JP4879205B2 - Railcar panel and railcar frame, side structure, wife structure, roof structure - Google Patents
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
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Description
本発明は、鉄道車両用パネル及び鉄道車両の台枠、側構体、妻構体、屋根構体に関するものである。 The present invention relates to a railcar panel and a railcar frame, a side structure, a wife structure, and a roof structure.
従来より、アルミニウム合金製の通勤用鉄道車両は知られており、そのような車両の床構造は、一般に、床板、床敷物の下塗り材および床敷物で構成される。床板は板材(例えばダブルスキン構造の押出形材)を車体長手方向に沿って配置して前記各板材を溶接して構成される。床敷物の下塗り材は、ウレタン樹脂を塗布して構成される。床敷物は塩化ビニル樹脂、あるいはゴム、あるいはポリオレフィン等のシート材よりなる。 Conventionally, aluminum alloy commuter rail vehicles are known, and the floor structure of such vehicles is generally composed of floorboards, floor coverings and floor coverings. The floor board is constituted by arranging a plate material (for example, an extruded profile having a double skin structure) along the longitudinal direction of the vehicle body and welding the plate materials. The undercoat material for the floor covering is configured by applying urethane resin. The floor covering is made of a sheet material such as vinyl chloride resin, rubber, or polyolefin.
そのような床構造においては、床板の上に前記下塗り材を塗布しても、溶接部分(溶接ビード)の盛り上がりが、下塗り材や床敷物を押し上げ、床敷物の表面に浮き出る場合がある。そのように浮き出るのを回避するためには、溶接部分の盛り上がりを手間のかかるグラインダー仕上げや機械加工によって切削して除去する必要がある。 In such a floor structure, even if the primer is applied on the floor plate, the swell of the welded portion (weld bead) may push up the primer and the floor covering, and may float on the surface of the floor covering. In order to avoid such bulging, it is necessary to cut and remove the bulge of the welded part by grinder finishing or machining which requires labor.
そこで、そのような溶接部分の盛り上がりの切削作業を省略するために、床板を構成する板材の溶接部分を、板材の表面よりも一段低く窪んだ凹部内に設け、前記溶接部分の頂部が床板面(板材の表面)よりも上方に出ないようにすることが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
Therefore, in order to omit such a bulging cutting operation of the welded portion, the welded portion of the plate material constituting the floor plate is provided in a recess recessed one step lower than the surface of the plate material, and the top of the welded portion is the floor plate surface. It has been proposed not to protrude above (the surface of the plate material) (see, for example,
具体的には、例えば図5に示すように、床板101、床敷物層の下塗り層102および床敷物層103で構成される。床板101は、複数の板材101A,101Aを車体長手方向に沿って配置し、それら板材101A,101Aの突き合わせ部分に各板材101Aの一般表面101Aaよりも窪んだ凹部S’を設け、その凹部S’内に板材101A,101Aの溶接部分B’を設けることで、溶接部分B’の表面が板材101Aの一般表面101Aaよりも内方に位置するようにしている。ここで、凹部S’は、一般表面101Aaと平行に延びる内表面101Abを有する形状で、凹部S’を構成する空間の断面積を大きく確保している。ここで、凹部S’、溶接部分B’の幅W11,W12はそれぞれ20mm,12mmで、余盛H13=1.5mmである。継手板厚H11=3mm,凹部深さH12=2mmである。下塗り層102の厚さT11=2mm、床敷物103の厚さT12=3mmである。
Specifically, for example, as shown in FIG. 5, the
しかしながら、特許文献1,2に記載の構造や図5に示す構造では、台枠の一部である床板を構成する板材の溶接部分を、板材の表面よりも一段低く窪んだ凹部内に設けているため、乗客荷重及び床下機器の荷重などが床板に作用して曲げ変形すると、その凹部のコーナ部や溶接部分の端部に著しい応力集中が生じる場合がある。
However, in the structures described in
この発明は、板材同士を接合するための溶接部分の表面を前記板材の表面(床板面)より突出させることなく、応力集中を回避した 鉄道車両パネル及び鉄道車両の台枠、側構体、妻構体、屋根構体を提供することを目的とする。 The present invention avoids stress concentration without causing the surface of the welded portion for joining the plate members to protrude from the surface (floor plate surface) of the plate member, and the rail vehicle panel and rail vehicle frame, side structure, and wife structure. The purpose is to provide a roof structure.
