JP4839055B2 - Hollow profile pair for friction welding - Google Patents
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Description
本発明は、広域な壁面構造体、例えば、鉄道車両の各部構体をダブルスキン構造にて形成するのに好適な摩擦接合用の中空形材対に関するものである。 The present invention relates to a hollow shape material pair for friction joining suitable for forming a wide-area wall structure, for example, each structure of a railway vehicle with a double skin structure.
鉄道車両では、一層の高速化のための軽量化と、安全などに対応するための高剛性化とが要求され、併せ低コスト化も望まれている。これに応えるのに、表板と裏板との間が複数の連結板によって連結されたアルミニウム製の中空形材が採用され、これを摩擦接合によって接合し所定の広さの構体がダブルスキン構造にて形成されている(例えば、特許文献1〜4参照。)。摩擦接合は主としてFriction Stir Weldingと称されるもので、摩擦攪拌接合ないしは摩擦攪拌溶接と和訳されている。その具体的な方法は先端にプローブといわれる突起物のあるツールを回転させながら突き合わせた接合部に押し込み、摩擦熱によって軟化した材料を攪拌(塑性流動化)し接合する。つまり、溶解溶接でなく固相接合なので金属組織は強加工された微細化した組織となり機械的性質に優れている。例えば、材料を溶かさない低歪み接合ができ、作業環境も改善され、省エネが図れる。また、熟練が不要である。
Railway vehicles are required to be lighter for higher speed and to have higher rigidity to cope with safety, and cost reduction is also desired. In response to this, a hollow aluminum material is used in which the front and back plates are connected by a plurality of connecting plates, which are joined by friction bonding to form a structure with a predetermined width. (For example, refer to
しかし、このような接合方法を採用して中空形材の表板どうし、裏板どうしを突き合わせて摩擦接合するには、表板どうし、裏板どうしを突き合わせて、その突き合わせ部に外面側からプローブを持ったツールを回転させて押し付けながら、突き合わせ部に沿って互いを相対移動させることになるが、表板どうし、裏板どうしの突き合わせ部に逃げがあると十分な摩擦効果、攪拌効果が得られない。そこで、特許文献1〜4はいずれも、中空形材の表板どうし、裏板どうしを突き合わせて摩擦接合するのに、それら突き合わせ部を中空形材の表板および裏板間を連結する連結板の突っ張り、つまり座屈強度によって支えるようにした摩擦接合用の中空形材を提供している。
しかし、上記いずれの先行技術も、摩擦接合負荷を連結板の突っ張り作用によって受け止め、突き合わせた一対の中空形材どうしが摩擦接合負荷の方向に逃げ合うのを防止することはできても、摩擦接合初期においては回転しているツールの押し付けは突き合わせている一対の中空形材どうしをしばしば押し離すように働くことには効果がなく、摩擦接合する一対の中空形材の突き合わせ状態に狂いやずれが生じやすい。 However, in any of the above prior arts, the friction welding load can be received by the tensioning action of the connecting plate, and the pair of hollow shaped members can be prevented from escaping in the direction of the friction welding load. In the initial stage, the pressing of the rotating tool is not effective in often pushing the pair of hollow shapes to push apart, and the butt state of the pair of hollow shapes to be frictionally joined is not correct. Prone to occur.
このため、従来、摩擦接合し合う一対の形材を突き合わせ状態にクランプしておいたり、突き合わせ部の複数箇所を前もって溶接するなどし仮止めしたりすることを余儀なくされ、付帯設備や付帯作業に経費が嵩んでいる。 For this reason, conventionally, it has been necessary to clamp a pair of profiles that are friction-bonded in a butted state, or to temporarily fix a plurality of locations of the butted portion in advance, for example, for ancillary equipment or incidental work. Expenses are increasing.
