JP2005263085A - Railway rolling stock body structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両構体に関する。 The present invention relates to a railway vehicle structure.
従来、鉄道車両に用いられる構体として、長尺の型材を組み合わせて形成した外板パネルが用いられている。例えば特許文献1には、一対の面板によって波型のリブを挟み込んだ外板パネルが開示されている。このパネルは、面板の内面に設けられた凸部とリブの山部に設けられた凹部とを係合させた状態で、その係合部をレーザ溶接することで、一体的なトラス構造に組み立てられており、強度の担保が図られている。
ところで、一般的な鉄道車両構体は、側構体、屋根構体、妻構体、台枠などから構成されている。しかしながら、例えば側構体では、車両に設けられる窓やドアなどの形状を考慮して、複数の寸法形状を持った外板パネルを用意する必要があり、これに伴って、面板やリブの寸法合わせが必要となる。さらには、面板とリブとを連結する係合部の設計が必要となるため、車両構体の製作が煩雑化するという問題があった。また、係合部の加工は複雑であり、製造コストの増加を招くという問題点もあった。 By the way, a general railway vehicle structure is composed of a side structure, a roof structure, a wife structure, a frame, and the like. However, for example, in the side structure, it is necessary to prepare an outer panel having a plurality of dimensions in consideration of the shapes of windows and doors provided in the vehicle. Is required. Furthermore, since it is necessary to design an engaging portion for connecting the face plate and the rib, there is a problem that the manufacture of the vehicle structure becomes complicated. Further, the processing of the engaging portion is complicated, and there is a problem that the manufacturing cost is increased.
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、製作容易で、かつ製造コストを低減させることができる鉄道車両構体を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a railway vehicle structure that can be easily manufactured and can reduce manufacturing costs.
上記課題の解決のため、本発明に係る鉄道車両構体は、外板パネルを有する鉄道車両構体において、外板パネルは、面板と、第1の中空部を有する複数の長尺状型材とを有し、型材の表面の一部分が面板の平面部に接合されるように、複数の型材が面板に沿って並設され、隣接する型材同士は、互いに対向する表面部分同士を突き当てて、隣接する二個の型材と面板との間で第2の中空部を形成するように接合され、面板と型材の接触部分と、隣接する型材同士の接触部分とを、型材の長手方向に沿って連続溶接してなることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a railway vehicle structure according to the present invention is a railway vehicle structure having an outer panel, wherein the outer panel includes a face plate and a plurality of elongated mold members having a first hollow portion. A plurality of mold materials are juxtaposed along the face plate so that a part of the surface of the mold material is joined to the flat portion of the face plate, and adjacent mold materials are adjacent to each other by abutting the surface portions facing each other. Joined so as to form a second hollow portion between the two mold members and the face plate, and continuously welds the contact portion between the face plate and the die member and the contact portion between the adjacent die members along the longitudinal direction of the die member. It is characterized by.
この鉄道車両構体では、第1の中空部を有する型材が面板に沿って並設され、面板と型材及び隣接する型材同士を連続溶接することにより、隣接する型材と面板との間にも第2の中空部が形成される。そして、中空部を連続させるようにして外板パネルが構成されているので、鉄道車両構体の強度アップを図ることができる。また、面板の長さ寸法の変更と、それに合わせた型材の本数の増減とにより、外板パネルの長さ寸法を容易に変更することができるので、様々な大きさの矩形外板パネルを容易に製作することが可能であり、製造コストの低減をも図ることができる。さらに、この鉄道車両構体では、面板と型材及び隣接する型材同士を連続溶接することによって外板パネルを形成しているので、第1の中空部と第2の中空部との間が隔壁によって遮断される。このため、隣接する中空部間の水密性や気密性を保つことができ、車両がトンネルに入った時の急激な圧力変化や風雨に耐えることのできる外板パネルが作り出される。近年では、車両の軽量化の要請からステンレス製又はアルミ製の構体が用いられる場合があるが、上述のように中空部を連続して隣接させる結果として、十分な剛性の確保が可能となる。 In this railway vehicle structure, the mold material having the first hollow portion is provided side by side along the face plate, and the face plate, the mold material, and the adjacent mold material are continuously welded to each other so that the second die is also formed between the adjacent mold material and the face plate. The hollow part is formed. And since an outer panel is comprised so that a hollow part may be continued, the intensity | strength improvement of a railway vehicle structure can be aimed at. In addition, it is possible to easily change the length of the outer panel by changing the length of the face plate and increasing / decreasing the number of molds according to the change, so that rectangular outer panels of various sizes can be easily created. The manufacturing cost can be reduced. Further, in this railway vehicle structure, since the outer plate panel is formed by continuously welding the face plate, the mold material, and the adjacent mold materials, the partition between the first hollow portion and the second hollow portion is blocked. Is done. For this reason, the outer panel which can maintain the watertightness and airtightness between adjacent hollow parts and can endure a rapid pressure change and wind and rain when the vehicle enters the tunnel is created. In recent years, a structure made of stainless steel or aluminum may be used in order to reduce the weight of a vehicle. However, as a result of continuously adjoining the hollow portions as described above, sufficient rigidity can be ensured.