請求項1の発明は、車両長手方向に延在する少なくとも2つの板材の端面を隣合わせて溶接した鉄道車両用パネルであって、各前記板材は、各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面とを備え、前記開先面と前記表面とのなす角度が、前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きく、各前記板材の間に形成される溶接ビードの止端部が、前記傾斜面の位置にあり、前記溶接ビードの高さが前記板材の前記表面以下である、ことを特徴とする。
The invention according to
このようにすれば、各前記板材は、各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面とを備え、前記開先面と前記表面とのなす角度が、前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きく、各前記板材の間に形成される溶接ビードの止端部が、前記傾斜面の位置にあり、前記溶接ビードの高さが前記板材の前記表面以下であるので、曲げ変形しても、応力集中が回避される。また、特許文献1,2に記載の構造や図5示す構造のものよりも凹部の断面積を小さくすることができるようになり、床板に使用する場合には、下塗り層を構成する下塗り材の使用量が少なくてよくなり、側板に使用する場合には、パテ(塗装前における下地処理の際に、地肌に塗って表面の小さな傷や凹凸を埋めるために用いられる充填材料)の使用量が少なくてよくなる。
According to this configuration, each of the plate members includes an inclined surface that is inclined from the surface of each of the plate members toward the end surface, and a groove surface that is continuously formed from the inclined surface and is inclined toward the end surface. An angle formed between the groove surface and the surface is larger than an angle formed between the inclined surface and the surface, and a toe portion of a weld bead formed between the plate members is formed on the inclined surface. position near is, since the height of the weld bead is less than the surface of the plate, even if bending deformation, stress concentration is avoided. In addition, the cross-sectional area of the recess can be made smaller than that of the structures described in
この場合、請求項2に記載のように、前記溶接ビードの高さと前記板材の前記表面との差が、略0.5mmであり、前記板材の前記表面と前記傾斜面の接点から前記溶接ビードの止端部に至るまでの幅が略1.5mmであることが望ましい。
In this case, as described in
このようにすれば、応力集中を回避して、下塗り層を構成する下塗り材などが充填される凹部の断面積を小さくすることを無理なく実現することができる。 In this way, it is possible to easily realize the reduction of the cross-sectional area of the recess filled with the undercoat material constituting the undercoat layer while avoiding stress concentration.
請求項3に記載のように、それぞれ平行に延びる第1面板部及び第2面板部を有するダブルスキン構造の鉄道車両用パネルであって、前記板材は、少なくとも前記第1面板部及び前記第2面板部のいずれか一方である、構成とすることができる。
As described in
このようにすれば、ダブルスキン構造の押し出し形材同士を、曲げ変形による応力集中を低減できるように、突き合わせ溶接することが可能となる。 If it does in this way, it will become possible to butt-weld extruded shape members of a double skin structure so that the stress concentration by bending deformation can be reduced.
特に、板材(面板部)が台枠の下側になる場合であって枕はり部を設ける場合や、板材(面板部)が側構体の内板である場合であってドア開口付近に補強骨を設ける場合には、溶接ビードが出ていないので、手間のかかるグラインダー仕上げや機械加工によって従来のように削る必要がなくなる。 In particular, when the plate material (face plate portion) is below the underframe and a pillow beam is provided, or when the plate material (face plate portion) is the inner plate of the side structure, a reinforcing bone is provided near the door opening. Since no weld bead has been provided, it is not necessary to perform conventional grinding by grinder finishing or machining.