また、これらに代えて一対の中空形材どうしに突き合わせ状態を保つ嵌め合わせ部を押出し成形時に設けるようにしてもよいが、長手方向での嵌め合いであると長尺な中空形材をその長さ分動かさないと嵌め合わせができず実用的ではない。そこで、簡単な仮止め構造の実現が望まれるが、表板どうしの突き合わせ部、裏板どうしの突き合わせ部において前記間擦接合負荷を支持する構造と強度が必要なことから、そのような技術はまだ提供されていない。 Instead of these, a fitting portion that keeps the butted state between the pair of hollow shapes may be provided at the time of extrusion molding, but if the fitting is in the longitudinal direction, a long hollow shape is long. If it does not move a little, it can not be fitted and is not practical. Therefore, it is desired to realize a simple temporary fixing structure, but such a technique is necessary because the structure and strength that support the interstitial joint load are required at the abutting portion between the front plates and the abutting portion between the back plates. Not yet provided.
本発明の目的は、このような現状に鑑み、一対の中空形材の突き合わせと同時に簡単に仮止めして、しかも、表板どうしおよび裏板どうしの各突き合わせ部での摩擦接合負荷を従分に受け止め、首尾よく容易かつ安価に摩擦接合することができる摩擦接合用の中空形材対を提供することにある。 In view of such a current situation, the object of the present invention is to simply temporarily fix a pair of hollow shapes at the same time as the butting of the pair of hollow shapes, and to appropriately determine the friction welding load at each butting portion between the front and back plates. It is an object of the present invention to provide a pair of hollow members for friction joining that can be easily and inexpensively and smoothly joined.
上記のような課題を達成するために、本発明の摩擦接合用の中空形材対は、表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部に、前記表板どうしの突き合わせ部と、裏板どうしの突き合わせ部とで、それらの少なくとも表板どうしの一方と裏板どうしの一方とに連結板から延びた自由端片を有して突き合わさり、互いが突き合わせ方向に弾性嵌合して反突き合わせ方向に引っ掛かり合い一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部と、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との間での突っ張り、にて、前記各自由端片の自由を阻害しないように位置して対応する表板どうしまたはおよび裏板どうしの突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止める突っ張り部と、を設けたことを1つの特徴としている。 In order to achieve the above-described problems, the pair of hollow members for friction bonding according to the present invention includes a pair of hollow members in which the front and back plates are connected to each other by a plurality of connecting plates and are hollow. The front and back plates of each other are joined to each other and frictionally joined by pressing the rotor from the direction perpendicular to the surface, and the joined end portions of the front plate and the back plates are joined together. At the abutting portion, at least one of the front plates and one of the back plates have a free end piece extending from the connecting plate and abut each other. a temporary fixing fitting portion is temporarily fixed in a state abutting a pair of hollow profile mutual caught, bracing between the abutting portions of the front plate to each other and back plate each other in the butted portions, boiled, of the respective free end pieces Hinder freedom Position to have a bracing portion receive the friction bonding load acting on the butt of each other corresponding table plate each other or and back plate, one of the features in that a so no.
このような構成では、一対の中空形材の接合端部を、それらの少なくとも表板どうしの一方と裏板どうしの一方とに連結板から延びた自由端片を有して、突き合わせるのと同時に、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との仮止め嵌合部が、それらの自由端片の突っ張り部による邪魔のない表裏でバランスのとれた弾性変形を伴い突き合わせ方向に表裏で偏りなく嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことで、一対の中空形材を突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。また、一対の中空形材の接合端部における表板どうしの突き合わせ部および裏板どうしの突き合わせ部間、または、表板どうしの突き合わせ部と裏板間および裏板どうしの突き合わせ部と表板間での突っ張り部の突っ張りによって、それら突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。 In such a configuration, the joining end portions of the pair of hollow profiles have a free end piece extending from the connecting plate on at least one of the front plates and one of the back plates, and abut each other. At the same time, the temporarily fixed fitting part between the abutting part of the front and back plates and the abutting part of the back plates is front and back in the abutting direction with elastic deformation balanced between the front and back by the stretched part of the free end pieces. By fitting together and catching in the anti-butting direction, the pair of hollow shapes can be easily temporarily fixed to the butted state, and the abutting state of the pair of hollow shapes will be distorted or displaced during friction welding. Can be prevented. In addition, between the butted parts of the front plates at the joining end of the pair of hollow profiles and the butted parts of the back plates, or between the butted parts of the front plates and the back plate, and between the butted parts of the back plates and the front plate The frictional load acting on the abutting parts is received by the tensioning of the abutting parts, and proper frictional joining without any escape is performed in any of the abutting parts.
