JPH06293095A

JPH06293095A - パネル構造

Info

Publication number: JPH06293095A
Application number: JP8284193A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ohara; 守大原; Morishige Hattori; 守成服部; Hitoshi Tsuruta; 仁鶴田; Michifumi Takechi; 通文武市
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-21
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2551316B2

Abstract

(57)【要約】【目的】構成する各部材の接合を正確、かつ、十分に行
なうことにより、強度信頼性が確保できるパネル構造を
提供することにある。【構成】結合部材１５ａ，１５ｂは、必ず一体枠となる
よう溶接接合するか、または継材１６を入れて接合して
なるパネルである。また、表材１２，１３、ハニカムコ
ア１４も一括して接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両を含む船等の
輸送手段、建築等に用いられるパネル構造に係り、特に
パネル強度向上に好適なパネル構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られているハニカムパネルの
製造方法としては、例えば実公平２−３３９８０号、特
公平２−４２５８５号等が知られている。これらの製造
方法においては、アルミニウム箔、クラフト紙、プラス
チック等のシート状のコア素材を積層し、ろう材または
接着剤等の固着剤によって一定間隔をおいた位置で該コ
ア素材を千鳥状に固着して、これを積層方向に展張して
ハニカムコアを形成し、このハニカムコアの表裏面に面
板を固着することによって平板状のハニカムパネルを製
造している。

【０００３】一方、軽合金製のろう付ハニカムを用いた
パネル構造としては、特開平３−９０４６８号が知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、鉄道車両の高速
化の要求が高まっている。鉄道車両の高速化にともな
い、軌道破壊や走行時における騒音の増大や動力費の増
加等の問題が生じる。これらの問題を解決するために
は、鉄道車両の走行速度に応じた軽量化が必要である。
従来、鉄製構体および軽合金製構体においては、外板部
材および骨部材の薄肉化による軽量化が図られている
が、部材の強度および剛性の面から軽量化の限界があ
る。また、外板部材に軽合金製のハニカムパネルを用
い、骨部材との溶接構造を採用したものがあるが、車体
断面の曲率の変化する箇所やパネルの接合部において局
部的に応力が集中し、補強部材を必要とするため軽量化
の妨げになることがあった。

【０００５】鉄道車両が高速でトンネル内を走行する
際、車内外圧力差が急激に変化することが知られてい
る。特に、車両同志がトンネル内ですれ違う場合には、
大きな圧力変動が短時間に発生する。２００ｋｍ／ｈ以
上の高速で走行する車両は、このような圧力変動に対し
て、構体の剛性を図ると共に、軽量化を図ることは相反
する関係にあり、実現性に困難であった。

【０００６】また、ハニカムパネルを各種構造部材とし
て用いる場合には、構成される構造物のデザイン或いは
強度確保の観点から該ハニカムパネル自体が曲面状に形
成されていることが要求されるが、力の流れを考えた形
状になっていないのが現状であった。

【０００７】また、パネル同士を接合した場合、相手パ
ネルに力を伝達する結合部材がパネル自体をなす他の結
合部材等に対して適確、かつ、十分に接合されてないと
表材２枚のみしか力を伝達しないこととなる。さらに、
ハニカムコアの接合部分の剥離或いはハニカムコア自体
の座屈などが発生することが予想される。このことも、
剛性および強度確保の点から好ましくない。

【０００８】本発明の第一の目的は、結合部材同士の接
合部を完全に一体化して強度低下を防止し得るパネル構
造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明は交差して配置される結合部材の二方
向のうち主である一方向が曲線状をなし、他方向が直線
状をなしたものにおいて、それらの接合端を溶接等によ
り一体化し、接合面の表面を平滑に仕上て、表材との接
合を容易にした構成を特徴とするものである。

【００１０】また、前記第２の目的を達成するために、
本発明は交差する二方向部材間にクラッド材を入れ、部
材と芯材間にもクラッド材を入れて接合することを特徴
としたものである。

