JP4912614B2 - Rail vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、軌条に沿って走行する車両の車体に係り、軽合金製中空形材によって構成される鉄道車体に好適である。 The present invention relates to a vehicle body of a vehicle traveling along a rail, and is suitable for a railway vehicle body constituted by a light alloy hollow shape member.
鉄道車両において、衝突の際、乗客に加わる衝撃力を緩和することが求められている。特許文献1のように、先頭の車体の先頭部に衝突時の衝撃によって生成するエネルギーをその変形によって吸収するようにしている。 In a railway vehicle, it is required to reduce the impact force applied to passengers in the event of a collision. As in Patent Document 1, the energy generated by the impact at the time of collision is absorbed by the deformation of the head portion of the head vehicle body.
鉄道車両は複数の部材を溶接して構成している。前記衝撃吸収部分も同様である。 The railway vehicle is constructed by welding a plurality of members. The same applies to the shock absorbing portion.
部材を接合する手段として、摩擦攪拌接合が提案され、鉄道車両にも適用されている。これは特許文献2に示されている。 Friction stir welding has been proposed as a means for joining members, and is also applied to railway vehicles. This is shown in Patent Document 2.
特許文献3によれば、部材に対して摩擦攪拌処理を行うと、摩擦攪拌処理の部分の金属組織が微細になり、エネルギー吸収値が高くなることが報告されている。 According to Patent Document 3, it is reported that when the friction stir processing is performed on the member, the metal structure of the portion of the friction stir processing becomes fine and the energy absorption value increases.
これはアルミニウム合金の中空の押出し材に対して、輪状またはらせん状に摩擦攪拌処理して、自動車のステアリング用シャフトに用いている。衝撃エネルギーの方向に対して直角方向に摩擦攪拌処理されており、この部分で衝撃エネルギーを吸収する。また、長さの短い筒を衝撃エネルギーの方向に沿って直列に配置し、部材同士を摩擦攪拌接合して構成している。
衝撃エネルギーの吸収部分は車体に設けるので、乗客スペースの確保の点から衝突エネルギーの吸収部分の長さは短いほうがよい。このため、元来、車体に存在する部分を衝撃エネルギーの吸収部分とすることが望ましい。 Since the impact energy absorbing portion is provided in the vehicle body, the length of the collision energy absorbing portion is preferably short from the viewpoint of securing passenger space. For this reason, it is desirable that a part originally present in the vehicle body is an impact energy absorbing part.
衝撃エネルギーの吸収部分は複数の部材を接合して構成される。このため、接合部分にも衝撃エネルギーがかかる。衝撃エネルギーの吸収は部材が蛇腹状に変形することによって大きなエネルギーを吸収できる。しかし、溶接した部分は衝撃エネルギーに対して弱く、破断しやすい。破断すると、部材が蛇腹状に変形しなくなり、衝撃エネルギーを吸収できなくなる。 The impact energy absorbing portion is formed by joining a plurality of members. For this reason, impact energy is also applied to the joint portion. The impact energy can be absorbed by the member being deformed into a bellows shape. However, the welded portion is weak against impact energy and easily breaks. If it breaks, the member will not be deformed into a bellows shape and will not be able to absorb impact energy.
本発明は、衝撃エネルギーを吸収できる軌条車両を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the rail vehicle which can absorb impact energy.
