JPH0796835A - 鉄道車両の台枠構造 - Google Patents
鉄道車両の台枠構造Info
- Publication number
- JPH0796835A JPH0796835A JP24424293A JP24424293A JPH0796835A JP H0796835 A JPH0796835 A JP H0796835A JP 24424293 A JP24424293 A JP 24424293A JP 24424293 A JP24424293 A JP 24424293A JP H0796835 A JPH0796835 A JP H0796835A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、高速で走行する鉄道車両に好適な台
枠に関するもので、高速化に伴う十分な耐圧構造を有
し、強度的信頼性の高い台枠を実現するものである。 【構成】本発明では、積層パネルで構成した床板７と横
梁５の結合部において、コア材１２の内側に補剛材１
４、１５を接合した構造とした。 【効果】本発明によれば、積層パネルの弱点である局部
的な面外の圧縮荷重に対する強度向上が図られ、十分な
耐圧性能を有する軽量な台枠を提供できる効果がある。
枠に関するもので、高速化に伴う十分な耐圧構造を有
し、強度的信頼性の高い台枠を実現するものである。 【構成】本発明では、積層パネルで構成した床板７と横
梁５の結合部において、コア材１２の内側に補剛材１
４、１５を接合した構造とした。 【効果】本発明によれば、積層パネルの弱点である局部
的な面外の圧縮荷重に対する強度向上が図られ、十分な
耐圧性能を有する軽量な台枠を提供できる効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の台枠構造に
係り、特に高速で走行する車両に好適な鉄道車両の台枠
構造に関するものである。
係り、特に高速で走行する車両に好適な鉄道車両の台枠
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の鉄道車両において、台枠は端梁お
よび側梁間を梯子状に結合した横梁と台車取付部の枕梁
で構成されている。台枠の上面には、一般に床板をなす
波板が長手方向に設けられている。台枠には、連結装置
を介して前後方向の衝撃荷重およびぎ装荷重、床下機器
などの死荷重と乗客荷重よりなる垂直荷重が作用する。
この構造例としては、例えば機械工学便覧、第１５編、
７９頁から８０頁（日本機械学会（１９７７)）に論じ
られている。また、アルミニウム製車体の例としては、
アルミニウム合金と車両の軽量化、総論、４６頁から４
８頁（産業研究所編（１９９０)）に論じられている。
よび側梁間を梯子状に結合した横梁と台車取付部の枕梁
で構成されている。台枠の上面には、一般に床板をなす
波板が長手方向に設けられている。台枠には、連結装置
を介して前後方向の衝撃荷重およびぎ装荷重、床下機器
などの死荷重と乗客荷重よりなる垂直荷重が作用する。
この構造例としては、例えば機械工学便覧、第１５編、
７９頁から８０頁（日本機械学会（１９７７)）に論じ
られている。また、アルミニウム製車体の例としては、
アルミニウム合金と車両の軽量化、総論、４６頁から４
８頁（産業研究所編（１９９０)）に論じられている。
【０００３】この構造において、台枠の枕梁間（車体の
中央部）の床板には、車端からの衝撃荷重（車両連結時
の荷重）の一部と垂直荷重が作用することになる。しか
し、最近の車両では高速化の傾向が著しく、それに伴っ
て構体に加わる荷重条件がますます厳しくなってきてい
る。特に、高い気密性能を要求される車両においては、
耐圧強度の高い構体としなければならず、従来の床板構
造では強度的に厳しくなる。さらに、高速化に対応し
て、軽量構造のものが要求される。
中央部）の床板には、車端からの衝撃荷重（車両連結時
の荷重）の一部と垂直荷重が作用することになる。しか
し、最近の車両では高速化の傾向が著しく、それに伴っ
て構体に加わる荷重条件がますます厳しくなってきてい
る。特に、高い気密性能を要求される車両においては、
耐圧強度の高い構体としなければならず、従来の床板構
造では強度的に厳しくなる。さらに、高速化に対応し
て、軽量構造のものが要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】車両の高速化に伴い、
車体の内外における気圧の変動差（トンネル内における
車両同士のすれ違い時に発生する）が大きくなる。そこ
で、上記の耐圧性能が要求される車両においては、十分
な強度を確保しなければならず、床板の強度を向上させ
るためには、横梁間隔を小さくするとともに、床板の剛
性も高くする必要があり、車体の軽量化を阻むという問
題が生じる。
車体の内外における気圧の変動差（トンネル内における
車両同士のすれ違い時に発生する）が大きくなる。そこ
で、上記の耐圧性能が要求される車両においては、十分
な強度を確保しなければならず、床板の強度を向上させ
るためには、横梁間隔を小さくするとともに、床板の剛
性も高くする必要があり、車体の軽量化を阻むという問
題が生じる。
【０００５】床板の剛性を向上させる一つの手段とし
て、軽量で、かつ、剛性の高いハニカム板を床板に適用
することが考えられる。この場合、ハニカム製床板と横
梁をいかにして合理的に結合するかが問題となる。
て、軽量で、かつ、剛性の高いハニカム板を床板に適用
することが考えられる。この場合、ハニカム製床板と横