【００１１】

【作用】本発明のパネル構造においては、部材間の構成
部材に変形或いは接合部の剥離等が生じることがなく、
強度の均一な構造が得られる。

【００１２】また、成形型の上に表材、複数の芯材およ
び表材を、各表材の二次曲面が部材間に薄いクラッド材
を入れ加圧接合するだけで製作できることから、煩雑な
作業もなく容易に製作することができる。さらに、表
材、複数のコア素材および表材は、それぞれ独立した状
態で相互に位置決めされるので、各コア素材よりなるハ
ニカムコアの厚さが曲面を成した状態で一定になること
から、標準化が図れる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜５により説明す
る。この実施例は、ろう付アルミハニカムの例である。
図２は本発明によって得られた鉄道車両へのパネル構造
採用の一実施例を示し、図１は図２に示した車両のパネ
ル構造図であり、図３は図２におけるパネル構造の平面
図である。同図において、１は鉄道車両の構体であり、
側構体２、台枠３、屋根構体４および妻構体５から構成
されている。

【００１４】パネル１１は直交する二方向のうち一方向
が直線状であって他方向が曲線状に形成されている。二
次曲面に形成された二枚の表材１２、１３と、その間に
配置される芯材であるハニカムコア１４およびパネル同
志を接合する為の接合部材１５ａ，１５ｂとから構成さ
れる。前記ハニカムコア１４は、薄い板状素材のハニカ
ムを二分割した台形状に予め成形し、複数の該コア素材
によって構成される。前記複数のコア素材１４は、連続
した台形部の頂部を背中合わせにするように互いに配置
される。この状態で、該コア素材は前記表材１３の曲面
内側に載せられ、上に表材１２を載せてろう付される。

【００１５】前記パネル１１をアルミニウム合金で構成
する場合、前記表材１２，１３としてはその板厚が１．
０前後〜数ｍｍ程度、ハニカムコア１４としては０．２
〜数ｍｍ程度のものを用いる。なお、前記実施例の場
合、表材１３よりも表材１２の板厚を厚くしている。

【００１６】このような構成において、その製作方法を
前記表材１２，１３およびハニカムコア１４がアルミ合
金製であって、接合剤としてアルミニウム合金製ろう材
を用いた例について説明する。まず、表材１２および１
３は、それぞれ所定の曲率半径Ｒ₀、Ｒ₁の二次曲面にロ
ール等により成形される。但し、表材自体の板厚が薄く
曲線半径が比較的大きい場合等の条件によっては、該表
材が自身で撓むので事前の前記成形を行なわなくても良
い。しかし、予め成形しておくほうが製作精度および作
業性の点では有利である。前記表材１２、１３のパネル
内面側すなわちハニカムコア１４と接する片面には、ろ
う材がロール圧延にて圧着されている。ハニカムコア１
４をなすコア素材は薄板を切断し、かつ、ハニカムをな
す台形状に順次折り曲げ加工される。又、結合材１５
ａ、１５ｂは初めから正規のパネル完成時の寸法にて溶
接部１６を形成することにより接合し、表材１２，１３
と当る溶接面は平滑に仕上られる。このようにして各構
成材料は製作され、これらを型材等に入れて、ろう付接
合しパネルを製作する。

【００１７】結合部材１５ａ，１５ｂで枠を最初からパ
ネル完成時の正規寸法に製作しておくことにより、前記
表材１２，１３およびハニカムコア１４は、それぞれ独
立した状態で位置決めされるため、それぞれに無用な外
力が作用することがなく、個々の変形がない状態あるい
は最小限の状態で相互に接合される。したがって、ハニ
カムパネル１１として完成した状態で、外力を受けた際
に各構成部材がそれぞれ力を負担することになり、局部
的に応力が集中することがなく強度を均一化することが
できる。このことは、パネル全体の強度向上につなが
る。また、結合部材１５ａ、１５ｂで枠が作成されるた
め、ハニカムコア１４に変形を生じさせることなく容易
に接合させることができる。パネル完成時の最終寸法に
て前記結合部材１５ａ，１５ｂが接合されているため、
ハニカムコア１４を含めたパネル構成部材が完成時の最
終的な位置に位置決めされるため、相互の位置関係に無
理がなく、パネルとして精度のよいものを製作すること
ができる。また、表材１２，１３のそれぞれの表面に生
じる歪みを最小限に抑えることができる。