本発明の摩擦接合用の中空形材対は、また、表裏の板間が複数の連結板によって連結されて中空とされた中空形材を一対組合せ備え、それらの表裏の板どうしを互いに突き合わせて面直角方向からの回転子の押し当てにより摩擦接合される接合端部を有し、これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とに、一対の中空形材の一方における表板および裏板の連結板から延びる自由端片と、他方における表板および裏板の連結板が突っ張り部として位置する端部との間で、前記自由端片の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って、一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部を設け、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とに働く摩擦接合負荷をそれら突き合わせ部間の連結板が突っ張り部となって受け止めるようにしたことを別の特徴としている。 The pair of hollow members for friction welding according to the present invention also includes a pair of hollow members in which the front and back plates are connected to each other by a plurality of connecting plates so as to be hollow, and the front and back plates are brought into contact with each other. It has joint end parts that are friction-bonded by pressing the rotor from a direction perpendicular to the plane, and a pair of hollow profile members are connected to the butted parts of the front plates at the joined end parts and the butted parts of the back plates. Utilizing elastic deformation of the free end piece between the free end piece extending from the connecting plate of the front plate and the back plate on one side and the end portion where the connecting plate of the front plate and the back plate on the other side is positioned as a tension portion. Are fitted in the butting direction and hooked in the anti-butting direction to provide a temporary fitting part that temporarily holds the pair of hollow profiles in the butted state, with the abutting part between the front plates and the abutting part between the back plates Working friction Is another characterized in that the engagement load connecting plate between them butted portion was set to receive in a strut section.
このような構成では、1つの特徴における、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との仮止め嵌合部で、突き合わせ方向に嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことが、これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とで、一対の中空形材の一方における表板および裏板の連結板から延びる自由端片の表裏でバランスのとれた弾性変形にて偏りなくなされ、一対の中空形材を突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。また、前記連結板が、表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との間に位置して、これら突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を突っ張り部となって受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。 In such a configuration, in one feature, in the temporarily fixed fitting portion of the butted portion of the front plates and the butted portion of the back plates, it can be fitted in the butting direction and hooked in the anti-butting direction. Elasticity balanced at the front and back of the free end piece that extends from the front plate and the back plate connecting plate in one of the pair of hollow shape members, with the butted portion between the front plates at the joining end and the butted portion between the back plates It is made uniform by deformation, and the pair of hollow profiles can be simply temporarily fixed to the butted state, and it is possible to prevent deviation and deviation from occurring in the butted state of the pair of hollow profiles at the time of friction welding. In addition, the connecting plate is located between the abutting portions of the front plates and the abutting portions of the back plates, receives the frictional joint load acting on these abutting portions as a strut portion, and escapes at any abutting portion. Make sure that proper friction welding is performed.
突っ張り部が、中空である、さらなる構成では、
突っ張り部が中空であると、摩擦接合熱を奪う蓄熱容量を大きくしたり、あまり重量化しないで摩擦接合負荷に対する支持強度を高められる。
In a further configuration, where the struts are hollow,
If the strut is hollow, the heat storage capacity for depriving the frictional joint heat can be increased, and the supporting strength against the frictional joint load can be increased without increasing the weight.
