(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のフランジと、そのフランジが長手方向に沿って縁部に設けられるウェブとを備える梁において、
中立軸と交わりつつ、前記ウェブの全長の１／３の長さに構成される中央領域と、その中央領域の両側にある前記ウェブの端部から前記ウェブの全長の１／３の長さまでの端部領域とのそれぞれに穿設される複数の主軽減孔と、
その主軽減孔より開口面積が小さく形成されると共に、前記中央領域には穿設されず、前記中立軸を避けて前記端部領域に穿設されている前記主軽減孔間の前記端部領域に穿設される副軽減孔とを備えていることを特徴とする梁。
【請求項２】
前記中央領域に穿設される主軽減孔のピッチ又は間隔は、前記端部領域に穿設される主軽減孔のピッチ又は間隔よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の梁。
【請求項３】
前記中央領域に穿設される主軽減孔のピッチ又は間隔は、前記端部領域に近いものが前記端部領域より遠いものより大きく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の梁。
【請求項４】
前記梁は、人や貨物の輸送に利用される輸送用機器に用いられる輸送用機器用梁であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、梁に関し、特に、強度や剛性を確保しつつ軽量化できる梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
梁に鉛直荷重が加わることにより、梁に曲げモーメントが生じる。この曲げモーメントにより、梁の断面の上側は圧縮を受ける一方、下側は引張を受ける。この圧縮と引張の境界（中立軸）では曲げ応力が０となる。この特性を利用して、フランジ（水平の板要素）とウェブ（鉛直の板要素）とを備える梁の軽量化が図られている。
【０００３】
ここで、図４及び図５を参照して、軽量化された従来の梁１１について説明する。図４（ａ）は従来の梁１１の側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における梁１１の断面図である。また、図５は図４（ａ）の対称中心線ｓから端部１３ａまでの梁１１の側面図である。なお、図４（ａ）では、ウェブ１３に穿設された孔部１４の記載を省略している。
【０００４】
図４に示すように、梁１１は、板状のフランジ１２と、そのフランジ１２が長手方向に沿って縁部に設けられるウェブ１３とを備えており、断面形状が略Ｃ形の溝形鋼で構成されると共に、フランジ１２及びウェブ１３の端部１３ａが他の構造部材１００に固定される両端固定梁として構成されている。また、図５に示すように、梁１１は、ウェブ１３の長手方向に亘って、円形の孔部１４が一定のピッチＰで中立軸ａに複数穿設されている。また、孔部１４は直径がウェブの高さ（図５上下方向寸法）の約１／２に設定されており、孔部１４の中心が中立軸ａ上に位置している。上述したように、中立軸ａでは曲げ応力が０であるから、中立軸ａを通る孔部１４をウェブ１３に複数穿設することにより、梁１１に必要な強度および剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【０００５】
しかしながら、孔部１４のピッチを狭くしすぎると、梁１１の強度や剛性が損なわれるおそれがあるため、一般に孔部１４のピッチＰは、孔部１４の直径の２倍以上とされている。このため、中立軸ａに孔部１４を穿設する軽量化には一定の限界があった。
【０００６】
また、梁の軽量化を図る他の技術が特許文献１に開示されている。ここで、図６を参照して、特許文献１に開示される技術について説明する。図６は特許文献１に開示される従来の梁２１の側面図である。梁２１は、フランジ２２が長手方向に沿って設けられるウェブ２３に、ウェブ２３の高さ（図６上下方向寸法）を一辺とする仮想の正方形２３ｂが均等に割り付けられ、この正方形２３ｂの対角線２３ｃを避けて同一形状（開口面積が同一）の孔部２４ａ，２４ｂが正方形２３ｂの中に４つずつ穿設されている。特許文献１に開示される技術では、仮想の正方形２３ｂの対角線２３ｃを避けてウェブ２３に孔部２４ａ，２４ｂを穿設することにより、梁２１は中立軸ａに交わって穿設される孔部２４ａと、中立軸ａを避けて穿設される孔部２４ｂとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３０２８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、中立軸ａに穿設される孔部２４ａと、中立軸ａを避けて穿設される孔部２４ｂとは同一の形状であり、開口面積も同一である。このように構成される梁２１において、フランジ２２の上面に鉛直荷重をかける場合を本発明者が検討したところ、重量が従来の梁１１（図５参照）と同等であるにも関わらず、最大応力が大きくなることがわかった。このため、強度や剛性が損なわれるおそれがあり、梁の軽量化方法としては不適切であるという問題点があった。