請求項4の発明は、車両長手方向に延在する少なくとも2つの板材の端面を隣り合わせて溶接した鉄道車両の台枠であって、各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面と、各前記板材の間に形成され、止端部が前記傾斜面の位置にあり、高さが前記板材の前記表面以下である溶接ビードとを有し、前記開先面と前記表面とのなす角度が前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きい各前記板材と、各前記板材の表面及び前記溶接ビード上に設けられる下塗り層と、前記下塗り層上に設けられる床敷物とを備える、ことを特徴とする。
The invention of
このようにすれば、開先の上端縁と一般表面の端縁とが傾斜面で結合されているので、曲げ変形しても、応力集中が回避され、また、特許文献1,2に記載の構造や図4に示す構造のものよりも凹部の断面積が小さくすることができ、床板に使用する場合には、下塗り層を構成する下塗り材の使用量が少なくてよくなる。 In this way, since the upper edge of the groove and the edge of the general surface are joined by the inclined surface, stress concentration is avoided even if bent and deformed. The sectional area of the recess can be made smaller than that of the structure shown in FIG. 4 or the structure shown in FIG. 4, and when used for a floor board, the amount of the undercoat material constituting the undercoat layer can be reduced.
前述した鉄道車両用パネルは、それらを床板として用いる鉄道車両の台枠だけでなく、側構体、妻構体あるいは屋根構体などの鉄道車両の構体の、車体外部に面する外板としても用いることができる。 The above-mentioned railcar panel can be used not only as a railcar frame that uses them as a floorboard, but also as an outer plate facing the outside of the vehicle body of a railcar structure such as a side structure, a wife structure or a roof structure. it can.
つまり、請求項5の発明は、車両長手方向に延在する少なくとも2つの板材の端面を隣り合わせて溶接して形成された外板を備えた鉄道車両の構体であって、各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面と、各前記板材の間に形成され、止端部が前記傾斜面の位置にあり、高さが前記板材の前記表面以下である溶接ビードとを有し、前記開先面と前記表面とのなす角度が前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きい各前記板材と、前記溶接ビード上であって、各前記板材の間に形成された隙間に充填されるパテと、各前記板材及び前記パテ上に設けられる塗装仕上げ層とを有する外板を備える、ことを特徴とする。 That is, the invention of claim 5 is a railway vehicle structure including an outer plate formed by welding end faces of at least two plate members extending in the vehicle longitudinal direction adjacent to each other, and from the surface of each plate member An inclined surface that is inclined toward the end surface, a groove surface that is formed continuously from the inclined surface and is inclined toward the end surface, and is formed between the plate members, and a toe portion of the inclined surface position near is, height and a weld bead is less than the surface of the plate, each of the larger than an angle between the open tip land and the angle is the inclined surface and the surface of said surface A plate material, an outer plate on the weld bead and having a putty filled in a gap formed between the plate materials, and a paint finish layer provided on the plate material and the putty. It is characterized by.
これらの場合には、溶接ビードが側構体や妻構体の外板の表面より突出しないので、機械仕上げすることなく、パテで埋めるだけで、そのまま塗装すればよいことになる。 In these cases, since the weld bead does not protrude from the surface of the outer plate of the side structure or the end structure, it can be applied as it is without being machined and simply filled with putty.
また、溶接ビードが屋根構体の外板の表面より突出しないので、機械仕上げすることなく、絶縁層を形成するかあるいはパテで埋めて塗装仕上げ層を形成するだけでよいことになる。 Further, since the weld bead does not protrude from the surface of the outer plate of the roof structure, it is only necessary to form an insulating layer or fill it with a putty to form a paint finish layer without mechanical finishing.
つまり直流車両の場合には、架線が切れた場合に、屋根構体については絶縁性が求められるが、溶接ビードが外板の表面より突出していないので、機械仕上げをすることなく、屋根用絶縁材(例えばローンテックス−RF(ウレタン樹脂を主原料とする車両屋根塗膜材))を塗布することによって屋根絶縁層を形成すればよい。交流車両の場合は、そのような屋根用絶縁材では絶縁性が確保できないため、通常塗装仕上げとなるが、屋根部分においても側構体や妻構体の車両外部に面する外板同様、溶接ビードが表面より突出していないので、手間のかかるグラインダー仕上げや機械加工によって削ることなく、凹部をパテで埋めその上に塗装仕上げを行うことができる。 In other words, in the case of a DC vehicle, when the overhead wire is cut, insulation is required for the roof structure, but since the weld bead does not protrude from the surface of the outer plate, the insulating material for the roof can be used without mechanical finishing. What is necessary is just to form a roof insulating layer by apply | coating (for example, Lontex-RF (vehicle roof coating material which uses a urethane resin as a main raw material)). In the case of an AC vehicle, such a roof insulation material cannot ensure insulation, so it usually has a paint finish, but the roof part also has a weld bead similar to the outer plate facing the exterior of the side structure and the wife structure. Since it does not protrude from the surface, it is possible to fill the concave portion with a putty and finish the coating without cutting by troublesome grinder finishing or machining.