突っ張り部が、一対の中空形材の接合端部における表板どうし、裏板どうしの仮止め嵌合を伴なう突き合わせに際して、突っ張り位置に組合わさるよう一方の中空形材に設けられた一方側突っ張り部と、他方の中空形材に設けられた他方側突っ張り部とがなす、さらなる構成では、
突っ張り部は、表板どうしの仮止め嵌合部を持った突き合わせ部と裏板どうしの仮止め嵌合部を持った突合せ部との間に位置するが、それらの一方側に設けられた一方側突っ張り部と他方側に設けられた他方側突っ張り部とに互いに分かれた非連結部として、それらを接合端部に持つ表板および裏板の自由を拘束せずに自由端片であることを可能にして、自由端片を表裏バランスよく増設できるようにしながら、互いの突っ張り位置への組み合わせにて、各突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止めることができる。また、表板どうしの突き合わせ部および裏板どうしの突き合わせ部とが摩擦接合負荷が働く方向に対向し合う構成と、側方へずれ合う構成とが採用でき、側方へずれ合う構成では一方側突っ張り部と他方側突っ張り部との突っ張り位置が斜め配置となるのを利用して、一方側突っ張り部を有する一方の中空形材における表板の突き合わせ部と裏板の途中部とを連結した斜め配置の連結板と、他方側突っ張り部を有する他方の中空形材における裏板の端部と表板の途中とを連結した斜め配置の連結板とが、組み合わせ構造の突っ張り部と分担し合って摩擦接合負荷を受け止める支持構造、および正立三角形部と倒立三角形部とが交互に並ぶトラス構造が実現する。
One side provided on one hollow profile so that the stretched portion is combined with the stretched position at the time of abutment involving temporary fixing fitting between the front and back plates at the joint end of the pair of hollow profiles In a further configuration formed by the tension part and the other side tension part provided in the other hollow shape member,
The struts are located between the abutting part with the temporary fixing fitting part between the front plates and the abutting part with the temporary fixing fitting part between the back plates, but one provided on one side of them It is a free end piece without constraining the freedom of the front plate and the back plate having the joint end portion as a non-connecting portion separated from each other in the side stretch portion and the other side stretch portion provided on the other side. In this manner, the free end pieces can be added with a good balance between the front and back sides, and the friction joining load acting on each abutting portion can be received in combination with the tensioned positions. In addition, a configuration in which the butted portion of the front plates and the butted portion of the back plates face each other in the direction in which the friction welding load works and a configuration in which the side plates are displaced in the lateral direction can be adopted. Using the fact that the stretched position of the stretched portion and the stretched portion on the other side is obliquely arranged, the diagonally connecting the butted portion of the front plate and the middle portion of the back plate in one hollow profile having the one-side stretched portion The connecting plate of the arrangement and the connecting plate of the diagonal arrangement in which the end portion of the back plate and the middle of the front plate in the other hollow shape member having the other side tension part are shared with the tension part of the combination structure. A support structure that receives the frictional joint load and a truss structure in which upright triangle portions and inverted triangle portions are alternately arranged are realized.
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して用いることができる。 Further objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description and drawings. Each feature of the present invention can be used alone or in combination in various combinations as much as possible.
本発明の摩擦接合用の中空形材対によれば、一対の中空形材の接合端部間の表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とを摩擦接合するのに、各突き合わせ部の仮止め嵌合部が表裏板の自由端片による表裏でのバランスのとれた弾性変形を伴い嵌合し合って突き合わせ状態に簡単に仮止めして互いの位置に狂いやずれが生じるのを防止するのに併せ、各突き合わせ部ではそこに働く摩擦接合負荷を突っ張り部の突っ張りによって受け止めて、逃げのない適正な摩擦接合が行える。 According to the hollow shape material pair for friction joining of the present invention, each abutting portion is used to frictionally join the abutting portion between the front plates and the abutting portion between the back plates between the joining end portions of the pair of hollow shapes. The temporary fixing fitting part of the front and back plates are fitted together with balanced elastic deformations on the front and back sides, and they are simply temporarily fixed in the butted state, resulting in deviations and misalignments between each other. In addition to the prevention, the friction joining load acting on each butt portion is received by the butt of the butt portion, so that proper friction welding without escaping can be performed.
本発明の摩擦接合用の中空形材対に係る実施の形態につき、図1〜図6を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。 Embodiments according to the hollow profile pair for friction bonding of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 to provide an understanding of the present invention.
