(57)【要約】【課題】  軽量化が可能であり、品質が向上する台車枠構造を提供する。【解決手段】  中空形材により横梁２０を構成する。横梁２０は一体成形されたフランジ２２，２３を有する。前記フランジ２２，２３にアルミ鍛造の機器取付受部材４０を摩擦攪拌接合方法により接合する。本構造とすることにより、高応力の発生する機器取付受部材の根元を母材とすることが可能となり、台車枠素材をアルミ化することが可能となることから、台車枠を軽量化できる。また溶接量が減少することから、台車枠品質が向上する。【選択図】        図４
2006168555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枕木方向に配置された横梁において、
前記横梁はアルミ合金製の中空形材によって構成されており、
該横梁は、レール方向に突出したフランジ部を有しており、
前記フランジ部に、アルミ鍛造にて製作された機器取付受部材を摩擦攪拌接合によって接合していること、
を特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項２】
請求項１において、前記フランジ部と機器取付け受け部材との接合は、摩擦攪拌接合による接合に替えてボルトで締結していること、
を特徴とする鉄道車両用台車枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用アルミ製台車枠に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
主に使用されている鉄道車両用の台車枠は、レール方向に配置された側梁と枕木方向に配置された横梁で構成されたＨ型構造が一般的となっている。
前記横梁には主に鋼製パイプが使用されており、主電動機やブレーキ装置を取り付けるための機器取付受部材が、溶接によって接合されている。前記機器取付受部材は鋼板を溶接で組み合わせた構造が主流となっている。
【０００３】
台車枠の軽量化を達成するために、台車枠全体をアルミ合金で製作することが考えられる。
下記の特許文献は、台車枠の側梁をアルミ合金のハニカム材で構成することを開示している。
【特許文献１】特公平７−５７６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鋼材製の台車枠にあっては、機器取付受部材と横梁とは溶接にて接合されており、受接合部および根元において応力が高くなることから、機器取付受部材と横梁との溶接部は重要継手となり強度が必要となる。
そのため従来の機器取付受部材や横梁は構造用鋼を使用しており、溶接部はグラインダなどによって仕上げを実施し、高応力に耐えられる構造としている。
【０００５】
しかし本構造の場合、台車枠素材は鋼製であることから、台車枠質量が大きくなり、軽量化が困難となっている。
また溶接部の仕上げを実施していることから、製作に多大な時間がかかることや、溶接部が多いことにより溶接欠陥が増えることから、台車枠品質の向上が困難である、という問題がある。
そこで本発明の目的は、アルミ合金材で構成される台車枠を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、枕木方向に配置された横梁において、前記横梁はアルミ合金製の中空形材によって構成されており、該横梁は、レール方向に突出したフランジ部を有しており、前記フランジ部に、アルミ合金製の鍛造にて製作された機器取付受部材を摩擦攪拌接合によって接合していること、によって道車両用台車枠を製作することによって、達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軽量化が可能であり、品質の向上する台車枠を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の実施例に係る台車枠の平面図、図２は、台車枠の側面図である。
全体を符号１で示す台車枠は、レール方向に配置される１対の側梁１０と、枕木方向に配置される２本の横梁２０を主要部材として構成される。
【０００９】
側梁１０の中央部には、車体との間に配置される空気バネの下面を支持するフランジ１２を含めて、各機器の取付用のフランジ等が設けられる。
側梁１０は、閉断面構造を有する角柱状のチャンネル部材であって、中央部には高さ寸法を大きくした横梁２０との連結部１４が形成される。
【００１０】
円筒形状の横梁２０は、この側梁１０の連結部を貫通し、摩擦攪拌接合手段による接合部Ｗで接合される。図２のＷは側梁１０の板部に摩擦攪拌接合した例を示している。摩擦攪拌接合部Ｗは円形になる。この摩擦攪拌接合部の終端は円形の外側又は内側で終了する。これは終端に円形の承継の穴が残るためである。
平行して配置される２本の横梁２０の間または、反対側（レール方向の横梁と横梁との反対側）には、補強用の部材３０や電動機等の機器取付受部材４０等が装備される。
