JPH04237667A - ろう付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、ろう付アルミニウム・ハニカム
パネルを用いた構造体の継手構造に係り、特に、ろう付
アルミニウム・ハニカムパネルを溶接して形成する筒形
構造体の溶接継手に関するものである。

【０００２】

【背景技術】近年、二枚の面板間にハニカム状のコアを
挟んで一体にろう付接合せしめてなるサンドイッチ構造
のアルミニウム・ハニカムパネルが開発され、その軽量
性や高強度特性に着目して、各種構造体への適用が検討
されている。

【０００３】特に、高速化を可能にする軽量化が望まれ
る鉄道車両構体の如き筒形構造体を上記のようなろう付
アルミニウム・ハニカムパネルを用いて構成することは
、望ましいことと考えられる。蓋し、鉄道車両構体の軽
量化を図るべく、それをアルミニウム製としても、従来
では、それはアルミニウム押出材や圧延板材の組立品で
構成されているところから、押出材の板厚低減にも限度
があり、また、圧延法にて得られる極薄板を用いる場合
にあっては、骨材を緻密に配置する必要があって、何れ
にしても、その軽量化には限界があったからである。

【０００４】ところで、このようなアルミニウム・ハニ
カムパネルにおいては、その軽量化のために、面板は可
及的に薄い板材にて構成されているところから、そのよ
うなハニカムパネルの端部同士を突き合わせ、その面板
部位を直接に溶接にて接続せしめても、当該溶接部位の
強度信頼性に欠け、また、溶接作業性においても著しい
困難を伴うものであった。

【０００５】一方、本願出願人の一人は、先に、実開平
１−１０２３１８号公報において、アルミニウム・ハニ
カムパネルの端末に継手用型材を嵌合せしめて、ろう付
固定し、その継手用型材を介して、隣接するハニカムパ
ネルに接続するようにした構造を明らかにした。しかし
ながら、そこでは、そのようなアルミニウム・ハニカム
パネル、特に、その接合部における補強材の設置を可能
ならしめる構造については、何等明らかにされておらず
、また、パネルの高さ（厚さ）以上の隣接部材に対する
接続を可能ならしめる構造についても、実開昭６２−１
１１８３７号公報において明らかにした考案もあるが、
突き合わせ接合に関しては、何等明らかにするものでは
なかった。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、ろう付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた構造
体において、ハニカムパネルの溶接作業性と強度信頼性
とを向上せしめつつ、接続部における補強材の配設を容
易に行ない得、また、パネル高さ以上の高さを有する隣
接部材に対する接続も、容易に可能ならしめる有効な継
手構造を提供することにある。

【０００７】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、二枚のアルミニウム面板間にアルミニ
ウム・ハニカムコアが挟まれると共に、周縁部にアルミ
ニウム枠材が配置され、且つそれら面板、ハニカムコア
及び枠材が一体にろう付せしめられてなる基準パネルの
複数枚を、対向するそれぞれの端部において突き合わせ
て接合することによって、大面積の板状体を成すアルミ
ニウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造にお
いて、該アルミニウム・ハニカムパネルの周縁部に位置
する面板部分及び枠材に対して、隣接部材への溶接継手
部を有した縁材を溶接、固定せしめ、該アルミニウム・
ハニカムパネルを前記溶接継手部を介して隣接部材に溶
接により接合せしめたことを特徴とするろう付アルミニ
ウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造を、そ
の要旨とするものである。さらに、本発明は、前記ろう
付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手
構造において、前記縁材は、前記枠材とによって閉断面
構造を形成する形状としたことを特徴とするろう付アル
ミニウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造を
も、その要旨とするものである。

【０００８】

【実施例・作用】以下、本発明を更に具体的に明らかに
するために、本発明の実施例について、図面を参照しつ
つ、詳細に説明することとする。

【０００９】先ず、図１には、本発明におけるろう付ア
ルミニウム・ハニカムパネルを与える基準パネルの一例
が分解して示されており、また図２には、そのような基
準パネルの断面図が示されている。それらの図において
、基準パネル２は、略矩形の平板形状を呈し、表裏二枚
の面板４，６間にハニカム構造のコア８が挟まれて、一
体にろう付されてなると共に、その周縁部（四方の辺部
）には、押出型材からなるコ字型断面の枠材１０が配置
され、共に、ろう付されて一体とされており、これによ
り、溶接されるべき端部面板部分が厚肉とされてなる構
造となっている。なお、かかる面板４，６、コア８およ
び枠材１０は、何れもアルミニウム若しくはその合金か
ら形成されており、一般に、アルミニウムブレージング
シートを用い、それをコルゲート成形して得られた帯状
のハニカム形成材を、面板４，６間において、ハニカム
構造を与えるように並べて組み付けると共に、四周に枠
材１０を配置せしめた状態において、ろう材の溶融温度
以上に加熱することにより、複数のハニカム形成材をろ
う付け一体化せしめて、ハニカムコア８と為すと共に、
該ハニカムコア８と面板４，６および四周の枠材１０と
を同時に一体ろう付することによって、基準パネル２が
完成されている。

