TW590927B - Rail vehicle - Google Patents

Description

590927 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔產業上之利用領域〕 本發明係關於軌道車輛，尤其是沿著軌道行駿的車輛的車 體’特別適合由輕合金中空形材所構成的軌道車體。 〔先前之技術〕 軌道車輛中，衝突時，要求緩和施加於乘客的衝擊力 。如特開平1 1 - 3 0 1 4 7 6號公報、特開平 1 6 - 2 1 1 1 3 3號公報，對於將複數的車體直列連結 的軌道車輛’在先頭的車體的先頭部的台框設置容易被破 壞的構造等的衝擊緩和機構，來吸收衝擊，並緩和對乘客 的衝擊。 如實公昭5 7 - 5 6 9 2 9號公報，在車體的台框的 端部係有連結鄰接車體的連結器。因此，在台框的端部的 下面設有強度構件，來強固地構成。 如特開平2 - 2 4 6 8 6 3號，車體係由輕合金性的 中空形材構成。中空形材係將其壓出方向朝向車體的長度 方向。 〔本發明所欲解決的課題〕 軌道車輛，因爲連結複數的車體（也稱編成車輛）， 所以當衝突時.，必需考慮編成車輛內的車體與車體的衝突 。車輛的地板的台框係強固地製作。 因此，因先頭車的衝突，而使編成車輛內的車體彼此 衝突，也就是說，台框彼此之間衝突。但是，即使台框彼 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 A7 B7 五、發明説明（3 ) 〔實施例〕 茲佐以圖面說明本發明之軌道車輛。 由第1〜9圖說明本發明之一實施例。第2圖中，雖 無顯示中空形材4 〇，但假設有複數的中空形材4 〇 ，而 在該中空形材4 0的下方的構件3 5、3 6、3 8則以點 線表示。 車體，係由：構成側面的側構體1 〇、屋簷構體2〇 、構成地板的台框3 0等所構成。側構體1 〇、屋簷構體 2 0、台框3 0分別由接合複數的中空形材所構成。中空 形材爲輕合金製的壓出型材，且其壓出方向（也就是長度 方向）係朝向車體的長度方向。將中空形材的寬方向朝車 體的周方向並列，並熔接成一體。W爲窗。此車體係由2 個台車所支撐。車體與車體之間係由連結器所連結。 台框3 0，係由：地板部分、及其兩側的側樑3 1 、 及供結合連結器用的連結構件所組成。地板部分，係由： 將壓出方向朝向車體的長度方向的複數的中空形材4 0所 組成。在寬方向的兩側有中空形材的側樑3 1 。側樑3 1 大，其板厚厚，很強固。 且，台框3 0，在長度方向的兩端的下面，有供結合 連結車體彼此的連結器用的連結構件。連結構件，係由： 朝向車體的寬方向的枕樑3 5、及從枕樑3 5設在車體端 部的2個中樑3 6、3 6、及設在中樑3 6的端部的端樑 3 9所組成。2個中樑3 6、3 6係由端樑3 8所連結。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 4 Lf 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 A7 B7 五、發明説明（4 ) 中樑3 6係位在車體寬方向的中央附近。2個中樑3 6 3 6之間配置有連結車體彼此的連結器。連結器因爲比端 樑3 8更連結在端部側，所以此部分的中樑3 6、3 6的 高度變高。這些構件的相互間係以熔接接合。枕樑3 5的 兩端係熔接在側樑3 1、3 1。端樑3 9係熔接在複數的 中空形材4 0的端部。端樑3 9的兩端係熔接在側樑3 1 的側面。 構成車體一對側構體1 〇、屋簷構體2 0、屋簷構體 2 0的長度方向的兩端的中空形材（第1 、2圖的斜線部 )B，與車體的中央部的中空形材A有不同的機械性質。 中空形材B的材料係比中空形材A的材料軟，衝突時容易 崩潰，而成爲衝擊緩和機構。中空形材A、B的剖面形狀 係爲同一。前述兩端也就是設有中空形材B的部分，係構 成車體的客室（包含廁所、洗面所、駕駛室）。 車體的端部也就是配置有中空形材B的範圍的中樑 3 6及側樑3 1 ，係與中空形材B同樣，容易因衝撃力而 崩潰。在此範圍B的中樑3 6的上面及側面的板開口有長 孔3 6 b。