JP2024014259A - Rail vehicle and rail vehicle manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軌条車両および軌条車両の製造方法に関する。 The present invention relates to a rail vehicle and a method for manufacturing a rail vehicle.
鉄道車両を含む軌条車両の構造体(以下では、車両構体と呼ぶことにする)は、一般に、床面をなす台枠と、台枠の幅方向の端部に立設されるとともに側面をなす側構体と、台枠の長手方向の端部に立設される妻構体と、側構体および妻構体の上部に備えられる屋根構体とからなる。近年では、軽量化や製作性の向上を目的として、アルミニウム合金製の押出中空形材によって屋根構体、側構体、台枠などを構成し、車両構体に組み立てる手法が広まりつつある。押出中空形材は、対向する2枚の面板とこれら面板同士を接続する複数のリブから成り、車両構体の軽量化を図ることができる。 The structure of a rail vehicle (hereinafter referred to as a vehicle structure), including a railway vehicle, generally consists of an underframe that forms the floor, and an underframe that stands up at the widthwise end of the underframe and forms the sides. It consists of a side structure, an end structure erected at the longitudinal end of the underframe, and a roof structure provided above the side structure and the end structure. In recent years, with the aim of reducing weight and improving manufacturability, a method of constructing roof structures, side structures, underframes, etc. using extruded hollow aluminum alloy members and assembling them into vehicle structures has become widespread. The extruded hollow member is composed of two face plates facing each other and a plurality of ribs connecting these face plates, and can reduce the weight of the vehicle structure.
近年、鉄道車両は運転速度を高速化する傾向にあり、トンネル通過時に車両内外の圧力差により生じる気密圧力荷重は増加しつつある。そのため、走行時の安全性や、乗り心地を向上させるため、車両構体の剛性を高める必要がある。押出中空形材を用いる車両構体において構体の剛性を高める方法として、押出中空形材の板厚を増加させることが挙げられる。しかし、押出中空形材は押出方向に一様断面を有するため、押出方向の一部において板厚を増加させたい場合であっても、押出方向の全長にわたって板厚を増さねばならず、構体の重量増加につながる。また、押出中空形材の板厚を増加させるためには、押出型を新たに製作する必要があり、製造コストの増加をもたらす。したがって、構体の重量と製造コストの増加を抑えつつ、剛性を高める手法の開発が課題である。 In recent years, railway vehicles have tended to operate at higher speeds, and the airtight pressure load caused by the pressure difference inside and outside the vehicle when passing through a tunnel is increasing. Therefore, in order to improve driving safety and ride comfort, it is necessary to increase the rigidity of the vehicle structure. One way to increase the rigidity of a vehicle body using an extruded hollow member is to increase the thickness of the extruded hollow member. However, since extruded hollow members have a uniform cross section in the extrusion direction, even if it is desired to increase the thickness in a part of the extrusion direction, the thickness must be increased over the entire length in the extrusion direction, and the structure lead to weight increase. Furthermore, in order to increase the thickness of the extruded hollow profile, it is necessary to newly manufacture an extrusion die, which results in an increase in manufacturing costs. Therefore, the challenge is to develop a method to increase the rigidity of the structure while suppressing an increase in its weight and manufacturing cost.
このような課題を解決するための構成として、アルミよりも軽量かつ高剛性である炭素繊維強化樹脂(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)から成る補強材を、押出中空形材に取り付けることを特徴とする車両構体が特許文献1に開示されている。
In order to solve these problems, the structure is characterized by attaching a reinforcing material made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP), which is lighter and more rigid than aluminum, to the extruded hollow member. A vehicle body structure is disclosed in
従来、CFRPのような樹脂から成る補強材の押出中空形材への取り付けは、接着剤あるいはボルト、リベットなどの機械的な締結が用いられている。接着剤やボルトなどの機械締結を用いる場合、補強材と押出中空形材を強固に固定できるが、一方で、接着作業やボルト締めに多くのコストを要する。また、アルミとCFRPなどの異種材料で構成される部材は、リサイクルの観点から、容易に別個の素材に分離されることが好ましい。 Conventionally, reinforcing materials made of resin such as CFRP are attached to extruded hollow members using adhesives or mechanical fastening such as bolts or rivets. When mechanical fastening such as adhesives or bolts is used, the reinforcing material and the extruded hollow member can be firmly fixed, but on the other hand, a large amount of cost is required for bonding work and bolt tightening. Further, from the viewpoint of recycling, it is preferable that members made of different materials such as aluminum and CFRP be easily separated into separate materials.