本発明は、上記のように、各前記板材は、各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面とを備え、前記開先面と前記表面とのなす角度が、前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きいので、曲げ変形しても、応力集中を回避することができる。特に、溶接ビードの止端部が前記傾斜面の位置にあり、前記溶接ビードの高さが前記板材の前記表面以下であり、前記板材の表面より突出していないため、手間のかかるグラインダー仕上げや機械加工によって削ることが不要であるので、鉄道車両の構体の製造に大幅な工数の削減の効果がある。また、特許文献1,2などに記載ものよりも凹部の断面積を小さくすることができるので、床板に使用する場合には、下塗り層を構成する下塗り材の使用量が少なくすることができ、側板に使用する場合には、パテの使用量を少なくすることができる。
In the present invention, as described above, each of the plate members is inclined from the surface of each of the plate members toward the end surface, and a groove formed continuously from the inclined surface and inclined toward the end surface. Since the angle formed by the groove surface and the surface is larger than the angle formed by the inclined surface and the surface, stress concentration can be avoided even if bending deformation occurs. In particular, since the toe portion of the weld bead is at the position of the inclined surface, the height of the weld bead is equal to or less than the surface of the plate member, and does not protrude from the surface of the plate member, it takes time and effort. Since it is not necessary to cut by machining, there is a significant reduction in the number of man-hours in the production of a railway vehicle structure. In addition, since the cross-sectional area of the recess can be made smaller than those described in
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態に係る鉄道車両用パネルの接合部分を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a joint portion of a railcar panel according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、1はアルミニウム合金製の通勤用鉄道車両の床構造に用いられる床板(鉄道車両用パネル)で、その上側に下塗り層2および床敷物層3が順に積層されて構成される。
As shown in FIG. 1,
この床板1は、複数の、平板状の板材1A,1Aを車体長手方向に沿って配置して各板材1A,1Aを溶接し、その溶接部分Bを各板材1A,1Aの表面1Aa,1Aaよりも窪んだ凹部S内に設けている。よって、板材1A,1A同士を接合する溶接線は車体長手方向に延びている。ここで、床板1は、平行に延びる2つの面板部がウエブ部にて結合されてなるダブルスキン構造の押し出し形材の前記面板部の一方に相当するもので、もう一方の面板部及びウエブ部の図示は省略している。なお、11,11は各板材1A,1Aの端部に設けられV形開先を構成する開先面である。開先角度θは70°である。
This
溶接部分Bの表面B1は、板材1A,1Aの表面(床表面に相当する)よりも内方に配置されている。よって、溶接部分Bは、板材1A,1Aの表面より超えて外方に突出しないようになっている。 The surface B1 of the welded portion B is disposed inward of the surfaces of the plate materials 1A and 1A (corresponding to the floor surface). Therefore, the welded part B does not protrude outward beyond the surface of the plate materials 1A, 1A.
