JPH0717398A - 鉄道車両の台枠 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、鉄道車両の台枠の枕梁間に配
設する中梁に、繊維強化型複合材料で形成した長手骨組
部材を適用し、大きな車端荷重に対して有利な構造及び
製作方法を提供することにある。 【構成】端梁、側梁、横梁、中梁、枕梁及び床板によっ
て構成される台枠１において、繊維強化型複合材料で形
成した長手骨組部材８を車体長手方向の枕梁３，３´間
の横梁配設位置で分断し、該分断した長手骨組部材８の
両端を当板と継手で接合すると共に、該接合部を横梁と
結合して形成するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の台枠に係
り、特に車端部に大きな荷重が作用するものに好適な鉄
道車両の台枠に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄道車両において、台枠は一般に
端梁、側梁、中梁、枕梁及び横梁などの部材を接合し、
本部材の上面に床となるキーストンプレートを配設して
形成している。このような台枠では、車両の連結時及び
衝突時に、車端部に大きな荷重が作用するため、種々の
構造が用いられている。特開昭６２−１３９７５３はそ
の一例を示したもので、台枠は、端梁と枕梁間の他に、
車体長手方向の両枕梁間に、Ｕ形断面の骨組部材で形成
し、両端が直接枕梁と接続された中梁を配設し、横梁を
該中梁の上面及び下面に適度の間隔で取付け、構成して
いる。このような台枠では、端梁と枕梁間の中梁に取付
たカプラーに作用する連結時の荷重、あるいは車体の長
手方向の端部に作用する例えば衝突時の水平荷重は、端
梁と枕梁間の中梁、枕梁を介して両枕梁間に配設した中
梁に大部分が直接伝達している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
車体の台枠に作用する長手方向の連結時の荷重あるいは
衝突時の水平荷重は大部分が中梁に伝達されるため、特
に中梁の座屈強度を確保する必要があった。この場合、
枕梁間に配設し全長の長い中梁は、長手方向の複数の位
置で横梁と接合されており、全体の座屈強度については
大幅に向上している。一方、中梁の局部座屈は、例えば
中梁を構成しているウエブ及びフランジ部では板厚、周
辺の拘束条件及びその寸法などにより強度が支配され
る。それ故、中梁はウエブ及びフランジ部に関して、板
厚の薄肉化を抑制又は補強部材を配設するなどして本部
位の局部座屈強度を確保していた。このため、中梁は軽
量化及び製作工数の低減の面で不利になっていた。

【０００４】本発明の目的は、鉄道車両の台枠車端部に
大きな荷重が作用する場合に両枕梁間に配設する中梁
の、剛性及び強度を効果的に増加させると共に、本部位
の重量及び製作工数の面で有利な構造を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の手段として、端梁、側梁、横梁、中梁、枕梁
及び床板によって構成する鉄道車両の台枠において、車
体長手方向の両枕梁間に繊維強化型複合材料で形成した
断面が中空円筒の長手骨組部材を、横梁の配設位置で、
当板と継手で接合すると共に、該接合部を横梁と結合し
て連続させ、該連続した長手骨組部材の両端が枕梁と接
合するようにしたものである。

【０００６】また、第２の手段として、長手骨組部材を
２個以上の円形断面の部材を組合せて形成し、該組合せ
長手骨組部材の端部が横梁あるいは枕梁と接合され、全
体として長手骨組部材が車体長手方向の枕梁間に配設す
るようにしたものである。

【０００７】

【作用】第１の手段では、鉄道車両の台枠車端部に大き
な荷重が作用する場合において、両枕梁間に配設した中
梁が繊維強化型複合材料で形成した中空円筒断面の骨組
部材であることから、平板に比較して局部座屈強度を大
きく設定することができ、中梁の軽量化と共に、剛性及
び強度を効果的に増加させることがてきる。また、両枕
梁間に配設する中梁は、台枠を端梁、側梁、横梁及び枕
梁を組合せて製作するときに一緒に接合することがで
き、製作工数を低減する面で有利な構造を提供すること
ができる。