本実施の形態の摩擦接合用の中空形材対は、図1に示す例、図2に示す例、図3に示す例、図4に示す例、図5に示す例、図6に示す例のように、表裏の板1、2間が複数の連結板3によって連結されて1つ以上の中空部4を有する各種の中空形態とされた一対の中空形材11、12を備えている。一対の中空形材11、12は、互いの接合端部11a、12aどうしを摩擦接合、つまり摩擦攪拌接合ないしは摩擦攪拌溶接されるものどうしをいい、順次に摩擦接合して多数継ぎ足されていくときの摩擦接合される一対ずつを指している。従って、互いに同じものである必要もない。主としてそれら中空形材11、12はアルミニウム系金属、つまりアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる押出し形材であるが、特に、これに限られることはない。中空形材11、12は概ね表裏の板1、2が3〜5mm程度、連結板3が1.8〜2mm程度とするのが通常であるが、これに限られることはない。
The hollow profile pair for friction welding of the present embodiment includes the example shown in FIG. 1, the example shown in FIG. 2, the example shown in FIG. 3, the example shown in FIG. 4, the example shown in FIG. As described above, a pair of
図1に示す例、図2に示す例、図3に示す例、図4に示す例、図5に示す例、図6に示す例のいずれも、一方の中空形材11および他方の中空形材12はそれらにおける表裏の板1、2どうしを互いに突き合わせてそれらの矢印で示す面直角方向Aからの図示しない回転子の押し当てにより摩擦接合される前記接合端部11a、12aを有している。これら接合端部11a、12aに、表板1、1どうしの突き合わせ部13と、裏板2、2どうしの突き合わせ部14とで、それらの少なくとも表板1、1どうしの一方と裏板2、2どうしの一方とに連結板3から延びた自由端片21を有して突き合わさり、互いが突き合わせ方向に弾性嵌合して反突き合わせ方向に引っ掛かり合い一対の中空形材11、12を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部18、19と、表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14との間での、図1に示す例、図2に示す例、図4に示す例、図5に示す例、図6に示す例のような突っ張り部15による突っ張り、または、図3に示す例のような表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2の途中部13b間での突っ張り部16と裏板2、2どうしの突き合わせ部14と表板1の途中部14b間での突っ張り部17による突っ張りによって、前記各自由端片21の自由を阻害しないように位置して対応する表板1、1どうしまたはおよび裏板2、2どうしの突き合わせ部13、14に働く矢印Aで示す方向からの摩擦接合負荷を受け止めるようにしている。
The example shown in FIG. 1, the example shown in FIG. 2, the example shown in FIG. 3, the example shown in FIG. 4, the example shown in FIG. 5, and the example shown in FIG. The
このようにしていると、一対の中空形材11、12の接合端部11a、12aを、それらの少なくとも表板1、1どうしの一方と裏板2、2どうしの一方とに連結板3から延びた自由端片21を有して、突き合わせるのと同時に、表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14との仮止め嵌合部18、19が、それらの自由端片21の突っ張り部15、16、17による邪魔のない表裏でバランスのとれた弾性変形を伴い、突き合わせ方向に表裏で偏りなく嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことで、一対の中空形材11、12を図示する突き合わせ状態に簡単に仮止めし、摩擦接合時に一対の中空形材11、12どうしの突き合わせ状態に狂いやずれが生じるのを防止することができる。同時に、一対の中空形材11、12の接合端部11a、12aにおける図1に示す例、図2に示す例、図4に示す例、図5に示す例、図6に示す例のような表板1、1どうしの突き合わせ部13および裏板2、2どうしの突き合わせ部14間、または、図3に示す例のような表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2の途中部13b間での突っ張り部16および裏板2、2どうしの突き合わせ部14と表板1の途中部14b間での突っ張り部17の突っ張りによって、それら突き合わせ部13、14に働く摩擦接合負荷を受け止め、どの突き合わせ部においても逃げのない適正な摩擦接合が行われるようにする。
If it does in this way, connecting