【００１８】さらに、表材１２，複数のコア素材および
表材１３は、それぞれ独立した状態で相互に位置決めさ
れるので、各コア素材よりなるハニカムコア１４の厚さ
が曲面を成した状態で一定になることから、パネル厚さ
を高い精度で均一化でき、標準化が図れるとともに各種
作業の機械化も容易となる。

【００１９】次に、本発明の他の実施例を図５により説
明する。同図において、前記一実施例と同一符号は同一
部材を示すものである。１７は結合部材１５ａ，１５ｂ
間に設置された継材である。該継材１０は結合部材１５
ａ，１５ｂおよびハニカムコア１４に対してろう付によ
り接合される。すなわち、継材１７はその両表面にろう
材をクラッドしたもので結合部材１５ａと結合部材１５
ｂとの間に配置することにより、実質的に両者を接合す
るものである。また、継材１７は結合部材１５ａ，１５
ｂとハニカムコア１４とを接合するものである。

【００２０】このような構成によれば、パネル１１は全
体にろう付されることにより、全体の剛性向上にもな
り、各部材の板厚を薄くすることも出来て軽量化にもつ
ながる。前記各実施例においては、コア素材をハニカ
ムすなわち六角形を二分割した台形状に形成した例につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、コア素材を四角形等の他の連続形状に形成しても同
様な効果を達成することができる。また、前記実施例に
おいては、パネルに一つの二次曲面を形成した例につい
て説明したが、前記二次曲面をその曲面を順次逆方向に
連続形成して波形断面をなすパネルを形成することもで
きる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、部材同志を強固に枠組
されたことにより、パネルの信頼性が向上され、常に強
度の均一なパネルを提供することができる。

【００２２】また、本発明によれば、クラッド材である
継材をコア素材および結合材間に入れてろう付接合する
ことにより、煩雑な作業を必要とせず容易にパネルを製
作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパネル構造の一実施例を示す部分
断面斜視図である。

【図２】図１に示したパネルを用いて構成される鉄道車
両の車体を示す斜視図である。

【図３】図１に示したパネルの全体構造を示す正面図で
ある。

【図４】図３にしめしたパネルの側面図である。

【図５】本発明によるパネル構造の他の実施例を示す部
分断面斜視図である。

【符号の説明】

１…構体、２…側構体、３…台枠、４…屋根構体、５…
妻構体、１１…パネル、１２，１３…表材、１４…ハニ
カムコア、１５ａ，１５ｂ…結合部材、１６…溶接部、
１７…継材。

フロントページの続き (72)発明者武市通文茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軽合金製の表材、芯材、枠材及び結合部材
とから成り、前記芯材の両面に表材を配置し、該芯材お
よび表材の外周部に結合部材を配置して、これをろう付
によって接合してなるパネル構造において、前記外周部
に配置される結合部材同志を溶接にて接合するととも
に、表材とろう付される面の前記溶接部の表面を平滑に
形成して、前記表材間に配置して接合したことを特徴と
するパネル構造。
【請求項２】請求項１記載のパネル構造において、前記
芯材を片側のみにろう材をクラッドしたものとし、各芯
材をそのろう材クラット面が交互になるように配置した
ことを特徴とするパネル構造。
【請求項３】請求項１記載のパネル構造において、前記
結合部材に接合される部材と該結合部材との間に、両表
面にろう材をクラットした両面クラット材を配置して接
合することを特徴とするパネル構造。