CN101219668B - 车辆构架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制构架重量的增加，同时相对于上下方向的载荷及振动具有必要的强度的车辆构架。在侧构架(2)由中空型材构成的铁路车辆构架(20)的出入口(6)，通过L型金属件(10)结合侧构架(2)和框架(7)。L型金属件(10)由结合车外侧面板(8)和车内侧面板(9)的板状的第一接合部(10a)、和对接结合该第一接合部(10a)的靠近车外侧面板(8)的部分和框架(7)的第二接合部板(10b)构成。第二接合部板(10b)的板厚比车外侧面板(8)的板厚厚。由此，不会加厚车外侧面板(8)的板厚，即，基本不会增加构架重量，能够相对于上下方向的载荷确保必要的强度。

Description

车辆构架
技术领域
本发明涉及构成铁路车辆或单轨车等轨道车辆的车辆构架，尤其涉及例如接合铝合金制中空型材而构成的车辆构架。
背景技术
车辆构架由构成上面的顶部构架、构成侧面的两片侧构架、构成下面的台框、构成长度方向的端面的两片端部构架构成。
近年来，以轨道车辆的轻量化或制作性提高为主要目的，在顶部构架、侧构架以及台框中使用铝合金制中空挤压型材，在端部构架中使用铝合金制带肋的挤压型材。这样的轨道车辆的车体构架例如在专利文献1中示出。
另外，在车辆构架的侧构架上设置的出入口，通过在侧构架的中空型材上设置开口，在该开口上焊接具有一定壁厚的出入口框架，进行加强而构成。这样构成的出入口的结构例如在专利文献2中示出。
专利文献1：特许第2604226号公报
专利文献2：特许第3751236号公报
由于在轨道车辆构架上作用有人员乘车而引起的上下方向的静载荷、或者在轨道上行驶时伴随该行驶的上下方向的振动等引起的动载荷，所以，轨道车辆构架必须确保应对该载荷的必要的强度。因这些载荷而引起的强度上成为严峻状态的结构上的部位，是全面支承这些载荷的两片侧构架。尤其是为了乘客、乘务员的乘降而形成较大开口的侧构架的出入口周围，集中产生静或动变形，所以强度上成为最严峻的状态。因此，侧构架的出入口周围通常由牢固的框架构成。对于该强度上成为严峻状况的技术性情况，在后面基于图3再次进行说明。
出入口框架和侧构架的结合，是通过在出入口框架侧延长构成侧构架的中空型材的面板，使其载在存在于出入口框架上的座上，将其前端对接焊接而进行的。其结果，在由牢固的中空型材和出入口框架夹持的面板上，因上下方向的载荷而集中变形并且产生高应力。另外，若为了防止该情况，而全面加厚中空型材的面板的板厚，则引起构架质量的大幅度增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆构架，其抑制轨道车辆构架的重量的增加，同时尤其在侧构架的出入口的周围能够相对于上下方向的载荷确保必要的强度。
为了达到上述目的，本发明提供一种车辆构架，其具备由中空型材构成且开口形成有出入口的侧构架，所述中空型材由车外侧面板和车内侧面板、以及结合该两面板的多个肋构成，且所述车辆构架沿所述出入口的开口缘在所述中空型材的所述车外侧面板和所述车内侧面板上固定有出入口框架，其中，所述车外侧面板和所述车内侧面板沿所述开口缘由接合构件焊接，所述接合构件由结合所述车外侧面板和所述车内侧面板的第一接合部、和结合该第一接合部的靠近所述车外侧面板的部分和所述出入口框架的车外侧的第二接合部构成，由此能够达到上述目的。
根据本发明，由于不需要增厚侧构架的车外侧面板、车内侧面板的板厚，所以可提供在抑制构架重量增加的同时相对于上下方向的载荷具有必要强度的车辆构架。
即，根据该车辆构架，中空型材的两片面板由第一接合部结合，所以能够抵抗上下方向的载荷，两片面板也可较薄，能够轻量地构成侧构架。
另外，通过加厚第二接合部的厚度，能够抑制本部位的变形的集中和高应力的产生。
附图说明
图1是本发明的一实施例的轨道车辆构架的立体图；
图2是图1的II—II剖视图；
图3是轨道车辆构架相对于上下方向的载荷的变形图；
图4是本发明的其它实施例的相当于图2的图；
图5是本发明的其它实施例的相当于图2的图。