中樑3 6的剖面呈C狀，且在下面無板。在前 述範圍B的側樑3 1 ，在除了朝向車外側的面板之外的面 板（朝向車內側的面板）開口有長孔3 1 b、3 1 c、 3 1 d、3 1 e 、3 1 f 。在車外側不設置長孔的原因是 爲了防止破壞外觀。在露出車外的長孔3 1 e 、3 1 f ， 則熔接薄板（無圖示）來關閉長孔。這是爲了防止水浸入 側樑3 1內。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（5 ) 構成車體的側構體1 0、屋簷構體2 0、台框3 0的 各中空形材，係由長度方向的兩端部的中空形材B、B及 其他部分（中央部）的中空形材所組成。中空形材B的長 度例如爲1 0 0 m m至5 0 0 m m程度。中空形材B比中 空形材A軟。退火中空形材B使其柔軟。 此退火例如爲〇材處理。一般，壓出形材於壓出加工 後進行各種的熱處理。壓出形材的材質爲A 6 N 0 1時， 進行T 5的人工時效硬化處理。前述◦材的退火係爲其後 進行。對0材的退火處理係爲3 8 0 °C X 2小時，耐力爲 36 . 8MPa 。丁5的耐力爲245MP.a 。對前述〇 材的退火的目的係爲了使中空形材的材料柔軟。中空形材 B的伸長量係比中空形材A大。中空形材B的耐力係比中 空形材A小。爲了強度及必要的柔軟度，也可以選擇◦材 以外的退火。 此熱處理，係有：如第4圖所示的切斷成中空形材B 的長度的狀態下實施的情況、及長的中空形材的狀態下實 施的狀態。長的中空形材的情況，係在前述熱處理後，切 斷成預定的長度（B、B)。 經如此加工的中空形材A及中空形材B、B分別以熔 接W 1接合，並構成相當於車體全長的中空形材4 0。將 經如此製作的中空形材4 0如第5圖所示地朝寬方向（車 體的周方向）並列，以通常的同樣方法由熔接W 2接合， 來製作台框3 0、側構體1 〇、屋簷構體2 0。台框3 0 的情況，係熔接側樑3 1、3 1及中樑3 6等的連結構件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇x297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 A7 _ B7 五、發明説明（6 ) 。然而，第1圖的中空形材4 0的數量及第5圖的中空形 材4 0的數量之所以不同’是爲了簡化第1圖而減少中空 形材4 0的數量。 由第6、7圖說明中空形材A及中空形材B、B的熔 接構造。中空形材4 0 ( A、B )，如公知，由2片的面 板4 1、4 2、及連接該面板4 1、4 2的連接板（斜材 )4 3所組成。斜材4 3、4 3傾斜著，且構成構架地配 置。接合中空形材4 0及中空形材4 0的部分，也有使接 合面板4 1 、4 2的板不傾斜，而與面板4 1 、4 2垂直 的情況。 中空形材A、B係爲可相互嵌入的構造。中空形材a 的長度方向的端部，由切削除去面板4 1 、4 2，使複數 .的斜材4 3突出。他方的中空形材B端部的複數的斜材 4 3被除去。中空形材A的端部的斜材4 3可以插入中空 形材B的2片面板4 1、4 2之間。在此嵌合狀態下，將 面板4 1 、4 1 ( 4 2、4 2 )彼此從外方熔接。因爲是 嵌合熔接，所以可以抑制在突接部產生段差及彎曲，而可 以容易地進行熔接作業。 接著，由第1 0圖說明別的製作方法。對於橫跨車體 全長的中空形材，進行分離中空形材的加工。對於長的中 空形材的兩端部’將所要的長度的部分B就這樣進行熱處 理（退火）。此熱處理的方法，係有：在加熱爐中部分地 進行的情況、及如高頻淬火地部分地加熱使製成具有所要 的特性的中空形材的情況。如此，構成車體全長的中空形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） ' ~ -9 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

