CN104203708B - 铁道车辆 - Google Patents

Abstract

铁道车辆（100）具备：在车辆长度方向上延伸的一对侧梁（10）；在各侧梁（10）的车辆长度方向端部中在车辆宽度方向上延伸的端梁（20），位于比端梁（20）靠近车辆长度方向内方的位置，且在车辆宽度方向上延伸并载置于转向架（102）上的枕梁（30）；位于端梁（20）与枕梁（30）之间，且在车辆长度方向上延伸的中梁（40）；位于比枕梁（30）靠近车辆长度方向内方的位置，且在车辆宽度方向上延伸的多个横梁（50）；以及固定于横梁（50）的上表面，且相对于枕梁（30）在车辆长度方向上可位移的波板（60）。

Description

铁道车辆

技术领域

本发明涉及铁道车辆，特别是涉及应对作用于车端部的压缩载荷的铁道车辆。

背景技术

一般而言，在铁道车辆中已知在由端梁、侧梁、中梁、枕梁及横梁构成的底架上配置有楔形板（keystone plate）的结构。底架的车端部上作用有较大的压缩载荷，因此提出了增大底架的刚性及强度的结构（例如，参考专利文献1）。专利文献1中所记载的底架通过在配设于枕梁间的中梁上设置有由纤维强化型复合材料形成的长度骨架构件，从而形成为对较大的车端载荷有利的结构。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平7-17398号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

专利文献1所记载的铁道车辆，可以提高中梁的压曲强度，但是由于在车辆全长上配置有楔形板，因此当作用车端压缩载荷时，会有楔形板比其他的构件先发生压曲或永久变形的情况。

为了防止像这样的楔形板的压曲或永久变形，可以考虑增加楔形板的板厚度或增加楔形板的凸部的高度（以下亦称为波高）。然而，增加波高时会有地板面的位置上升而压迫车内空间的问题。又，增加板厚度时会有通过串联点焊固定楔形板变难且制造工作的效率低下的问题。本发明是鉴于上述问题而形成的，以提供可承受较大的车端压缩载荷的铁道车辆为目的。

解决问题的手段：

根据本发明的某形态的铁道车辆，具备：在车辆长度方向上延伸的一对侧梁；在各侧梁的车辆长度方向端部中在车辆宽度方向上延伸的端梁；位于比端梁靠近车辆长度方向内方的位置，且在车辆宽度方向上延伸并载置于转向架上的枕梁；位于端梁和枕梁之间并在车辆长度方向上延伸的中梁；位于比枕梁靠近车辆长度方向内方的位置并在车辆宽度方向上延伸的多个横梁；以及固定于横梁的上表面，并相对于枕梁在车辆长度方向上可位移的波板。

根据这样的结构，波板设置为可相对于枕梁进行位移的结构，因此可以减轻底架中作用于波板的车端压缩载荷，可以防止波板发生压曲或永久变形。

发明效果：

根据上述铁道车辆，可以承受较大的车端压缩载荷。

附图说明

图1是根据实施形态的铁道车辆的概略侧视图；

图2是载置有根据本实施形态的波板的底架的俯视图；

图3是图2的局部放大图；

图4是图3的IV－IV向视剖视图；

图5是图3的V－V向视剖视图；

图6是图1所示的铁道车辆的地板部分（底架）的剖视立体图；

图7是图6所示的地板部分（底架）的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施形态进行说明。以下，所有附图中相同或相当的要素标记相同的符号，并省略重复的说明。

＜整体结构的概略＞

图1是根据本实施形态的铁道车辆100的概略侧视图。图1的纸面左右方向为铁道车辆100的长度方向，面向纸面的方向为铁道车辆100的宽度方向。以下将铁道车辆100的长度方向简称为“车辆长度方向”，将铁道车辆100的宽度方向简称为“车辆宽度方向”来进行说明。

如图1所示，铁道车辆100具备有转向架102以及设置于转向架102上的车身103。车身103例如为不锈钢制，并具有相当于车端面的车端构体104、相当于侧面的侧构体105、相当于车顶的车顶构体106、以及相当于地板部分的底架（地板构体）107。其中的底架107为安装有转向架102的部分，在其上表面固定有下述的波板60（例如楔形板或波纹板）（参考图2）。

图2是配置有波板60及盘形地板70的底架107的俯视图。又，图3是放大示出图2所示的底架107中的车辆长度方向的一方侧的端部附近的放大图。如图2及图3所示，底架107具有侧梁10、端梁20、枕梁30、中梁40、以及横梁50。此外，铁道车辆100在该底架107上具备配置有波板60的波板部80、以及配置有盘形地板（floorpan）70的盘形地板部90。以下关于这些各结构要素依次进行说明。