これらの結果、一対の中空形材11、12の接合端部11a、12a間の表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14とを摩擦接合するのに、各突き合わせ部13、14の仮止め嵌合部18、19が表裏板1、2の自由端片21による表裏でのバランスのとれた弾性変形を伴い嵌合し合って突き合わせ状態に簡単に仮止めして互いの位置に狂いやずれが生じるのを防止するのに併せ、各突き合わせ部13、14ではそこに働く摩擦接合負荷を突っ張り部15、16、17の突っ張りによって受け止めて、逃げのない適正な摩擦接合が行える。なお、自由端片21の連結板3からの延び長さは、前記仮止め嵌合部18、19の嵌合が無理無く行えて、しかも、不用意には嵌合が外れない程度の弾性変形が得られる範囲が好適であり、例えば、表裏板1、2の厚みの5倍程度以上が1つの目安になるが、これに限られることはない。
As a result, in order to frictionally join the
図1に示す例、図2に示す例では、特に、中空形材11、12の接合端部11a、12aにおける表板1、1どうしの突合せ部13と、裏板2、2どうしの突合せ部14とに、一方の中空形材12における表板1および裏板1の連結板3から延びる自由端片21、21と、他方の中空形材11における表板1および裏板2の連結板3が突っ張り部15として位置する端部との間で、表裏の自由端片21、21の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って、一対の中空形材11、12を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部18、19を有したものとし、表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14とに働く摩擦接合負荷をそれら突き合わせ部13、14間の連結板3が突っ張り部15となって受け止めるようにしている。
In the example shown in FIG. 1 and the example shown in FIG. 2, in particular, the
これにより、表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14での仮止め嵌合部18、19が、突き合わせ方向に嵌まり合って反突き合わせ方向に引っ掛かり合うことが、一方の中空形材12における表板1および裏板2の連結板3から延びる自由端片21、21の表裏でバランスのとれた弾性変形にて偏りなくなされる。併せ、他方の中空形材11の連結板3が突っ張り部15をなして、表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14との間に同心関係で位置して、これら突き合わせ部13、14に働く摩擦接合負荷に対して偏りなく突っ張って十分に受け止め、どの突き合わせ部13、14においても表裏同じ位置にて逃げのない適正な摩擦接合が行われるようになる。
Thereby, the temporarily fixed
この結果、各突き合わせ部13、14間の連結板3は、突っ張り部15として働くものの、他の連結板3との配置や補強のバランスが採れやすく、構造が簡単で安価に実現する。また、突っ張り部15としての連結板3は場合により、図1に示す例のように他の位置の連結板3よりも厚くして支持強度を高められるし、図2に示す例のように中空の突っ張り部15とすると、摩擦接合熱を奪う蓄熱容量を大きくしたり、あまり重量化しないで摩擦接合負荷に対する支持強度を高められる。
As a result, although the connecting
図3に示す例、図6に示す例では、特に、一対の中空形材11、12の接合端部11a、12aにおける表板1、1どうしの突き合せ部13と、裏板2、2どうしの突き合せ部14とに、一方の中空形材12の表板1の連結板3から延びる自由端片21と他方の中空形材11における裏板2の連結板3が突っ張り部15をなして位置する端部との間、および他方の中空形材11における裏板2の連結板3から延びる自由端片21と一方の中空形材12における表板1の連結板3が突っ張り部15をなして位置する端部との間に、仮止め嵌合部18、19を有して、自由端片21、21の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って一対の中空形材11、12を突き合わせ状態に仮止めすることができ、併せ、表板1、1どうしの突き合わせ部13に働く摩擦接合負荷は、一方の中空形材11における表板1の突き合わせ部13と裏板2の途中部13bとの間に位置する連結板3がなす突っ張り部16の突っ張りによって、裏板2、2どうしの突き合わせ部14とに働く摩擦接合負荷は、他方の中空形材12の裏板2の突き合わせ部14と表板1の途中部14bとの間に位置する連結板3がなす突っ張り部17の突っ張りによって、それぞれ個々に受け止めることができる。
In the example shown in FIG. 3 and the example shown in FIG. 6, in particular, the
この結果、表板1、1どうしの突き合わせ部13と裏板2、2どうしの突き合わせ部14とを、図示するように摩擦接合負荷が働く方向に対して自由端片21を設けた長さに対応して左右に位置ずれした構成として、各突き合わせ部13、14での摩擦接合負荷を支持する突っ張り部15の配置が突き合わせ部13、14の位置ずれによって分散し、他の連結板3との配列バランスが取りやすいものとなる。
As a result, the