【０００９】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、強度や剛性を確保しつつ軽量化できる梁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、請求項１記載の梁は、板状のフランジと、そのフランジが長手方向に沿って縁部に設けられるウェブとを備えるものであって、中立軸と交わりつつ、前記ウェブの全長の１／３の長さに構成される中央領域と、その中央領域の両側にある前記ウェブの端部から前記ウェブの全長の１／３の長さまでの端部領域とのそれぞれに穿設される複数の主軽減孔と、その主軽減孔より開口面積が小さく形成されると共に、前記中央領域には穿設されず、前記中立軸を避けて前記端部領域に穿設されている前記主軽減孔間の前記端部領域に穿設される副軽減孔とを備えている。
【００１１】
【００１２】
請求項２記載の梁は、請求項１記載の梁において、前記中央領域に穿設される主軽減孔のピッチ又は間隔は、前記端部領域に穿設される主軽減孔のピッチ又は間隔よりも小さく設定されている。
【００１３】
請求項３記載の梁は、請求項２に記載の梁において、前記中央領域に穿設される主軽減孔のピッチ又は間隔は、前記端部領域に近いものが前記端部領域より遠いものより大きく設定されている。
【００１４】
請求項４記載の梁は、請求項１から３のいずれかに記載の梁において、前記梁は、人や貨物の輸送に利用される輸送用機器に用いられる輸送用機器用梁である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の梁によれば、主軽減孔が、曲げ応力が０となるウェブの中立軸に交わるように穿設されている。曲げモーメントが作用する断面の応力は中立軸に近いほど小さいので、中立軸に交わるように主軽減孔を穿設することにより、曲げモーメントに対して必要な強度および剛性を確保することができる。また、主軽減孔によってウェブを開口させることにより、梁を軽量化できる。さらに、副軽減孔が中立軸を避けてウェブに穿設されているので、主軽減孔に加えて穿設された副軽減孔の分だけ、従来の梁より軽量化できる。
【００１６】
即ち、中立軸に主軽減孔を穿設する軽量化には一定の限界があるところ、中立軸を避けて副軽減孔が穿設されているので、主軽減孔に加えて穿設された副軽減孔の分だけ軽量化できる。また、曲げモーメントが作用する断面では、断面係数が小さいほど発生する最大応力が大きくなるところ、中立軸を避けて穿設された副軽減孔の開口面積を主軽減孔より小さくすることにより、開口面積が同一の孔部が中立軸と中立軸以外の部位とに穿設された従来の梁に比較して、断面係数を大きくできる。これにより、断面の最大応力を低下させることができ、強度および剛性が低下することを防止できる。よって、必要な強度および剛性を確保しつつ軽量化できる効果がある。
【００１７】
また、副軽減孔は、ウェブの端部からウェブの全長の１／３の長さまでの端部領域に穿設されているので、強度および剛性を確実に確保でき信頼性を向上できる効果がある。
【００１８】
即ち、両端固定梁では、ウェブの端部は他の構造部材に固定されるので、ウェブの端部に、梁中央部にかかる曲げモーメントとは逆向きの曲げモーメント（いわゆる「材端曲げモーメント」）が生じる。この材端曲げモーメントにより、ウェブの端部付近では中立軸の上側の断面は引張を受ける一方、中立軸の下側は圧縮を受ける。そのため、鉛直荷重による曲げモーメントは材端曲げモーメントに相殺されて、ウェブの端部からウェブの全長の１／３の長さまでの端部領域は、せん断方向の荷重が支配的となる。この端部領域では、中立軸に対して斜交する方向に荷重が伝わる（荷重の流れがある）ため、主軽減孔間ではフランジ近傍ほど応力が小さくなる。この応力が小さくなる主軽減孔間の部位に副軽減孔を穿設することにより、強度および剛性が低下することを防止できる。
【００１９】
さらに、主軽減孔は、中央領域および端部領域のそれぞれに穿設されているので、ウェブの全長に亘る開口度を上げて梁を軽量化できる。
【００２０】
請求項２記載の梁によれば、請求項１記載の梁の奏する効果に加え、中央領域に穿設された主軽減孔のピッチ又は間隔は、端部領域に穿設された主軽減孔のピッチ又は間隔よりも小さく設定されているので、中央領域の主軽減孔による開口度を上げることにより、さらに軽量化できる効果がある。
【００２１】
即ち、中央領域は端部領域より曲げモーメントが大きく、せん断方向の荷重の寄与が小さい。このため、中立軸に設ける主軽減孔のピッチや間隔を小さく設定しても、強度および剛性が低下することを抑制できる。従って、主軽減孔よって中央領域の開口度を上げることにより、さらに軽量化を図ることができる。