＜底架结构的概略＞

侧梁10是底架107中位于车辆宽度方向的端部的构件。如图2所示，侧梁10位于车辆宽度方向的两端部而形成为一对，并在车辆长度方向上延伸。此处图4是图3的IV－IV向视剖视图。另，图4中仅示出底架107中的车辆宽度方向的一方侧的端部附近。如图4所示，侧梁10具有向车辆宽度方向的内侧开口的形状，且主要由位于上方的上表面部11、连接上表面部11的侧表面部12、以及连接侧表面部12并与上表面部11对置的下表面部13构成。其中的上表面部11具有位于宽度方向外侧的上层部14、以及比上层部靠近下方且位于车辆宽度方向内侧的下层部15。另，本实施形态中，虽然上层部14的一部分、侧表面部12、以及下表面部13无断开地形成为一体，并设置有作为与它们不同构件的上层部14与下层部15，但也可以是侧表面部12、下表面部13、上层部14及下层部15形成为一体。另，图4中车辆宽度方向的另一方侧的侧梁10未图示，但以与上述结构相同的形式形成。

端梁20是位于底架107中的车辆长度方向的端部，并直接承受车端压缩载荷的构件。端梁20如图3所示以架设于车辆宽度方向两侧的侧梁10的形式配置。此处图5是图3的V－V向视剖视图。如图5所示，本实施形态的端梁20具有箱形的形状。更具体地来说，端梁20主要由位于车辆长度方向的最外侧并向车宽方向弯曲并延伸的剖面C字状的端构件21、位于比该端构件21靠近车辆长度方向内侧的位置的直线状的剖面C字状的槽形钢构件22、以架设于端构件21及槽形钢构件22的上表面的形式配置的上表面板23、以及位于端构件21及槽形钢构件22的下表面侧且与上表面板23对置的下表面板24构成。但是，端梁20的结构不限于此，而可以应用其他各种结构，例如也可以是端梁仅由棒状的构件构成。

枕梁30是位于比端梁20靠近车辆长度方向内侧的位置并固定有转向架102的构件。即，转向架102位于该枕梁30的下方。又，枕梁30如图3所示以在车辆宽度方向上延伸并架设于车辆宽度方向两侧的侧梁10的形式配置。此外，如图5所示，本实施形态的枕梁30具有箱形的形状。更具体地来说，枕梁30是剖面C字状的槽构件31与平板32相接合而成的构件。另，枕梁30的结构不限于此，也可以采用其他结构。

中梁40是以架设于端梁20与枕梁30之间的形式配置的构件。本实施形态的中梁40设置于端梁20与枕梁30之间的靠近车辆宽度方向中央的两处，且都在车辆长度方向上延伸。像这样，端梁20与枕梁30通过中梁40连接，因此在端梁20上施加车端压缩载荷时，该载荷通过中梁40传递至枕梁30。即，端梁20、枕梁30及中梁40即使被施予外力它们之间的相对位置也基本上不变化，可以看作整体的一个的刚体。另，图2及图3中，两中梁40之间以及中梁40与侧梁10之间，未特别示出构件，但在该部分上可以配置板材或下述的盘形地板等。

横梁50是位于比枕梁30靠近车辆长度方向内方的位置上的构件。如图2所示，横梁50，在底架107中的车辆长度方向的前后的枕梁30之间，隔有间隔地配置于多处。横梁50以架设于车辆宽度方向两侧的侧梁10的形式在车辆宽度方向上延伸。如图5所示，本实施形态的横梁50具有剖面C字状形状，并具有与波板60接合的上表面部、以及从上表面部隔开且在其端部含有凸缘51的下表面部（同时参考图6）。上表面部的车辆长度方向的长度比下表面部的车辆长度方向的长度大。又，如图4所示，横梁50的车辆宽度方向的端部插入于侧梁10的内侧。而且，横梁50的下表面与侧梁10 的下表面部13的上表面接触并互相固定，横梁50的上表面与侧梁10的下层部15的下表面接触并互相固定。又，横梁50与侧梁10也可以通过像弯曲平板那样的俯视时呈L字状的连结构件52连结。具体而言，连结构件52的一方侧固定于横梁50、另一侧固定于侧梁10，借助于此，横梁50与侧梁10连结。另，上述各构件之间例如通过点焊或塞焊接合。