图中：1—顶部构架；2—侧构架；3—台框；4—端部构架；6—出入口；7—出入口框架；7B—突出部；7a、7b：垂直部；7c、7d—水平部；7e—延长部；8—车外侧面板；9—车内侧面板；10—L型金属件；10a、10A—第一接合部；10b、10B、7B—第二接合部；11、12、13、14、15—焊接部分；16—肋；17—枕梁；20—轨道车辆构架。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的轨道车辆构架的实施例1～实施例3进行说明。
【实施例1】
基于图1～图3对本发明的第一实施例进行说明。
在图1所示的实施例中，轨道车辆构架20由构成上面的顶部构架1、构成侧面的两片侧构架2、2、构成下面的台框3、构成端面的两片端部构架4、4构成。
顶部构架1、侧构架2、2、台框3及端部构架4、4分别通过接合(焊接、或摩擦搅拌接合)多个挤压型材而构成。
构成顶部构架1、侧构架2、2及台框3的挤压型材是铝合金制中空型材，该中空型材的挤压方向设为轨道车辆构架20的长度方向。构成端部构架4、4的挤压型材是铝合金制带肋的单一型材，该单一型材的挤压方向设为轨道车辆构架20的上下方向。
结合图3说明轨道车辆构架20相对于上下方向的载荷的变形状态。图3是轨道车辆构架的侧视图。轨道车辆构架20在枕梁17、17的前后方向(轨道车辆构架的长度方向)中心支承在行驶装置上。在轨道车辆构架20承载施加于轨道车辆构架20的、电气设备等装备构件或人员乘车所产生的轨道车辆构架20的上下方向的载荷。在该上下方向的载荷的作用下，轨道车辆构架20在枕梁17、17之间，以向下方向凸出的形状变形。尤其是在具有乘客、乘务员乘降用的大开口的出入口6、6，集中地产生该变形。因此，在出入口6、6的周围设置、固定有牢固的出入口框架(以下，简称为“框架”)7、7。
如图2所示，侧构架2由中空型材构成，该中空型材由车外侧面板8和车内侧面板9共两片面板、以及结合该两片面板8、9的多个肋16构成，在侧构架2上进而开口设有出入口6。沿出入口6的开口缘配置的框架7，在以往是相对于侧构架2通过焊接或摩擦搅拌接合而与中空型材的车外侧面板8和车内侧面板9直接接合的。在本发明的轨道车辆构架20中，侧构架2和框架7通过L型金属件10结合。在本实施例中，L型金属件10作为整体如图2所示是在与开口缘正交的截面中呈L型的构件。L型金属件10由在侧构架2的出入口6侧的端面接合侧构架2的车内侧面板9和车外侧面板8的板状的第一接合部10a、和从第一接合部10a一体地连续且在车外侧面板8侧向框架7侧突出而形成的板状的第二接合部10b构成。第二接合部10b的厚度形成为比车外侧面板8的厚度厚。
如焊接部分11、12所示，第一接合部10a分别与车外侧面板8、车内侧面板9对接焊接。如焊接部分13所示，第二接合部10b与框架7对接焊接。由于车外侧面板8和车内侧面板9由第一接合部10a连结，所以在侧构架2的缘部车外侧面板8和车内侧面板9之间的距离相互受到约束而不变，相对于在出入口6的开口周围作用的上下方向的静或动载荷，能够抑制车外侧面板8和车内侧面板9的面外方向的变形。由于厚板的第二接合部10b通过焊接而牢固地结合了出入口框架7和车外侧面板8，所以在出入口的周围能够确保必要的强度。
L型金属件10的第一接合部10a沿出入口6的垂直开口缘配置在纵方向上。第一接合部10a也可以沿出入口6的上下开口缘在水平方向上连续配置。
另一方面，框架7和侧构架2的车内侧面板9，以框架7的延长部7e相对于车内侧面板9在车内侧重叠的方式配置，如焊接部分14所示，通过角焊缝接合而结合。
L型金属件10的第二接合部10b的板厚(图2中，称作上下方向尺寸)，即，基于焊接部分13的对接接合的接合深度，比侧构架2的车外侧面板8的板厚(图2中，称作上下方向尺寸)大。根据这样的板厚关系，能够抑制面板产生局部弯曲变形。由此，不会增加侧构架2的车外侧面板8的板厚，即，基本不会增加构架重量，能够确保相对于上下方向的静或动载荷的必要的强度。
L型金属件10及对接接合的焊接部分11、13的外表面，存在于与侧构架2的车外侧面板8的外表面及框架7的外表面同一的面。具体而言，通过对对接接合的焊接部分11、13的外表面进行机械加工，使侧构架2的车外侧面板8、框架7及L型金属件10的外表面为一面，即，处于同一面内。
