JPH04103460A

JPH04103460A - 車体

Info

Publication number: JPH04103460A
Application number: JP22132790A
Authority: JP
Inventors: Michifumi Takechi; 通文武市; Sumio Okuno; 澄生奥野; Morishige Hattori; 服部　守成; Takenao Okumoto; 奥本　剛直; Mamoru Ohara; 大原　守
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1992-04-06
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JP2675183B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、鉄道車両車体に係り、特に高速で走行するも
のに好適な鉄道車両車体に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の鉄道車両車体は、一般的に鉄系材料或いは軽合金
製例えばアルミニウム材等を用いて構成されていた。鉄
系材料によって構成される車体は、外板および骨部材の
薄肉化を図ることによって軽量化しているが、強度およ
び剛性を確保しなければならず軽量化にも限界があった
。一方、軽合金製材料によって構成される車体は、外板
と骨部材を一体に押出形材により形成し、部品点数の削
減および軽量化を図っている。しかし、押出形材につい
ても外板部分に相当する板厚を薄くするには限界があり
、十分な軽量化が図れないとともにそれ自身の剛性が低
下するため車体全体の強度および剛性を確保する点にお
いて十分ではなかった。

このような状況に鑑みて、近年鉄道車両車体に軽合金製
のハニカム構造体すなわちアルミハニカム材を用いたも
のが知られている。このアルミハ二カム材を用いた構造
として関連するものには、例えば実開昭５４−１８３０
０７号、実開昭６０−１７９５６９号等が挙げられる。

［発明が解決しようとする課題］上記従来技術において用いられているアルミハニカム材
は、表材および芯材を合成樹脂製接着剤によって接合さ
れる構造となっており、十分な強度信頼性が得られない
とともに経年変化による強度低下が懸念されるという問
題があった。また、前記アルミハニカム材は、表材と芯
材を単に接着したのみの構造となっており、その端面ば
開口したままの形状となっているため、他の強度部材へ
の接合をリベット或いはボルトおよびナツトとによって
行なわなければならなかった。強度部材との接合部分の
強度向上および接合に伴う工数の低減について十分な配
慮がなされていなかった。

ところで、鉄道車両が高速でトンネル内を走行する場合
、車外の圧力が急激に変化することが知られている。特
に、トンネル内で車両同士が擦れ違う場合に、前記圧力
変動は大きく、かつ、最大となる。このように高速で走
行する鉄道車両の車体には圧力荷重が作用するとともに
乗客および各種機器の荷重も作用するため、強度および
剛性向上を図る必要がある。

本発明の目的とするところは、軽量でしかも耐圧性の優
れた鉄道車両車体を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、台枠、側構体、屋根構体お
よび妻構体を組合せて接合し構成される鉄道車両車体に
おいて、前記各構造体のうちの少なくとも一つを構成す
る外板部材を１合金製の二枚の表材と芯材とから構成し
、かつ、前記芯材の外周端面て前記表材の間に結合用部
材を配置し、前記表材、芯材および結合用部材を相互に
ろう付によって接合したものである。

［作　　用］前記外板部材は、各表材と芯材とがろう付によって接合
されているとともに該各表材および芯材と結合用部材も
それぞれろう付によって接合されているため、該外板部
材自体の強度が高い。また、結合用部材に他の強度部材
を接合した場合にも該強度部材から外板部材全体への力
の伝達が局部的に集中することなく円滑に行なわれるた
め、強度部材との接合部分における強度低下を防止する
ことができる。したがって、外板部材自体が軽量であっ
て、かつ、他の強度部材との接合部分についても十分な
強度を確保できることから、車体を構成する構造体とし
て前記外板部材を用いることにより、該車体の軽量化お
よび耐圧強度を向上させることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図ないし第９図により説
明する。同図において、１は鉄道車両の車体であり、側
構体２９台枠３．屋根構体４および妻構体５から構成さ
れている。６は前記台枠３を構成する側はりで、該台枠
３の車体幅方向両側位置に車体長手方向に引通して配置
されている。

