JP2008049981A - 中空形材とその減圧または真空構造付加方法 - Google Patents
中空形材とその減圧または真空構造付加方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】表裏の板1、2間が複数の中空部3を有して連結された中空形材4であって、中空部3による減圧空間または真空空間3aを設けることにより、上記の目的を達成する。
【選択図】図1
Description
連結部が表裏の板に直角な向きでのボックス構造、あるいは傾斜した向きのトラス構造をなして配置されるなどし、中空部が表裏の板間に一重に連続するような在来形態において有効である。
減圧空間または真空空間としない中空部を有して全体の中空部率を満足しながら、減圧空間または真空空間とする中空部を表裏の板の一方または双方に沿う狭い範囲に限定して、表裏の板の一方から他方への空気伝播音、空気対流を伴なう熱伝導、熱輻射、のそれぞれを遮断することができる。
在来形態において中空部を真空としたとき生じる外圧に対する面強度が通常設計での表裏の板において不足することが考えられるが、突っ張り部や部分的な増厚部(部分によっては減厚もできる)などにより形成した耐圧構造部にて対応することができる。
中空部が多数に及んでもそれらに対する吸引作業が1箇所での吸引口を通じた単純作業にて行える。
但し ν:最大たわみ量(mm)
ω:圧力差(MPa)
*ω=(大気圧、0.1MPa)−(中空部3aの気圧、pMPa)
L:リブ間隔(mm)
t:面板の厚さ(mm)
E:ヤング率(アルミニウム:71000N/mm2)
I:面板の断面二次モーメント
一般に鉄道車両の構体に利用される中空形材4は概ね表裏の板1、2が2〜4mm程度、リブ5が1.8〜2mm程度とするのが通常であるが、表裏の板1、2である面板は鉄道車両では外観や床面としての機能を保つために平面度を保つ必要があり、リブ間の最大たわみ量は0.15mm以下に抑えられるのが好適であるところから、
ω≦340800t3/L4 (2)
を満たすようにリブ間隔Lおよび面板の厚さtを選定すればよい。
但し x:支持点からの距離
ここに、σが許容される応力以下になるようにリブ間隔Lまたはおよび面板の厚さtを選定する必要がある。なお、最大応力はx=0、つまり支持点にて生じ、
σ=ωL2/2t2 (4)
の関係を得るが、xの変化に応じて図3に示す例のように表裏の板1、2の厚みを増減変化させた増減厚部22である耐圧構造部を設けることで対応することもできる。
溶接部と母材の耐力には86MPaの差があり、減圧によって86MPaの応力を生じても問題はない。
図11に示す応力限度線図より、母材に127MPaの平均応力が生じても溶接部と同じ変動応力が許容できる。
f=1/π(√ρc2/Hm)≒160Hz (5)
但し ρ:空気の密度(1.2kg/m3)
c:音速(334m/s)
H:面板間隔(0.06m)
m:面板の面密度(8.6kg/m3)
で表せられ、
中空部3の気圧を0.4atmの減圧度とすると、ρは0.4倍となり、f≒104Hzとすることができる。
2 裏板
3 中空部
3a 減圧空間または真空空間
4 中空形材
5 リブ
6 制振材
11、12 蓋板
13 吸引口
14 逆止弁
16 切欠き部
21 補助リブ
22 増減厚部
Claims (7)
- 表裏の板間が複数の中空部を有して連結された中空形材であって、中空部による減圧空間または真空空間を設けたことを特徴とする中空形材。
- 全ての中空部が減圧空間または真空空間とされている請求項1に記載の中空形材。
- 中空部は減圧空間または真空空間としたものと、しないものとを備える請求項1に記載の中空形材。
- 減圧空間または真空空間とした中空部は、表裏の板の一方または双方に沿って位置し、減圧空間または真空空間としない中空部と表裏の板間で重なって位置している請求項3に記載の中空形材。
- 中空部を減圧空間または真空空間にすることに対応した耐圧構造部を有している請求項1〜4のいずれか1項に記載の中空形材。
- 表裏の板間が複数の中空部を有するように連結された中空形材につき、減圧空間または真空空間とする複数の中空部の両端部に共通の蓋板を取り付けて覆い、蓋板に取り付けた吸引口から中空部内に位置する逆止弁を通じて中空部を減圧または真空引きし減圧空間または真空空間とすることを特徴とする中空形材の減圧または真空構造付加方法。
- 吸引口は1つであり、減圧空間または真空空間とする複数の中空部の全てに通じる通気部を通じて複数の中空部に対する吸引を行う請求項6に記載の中空形材の減圧または真空構造付加方法。
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