KR20050037369A - 철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조 - Google Patents

철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20050037369A
KR20050037369A KR1020040082457A KR20040082457A KR20050037369A KR 20050037369 A KR20050037369 A KR 20050037369A KR 1020040082457 A KR1020040082457 A KR 1020040082457A KR 20040082457 A KR20040082457 A KR 20040082457A KR 20050037369 A KR20050037369 A KR 20050037369A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
friction stir
extruded shape
stir welding
flat plate
protrusion
Prior art date
Application number
KR1020040082457A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100643254B1 (ko
Inventor
나카무라히데유키
후쿠요리가즈시게
Original Assignee
가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2003357266A external-priority patent/JP4291104B2/ja
Priority claimed from JP2004046171A external-priority patent/JP4610907B2/ja
Application filed by 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Publication of KR20050037369A publication Critical patent/KR20050037369A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100643254B1 publication Critical patent/KR100643254B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/043—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004—Filling of continuous seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/045—Hollow panels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 압출형재의 이음매구조를 개량하여 응력집중을 방지하고, 철도차량구조체의 경량화를 도모하는 것이다.
마찰교반접합되는 2개의 압출형재는, 그 접합 끝부가 맞대어져 이음매부의 접합면을 형성한다. 제 1 압출형재는, 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽에 평판부 상면으로부터 돌출하는 돌출부를 가진다. 돌출부의 측면은 평판부의 상면에 대하여 작은 원호(R2)와 큰 원호(R3)로 연결된다. 마찬가지로 제 2 압출형재도 동일한 구조를 가진다. 마찰교반접합용 공구는, 선단부에 작은 지름부를 가지고, 작은 지름부의 중심을 접합면에 맞추어 마찰교반접합한다. 접합된 부재의 이음매부는 상면이 평탄면을 형성하고, 그 양쪽 끝부에 버르(B1)가 남겨진다. 이 버르(B1)를 절삭하여 제거하고, 이음매부가 완성된다. 연결부는 큰 곡율을 가지는 원호(R3)로 연결되어 응력집중은 발생하지 않는다. 또 이음매부의 판 두께를 두껍게 하고 평판부를 아주 얇게 할 수 있기 때문에 철도차량 구조체의 경량화가 도모된다.