【００１０】そして、このような基準パネル２は、その
複数枚が組み合わされて、一枚の大面積の板状体として
、目的とする構造体を構成するためのろう付アルミニウ
ム・ハニカムパネルとされるのである。

【００１１】すなわち、例えば、図３および図４に示さ
れるように、所定大きさの基準パネル２の複数枚（ここ
では８枚）が、その対向するそれぞれの端部において突
き合わされ、図５に示されるように、端部の面板部分（
４，６）および枠材（１０）のコ字型端部同士を溶接せ
しめることにより、更に大面積の大板たるハニカムパネ
ル１２とされる。

【００１２】ところで、このような大板たるハニカムパ
ネル１２を用いて構成される構造体にあっては、例えば
鉄道車両構体である場合においては、かかるハニカムパ
ネル１２は、２ｍ×６ｍの如き大面積の板状体として用
いられるところから、そのような構造体にあっては、ハ
ニカムパネル１２を受ける補強材としての骨材が適宜に
配される必要がある。而して、ハニカムパネル（１２）
を単に基準パネル２のみにて構成した場合にあっては、
そのような骨材を薄い面板にて構成されるパネル面上に
配設することは、強度確保や溶接信頼性確保が容易にで
きないところから、骨材の配設が困難となり、また、ハ
ニカムパネル間に骨材を配設するにしても、パネルの高
さ以上の高さを有する骨材に対して、ハニカムパネルの
端部をそのまま突き合わせ接合することは困難であった
。また、パネルの高さ以上の高さを有する枠材を同時に
ろう付することは治具の設計も複雑となり、工業的には
不可能である。

【００１３】このため、本発明にあっては、図３および
図４に示されるハニカムパネル１２において、例えば図
６に示されるように、その四辺の周縁部に位置する面板
部分（４，６）および枠材（１０）に対して、該枠材（
１０）との間において矩形箱形状の閉断面構造を形成す
るアルミニウム押出型材からなる縁材１４ａを溶接固定
せしめるようにしたのである。即ち、この縁材１４ａは
、そのコ字状断面部分１６において、ハニカムパネル１
２の周縁部に位置する面板部分（４，６）と、コ字状枠
材１０との間において、溶接せしめられて、箱形の強固
な閉断面構造を形成する一方、かかるコ字状断面部分１
６から外方に延びるアーム部１８の端部において、隣接
部材（例えば、他のハニカムパネル）に溶接されて、接
続せしめられるようにされるのである。従って、このよ
うな縁材１４ａを設けた継手構造においては、そのよう
な縁材１４ａと枠材１０との間において形成される箱形
の閉断面構造部分において、Ｚ形型材等の骨材を有利に
配設することができるのである。

【００１４】また、図７に示されるように、隣接部材た
る骨材の高さに対応する、ハニカムパネル１２よりも高
さの高い縁材１４ｂを用いて、そのコ字状部分１６に対
して、ハニカムパネル１２の端部面板部分（４，６）お
よび枠材１０を溶接せしめて、同様な箱形の閉断面構造
を形成するようにすれば、継手部分における強度信頼性
を充分に確保しつつ、所望の骨材をハニカムパネル１２
の端部に有利に配置せしめることができるのである。

【００１５】要するに、上記のように、アルミニウム・
ハニカムパネル１２の周縁部に、所定の縁材１４ａまた
は１４ｂを溶接、固定せしめて、かかるハニカムパネル
１２の周縁部に位置する面板部分（４，６）および枠材
１０との間において、閉断面構造を形成せしめたものを
用い、かかる縁材１４ａまたは１４ｂを介して、ハニカ
ムパネル１２を隣接部材に溶接により接続せしめるよう
にすれば、かかる縁材１４ａまたは１４ｂを利用して、
補強材の配設が有利に行なわれ得ることとなるのであり
、また、隣接部材との溶接が、縁材１４ａまたは１４ｂ
を介して行なわれ、ハニカムパネルを直接に隣接部材に
溶接せしめるものではないところから、溶接作業性や強
度信頼性の向上も有利に図られ得るのである。