【００２２】
請求項３記載の梁によれば、請求項２に記載の梁の奏する効果に加え、端部領域に近づくにつれ、中央領域でもせん断方向の荷重の寄与が次第に大きくなるため強度および剛性が低下し易くなるが、端部領域に近い主軽減孔のピッチ又は間隔が、端部領域より遠い主軽減孔のピッチ又は間隔より大きく設定されているので、中央領域の強度および剛性が低下することを抑制できる効果がある。
【００２３】
請求項４記載の梁によれば、請求項１から３のいずれかに記載の梁の奏する効果に加え、梁は人や貨物の輸送に利用される輸送用機器に用いられる輸送用機器用梁であるので、輸送用機器の軽量化を図ることができるため、輸送用機器を移動させるのに要するエネルギー消費量を抑制することができ、省エネルギー性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態における梁が適用される鉄道車両の構体構造の一例を示す斜視図である。
【図２】対称中心線から端部までの梁の側面図である。
【図３】図２のＩＩＩで示す部分を拡大して示した梁の部分拡大図である。
【図４】（ａ）は従来の梁の側面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線における梁の断面図である。
【図５】図４（ａ）の対称中心線から端部までの梁の側面図である。
【図６】特許文献１に開示された従来の梁の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における梁が適用される鉄道車両の構体構造の一例を示す斜視図である。鉄道車両の構体Ｓは、台枠Ｕの両側に立設される左右の側構体Ｆと、台枠Ｕの前後に立設される妻構体Ｅと、側構体Ｆ及び妻構体Ｅに架設される屋根構体Ｒとを主に備えて構成されている。台枠Ｕは、長手方向に配設される側梁Ｕ１と、その側梁Ｕ１に端部が固定されて側梁Ｕ１間に横設される横梁としての梁１と、それら側梁Ｕ１及び梁１に載置された床受け板Ｕ２とを主に備えて構成されている。これにより、床受け板Ｕ２から鉛直荷重が梁１に加わるように構成されている。
【００２６】
次に、図２を参照して梁１について説明する。図２は対称中心線ｓから端部３ａまでの梁１の側面図である。梁１は、板状のフランジ２と、そのフランジ２が長手方向に沿って設けられるウェブ３とを備えており、断面形状が略Ｃ形の溝形鋼で構成されている。ウェブ３の端部３ａは側梁Ｕ１に固定されており、梁１は両端固定梁として構成されている。
【００２７】
ウェブ３は、長手方向に亘って、一定のピッチ（後述する主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの直径の約２倍の距離）で、中立軸ａに交わりつつ穿設された円形または長円状の複数の主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを備えている。主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇは中心が中立軸ａ上に位置している。中立軸ａでは曲げ応力が０であるから、中立軸ａを通る主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇをウェブ３に複数穿設することにより、梁１に必要な強度および剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【００２８】
ウェブ３は、ウェブ３の端部３ａからウェブの全長の１／３の長さまでの端部領域Ｒ１と、端部領域Ｒ１を両側に有しウェブ３の全長の１／３の長さの中央領域Ｒ２とに区分される。ウェブ３の端部領域Ｒ１には円形の主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが穿設されている。なお、主軽減孔４ｄは端部領域Ｒ１と中央領域Ｒ２との境界に中心が位置しているので、主軽減孔４ｄは端部領域Ｒ１と中央領域Ｒ２とに穿設されていると考える。
【００２９】
主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは同一の直径で形成されており、主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの直径はウェブ３の高さ（図２上下方向寸法）の約１／２に設定されている。また、主軽減孔４ａはウェブ３の端部３ａから間隔Ｓ１をあけて穿設されている。
【００３０】