Description

철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조{RAILWAY VEHICLE BODY STRUCTURE AND JOINT STRUCTURE FOR FRICTION STIR WELDING}
본 발명은 압출형재 또는 중공 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체 및 철도차량의 구조체에 적합한 마찰교반접합용 이음매구조에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량의 차체, 즉 철도차량 구조체는, 도 4에 나타내는 구성으로 이루어져 있다. 도 4에 있어서, 철도차량 구조체(1)는, 구조체의 양 측면을 이루는 측면 구조체(2), 주행방향의 끝면을 이루는 박공 구조체(3), 상면을 이루는 지붕 구조체(4), 하면을 이루는 언더프레임(5)으로 구성되어 있다. 이 철도차량 구조체(1)는, 최근 알루미늄합금제의 압출형재에 의하여 제작되는 경우가 많아, 복수의 상기 압출형재를 마찰교반접합하여 형성되어 있다. 철도차량 구조체를 구성하는 압출형재는, 차체의 외표면을 이루는 평판부와, 그 평판부의 보강부재가 되는 리브로 이루어져 있다. 또 상기 압출형재는, 평판형상으로 형성되어 있으나, 마찬가지로 철도차량 구조체를 이루는 부재로서, 2매의 평판부를 트러스로 연결한 형상의 중공 압출형재도 채용되어 있다.
마찰교반접합을 이용하여 철도차량용 구조체를 제조하는 기술은, 예를 들면 일본국 특개평11-314173호 공보에 기재되어 있다.
도 5(a) 내지 도 5(c)는 종래의 마찰교반접합용 이음매구조를 나타내는 설명도이다.
마찰교반접합되는 2개의 압출형재(10, 20)는, 그 접합 끝부가 맞대어져 이음매부의 접합면(30)을 형성한다.
제 1 압출형재(10)의 접합 끝부에는 마찰교반접합용 공구(50)가 삽입되는 쪽에 압출형재(10)의 상면으로부터 돌출하는 돌출부(12)가 형성되어 있다.
돌출부(12)의 상면(14)은 평탄면으로 형성되고, 돌출부(12)의 측면(13)은 압출형재(10)의 평판부의 상면(11)에 대하여 작은 원호(R1)로 연결되어 있다.
마찬가지로 제 2 압출형재(20)의 접합 끝부에도 평판부의 상면(21)으로부터 돌출하는 돌출부(22)가 형성되어 있다. 돌출부(22)의 상면(24)은 평탄면으로 형성되고, 돌출부(22)의 측면(23)은 압출형재(20)의 평판부의 상면(21)에 대하여 작은 원호 (R1)를 가지는 연결부로 연결되어 있다.
마찰교반접합용 공구(50)는, 선단에 작은 지름부(52)를 가지고 작은 지름부(52)의 중심을 접합면(30)에 맞추어 마찰교반접합한다[도 5(b)].
접합된 압출형재(10, 20)의 이음매부는 상면이 평탄면(40)을 형성하고, 그 양쪽 끝부에 버르(B1)가 남겨진다. 이 버르(B1)를 절삭하여 제거하고, 이음매부가 완성된다[도 5(c)].
이 이음매부의 상면(42)은, 접합된 2개의 압출형재(10, 20)의 상면(11, 21)보다도 돌출하여 단부착부를 형성한다.
이 단부착부는 노치(41)를 형성한다.
이 이음매부에 있어서는, 접합부의 강도저하를 보충하기 위하여 평판부보다도 판두께를 두껍게 하는 쪽이 유리하다. 즉, 압출형재의 평판부는 필요한 강도를 확보하면서 철도차량 구조체로서의 경량화를 도모하기 위하여 판 두께를 아주 얇게 구성하고 있다. 따라서 그 압출형재의 접합 끝부의 판 두께를 평판부의 판 두께와 동일하게 하면 접합부의 강도저하에 의해 충분한 강도를 확보할 수 없을 염려가 있다. 그래서 상기 이음매부의 판 두께를 평판부보다도 두껍게 하는 것을 생각할 수 있다. 따라서 도 5(b)에 있어서, 이음매부의 버르(B1)를 제거할 때에, 돌출부의 12, 22의 일부를 남기고, 도 5(c)에 나타내는 바와 같이 그 이음매부의 판 두께를 확보한다. 그러나 이 이음매부에 잔존하는 돌기의 노치(41)는, 압출형재(10, 20)에 구부림응역 등이 가해졌을 때에 응력집중이 발생할 염려가 있다.
본 발명의 목적은, 상기한 문제를 해결하는 철도차량 구조체 및 이것에 적합한 마찰교반접합용 이음매구조를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조는, 기본적인 구성으로서, 압출형재의 평판부의 상면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출하는 돌출부를 구비하고, 그 돌출부의 측면과 압출형재의 상면 사이에는, 압출형재의 표면에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하고 있고, 상기 압출형재를 철도차량 구조체의 외판(外板)으로서 사용하고, 각 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치한 것이다.