【００１６】また、図８〜図１３には、本発明が好適に
適用される筒形構造体である鉄道車両構体の一例が示さ
れている。即ち、図８には、目的とする鉄道車両構体を
構成するために、各種のろう付アルミニウム・ハニカム
パネル１２を組み合わせて、車両屋根部２０および車両
側壁部２２，２２がそれぞれ形成されている。なお、２
４は、車両側壁部２２を構成するハニカムパネル１２の
適数箇所に設けられた窓部である。また、図９には、車
両構体を構成すべく、上記図８の如く組み合わされる、
ハニカムパネル１２を支持する補強部材としての骨材の
配設構造が示されており、そこにおいて、２６は、桁材
としての軒桁であり、また、２８は、下台枠受はりに相
当する長土台であって、それら軒桁２６や長土台２８は
、継手としても機能している。また、３０は、アルミニ
ウム・ハニカムパネル１２同士の接続部に設けられる補
強リブであり、更に３２は、それぞれのハニカムパネル
１２上に、適宜に立設、配置せしめられる中間リブであ
る。なお、かかる軒桁２６、長土台２８、補強リブ３０
および中間リブ３２は、何れも、アルミニウム押出型材
からなるものである。

【００１７】そして、このように、図８に示される如き
アルミニウム・ハニカムパネル１２の組み合わせを、図
９に示される如き骨材配設形態において支持せしめて、
構成してなる車両構体において、そのハニカムパネル１
２の継手部は、図１１や図１２に示される形態となって
いるのである。要するに、図１１は、ハニカムパネル１
２同士の接続構造を示すものであって、それは、図１０
に示される形態を経て、完成されることとなる。即ち、
図１０に示される如く、アルミニウム・ハニカムパネル
１２の周縁部に設けられた縁材１４ａのアーム部１８を
、隣接部材たる他方のアルミニウム・ハニカムパネル１
２の周縁部に設けた縁材１４ａのアーム部１８と突き合
わせて、溶接せしめた後、それぞれのハニカムパネル１
２，１２の周縁部に形成された箱形の閉断面構造（枠材
１０＋コ字状部分１６）上に、補強部材たるＺ型材を、
すみ肉溶接手法により、それぞれ溶接、固定せしめて、
立設し、更にそれらＺ型材３４，３４の突き合わせ部を
溶接せしめて、強固な閉断面構造とすることにより、そ
れらアルミニウム・ハニカムパネル１２，１２の接続部
に強固な補強リブ３０を形成するのである。また、かか
る補強リブ３０を構成するＺ型材３４，３４のハニカム
パネル１２に対する溶接固定は、各ハニカムパネル１２
の周縁部に形成された枠材１０および縁材１４ａのコ字
状部分１６から構成される矩形の閉断面構造に対して為
されるものであるところから、充分な溶接強度が確保さ
れると共に、厚肉部に対する溶接となるところから、溶
接作業性においても、著しく優れたものとなるのである
。

【００１８】また、アルミニウム・ハニカムパネル１２
と軒桁２６との接続に際しては、かかる軒桁２６が、一
般に、ハニカムパネル１２よりも高さの高いものとなる
ところから、図１２に示されるように、ハニカムパネル
１２の周縁部には、かかる軒桁２６の高さに対応する縁
材１４ｂが溶接固定せしめられ、この高さの高い縁材１
４ｂに対して、軒桁２６が、溶接せしめられ、これによ
って、そのような高さの異なる軒桁２６に対するハニカ
ムパネル１２の有効な接続が可能となったのである。

【００１９】さらに、車両構体を構成するハニカムパネ
ル１２の面上には、補強部材としても機能をするＺ型材
３２が、中間リブとして、車両の横断方向に延びるよう
に延設されることとなるが、そのようなＺ型材３２は、
図１３に示されるように、ハニカムパネル１２を構成す
る基準パネル２同士の接続部に形成されたコ字形枠材１
０からなる箱形（矩形）の閉断面構造上にすみ肉溶接し
て、立設するようにすれば、作業性の良い、すみ肉溶接
が実現され得、且つ強固な断面の構造が実現され得るの
である。

【００２０】以上、本発明の実施例について詳述したが
、本発明が、そのような具体例にのみ限定して解釈され
るものでは決してなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、本発明には、当業者の知識に基づいて、種々
なる修正、変更、改良等を加えることができ、そして、
そのような態様のものが、何れも、本発明の範疇に含ま
れるものであることが理解されるべきである。