ここで、主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは同一径で形成されているので、同一ピッチで穿設された主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間の間隔は、同一の間隔Ｓ２となる。なお、間隔Ｓ１は間隔Ｓ２より大きな値（Ｓ１＞Ｓ２）とされる。ウェブ３の端部３ａ付近は比較的大きなせん断力を受けるので、端部３ａ付近に主軽減孔を設けないことにより強度を確保するためである。
【００３１】
ウェブ３の中央領域Ｒ２には円形または長円状の主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇが穿設されている。主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇの直径（長円状の主軽減孔４ｆ，４ｇの場合は、ウェブ３の高さ方向の短径）は同一であり、ウェブ３の高さの約１／２に設定されている。主軽減孔４ｆ，４ｇは長円状に形成されているので、同一ピッチで穿設された主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ間の間隔Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の関係は、Ｓ３＞Ｓ４＞Ｓ５となる。また、主軽減孔４ｃ，４ｄ，４ｅは同一径の円形に形成されているので、間隔Ｓ３は間隔Ｓ２と同一である。従って、中央領域Ｒ２に穿設された主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇの内、主軽減孔４ｅ，４ｆの間隔Ｓ４、主軽減孔４ｆ，４ｇの間隔Ｓ５は、端部領域Ｒ１に穿設された主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの間隔Ｓ２よりも小さく設定されている。
【００３２】
このように、中央領域Ｒ２に穿設された主軽減孔４ｅ，４ｆの間隔Ｓ４、主軽減孔４ｆ，４ｇの間隔Ｓ５は、端部領域Ｒ１に穿設された主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの間隔Ｓ２よりも小さく設定されているので、中央領域Ｒ２の主軽減孔４ｅ，４ｆ，４ｇによる開口度を上げることができる。これにより、均等な間隔で主軽減孔が穿設される場合よりも軽量化できる。また、中央領域Ｒ２は曲げモーメントの寄与が大きいことから、曲げ応力が０の中立軸ａに交わるように主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを穿設することにより、中央領域Ｒ２の強度および剛性が低下することを抑制しつつ軽量化できる。
【００３３】
さらに、端部領域Ｒ１に近い主軽減孔４ｅの主軽減孔４ｄとの間隔Ｓ３が、端部領域Ｒ１より遠い主軽減孔４ｅ，４ｆの間隔Ｓ４、主軽減孔４ｆ，４ｇの間隔Ｓ５より大きく設定されているので、中央領域Ｒ２の強度および剛性が低下することを抑制できる。これは、端部領域Ｒ１に近いほど材端曲げモーメントの影響を受けて、鉛直荷重の寄与が中央領域Ｒ２でも次第に大きくなるところ、端部領域Ｒ１に近い主軽減孔４ｅの主軽減孔４ｄとの間隔Ｓ３を、端部領域Ｒ１より遠い主軽減孔４ｆと主軽減孔４ｅとの間隔Ｓ４より大きく設定することにより、端部領域Ｒ１に近い中央領域Ｒ２の鉛直荷重に抗する強度および剛性が低下することを抑制できるからである。
【００３４】
次に、ウェブ３の端部領域Ｒ１には、主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇより開口面積の小さな副軽減孔５が、中立軸ａを避けて主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間に穿設されている。副軽減孔５の形状は円形であり、その直径は主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇの直径または短径の約１／２に設定されている。副軽減孔５は、ウェブ３の高さ方向に並んで主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間に穿設されており、並設された副軽減孔５の中心を結ぶ直線が中立軸ａと直交するような位置に設けられている。
【００３５】
ここで、中立軸ａに交わるように複数の主軽減孔だけを穿設する軽量化には、主軽減孔のピッチに制約があるため一定の限界があるところ、梁１は中立軸ａを避けて副軽減孔５が穿設されているので、主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇに加えて穿設された副軽減孔５の分だけ軽量化を図ることができる。また、曲げモーメントが作用する断面では、断面係数が小さいほど発生する最大応力が大きくなるところ、中立軸ａを避けて穿設された副軽減孔５の開口面積を主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇより小さくすることにより、開口面積が同一の孔部２４ａ，２４ｂ（図６参照）が中立軸ａと中立軸ａ以外の部位とに穿設された従来の梁２１に比較して、断面係数を大きくできる。これにより、断面の最大応力を低下させることができ、強度および剛性が低下することを防止できる。よって、必要な強度および剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【００３６】