본 발명의 철도차량 구조체는, 복수의 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서, 마찰교반접합되는 상기 각 압출형재는 평판부와 리브로 구성되어 있고, 상기 평판부의 접합 끝부에, 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고, 그 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는, 평판부의 표면측에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하고 있고, 상기 각 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치하고 있다.
또, 본 발명의 철도차량 구조체는, 복수의 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서, 마찰교반접합되는 상기 각 압출형재는 평판부와 리브로 구성되어 있고, 상기 평판부의 접합 끝부에 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고, 그 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는, 타원으로 구성되는 연결부를 구비하고 있고, 상기 각 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치하고 있다.
또, 본 발명의 철도차량 구조체는, 복수의 중공 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서, 마찰교반접합되는 상기 중공 각 압출형재는 2매의 평판부와 트러스로 구성되어 있고, 상기 2매의 평판부 중 적어도 한쪽의 평판부의 접합 끝부에, 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는, 평판부의 표면측에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하고 있고, 상기 각 중공 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 중공 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치하고 있다.
또한 본 발명의 철도차량 구조체는, 복수의 중공 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서, 마찰교반접합되는 상기 중공 각 압출형재는 2매의 평판부와 트러스로 구성되어 있고, 상기 2매의 평판부 중 적어도 한쪽의 평판부의 접합 끝부에, 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는 타원으로 구성되는 연결부를 구비하고 있고, 상기 각 중공 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 중공 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치하고 있다.
본 발명의 철도차량의 구조체에 적합한 마찰교반접합용 이음매구조는, 압출형재를 마찰교반접합하기 위하여 압출형재의 끝부에 설치되는 마찰교반접합용 이음매구조로서, 압출형재의 상면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출하는 돌출부를 구비하고, 그 돌출부의 측면과 압출형재의 상면의 사이에는, 압출형재의 표면에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하고 있다.
또, 본 발명의 철도차량의 구조체에 적합한 마찰교반접합용 이음매구조는, 압출형재를 마찰교반접합하기 위하여 압출형재의 끝부에 설치되는 마찰교반접합용 이음매구조로서, 압출형재의 상면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출하는 돌출부를 구비하고, 그 돌출부의 측면과 압출형재의 상면의 사이에는, 타원으로 구성되는 연결부를 구비하고 있다.
또한, 상기 압출형재는 2매의 평판이 트러스로 연결된 구조를 가지는 차량의 구조체의 중공형재으로서, 적어도 차량의 차내측의 마찰교반접합용 이음매구조는, 상기한 연결부를 구비하고 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.
[실시예 1]
도 1(a) 내지 도 1(c)는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 설명도이다.
마찰교반접합되는 2개의 압출형재(100, 120)는, 그 접합 끝부가 맞대어져 이음매부의 접합면(140)을 형성한다.
제 1 압출형재(100)의 접합 끝부에는, 마찰교반접합용 공구(50)가 삽입되는 쪽에 압출형재(100)의 평판부의 상면으로부터 돌출하는 돌출부(110)를 가진다.
돌출부(110)의 상면(114)은 평탄면으로 형성되고, 돌출부(110)의 측면(112)은 압출형재(100)의 상면(102)에 대하여, 제 1 원호(R2)와 제 2 원호(R3)를 가지는 연결부로 연결되어 있다. 제 1 원호(R2)는 작은 곡율을 가지고, 제 2 원호(R3)는 큰 곡율을 가진다.
마찬가지로 제 2 압출형재(120)의 접합 끝부는 마찰교반접합용 공구(50)가 삽입되는 쪽에 압출형재(120)의 평판부의 상면으로부터 돌출하는 돌출부(130)를 가진다.