上記目的は、二つの側構体と、屋根構体と、台枠とから構成される軌条車両であって、
前記二つの側構体、前記屋根構体、前記台枠は、それぞれ軽合金製押出し形材からなる複数の中空形材によって構成されており、前記各中空形材は、二枚の面板と前記面板同士を接続する接続板とからなるとともに、その押出し方向を前記軌条車両の長手方向に沿って配置されており、前記二つの側構体、前記屋根構体及び前記台枠において、前記複数の中空形材は前記軌条車両の周方向に並べて配置され、且つ隣接する前記中空形材同士は摩擦撹拌接合によって接合されており、前記二つの側構体、前記屋根構体、前記台枠を構成する前記中空形材は、前記軌条車両の長手方向の中央部に配設される中央部中空形材と、前記中央部中空形材の長手方向の両端部に接続される二つの車端部中空形材と、から構成されており、前記車端部中空形材は焼きなまし材であるとともに、前記車端部中空形材は前記中央部中空形材の強度より低い強度を有している軌条車両において、前記中央部中空形材と前記車端部中空形材とのうち一方の前記中空形材の端部の二枚の面板は取り除かれるとともに接続板が突出しており、前記中央部中空形材と前記車端部中空形材とのうち他方の前記中空形材の端部の接続板が取り除かれるとともに前記二枚の面板が突出しており、前記一方の中空形材の突出した前記接続板が、前記他方の中空形材の前記二枚の面板の間に嵌め込まれると共に、当該嵌め込まれた状態にある前記中央部中空形材の長手方向の両端部と前記車端部中空形材とが溶接によって接続されていること、によって達成できる。
The above purpose is a rail vehicle composed of two side structures, a roof structure, and a frame,
The two side structures, the roof structure, and the underframe are each composed of a plurality of hollow shapes made of light alloy extruded shapes, and each of the hollow shapes is composed of two face plates and the face plates. And a plurality of hollow shapes in the two side structures, the roof structure, and the underframe, wherein the plurality of hollow members are arranged along the longitudinal direction of the rail vehicle. The hollow members that are arranged side by side in the circumferential direction of the rail vehicle and that are adjacent to each other are joined together by friction stir welding, and the hollow members that constitute the two side structures, the roof structure, and the underframe are A central hollow member disposed at a central portion in the longitudinal direction of the rail vehicle, and two vehicle end hollow members connected to both ends in the longitudinal direction of the central hollow member. The vehicle end hollow shape Is an annealed material, and the vehicle end hollow shape member has a lower strength than that of the central hollow shape member. In the rail vehicle, the central hollow shape member and the vehicle end hollow shape material are The two face plates at the end of one of the hollow profiles are removed and the connection plate protrudes, and the other hollow profile of the center hollow profile and the vehicle end hollow profile And the two face plates protrude, and the protruding connection plate of the one hollow profile member is fitted between the two face plates of the other hollow profile member. In addition, this can be achieved by connecting both ends in the longitudinal direction of the central hollow member in the fitted state and the vehicle end hollow member by welding .
本発明による軌条車両は、少なくとも台枠において、車体の長手方向に沿った部材同士を摩擦攪拌接合で接合したので、衝突事故の際、接合部が破断せず、衝撃力を吸収でき、安全にできるものである。また、本発明である軌条車両によれば、軌条車両の各構体を構成する二つの中空形材(中央部中空形材と車端部中空形材)については、一方の中空形材の端部の二枚の面板は取り除かれるとともに接続板が突出しており、他方の中空形材の端部の接続板が取り除かれるとともに二枚の面板が突出しているので、両中空形材の端部は、突出した接続板が突出した面板の間に嵌め込むことができる構造になっている。このように両中空形材の面板同士を嵌め合わせた状態で外方から溶接するので、突き合わせ部に段差や曲がりが生じることを抑制でき、溶接作業を容易に行うことができる。 Since the rail vehicle according to the present invention joins the members along the longitudinal direction of the vehicle body by friction stir welding at least in the frame, at the time of a collision accident, the joint portion does not break, can absorb the impact force, and can be safely It can be done. Moreover, according to the rail vehicle which is this invention, about two hollow profiles (a center part hollow profile and a vehicle end part hollow profile) which comprise each structure of a rail vehicle, the edge part of one hollow profile The two face plates are removed and the connection plate protrudes, and since the connection plate at the end of the other hollow shape member is removed and the two face plates protrude, the end portions of both hollow shapes are The protruding connecting plate can be fitted between the protruding face plates. Thus, since it welds from the outside in the state which fitted both face plates of the hollow shape material, it can suppress that a level | step difference and a curvature arise in a butt | matching part, and can perform a welding operation easily.