次に、端部領域Ｒ１に作用する力について説明する。梁１はウェブ３の端部３ａが側梁Ｕ１に固定され、両端固定梁として構成されている。そのため、ウェブ３の端部３ａには梁中央部にかかる曲げモーメントとは逆向きの曲げモーメント（いわゆる「材端曲げモーメント」）が生じる。この材端曲げモーメントにより、ウェブ３の端部３ａ付近では中立軸ａの上側の断面は引張を受ける一方、中立軸の下側は圧縮を受ける。そのため、鉛直荷重による曲げモーメントは材端曲げモーメントに相殺されて、端部領域Ｒ１では、せん断方向の荷重が支配的となる。
【００３７】
このせん断方向の荷重について、図３を参照しながら説明する。図３は、図２のＩＩＩで示す部分を拡大して示した梁の部分拡大図である。なお、図３において、荷重が伝わる方向（荷重の流れ）を矢印で示している。
【００３８】
端部領域Ｒ１では、鉛直荷重による曲げモーメントは材端曲げモーメントに相殺されて、せん断方向の荷重が支配的となる。この荷重は、図３に矢印で示すように、中立軸ａに対して斜交する方向（本実施の形態では中立軸ａに対して約３５°の方向）に伝わる（荷重の流れがある）。これにより、端部領域Ｒ１の主軽減孔４ｂ，４ｃ間では、中央領域Ｒ２（図２参照）とは異なり、フランジ２近傍ほど応力が小さくなる。この応力が小さくなる部位３ｂは、中立軸ａの上側および下側に存在する。そこで、この応力が小さくなる部位３ｂ（主軽減孔４ｂ，４ｃ間のフランジ２寄りのウェブ３）に、主軽減孔４ｂ，４ｃの開口面積よりも小さな副軽減孔５を穿設することにより、梁１の強度および剛性が低下することを防止できる。このように、せん断方向の荷重が支配的となる端部領域Ｒ１に副軽減孔５を設けることにより、梁１の強度および剛性を確実に確保でき信頼性を向上できる。
【００３９】
また、主軽減孔４ｂ，４ｃのピッチ（主軽減孔４ｂ，４ｃの中心間の距離）は、ウェブ３の高さ方向（図３上下方向）に並設された副軽減孔５のピッチ（副軽減孔５の中心間の距離）より大きく設定されている。これにより、端部領域Ｒ１のウェブ３の強度および剛性を確保することができ、主軽減孔４ｂ，４ｃ間のウェブ３（部位３ｂ）がせん断方向の荷重によって破損することを防止できる。
【００４０】
この梁１を、鉄道車両の構体Ｓ（図１参照）の台枠Ｕに適用することにより、構体Ｓを軽量化することができるため、鉄道車両を移動させるのに要するエネルギー消費量を抑制することができ、その結果、省エネルギー性を向上させることができる。
【００４１】
次に、上述のように構成される梁（以下「本発明品」と称す）を両端固定梁として、フランジの上面に均等に荷重を負荷したときの最大応力を計算した。以下、その計算結果について説明する。なお、本発明品は以下の構成とされている。
【００４２】
梁（本発明品）：断面形状が略Ｃ形の溝形鋼、主軽減孔：中心が中立軸ａに位置する円形、主軽減孔の直径：ウェブの高さの１／２、主軽減孔のピッチ：主軽減孔の直径の２倍、副軽減孔：端部領域Ｒ１の主軽減孔間の中央で中立軸ａの上側および下側に穿設、副軽減孔の直径：主軽減孔の直径の１／２、副軽減孔と中立軸ａとの間隔：副軽減孔の半径と同じ距離。
【００４３】
また、比較のため、副軽減孔が穿設されていない梁１１（図５参照）（以下「従来品１」と称す）を両端固定梁として、フランジ１２の上面に均等に荷重を負荷したときの最大応力を計算した。但し、本発明品と従来品１とは、副軽減孔の有無のみが異なり、他の構成については同一構成とされている。
【００４４】
さらに、比較のため、特許文献１に開示される梁２１（図６参照）（以下「従来品２」と称す）を両端固定梁として、フランジ２２の上面に均等に荷重を負荷したときの最大応力を計算した。但し、従来品２は、本発明品が備える主軽減孔および副軽減孔に代えて、孔部２４ａ，２４ｂが穿設されている点が相違する。なお、従来品２が備える孔部２４ａ，２４ｂは以下の構成とされており、以下に記載されていない構成については、本発明品と同一構成とされている。
【００４５】
従来品２における孔部２４ａ及び孔部２４ｂの直径：本発明品の副軽減孔の直径と同じ、孔部２４ａ（中心が中立軸ａに位置する）のピッチ：孔部２４ａの直径の２倍、孔部２４ｂの穿設位置：孔部２４ａ及び孔部２４ｂの中心を直線で結んでできる形状が正方形となる位置。
【００４６】