돌출부(130)의 상면(134)은 평탄면으로 형성되고, 돌출부(130)의 측면(132)은 압출형재(120)의 평판부의 상면(122)에 대하여, 제 1 원호(R2)와 제 2 원호(R3)를 가지는 연결부로 연결되어 있다. 제 1 원호(R2)는 작은 곡율을 가지고, 제 2 원호(R3)는 큰 곡율을 가진다. 이들 압출형재(100, 120)는 철도차량 구조체의 외판으로서 사용되고, 상기 돌출부(110, 130)가 형성되어 있는 면이 차내측이 되도록 사용되고 있다.
마찰교반접합용 공구(50)는, 선단부에 작은 지름부(52)를 가지고, 작은 지름부(52)의 중심을 접합면(140)에 맞추어 마찰교반접합한다[도 1(b)].
접합된 압출형재(100, 120)의 이음매부는 상면이 평탄면(150)을 형성하고, 그 양쪽 끝부에 버르(B1)가 남겨진다. 이 버르(B1)를 절삭하여 제거하고, 이음매부가 완성된다[도 1(c)].
압출형재(100, 120)를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하는 경우에는, 돌출부(110, 130)를 가지는 면을 차내측으로서 사용한다. 즉, 압출형재(100, 120)의 접합부 이외의 판 두께(T)는 철도차량 구조체의 외판으로서 필요한 강도를 확보하기위하여 소정의 두께로 형성되어 있다. 또 이 판 두께(T)는 마찰교반접합한 부분의 강도저하를 고려하여 결정되는 접합부분의 판 두께(Tc)를 확보할 필요로부터, 돌출부(110, 130)가 설치되어 있지 않은 차외측을 평탄면으로 한 경우, 단지 외판에 필요한 강도를 확보하기 위하여 필요한 두께보다도 두껍게 하지 않을 수 없다. 그러나 도 1(c)에 나타내는 바와 같이 돌출부(110, 130)를 원호(R3)의 부분을 남기고 성형함으로써 접합부분의 판 두께(Tc)를 접합부분 이외의 판 두께(T)보다도 두껍게 할 수 있으므로, 접합부분의 강도저하를 보충하기 위한 판 두께를 이 부분에 의하여 확보할 수 있다. 따라서 접합부 이외의 판 두께(T)를 철도차량 구조체의 외판으로서 필요한 두께로 설정할 수 있으므로, 압출형재(100, 120)의 경량화가 도모된다. 즉, 철도차량 구조체 전체의 경량화가 도모된다. 또한 상기 압출형재(100, 120)의 돌출부(110, 130)를 설치한 면을 차내측으로 하였을 때, 마찰교반접합부의 차외측 표면의 외관이 양호하지 않은 경우에는, 각 압출형재(100, 120)의 돌출부(110, 130)를 형성하고 있는 반대측의 면, 즉, 차외측 표면에도 약간의 두께의 돌출부를 설치하여 두고, 접합완료 후에 이 부분을 절제하여 평활하게 마무리하면 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 접합부분의 판 두께(Tc)는, 돌출부(110, 130)의 원호(R3)를 남기고 마무리됨으로써, 응력집중을 발생시키는 일 없이, 그 판 두께(Tc)를 충분히 확보할 수 있다. 따라서 압출형재(100, 130)의 접합부 이외의 판 두께(T)를 철도차량 구조체의 외판으로서 필요 이상으로 두껍게 할 필요가 없기 때문에, 철도차량 구조체 전체의 경량화를 도모할 수 있다.
[실시예 2]
도 2(a) 내지 도 2(c)는, 본 발명의 실시예 2를 나타내는 설명도이다. 마찰교반접합되는 2개의 압출형재(200, 220)는, 그 접합 끝부가 맞대어져 이음매부의 접합면(240)을 형성한다.
제 1 압출형재(200)의 접합 끝부에는, 마찰교반접합용 공구(50)가 삽입되는 쪽에 압출형재(200)의 평판부의 상면으로부터 돌출하는 돌출부(210)가 형성되어 있다.
돌출부(210)의 상면(214)은 평탄면으로 형성되고, 돌출부(210)의 측면(212)은 압출형재(200)의 평판부의 상면(202)에 대하여 타원의 일부(D1)를 가지는 연결부로 연결되어 있다. 상기 타원의 일부(D1)는 평판부측이 곡율이 크고, 돌출부(210)의 측면부(212)측이 곡율이 작게 되어 있다.
마찬가지로, 제 2 압출형재(220)의 접합 끝부에는 마찰교반접합용 공구(50)가 삽입되는 쪽으로 압출형재(220)의 평판부의 상면으로부터 돌출하는 돌출부(230)를 가진다.
돌출부(230)의 상면(234)은 평탄면으로 형성되고, 돌출부(230)의 측면(232)은 압출형재(220)의 상면(222)에 대하여, 타원의 일부(D1)를 가지는 연결부로 연결되어 있다. 상기 타원의 일부(D1)는, 평판부측이 곡율이 크고, 돌출부(210)의 측면부(212)측이 곡율이 작게 되어 있다.
이들 압출형재(200, 220)는, 철도차량 구조체의 외판으로서 사용되고, 상기 돌출부(210, 230)가 형성되어 있는 면이 차내측이 되도록 사용되고 있다.
마찰교반용 공구(50)는, 선단부에 작은 지름부(52)를 가지고, 작은 지름부(52)의 중심을 접합면(140)에 맞추어 마찰교반접합한다[도 2(b)].
접합된 압출형재(200, 220)의 이음매부는, 상면이 평탄면(250)을 형성하고, 그 양쪽 끝부에 버르(B1)가 남겨진다. 이 버르(B1)를 절삭하여 제거하고,, 이음매부가 완성된다[도 2(c)].
이와 같은 구성에 의하면, 접합부분의 판 두께는, 돌출부(210, 230)의 타원의 일부(D1)를 남기고 마무리됨으로써, 응력집중을 발생시키는 일 없이, 그 판 두께를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 실시예 1과 마찬가지로 압출형재(210, 230)의 접합부 이외의 판 두께를 철도차량 구조체의 외판으로서 필요 이상으로 두껍게 할 필요가 없기 때문에, 철도차량 구조체 전체의 경량화를 도모할 수 있다.