【０００８】第２の手段では、横梁間あるいは横梁と枕
梁間に配設する繊維強化型複合材料で形成した中空円筒
断面の長手骨組部材が、台枠を端梁、側梁、横梁、中
梁、枕梁及び床板によって構成した後、あるいは使用中
においてその一部がなんらかの理由で修復不可能な状態
となった場合に、長手骨組部材の配設及び新しい該部材
との交換を容易に行うことができ、補修を含めた長手骨
組部材の配設に関する製作工数を抑制することができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１乃至図４を
用いて説明する。図１は本発明を適用した鉄道車両の台
枠を下面側から見た平面図、図２は図１のII−II視図で
繊維強化型複合材料を台枠の下面側に配設した断面図、
図３は図２のIIIの拡大図、図４は図３のIV−IV視図で
ある。図において、１は台枠、２は端梁、３，３´は車
体を支持する枕梁、４は端梁２と枕梁３，３´間に配設
し連結時の荷重を直接受ける中梁、５，５´は側梁、６
は中梁４と側梁５，５´間に配設した横梁である。７は
台枠１の長手方向の枕梁３，３´で挟まれた範囲の側梁
５，５´間に配設した横梁、８は枕梁３，３´の間で横
梁７の間に配設した繊維強化型複合材料製の長手骨組部
材である。９は台枠１の上面に配設した床板(以下、キ
ーストンプレートと呼ぶ)、１０は長手骨組部材８間を
接合するための当板、１１は長手骨組部材８を横梁７に
接合するための継手、１２はボルト・ナットである。

【００１０】本実施例では、最初に端梁２、枕梁３，３
´、中梁４、側梁５，５´及び横梁６，７などの骨組を
組合せた後、キーストンプレート９を上面に配設して台
枠１を形成する。また、一方で繊維強化型複合材料製の
長手骨組部材８を製作する。本長手骨組部材８は、図２
に示すように各横梁７の間に配設可能な長さとする。次
に、長手骨組部材８は、台枠１の下面の各横梁７間に配
設すると共に、半割りにした当板１０を長手骨組部材８
の両端部８ａ，８ｂの上下に配設し接着剤及びねじなど
の機械的手段を併用して組合わせる。長手骨組部材８の
接合個所の外面には、図４に示したように長手骨組部材
８を横梁７に接合するための継手１１を配設し、当板１
０と一緒になり長手骨組部材８を挾み込むようにしてね
じによる機械的手段で接合する。また、継手１１の横梁
７との接合面１１ａを横梁７のウエブ７ａに接触させ、
ボルト・ナット１２で接合する。ボルト・ナット１２に
代わってリベットを用いてもよい。

【００１１】ここで、継手１１は図４に示したように半
割りにし、上下の当板１０，１０の境界線がほぼ中央に
位置するようにする。このような長手骨組部材８、当板
１０及び継手１１の接合を順次繰返し、台枠１の枕梁
３，３´間に中梁１３を形成し配設する。ここで、中梁
１３は完成後外表面にゴム系のコーティング剤を塗布す
る。また、コーティング剤に代わって薄板の金属製のカ
バーを中梁１３の外面の一部あるいは全体に配設しても
よい。

【００１２】これにより、台枠１は、車端部に大きな荷
重が作用する場合において、両枕梁間に配設した中梁１
３が繊維強化型複合材料で形成した中空円筒断面の骨組
部材であることから、平板に比較して局部座屈強度を大
きく設定することができ、該中梁１３自体の軽量化と共
に、剛性及び強度を効果的に増加させることがてきる。
また、両枕梁３，３´間に配設する中梁１３は、台枠を
端梁、側梁、横梁及び枕梁を組合せて製作するときに一
緒に接合することができ、製作工数を低減する面で有利
な構造を提供することができる。また、中梁１３の表面
にコーティング剤の塗布あるいはカバーを配設すること
により、長手骨組部材８は外表面に局部的な衝撃荷重作
用しても、ダメージを最小限に抑制できる。

【００１３】次に第２の実施例を図５を用いて説明す
る。図５は第２の実施例の繊維強化型複合材料を示した
図１のII−II部に相当する断面図である。図において、
１４は横梁７部で接合しない繊維強化型複合材料製の長
手骨組部材である。前記第１の実施例と同一符号は同一
部材を示す。本実施例では、まず長手骨組部材１４を複
数の横梁７間に配設できる長さに製作する。次に、台枠
１の組立てにおいて、端梁２、枕梁３、中梁４、側梁５
及び横梁６，７などの骨組と一緒に長手骨組部材１４を
配置する。ここで、各骨組間の接合は、まず長手骨組部
材１４を除いて行う。長手骨組部材１４と枕梁３及び横
梁７の接合は、最初に長手骨組部材１４の両端部に関し
て第１の実施例と同一の方法で行う。次に、長手骨組部
材１４の中間部と横梁との接合を行う。本接合は、図５
に示したように長手骨組部材１４の外側に半割りにした
継手１１を、横梁７との接合面１１ａが横梁７のウエブ
７ａと接するように配慮した上で、長手骨組部材１４と
継手１１の接合面に接着剤を塗布して行う。

