JP2005161918A - Railcar body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空形材を用いて構成される鉄道車両の車体に関する。 The present invention relates to a vehicle body of a railway vehicle configured using a hollow shape member.
例えば、アルミ合金製のビレットを押出加工することによって、平行する2枚の板材をトラスで連結した構造を有する中空形材を製作することが行われている。この中空形材は、例えば、鉄道車両の構体の材料として使用される。 For example, a hollow member having a structure in which two parallel plate members are connected by a truss is manufactured by extruding a billet made of an aluminum alloy. This hollow shape member is used, for example, as a material for a railway vehicle structure.
図3は、一般の押出加工を示すもので、押出加工用の金型は開口部11を有するダイス12を含む複数のユニット14,16等で構成され、マンドレル18等を装備する。
材料であるビレット30は、大きな圧力P1で金型10に押し込まれ、中空形材50として押出される。
FIG. 3 shows a general extrusion process, and a mold for extrusion is composed of a plurality of
The
この中空形材50は、平行する2枚の板材52,54がトラス56で連結された構造を有する。
この中空形材50を製作するためのビレット30は、同一材料が用いられており、第1の板材52の板厚寸法T1は均一であり、第2の板材54の板厚寸法T2も均一である。同様にトラス56の板厚寸法T3も均一となる。
The
The same material is used for the
例えば、下記の特許文献1は、2種類の材料を共通の金型に圧入して押出加工を行うことを開示している。
本発明の目的は、2種類又はそれ以上の異種材料を組合わせることによって、各部分の強度を目的に合わせて変化させた中空形材を用いて車体を構成し、その軽量化と見栄えを向上できる鉄道車両の車体を提供するものである。 The object of the present invention is to combine two or more different materials to form a vehicle body using a hollow profile whose strength has been changed according to the purpose, and to improve its weight reduction and appearance. This is to provide a railway vehicle body that can be used.
本発明の鉄道車両の車体を構成する中空形材は、該中空形材が設置される車体の部位に要求される強度特性を有した金属材料を2種以上組合せて構成されるものである。 The hollow member constituting the vehicle body of the railway vehicle of the present invention is formed by combining two or more metal materials having strength characteristics required for the part of the vehicle body on which the hollow member is installed.
そして、前記中空形材のうち、車体の側構および屋根構に用いられるものについては、車体表面側の板材に強度が高い材料を用い、車体内面側の板材およびトラスに強度が低い材料を用いるものである。また、押出加工される中空形材の部材は、要求される強度特性に対応して異なる板厚寸法を備えることもできる。 Of the hollow shape members, those used for the side structure and the roof structure of the vehicle body use a material with high strength for the plate material on the vehicle body surface side, and use a material with low strength for the plate material on the vehicle body inner surface side and the truss. Is. Further, the extruded hollow member can have different plate thickness dimensions corresponding to the required strength characteristics.
本発明は、鉄道車両の車体を構成する中空形材が、車体の部位に要求される強度を備えた複数の金属材料より構成されていることから、該中空形材の各部の厚さを従来の各部を均一な厚さに構成したものに比べて薄くできることから、車体の軽量化あるいは、車体表面の歪みを低減して、見栄えの向上を図ることができる。 In the present invention, since the hollow member constituting the vehicle body of the railway vehicle is made of a plurality of metal materials having the strength required for the vehicle body part, the thickness of each part of the hollow member is conventionally set. Since each part can be made thinner than those having a uniform thickness, the weight of the vehicle body can be reduced, or the distortion of the vehicle body surface can be reduced to improve the appearance.
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1は、本発明の第1の実施例を示す説明図である。図1により、鉄道車両の車体に用いられる中空形材の構造を説明する。車体を構成する本中空形材に使用する押出加工用の金型10の基本的な構造は、図3で説明したものと同様の構造を備える。 FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the structure of a hollow member used for a vehicle body of a railway vehicle will be described. The basic structure of the extrusion mold 10 used for the hollow profile constituting the vehicle body is the same as that described in FIG.