本発明の態様による軌条車両は、車両構体の少なくとも一部が押出中空形材で構成される軌条車両であって、前記押出中空形材の柱状中空部に配設され、該柱状中空部の延在方向に沿って伸延する補強材と、前記柱状中空部に配設され、前記柱状中空部を囲む形材壁部に前記補強材を押圧する発泡材と、を備える。
本発明の態様による軌条車両の製作方法は、前記押出中空形材を接合して前記車両構体のパネルを形成することと、前記押出中空形材の前記柱状中空部に前記補強材を挿入することと、前記補強材が挿入された前記柱状中空部の一方の端部を閉鎖することと、前記柱状中空部に前記発泡材を注入することと、前記補強材が挿入された前記柱状中空部の他方の端部を閉鎖することと、を含む。
A rail vehicle according to an aspect of the present invention is a rail vehicle in which at least a portion of a vehicle body is made of an extruded hollow section, and wherein the vehicle body is disposed in a columnar hollow section of the extruded hollow section, and is arranged in a columnar hollow section of the extruded hollow section. The reinforcing material extends along the direction in which the reinforcing material is located, and a foam material is provided in the columnar hollow part and presses the reinforcing material against a shape wall part surrounding the columnar hollow part.
A method for manufacturing a rail vehicle according to an aspect of the present invention includes joining the extruded hollow sections to form a panel of the vehicle structure, and inserting the reinforcing material into the columnar hollow section of the extruded hollow sections. closing one end of the columnar hollow portion into which the reinforcing material is inserted; injecting the foam material into the columnar hollow portion; and closing one end of the columnar hollow portion into which the reinforcing material is inserted. and closing the other end.
本発明によれば、軌条車両に用いられる押出中空形材への補強材の取り付けおよび分離が容易となる。 According to the present invention, it becomes easy to attach and separate a reinforcing material to an extruded hollow profile used in a rail vehicle.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。また、以下の説明では、同一または類似の要素および処理には同一の符号を付し、重複説明を省略する場合がある。なお、以下に記載する内容はあくまでも本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではなく、他の種々の形態でも実施する事が可能である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The following description and drawings are examples for explaining the present invention, and are omitted and simplified as appropriate for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same or similar elements and processes may be denoted by the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted. The content described below is merely an example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment described below, and can be implemented in various other embodiments. It is possible.
まず、軌条車両とは、敷設された軌道に沿って運行される車両の総称であり、鉄道車両、モノレール車両、新交通システムの車両などを示す。以下では、軌条車両の代表例として、高速で走行する鉄道車両を例に説明する。なお、各図における方向については、以下のように定義する。鉄道車両の車両前後方向(レールに沿った車両長手方向)をx方向とし、鉄道車両の幅方向をy方向とし、x方向およびy方向に直交する車両高さ方向をz方向とする。 First, a rail vehicle is a general term for vehicles that operate along laid tracks, and includes railway vehicles, monorail vehicles, vehicles of new transportation systems, etc. In the following, a railway vehicle running at high speed will be described as a representative example of a rail vehicle. Note that the directions in each figure are defined as follows. The longitudinal direction of the railway vehicle (vehicle longitudinal direction along the rails) is defined as the x direction, the width direction of the railway vehicle is defined as the y direction, and the vehicle height direction perpendicular to the x and y directions is defined as the z direction.