[실시예 3]
도 3(a) 내지 도 3(d)는, 본 발명의 실시예 3을 나타낸다.
본 실시예는 차량의 측면 구조체를 알루미늄합금의 중공 압출형재로 제작하는 예를 나타낸다.
이음매부를 구성하는 제 1 중공 압출형재(400)는 그 단면이 중공형상을 이루고 있고, 평행하는 2매의 평판(410, 420)이 트러스(460)로 연결된 구조를 가진다.
제 2 중공 압출형재(500)도 단면이 중공형상을 이루고 있고, 평행하는 2매의 평판(510, 520)이 트러스(560)로 연결된 구조를 가진다.
제 1 중공 압출형재(400)의 제 1 평판(410)은, 차량의 차내측(S1)에 설치되고, 그 접합 끝부에는 돌출부(430)가 형성되어 있다. 이 돌출부(430)와 제 1 평판(410)의 연결부는 실시예 1에서 설명한 작은 곡율을 가지는 원호(R2)와, 큰 곡율을 가지는 원호(R3)로 연결된다.
마찬가지로, 제 2 중공 압출형재(500)의 제 1 평판(510)은 차량의 차내측(S1)에 설치되고, 그 접합 끝부에는 돌출부(530)가 형성되어 있다. 이 돌출부(530)와 제 1 평판(510)의 연결부는 실시예 1에서 설명한 작은 곡율을 가지는 원호(R2)와 큰 곡율을 가지는 원호(R3)로 연결된다.
제 1 중공 압출형재(400)의 제 2 평판(420)은, 차량의 차외측(S2)에 설치되고, 돌출부(440)를 가진다. 돌출부(440)와 평판(420)은, 코너부(C1)에서 연결된다.
제 2 중공 압출형재(500)의 제 2 평판(520)은, 차량의 차외측(S2)에 설치되고, 돌출부(540)를 가진다. 돌출부(540)와 평판(520)은, 코너부(C2)에서 연결된다.
제 1 중공 압출형재(400)와 제 2 중공 압출형재(500)의 끝부는, 테이퍼면(T1, T2)으로 끼워 맞춰진다.
그래서 제 1 중공부재(400)와 제 2 중공부재(500)의 맞댐부에는 간극(G1, G2)이 형성된다.
마찰교반접합은 마찰교반접합용 공구(50)의 작은 지름부(52)의 중심을, 대략이 간극(G1, G2)의 중앙에 맞추어 행하여진다.
이때에 마찰교반접합용 공구가 발생하는 가압력은, 주로 제 2 중공 압출형재의 강성이 높은 트러스(560)로 받아진다.
도 3(b)는, 실내측(S1)의 이음매면(600)과 실외측(S2)의 이음매면(650)이 마찰교반접합된 상태를 나타낸다.
양 이음매면(600, 650)의 양 측부에는 버르(B1)가 남겨진다.
도 3(c)는, 실내측(S1)의 이음매면(600)에 가공을 실시하여 버르를 제거하고, 이음매면(610)을 완성한 상태를 나타낸다.
이 이음매면(610)은, 상기 실시예 1과 마찬가지로 제 1 중공 압출형재의 평판(410)과 제 2 중공 압출형재의 평판(510)으로부터 돌출한 면을 형성하나, 이 연결부는 큰 곡율을 가지는 원호(R3)로 연결되고, 응력집중은 발생하지 않는다. 차내측(S1)의 측면 구조체에는 내장이 실시되기 때문에, 이음매면(610)이 돌출된 상태이어도 불편은 없다. 또 상기 이음매면(610)이 제 1 중공 압출형재의 평판(410)과 제 2 중공압출형재의 평판(510)으로부터 돌출된 면을 형성함으로써, 접합부분의 판 두께를 충분히 확보할 수 있기 때문에, 평판(410, 510)을 두껍게 할 필요가 없기 때문에, 철도차량 구조체의 경량화를 도모할 수 있다.
도 3(d)는, 차외측(S2)의 이음매면(660)을 가공하여, 제 1 중공 압출형재의 평판(420)과 제 2 중공 압출형재의 평판(520)과 동일면을 형성하는 이음매면(670)이 완성된 상태를 나타낸다.
차외측(S2)은, 동일평면을 형성하기 때문에, 응력집중은 발생하지 않고, 또 미관이 높은 측면 구조체를 얻을 수 있다.
또한 차내측(S1)의 이음매면의 돌출부에 실시예 2에서 설명한 타원형상을 적용하는 것도 당연히 가능하다.
본 발명의 철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조는, 이상의 구성을 구비하기 때문에, 이음매부의 판 두께를 충분히 확보할 수 있음과 동시에 마찰교반접합시에 발생하는 버르를 절삭한 접합면과 압출형재의 상면과의 사이의 단차가 큰 곡율을 가지는 원호로 연결된다. 따라서 단차에 대한 응력의 집중은 회피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 설명도,
도 2는 본 발명의 실시예 2의 설명도,
도 3은 본 발명의 실시예 3의 설명도,
도 4는 철도차량 구조체의 설명도,
도 5는 종래의 이음매구조의 설명도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
50 : 마찰교반접합용 공구
52 : 마찰교반접합용 공구의 작은 지름부
100 : 압출형재 102 : 압출형재의 상면
110 : 압출형재의 돌출부 120 : 압출형재
122 : 압출형재의 상면 130 : 압출형재의 돌출부
140 : 접합면 150 : 접합된 평탄면
152 : 버르를 절삭한 평탄면