７は前記側はり６の間に車体幅方向に引通して配置され
た横はりであり、その端部は前記側はり６の側面６ａに
接合されている。核種はり７は前記側はり６の間に、車
体長手方向について所定のピッチでそれぞれ平行に配置
されている。８は前記複数の横はり７の上に設置される
床板で、複数の軽合金製押出形材によって構成され、室
内側には一体成形のリブが形成されている。また、前記
床板８は車体幅方向断面が車外側すなわち下方へ凸の曲
面に形成されている。９は側構体２を構成する側柱であ
る。１１は軒桁であり、１２は車体の上限すなわち肩部
を形成する幕板であり、該軒桁１１および幕板１２は軽
合金製押出形材として一体に形成されている。また、前
記軒桁１１および幕板１２は車体長手方向に引通して配
置される。

前記側柱９はその上端部分が車体幅方向中央側へ湾曲し
た構造となっており、かつ、該上端部は前記軒桁１１に
接合される。側柱９の外表面には、上方に前記幕板１２
が接合され、かつ、下方に後述する外板部材１３ａが接
合される。該側構体２を構成する外板部材１３ａには側
窓部１７に相当する開口部が形成されており、該側窓部
１７の周囲には窓ガラス受１８が設置されている。１０
は前記屋根構体４を構成する垂木であって、車体幅方向
に引通して配置され、その外表面には後述する外板部材
１３ｂが接合される。また、前記垂木１０は車体長手方
向について所定のピッチで平行に配置されている。

前記外板部材１３ａ、１３ｂは、基本的に表材１４およ
び１５とその間に配置される芯材１６および結合用部材
から構成されている。前記結合用部材の構造が該外板部
材の用いられる位置或いは他の強度部材との接合関係に
よって異なっている。

以下、詳細に説明する。まず、外板部材１３ａの側柱９
が接合される部分の構造について第３図によって説明す
る。側柱９が接合される部分に用いられる結合用部材１
９は、その断面形状が矩形となっており、芯材１６と同
様な高さ寸法となっている。また、該結合部材１９は側
柱９の幅寸法に対応した間隔で外板部材内に配置されて
おり、その表面は完全に表材１４および１５によってＩ
われ、かつ、各結合用部材１９の間およびその両側には
芯材１６が配置されている。前記表材１４および１５と
各芯材１６および結合用部材１９はそれぞれろう付によ
って接合され、かつ、該各芯材と結合用部材１９もろう
付によってそれぞれ接合されている。このように構成さ
れた外板部材１３ａに対して側柱９はその両端フランジ
部を各結合用部材１９の設置位置に対応させて配置し、
各フランジ部先端を溶接部２０を形成することによって
接合する。該溶接部２０は、側柱９１表材１４および結
合用部材１９をそれぞれ溶は込ｉ吾るようにして形成さ
れる。

次に、外板部材１３ｂの垂木１０が接合される部分の構
造について第４図によって説明する。該外板部材１３ｂ
も前記外板部材１３ａと同様に内部に結合用部材１９を
配置した構造となっている。

ただし、この結合用部材１９はその幅寸法が垂木１ｏの
接合部分のフランジの幅寸法よりも若干長くなっている
。また、前記結合用部材コ９の配置は垂木１０の設置位
置に対応している。外板部材１３ｂにおいても表材１４
および１５．芯材１６゜結合用部材１９はそれぞれろう
付によって接合されている。このように構成された外板
部材１３ｂに対して垂木１０は溶接部２０を形成するこ
とによって接合される。該溶接部２０は、垂木１０゜表
材１５および結合部材１９をそれぞれ溶は込ませるよう
にして形成される。

次に、外板部材１３ａの側窓部１７の構造について第５
図により説明する。結合用部材２１は前記結合用部材１
９と同様に矩形断面に形成されており、かつ、車体外表
面に相当する位置から開口部中心に向かって伸びる前記
窓ガラス受１８に相当するフランジ部が一体に形成され
ている。該結合用部材２１の表材１４および１５が接合
される部分には、該各表材の板厚に対応した深さを有す
る段差部２１ｂが形成されいる。該段差部２１ｂに各表
材１４および１５は接合される。したがって、結合用部
材２１の外表面は表材１４を接合した状態で窓ガラス受
１８の外表面も含めて平滑になるように構成されている
。前記表材１４および１５、芯材１６．結合用部材２１
はろう付によって相互に接合されている。特に、結合用
部材２１のウェブ２１ａは芯材１６に荷重を伝達可能に
接合されている。