図1は、鉄道車両1を側方から見た側面図である。鉄道車両1の車両構体は、床面を成す台枠10と、台枠10のy方向(幅方向)の両端部に立設される一対の側構体20と、台枠10のx方向(車両前後方向)の両端部に立設される一対の妻構体30と、側構体20および妻構体30の上端部に設けられる屋根構体40と、で構成される6面体構造を成す。側構体20は、複数の窓22や、乗客等が乗降に供する複数の乗降口24などを備える。鉄道車両1は、x方向(車両前後方向)の両端領域に鉄道車両1を支持する台車7を備えている。台車7は、軌道5の上を転動する車輪70を備えている。
FIG. 1 is a side view of the
図2は、図1のA-A断面図である。台枠10は、床材15と、床材15の幅方向(y方向)の端縁に設けられた一対の側梁11とを備えている。台枠10の上部には上床60が備えられる。図2において、符号aで示す範囲の構体が側構体20であり、符号bで示す範囲が屋根構体40である。床材15,側構体20および屋根構体40は、対向する2枚の面板とこれら面板同士を接続する複数の接続リブから成る押出中空形材によって構成される。床材15,側構体20,妻構体30および屋根構体40等に用いられる押出中空形材は、接続リブの延在方向、すなわち、押し出しの方向がx方向である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. The
図3は、図1の台枠10を車両下方から見たB矢視図であり、台枠10の下面側を示す図である。台枠10は、x方向に延在する床材15と、一対の側梁11と、一対の端梁12と、二対の中梁13と、一対の枕梁14とを備える。床材15は複数の押出中空形材から成り、複数の押出中空形材を接合することで所定の大きさの床材15が形成される。側梁11は、床材15の車両幅方向(y方向)の端縁に設けられている。端梁12は、床材15の長手方向(x方向)の端縁に設けられる。枕梁14は、車両幅方向(y方向)に延在するように設けられ、一対の側梁11に接続されている。中梁13は、端梁12のy方向の中央部と枕梁14の中央部とを接続する。台車7の上部に載置される枕梁14には、中央に中心ピン座7bが設けられ、y方向両端に空気ばね座7aがそれぞれ設けられている。図示は省略したが、y方向に並んだ一対の中梁13の間には、鉄道車両1同士を連結する連結器が収容される。
FIG. 3 is a view of the
鉄道車両1の間に作用する大きな圧縮荷重および引張荷重は、連結器を介して中梁13に作用する。そのため、中梁13を含む台枠10は、x方向の高い剛性を備えることが要求される。また、一対の枕梁14の間の台枠10には、図1に示すように大きな重量の電気品等が備えられるので、台枠10はx方向に沿う高い剛性を備えることが望まれる。
The large compressive and tensile loads acting between the
図4は、床材15,側構体20,妻構体30および屋根構体40等に用いられる押出中空形材100の、押出方向に直交する断面を示す断面図である。例えば、図3に示す床材15のC-C断面図、すなわち、床材15を構成する押出中空形材100の断面図である。押出中空形材100は、互いに対向する一対の面板80,81と、面板80,81同士を接続する複数の接続リブ82とを備え、押出方向に柱状の中空部が形成されている。面板81側には、カーテンレール85が設けられている。
FIG. 4 is a sectional view showing a cross section orthogonal to the extrusion direction of an extruded
面板81と2つの接続リブ82で囲まれた複数の柱状中空部の内の少なくとも1つの柱状中空部に、形材の押出方向に延伸する平板状の補強材50aと発泡材52とが封入される。図4に示す領域の押出中空形材100には、断面形状が三角形の柱状中空部が10カ所存在しているが、そのうちの一つに、補強材50aと発泡材52とが封入されている。補強材50aおよび発泡材52は、床材15の強度向上の観点から、柱状中空部の一方の端部から他方の端部まで延在しているのが好ましいが、一方の端部から他方の端部までの一部分に配置される構成であっても構わない。補強材50aは、CFRP等のアルミよりも軽量かつ高剛性な材料により構成される。また、発泡材52には、ウレタンやポリ塩化ビニルなどの軽量発泡樹脂等が用いられる。
A flat reinforcing
補強材50aは、発泡材52が発泡して膨張する際の圧力87によって、面板81に押し付けられるように固定される。そのため、外力によって面板81が変形する際に、面板81に押し付けられている補強材50aも面板81を介して力を受けることになる。このように、面板81に加わる力の一部を補強材50aが担うことにより、面板81の剛性、すなわち床材15の剛性の向上を図ることができる。その結果、床材15を含む台枠10の剛性の向上、および、鉄道車両1の走行時の安全性や乗り心地の向上を図ることができる。