590927 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 材後，接合複數的中空形材來製作台框。 車輛與障礙物衝突時，連結車體與車體的連結器’因 該衝擊而脫落。因此，一方的車體的端部與相鄰接的車體 的端部衝突。首先，一方的車體的端部的端樑3 9與相鄰 接的車體的端樑3 9衝突。且，側構體1 〇、屋簷構體 2 0的端部也有衝擊力作用。 在車體的端部因爲是比中央部的中空形材A軟的中空 形材B，所以衝撃力作用時，台框3 0的中空形材B比中 空形材A的一般部先變形，來緩和衝擊。中空形材B的範 圍的側樑3 1 ，也因長孔而容易變形，所以同樣地變形， 並容許台框3 0的中空形材B的變形。且，側構體1 0、 1 〇、屋簷構體2 0，也與台框3 0同樣地將端部以較軟 的中空形材B構成，所以變形。 較軟的中空形材B係在車體的端部。此位置，係在中 樑3 6的高度變大的部分（連結器用的端樑3 8的附近的 部分）及端樑3 9之間。這是因爲考慮對於在車體的內部 的駕駿員及乘客的影響。在車體的端部，有廁所、或其他 機器’即使無這些機器，因爲端部的比率小，所以對於乘 客的影響也小。且，在上述的範圍內的話，例如：即使通 常作用於車體的車端壓縮負荷作用，此範圍的負荷分擔少 ’幾乎不會影響車體的強度。中空形材B的長度爲1 〇 〇 m m至5 0 0 m m左右的話，就符合前述範圍。 在此，說明中空形材B的衝擊力緩和特性。通常，使 用於軌道車輛的材料負荷有壓縮負荷的話，則顯示如第 本紙張尺度適用中國國家標準（ci^Ta4規格（21〇><297公着） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-10- 590927 A7 ---------- B7 五、發5説明(8 ) " ~~ 1 1 _所示的負荷-變形的舉動。依據材料特性，如第 1 2圖所示，係有：拉伸強度及耐力等的強度高且拉伸量 小（較脆）材料I、強度雖低拉伸量佳的（較韌）材料 I I I 、上述材料I 、I I I的中間特性的材料1〗。第 1 1圖的X ( X 1 、X 2 )所示的曲線（相當於第丄2圖 的強度特性I的材料）中，耐負荷雖變大，但超越最大負 何後的耐負荷急速下降。一方面，拉伸量大的材料（相當 於第1 2圖的強度特性I I的材料）中，如第1 1圖的γ 所示的曲線，最大的耐負荷雖變低，但具有其後的耐負荷 不會急速下降的特性。 Y曲線的例所示的斜線部的範圍，係顯示此材料的破 壞能量。比較X及γ曲線的話，由最大耐負荷後的變形舉 動，可知：具有應有的強度，位伸量佳的材料（.這種情況 ’爲Y曲線的材料），具有較高的破壞能量。選擇具有這 種強度特性Y的材料作爲緩衝構件；B係很重要。Y曲線的 材料係藉由將壓出形材進行例如◦材處理而可以容易獲得 0 X曲線的情況，因爲材料的強度高，拉伸量小，所以 無法追隨構件剖面內的應力的不平衡的拉伸量，而產生部 分地破壞，而使耐負荷急速下降。一方面，γ曲線的情況 ’構件的最大耐負荷，雖比X曲線的情況低，但因材料的 拉伸量大，所以對於剖面內的應力的不平均則可以部分地 塑性變形（可以追隨拉伸量），而不會使全體耐負何急速 下降，可以一邊維持一定程度的耐負荷一邊大變形。 本紙張尺度適财關家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐) ^ -11 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 A 7 B7 五、發明説明（9 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，衝擊作用在車體的端部的話，中空形材B會比 中空形材的一般部A先變形、崩壞’而緩和施加於車體的 衝擊。而且，因爲以構件B構成中空形材，所以與一般的 薄板構造相比較，其面內彎曲剛性及面外彎曲剛性高，且 因爲是2片的面板及斜材所組成的複合構造，所以具有對 於壓縮負荷其破壞能量的吸收特性高（單位平面積）的效 果。 中空形材B的位置雖是客室，但因爲是車體的端部， 所以對乘客的影響少。 也可以將中樑3 6、側樑3 1的端部，如前述中空形 材B的熱處理變得較軟。這種情況，端部及央央部，可以 是一體的構件，也可以是由熔接而形成一體。中空形材的 .