(57)【要約】      （修正有）【課題】中空形材により構成される鉄道車両の改良を図る。【解決手段】ビレット１００は、境界線Ｃ１を挟んで強度の低い材料１１０と、強度の高い材料１２０が積層された構造を有する。このビレット１００を押出加工して得られる中空形材１５０は、境界線Ｃ１を挟んで異なる強度特性を備えることができる。車体５００は、側構５１０、屋根構５２０、妻構５３０、台枠５４０から構成されている。このうち、側構５１０および屋根構５２０は、中空形材をその幅方向に複数枚並べて接合することによって、構成されている。側窓５１５を構成する中空形材として、前記中空形材１５０を用いることにより、側構５１０の見栄え向上と、軽量化が図れる。側窓５１５を構成する中空形材１５０の吹寄せ部５１６に相当する部分および窓開口部の周囲に相当する部分を強度の高い材料で構成し、反対側の車体長手方向に連続した部分を強度の低い材料で構成する。【選択図】図２−１
2005161918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側構と、屋根構と、妻構と、台枠とからなる鉄道車両の車体において、
前記側構および屋根構を、押出し成形された中空形材によって構成しており、前記中空形材は、その押出し方向を車体の長手方向に一致させて配置されており、前記中空形材は、強度の高い材料と強度の低い材料とから構成されており、前記中空形材の強度の高い材料によって構成された部分を車体の外表面側に設置したことを特徴とする鉄道車両の車体。
【請求項２】
側構と、屋根構と、妻構と、台枠とからなる鉄道車両の車体において、
前記側構を押出し成形された中空形材によって構成しており、前記中空形材は、その押出し方向を車体の長手方向に一致させて配置されており、前記中空形材は、強度の高い材料と強度の低い材料とから構成されており、前記中空形材の強度の高い材料によって、側窓開口部の周囲および吹寄部を構成していることを特徴とする鉄道車両の車体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空形材を用いて構成される鉄道車両の車体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アルミ合金製のビレットを押出加工することによって、平行する２枚の板材をトラスで連結した構造を有する中空形材を製作することが行われている。この中空形材は、例えば、鉄道車両の構体の材料として使用される。
【０００３】
図３は、一般の押出加工を示すもので、押出加工用の金型は開口部１１を有するダイス１２を含む複数のユニット１４，１６等で構成され、マンドレル１８等を装備する。
材料であるビレット３０は、大きな圧力Ｐ１で金型１０に押し込まれ、中空形材５０として押出される。
【０００４】
この中空形材５０は、平行する２枚の板材５２，５４がトラス５６で連結された構造を有する。
この中空形材５０を製作するためのビレット３０は、同一材料が用いられており、第１の板材５２の板厚寸法Ｔ１は均一であり、第２の板材５４の板厚寸法Ｔ２も均一である。同様にトラス５６の板厚寸法Ｔ３も均一となる。
【０００５】
例えば、下記の特許文献１は、２種類の材料を共通の金型に圧入して押出加工を行うことを開示している。
【特許文献１】特開平１１−３４２４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、２種類又はそれ以上の異種材料を組合わせることによって、各部分の強度を目的に合わせて変化させた中空形材を用いて車体を構成し、その軽量化と見栄えを向上できる鉄道車両の車体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の鉄道車両の車体を構成する中空形材は、該中空形材が設置される車体の部位に要求される強度特性を有した金属材料を２種以上組合せて構成されるものである。
【０００８】
そして、前記中空形材のうち、車体の側構および屋根構に用いられるものについては、車体表面側の板材に強度が高い材料を用い、車体内面側の板材およびトラスに強度が低い材料を用いるものである。また、押出加工される中空形材の部材は、要求される強度特性に対応して異なる板厚寸法を備えることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、鉄道車両の車体を構成する中空形材が、車体の部位に要求される強度を備えた複数の金属材料より構成されていることから、該中空形材の各部の厚さを従来の各部を均一な厚さに構成したものに比べて薄くできることから、車体の軽量化あるいは、車体表面の歪みを低減して、見栄えの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例を示す説明図である。図１により、鉄道車両の車体に用いられる中空形材の構造を説明する。車体を構成する本中空形材に使用する押出加工用の金型１０の基本的な構造は、図３で説明したものと同様の構造を備える。
【００１２】
本実施例に使用されるビレット２００は、境界線Ｃ２を挟んで強度の高い材料２１０と、強度の低い材料２２０が積層された構造を有する。一般に、強度が高い材料は押出加工性が低く、強度が低い材料は押出加工性が高い。
【００１３】
このビレット２００を押出加工して得られる中空形材２５０は、境界線Ｃ２を挟んで異なる強度特性を備えることができる。
【００１４】
中空形材２５０は、第１の板材２５２と第２の板材２５４がトラス２５６で連結された構造を有する。
【００１５】
ビレット２００の強度が低い材料から押出加工された部材２７０は、強度の低い材料で作られるので、強度の低い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法Ｔ２２等を前記部材２６０の厚さ寸法Ｔ２１と同等として、車体に必要とされる強度を得た中空形材とする。
【００１６】
上記部材２６０，２７０からなる中空形材は、車体の側構および屋根構の部位に配置され、車体を構成する。その際、部材２６０を車体の外表面側とし、部材２７０を車体の内面側に配置することになる。
【００１７】
このような構成によれば、車体に各種機器あるいは、乗客の荷重が作用して、車体外表面に面外変形が生じるような状況となっても、部材２６０は強度の高い材料によって構成されていることから、車体表面の変形が少なく、歪みの発生を抑えることができる。このことから、車体の側構および屋根構の表面の歪みを低減でき、見栄えの向上を図ることができる。特に車体の側構において良好な効果が得られる。
【００１８】