本発明の一実施例を図1〜図10により説明する。図2において、中空形材40を示していない。しかし、複数の中空形材40があることを想定して、該中空形材40の下方の部材35,36,38を点線で示している。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the
車体は、側面を構成する側構体10,屋根構体20,床を構成する台枠30等から構成している。側構体10,屋根構体20,台枠30はそれぞれ複数の中空形材を接合して構成している。中空形材は軽合金(例えば、アルミニウム合金)製の押出し形材で、その押出し方向(すなわち、長手方向)を車体の長手方向に向けている。中空形材の幅方向を車体の周方向に並べ、溶接して一体にしている。Wは窓である。この車体は2つの台車で支持されている。1つの車体と隣接する車体とは連結器で連結されている。
The vehicle body is composed of a
台枠30は、床部分と、その両側の側梁31と、連結器を結合するための連結部材と、からなる。床部分は、押出し方向を車体の長手方向に向けた複数の中空形材40からなる。幅方向の両側には中空形材の側梁31がある。側梁31は大きく、その板厚が厚く,強固である。
The
また、台枠30は、長手方向の両端の下面に、車体相互間を連結する連結器を結合するための連結部材を有する。連結部材は、車体の幅方向に向けた枕梁35と、枕梁35から車体の端部に設置した2つの中梁36,36と、中梁36の端部に設置した端梁39とからなる。2つの中梁36,36は部材38で連結している。中梁36は車体の幅方向において中央付近にある。2つの中梁36,36の間に車体相互間を連結する連結器が配置される。連結器は部材38よりも端部側に連結されるので、この部分の中梁36,36の高さは大きくなっている。これら部材の相互間は溶接で接合されている。枕梁35の両端は側梁31,31に溶接している。端梁39は複数の中空形材40の端部に溶接している。端梁39の両端は側梁31の側面に溶接している。
Moreover, the
車体を構成する一対の側構体10,屋根構体20,台枠30の長手方向の両端部の中空形材(図1,図2の斜線部)Bは、車体の中央部の中空形材Aとは機械的性質が異なる。中空形材Bは材料として中空形材Aの材料よりも柔らかく,衝突時に潰れやすく,衝撃エネルギー吸収部分になっている。中空形材A,Bの断面形状は同一である。前記両端すなわち中空形材Bが設置される部分は、運転室の運転機器(運転席よりも前方にある。)が設置される部分や、車体の客室(トイレ,洗面所,乗務員室を含む。)を構成する。
The hollow members (shaded portions in FIGS. 1 and 2) B at both ends in the longitudinal direction of the pair of
車体の端部すなわち中空形材Bが配置される範囲の中梁36および側梁31は、中空形材Bと同様に、衝撃力で潰れやすくしている。この範囲Bの中梁36の上面および側面の板には長穴36bを空けている。中梁36は断面がチャンネル状で、下面には板がない。前記範囲Bの側梁31には、車外の側面を向いた面板を除く面板(車内側を向いた面板)には長穴31b,31c,31d,31e,31fを空けている。車外側に長穴を設けないのは見栄えの低下を防止するためである。車外に露出した長穴31e,31fには薄い板(図示せず)を溶接して長穴を閉鎖している。これは側梁31内に水が浸入するのを防止するためである。
The end portions of the vehicle body, that is, the
車体を構成する側構体10,屋根構体20,台枠30のそれぞれの中空形材は長手方向の両端部の中空形材B,Bとその他の部分(中央部)の中空形材とからなる。中空形材Bの長さは例えば100mmから1000mm程度である。中空形材Bは中空形材Aよりも柔らかい。中空形材Bは焼なましして柔らかくしている。
The hollow members of the
この焼なましは例えばO材処理である。一般に、押出し形材は押出し加工の後、各種の熱処理が行われる。押出し形材の材質がA6N01のとき、T5の人工時効硬化処理が行われる。前記O材の焼なましはその後行うものである。O材への焼なまし処理は380℃×2時間であり、耐力は36.8MPaである。T5は耐力245MPaである。前記O材への焼なましは中空形材の材料として柔らかくすることを目的としたものである。中空形材Bの伸びは中空形材Aよりも大きい。中空形材Bの耐力は中空形材Aよりも小さい。強度と必要な柔らかさのためには、O材以外の焼なまし処理も選択される。 This annealing is, for example, O material treatment. In general, an extruded shape is subjected to various heat treatments after extrusion. When the material of the extruded shape is A6N01, an artificial age hardening treatment of T5 is performed. The annealing of the O material is performed thereafter. The annealing treatment for the O material is 380 ° C. × 2 hours, and the proof stress is 36.8 MPa. T5 has a yield strength of 245 MPa. The annealing to the O material is intended to make it soft as a hollow shape material. The elongation of the hollow member B is larger than that of the hollow member A. The yield strength of the hollow member B is smaller than that of the hollow member A. An annealing treatment other than the O material is also selected for strength and necessary softness.