The reinforcing
補強材50aにはアルミよりも低密度なCFRP等の樹脂材が用いられ、発泡材52には発泡樹脂が用いられるので、補強に際しての構体重量の増加を抑えることができる。また、既存の押出型で製造した押出中空形材100に対して剛性の補強を実施できるため、新たに押出型を製作する必要がなく、構体の製造コストの増加を防ぐことができる。さらにまた、発泡材52が膨張する際の圧力87を利用して補強材50aを面板81に固定するようにしたので、固定に接着剤や機械的な締結手法を用いることなく補強材50aを面板81に固定することができる。
Since the reinforcing
また、床材15から補強材50aを分離する際には、以下のような作業を行うことにより容易に分離することができる。補強材50aは、発泡材52が発生する圧力87によって面板81に押し付けられているので、圧力87の源を断つことによって、もしくは圧力87を弱めることによって補強材50aを床材15から容易に分離することができる。例えば、発泡材52の融点以上に熱した金属棒を発泡材52に差し込んで発泡材52の一部を溶かすことにより、圧力87を弱めることができる。または、補強材50aおよび発泡材52が設けられた床材15の全体を発泡材52の融点以上に熱することで、発泡材52が溶け出し、補強材50aと床材15とを容易に分離することができる。
Moreover, when separating the reinforcing
このように、補強材50aの分離が容易であることは、とくにリサイクル性の面で有利となる。アルミとCFRPなどの異種材料で構成される部材は、それぞれの材質に不純物を残すことなく分離することで、リサイクルにかかるコストを低減できる。本実施形態では、補強材50aの固定に接着剤を使用しないため、補強材と補強対象の界面は微視的な化学的結合を有さない。また、補強材50aを面板81に押し付ける圧力87は容易に除去あるいは低減できるため、押出中空形材100のリサイクル性に優れる。
The fact that the reinforcing
なお、本実施形態は、床材15に用いられる押出中空形材100の補強構造を述べたが、補強の対象となる部位は床材15に限定するものではない。2枚の面板とこれら面板同士を接続する複数のリブから成る押出中空形材100によって構成される部材、具体的には枕梁14、側構体20、妻構体30および屋根構体40に対しても、上述した補強構造を適用することができる。
In addition, although this embodiment described the reinforcement structure of the extruded
また、図4に示す例では、補強材50aと発泡材52は、面板81と2つの接続リブ82で囲まれた1つの柱状中空部に封入したが、補強材50aと発泡材52は、面板80,81と接続リブ82の内の少なくとも2つで囲まれた柱状中空部の1つ以上に封入してもよい。例えば、図4に示した領域のほぼ中央部分には、2つの接続リブ82によって挟まれた矩形状の柱状中空部があるが、この場合には、いずれか一方の接続リブ82に平板状の補強材50aが押し付けられるように発泡材52を封入すれば良い。
Further, in the example shown in FIG. 4, the reinforcing
補強材50aと発泡材52の封入については、数値解析や実験などによって剛性の向上が求められる部位を選定して行うことで、構体の重量の増加を抑えつつ効率的に構体を補強できる。また、補強材50aを押圧させる対象としては、面板80,81および接続リブ82から所望の対象を選択すればよい。例えば、図4に示す例では、柱状中空部を囲む3つの壁部(面板81、2つの接続リブ82)の内の面板81に補強材50aを押し付ける構成としたが、3つの壁部の2以上の壁部に補強材50aをそれぞれ押し付けるような構成としても良い。
The reinforcing
(変形例1)
図5は、上述した実施形態の変形例1を示す図であり、図4の場合と同様の場所の断面図(C-C断面図)である。変形例1では、三角柱状の補強材50bを柱状中空部の角部に配置した点が上述した実施形態と異なる。三角柱状の補強材50bは、柱状中空部の角部、すなわち、2つの接続リブ82が面板81と接続する結節点84aに対向配置される。三角柱状の補強材50bの2つの側面は、2つの接続リブ82と対向している。補強材50bは、発泡材52が発泡して膨張する際の圧力87によって、結節点84aに接続している2つの接続リブ82の一部、および、結節点84aの壁面に押し付けられる。
(Modification 1)
FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the above-described embodiment, and is a sectional view (CC sectional view) of the same location as in FIG. 4.