【００１４】これにより、長手骨組部材間の接合個所が
少なくなり、枕梁間に中梁を配設する製作工数が低減す
る。尚、本実施例の構造において、長手骨組部材１４の
一部が破損して修復不可能の状態となったときは、まず
破損個所を含む横梁間、例えば図５に示したIX、IXで長
手骨組部材１４を切断し、本切断部１４ａを横梁７、７
´間から取り除く。次に、第１実施例と同様に、各横梁
７間に長手骨組部材８を配設すると共に、両端８ａ、８
ｂを当板１０を介して長手骨組部材１４の切断部と接合
し、本接合部に継手１１を配備して各横梁７に取り付け
る。これにより、長手骨組部材１４を複数の横梁７間に
配設できる長さに製作並びに配設しても、第１実施例と
同様の機能を確保することができる。

【００１５】次に第３の実施例を図６乃至図８を用いて
説明する。図６は本実施例の繊維強化型複合材料を台枠
の下面側に配設し、横梁７と接合した部位の断面図、図
７は図６のVII−VII視図、図８は図６のVIII−VIII視図
である。図において、１５は繊維強化型複合材料で形成
した断面が半リング状の長手骨組部材、１６は断面が半
リング状の長手骨組部材１５の外表面に配設する同じく
繊維強化型複合材料で形成した当板である。前記した実
施例と同一符号は同一部材を示す。本実施例は、主に第
１実施例で配設した長手骨組部材８を交換する場合の作
業性を考慮したものである。まず半リング状の長手骨組
部材１５及び当板１６をそれぞれ製作する。次に、継手
１１を一旦最初に配設した長手骨組部材８から外し、さ
らに交換する長手骨組部材８を当板１０から取り去る。
ここで、長手骨組部材８を取り去った部位の当板１０の
表面は、接着剤を十分に取り除くと共に、本実施例の長
手骨組部材１５が接合できるようにしておく。

【００１６】本実施例の長手骨組部材１５は、最初当板
１０の側面に配置した後、一方を上位の当板１０の周方
向に、他方を下位の当板１０の周方向にそれぞれ移動
し、第１実施例と同様に接着剤及びねじなどの機械的手
段を併用して当板１０と組合わせる。次に、継手１１を
長手骨組部材８、１５の接合部に配設し、当板１０と一
緒になり長手骨組部材８、１５を挾み込むようにしてね
じによる機械的手段で接合する。長手骨組部材１５、１
５´の一般部は、図８に示したように該表面に繊維強化
型複合材料で形成した当板１６、１６´を、長手骨組部
材１５、１５´の境界を中心に配設し、接着剤で接合す
る。

【００１７】これにより、横梁間あるいは横梁と枕梁間
に配設する繊維強化型複合材料で形成した中空円筒断面
の長手骨組部材が、台枠を端梁、側梁、横梁、中梁、枕
梁及び床板によって構成した後、あるいは使用中におい
てその一部がなんらかの理由で修復不可能な状態となっ
た場合に、長手骨組部材の配設及び新しい該部材との交
換を容易に行うことができ、補修を含めた長手骨組部材
の配設に関する製作工数を抑制することができる。

【００１８】第１実施例乃至第３実施例では、横梁間の
中梁は中央に１本配設する場合について示したが、車端
部からの荷重の大きさを考慮して複数本配設してもよ
い。これにより、横梁間の中梁は車端荷重に対して適正
な構造とすることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、鉄道車両の台枠車端部
に大きな荷重が作用する場合において、両枕梁間に配設
した中梁の座屈強度を金属製の矩形断面の部材に比較し
て大きく設定することができると共に、中梁の軽量化、
剛性及び強度の向上を効果的に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による鉄道車両の台枠の第１実施例を下
面側から見た平面図である。

【図２】図１のII−II部断面図である。

【図３】図２のIII部の拡大断面図である。

【図４】図３のIV−IV部の断面図である。

【図５】本発明による台枠の第２実施例の図１のII−II
部に相当する断面図である。

【図６】本発明による台枠の第３実施例の図１のII−II
部に相当する断面図である。

【図７】図６のVII−VII部断面図である。

【図８】図６のVIII−VIII部断面図である。

【符号の説明】

１…台枠、２…端梁、３…枕梁、４…中梁、５…側梁、
６…横梁、７…横梁、８…長手骨組部材、９…キホスト
ン製の床板、１０…当板、１１…継手、１２…ボルト・
ナット、１３…中梁、１４…長手骨組部材、１５…断面
が半リング状の長手骨組部材、１６…断面が半リング状
の当板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高井 正生 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端梁、側梁、横梁、中梁、枕梁及び床板に
   よって構成する鉄道車両の台枠において、車体長手方向
   の２個所に配設した枕梁の間に、繊維強化型複合材料で
   形成した長手骨組部材を配設したことを特徴とする鉄道
   車両の台枠。