また、型材は、略同一の断面三角形状を有していることが好ましい。この構成によれば、略同一の断面三角形状の中空部が連続して隣接する結果として、十分な剛性の確保が可能となる。 Moreover, it is preferable that the mold material has substantially the same triangular cross section. According to this configuration, sufficient rigidity can be ensured as a result of the hollow portions having substantially the same cross-sectional triangular shape being continuously adjacent to each other.
また、面板は、型材の配列方向に沿って湾曲していることも好ましい。この構成によれば、湾曲した形状の外板パネルにより鉄道車両構体を構成することができる。例えば、側構体下部の形状を車両の内側に向けて湾曲させるいわゆる「裾絞り」を可能にし、これによって、車室内の容積を保ちつつ車両幅を極力小さくすることができる。 Moreover, it is also preferable that the face plate is curved along the arrangement direction of the mold materials. According to this configuration, the railway vehicle structure can be configured by the curved outer panel. For example, a so-called “hem diaphragm” that allows the shape of the lower part of the side structure to curve toward the inside of the vehicle is enabled, thereby making it possible to reduce the vehicle width as much as possible while maintaining the volume in the vehicle interior.
また、第1又は第2の中空部内に、防振材又は防音材の少なくとも一方が充填されていることが好ましい。こうすると、車両運転時において、車室内に伝播する振動及び騒音を軽減できる。 Moreover, it is preferable that at least one of a vibration-proof material or a sound-proof material is filled in the first or second hollow portion. In this way, vibration and noise propagating into the passenger compartment can be reduced during vehicle operation.
以上のように、本発明によれば、鉄道車両構体の製作を容易とし、かつ製造コストを低減させることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily manufacture a railway vehicle structure and reduce the manufacturing cost.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る鉄道車両構体の好適な実施形態について説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a railway vehicle structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に従って構成された鉄道車両構体1を示す斜視図である。この鉄道車両構体1は、床部を構成する床構体2と、側部を構成する側構体4と、屋根部を構成する屋根構体6と、前部及び後部を構成する妻構体8とを有し、各構体2〜8は相互に接合されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a