＜波板部的结构的概略＞

接着，关于波板部80的结构的概略进行说明。此处图6是根据本实施形态的铁道车辆100的地板部分（底架）的剖视立体图。又，图7是图6所示的地板部分（底架）的局部剖视图。如图6及图7所示，波板部80具备有波板60、吸热层81、热分散层82、地板面板85（地板83及表面薄板84）、以及承构件86。

波板60是固定于底架107的上表面的板材。波板60例如为不锈钢制，且如图4所示，具有底面部61与凸部62在车辆宽度方向上交替地连续排列的波纹结构（corrugated structure）。又，底面部61与凸部62互相平行并分别在车辆长度方向上延伸。另外，波板中除了图4所示的形状之外，也包括具有随着向下方行进而相邻的凸部62之间的距离扩大的楔形结构（keystone structure）的所谓的楔形板。波板60像上述那样构成，因此与相同板厚的平板相比具有较高的强度。

又，波板60如下那样配置。即，如图2及图3所示，波板60以将其车辆长度方向端部位于多个横梁50中从长度方向外侧开始第二根横梁50的上表面的位置，将车辆宽度方向端部位于侧梁10的上表面的位置的形式配置。通过像这样配置波板60，从而不会使波板60与枕梁30接触。根据这样的结构，即使对底架107作用较大的车端压缩载荷，也不会对波板60直接施加来自枕梁30的车辆长度方向的载荷。又，虽然车端压缩载荷传递至车辆宽度方向两端的侧梁10，但该载荷还分散地传递至未图示的侧构体，因此可以减少传递至波板60的车端压缩载荷。根据上述结构，可以防止波板60发生压曲或永久变形。另，本实施形态中，虽然波板60以与枕梁30不接触的形式配置，但即使假设将波板60与枕梁30接触也只要将波板60设置为相对于枕梁30可位移，即可得到相同的效果。例如，在波板60仅载置于枕梁30的上表面，而波板60与枕梁30不互相固定的情况下，车端压缩载荷的载荷也不会从枕梁30直接传递至波板60。

又，波板60如下那样固定于底架107。即，如图4所示，波板60的底面部61与横梁50的上表面接触并互相固定。又，波板60的车辆宽度方向端部的底面部61与侧梁10的下层部15的上表面接触并互相固定。此处，各构件通过串联点焊接合。如上述那样，根据本实施形态的铁道车辆100为不容易使波板60发生压曲及永久变化的结构，因此可以使波板60的厚度为可串联点焊程度的厚度（例如0.8mm）。其结果是，波板60与底架107可以通过串联点焊接合，因此提高作业性。又，根据本实施形态的铁道车辆100为不容易使波板60发生压曲及永久变化的结构，因此，还可以将波板60的波高抑制为较小（例如，13mm左右）。

另外，将铁道车辆100顶起时，车身103上作用着扭转载荷。本实施形态中，如图2所示，波板60不是设置于车身全长上，而是固定于底架107的大部分上，因此可以提高对上述扭转载荷的强度。另，波板60可以由一块没有接缝的板材形成，也可以是以将在车辆宽度方向上分割为多个的波板连接起来的形式形成。

吸热层81是用于吸收热量的层。如图7所示，吸热层81层叠于波板60的上表面。吸热层81在陶瓷棉的内部分布有吸热材料。本实施形态中，使用热膨胀材料蛭石作为吸热材料。本实施形态的吸热层81伴随吸热材料（蛭石）的热膨胀而整体也膨胀。又，使用于吸热层81的吸热材料也可以是蛭石以外的材料，但最好是吸热的开始温度为350～550℃。因为如果在较低温度下便开始吸热，则不能充分发挥作为吸热材料的功能。作为吸热层81，例如可以使用住友3M公司的耐热·绝热材料M20A等。

热分散层82是用于在面方向上分散热量的层。如图7所示，热分散层82层叠于吸热层81的上表面。热分散层82由绝热材料构成。构成热分散层82的绝热材料不特别限定，可以使用玻璃棉或陶瓷棉等。如上述那样的热分散层82由绝热材料构成，因此不仅具有分散热量的效果还具有绝热的效果。另，对包含于吸热层81的“吸热材料”与形成热分散层82的“绝热材料”的区别进行简单的说明，吸热材料是进行吸收热量的吸热反应的材料，与此相对，绝热材料是不吸收热量而仅使热量不易传递的材料，这是两者的区别。