この熱処理としては、図4のように中空形材Bの長さに切断した状態で実施する場合と、長尺の中空形材の状態で実施する場合が考えられる。長尺の中空形材の場合、前記熱処理の後、所用の長さ(B,B)に切断する。 As the heat treatment, there are a case where the heat treatment is performed in a state of being cut into the length of the hollow shape B as shown in FIG. 4 and a case where the heat treatment is performed in a state of a long hollow shape. In the case of a long hollow shape, after the heat treatment, it is cut to a desired length (B, B).
このように加工した中空形材Aと中空形材B,Bとをそれぞれアーク溶接で接合W1し、車体全長に相当する中空形材40を構成する。このようにして製作した中空形材40を図5に示すように幅方向(車体の周方向)に並べ、車体の長手方向に沿って摩擦攪拌接合により接合W2 し、台枠30,側構体10,屋根構体20を製作する。台枠30の場合、側梁31,31および中梁36等の連結部材をアーク溶接する。なお、図1の中空形材40の数と図5の中空形材40の数が異なるのは、図1を簡単にするために中空形材40の数を少なくしたためである。このようにして構成した台枠30,側構体10,屋根構体20はその端部を溶接で接合して車体とする。
Thus processed hollow shape member A and hollow shape members B, joined W 1 and B respectively arc welding, constituting the
この中空形材Aと中空形材B,Bとの溶接構造を図6,図7によって説明する。中空形材40(A,B)は、公知のように、2枚の面板41,42と、この面板41,42を接続する接続板43とからなる。接続板43は傾斜しており、斜材43,43はトラスを構成するように配置している。
A welded structure between the hollow profile A and the hollow profiles B and B will be described with reference to FIGS. As is well known, the hollow shape member 40 (A, B) is composed of two
中空形材A,Bの端部は互いに嵌め込むことのできる構造になっている。中空形材Aの長手方向の端部は、面板41,42が切削によって除かれ、複数の斜材43が突出している。他方の中空形材Bは端部の複数の斜材43が除かれている。中空形材Aの端部の斜材43は中空形材Bの2枚の面板41,42の間に入ることができる。このように嵌め合わせた状態で、面板41,41(42,42)同士を外方から溶接する。嵌め合わせて溶接するので、突き合わせ部に段差や曲がりが生じることを抑制でき、溶接作業を容易に行うことができる。
The ends of the hollow members A and B have a structure that can be fitted into each other. At the end in the longitudinal direction of the hollow member A, the
中空形材A(B)と中空形材A(B)との車体の幅方向に沿った接合部を図10によって説明する。一方の中空形材40の端部は面板41,42に実質的に直交する接続板45で接続している。面板41(42)と接続板45との接続部から端部側に片46が突出している。接続板45の端部側は面板41,42の外面よりも凹んでいる。突出片46はこの凹んだ位置にある。この凹部に他方の中空形材40の面板41,42が重なる。2つの中空形材の面板41,42は突き合わせられている。接続板45がある中空形材40の面板41,42の端面(凹部に至る面)は接続板45の板厚の中心の延長線上に実質的にある。突き合わせる中空形材の面板41,42の端部の外面側には中空形材の厚さ方向に突出する凸部47がある。凸部47同士も突き合わせられている。
A joint portion of the hollow member A (B) and the hollow member A (B) along the width direction of the vehicle body will be described with reference to FIG. One end of the
摩擦攪拌接合を説明する。図10のように、一対の中空形材40,40は架台100に載せられている。下方の凸部47,47は架台100に載っている。突き合わせ部はアーク溶接によって長手方向に沿って仮止め溶接している。この状態で、上方の突き合わせ部を回転工具110によって摩擦攪拌接合する。回転工具110の大径部の下端は面板41(42)の外面と凸部47,47の頂との間に位置させる。残った凸部は必要により切削して除く。上方を摩擦攪拌接合したら、この中空形材40,40を反転させ、同様に摩擦攪拌接合する。
The friction stir welding will be described. As shown in FIG. 10, the pair of
中空形材40と側梁31との接合部の構成は図9のように図10と同様であり、同様に摩擦攪拌接合する。一般に、側梁は台枠30の一部として接合されており、その後、側構体10に溶接する。