このような構成で補強材50bを配設することにより、床材15における面板81と接続リブ82との結節点84aの剛性を補強することができ、車両走行時の安全性や乗り心地の向上を図ることができる。一般に、接続リブと面板との結節点は応力が集中しやすい部位であり、変形例1の構成により結節点84aを補強することで、車両の強度信頼性を高めることができる。また、三角柱状の補強材50bにおいて、結節点84aに対向する頂部のR形状(R半径と開き角度)を結節点84aのアール形状と略等しくすることで、効率的に結節点84aを補強することができる。
By arranging the reinforcing
図5に示す例では、結節点84aに接する3つの柱状中空部の内の一つに補強材50bおよび発泡材52を配置したが、符号S1,S2で示す他の柱状中空部に補強材50bおよび発泡材52を配置して、補強材50bにより結節点84aを補強するようにしても良い。また、柱状中空部の3つの角部の内の1カ所だけでなく、2カ所以上に補強材50bをそれぞれ配置するようにしても良い。
In the example shown in FIG. 5, the reinforcing
なお、図5では、床材15を構成する押出中空形材100の補強構造について説明したが、補強の対象となる部位は床材15に限らず、押出中空形材100が用いられる枕梁14、側構体20、妻構体30、屋根構体40であっても良い。また、三角柱状の補強材50bを面板81側の結節点84aに適用したが、例えば、面板80側の結節点84bに適用しても良い。
Although the reinforcement structure of the extruded
(変形例2)
上述した図4に示す例では、柱状中空部を囲む3つの壁部(第2面板81、2つの接続リブ82)の内の少なくとも1つに補強材50aを押し付けるような構成とした。三角柱状中空部の3つの角部はそれぞれ結節点に対応しているが、図5に示す例では、3つの角部の少なくとも1カ所に三角柱状の補強材50bを配置した。変形例2では、補強材を、柱状中空部を囲む3つの平らな壁面と3つの角部壁面の両方に配設するようにした。
(Modification 2)
In the example shown in FIG. 4 described above, the reinforcing
図6は、変形例2を示す図であり、図4,5の場合と同様の場所の断面図(C-C断面図)である。図6では、面板81と2つの接続リブ82とで囲まれた柱状中空部に、押出方向に延在する分離した2つの補強材50c1,50c2を配設する。補強材50c1は、三角柱状中空部の図示上側の角部に配置される。補強材50c1は、結節点84bに押し付けられる凸状補強部501と、結節点84bに接続する一対の接続リブ82に押し付けられる一対の板状補強部500とを備えている。一方、補強材50c2は、面板81に対向するように配置される。補強材50c2は、三角柱状中空部の図示下側の一対の角部に配置されて結節点84a,84cに押し付けられる凸状補強部501と、一対の接続リブ82に押し付けられる一対の板状補強部500と、面板81に押し付けられる板状補強部500とを備えている。
FIG. 6 is a diagram showing modification example 2, and is a sectional view (CC sectional view) of the same location as in FIGS. 4 and 5. In FIG. 6, two separate reinforcing members 50c1 and 50c2 extending in the extrusion direction are provided in a columnar hollow portion surrounded by a
このように、2つの補強材50c1,50c2は、押出方向に延在する三角柱状中空部を囲む三角パイプ状の補強材を構成している。発泡材52は、三角パイプ状の補強材で包囲される中空部に配置される。補強材50c1,50c2は、発泡材52が発泡して膨張する際の圧力87によって、面板81,一対の接続リブ82および結節点84a~84cに押し付けられることになる。その結果、変形例2では、柱状中空部を囲む壁部(第2面板81,一対の接続リブ82)の補強と共に、応力が集中しやすい結節点84a~84cの補強も同時に行うことができる。
In this way, the two reinforcing materials 50c1 and 50c2 constitute a triangular pipe-shaped reinforcing material surrounding a triangular prism-shaped hollow portion extending in the extrusion direction. The