在所述结构中，不需要向框架7侧延长侧构架2的车外侧面板8，在侧构架2的缘部，车外侧面板8和车内侧面板9因第一接合部10a的连结而相互受到约束，相对于在出入口6的开口周围作用的上下方向的载荷，能够抑制车外侧面板8和车内侧面板9的面外方向的变形。另外，由于厚板的第二接合部10b通过焊接而牢固地结合了出入口框架7和车外侧面板8，所以在出入口的周围能够确保必要的强度。由此，不会增加侧构架2的车外侧面板8的板厚，即，基本不会增加构架重量，能够确保相对于上下方向的静载荷或者振动等引起的动载荷的必要的强度。
另外，由于侧构架2的车外侧面板8、框架7、L型金属件10及对接接合的焊接部分11、13的外表面处于同一面，所以，在侧构架2的外表面不会产生凹凸，可提供优异的外观设计性。进而，由此能够防止侧构架2的外表面的凹凸所造成的车外噪声的产生。
另外，框架7为挤压型材(在图2的上下方向上挤压的型材)，或通过切削而形成，在图1中，可通过将框架7的垂直部7a、7b和水平部7c的角部焊接而构成一体。该焊接线相对于角部处于倾斜。或者，垂直部7a、7b和水平部7c的角部，配置呈第三角部形状的切削部件，通过焊接与垂直部7a、7b和水平部7c结合。
此外，在图1中，图示出在出入口6的下端也具有框架7的水平部7d，但如果将框架的下端焊接到台框3的侧梁上，则可不需要框架7的下端水平部。
【实施例2】
基于图4对本发明的第二实施例进行说明。
第二实施例由分别独立的两个构件即第一接合部10A和第二接合部10B构成了图2的实施例的L型金属件10。在图4的实施例中，第一接合部10A及第二接合部10B是板状，不需要如图2所示由切割加工品或挤压型材品构成L型金属件10，所以能够减少材料费、降低加工费。如焊接部分15所示，第一接合部10A和第二接合部10B对接接合，如图所示，与开口缘正交的截面连结为L型。此外，板10B焊接在板10A上，不过也可焊接在面板8上。
【实施例3】
基于图5对本发明的第三实施例进行说明。
第三实施例将第二实施例中的第二接合部10B与框架7构成为一体。即，第二接合部是作为从框架7朝向侧构架2侧突出的突出部7B而设置的。第一接合部10A和第二接合部7B通过焊接部分15焊接，从与开口缘正交的截面观察连结为L型。根据第三实施例，与图2所示的第一实施例相比，可容易地构成L型金属件，能够减少第二接合部7B的接合作业。
此外，在所述各实施例中，对于板构件的接合通过焊接进行了说明，但也可采用摩擦搅拌接合来代替焊接。另外，所谓接合是指焊接或摩擦搅拌接合。

Claims (4)

1.一种车辆构架，其具备由中空型材构成且开口形成有出入口的侧构架，所述中空型材由车外侧面板和车内侧面板、以及结合该两面板的多个肋构成，且所述车辆构架沿所述出入口的开口缘在所述中空型材的所述车外侧面板和所述车内侧面板上固定有出入口框架，所述车辆构架的特征在于，
所述车外侧面板和所述车内侧面板沿所述开口缘由接合构件接合，且所述接合构件焊接在所述车外侧面板和所述车内侧面板的双方上，
所述接合构件是独立于所述中空型材且独立于所述出入口框架而形成的构件，由结合所述车外侧面板和所述车内侧面板的第一接合部、和位于车外侧、焊接在所述出入口框架上且结合该第一接合部的靠近所述车外侧面板的部分和所述出入口框架的车外侧的第二接合部构成。
2.根据权利要求1所述的车辆构架，其特征在于，
所述接合构件的所述第一接合部和所述第二接合部一体成形，且在与所述开口缘正交的截面上整体呈L型。
3.根据权利要求1所述的车辆构架，其特征在于，
所述接合构件的所述第一接合部和所述第二接合部分别独立地构成，且在与所述开口缘正交的截面上通过焊接连结成L型。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的车辆构架，其特征在于，
所述第二接合部的厚度比所述车外侧面板的厚度厚。
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