The structure of the joint between the
中空形材Aと中空形材Bとをアーク溶接した後、摩擦攪拌接合することが望ましい。 It is desirable to perform friction stir welding after arc welding of the hollow member A and the hollow member B.
車両が障害物に衝突した場合、中空形材Bに衝撃荷重がかかる。車体と車体とを連結する連結器は、その衝撃で脱落する。このため、一方の車体の端部が隣接する車体の端部に衝突する。これらによって、台枠30の端梁39から複数の中空形材B,側梁31,中梁36に衝撃が作用する。また、側構体10,屋根構体20にも端部に衝撃力が作用する。
When the vehicle collides with an obstacle, an impact load is applied to the hollow member B. The coupler that connects the vehicle bodies falls off due to the impact. For this reason, the edge part of one vehicle body collides with the edge part of the adjacent vehicle body. As a result, an impact acts on the plurality of hollow members B, the side beams 31 and the
車体の端部には中央部の中空形材Aより柔らかい中空形材Bがあるので、衝撃が加わった際、台枠30の中空形材Bが中空形材Aの一般部よりも先に変形し、衝撃を緩和する。中空形材Bの範囲の中梁36,側梁31も長穴によって変形を容易にしているので、同様に変形し、台枠30の中空形材Bの変形を許容する。また、側構体10,10、屋根構体20も台枠30と同様に端部を柔らかい中空形材Bで構成しているので、変形する。
Since there is a hollow member B that is softer than the hollow member A in the center at the end of the vehicle body, the hollow member B of the
ここで、中空形材Bの衝撃力緩和特性について述べる。圧縮荷重が負荷されると、図11に示す通りの荷重−変形の挙動を示す。材料の特性により、図12に示すように、引張り強さや耐力などの強度が高く、伸びの小さい(脆い)材料I、強度は低いが伸びの良い(粘い)材料III、上記材料I,IIIの中間の特性を示す材料IIが考えられる。図11のX(X1,X2)で示す曲線(図12の強度特性Iに相当する材料)の材料では、耐荷重は大きくなるが、最大荷重を超えた後の耐荷重が急激に低下することになる。一方、強度が低く、伸びの大きい材料(図12の強度特性IIIに相当する材料)では、図11のYで示す曲線のように最大の耐荷重は低くなるが、その後の耐荷重が急激に低下しない特性を示す。 Here, the impact force relaxation characteristics of the hollow member B will be described. When a compressive load is applied, the load-deformation behavior as shown in FIG. 11 is shown. Depending on the characteristics of the material, as shown in FIG. 12, the material I has high strength such as tensile strength and proof stress and small elongation (brittle), the material III has low strength but good elongation (viscous), and the above materials I and III Materials II exhibiting intermediate properties are conceivable. In the material of the curve shown by X (X 1 , X 2 ) in FIG. 11 (material corresponding to the strength characteristic I in FIG. 12), the load resistance increases, but the load resistance after exceeding the maximum load decreases rapidly. Will do. On the other hand, the material having low strength and large elongation (material corresponding to the strength characteristic III in FIG. 12) has a low maximum load resistance as indicated by the curve indicated by Y in FIG. It shows the characteristics that do not deteriorate.