地板83是用于确保地板部分的刚性的构件，是所谓的基材。根据本实施形态的地板83由合成树脂的发泡材料形成。地板83位于热分散层82的上方，且具有层叠于波板60的构件中的最大厚度。另，形成地板83的材料不仅限于合成树脂的发泡材料，取代于此也可是应用木材或轻合金制蜂窝材料等的使用于地板的公知的材料。另，地板83的车辆宽度方向端部载置于侧梁10的上层部14。而且，地板83中除了车辆宽度方向端部以外的部分通过支承构件86支持。像这样地板83由支承构件86支持，因此地板83被稳定地保持。即，不使用支承构件86而直接在柔软（具有较小弹性率）的吸热层81及热分散层82上载置地板83的情况下，地板83会不稳定，恐怕无法维持地板面板85的平面度，但通过使用支承构件86可以防止这种情况。

表面薄板84是铺设于地板83的上表面的铺垫材料。表面薄板84例如为橡胶制的薄板，可以缓和由乘客走动所产生的冲击。又，表面薄板84实现使从配置于地板下的机器发生的噪音或振动等不容易传达至客室侧的作用。另，表面薄板84不仅限于橡胶制的薄板，取代于此也可以使用氯乙烯树脂薄板、烯烃系树脂制薄板、地毯等的在铁道车辆中常用的铺垫材料。

支承构件86是在车辆宽度方向上延伸并支持地板面板85的构件。该支承构件86例如是不锈钢制。又，支承构件86与横梁50的位置对应（即在横梁50的上方）地配置。此外，支承构件86具有相当于其上表面部分的地板接触面87。此外，支承构件86具有从地板接触面87的车辆长度方向的前端延伸至波板60的各底面部61的支腿部。支腿部分别具有多个相当于第一支腿部的前支腿部88、以及多个从地板接触面的车辆长度方向的后端延伸至波板60的各底面部61的相当于第二支腿部的后支腿部89（参考图6）。像这样，虽然前支腿部88及后支腿部89与底面部61对应地设置，但也不是对应全部的底面部61，而是为了轻量化而与在车辆宽度方向上隔着一个的底面部61对应设置。另外，在设置有支承构件86的位置上支承构件86和波板60的凸部62相分离，因此乘客载重等的力从各支腿部通过底面部61向横梁50传递，可以减小作用于波板60的载荷。

＜盘形地板部的结构的概略＞

盘形地板部90具有盘形地板70。盘形地板70如图3所示，是配置于侧梁10、枕梁30及横梁50之间的构件。特别是，在本实施形态中，在未配置有波板60的枕梁30-横梁50之间配置有第一盘形地板70，以及在横梁50-横梁50之间配置有第二盘形地板70。

如图5所示，盘形地板70具有所谓的浴缸结构，例如为不锈钢制的构件。具体而言，盘形地板70主要由以下构件构成：矩形板状的底部71、从底部71的外缘向上方延伸的筒状的侧壁部72、和从侧壁部72的上端部分向外方延伸的环状的轮缘部73。轮缘部73固定于枕梁30及横梁50的上表面。

盘形地板70的内部设置有防音材料（包括隔音材料、吸音材料、减振材料、以及耐热材料）。如上所述，盘形地板70配置于枕梁30的附近，因此可以有效地降低从转向架102传向车内的噪音及振动等。又，即使在对底架107作用较大的车端压缩载荷的情况下，由于盘形地板70自身的刚性较低，因此即使上述载荷传递至枕梁30，实际上也不会从那里进一步通过盘形地板70向横梁50及波板60传递。

在底架107上配置波板60及盘形地板70后，在它们的上表面配设吸热层和绝热层等，进一步在其上层叠例如由合成树脂形成的地板，进一步在地板的上表面上层叠例如橡胶制的表面薄板（铺垫材料）。

＜各结构的效果＞

如上所述，根据本实施形态的铁道车辆，具备：在车辆长度方向上延伸的一对的侧梁；在各侧梁的车辆长度方向端部中在车辆宽度方向上延伸的端梁；位于比端梁靠近车辆长度方向内方的位置且在车辆宽度方向上延伸并载置于转向架上的枕梁；位于端梁与枕梁之间并在车辆长度方向上延伸的中梁；位于比枕梁靠近车辆长度方向内方的位置且在车辆宽度方向上延伸的多个横梁；以及固定于横梁的上表面且相对于枕梁在车辆长度方向上可位移的波板。