Claims (9)

  1. 복수의 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서,
    마찰교반접합되는 상기 각 압출형재는 평판부와 리브로 구성되어 있고,
    상기 평판부의 접합 끝부에, 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는, 평판부의 표면측에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하고 있으며,
    상기 각 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치한 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
  2. 복수의 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서,
    마찰교반접합되는 상기 각 압출형재는 평판부와 리브로 구성되어 있고,
    상기 평판부의 접합 끝부에 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는 타원으로 구성되는 연결부를 구비하고 있으며,
    상기 각 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치한 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
  3. 복수의 중공 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서,
    마찰교반접합되는 상기 중공 각 압출형재는 2매의 평판부와 트러스로 구성되어 있고,
    상기 2매의 평판부 중 적어도 한쪽의 평판부의 접합 끝부에, 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는, 평판부의 표면측에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하고 있으며,
    상기 각 중공 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 중공 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치한 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
  4. 복수의 중공 압출형재를 마찰교반접합하여 구성되는 철도차량 구조체에 있어서,
    마찰교반접합되는 상기 중공 각 압출형재는 2매의 평판부와 트러스로 구성되어 있고,
    상기 2매의 평판부 중 적어도 한쪽의 평판부의 접합 끝부에, 상기 평판부의 표면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출한 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부의 측면과 평판부의 상면부 사이에는, 타원으로 구성되는 연결부를 구비하고 있으며,
    상기 각 중공 압출형재를 철도차량 구조체의 외판으로서 사용하고, 각 중공 압출형재의 돌출부측을 차내측에 설치한 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
  5. 압출형재를 마찰교반접합하기 위하여 압출형재의 끝부에 설치되는 마찰교반접합용 이음매구조에 있어서,
    압출형재의 상면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출하는 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부의 측면과 압출형재의 상면 사이에는 압출형재의 표면에 형성되는 큰 곡율을 가지는 원호와, 돌출부의 측면측에 형성되는 작은 곡율을 가지는 원호로 구성되는 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 이음매구조.
  6. 압출형재를 마찰교반접합하기 위하여 압출형재의 끝부에 설치되는 마찰교반접합용 이음매구조에 있어서,
    압출형재의 상면으로부터 마찰교반접합용 공구가 삽입되는 쪽으로 돌출하는 돌출부를 구비하고,
    상기 돌출부의 측면과 압출형재의 상면 사이에는, 타원으로 구성되는 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 이음매구조.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    압출형재는 평판인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 이음매구조.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    압출형재는 2매의 평판이 트러스로 연결된 구조를 가지는 중공형재인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 이음매구조.
  9. 압출형재는, 2매의 평판이 트러스로 연결된 구조를 가지는 차량의 구조체의 중공형재로서, 적어도 차량의 차내측의 마찰교반접합용 이음매구조는, 제 5항 또는 제 6항에 기재된 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 이음매구조.
KR1020040082457A 2003-10-17 2004-10-15 철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조 KR100643254B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00357266 2003-10-17
JP2003357266A JP4291104B2 (ja) 2003-10-17 2003-10-17 摩擦攪拌接合用継手構造
JP2004046171A JP4610907B2 (ja) 2004-02-23 2004-02-23 鉄道車両構体
JPJP-P-2004-00046171 2004-02-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050037369A true KR20050037369A (ko) 2005-04-21
KR100643254B1 KR100643254B1 (ko) 2006-11-10