本実施例に使用されるビレット200は、境界線C2を挟んで強度の高い材料210と、強度の低い材料220が積層された構造を有する。一般に、強度が高い材料は押出加工性が低く、強度が低い材料は押出加工性が高い。
Billet 200 used in this embodiment has a
このビレット200を押出加工して得られる中空形材250は、境界線C2を挟んで異なる強度特性を備えることができる。
The billet 200 extruded
中空形材250は、第1の板材252と第2の板材254がトラス256で連結された構造を有する。
The
ビレット200の強度が低い材料から押出加工された部材270は、強度の低い材料で作られるので、強度の低い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法T22等を前記部材260の厚さ寸法T21と同等として、車体に必要とされる強度を得た中空形材とする。
The
上記部材260,270からなる中空形材は、車体の側構および屋根構の部位に配置され、車体を構成する。その際、部材260を車体の外表面側とし、部材270を車体の内面側に配置することになる。
The hollow members made of the
このような構成によれば、車体に各種機器あるいは、乗客の荷重が作用して、車体外表面に面外変形が生じるような状況となっても、部材260は強度の高い材料によって構成されていることから、車体表面の変形が少なく、歪みの発生を抑えることができる。このことから、車体の側構および屋根構の表面の歪みを低減でき、見栄えの向上を図ることができる。特に車体の側構において良好な効果が得られる。
According to such a configuration, the
また、前記の車体表面の歪みを押さえることに起因して、中空形材全体の板厚を極限まで薄くすることによって、従来の車体に比べて軽量化を図ることもできる。 In addition, it is possible to reduce the weight of the entire hollow shape member by reducing the thickness of the entire hollow shape member to the limit due to the suppression of the distortion of the surface of the vehicle body.
図2−1,図2−2は、本発明の第2の実施例を示す説明である。図2−2により、鉄道車両の車体に用いられる中空形材の構造を説明する。車体を構成する中空形材に使用する金型10は、図3で説明したものと基本構造は同様である。 2-1 and 2-2 are illustrations showing a second embodiment of the present invention. The structure of the hollow shape member used for the vehicle body of a railway vehicle will be described with reference to FIG. The basic structure of the mold 10 used for the hollow member constituting the vehicle body is the same as that described with reference to FIG.
本実施例に使用されるビレット100は、境界線C1を挟んで強度の低い材料110と、強度の高い材料120が積層された構造を有する。一般に、強度が低い材料は押出加工性が高く、強度が高い材料は押出加工性が低い。
このビレット100を押出加工して得られる中空形材150は、境界線C1を挟んで異なる強度特性を備えることができる。
The
すなわち、ビレット100のうちの強度が低い材料110が押出加工された部材160は、第1の板材162と第2の板材164がトラス166で連結された構造を有する。
That is, the
この部材160は、強度の低い材料でつくられるので、強度の低い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法T11,T12,T13等を任意に設定することにより、要求に応じた強度を得ることができる。すなわち、要求される強度に応じて、材料自体の強度を考慮して厚さ寸法の決定することになる。
Since the
ビレット100の強度が高い材料から押出加工された部材170は、第1の板材172と第2の板材174がトラス176で連結された構造を有する。この部材170は強度の高い材料でつくられるので、強度の高い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法T15,T16,T17等を任意に設定することにより、要求に応じた強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
A
図2−2に示した中空形材150は、部材160を強度の低い材料でつくり、部材170を強度の高い材料でつくっており、部材160の厚さ寸法T11,T12,T13と、部材170の厚さ寸法T15,T16,T17を、両部材160と170が同等となるようした場合の例を示している。すなわち、T11,T12,T13がT15,T16,T17よりも厚く構成されている。
The
このように、中空形材の幅方向に、強度の異なる材料を配置した場合、必要に応じて、厚さ寸法を変化させることにより、単に材料自体が有している強度を所定の範囲で変化させることができる。 In this way, when materials with different strengths are arranged in the width direction of the hollow shape material, the strength of the material itself is simply changed within a predetermined range by changing the thickness dimension as necessary. Can be made.