図6に示す例では、分離した2つの補強材50c1,50c2で三角パイプ状の補強材を構成したが、図7に示すように、分離した3つの補強材50d1,50d2,50d3で三角パイプ状の補強材を構成するようにしても良い。各補強材50d1,50d2,50d3は、一対の板状補強部500と、それらを繋ぐ凸状補強部501とを備えている。図6,7に示すような三角パイプ状に配置された補強材を用いることで、押出中空形材100の面板80,81、接続リブ82および結節点84a~84cの剛性を補強でき、鉄道車両1の走行時の安全性や乗り心地の向上を図ることができる。
In the example shown in FIG. 6, the two separated reinforcing materials 50c1 and 50c2 constitute a triangular pipe-shaped reinforcing material, but as shown in FIG. The reinforcing material may be configured as follows. Each reinforcing member 50d1, 50d2, 50d3 includes a pair of plate-shaped reinforcing
なお、変形例2では、分離した複数の補強材で三角パイプ状の補強材を構成するようにしたが、一体化された1つの三角パイプ状補強材を使用することも可能である。ただし、一体化された三角パイプ状補強材の場合には、発泡材52の圧力87に対する三角パイプ状補強材の抵抗が大きくなり、三角柱状中空部の周囲の壁部(面板および接続リブ)および角部の壁部(結節点)への押圧が不十分になる可能性がある。従って、変形例2のように、分離した複数の補強材で三角パイプ状の補強材を構成するのが好ましい。
In addition, in the second modification, the triangular pipe-shaped reinforcing member is configured by a plurality of separated reinforcing members, but it is also possible to use one integrated triangular pipe-shaped reinforcing member. However, in the case of an integrated triangular pipe-shaped reinforcement, the resistance of the triangular pipe-shaped reinforcement against the
なお、図6,7では、床材15に用いられた押出中空形材100を例に説明したが、床材15に限らず、押出中空形材100を使用する枕梁14、側構体20、妻構体30、屋根構体40などにも適用できる。また、複数に分離した三角パイプ状の補強材を、面板81と一対の接続リブ82とで囲まれた三角柱状中空部に適用したが、もちろん、他の箇所の三角柱状中空部にも適用することができる。
In FIGS. 6 and 7, the extruded
<製作方法>
図8は、押出中空形材100に補強材および発泡材を装着する手順を示すフローチャートである。ステップS10では、押出中空形材100を並べて接合することにより、床材15を構成するパネルを製造する。ステップS20では、床材15において強度を高めたい中空部(柱状中空部)に、補強材50(50a,50b,50c1,50c2,50d1~50d3)を挿入する。ステップS30では、補強材50を挿入した柱状の中空部の一方の端部を閉鎖する。ステップS40では、補強材50を挿入した中空部に発泡材52を注入する。ステップS50では、補強材50を挿入した中空部の他方の端部を閉鎖する。
<Production method>
FIG. 8 is a flowchart showing the procedure for attaching reinforcing material and foam material to the extruded
なお、上記では、床材15を例に手順を説明したが、枕梁14や側構体20、妻構体30、屋根構体40を構成する押出中空形材100への補強材50の装着に関しても、同様に適用することができる。以上の製造方法によって補強材50を押出中空形材100に取り付けることによって、押出中空形材100の剛性が補強されるとともに、補強材50の押出中空形材100への取り付けならびに分離が容易な鉄道車両を提供することができる。
In addition, although the procedure was explained above using the
以上説明した本発明の実施形態および変形例によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the embodiments and modifications of the present invention described above, the following effects are achieved.
