JPH06144223A - 鉄道車両用構造体 - Google Patents

鉄道車両用構造体

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JPH06144223A
JPH06144223A JP4298704A JP29870492A JPH06144223A JP H06144223 A JPH06144223 A JP H06144223A JP 4298704 A JP4298704 A JP 4298704A JP 29870492 A JP29870492 A JP 29870492A JP H06144223 A JPH06144223 A JP H06144223A
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JP
Japan
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layer
bogie frame
aluminum
heat
fiber reinforced
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Pending
Application number
JP4298704A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Oda
田 和 裕 小
Kenichi Kato
藤 健 一 加
Tsuneo Aoki
木 恒 雄 青
Tetsujiro Fukui
井 徹次郎 福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Subaru Corp
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute, Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Railway Technical Research Institute
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Publication of JPH06144223A publication Critical patent/JPH06144223A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エポキシ樹脂系の繊維強化プラスチックで作
られた台車枠の耐火性を高める。 【構成】 台車枠11の構造基体12を、エポキシ樹脂
系の繊維強化プラスチックのプリプレグ積層材で作る。
この構造基体12により、台車枠11として必要な強度
を得る。構造基体12の外面にアルミニウムを溶射し、
アルミニウム層14を作る。このアルミニウム層14に
より、台車枠11として必要な耐火性を得る。アルミニ
ウム層14の外面を、耐熱樹脂層15で覆う。この耐熱
樹脂層15により、アルミニウム層14を保護し、かつ
アルミニウム層14が構造基体12から剥がれるのを防
ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂系繊維強
化プラスチックを用いた鉄道車両用構造体に係り、特に
耐火性を大幅に向上させることができる鉄道車両用構造
体に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、鉄道車両用台車は、図4に示す
ように、全体形状をH形とした鋼鉄製台車枠1とこの台
車枠1に軸ばね2を介して弾性的に設けた車軸3とを有
して構成され、台車枠1と図示しない車両との間に空気
ばねベローのような緩衝装置4を設け、また台車枠1の
下側に制動装置5を配置している。一方、鉄道車両に対
する高速化の要望から、鉄道車両の軽量化が検討されて
いるが、鉄道車両用台車の主要部分となる台車枠1が鋼
鉄で作られているために、台車枠1が鉄道車両用台車の
軽量化のネックになっている。
【0003】そこで、鉄道車両用台車枠を炭素繊維強化
型樹脂で成形して台車枠の軽量化を図る技術手段とし
て、たとえば特開昭61−143257号公報がある。
上記技術手段は、炭素繊維強化樹脂で成形した台車枠本
体の内部にウレタンやアルミハニカム等の充填材を充填
して形成される台車枠の曲げ特性を軸ばねのばね定数と
同程度のものとするものである。
【0004】鉄道車両用台車枠は、それ自身が直接車体
重量を支えている典型的な1次構造であり、強度、軽量
化、コスト等を要件とした場合に、航空宇宙の技術分野
を考慮すると、繊維強化プラスチック材としては、カー
ボン繊維又はガラス繊維とエポキシ樹脂等とを組み合わ
せた繊維強化樹脂が適していることが分かっている。ま
た、鉄道車両の車体についても妻面等の構造物に、デザ
インと工作性の理由から、繊維強化樹脂が適用されてい
る例があるが、今後は車両の軽量化の技術手段として繊
維強化樹脂が考えられる。一方、鉄道車両の屋根、床、
側面などについては、運輸省より耐火基準が法律として
公布されており、運輸省制定の鉄道車両用材料燃焼試験
の基準値を満足する合格値に達しなければ、鉄道車両に
組み込んで使用することができない。現在、鉄道車両用
台車枠については、明確な基準はないが、耐火性を前記
基準値と同等以上にすることは安全上必要な条件であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】繊維強化型樹脂で成形
した台車枠では、鋼鉄製台車枠と同じ強度を有する構造
とすることはできるが、エポキシ樹脂系そのものは耐火
性に難点がある。そこで、本出願人等は先に、特願平2
−331693号において、エポキシ樹脂系繊維強化プ
ラスチックのプリプレグ積層材からなる内側層の外側
を、フェノール樹脂系繊維強化プラスチックのプリプレ
グ積層材からなる層で覆って耐火性を高めた鉄道車両用
台車枠を提案したが、本発明はその改良に関するもの
で、軽量で耐火性に優れた鉄道車両用構造体を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、エポキシ樹脂系繊維強化プラスチッ
クのプリプレグ積層材からなる構造基体の外側面に、ア
ルミニウムを溶射してなる層を形成し、かつこの層の外
側を、耐熱性樹脂材からなる層で覆うようにしたことを
特徴とする。
【0007】
【作用】本発明に係る鉄道車両用構造体において、構造
基体の外側面に形成したアルミニウムの層は、その高い
熱伝導性から、局部的な温度上昇を、熱拡散、放熱によ
って低減させる働きを有し、これにより構造基体の温度
上昇に伴なう発火が防止される。すなわち、これを物性
値の面からみると、アルミニウムはエポキシ樹脂系繊維
強化プラスチックの約30倍程度の熱伝導率を有し、ま