梁をいかにして合理的に結合するかが問題となる。
【０００６】本発明の目的とするところは、十分な耐圧
強度を有し、強度的信頼性の高い鉄道車両の台枠構造を
提供することにある。
強度を有し、強度的信頼性の高い鉄道車両の台枠構造を
提供することにある。
【０００７】また、本発明の他の目的とするところは、
比較的薄い板材によって構成される積層パネルにおい
て、該パネル表面に設置される付加物を局部的に荷重が
集中することなく設置できる積層パネルを提供すること
にある。
比較的薄い板材によって構成される積層パネルにおい
て、該パネル表面に設置される付加物を局部的に荷重が
集中することなく設置できる積層パネルを提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、台枠の床板
材料として、溶接結合が可能なろう付けアルミニウム合
金製積層パネルを用い、このコア材と横梁の結合部にお
いて該コア材を補剛する部材をコア材の内側に配設する
ことにより、達成される。
材料として、溶接結合が可能なろう付けアルミニウム合
金製積層パネルを用い、このコア材と横梁の結合部にお
いて該コア材を補剛する部材をコア材の内側に配設する
ことにより、達成される。
【０００９】上記他の目的は、付加物が設置される位置
に一致させてコア材の開口部に補剛材を接合配置するこ
とにより、達成される。
に一致させてコア材の開口部に補剛材を接合配置するこ
とにより、達成される。
【００１０】
【作用】車体に圧力荷重が作用すると、台枠面では床板
に圧力荷重が作用し、床板を支持している横梁、側梁と
の間に支持反力が生じる。そのため、床板は横梁からそ
の接触面において、線荷重を受けることになる。一方、
積層パネルは面外曲げ剛性が高く、軽量であることが特
徴であるが、該パネルを構成する面板及びコア材は極端
な薄肉材で作られており、特にコア材にいたっては０．
１〜０．２mm程度の超薄肉板となっている。このような
積層パネルに面外からの局部的な圧縮荷重が作用する
と、この荷重を支えるコア材に大きな圧縮応力が発生
し、この値がコア材の座屈限界値を超えると、コア材が
塑性変形し、圧縮荷重の大きさによっては、圧潰するこ
とになる。
に圧力荷重が作用し、床板を支持している横梁、側梁と
の間に支持反力が生じる。そのため、床板は横梁からそ
の接触面において、線荷重を受けることになる。一方、
積層パネルは面外曲げ剛性が高く、軽量であることが特
徴であるが、該パネルを構成する面板及びコア材は極端
な薄肉材で作られており、特にコア材にいたっては０．
１〜０．２mm程度の超薄肉板となっている。このような
積層パネルに面外からの局部的な圧縮荷重が作用する
と、この荷重を支えるコア材に大きな圧縮応力が発生
し、この値がコア材の座屈限界値を超えると、コア材が
塑性変形し、圧縮荷重の大きさによっては、圧潰するこ
とになる。
【００１１】本発明では、前記積層パネル製の床板と横
梁が接触する範囲について、該パネルのコア材の内部に
補剛材を取付け、この局部荷重が作用する積層パネルの
座屈強度を向上させた構造とした。また、前記積層パネ
ルに付加物を設置する場合においても、該付加物の設置
位置に対応させてコア材内部に補剛材を接合配置し、該
補剛材によって付加物から作用する荷重を分散させて、
該積層パネルの座屈強度を向上させるものである。
梁が接触する範囲について、該パネルのコア材の内部に
補剛材を取付け、この局部荷重が作用する積層パネルの
座屈強度を向上させた構造とした。また、前記積層パネ
ルに付加物を設置する場合においても、該付加物の設置
位置に対応させてコア材内部に補剛材を接合配置し、該
補剛材によって付加物から作用する荷重を分散させて、
該積層パネルの座屈強度を向上させるものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
図１は本発明による台枠の一実施例を上面から見た平面
図である。同図において、１は台枠、２は端梁、３は側
梁、４は台車と結合される枕梁、５は側梁３間を結合す
る横梁、６は連結時の荷重を直接受ける中梁、７は床板
である。本構造では台枠全長のうち、枕梁４間において
横梁５の上面に積層パネルにより構成された床板７を全
面に敷きつめる方式である。
図１は本発明による台枠の一実施例を上面から見た平面
図である。同図において、１は台枠、２は端梁、３は側
梁、４は台車と結合される枕梁、５は側梁３間を結合す
る横梁、６は連結時の荷重を直接受ける中梁、７は床板
である。本構造では台枠全長のうち、枕梁４間において
横梁５の上面に積層パネルにより構成された床板７を全
面に敷きつめる方式である。
【００１３】次に、床板７と横梁５の結合構造について
述べる。図２は、図１のＡ部の詳細構造を拡大して示し
たものである。図３は積層パネルのうち、コア材の補剛
構造を示したもの、図４は図２のａ−ａ断面、図５は図
２のｂ−ｂ断面を示したものである。
述べる。図２は、図１のＡ部の詳細構造を拡大して示し
たものである。図３は積層パネルのうち、コア材の補剛
構造を示したもの、図４は図２のａ−ａ断面、図５は図
２のｂ−ｂ断面を示したものである。
【００１４】図２は積層パネルからなる床板７と横梁５
の結合構造部を示したもので、該床板７の上面から見た
平面図を示す。前記積層パネルは二枚一対の表材の間に
コア材および結合部材を配置し、該結合部材は前記コア
材の外周部に配置され、これらはろう付けにより接合さ
れている。床板７と横梁５が接触（重なり合う）する部
分には、ハニカム状をなす前記コア材１２の内側に補剛