また、溶接部分Bの端縁は、板材1A,1Aの表面1Aa,1Aaに対して傾斜する傾斜面12,12によって、板材1A,1Aの表面1Aa,1Aaの端縁につながれている。つまり、開先面11,11の上端縁と板材1A,1Aの一般表面1Aa,1Aaの(凹部Sに臨む)端縁とが傾斜面12,12でつながっていることになる。
Further, the edge of the welded portion B is connected to the edge of the surfaces 1Aa and 1Aa of the plate materials 1A and 1A by the
そして、この実施例では、板材1A,1Aの表面1Aa,1Aaの端縁と溶接部分Bの端縁との間の傾斜部分12の幅ΔL1は1.5mm程度である。溶接部分Bの表面B1は板材1A,1Aの表面1Aa,1Aa(床板1の表面)よりも、ΔL2=0.5mm程度だけ内方に位置している。ここで、その他の寸法関係の一例を示すと、板材1Aの厚さは5mmで、開先面11は高さH1=3mm、傾斜面H2=2mm、凹部Sの幅W1=15mmである。また、開先面11の下端縁はW2=1mmの隙間があり、溶接部分Bは、中心から左右幅方向にW3=6mmずつ広がっている。
In this embodiment, the width ΔL1 of the
床敷物層3の下塗り層2は、凹部S内も含めて床板1の表面(板材1A,1Aの表面1Aa,1Aa)上に厚さT1=2mm程度でもって塗布されたウレタン樹脂層として構成されている。また、床敷物層3は塩化ビニル樹脂、あるいはゴム、あるいはポリオレフィン等のシート材よりなり、厚さT2が3mm程度とされる。
The
続いて、前述した、平行に延びる2つの面板部がウエブ部にて結合されてなるダブルスキン構造の押し出し形材によって形成される床板に、乗客・機器に相当する等分布荷重9123N/m2を付加したときの応力分布を、前述した本発明の実施例と、従来例(図5に示す構造)とについて解析した結果を説明する。 Subsequently, an evenly distributed load 9123 N / m 2 corresponding to passengers / equipment is applied to the floor plate formed by the extruded shape of the double skin structure in which the two face plate portions extending in parallel are joined at the web portion. The results of analyzing the stress distribution when added for the above-described embodiment of the present invention and the conventional example (structure shown in FIG. 5) will be described.
まず、前提として、床板に乗客機器に相当する等分布荷重が作用すると、前記床板は下に向かって突出するように曲げ変形するので、床板を、ダブルスキン構造の押し出し形材で構成する場合には、上下面板部のうち上側の面板部には圧縮応力が、下側の面板部には引張応力がそれぞれ作用することになる。そのため、溶接部分は、面板部の表面より突出しないように、凹部内に継ぎ手を設けるようにした構造では、この凹部付近の位置で応力集中を生じ、疲労強度の低下の原因となるおそれがあるので、この点を解析により検討した。 First, as a premise, when an evenly distributed load equivalent to passenger equipment acts on the floorboard, the floorboard is bent and deformed so as to protrude downward, so when the floorboard is made of an extruded profile with a double skin structure In the upper and lower surface plate portions, compressive stress acts on the upper face plate portion, and tensile stress acts on the lower face plate portion. Therefore, in the structure in which the joint is provided in the concave portion so that the weld portion does not protrude from the surface of the face plate portion, stress concentration occurs at a position near the concave portion, which may cause a decrease in fatigue strength. Therefore, this point was examined by analysis.
図3(a)〜(d)はそれぞれ図2に示す床板の解析モデルのLINE1〜4における応力分布を示すもので、LINE1〜4における部位はいずれも疲労強度に大きく影響する部位である。 FIGS. 3A to 3D show stress distributions in LINE1 to LINE4 of the floor board analysis model shown in FIG. 2, respectively, and the parts in LINE1 to 4 are parts that greatly affect the fatigue strength.
図3(a)は上側面板部の表面側の応力分布を示す。従来例では、公称応力は、−40MPa程度であるのに対し、集中応力は、−140MPa程度に達し、応力集中係数は3以上になる。これに対し、本実施例の構造では、集中応力は、−60MPa程度であるので、応力集中係数は高々1.5である。 FIG. 3A shows the stress distribution on the surface side of the upper side plate portion. In the conventional example, the nominal stress is about −40 MPa, whereas the concentrated stress reaches about −140 MPa, and the stress concentration coefficient is 3 or more. On the other hand, in the structure of the present embodiment, the concentrated stress is about −60 MPa, so the stress concentration factor is 1.5 at most.
図3(b)は上側面板部の裏面側の応力分布を示し、従来例では応力の交番があるほど応力値の変化があるが、本実施例の構造では滑らかな応力分布となっている。 FIG. 3B shows the stress distribution on the back side of the upper side plate portion. In the conventional example, the stress value changes as the stress alternates. However, the structure of this embodiment has a smooth stress distribution.
図3(c)は下側面板部の裏面側の応力分布を示し、(b)の場合と同様の挙動となっている。 FIG. 3C shows the stress distribution on the back side of the lower side plate portion, and the behavior is the same as in FIG.