情況，係如前述地進行嵌合。 上述實施例中，雖將構體以中空形材構成，但也可以 由適當的薄板及骨構件構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的技術範圍，並不限定於申請專利範圍的各請 求項中所記載的文字、或解決課題之手段中所記載的文字 ，也包含本行業者容易置換的範圍。 〔發明之效果〕 本發明，至少對於台框，構成車輛的長度方向的兩端 的構件，因爲是由比台框的長度方向的中央側的構件的材 料柔的材料所構成，所以不需在車體的內部及地板下等追 加特別的構件，也可以緩和衝擊。由此，車體的構造幾乎 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 五、發明説明（10) 不變’即使突然的列車衝突事故，也可以緩和對乘客、乘 員的衝撃力至最小限，而可以提供安全性高的車輛。 〔圖面之簡單說明〕 桌1圖係爲本發明的一實施例的軌道車輛的車體的端 部的立體圖。 第2圖係顯示第1圖的車體的端部的台框的平面圖。 弟3圖係# 頁不弟1圖的III一III剖面圖。 第4圖係顯示本發明的一實施例的中空形材的製作方 法的說明圖。 第5圖係顯示台框的全體構造的平面圖。 第6圖係顯示第1圖的台框的端部的立體圖。 第7圖係顯示第6圖的V I I — V I I剖面圖。 第8圖係顯示第2圖的又111—¥111剖面圖。 第9圖係顯示第2圖的I X — I X剖面圖。 第1 0圖係顯示本發明的其他實施例的中空形材的製 作方法的說明圖。 第1 1圖係顯示材料的衝突能量的說明圖。 弟1 2圖係顯不材料的應力一應變圖。 〔圖號說明〕 10 側構體 2 0 屋簷構體 3 0 台框 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-13- 590927 A7 B7 五、發明説明（11) 1 側 樑 5 枕 樑 6 中 樑 8 端 樑 9 端 樑 A、 4 0 中空形材B、 B 緩衝構件（中空形材） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 590927 A8 B8 C8 D8 側 須請委員明示丄4·案修正後是一台變更原實質_容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 第91103188號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國 1 · 一種軌道車輛，針對由台框 所組成的軌道車輛，其特徵爲： 前述台框中，車輛的長度方向的兩端的材料，係經由 退火處理’比前述長度方向的中央側的材料軟。 2 ·如申請專利範圍第1項之軌道車輛，其中， 構成前述台框的地板部分的構件中，前述兩端的範圍 的材料，係比前述中央側的材料軟。 3 ·如申請專利範圍第2項之軌道車輛，其中， 構成即述台框的前述地板部分的構件及其寬方向的兩 側的側操中，前述兩端的範圍的各材料，係比前述中央側 的各材料軟。 4 ·如申請專利範圍第1項之軌道車輛，其中， 沿著前述長度方向設置且爲了接合連結器而設在前述 台框的下面的中樑中，前述兩端的範圍的材料，係比前述 中央側的材料軟。 5 ·如申g靑專利範圍第1項之軌道車輛，其中， 前述側構體及前述屋簷構體中，前述兩端的範圍的材 料’係比_述長度方向的中央側的材料軟。 6 · —種軌道車輛，針對由：台框、側構體、屋簷構 體所組成；前述台框由複數的中空形材所構成；前述中空 形材的壓出方向係朝車輛的長度方向，且將該複數的中空 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 590927 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 形材沿著車輛的周方向並列，來接合該中空形材彼此的軌 道車輛，其特徵爲： 前述複數的中空形材中，車輛的長度方向的兩端的材 料，係經由退火處理，比前述長度方向的中央側的材料軟 Ο 7 .