側構体4は、4個のドアユニット10及び5個の窓ユニット12を備えると共に、ドアユニット10を境界として5個のブロック4A〜4Eに分割されていて、ブロック4A〜4Eとドアユニット10とを交互に接合して構成されている。各ブロック4A〜4Eは、後述する外板パネル22からなる腰パネル14と、吹寄パネル16と、幕パネル18と、窓ユニット12とからなると共に、略同等の構成を有する。また、ドアユニット10の上部にはドア上部パネル20が設けられている。
The
腰パネル14は、窓ユニット12の下縁部よりも下側に位置し、床構体2と接合されるパネルである。吹寄パネル16は、ドアユニット10と窓ユニット12との間、及び妻構体8と窓ユニット12との間に位置するパネルである。なお、吹寄パネル16が、窓ユニットと窓ユニットの間を繋ぐように設けられる場合もある。幕パネル18は、窓ユニット12の上縁部よりも上側に位置し、屋根構体6と接合されるパネルである。ドア上部パネル20は、ドアユニット10の上縁部よりも上側に位置し、屋根構体6と接合されるパネルである。
The
次に、側構体4についてさらに詳細に説明する。側構体4を構成する各パネル14,16,18,20には、外板パネル22が用いられている。図2に示すように、外板パネル22は、矩形状の平板部24aを有する面板24と、第1の中空部34を有する断面正三角形状の長尺状の型材(以下「三角形型材」と称す)26とを組み合わせて形成され、面板24と、隣接する三角形型材26,26との間には断面正三角形状の第2の中空部36が設けられている。
Next, the
この三角形型材26は、鉄系合金あるいはアルミニウム合金で形成され、長手方向に延在する第1の側壁部28と、第2の側壁部30と、下壁部32とからなり、各壁部28,30,32により断面正三角形状の第1の中空部34が形成されている。また、三角形型材26は、第1の側壁部28と第2の側壁部30との接点部分に位置する第1の頂部38と、第1の側壁部28と下壁部32との接点部分に位置する第2の頂部40と、第2の側壁部30と下壁部32との接点部分に位置する第3の頂部42とを有している。そして、外板パネル22において、三角形型材26の第1の頂部38は、面板24の平面部24aに接合された状態で面板24に沿って複数本並設される。また、隣接する三角形型材26,26同士において、互いに対向する第2の頂部40と第3の頂部42とを突き当てた状態で、面板24と三角形型材26の第1の頂部38との接触部分と、隣接する三角形型材26,26における第2の頂部40と第3の頂部42との接触部分とが、三角形型材26の長手方向に沿ってそれぞれ連続溶接されている。また、隣接する第1の中空部34と第2の中空部36間は、各側壁部28,30が隔壁となっていて、互いに遮断された状態になっている。
The
このような外板パネル22を製作する場合、まず、面板24の平板部24aに、第1の三角形型材26Aの第1の頂部38を接触させて配置する。次に、第2の三角形型材26Bの第1の頂部38と面板24の平板部24aを接触させ、第1の三角形型材26Aにおける第2の頂部40と、第2の三角形型材26Bにおける第3の頂部42とを接触させるように、面板24及び各三角形型材26を配置する。以下、同様の手順を繰り返し、所定長さになるまで三角形型材26を接触させる。その後、各接触部分を上方及び下方から連続溶接部W1,W2により連結して外板パネル22を完成させる。このようにして形成された外板パネル22は、断面正三角形状の第1の中空部34と第2の中空部36とが交互に連続して隣接する結果として、十分な剛性の確保が可能になる。また、溶接時において中空部34,36を積極的に有効活用することができる。例えば、溶接時に中空部34,36内に空気や不活性ガス等の冷却媒体を流動させたり、中空部34,36内に冷却管を配置させると、溶接品質や溶接効率を高めることができる。
When manufacturing such an
なお、溶接方法としては摩擦撹拌溶接(FSW)、レーザ溶接、ハイブリッドレーザ溶接、タンデムMIG、ろう接などを用いることが好ましい。これらの溶接方法では、型材への入熱量を少なくできるので、熱による歪みを抑えた連続溶接が可能となる。 As a welding method, it is preferable to use friction stir welding (FSW), laser welding, hybrid laser welding, tandem MIG, brazing or the like. In these welding methods, the amount of heat input to the mold material can be reduced, so that continuous welding with reduced heat distortion is possible.