(C1)図1,4に示すように、車両構体の少なくとも一部が押出中空形材100で構成される鉄道車両1は、押出中空形材100の柱状中空部に配設され、該柱状中空部の延在方向に沿って伸延する補強材50aと、柱状中空部に配設され、柱状中空部を囲む形材壁部である面板81に補強材50aを押圧する発泡材52と、を備える。
(C1) As shown in FIGS. 1 and 4, a
発泡材82によって面板81に押圧されている補強材50aは、面板81に力が加わった際にその力の一部を担うことになる。そのため、鉄道車両の構体の剛性向上を図ることができ、鉄道車両1の走行時の安全性や乗り心地の向上を図ることができる。発泡材52が膨張する際の圧力87により補強材50aが面板81に固定されるので、固定に接着剤や機械的な締結手法を用いることなく容易に補強材50aを面板81に固定することができる。さらに、発泡材52の一部または全部を熱により溶かすことで、補強材50aと床材15の押出中空形材100とを容易に分離することができる。
The reinforcing
(C2)上記(C1)において、図4に示すように、補強材50aは、柱状中空部を囲む形材壁部の平面領域である面板81に押圧される平板状の補強材である。面板81に補強材50aが押圧されることにより、面板81の剛性向上を図ることができる。
(C2) In (C1) above, as shown in FIG. 4, the reinforcing
(C3)上記(C1)において、図5に示すように、柱状中空部は三角柱状中空部であり、補強材50bは、三角柱状中空部の角部を囲む形材壁部、すなわち、結節部84aにおける壁部に押圧される三角柱状の補強材である。補強材50bを応力が集中しやすい結節部84aに押圧することで、結節部84aの強度が補強される。
(C3) In the above (C1), as shown in FIG. 5, the columnar hollow part is a triangular prism-shaped hollow part, and the reinforcing
(C4)上記(C1)において、図6に示すように、補強材50c1,50c2はパイプ状の補強材であり、発泡材52はパイプ状の補強材50c1,50c2が包囲する包囲空間に配設される。補強材50c1,50c2をパイプ状とすることで、柱状中空部を囲む壁部の全体の補強、すなわち、平面状の壁部(面板81、接続リブ82)の補強に加えて結節点84a~84cの補強も行うことができる。
(C4) In the above (C1), as shown in FIG. 6, the reinforcing members 50c1 and 50c2 are pipe-shaped reinforcing members, and the
(C5)上記(C4)において、図6に示すように、パイプ状の補強材50c1,50c2は、柱状中空部の延在方向に沿って伸延する分割補強材、すなわち、分離された2つの補強材50c1,50c2をリング状に配置して構成される。2つの補強材50c1,50c2は分離しているので、発泡材52による補強材50c1,50c2の対向する壁部への押圧を、それぞれ効果的に行うことができる。
(C5) In the above (C4), as shown in FIG. 6, the pipe-shaped reinforcing members 50c1 and 50c2 are divided reinforcing members extending along the extending direction of the columnar hollow part, that is, two separated reinforcing members. It is constructed by arranging materials 50c1 and 50c2 in a ring shape. Since the two reinforcing members 50c1 and 50c2 are separated, the foamed
(C6)上記(C1)において、図4に示すように、補強材50aは、炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinforced Plastic)で形成されている。補強材50aを、押出中空形材100に用いられるアルミよりも低密度なCFRPで形成することで、補強材を用いることによる構体重量の増加を抑えることができる。
(C6) In the above (C1), as shown in FIG. 4, the reinforcing
(C7)上記(C1)の鉄道車両の製作方法であって、図8に示すように、押出中空形材100を接合して車両構体のパネルを形成することと、押出中空形材100の柱状中空部に補強材50を挿入することと、補強材50が挿入された柱状中空部の一方の端部を閉鎖することと、柱状中空部に発泡材52を注入することと、補強材50が挿入された柱状中空部の他方の端部を閉鎖することと、を含む。このような手順で製造することで、補強材50および発泡材52が柱状中空部に設けられた押出中空形材100を用いる鉄道車両を容易に構成することができる。
(C7) The method for manufacturing a railway vehicle according to (C1) above, which includes joining the extruded
以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The embodiments and various modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the characteristics of the invention are not impaired. Furthermore, although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these. Other embodiments considered within the technical spirit of the present invention are also included within the scope of the present invention.