ところで、前記結合用部材２１の各段差部２１ｂは、そ
の深さを表材１４或いは１５の板厚寸法よりも浅くして
おけば、前記各構成部材をろう付する際に複数枚の外板
部材を重ねて圧着する場合に有利である。すなわち、各
外板部材において表材同士で圧着荷重を伝達することが
でき、複数の外板部材を一度に形成することができる。

次に、外板部材同士を接合する部分の構造について第６
図によって説明する。外板部材１３ａを構成する結合部
材２２は、断面がコ字形をなしており、その開口部が外
周方向に位置している。表材１４および１５．芯材１６
．結合用部材２２は相互にろう付によって接合されてい
る。また、前記結合用部材２２のウェブも芯材１６に接
合されている。このように構成された外板部材１３ａは
、それぞれの外周部分の結合用部材２２の端面を突合せ
た状態で溶接部２ｏを形成することにより接合される。

該溶接部２０は表材１４或いは１５と結合用部材２２を
溶は込ませるようにして形成される。

なお、前記説明は外板部材１３ａについて述べたが、こ
の構造は屋根構体或いは妻構体を構成する外板部材にも
同様に適用することができる。

次に、外板部材１３ａと台枠３を構成する側はり６との
接合部の構造について第７図により説明する。外板部材
１３ａの側はり６への接合端部には、車体長手方向に引
通して結合用部材２３が接合されている。該結合用部材
２３は、表材１４および１５．芯材１６が接合される部
分が前記第５図に示した結合用部材２１と同様に矩形断
面に構成されており、また、表材１４および１５が接合
される部分には段差部が形成されている。前記結合用部
材２３の下方には、側はり６の上部に対応させてフラン
ジ部２３ａおよび２３ｂが形成されている。この結合用
部材２３の矩形断面部分に表材１４，１５および芯材１
６をろう付によって接合する。表材１４，１５は矩形断
面部分の段差部にそれぞれ対応させ、かつ、芯材１６は
ウェブに対応させてそれぞｊ接合される。このようにし
て構成された外板部材１３ａは、側はり６の上端部に結
合用部材２３のフランジ部２３ａ、２３ｂをそれぞれ溶
接部２０を形成することにより、該側はり６に接合され
る。

次に、外板部材１３ｂと軒桁１１との接合部の構造につ
いて第８図により説明する。外板部材１３ｂの軒桁１１
への接合端部には、車体長手方向に引通して結合用部材
２４が接合されている。該結合用部材２４は表材１４，
１５および芯材１６が接合される部分が矩形断面に形成
され、また、該矩形断面部分には表材１４および１５を
接合する段差部が形成されている。前記矩形断面部の軒
桁１１への接合部分には、各先端部が軒桁１１の各フラ
ンジ部１１ｂ、ｌｌｃに重ね合わせることができるよう
な間隔を有してフランジ部２４ａ。

２４ｂが形成されている。二の結合用部材２４の矩形断
面部に表材１４，１５および芯材１６をろう付によって
接合する。表材１４，１５は矩形断面部分の段差部にそ
れぞれ対応させ、かつ、芯材１６はウェブに対応させて
それぞれ接合される。

このようにして形成された外板部材１３ｂは、軒桁１１
のフランジ部１１ａ、ｌｌｂに結合用部材２４のフラン
ジ部２４ａ、２４ｂの各先端部分を重ね合わせ溶接５１
２０を形成することにより、該軒桁１１に接合される。

なお、前記軒桁１１は、前記フランジ部１１ｂ、ｌｌｃ
とこれらをっなぐウェブｌｌａから構成されており、が
っ、その断面は外板部材１３ｂを接合する部分が開口し
たコ字形に形成されている。また、該軒桁１１は前述の
ように幕板１２と一体に押出形材によって構成されてい
る。

このような構成によれば、各外板部材１３ａ。

１３ｂは軽合金板の表材１４，１５．芯材１６および結
合用部材１９，２１，２２，２３．２４によって構成さ
れているため、従来の軽合金製外板と骨組の組合せ或い
は骨部材と外板を一体に形成した押出形材よりも、同一
の強度、剛性を有する場合それ自体の軽量化が図れる。