材となる薄肉管１４を配設する。このコア材１２を補剛
する薄肉管１４と該コア材１２の結合は図３に示すとお
り、両者の間にろう材あるいは接着剤１６を入れ、互い
に面外変形を拘束するように結合する。この薄肉管１４
の肉厚は、床板７に作用する荷重の大きさにより適宣決
められる。同様に、コア材１２を補剛する薄肉管１４の
設置個数についても、上記荷重の大きさにより変化させ
てもよい。このコア材１２を補剛する幅については、横
梁５のフランジ幅より片側で１〜２セルの範囲（図２は
１セル分）程度とする。
の結合構造部を示したもので、該床板７の上面から見た
平面図を示す。前記積層パネルは二枚一対の表材の間に
コア材および結合部材を配置し、該結合部材は前記コア
材の外周部に配置され、これらはろう付けにより接合さ
れている。床板７と横梁５が接触（重なり合う）する部
分には、ハニカム状をなす前記コア材１２の内側に補剛
材となる薄肉管１４を配設する。このコア材１２を補剛
する薄肉管１４と該コア材１２の結合は図３に示すとお
り、両者の間にろう材あるいは接着剤１６を入れ、互い
に面外変形を拘束するように結合する。この薄肉管１４
の肉厚は、床板７に作用する荷重の大きさにより適宣決
められる。同様に、コア材１２を補剛する薄肉管１４の
設置個数についても、上記荷重の大きさにより変化させ
てもよい。このコア材１２を補剛する幅については、横
梁５のフランジ幅より片側で１〜２セルの範囲（図２は
１セル分）程度とする。
【００１５】横梁５と積層パネルの結合については、図
４に示す通り、横梁５のフランジ幅よりはみ出したコア
材１２を補剛する薄肉管１５の片面を積層パネルの表材
より突出させた部分１５’と該横梁５のフランジ端部と
で行う。この薄肉管１５が横梁５のフランジ幅と一部接
触する場合（図２のような場合）には、突出部１５’の
片側の一部を塑性加工し、この部分と横梁５のフランジ
とを溶接部１７を形成することにより結合する構造とす
る。
４に示す通り、横梁５のフランジ幅よりはみ出したコア
材１２を補剛する薄肉管１５の片面を積層パネルの表材
より突出させた部分１５’と該横梁５のフランジ端部と
で行う。この薄肉管１５が横梁５のフランジ幅と一部接
触する場合（図２のような場合）には、突出部１５’の
片側の一部を塑性加工し、この部分と横梁５のフランジ
とを溶接部１７を形成することにより結合する構造とす
る。
【００１６】次に、当該結合部の動作について説明す
る。車体に作用する荷重のうち、台枠１の床板７には垂
直等分布荷重と車体の内、外圧における気圧の変動差に
伴う圧力荷重が、強度的に厳しい荷重となる。特に、後
者の荷重が当該部の構造に大きく影響する。
る。車体に作用する荷重のうち、台枠１の床板７には垂
直等分布荷重と車体の内、外圧における気圧の変動差に
伴う圧力荷重が、強度的に厳しい荷重となる。特に、後
者の荷重が当該部の構造に大きく影響する。
【００１７】いま、床板７に内圧が作用した場合を考え
る。床板７に内圧が付加されると、床板７が横梁５間で
面外に変化する。いま、床板を対象に考えると、該床板
７はこの横梁５からの支持反力として、横梁５のフラン
ジ面（床板と横梁の接触面）より、一種の集中荷重（こ
の場合、線荷重）を受ける。そのため、床板７はこの接
触面において、面外からの大きな圧縮荷重を受けること
になる。
る。床板７に内圧が付加されると、床板７が横梁５間で
面外に変化する。いま、床板を対象に考えると、該床板
７はこの横梁５からの支持反力として、横梁５のフラン
ジ面（床板と横梁の接触面）より、一種の集中荷重（こ
の場合、線荷重）を受ける。そのため、床板７はこの接
触面において、面外からの大きな圧縮荷重を受けること
になる。
【００１８】本発明では、上述した通り横梁５との接触
部において、ハニカム状のコア材１２を薄肉管１４で補
剛する構造とした。このような構造を採用することによ
り、一般の積層パネルに比較して、耐圧性の高い床板７
とすることができる。さらに、床板７に前記積層パネル
を適用することにより、従来構造のものと比較して、軽
量で、耐圧強度の高い車体構造とすることができ、車体
全体として強度的信頼性も向上するという効果もある。
部において、ハニカム状のコア材１２を薄肉管１４で補
剛する構造とした。このような構造を採用することによ
り、一般の積層パネルに比較して、耐圧性の高い床板７
とすることができる。さらに、床板７に前記積層パネル
を適用することにより、従来構造のものと比較して、軽
量で、耐圧強度の高い車体構造とすることができ、車体
全体として強度的信頼性も向上するという効果もある。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、軽量で、高剛性の積層
パネルを床板として適用できるため、十分な耐圧性能を
有する軽量な台枠を提供できる効果がある。
パネルを床板として適用できるため、十分な耐圧性能を
有する軽量な台枠を提供できる効果がある。
【図１】本発明による台枠構造の一実施例を示した平面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ部の詳細構造を示した平面図である。
【図３】図２のコア材内に設置された補剛材の設置状況
を示した平面図である。
を示した平面図である。
【図４】図２のａ−ａ部断面である。
【図５】図２のｂ−ｂ部断面である。
１…台枠、３…側梁、５…横梁、７…床板、１１…面
板、１２…コア材、１３…縁材、１４、１５…補剛材、
１５’…突出部、１６…接合部、１７…溶接。
板、１２…コア材、１３…縁材、１４、１５…補剛材、