また、前記の車体表面の歪みを押さえることに起因して、中空形材全体の板厚を極限まで薄くすることによって、従来の車体に比べて軽量化を図ることもできる。
【実施例２】
【００１９】
図２−１，図２−２は、本発明の第２の実施例を示す説明である。図２−２により、鉄道車両の車体に用いられる中空形材の構造を説明する。車体を構成する中空形材に使用する金型１０は、図３で説明したものと基本構造は同様である。
【００２０】
本実施例に使用されるビレット１００は、境界線Ｃ１を挟んで強度の低い材料１１０と、強度の高い材料１２０が積層された構造を有する。一般に、強度が低い材料は押出加工性が高く、強度が高い材料は押出加工性が低い。
このビレット１００を押出加工して得られる中空形材１５０は、境界線Ｃ１を挟んで異なる強度特性を備えることができる。
【００２１】
すなわち、ビレット１００のうちの強度が低い材料１１０が押出加工された部材１６０は、第１の板材１６２と第２の板材１６４がトラス１６６で連結された構造を有する。
【００２２】
この部材１６０は、強度の低い材料でつくられるので、強度の低い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３等を任意に設定することにより、要求に応じた強度を得ることができる。すなわち、要求される強度に応じて、材料自体の強度を考慮して厚さ寸法の決定することになる。
【００２３】
ビレット１００の強度が高い材料から押出加工された部材１７０は、第１の板材１７２と第２の板材１７４がトラス１７６で連結された構造を有する。この部材１７０は強度の高い材料でつくられるので、強度の高い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法Ｔ１５，Ｔ１６，Ｔ１７等を任意に設定することにより、要求に応じた強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【００２４】
図２−２に示した中空形材１５０は、部材１６０を強度の低い材料でつくり、部材１７０を強度の高い材料でつくっており、部材１６０の厚さ寸法Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３と、部材１７０の厚さ寸法Ｔ１５，Ｔ１６，Ｔ１７を、両部材１６０と１７０が同等となるようした場合の例を示している。すなわち、Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３がＴ１５，Ｔ１６，Ｔ１７よりも厚く構成されている。
【００２５】
このように、中空形材の幅方向に、強度の異なる材料を配置した場合、必要に応じて、厚さ寸法を変化させることにより、単に材料自体が有している強度を所定の範囲で変化させることができる。
【００２６】
次に、前記中空形材１５０を鉄道車両の車体に用いた例を、図２−２によって説明する。車体５００は、側構５１０、屋根構５２０、妻構５３０、台枠５４０から構成されている。このうち、側構５１０および屋根構５２０は、中空形材をその幅方向に複数枚並べて接合することによって、構成されている。
【００２７】
前記側構５１０の中空形材は、側窓５１５の開口部に相当する部分を、機械加工によって取除くことによって形成されている。図示された側窓５１５は、二枚の中空形材をつなぎ合わせることによって構成されている。すなわち、中空形材の窓開口部を機械加工によって取除き、窓と窓の間の吹寄せ部５１６を残しておき、二枚の中空形材の吹寄せ部５１６を突合せて、溶接により接合して、側窓開口部を構成する。
【００２８】
このように側窓５１５を構成する中空形材として、前記中空形材１５０を用いることにより、側構５１０の見栄え向上と、軽量化が図れる。側窓５１５を構成する中空形材１５０の吹寄せ部５１６に相当する部分および窓開口部の周囲に相当する部分を強度の高い材料で構成し、反対側の車体長手方向に連続した部分を強度の低い材料で構成する。
【００２９】
このような構成によれば、側窓開口部を構成することによって、吹寄せ部５１６には、他の部位に比べて大きな応力が作用することになるが、前記吹寄せ部分および窓開口部の周囲を、強度の高い材料で構成しているため、吹寄せ部分および窓開口部周囲に生じる変形を抑制することができる。したがって、側構５１０の側窓５１５の周囲に生じる歪みを低減できることから、車体のうちで最も目に触れ易い側構５１０の見栄えを向上することができる。
【００３０】
また、このような構成によれば、側窓周囲を構成する中空形材の強度が高いため、中空形材の各部の板厚を極力薄くすることができ、車体全体の軽量化も図ることができる。
【００３１】
なお、側窓５１５を構成する中空形材は、吹寄せ部５１６および窓開口部の周囲部分の車体外表面側の部材のみを強度の高い材料によって構成することも考えられる。
さらに、側構５１０と屋根構５２０との接合端部周囲についても、中空形材を構成する材料を強度の高いものにすれば、車体の肩に相当する位置に、強度の高い梁を設置した場合と同等な構造となり、車体全体の強度を向上させることができる。
【００３２】
ビレット２００のうちの強度が高い材料２１０が押出加工された部材２６０は、強度の高い材料でつくられるので、強度の高い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法Ｔ２２等を大きく設定することにより、要求に応じた強度を得ることができる。
【００３３】
ビレット２００の強度が低い材料から押出加工された部材２７０は、強度の低い材料でつくられるので、強度の低い特性を有する。更に、部材の厚さ寸法Ｔ２２等を小さく設定することにより、要求に応じた強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施例の中空形材を示す説明図。
【図２−１】本発明の第２の実施例の中空形材を示す説明図。
【図２−２】本発明の第２の実施例の車体を示す説明図。
【図３】従来の技術の説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１０  押出金型
１１０  強度が低い材料
１２０  強度が高い材料
１５０  中空形材
１６０  強度が低い部材
１７０  強度が高い部材
５００  車体
５１０  側構
５２０  屋根構
５３０  妻構
５４０  台枠
【図１】
2005161918.tif 000003
【図２−１】
2005161918.tif 000004
【図２−２】
2005161918.tif 000005
【図３】
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