図3(d)は下側面板部の表面側に応力分布を示す。従来例では、公称応力は、40MPa程度であるのに対し、集中応力は、170MPa程度に達し、応力集中係数は、4以上になる。これに対し、本実施例の構造では、集中応力は、80MPa弱であり、応力集中係数は、高々2である。 FIG. 3D shows the stress distribution on the surface side of the lower side plate portion. In the conventional example, the nominal stress is about 40 MPa, whereas the concentrated stress reaches about 170 MPa, and the stress concentration coefficient is 4 or more. On the other hand, in the structure of this embodiment, the concentrated stress is a little less than 80 MPa, and the stress concentration factor is 2 at most.
これらの解析結果から、従来の構造とこの発明の実施例に係る構造とを比較すると、集中応力が大幅に緩和され、応力集中係数はおよそ半分以下になることがわかる。 From these analysis results, it can be seen that when the conventional structure and the structure according to the embodiment of the present invention are compared, the concentrated stress is greatly relieved and the stress concentration coefficient is about half or less.
前記実施の形態では、床板に用いる場合について説明しているが、側板に用いることも可能である。この場合には、凹部の断面積が小さくなるので、曲げ変形に対して応力集中が低減されるのに加えて、塗装に用いるパテの使用量が減少し、また、段付き部の角度が緩和されるので、塗装の割れが防止される、という効果が得られる。 Although the said embodiment demonstrated the case where it uses for a floor board, it can also be used for a side board. In this case, since the cross-sectional area of the concave portion is reduced, the stress concentration against bending deformation is reduced, and the amount of putty used for coating is reduced, and the angle of the stepped portion is relaxed. Therefore, the effect that the crack of the coating is prevented is obtained.
また、前述したような継ぎ手構造であれば、凹部内の空間の断面積が小さくなるので、面坂同士の溶接線に直交する方向に、他の部材を前記面板部上に隅肉溶接する場合も、当該溶接線上を連続する隅肉溶接が施工されても、品質上問題がない。特許文献1,2に記載のものでは、凹部内の空間の断面積が大きく、その部分で隅肉溶接が構成されがたい。
Further, if the joint structure is as described above, the cross-sectional area of the space in the recess is reduced, so that when filling other members on the face plate portion in the direction perpendicular to the welding line between the face slopes However, even if fillet welding is performed continuously on the weld line, there is no problem in quality. In the ones described in
続いて、突合せ継手について,疲労強度試験を行った結果を図4に示す。図4は、本実施例による疲労データと、突合せ継手の一般的な疲労データとしての(a)片面突合せ継手(板厚2.3mm、溶接まま)、(b)片面突合せ継手(裏当て一体型、板厚2.3mm、表面溶接ビード研削除去)とを比較して示している。 Then, the result of having done the fatigue strength test about the butt joint is shown in FIG. FIG. 4 shows (a) single-sided butt joint (thickness 2.3 mm, as welded), (b) single-sided butt joint (backing integrated type) as fatigue data according to this example and general fatigue data of butt joints. , Plate thickness 2.3 mm, surface weld bead grinding removal).
図4によると、本実施例による疲労強度は、これまでに取得された一般的な片面突合せ継手と同等の疲労強度を有していることがわかる。 According to FIG. 4, it can be seen that the fatigue strength according to the present example has the same fatigue strength as that of a general single-sided butt joint obtained so far.
先に述べたように、本実施例に係る試験片は屈折型V溝を設けて溶接したものであり、溶接止端部近傍が凹形状となって板厚が5%程度減少している。一方、溶接止端部の応力集中率は、実測によると平均で1.49、最大でもせいぜい1.72程度であり、A6N01S−T5の突合せMIG溶接継手における溶接止端部の一般的な応力集中率1.7〜4.6よりも低い。 As described above, the test piece according to the present example is welded with a refractive V-groove, and the vicinity of the weld toe is concave to reduce the plate thickness by about 5%. On the other hand, the stress concentration ratio at the weld toe is 1.49 on average and about 1.72 at most at the maximum. The general stress concentration at the weld toe in the butt MIG welded joint of A6N01S-T5 The rate is lower than 1.7-4.6.
