(57)【要約】  本発明は、車両シャーシ用複合材料から作製した構造体に関し、前記構造体は、その端部のそれぞれで下部台車を受け入れるように構成する。この構造体は、少なくとも１つの中心梁（３１）を備え、中心梁（３１）は、中心部（３１１）、及び強化構造を有する２つの端部（３１２、３１３）を有する中間筐体（３１４）を備え、中心部は、輸送荷重によって加えられる屈曲応力に対する梁（１１）の強度を増大させる強化部を備える。中間筐体（３１４）は、中間筐体（３１４）の全長さ部にわたって延在し前記中間筐体に組み付けられる２つの側方筐体（３１５、３１６）によって強化し、２つの側方筐体（３１５、３１６）の上側面は、中間筐体の上側面と共に、梁の上側面を形成する。構造体は、中間筐体（３１４）及び側方筐体（３１５、３１６）の上側面を覆う床（３２）も備える。構造体を構成する要素は、有利には、単純であり、複合材料からの製造が簡単であり、組立てが簡単な形状を有する。【選択図】  図３
2016530152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貨物又は乗客を輸送する車両のシャーシのための複合材料構造体であって、前記構造体の端部のそれぞれで駆動部を受け入れるように構成した構造体において、前記構造体は、前記車両の荷重が上にかかるプラットフォームを形成する少なくとも１つの中央梁（３１）を含み、前記梁は、
−中央部分（３１１）及び２つの端部（３１２、３１３）を有する中間筐体（３１４）であって、前記端部は、前記駆動部の連接要素及び前記車両の端部に配設したショック・アブゾーバ要素によって前記シャーシに伝達された応力に耐えるための強化部（３５、３６）を有し、前記中間筐体（３１４）の前記中央部分は、前記輸送荷重によって加えられる屈曲力に対する前記梁（１１）の抵抗を増大させる強化部分を有するように構成する、中間筐体（３１４）；
−前記中間筐体（３１４）の全長さ部にわたって延在し、前記中間筐体に組み付けられる２つの側方筐体（３１５、３１６）であって、前記２つの側方筐体（３１５、３１６）の上側面は、前記中間筐体の上側面と共に前記梁の上側面を形成し、前記側方筐体は、前記梁に加えられた縦及び横への屈曲力に対する前記梁の抵抗を強化するように構成する、側方筐体；
−外皮を形成し、前記中間筐体（３１４）及び前記側方筐体（３１５、３１６）の前記上側面を覆うように構成した被覆床（３２）
を含み、前記梁（３１）を構成する様々な要素は、ガラス繊維又は炭素繊維或いはガラス繊維と炭素繊維との組合せで強化した複合材料から作製することを特徴とする、構造体。
【請求項２】
前記中間筐体（３１４）は、前記梁の全長さ部にわたって延在する上半分筐体（３１７）及び前記中央部分（３１１）内に配設する下半分筐体（３１８）から構成し、前記２つの半分筐体はそれぞれ、底部及び２つの側方壁を含み、前記上半分筐体（３１７）及び前記下半分筐体（３１８）は、互いに対して、前記上半分筐体（３１７）の底部（７１）が前記中間筐体（３１４）の前記上側面を形成し前記下半分筐体の底部（８１）が前記筐体の下側面を形成するように配置し、前記下半分筐体（３１９）の前記底部は、前記梁の前記端部（３１２、３１３）に向かって外側に延在することを特徴とする、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
複合材料中間仕切りは、前記中間筐体（３１４）の剛性、並びに前記上半分筐体（３１７）の側方壁（７２、７３）及び前記下半分筐体（３１８）の側方壁（８２、８３）の耐座屈性を強化するように、前記上半分筐体（３１７）と前記下半分筐体（３１８）との間に設置することを特徴とする、請求項２に記載の構造体。
【請求項４】
前記被覆床は、ガラス繊維で強化した一体構造複合材料板の形態の主要要素（６１）から構成し、前記被覆床の中間部分内に、前記中間筐体（３１４）の前記上側面を覆うような大きさの複合材料強化要素（６２）を含むことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項５】
前記上半分筐体（３１７）の前記底部（７１）、前記下半分筐体（３１８）の前記底部（８１）、及び前記構造体の前記上側面上に配設した外皮（３２）の前記主要要素（６１）の前記中間強化要素（６２）は、主に一方向繊維で強化した一体構造複合材料から作製し、前記繊維は好ましくは炭素繊維であることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項６】
前記構造体は、前記梁（３１）の両側に配設し前記輸送荷重によって前記構造体の側方部分に加えられた力を吸収するように構成した複合材料側方強化部（３３、３４）を更に含み、各前記強化部は、前記強化部の端部の一方を側方筐体に締結し、前記端部のもう一端を前記中間筐体に締結することを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項７】
前記梁（１１）を形成する要素は、複合材料平面から構成することを特徴とする、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項８】
前記上半分筐体（３１７）は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する２つの側方壁（７２、７３）から構成した平面底部（７１）を含み、前記サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料薄外皮（７６、７７）及び心材から構成し、前記心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から形成した要素（７８）から構成することを特徴とする、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項９】
前記下半分筐体（３１８）は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する側方壁（８２、８３）から構成した底部（８１）を含み、前記サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料薄外皮及び心材から構成し、前記心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成することを特徴とする、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１０】