【００２１】例えば、本発明において、ろう付アルミニ
ウム・ハニカムパネルを形成する基準パネルの周縁部に
ろう付配置される枠材の形状（実開平１−１０２３１８
号公報）や、そのような枠材のハニカムパネル周縁部に
位置するものに対して溶接せしめられる縁材の形状につ
いては、例示の他にも、各種のものが採用され得ること
は言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従うろう付アルミニウム・ハニカムパネルを用いた構
造体の継手構造によれば、ハニカムパネルの周縁部に設
けた枠材との間において強固な閉断面構造を形成する縁
材を介して、かかるハニカムパネルが隣接部材に溶接さ
れて接続せしめられるものであるために、溶接作業性や
強度信頼性が有利に向上され得ると共に、そのような縁
材を利用して、補強部材の配設が有利に行なわれ得、ま
た、ハニカムパネルよりも高さの高い隣接部材に対して
も、有利に接続せしめられ得ることとなるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるろう付アルミニウム・ハニカム
パネルを与える基準パネルの一例を示す分解図である。

【図２】図１に示される基準パネルの断面説明図である
。

【図３】本発明において用いられるろう付アルミニウム
・ハニカムパネルの一例を示す平面図である。

【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】図３におけるＶ−Ｖ断面拡大説明図である。

【図６】図３におけるＶＩ−ＶＩ断面拡大説明図である
。

【図７】異なる形状の縁材を溶接固定してなる、図６に
相当する拡大断面説明図である。

【図８】本発明が適用された鉄道車両構体におけるろう
付アルミニウム・ハニカムパネルの組み合わせ形態を示
す説明図である。

【図９】図８に示される鉄道車両構体を構成するろう付
アルミニウム・ハニカムパネルを支持する骨材の配設形
態を示す説明図である。

【図１０】図８におけるろう付アルミニウム・ハニカム
パネル同士を接続するに際して、それぞれのハニカムパ
ネル端部の縁材同士を溶接した状態を示す断面説明図で
ある。

【図１１】ろう付アルミニウム・ハニカムパネル同士の
接続部の構造を示すものであって、図８におけるＸＩ−
ＸＩ断面に相当する図である。

【図１２】図８における車両屋根部を構成するろう付ア
ルミニウム・ハニカムパネルと軒桁との接続部の構造を
示すものであって、図８におけるＸＩＩ　−ＸＩＩ　断
面に相当する図である。

【図１３】図９に示される中間リブのろう付アルミニウ
ム・ハニカムパネル面上における配設形態を説明する、
図８におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面に相当する図であ
る。

【符号の説明】

２　　基準パネル　　　　　　　　　　　　　　４，６
　　面板８　　ハニカムコア　　　　　　　　　　　　
１０　　枠材１２　　ろう付アルミニウム・ハニカムパ
ネル１４ａ，１４ｂ　　縁材　　　　　　　　１６　　
コ字状断面部分１８　　アーム部　　　　　　　　　　
　　　　２０　　車両屋根部２２　　車両側壁部　　　
　　　　　　　　　２４　　窓部２６　　軒桁　　　　
　　　　　　　　　　　　　　２８　　長土台３０　　
補強リブ　　　　　　　　　　　　　　３２　　中間リ
ブ３４　　Ｚ型材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　二枚のアルミニウム面板間にアルミニ
   ウム・ハニカムコアが挟まれると共に、周縁部にアルミ
   ニウム枠材が配置され、且つそれら面板、ハニカムコア
   及び枠材が一体にろう付せしめられてなる基準パネルの
   複数枚を、対向するそれぞれの端部において突き合わせ
   て接合することによって、大面積の板状体を成すアルミ
   ニウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造にお
   いて、該アルミニウム・ハニカムパネルの周縁部に位置
   する面板部分及び枠材に対して、隣接部材への溶接継手
   部を有した縁材を溶接、固定せしめ、該アルミニウム・
   ハニカムパネルを前記溶接継手部を介して隣接部材に溶
   接により接合せしめたことを特徴とするろう付アルミニ
   ウム・ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のろう付アルミニウム・
   ハニカムパネルを用いた構造体の継手構造において、前
   記縁材は、前記枠材とによって閉断面構造を形成する形
   状としたことを特徴とするろう付アルミニウム・ハニカ
   ムパネルを用いた構造体の継手構造。