【００１１】
図３は、本発明による横梁２０の斜視図である。横梁２０の素材は、アルミ合金を押出し成形することにより製作され、円筒状の本体２１と本体２１の外周部からレール方向へ延びる第１のフランジ部２２と第２のフランジ部２３を有する。フランジ部２２，２３は連続して押出し成形された素材を機械加工により不要部を切削除去したものである。フランジ部２２，２３と本体２１との接合部は上方から見ると図３に示すように円弧状である。一点鎖線部は除去するフランジである。
【００１２】
図４は、本発明の一実施例に係る横梁２０に対する機器取付受部材４０の接合手段を示す側面図、図５は平面図である。
機器取付受部材４０は、アルミ合金材を鍛造加工して製作され、枕木方向に延びる板状の第１の部材４１と、第１の部材４１の両端部から、横梁２０の第１のフランジ部２２側へ延びる第２の部材４２と、第２のフランジ部２３側へ延びる第３の部材４３を備える。
【００１３】
そして、横梁２０の第１のフランジ部２２と機器取付受部材４０の第２の部材４２の突き合せ部は、摩擦攪拌接合工具Ｔ１を用いて上方から摩擦攪拌接合され、摩擦攪拌接合部Ｗ１で接合される。摩擦攪拌接合方向は横梁２０の長手方向（枕木方向）に添っている。
この突き合せ部にあっては、機器取付受部材４０の第２の部材４２の先端部下方に段付部４２ａを設けて、第１のフランジ部２２の先端部に嵌合させて、摩擦攪拌接合工具Ｔ１の推力を受ける構造とする。
同様に、横梁２０の第２のフランジ部２３と、機器取付受部材４０の第３の部材４３の突き合せ部も、摩擦攪拌接合部Ｗ２により接合する。
【００１４】
機器取付受部材４０は、機器支持部４５や取付用マウント４６等を備える。そして、重量のある機器を取付けると、一般的にフランジ部２２，２３の根元Ｓ１，Ｓ２部で応力が高くなる。
本発明にあっては、応力の低い部位に接合部Ｗ１，Ｗ２が位置するように、フランジ部２２，２３の形状および寸法が選択される。
上述したように、フランジ部２２，２３は機械加工により削り出すので、その形状および寸法は自由に選択することができる。
【００１５】
本構造とすることにより、高応力の発生する受部材の接合部を母材で構成することが可能となる。また受部材の接合部は高応力部から離れた位置とすることが可能であることから、台車枠素材にアルミを適用することが可能となり、台車枠の質量を大幅に低減することが可能となる。機器取付受部材４０は従来、溶接鋼板構造としていたが、アルミ鍛造化することによって、受部材の質量が大幅に低減し、さらに溶接箇所が減少することから製作時間が大幅に減少し、台車枠品質が向上する。また溶接に摩擦攪拌接合方法を採用することにより、溶接による熱影響が小さくなることから、台車枠品質の向上が見込める。
【００１６】
図６は、本発明の他の実施例を示す側面図である。本実施例の横梁１２０は、円筒状の本体１２１と第１のフランジ部１２２、第２のフランジ部１２３を有する。第１のフランジ部１２２の上面には、本体１２１の長手方向に平行な方向に延びる凸部１２２ａが設けてある。
一方、機器取付受部材１４０は先の実施例と同様に、第１の部材１４１、第２の部材１４２、第３の部材１４３を有する。第２の部材１４２の下面には、第１のフランジ部１２２の凸部１２２ａに嵌合する凹部１４２ａが形成してある。
【００１７】
そこで、機器取付受部材１４０の第２の部材１４２の先端を、横梁１２０の第１のフランジ１２２に重ね合わせて凹部１４２ａと凸部１２２ａを嵌合させて、ボルト１５０とナット１６０を用いて機械的に結合する。
同様に、機器取付受部材１４０の第３の部材１４３の先端を横梁１２０の第２のフランジ部１２３と重ね合わせて、ボルト１５０とナット１６０を用いて機械的に結合する。
なお、ナット１６０の代りに、ヘリサートを使用してもよい。
【００１８】
横梁１２０の第１のフランジ部１２２に押出し成形された凸部１２２ａに、機器取付受部材１４５０の第２の部材１４２の下面の凹部１４２ａを嵌合してあるので、ボルト１５０が破断した場合においても、機器取付受部材１４０は横梁１２０から分離せず、安全が保たれる。
本図の構造とすることにより、さらに溶接量を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の台車枠の平面図。
【図２】本発明の台車枠の側面図。
【図３】本発明の横梁の斜視図。
【図４】本発明の一実施例の側面図。
【図５】図４の平面図。
【図６】本発明の他の実施例の側面図。
【符号の説明】
【００２０】
１  台車枠
１０  側梁
２０  横梁
２２，２３  フランジ
４０  機器取付受部材
【図１】
2006168555.tif 000003
【図２】
2006168555.tif 000004
【図３】
2006168555.tif 000005
【図４】
2006168555.tif 000006
【図５】
2006168555.tif 000007
【図６】
2006168555.tif 000008