Y曲線の例で示す斜線部の範囲は、この材料の破壊エネルギーを示している。XとY曲線を比較すると、最大耐荷重後の変形挙動により、そこそこの強度を持ち、伸びの良い材料の方(この場合、Y曲線の材料)が、破壊エネルギーは高くなることが解る。このような強度特性Yを持つ材料を緩衝部材Bとして選ぶことが重要となる。Y曲線の材料は押出し形材を例えばO材処理することによって容易に得ることができる。 The range of the shaded portion shown in the example of the Y curve indicates the fracture energy of this material. Comparing the X and Y curves, it can be seen that the material having moderate strength and good elongation (in this case, the material of the Y curve) has higher fracture energy due to the deformation behavior after the maximum load resistance. It is important to select a material having such a strength characteristic Y as the buffer member B. The material of the Y curve can be easily obtained by treating the extruded profile with, for example, an O material.
X曲線の場合、材料の強度が高く,伸びが小さいため、部材断面内における応力のアンバランスに伸びが追随できず、部分的に破壊が生じることになり、急激に耐荷重が低下することになる。一方、Y曲線の場合、部材の最大耐荷重は、X曲線の場合より低下するが、材料の伸びが大きいため、断面内の応力のばらつきに対して部分的に塑性変形する(伸びが追随できる)ことができ、全体として急激な耐荷重の低下につながらず、ある程度の耐荷重を維持しながら大きく変形することができることになる。 In the case of the X curve, since the strength of the material is high and the elongation is small, the elongation cannot follow the stress imbalance in the cross section of the member, resulting in partial destruction, and the load resistance is drastically reduced. Become. On the other hand, in the case of the Y curve, the maximum load bearing capacity of the member is lower than that in the case of the X curve, but because the elongation of the material is large, it partially plastically deforms due to the stress variation in the cross section (the elongation can follow). As a whole, it does not lead to a sudden decrease in load resistance, and can be greatly deformed while maintaining a certain load resistance.
このため、車体の端部に衝撃が加わると、中空形材Bが中空形材の一般部Aより先に変形,崩壊し、車体に加わる衝撃を緩和することになる。中空形材は蛇腹状に変形する。さらに、部材Bを中空形材で構成しているので、一般の薄板構造に比較して、その面内曲げ剛性および面外曲げ剛性が高く、しかも、2枚の面板と斜材からなる複合構造であることから、圧縮荷重に対して破壊エネルギーの吸収特性が高い(単位平面積当たりの)という効果も有している。 For this reason, when an impact is applied to the end portion of the vehicle body, the hollow member B is deformed and collapsed before the general portion A of the hollow member, and the impact applied to the vehicle body is reduced. The hollow shape is deformed into a bellows shape. Further, since the member B is formed of a hollow shape member, its in-plane bending rigidity and out-of-plane bending rigidity are higher than that of a general thin plate structure, and a composite structure including two face plates and a diagonal member. Therefore, it also has an effect that the absorption characteristic of fracture energy is high (per unit plane area) with respect to the compressive load.