１５’…突出部、１６…接合部、１７…溶接。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴田 仁 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (3)
- 【請求項１】コア材の周囲に結合部材を配置し、該コア
材および結合部材を一対の表材間に設置してこれらをろ
う付けによって接合した積層パネルを、台枠上に設置し
た鉄道車両の台枠構造において、前記積層パネルの表材
に台枠をなす横梁を接合しており、前記積層パネルの横
梁設置位置に一致させて前記コア材の開口部に補剛部材
を接合配置したことを特徴とする鉄道車両の台枠構造。 - 【請求項２】金属性の表材，コア材および結合用部材と
から成り、前記芯材の両面に表材を配設し、かつ、該芯
材および表材の外周端に結合用部材を配置して、これら
をろう付けによって接合した積層パネルにおいて、積層
パネルの外側から表材の表面に取付けられる付加物の設
置位置に一致させて、該積層パネル内のコア材の内側に
補剛部材を配設したことを特徴とする積層パネル。 - 【請求項３】請求項２に記載の積層パネルにおいて、前
記補剛部材の少なくとも一部を前記表材の外部まで突出
させた構造としたことを特徴とする積層パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24424293A JPH0796835A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 鉄道車両の台枠構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24424293A JPH0796835A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 鉄道車両の台枠構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796835A true JPH0796835A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17115854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24424293A Pending JPH0796835A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 鉄道車両の台枠構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0796835A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1752424A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-14 | BOTTERO S.p.A. | Cutting table for cutting sheets of glass |
| WO2013150736A1 (ja) * | 2012-04-02 | 2013-10-10 | 川崎重工業株式会社 | 鉄道車両 |
| WO2021068498A1 (zh) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种轨道车辆枕梁、底架及底架焊接方法 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24424293A patent/JPH0796835A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1752424A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-14 | BOTTERO S.p.A. | Cutting table for cutting sheets of glass |
| WO2013150736A1 (ja) * | 2012-04-02 | 2013-10-10 | 川崎重工業株式会社 | 鉄道車両 |
| JP2013212762A (ja) * | 2012-04-02 | 2013-10-17 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 鉄道車両 |
| KR20140138906A (ko) * | 2012-04-02 | 2014-12-04 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | 철도 차량 |
| CN104203708A (zh) * | 2012-04-02 | 2014-12-10 | 川崎重工业株式会社 | 铁道车辆 |
| US9592839B2 (en) | 2012-04-02 | 2017-03-14 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Railcar |
| WO2021068498A1 (zh) * | 2019-10-08 | 2021-04-15 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种轨道车辆枕梁、底架及底架焊接方法 |
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