つまり、本来であれば,本実施例では屈折型V溝を設けて断面積が減少したことにより疲労強度が低下すると考えられるところ、溶接ビード止端形状が滑らかで応力集中が緩和されたことによって疲労強度が向上し、結果として本実施例の突合せ継手の疲労強度は、従来の一般的な突合せ継手の疲労強度と同等となったものと考えられる。 In other words, in this example, it is considered that the fatigue strength is lowered by providing the refractive V-groove and reducing the cross-sectional area in this embodiment, but the weld bead toe shape is smooth and the stress concentration is relaxed. The fatigue strength is improved, and as a result, the fatigue strength of the butt joint of this example is considered to be equivalent to the fatigue strength of a conventional general butt joint.
本発明は,前記実施の形態のほか、次のように変更することも可能である。 In addition to the embodiment described above, the present invention can be modified as follows.
(i)前記実施の形態では、平行に延びる2つの面板部がウエブ部にて結合されてなるダブルスキン構造の押し出し形材を用いて床板を構成しているが、通常の平板を用いてもよいのはもちろんである。 (i) In the above-described embodiment, the floor plate is formed by using an extruded shape member having a double skin structure in which two face plate portions extending in parallel are connected by a web portion. Of course it is good.
(ii)前記実施の形態では、鉄道車両用パネルの板材は、それを床板として用いる鉄道車両の台枠だけでなく、側構体の外板としても用いることができる。その場合には、前記凹部内であって前記溶接部分の表面上がパテで埋められ、その上に塗装仕上げ層が形成されている構成とすればよい。溶接ビードが側構体や妻構体の外板の表面より突出しないので、手間のかかるグラインダー仕上げや機械加工によって削る必要がなくなり、パテで埋めるだけで、そのまま塗装すればよくなるからである。 (ii) In the embodiment described above, the plate material of the railcar panel can be used not only as a railcar frame using the railcar panel as a floor plate but also as an outer plate of the side structure. In that case, the surface of the welded portion in the recess may be filled with putty, and a paint finish layer may be formed thereon. This is because the weld bead does not protrude from the surface of the outer plate of the side structure or the wife structure, so that it is not necessary to grind by troublesome grinder finishing or machining, and it is only necessary to fill it with a putty and apply it as it is.
(iii)また、同様に、妻構体の外板としても用いることができる。この場合には、前記凹部内であって前記溶接部分の表面上がパテで埋められ、その上に塗装仕上げ層が形成されている構成とすればよい。 (iii) Similarly, it can also be used as the outer plate of the wife structure. In this case, the structure may be such that the surface of the welded portion is filled with a putty in the recess, and a paint finish layer is formed thereon.
(iv)また、屋根構体としても用いることができ、この場合には、前記凹部内であって前記溶接部分の表面上に絶縁層を形成することで埋められている構成とすればよい。直流車両の場合には、架線が切れた場合に、屋根構体については絶縁性が求められるが、溶接ビードが外板の表面より突出していないので、機械仕上げをすることなく、屋根用絶縁材(例えばローンテックス−RF(ウレタン樹脂を主原料とする車両屋根塗膜材))を塗布することによって屋根絶縁層を形成すればよい。交流車両の場合は、そのような屋根用絶縁材では絶縁性が確保できないため、通常塗装仕上げとなるが、屋根部分においても側構体や妻構体の車両外部に面する外板同様、溶接ビードが表面より突出していないので、手間がかかるグラインダー仕上げや機械加工によって削ることなく、凹部をパテで埋めその上に塗装仕上げを行うことが可能となる。 (iv) It can also be used as a roof structure. In this case, the structure may be filled in by forming an insulating layer on the surface of the welded portion in the recess. In the case of a DC vehicle, when the overhead wire is cut, the roof structure is required to have insulation, but since the weld bead does not protrude from the surface of the outer plate, the roof insulation ( For example, the roof insulating layer may be formed by applying Lonetex-RF (vehicle roof coating material containing urethane resin as a main material). In the case of an AC vehicle, such a roof insulation material cannot ensure insulation, so it usually has a paint finish, but the roof part also has a weld bead similar to the outer plate facing the exterior of the side structure and the wife structure. Since it does not protrude from the surface, it is possible to fill the recess with a putty and finish the coating without shaving by troublesome grinder finishing or machining.