根据这种结构，波板设置成相对于枕梁可位移，因此可以降低从底架作用于波板的车端压缩载荷，可以防止波板的压曲或永久变形。又，根据本实施形态的铁道车辆为不易将车端压缩载荷的力施加于波板的结构，因此无需加大波板的板厚或波高。因此，可以使波板的板厚形成薄至可点焊的程度，又，可以将波高也抑制为较小从而扩大车内空间。此外，根据本实施形态的铁道车辆，在底架上固定有波板，因此即使对于作用于车身的扭转载荷也可以确保足够的刚性。

又，除上述结构外，在根据本实施形态的铁道车辆中，也可以是，横梁具有与波板接合的上表面部、以及与上表面部分离的下表面部；上表面部的车辆长度方向的长度比下表面部的车辆长度方向的长度长。根据该结构，可以在各横梁中在车辆长度方向上至少两处地方进行点焊来实现横梁的上表面部与波板的接合，因此能够提高波板部的强度。

又，除上述结构外，在根据本实施形态的铁道车辆中，也可以是，波板固定于横梁的上表面，且与枕梁不接触。根据该结构，即使作用较大的车端压缩载荷，也可以防止从枕梁作用于波板的该载荷。

又，除上述结构外，在根据本实施形态的铁道车辆中，也可以是，波板的车辆长度方向端部配置于比各枕梁靠近车辆长度方向内方的位置。根据该结构，波板配置于比枕梁靠近车辆长度方向内方的位置，因此可以防止传递至枕梁的车端压缩载荷作用于波板。又，作用于底架的车端压缩载荷分配至配置于两端的侧梁，进一步地分散于侧构体，因此可以大幅度降低作用于波板的车端压缩载荷。

又，除上述结构外，根据本实施形态的铁道车辆，也可以是，在枕梁与波板的车辆长度方向端部之间还具备盘形地板。又，根据本实施形态的铁道车辆，也可以是，从枕梁向车辆长度方向内方，依次配置有第一盘形地板、横梁、以及第二盘形地板。根据该结构，可以在最容易将来自转向架的噪音传递至车内的位置上所配置的盘形地板上铺满防音材料等，因此可以有效地降低噪音。另，该盘形地板刚性较低，因此基本不会发生车端压缩载荷从枕梁通过盘形地板传递至波板的情况。特别是，从枕梁沿着车辆长度方向依次配置有第一盘形地板、横梁、第二盘形地板、以及波板，因此可以确保与枕梁的距离。因此，可以防止作用于波板的车端压缩载荷。

以上，参照附图对实施形态进行了说明，但具体的结构不限于这些实施形态，在不脱离本发明的宗旨的范围内的设计的变更等也包含于本发明中。

工业应用性：

根据本发明的铁道车辆，可以承受较大的车端压缩载荷，因此在铁道车辆的技术领域中是有益的。

符号说明：

10 侧梁；

20 端梁；

30 枕梁；

40 中梁；

50 横梁；

60 波板；

70 盘形地板；

80 波板部；

90 盘形地板部；

100 铁道车辆；

102 转向架；

103 车辆主体。

Claims (6)

1.一种铁道车辆，具备：

在车辆长度方向上延伸的一对侧梁；

在各所述侧梁的车辆长度方向端部中，在车辆宽度方向上延伸的端梁；

位于比所述端梁靠近车辆长度方向内方的位置，且在车辆宽度方向上延伸并载置于转向架上的枕梁；

位于所述端梁与所述枕梁之间，并在车辆长度方向上延伸的中梁；

位于比所述枕梁靠近车辆长度方向内方的位置，并在车辆宽度方向上延伸的多个横梁；以及

固定于所述横梁的上表面，并相对于所述枕梁在车辆长度方向上可位移的波板。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆，其特征在于，

所述横梁具有与所述波板接合的上表面部、以及与所述上表面部分离的下表面部；

所述上表面部的车辆长度方向的长度比所述下表面部的车辆长度方向的长度长。

3.根据权利要求1所述的铁道车辆，其特征在于，

所述波板固定于所述横梁的上表面，且与所述枕梁不接触。

4.根据权利要求1所述的铁道车辆，其特征在于，

所述波板的车辆长度方向端部配置于比各所述枕梁靠近车辆长度方向内方的位置。

5.根据权利要求4所述的铁道车辆，其特征在于，

在所述枕梁与所述波板的车辆长度方向端部之间还具备盘形地板。

6.根据权利要求5所述的铁道车辆，其特征在于，

从所述枕梁向车辆长度方向内方，依次配置有第一盘形地板、所述横梁、以及第二盘形地板。