1…鉄道車両、5…軌道、7…台車、7a…空気ばね座、7b…中心ピン座、10…台枠、11…側梁、12…端梁、13…中梁、14…枕梁、15…床材、20…側構体、22…窓、24…乗降口、30…妻構体、40…屋根構体、50,50a,50b,50c1,50c2,50d1~50d3…補強材、52…発泡材、60…上床、70…車輪、80,81…面板、82…接続リブ、84a~84c…結節点
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記押出中空形材の柱状中空部に配設され、該柱状中空部の延在方向に沿って伸延する補強材と、
前記柱状中空部に配設され、前記柱状中空部を囲む形材壁部に前記補強材を押圧する発泡材と、を備える軌条車両。 A rail vehicle in which at least a portion of the vehicle structure is made of an extruded hollow section,
A reinforcing material disposed in the columnar hollow part of the extruded hollow member and extending along the extending direction of the columnar hollow part;
A rail vehicle comprising: a foam material disposed in the columnar hollow part and pressing the reinforcing material against a profile wall surrounding the columnar hollow part.
前記補強材は、前記柱状中空部を囲む前記形材壁部の平面領域に押圧される平板状の補強材である、軌条車両。 The rail vehicle according to claim 1,
In the rail vehicle, the reinforcing material is a flat reinforcing material that is pressed against a planar region of the profile wall surrounding the columnar hollow part.
前記柱状中空部は三角柱状中空部であり、
前記補強材は、前記三角柱状中空部の角部を囲む形材壁部に押圧される三角柱状の補強材である、軌条車両。 The rail vehicle according to claim 1,
The columnar hollow portion is a triangular columnar hollow portion,
In the rail vehicle, the reinforcing material is a triangular prism-shaped reinforcing material that is pressed against a section wall surrounding the corner of the triangular prism-shaped hollow part.
前記補強材はパイプ状の補強材であり、
前記発泡材はパイプ状の前記補強材が包囲する包囲空間に配設される、軌条車両。 The rail vehicle according to claim 1,
The reinforcing material is a pipe-shaped reinforcing material,
The said foam material is arrange|positioned in the surrounding space enclosed by the said pipe-shaped reinforcement material.
パイプ状の前記補強材は、前記柱状中空部の延在方向に沿って伸延する分割補強材をリング状に複数配置して構成される、軌条車両。 The rail vehicle according to claim 4,
In a rail vehicle, the pipe-shaped reinforcing member is configured by arranging a plurality of split reinforcing members in a ring shape extending along the extending direction of the columnar hollow part.
前記補強材は、炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinforced Plastic)で形成されている、軌条車両。 The rail vehicle according to claim 1,
In a rail vehicle, the reinforcing material is made of carbon fiber reinforced plastic.
前記押出中空形材を接合して前記車両構体のパネルを形成することと、
前記押出中空形材の前記柱状中空部に前記補強材を挿入することと、
前記補強材が挿入された前記柱状中空部の一方の端部を閉鎖することと、
前記柱状中空部に前記発泡材を注入することと、
前記補強材が挿入された前記柱状中空部の他方の端部を閉鎖することと、
を含む軌条車両の製造方法。 A method for manufacturing a rail vehicle according to claim 1, comprising:
joining the extruded hollow sections to form a panel of the vehicle structure;
Inserting the reinforcing material into the columnar hollow part of the extruded hollow section;
closing one end of the columnar hollow portion into which the reinforcing material is inserted;
Injecting the foam material into the columnar hollow part;
closing the other end of the columnar hollow portion into which the reinforcing material is inserted;
A method of manufacturing a rail vehicle including.
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