S 凹部
B 溶接部分
B1 表面
1 床板(面板部)
1A 板材
1Aa 表面
11 開先面
12 傾斜面
S concave part B welded
1A plate
Claims (5)
各前記板材は、
各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、
前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面とを備え、
前記開先面と前記表面とのなす角度が、前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きく、各前記板材の間に形成される溶接ビードの止端部が、前記傾斜面の位置にあり、前記溶接ビードの高さが前記板材の前記表面以下である、鉄道車両用パネル。 A railcar panel in which end faces of at least two plate members extending in the longitudinal direction of the vehicle are welded side by side,
Each said plate is
An inclined surface inclined from the surface of each plate member toward the end surface;
A groove surface formed continuously from the inclined surface and inclined toward the end surface;
An angle formed between the groove surface and the surface is larger than an angle formed between the inclined surface and the surface, and a toe portion of a weld bead formed between the plate members is located at the position of the inclined surface. Ah it is, the height of the weld bead is less than the surface of the plate, panel for railway vehicles.
前記板材の前記表面と前記傾斜面の接点から前記溶接ビードの止端部に至るまでの幅が略1.5mmである、請求項1に記載の鉄道車両用パネル。 The difference between the height of the weld bead and the surface of the plate is approximately 0.5 mm;
The railcar panel according to claim 1, wherein a width from a contact point between the surface of the plate and the inclined surface to a toe end of the weld bead is approximately 1.5 mm.
前記板材は、少なくとも前記第1面板部及び前記第2面板部のいずれか一方である、請求項1に記載の鉄道車両用パネル。 A railcar panel having a double skin structure having a first face plate portion and a second face plate portion extending in parallel,
The rail vehicle panel according to claim 1, wherein the plate member is at least one of the first face plate portion and the second face plate portion.
各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面と、各前記板材の間に形成され、止端部が前記傾斜面の位置にあり、高さが前記板材の前記表面以下である溶接ビードとを有し、前記開先面と前記表面とのなす角度が前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きい各前記板材と、
各前記板材の表面及び前記溶接ビード上に設けられる下塗り層と、
前記下塗り層上に設けられる床敷物とを備える、鉄道車両の台枠。 A railcar frame that welds adjacent end faces of at least two plates extending in the longitudinal direction of the vehicle,
An inclined surface inclined from the surface of each plate member toward the end surface, a groove surface formed continuously from the inclined surface and inclined toward the end surface, and formed between each of the plate members, and a toe part is Ri position near the inclined surface, formed by the height and a weld bead is less than the surface of the plate, the GMA surface and the angle is the inclined surface and the surface of said surface Each plate material larger than an angle;
An undercoat layer provided on the surface of each plate and the weld bead;
A railcar frame comprising a floor covering provided on the undercoat layer.
各前記板材の表面から前記端面に向かって傾斜する傾斜面と、前記傾斜面から連続して形成され、前記端面に向かって傾斜する開先面と、各前記板材の間に形成され、止端部が前記傾斜面の位置にあり、高さが前記板材の前記表面以下である溶接ビードとを有し、前記開先面と前記表面とのなす角度が前記傾斜面と前記表面とのなす角度よりも大きい各前記板材と、
前記溶接ビード上であって、各前記板材の間に形成された隙間に充填されるパテと、
各前記板材及び前記パテ上に設けられる塗装仕上げ層とを有する外板を備える、鉄道車両の構体。 A structure of a railway vehicle including an outer plate formed by welding end faces of at least two plate members extending in the vehicle longitudinal direction next to each other,
An inclined surface inclined from the surface of each plate member toward the end surface, a groove surface formed continuously from the inclined surface and inclined toward the end surface, and formed between each of the plate members, and a toe part is Ri position near the inclined surface, formed by the height and a weld bead is less than the surface of the plate, the GMA surface and the angle is the inclined surface and the surface of said surface Each plate material larger than an angle;
On the weld bead, a putty filled in a gap formed between the plate members,
A structure of a railway vehicle comprising an outer plate having each plate member and a paint finish layer provided on the putty.
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