以上のように構成される本発明品、従来品１及び従来品２に、同一の大きさの荷重を負荷した場合の最大応力および重量を計算した。その計算結果（従来品１の最大応力および重量を１としたときの換算値）は、表１に示すとおりであった。
【００４７】
【表１】
0005389578.tif 000002
表１に示す計算結果によれば、本発明品の最大応力は従来品１とほぼ同等であり、さらに従来品２より著しく低減できることが容易に理解できる。このことから、本発明品の強度や剛性は、従来品２より著しく大きく、かつ従来品１と同等であると推察される。また、梁の重量について検討すれば、本発明品は従来品１に副軽減孔を設けているから、副軽減孔の分だけ従来品１より軽量にできることを容易に理解できる。具体的には、本発明品は従来品１と比較して、重量を７％削減できることがわかった。以上のことから本発明品によれば、従来品１および従来品２と比較して、強度や剛性を確保しつつ軽量化できることが明らかである。
【００４８】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４９】
上記実施の形態では、梁１が、略Ｃ形の断面形状の溝形鋼で構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の部材に適用することは当然可能である。他の部材としては、例えば、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、Ｚ形鋼等の各種形鋼が挙げられる。また、形鋼に限られるものではなく、曲げ加工や溶接等により鉄板や鋼板などでフランジ及びウェブが形成された部材に適用することも可能である。
【００５０】
上記実施の形態では、梁１が、鉄道車両の構体Ｓの台枠Ｕにおいて、側梁Ｕ１に端部が固定されて側梁Ｕ１間に横設される横梁として適用される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、軽量化が要求される他の構体に適用することは当然可能である。他の構体としては、例えば、航空機、船舶等の輸送用機器の構体が挙げられる。
【００５１】
上記実施の形態では、主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇのピッチを同一にして、主軽減孔４ｆ，４ｇを、長径がウェブ３長手方向に沿う長円状とすることにより、主軽減孔４ｄ，４ｅの間隔Ｓ３と、主軽減孔４ｅ，４ｆの間隔Ｓ４と、主軽減孔４ｆ，４ｇの間隔Ｓ５との関係をＳ３＞Ｓ４＞Ｓ５とする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを同一径の円形として、主軽減孔４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇのピッチを次第に小さくすることも可能である。この場合も、中央領域の主軽減孔による開口度を上げることができ、さらなる軽量化を図ることができる。また、端部領域Ｒ１に近い中央領域Ｒ２の強度および剛性が低下することを抑制できる。
【００５２】
上記実施の形態では、主軽減孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇの形状が円形または長円状で、副軽減孔５の形状が円形の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の形状を採用できることは当然可能である。他の形状としては、角部がなく応力集中が生じ難い形状であれば、特に制限なく採用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１                                        梁
２                                        フランジ
３                                        ウェブ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ  主軽減孔
５                                        副軽減孔
ａ                                        中立軸
Ｒ１                                      端部領域
Ｒ２                                      中央領域
【図１】
0005389578.tif 000003
【図２】
0005389578.tif 000004
【図３】
0005389578.tif 000005
【図４】
0005389578.tif 000006
【図５】
0005389578.tif 000007
【図６】
0005389578.tif 000008