た融点は、構造基体が130℃前後であるのに対し、ア
ルミニウムは660℃であり、熱拡散性および耐熱性の
向上が可能となる。
【0008】加えて、アルミニウム層は溶射により形成
されるため、製品の複雑な表面形状に追従して一体とな
り、後から組付ける防火パネル等に比べ、重量的にもコ
スト的にも優れている。また、パネルの継ぎ目等も生じ
ないため、熱の流れの途切れもなく、放熱面積を大きく
とることができ、熱拡散上も優れている。また、局部的
な層厚さの変更も容易で、重点部位での耐火性の強化も
図ることが可能となる。さらに、アルミニウム層は、そ
の外側から耐熱性樹脂材からなる層で覆われているの
で、アルミニウム層を保護でき、また構造基体とアルミ
ニウム層との固着性を高めることが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図3は、本発明に係る鉄道車両用構造体の一例
としての鉄道車両用台車枠を示すもので、この台車枠1
1は、前記鋼鉄製台車枠1(図4参照)と同様、H形に
形成されている。この台車枠11は、図1に示すよう
に、エポキシ樹脂系繊維強化プラスチックのプリプレグ
積層材を加熱、加圧して形成される構造基体12を備え
ており、この構造基体12の外表面は、アルミニウム層
14と耐熱樹脂層15とからなる耐火層13により覆わ
れている。
【0010】前記アルミニウム層14は、図2に示すよ
うに、構造基体12の表面にアルミニウムを溶射するこ
とにより形成されており、また前記耐熱樹脂層15は、
アルミニウム層14の外側を覆うように形成されてい
る。そして、この耐熱樹脂層15により、アルミニウム
層14が保護されるとともに、耐熱樹脂がアルミニウム
溶射層に浸透することによってアルミニウム層14の構
造基体12への固着性を向上させることができるように
なっている。
【0011】次に、本実施例の作用について説明する。
台車枠11の製造に際しては、まず図示しない成形型の
上に、エポキシ樹脂系の炭素繊維強化プラスチックのプ
リプレグ積層材を所定の厚さに積層し、次いでこのプリ
プレグ積層材を有する成形型を、オートクレーブを用い
て加熱加圧処理し、積層したプリプレグ層を硬化させ
る。そしてその後、成形型より取外す。次いで、これを
組立てた後、その外表面にアルミニウム溶射を行なって
アルミニウム層14を形成し、その外側に、耐熱樹脂層
15を塗布形成して完成させる。
【0012】しかして、このように形成された台車枠1
1は、内側に位置するエポキシ樹脂系繊維強化プラスチ
ックのプリプレグ積層材からなる構造基体12により、
台車枠11としての必要な強度が確保され、またその外
面の耐火層13により、構造基体12だけで構成するよ
りも耐火性が向上する。
【0013】なお、前記実施例においては、鉄道車両用
構造体として、台車枠11を例に採って説明したが、車
体の屋根、床、側面などそれ以外の車体構造体にも適用
でき、同様の効果が期待できる。また、前記実施例にお
いては特に説明しなかったが、耐熱樹脂層15の耐熱樹
脂としては、フェノール系樹脂又はシリコン系樹脂、あ
るいはこれらの樹脂に、耐熱性や熱伝導性を高めるため
金属粉やその他の成分を添加したもの等が考えられる。
また、エポキシ系樹脂でも、その層厚を極薄に仕上げれ
ば、アルミニウム層14の熱拡散効果が充分期待できる
ので、ある程度の耐火性の向上は可能である。
【0014】燃焼試験における耐火性の比較結果を下表
に示す。
【表1】 ここで、(1)はエポキシ樹脂炭素繊維強化プラスチッ
ク、(2)はアルミニウム溶射処理、(3)はエポキシ
樹脂コーティング、(4)シリコン系樹脂コーティング 注1 本実験は運輸省燃焼方法で行い、評価ポイントは
同燃焼規格を基にポイント付けした。この表によれば、
エポキシ樹脂炭素繊維単体の耐火指数を100とする
と、アルミニウム層14および耐熱樹脂15で構成され
たエポキシ樹脂系炭素繊維の耐火指数は244〜266
となり、耐火性が向上することが分かる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、エポキシ
樹脂系繊維強化プラスチックのプリプレグ積層材からな
る構造基体の外側面を、アルミニウムの層を耐熱樹脂の
層とで覆うようにしているので、1次構造材としての強
度は、構造基体で得ることができるとともに、1次構造
材としての耐火性は、外側のアルミニウムの層および耐
熱樹脂の層で得ることができる。このため、耐火性の向
上したエポキシ樹脂系繊維強化プラスチック製の鉄道車
両用構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鉄道車両用構造体を示す図3のB−B
線拡大断面図である。
【図2】図1のA−A線拡大断面図である。
【図3】鉄道車両用構造体の一例としての台車枠を示す
斜視図である。
【図4】鋼鉄製台車枠を有する鉄道車両用台車を示す説
明図である。
【符号の説明】
11 台車枠 12 構造基体 13 耐火層 14 アルミニウム層 15 耐熱樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 105:08 B29L 31:00 4F (72)発明者 青 木 恒 雄 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 福 井 徹次郎 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富士 重工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エポキシ樹脂系繊維強化プラスチックのプ
    リプレグ積層材からなる構造基体の外側面に、アルミニ
    ウムを溶射してなる層を形成し、かつこの層の外側を、
    耐熱性樹脂材からなる層で覆ったことを特徴とする鉄道
    車両用構造体。
JP4298704A 1992-11-09 1992-11-09 鉄道車両用構造体 Pending JPH06144223A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07329779A (ja) * 1994-05-30 1995-12-19 Gec Alsthom Transport Sa 台車枠
KR100989012B1 (ko) * 2002-07-29 2010-10-20 신닛뽄 세끼유 가부시끼가이샤 반사 표면을 갖는 탄소섬유 복합물 전달 부재
WO2018203367A1 (ja) * 2017-05-01 2018-11-08 川崎重工業株式会社 保護フィルムを備えた鉄道車両台車及び保護フィルム付き板バネ

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