如申請專利範圍第6項之軌道車輛，其中， 如述兩端的前述材料的前述中空形材、及前述中央側 的前述材料的前述中空形材係爲不同構件，而兩者係結合 著。 - 8 ·如申請專利範圍第7項之軌道車輛，其中， 前述兩端的複敫的前述中空形材及前述中央側的複數 的前述中空形材中的一方的中空形材的2片面板係突接在 他方的中空形材的2片面板，並熔接該突接部； 前述一方的中空形材中，接合前述2片面板的連接材 的前述長度方向的端部係比前述2片面板的端部突出； 前述他方的中空形材中，前述2片的面板的前述長度 方向的端部係比接合該2片面板的連接材的端部突出； 前述一方的前述連接材係設在前述他方的中空形材的 2片面板之間。 9 .如申g靑專利軔圍第6項之軌道車輛’其中， 前述兩端的前述材料的前述中空形材.、及前述中央側 的前述材料的前述中空形材係爲同一構件。 1〇.如申請專利範圍第6項之軌道車輛，其中， 前述台框的兩側的側樑中，前述兩端的範圍的材料， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - 〜^ ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 590927 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 ^ 係比前述長度方向的中央側的材料軟。 1 1 ·如申請專利範圍第6項之軌道車輛，其中， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 、沿著前述長度β向設®且爲了接合連結器而設在前述 台框下面的中樑中，前述兩端的範圍的材料，係比前述長 度方向的中央側的材料軟。 1 2 .如申請專利車β Η弟6項之軌道車輛，苴中， 前述側構體及前述屋簷構體係由複數的第2中空形才才 所構成； 前述複數的第2中空形材的壓出方向係朝向車輛的長 度方向’並將該複數的第2中空形材沿著車輛的周方向並 列，來接合該第2中空形材彼此； 前述複數的第2中空形材中，前述兩端的範圍的材料 ，係比前述長度方向的中央側的材料軟。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之軌道車輛，其中， 前述兩端的前述材料的前述第2中空形材、及前述中 央側的前述材料的前述第2中空形材係爲不同構件，而兩 者係熔接著。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之軌道車輛，其中， 前述兩端的複數的前述第2中空形材及前述中央側的 複數的前述第2中空形材中的一方的中空形材的2片面板 係突接在他方的中空形材的2片面板，並熔接該突接部； 前述一方的中空形材中，接合前述2片面板的連接材 的前述長度方向的端部係比前述2片面板的端部突出； 前述他方的中空形材中，前述2片的面板的如述長度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 590927 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 方向的端部係比接合該2片面板的連接材的端部突出； 前述一方的前述連接材係設在前述他方的中空形材的 2片面板之間。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項之軌道車輛，其中， 前述兩端的前述材料的前述第2中空形材、及前述中 央側的前述材料的前述第2中空形材係爲同一構件。 1 6 · —種編成車輛，針對連結複數車體的編成車輛 ，其特徵爲： 前述各車體的兩端中，在客室係有將個別之複數個中 空形材朝向車輛的長度方向接合而構成，且長度方向的兩 端的中空形材係經由退火處理而構成。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之編成車輛，其中， 前述一部分係爲前述各車體的台框，且該台框的前述 兩端的材料，係比前述長度方向的中央側的材料軟。 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -紙 本 標 家 國 一國 |中 一用 |適 9