図4に示す例、図5に示す例、図6に示す例では、さらに、突っ張り部15が、一対の中空形材11、12の接合端部11a、12aにおける表板1、1どうし、裏板2、2どうしの仮止め嵌合部18、19での嵌合を伴なう突き合わせに際して、突っ張り位置に組合わさるよう一方の中空形材11に設けられた一方側突っ張り部15aと、他方の中空形材12に設けられた他方側突っ張り部15bとがなしている。これにより、突っ張り部15は、表板1、1どうしの仮止め嵌合部18を持った突き合わせ部13と裏板2、2どうしの仮止め嵌合部19を持った突合せ部14との間に位置するが、それらの一方側に設けられた一方側突っ張り部15aと他方側に設けられた他方側突っ張り部15bとに互いに分かれた非連結支持板3aとして機能し、それらを接合端部11a、12aに持つ表板1および裏板2の自由を拘束せずに自由端片21であることを可能にして、図4に示す例、図5に示す例のように自由端片21を表裏バランスよく増設、具体的には倍加できるようにしながら、互いの突っ張り位置への組み合わせにて、各突き合わせ部13、14に働く摩擦接合負荷を受け止めることができる。
In the example shown in FIG. 4, the example shown in FIG. 5, and the example shown in FIG. 6, the
また、表板1、1どうしの突き合わせ部13および裏板2、2どうしの突き合わせ部14とが、図4に示す例、図5に示す例のように摩擦接合負荷が働く方向に対向し合う構成と、図6に示す例の側方へずれ合う構成とが採用でき、図6に示す例の側方へずれ合う構成では一方側突っ張り部15aと他方側突っ張り部15bとの突っ張り位置が斜め配置となるのを利用して、一方側突っ張り部15aを有する一方の中空形材11における表板1の突き合わせ部13と裏板2の途中部13bとを連結した斜め配置の連結板3と、他方側突っ張り部15bを有する他方の中空形材12における裏板2の突き合わせ部14と表板1の途中部14bとを連結した斜め配置の連結板3とが、組み合わせ構造の突っ張り部15と分担し合って摩擦接合負荷を受け止める支持構造が実現するし、図7に示すような正立三角形部と倒立三角形部とが交互に並ぶトラス構造が実現する。
Moreover, the butting
このような組み合わせ突っ張り部15によっては、また、この嵌め合いでの一方側突っ張り部15aおよび他方側突っ張り部15bが突っ張り合う位置に進入する際に組み合わせ突っ張り部15に表板1および裏板2間の拡張作用を得て前記仮止め嵌合部18、19の嵌め合わせでの隙間をなくして摩擦接合時の逃げになるのを回避し摩擦接合が首尾よく達成されるようにすることができる。このような拡張をもたらしやすくするために図4に示す例、図5に示す例、図6に示す例では一方側突っ張り部15aと他方側突っ張り部15bとの突っ張り合い位置への進入境界部に、表板1および裏板2の面に平行な進入方向に対して傾斜した傾斜部15cを設けて、突っ張り合う位置への進入にさいして楔作用を営み組み合わせ突っ張り部15を拡張させるようにしている。また、この楔作用は一方側突っ張り部15aおよび他方側突っ張り部15bの突っ張り合い位置への進入初期の引っ掛かりや干渉無しに容易に突っ張り合い位置に進入できるようにして、しかも、その後の一層の進入によって前記組み合わせ突っ張り部15の拡張を生んで仮止め嵌合部18、19の隙間をなくす圧入状態が得られるようにする。特に、図6に示す例では、一方側突っ張り部15aおよび他方側突っ張り部15bは突っ張り位置への進入し合って後、突っ張り位置ではその進入方向に対して斜めの方向に突っ張り合う関係から、鉤型の突っ張り端部15d、15eを設けて、突っ張り合い位置から外れるのを防止している。
Depending on the combination struts 15, when the one side struts 15 a and the other side struts 15 b in this fitting enter the position where the struts are struggling, the combination struts 15 may be placed between the
一方、図5に示す例での、他方の中空形材12に設けた他方側突っ張り部15bは、表板1、裏板2の一方、具体例では表板1の裏面から断面鉤型に突出した部分として形成することで、他方の中空形材12の接合端部12aの表板1および裏板2の双方に自由端片21が得られるようにしているが、仮想線や破線で示すように表板1および裏板2間の連結板3の途中から突出したものとしても、一方の中空形材11の接合端部11aの表板1および裏板2に自由端片21が得られているので、嵌合部18、19での嵌合を困難にすることはない。また、仮想線で示すような位置の連結板3を組み合わせ突っ張り部15と併せても、2つの連結板3が隣接場合よりは局部的な高剛性化は軽減されるし、例え、それが有益でなく、問題になる程度の局部的な高剛性部をなす場合はそのような問題にならない位置にある破線や実線で示すような摩擦接合位置から適度に離れた連結板3から他方側突っ張り部15bを延ばすなどすれば対応できる。
On the other hand, in the example shown in FIG. 5, the other-
本発明は鉄道車両の構体などを形成するのに有効な摩擦接合用の中空形材対を提供し、その設計および摩擦接合作業に便宜を与えられる。 The present invention provides a pair of hollow members for friction welding that is effective for forming a structure of a railway vehicle and the like, and provides convenience in the design and friction welding operation.
