助梁部２２に底板２３を延設する際、それらの各部品を任意の向きに姿勢変更して、溶接品質が安定しやすい下向き溶接によって接合できる。

【0051】

また、台枠形成工程（ステップＳ１）で形成した台枠１と先頭構体形成工程（ステップＳ２）で形成した先頭構体２とを組み付ける組付け工程（ステップＳ３）と、組付け工程（ステップＳ３）の後に、第１溶接部ＹＢ１を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程（ステップＳ４）とを備えているので、台枠１と先頭構体２とを組付けた姿勢のままで、第１溶接部ＹＢ１の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、台枠１と先頭構体２とを任意の向きに姿勢変更することなく、台枠１と先頭構体２とをつなぐ第１溶接部ＹＢ１を溶接品質が安定しやすい下向き溶接で形成することができ、併せて、車両前後方向の溶接長を増加させることができる。よって、衝突荷重が、先頭構体２の下端部２１から台枠１の端梁１１に伝達されたとき、両者の分断をより一層効果的に防止できる。

【0052】

また、本他の実施形態によれば、端梁１１に第２端梁部１２を形成すると共に、第２端梁部１２に底板１３を延設して台枠１を形成する台枠形成工程（ステップＳ１）と、先頭構体２の下端部２１に補助梁部２２を延設すると共に、補助梁部２２に底板２３を延設して先頭構体２を形成する先頭構体形成工程（ステップＳ２）と、台枠形成工程（ステップＳ１）で形成した台枠１と先頭構体形成工程（ステップＳ２）で形成した先頭構体２とを組み付ける組付け工程（ステップＳ３）と、組付け工程（ステップＳ３）の後に、第１溶接部ＹＢ１を下向き溶接によって形成する第１溶接部形成工程（ステップＳ４）と、第１溶接部形成工程（ステップＳ４）の後に、補助梁部２２の上端面２２１と第２端梁部１２の上端面１２１とに塞ぎ板１６を当接させて、第２溶接部ＹＢ２を下向き溶接によって形成する第２溶接部形成工程（ステップＳ５）を備えているので、台枠１と先頭構体２とを組付けた姿勢のままで、第２溶接部ＹＢ２の全部又は一部において、溶接トーチを下向きにして車両前後方向に移動させながら溶接（下向き溶接）することができる。すなわち、台枠１と先頭構体２とを任意の向きに姿勢変更することなく、台枠１と先頭構体２とをつなぐ第２溶接部ＹＢ２を溶接品質が安定しやすい下向き溶接で形成することができ、併せて、車両前後方向の溶接長を更に増加させることができる。よって、衝突荷重が、先頭構体２の下端部２１から台枠１の端梁１１に伝達されたとき、両者の分断を更に一層効果的に防止できる。

【0053】

＜変形例＞
以上、本実施形態に係る鉄道車両１０及びその製造方法を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、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、第２端梁部１２は、車幅方向で左右に分割された端梁11に対して、車両後方へコの字状に凹むように形成されている。しかし、必ずしも、これに限る必要はない。例えば、第２端梁部１２は、車幅方向の中間部に形成された端梁11の両端部に対して、車両後方へコの字状又はＬ字状に凹むように形成しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明は、先頭構体の下端部と台枠の端梁とが溶接品質が安定した溶接部を介して接合された鉄道車両及びその製造方法として利用できる。

【符号の説明】

【0055】

１ 台枠
２ 先頭構体
３ 側構体
４ 屋根構体
５ 台車
１０ 鉄道車両
１０ａ 車体
１１ 端梁
１２ 第２端梁部
１３ 底板
１４ 中梁
１５ 床板
１６ 塞ぎ板
２１ 下端部
２２ 補助梁部
２３ 底板
１２１、２２１ 上端面
１６１ 外縁部
ＴＢ 当接部
Ｓ１ 台枠形成工程
Ｓ２ 先頭構体形成工程
Ｓ３ 組付け工程
Ｓ４ 第１溶接部形成工程
Ｓ５ 第２溶接部形成工程
ＹＢ 溶接部
ＹＢ１ 第１溶接部
ＹＢ２ 第２溶接部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】