Family

ID=34380428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040082457A KR100643254B1 (ko) 2003-10-17 2004-10-15 철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050115456A1 (ko)
EP (1) EP1524064B1 (ko)
KR (1) KR100643254B1 (ko)
CN (1) CN1317153C (ko)
AT (1) ATE473831T1 (ko)
DE (1) DE602004028087D1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102085598B (zh) * 2009-12-03 2015-10-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 摩擦搅拌接合方法
CN102979264B (zh) * 2011-09-05 2016-06-08 片山工业株式会社 管材与安装底座的接合结构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3224096B2 (ja) 1996-03-19 2001-10-29 株式会社日立製作所 摩擦接合方法および構造体
JP3589863B2 (ja) * 1997-07-23 2004-11-17 株式会社日立製作所 構造体および摩擦攪拌接合方法
JP3070735B2 (ja) * 1997-07-23 2000-07-31 株式会社日立製作所 摩擦攪拌接合方法
JP3420502B2 (ja) * 1998-06-16 2003-06-23 株式会社日立製作所 構造体
JP3459187B2 (ja) * 1999-02-02 2003-10-20 株式会社日立製作所 中空形材
TW464576B (en) * 1999-05-28 2001-11-21 Hitachi Ltd A structure body and a manufacturing method of a structure body
CN2428151Y (zh) * 2000-06-30 2001-05-02 安泰科技股份有限公司 一种用于介入性治疗的支架

Also Published As

Publication number Publication date
EP1524064A1 (en) 2005-04-20
EP1524064B1 (en) 2010-07-14
ATE473831T1 (de) 2010-07-15
KR100643254B1 (ko) 2006-11-10
US20050115456A1 (en) 2005-06-02
DE602004028087D1 (de) 2010-08-26
CN1317153C (zh) 2007-05-23
CN1608784A (zh) 2005-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100415454B1 (ko) 중공형재, 구조체 및 그 제작방법
KR100481786B1 (ko) 구조체 및 구조체의 제작방법
KR20050053354A (ko) 마찰교반접합방법용 중공형재
KR20030020226A (ko) 마찰교반접합방법 및 마찰교반접합용 부재
EP1839989A3 (en) Rail vehicle, manufacturing method thereof, and hollow shape member used for the same
KR20040039248A (ko) 마찰교반접합용 중공프레임 부재
JP3807766B2 (ja) 鉄道車両構体の製作方法
JP3266700B2 (ja) 押出し部材と相手部材との接合構造および接合方法
KR100503872B1 (ko) 마찰교반접합방법
JP2000237881A (ja) パネル構造体の製造方法及びパネル構造体
KR100643254B1 (ko) 철도차량 구조체 및 마찰교반접합용 이음매구조
JP2003025094A (ja) 押出形材の接合構造およびこれを用いたフレーム組立製品
JP3813109B2 (ja) 樹脂部品の接合方法及び接合構造
JP2007167924A (ja) 鉄道車両の構体材溶接接合方法とそれに用いる継手構造
JP4610907B2 (ja) 鉄道車両構体
KR980008456U (ko) 조립식 창틀
JP2002066767A (ja) 摩擦攪拌接合用中空形材
JP2004230412A (ja) 中空押出し形材の接合構造
JP2004243379A (ja) 中空構造型材及び構造物製造方法
EP0808764A3 (de) Fahrzeug-Rahmenaufbau und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3597447B2 (ja) 鉄道車両の構体形成構造
JP2005231576A5 (ko)
JPH08152009A (ja) ハニカムパネル間のジョイント構造
JP2004338601A (ja) 高速鉄道車両の車体構造
JP2005118829A (ja) 摩擦攪拌接合用継手構造

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121002

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141002

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181023

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191017

Year of fee payment: 14