1 表板
2 裏板
3 連結板
3a 非連結支持板
11 一方の中空形材
12 他方の中空形材
11a、12a 接合端部
13、14 突き合わせ部
13b、14b 途中部
15、16、17突っ張り部
15a 一方側突っ張り部
15b 他方側突っ張り部
18、19 仮止め嵌合部
21 自由端片
A 面直角方向
DESCRIPTION OF
Claims (4)
これら接合端部に、前記表板どうしの突き合わせ部と、裏板どうしの突き合わせ部とで、それらの少なくとも表板どうしの一方と裏板どうしの一方とに連結板から延びた自由端片を有して突き合わさり、互いが突き合わせ方向に弾性嵌合して反突き合わせ方向に引っ掛かり合い一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部と、
表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部との間での突っ張り、にて、
前記各自由端片の自由を阻害しないように位置して対応する表板どうしまたはおよび裏板どうしの突き合わせ部に働く摩擦接合負荷を受け止める突っ張り部と、
を設けたことを特徴とする摩擦接合用の中空形材対。 A pair of hollow shapes in which the front and back plates are connected to each other by a plurality of connecting plates to form a hollow combination, and the front and back plates are brought into contact with each other and frictionally joined by pressing the rotor from a direction perpendicular to the surface. Having a joined end,
At these joining end portions, there are free end pieces extending from the connecting plate at at least one of the front plates and one of the back plates at the butted portion between the front plates and the butted portion between the back plates. A temporary fitting part for elastically fitting each other in the abutting direction and hooking in the opposite abutting direction to temporarily fix the pair of hollow profiles in a butted state,
Brace between the abutting portion and the back plate each other in the butt portion of the table plate to each other, similar,
A striking portion that receives a frictional joint load that acts on the abutting portions of the corresponding front plates or the back plates, positioned so as not to impede the freedom of each free end piece;
A hollow profile pair for friction welding, characterized by comprising:
これら接合端部における表板どうしの突合せ部と、裏板どうしの突合せ部とに、一対の中空形材の一方における表板および裏板の連結板から延びる自由端片と、他方における表板および裏板の連結板が突っ張り部をなして位置する端部との間で、前記自由端片の弾性変形を利用して突き合わせ方向に嵌まり合い反突き合わせ方向に引っ掛かり合って、一対の中空形材を突き合わせ状態に仮止めする仮止め嵌合部を設け、
表板どうしの突き合わせ部と裏板どうしの突き合わせ部とに働く摩擦接合負荷をそれら突き合わせ部間の連結板が突っ張り部となって受け止めるようにしたことを特徴とする摩擦接合用の中空形材対。 A pair of hollow shapes in which the front and back plates are connected to each other by a plurality of connecting plates to form a hollow combination, and the front and back plates are brought into contact with each other and frictionally joined by pressing the rotor from a direction perpendicular to the surface. Having a joined end,
A free end piece extending from the front plate and the connecting plate of the back plate in one of the pair of hollow profiles, a butted portion between the front plates at the joining end portion, and a butted portion between the back plates, A pair of hollow members are fitted in the abutting direction and hooked in the opposite abutting direction using the elastic deformation of the free end piece between the end part where the connecting plate of the back plate is positioned as a tension part. A temporary fixing fitting part is provided to temporarily fix the
A pair of hollow members for friction bonding, characterized in that the friction bonding load acting on the butting portion of the front plates and the butting portion of the back plates is received by the connecting plate between the butting portions as a tension portion. .
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