また、前記各外板部材１３　ａ、　　１３　ｂは、表材
１４，１５と芯材１６および各結合部材Ｉ９，２１，２
２，２３゜２４の間だけでなく、芯材１６と各結合部材
１９゜２１．２２，２３．２４のウェブをろう付によっ
て接合しているため、該各結合用部材１９，２１゜２２
．２３．２４から表材１４，１５或いは芯材１６への荷
重の伝達が、局部的に集中することなく円滑に行なわれ
、これらの接合部分の強度を向上させることができる。

したがって、これらの外板部材１３ａ或いは１３ｂを他
の強度部材すなわち側柱９．垂木１０．側はり６および
軒桁１１に接合した場合、該各強度部材から各外板部材
１３ａ或いは１３ｂへの各種荷重の伝達が円滑に行なえ
る。このことにより、車体ユ全体の強度および剛性を向
上させることができる。また、前記荷重伝達の円滑化は
、車両のトンネル内走行中に生じる車外圧力変動に対し
て特に有効であり、このことによって車体１の耐圧性を
向上させることができる。

次に、前記外板部材１３ａ或いは１３ｂを構成する結合
用部材１９，２１，２３．２４は、それ自体が矩形断面
部を有しているため、面外曲げ剛性が高く、車体ｌの耐
圧性の向上に有効である。

また、結合用部材２２にしてもコ字形断面に形成されて
いるため、他の外板部材に接合した際に矩形断面となる
ため、前記各結合用部材と同様な効果を達成することが
できる。さらに、結合用部材２３．２４については、車
体１のうちでも大きな荷重が作用する側はり６或いは軒
桁１１との接合部に設置されるため、所定の間隔をもっ
てフランジ部２３ａ、２３ｂ或いは２４　ａ、２４　ｂ
を形成し、側はり６或いは軒桁１１との接合によって垂
直寸法が長い箱形断面部を構成することができる。

したがって、側はり６或いは軒桁１１の部分に置ける強
度を向上させることができ、車体１全体の強度および剛
性を向上させることができる。

ところで、前記実施例の説明においては、側構体および
屋根構体に用いられる外板部材について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、前記外板部材を
妻構体に用いても同様の効果を達成することができる。

また、車体の側構体或いは屋根構体或いは妻構体のみに
用いても同様の効果を達成することができる。

［発明の効果１本発明によれば、軽量でしかも耐圧性の優れた鉄道車両
車体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による鉄道車両車体の一実施例を示す車
端部を断面とした斜視図、第２図は第１図の鉄道車両車
体全体を示す斜視図、第３図は第２図のＡ−Ａ部断面図
、第４図は第２図のＢ−Ｂ部断面図、第５図は第２図の
Ｃ−Ｃ部所面図、第６図は第１図に示した車体で外板部
材同士を接合する部分を示した断面図、第７図は第１図
のＤ部の拡大断面図、第８図は第１図のＥ部の拡大断面
図である。１・・・・車体、２・・・・側構体、３−・・・台枠、
４・・・・屋根構体、５・・・・妻構体、６・・・・側
はり、９・・・・側柱、ｉｏ・・・・垂木、１１・・・
・軒桁、１３ａ、１３ｂ・・・・外板部材、１４．１５
・・・・表材、１６・・・・芯材、１９，２１，２２，
２３．２４・・・・結合ｉｔ　　園才　Ｚ　図

Claims

【特許請求の範囲】１、台枠、側構体、屋根構体および妻構体を組合せて接
合し構成される鉄道車両車体において、前記各構造体の
うちの少なくとも一つを構成する外板部材を軽合金製の
二枚の表材と芯材とから構成し、かつ、前記芯材の外周
端面で前記表材の間に結合用部材を配置し、前記表材、
芯材および結合用部材を相互にろう付によって接合した
ことを特徴とする鉄道車両車体。２、請求項１記載の鉄道車両車体において、前記結合部
材は、その全体が前記二枚の表材の間に配置されている
ことを特徴とする鉄道車両構体。３、請求項１記載の鉄道車両車体において、前記結合部
材は、その一部が前記表材よりも外方に露出しているこ
とを特徴とした鉄道車両車体。