次に、この外板パネル22を用いた側構体4のパネル構成について説明する。図3に示すように、腰パネル14及び幕パネル18は、中空部34,36が横方向(水平方向)に延在するように外板パネル22を配置し、車両の長手方向においてドアユニット10,10間に位置している。ドア上部パネル20も、中空部34,36が横方向に延在するように外板パネル22を配置している。また、吹寄パネル16は、中空部34,36が縦方向(鉛直方向)に延在するように外板パネル22を配置し、腰パネル14と幕パネル18との間に位置している。このように、側構体4は、中空部34,36が縦方向に延在する外板パネル22と、中空部34,36が横方向に延在する外板パネル22とを組み合わせて構成されているので、十分な剛性が確保される。
Next, the panel configuration of the
以上説明したように、この鉄道車両構体1では、第1の中空部34を有する三角形型材26が面板24の平板部24aに沿って並設され、面板24と三角形型材26及び隣接する三角形型材26,26同士を連続溶接することにより外板パネル22が形成されている。この外板パネル22では、隣接する三角形型材26,26と面板24との間に第2の中空部36が形成された結果として、第1及び第2の中空部34,36が交互に連続して出現するので、鉄道車両構体の強度アップを図ることができる。
As described above, in this
また、この外板パネル22は、面板24の長さ寸法の変更と、それに合わせた三角形型材26の本数の増減とにより、長さ寸法を容易に変更することができるので、様々な大きさの矩形外板パネルを容易に製作することが可能であり、製造コストの低減をも図ることができる。したがって、側構体4は種々のパネル構成をとることができる。
Further, the
例えば、図4に示すように、他の側構体4Aとして、吹寄パネル16を側構体4の上縁部から下縁部まで延在させ、吹寄パネル16,16間に腰パネル14及び幕パネル18が位置するように構成してもよい。こうすると、中空部34,36が縦方向に延在するように配置される外板パネル22の面積がより大きくなるので、鉄道車両構体1の上下方向の剛性をより向上させることができる。
For example, as shown in FIG. 4, as another
また、図5に示すように、さらに他の側構体4Bとして窓ユニット12の装着部分をくり抜くような一枚の外板パネル22で各ブロック4A〜4Eを構成してもよい。この場合、パネルの点数が少なくて済むので、より設計の単純化と製造コストの低減とを図ることができる。
Further, as shown in FIG. 5, each of the
さらに、外板パネル22は、隣接する第1の中空部34と第2の中空部36間が、三角形型材26の第1の側壁部28と第2の側壁部30とによって遮断されている。このため、外板パネル22は、隣接する第1の中空部34と第2の中空部36間の水密性や気密性を保つことができるので、車両がトンネルに入った時の急激な圧力変化や風雨に耐えることが可能となる。
Further, in the
なお、この外板パネル22の第1の中空部34又は第2の中空部36には、防振材又は防音材の少なくとも一方を適宜充填させることができる。これにより、車両運転時において車室内に伝播する振動及び騒音を軽減することができる。
Note that the first
本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、他の外板パネル44として、面板45は、図6に示すように、三角形型材24の配列方向に沿って湾曲したものを用いても良い。この構成によれば、例えば、側構体4の下部の形状を車両の内側に向けて湾曲させるいわゆる「裾絞り」を可能にし、これによって、車室内の容積を保ちつつ車両幅を極力小さくすることができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as another
また、図7に示すように、他の外板パネル46として、断面六角形状の型材47を用いてもよい。また、図8に示すように、他の外板パネル48として、断面円形状の型材49を用いてもよい。その他の型材として、扁平な断面円形、断面矩形、断面多角形が可能であり、外板パネルとしては、異なる断面形状の型材を組み合わせて構成するものであってもよい。
Further, as shown in FIG. 7, a
1…鉄道車両構体、22,44,46,48…外板パネル、24,45…面板、24a…平面部、26…三角形型材(型材)、34…第1の中空部、36…第2の中空部、38…第1の頂部、40…第2の頂部、42…第3の頂部、47,49…型材。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記外板パネルは、面板と、第1の中空部を有する複数の長尺状型材とを有し、
前記型材の表面の一部分が前記面板の平面部に接合されるように、複数の前記型材が前記面板に沿って並設され、
隣接する前記型材同士は、互いに対向する表面部分同士を突き当てて、隣接する二個の前記型材と前記面板との間で第2の中空部を形成するように接合され、
前記面板と前記型材との接触部分と、隣接する前記型材同士の接触部分とを、前記型材の長手方向に沿って連続溶接してなることを特徴とする鉄道車両構体。 In a railway vehicle structure having an outer panel,
The outer panel has a face plate and a plurality of elongated mold members having a first hollow portion,
A plurality of the mold materials are juxtaposed along the face plate so that a part of the surface of the mold material is joined to the flat portion of the face plate,
The adjacent mold materials are joined so as to abut against the surface portions facing each other and form a second hollow portion between the two adjacent mold materials and the face plate,
A railway vehicle structure, wherein a contact portion between the face plate and the mold material and a contact portion between the adjacent mold materials are continuously welded along a longitudinal direction of the mold material.
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