複数の中空形材B,B同士は衝撃がかかる車体の長手方向に沿って摩擦攪拌接合によって接合している。この接合がアーク溶接であった場合は、溶接部が破断し、蛇腹状に変形することが困難になり、エネルギー吸収特性が低下する。これはアーク溶接の場合、溶接部の衝撃値が母材の衝撃値に比べて大きく低下することから理解できる。しかし、摩擦攪拌接合部の衝撃値はアーク溶接の溶接部に比べて高く、接合部が破断するようなことがない。これは摩擦攪拌接合によって接合部の金属組織が微細になり、エネルギー吸収値が高くなっているためと考えられる。このため、摩擦攪拌接合した場合は、それぞれの中空形材が所定とおり変形し、衝撃エネルギーを吸収できる。 The plurality of hollow members B, B are joined by friction stir welding along the longitudinal direction of the vehicle body to which an impact is applied. When this joining is arc welding, the welded portion is broken and it becomes difficult to deform into a bellows shape, and the energy absorption characteristics are deteriorated. In the case of arc welding, this can be understood from the fact that the impact value of the welded portion is greatly reduced compared to the impact value of the base material. However, the impact value of the friction stir weld is higher than that of arc welding, and the joint does not break. This is presumably because the metal structure of the joint becomes fine due to friction stir welding and the energy absorption value is high. For this reason, when friction stir welding is performed, each hollow shape is deformed as prescribed, and impact energy can be absorbed.
中梁36,側梁31の端部を前記中空形材Bのように熱処理によって柔らかくしてもよい。この場合、端部と中央部は1つの部材でも溶接によって一体にしたものでもよい。中空形材の場合、前記のように嵌め合わせるようにする。
The ends of the
上記実施例では中空形材の両面から摩擦攪拌接合しているが、前記特許文献2の図9のように、中空形材の一方の面から他方の面板同士を接合し、次に前記一方の面板同士を、接続材を介して接合するようにできる。 In the above embodiment has been friction stir welding from both sides of the hollow shape member, but as shown in FIG. 9 of Patent Document 2, and joining the other face plate between the surface of the hand of the hollow shape member, then the one possible of the face plate together, so that bonded via the connection member.
図13の実施例を説明する。車体の全長にわたる中空形材において、中空形材を分離する加工は行わない。長尺の中空形材の両端部において、所用の長さの部分B,Bを長尺のまま熱処理(焼なまし)を行う。この熱処理の方法としては、加熱炉の中で部分的に行う場合と、高周波焼入れのように部分的に加熱して所用の特性を有する中空形材にする場合などが考えられる。このようにして、車体全長の中空形材を構成した後、複数の中空形材を接合して台枠を製作する。 The embodiment of FIG. 13 will be described. In the hollow member extending over the entire length of the vehicle body, the process of separating the hollow member is not performed. Heat treatment (annealing) is carried out while keeping the desired length portions B and B at both ends of the long hollow shape member. As a method of this heat treatment, a case where it is partially performed in a heating furnace, a case where it is partially heated such as induction hardening, and a hollow shape material having a desired characteristic is considered. In this manner, after forming a hollow shape having the entire length of the vehicle body, a plurality of hollow shapes are joined to produce a frame.
上記実施例では、台枠,側構体,屋根構体を同一長さにしているが、先頭車の先頭部分の車体の比較的下部を前方に突出させて設け、この突出部の床を前記中空形材Bで構成することができる。この床は台枠の端部を構成する、この突出部の床の上方は空間であっても、運転用機器の設置スペースでもよい。 In the above embodiment, the frame, the side structure, and the roof structure have the same length, but the lower part of the vehicle body at the head part of the head car is provided so as to project forward, and the floor of the projecting part is formed in the hollow shape. It can be made of material B. This floor constitutes an end of the underframe, and the space above the floor of the protruding portion may be a space or an installation space for operation equipment.
図14の実施例を説明する。この実施例は衝突した後、車体の端部の交換を容易にしたものである。中空形材A,Bの端部にフランジ61,61をアーク溶接している。フランジ61は車内側に突出している。フランジ61,61をボルトナットで結合している。
The embodiment of FIG. 14 will be described. This embodiment facilitates replacement of the end of the vehicle body after a collision.