次に、前記中空形材150を鉄道車両の車体に用いた例を、図2−2によって説明する。車体500は、側構510、屋根構520、妻構530、台枠540から構成されている。このうち、側構510および屋根構520は、中空形材をその幅方向に複数枚並べて接合することによって、構成されている。
Next, an example in which the
前記側構510の中空形材は、側窓515の開口部に相当する部分を、機械加工によって取除くことによって形成されている。図示された側窓515は、二枚の中空形材をつなぎ合わせることによって構成されている。すなわち、中空形材の窓開口部を機械加工によって取除き、窓と窓の間の吹寄せ部516を残しておき、二枚の中空形材の吹寄せ部516を突合せて、溶接により接合して、側窓開口部を構成する。
The hollow member of the
このように側窓515を構成する中空形材として、前記中空形材150を用いることにより、側構510の見栄え向上と、軽量化が図れる。側窓515を構成する中空形材150の吹寄せ部516に相当する部分および窓開口部の周囲に相当する部分を強度の高い材料で構成し、反対側の車体長手方向に連続した部分を強度の低い材料で構成する。
By using the
このような構成によれば、側窓開口部を構成することによって、吹寄せ部516には、他の部位に比べて大きな応力が作用することになるが、前記吹寄せ部分および窓開口部の周囲を、強度の高い材料で構成しているため、吹寄せ部分および窓開口部周囲に生じる変形を抑制することができる。したがって、側構510の側窓515の周囲に生じる歪みを低減できることから、車体のうちで最も目に触れ易い側構510の見栄えを向上することができる。
According to such a configuration, by configuring the side window opening, a large stress acts on the blowing
また、このような構成によれば、側窓周囲を構成する中空形材の強度が高いため、中空形材の各部の板厚を極力薄くすることができ、車体全体の軽量化も図ることができる。 In addition, according to such a configuration, since the strength of the hollow shape material that forms the periphery of the side window is high, the thickness of each part of the hollow shape material can be made as thin as possible, and the overall weight of the vehicle body can also be reduced. it can.
なお、側窓515を構成する中空形材は、吹寄せ部516および窓開口部の周囲部分の車体外表面側の部材のみを強度の高い材料によって構成することも考えられる。
さらに、側構510と屋根構520との接合端部周囲についても、中空形材を構成する材料を強度の高いものにすれば、車体の肩に相当する位置に、強度の高い梁を設置した場合と同等な構造となり、車体全体の強度を向上させることができる。
In addition, as for the hollow shape material which comprises the
Furthermore, a high-strength beam is installed at a position corresponding to the shoulder of the vehicle body if the material constituting the hollow shape material is high in strength around the joint end portion between the
ビレット200のうちの強度が高い材料210が押出加工された部材260は、強度の高い材料でつくられるので、強度の高い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法T22等を大きく設定することにより、要求に応じた強度を得ることができる。
The
ビレット200の強度が低い材料から押出加工された部材270は、強度の低い材料でつくられるので、強度の低い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法T22等を小さく設定することにより、要求に応じた強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
The
10 押出金型
110 強度が低い材料
120 強度が高い材料
150 中空形材
160 強度が低い部材
170 強度が高い部材
500 車体
510 側構
520 屋根構
530 妻構
540 台枠
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Extrusion metal mold 110 Material with
Claims (2)
前記側構および屋根構を、押出し成形された中空形材によって構成しており、前記中空形材は、その押出し方向を車体の長手方向に一致させて配置されており、前記中空形材は、強度の高い材料と強度の低い材料とから構成されており、前記中空形材の強度の高い材料によって構成された部分を車体の外表面側に設置したことを特徴とする鉄道車両の車体。 In the body of a railway vehicle consisting of a side structure, a roof structure, a wife structure, and a frame,
The side structure and the roof structure are constituted by an extruded hollow shape material, and the hollow shape material is arranged so that its extrusion direction coincides with the longitudinal direction of the vehicle body, and the hollow shape material is A railway vehicle body comprising a high-strength material and a low-strength material, wherein a portion of the hollow profile made of a high-strength material is installed on the outer surface side of the vehicle body.
前記側構を押出し成形された中空形材によって構成しており、前記中空形材は、その押出し方向を車体の長手方向に一致させて配置されており、前記中空形材は、強度の高い材料と強度の低い材料とから構成されており、前記中空形材の強度の高い材料によって、側窓開口部の周囲および吹寄部を構成していることを特徴とする鉄道車両の車体。 In the body of a railway vehicle consisting of a side structure, a roof structure, a wife structure, and a frame,
The side structure is constituted by an extruded hollow shape member, and the hollow shape member is arranged so that an extrusion direction thereof coincides with a longitudinal direction of a vehicle body, and the hollow shape material is a material having high strength. And a low-strength material, and the high-strength material of the hollow shape member forms the periphery of the side window opening and the blowing portion.
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- 2003-12-01 JP JP2003401198A patent/JP2005161918A/en active Pending
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