また、中空形材に焼きなまし加工をしない場合は、面板とトラス状の接続材との接続部を部分的に除き、衝撃荷重によって変形しやすくする。面板の外面側から切削によって前記接続部を除く。また、前記接続部を除くことは焼きなまし材に対して行うことができる。また、構体を中空形材で構成しているが、適宜、薄板と骨部材とで構成することができる。 Further, when the hollow shape material is not annealed, the connection portion between the face plate and the truss-like connection material is partially removed to facilitate deformation due to an impact load. The connecting portion is removed by cutting from the outer surface side of the face plate. Further, the removal of the connecting portion can be performed on the annealed material. Moreover, although the structure is comprised with the hollow shape material, it can comprise with a thin plate and a bone member suitably.
本発明の技術範囲は、特許請求の範囲の各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。 The technical scope of the present invention is not limited to the language described in each claim of the claims or the language described in the means for solving the problem, and extends to a range easily replaced by those skilled in the art. Is.
10…側構体、20…屋根構体、30…台枠、31…側梁、35…枕梁、36…中梁、38…部材、39…端梁、A,B,40…中空形材、41,42…面板、43,45…接続板。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記二つの側構体、前記屋根構体、前記台枠は、それぞれ軽合金製押出し形材からなる複数の中空形材によって構成されており、
前記各中空形材は、二枚の面板と前記面板同士を接続する接続板とからなるとともに、その押出し方向を前記軌条車両の長手方向に沿って配置されており、前記二つの側構体、前記屋根構体及び前記台枠において、前記複数の中空形材は前記軌条車両の周方向に並べて配置され、且つ隣接する前記中空形材同士は摩擦撹拌接合によって接合されており、
前記二つの側構体、前記屋根構体、前記台枠を構成する前記中空形材は、前記軌条車両の長手方向の中央部に配設される中央部中空形材と、前記中央部中空形材の長手方向の両端部に接続される二つの車端部中空形材と、から構成されており、
前記車端部中空形材は焼きなまし材であるとともに、前記車端部中空形材は前記中央部中空形材の強度より低い強度を有している軌条車両において、
前記中央部中空形材と前記車端部中空形材とのうち一方の前記中空形材の端部の二枚の面板は取り除かれるとともに接続板が突出しており、
前記中央部中空形材と前記車端部中空形材とのうち他方の前記中空形材の端部の接続板が取り除かれるとともに前記二枚の面板が突出しており、
前記一方の中空形材の突出した前記接続板が、前記他方の中空形材の前記二枚の面板の間に嵌め込まれると共に、当該嵌め込まれた状態にある前記中央部中空形材の長手方向の両端部と前記車端部中空形材とが溶接によって接続されていること
を特徴とする軌条車両。 A rail vehicle composed of two side structures, a roof structure, and a frame,
The two side structures, the roof structure, and the underframe are each composed of a plurality of hollow shapes made of light alloy extruded shapes,
Each of the hollow shape members is composed of two face plates and a connection plate that connects the face plates to each other, and the pushing direction is arranged along the longitudinal direction of the rail vehicle, the two side structures, In the roof structure and the underframe, the plurality of hollow shapes are arranged in the circumferential direction of the rail vehicle, and the adjacent hollow shapes are joined by friction stir welding,
The hollow members constituting the two side structures, the roof structure, and the underframe are a central hollow member disposed at a central part in a longitudinal direction of the rail vehicle, and a central hollow member. It is composed of two vehicle end hollow shapes connected to both ends in the longitudinal direction,
In the rail vehicle, the vehicle end hollow shape material is an annealed material, and the vehicle end hollow shape material has a strength lower than the strength of the central portion hollow shape material,
The two face plates at the end of one of the hollow shape members of the center portion hollow shape material and the vehicle end portion hollow shape material are removed and the connection plate protrudes,
The connection plate at the end of the other hollow shape member of the center hollow shape member and the vehicle end hollow shape member is removed and the two face plates protrude,
The connecting plate from which the one hollow shape member protrudes is fitted between the two face plates of the other hollow shape material, and the longitudinal direction of the central hollow shape member in the fitted state is fitted. A rail vehicle characterized in that both ends and the vehicle end hollow shape member are connected by welding .
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