前記側方強化要素は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料薄外皮及び心材から構成したサンドイッチ構造を有し、前記心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成することを特徴とする、請求項１から９のうちいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１１】
前記構造体の前記様々な要素は、互いに組み付ける前記２つの要素（３１７、３１８）を接着剤及び／又はボルト及び／又はリベットで留めることによって前記要素の組立てを可能にするように適合した縁を含み、縁（７４、７５、８４、８５）を有する前記２つの要素（３１７、３１８）は、組立て時に対面して設置されるように適合させることを特徴とする、請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に車両構造体の分野に関する。本発明は、より詳細には、複合材料の使用によって、特に鉄道による貨物輸送のための鉄道輸送車両（鉄道車）構造体の重量を低減することを目的とした複合梁設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
全ての輸送分野のケースのように、鉄道車の製造部門も、車両の製造費用及びエネルギー消費の両方の制御を通じて、積載量を増大させる及び／又は輸送費用を低減させるために、車両を形成する構造体の質量を低減しようと務めている。
【０００３】
現在、鉄道車は、金属構造体、一般に鋼鉄及び時としてアルミニウムから専ら形成されている。
【０００４】
しかし、輸送に関する限り、特に複合材料を使用してより軽量な実施形態を想定することが極めて当然である。しかし、単なる材料の置き換えにより金属構造体を同一形状の複合材料構造体と取り替えるのは可能ではないことも公知である。一般に、複合材料に特有の全ての技術的特徴及び特性を利用するには、構造体を完全に設計し直すことが必要である。
【０００５】
複合材料の使用の背景において、これらの構造体を設計し直す必要性は、特に、以下で説明する特定の特徴に関係する。
【０００６】
考慮すべき第１の特定の特徴は、複合材料の異方性であり、この異方性により、特に、複合材料の機械的特性は、材料を構成する強化繊維の存在のために全ての方向で同一ではない。そのような特定の特徴は、各用途に適した材料構成の定義を強いる。
【０００７】
考慮すべき別の特定の特徴は、用いられる製造方法の多様さ（成形、真空インフュージョン成形、ＲＴＭ（樹脂トランスファー成形）、ドレーピング等）であり、複合材料要素の組立てに使用する組立て技法は、一般にこれらの材料に特有であることである。金属を用いるケースとは対照的に、実際、例えば熱硬化性複合材料を溶接することはほとんど実現可能ではないが、そのような材料を接着剤で留めることによって組み立てるのは全面的に適しており、このことは、金属で達成可能なこととは完全に正反対である。
【０００８】
更なる特定の特徴は、利用可能な複合材料の様々な変形形態の特殊さにあり、特に、鉱物繊維（ガラス繊維、炭素繊維等）であるか、有機繊維であるかどうかといった、使用する繊維の性質が関係し、こうした繊維の性質は、対応する複合物に異なる特性、挙動及び費用をもたらす。したがって、ガラス繊維ベースの複合材料は、最も費用がかからない一方で、炭素繊維複合材料は、最も費用がかかるようである。
【０００９】
こうした特定の特徴のために、重荷重を輸送できる車両製造のための複合材料構造体の使用は、現在、特に鉄道車、とりわけ貨車の製造に関係する場合、たいして又は全く開発されていない。
【００１０】
本明細書では、関係する複合材料は、材料の約５０％に相当する連続長繊維をベースとするいわゆる「構造的」複合材料であり、その他の約５０％は、一般に例えばエポキシ（ＥＰ）、フタル酸ジアリル（ＤＡＰ）、ポリエステル又はビニルエステル型の熱硬化性樹脂の母材、及び滅多にないが、例えばポリアミド、ＰＥＥＫ又はＰＥＩ型の熱可塑性樹脂の母材から構成することを指摘する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の１つの目的は、上記で言及した車両等の車両の製造に使用できる特定の複合材料構造体を提案することである。特に、本発明の１つの目的は、鉄道車プラットフォーム構造体を定義することであり、その形状特性は、複合材料からの製造を可能にするように最適化する。
【００１２】
本明細書において、最終的な目的は、頑強さの観点から、現在の構造体の性能と等しい又はそれよりも良好な性能のための製造費用を最適化すると共に、鉄道車構造体の質量を著しく低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的で、本発明は、貨物又は乗客を輸送する車両のシャーシのための複合材料構造体にあり、前記構造体は、構造体の端部のそれぞれで駆動部又はボギーを受け入れるように構成し、前記構造体は、車両の荷重が上にかかるプラットフォームを形成する少なくとも１つの中央梁を含む。本発明によれば、前記梁は、
−中央部分及び２つの端部を有する中間筐体であって、前記端部は、駆動部の連接要素及び車両の端部に配設したショック・アブゾーバ要素によってシャーシに伝達された応力に耐えるための強化部を有し、中間筐体の中央部分は、輸送荷重によって加えられた屈曲力に対する梁の抵抗を増大させる強化部分を有するように構成する、中間筐体；
−中間筐体の全長さ部にわたって延在し、前記中間筐体に組み付ける２つの側方筐体であって、２つの側方筐体の上側面は、中間筐体の上側面と共に、梁の上側面を形成し、前記側方筐体は、梁に加えられた縦及び横への屈曲力に対する梁の抵抗を強化するように構成する、側方筐体；
−外皮を形成し、中間筐体の上側面及び側方筐体を覆うように構成した被覆床
を含む。
【００１４】
本発明によれば、梁を構成する様々な要素は、ガラス繊維又は炭素繊維、或いはガラス繊維と炭素繊維との組合せで強化した複合材料から作製する。
【００１５】
個別に又は組み合わせて考慮できる様々な特徴に従って、本発明による構造体は、それに応じた様々な相補的特徴を有する。
【００１６】
１つの特定の特徴によれば、中間筐体は、梁の全長さ部にわたって延在する上半分筐体及び中央部分内に配設した下半分筐体から構成し、２つの半分筐体はそれぞれ、底部及び２つの側方壁を含む。上半分筐体及び下半分筐体は、互いに対して、上半分筐体の底部が中間筐体の上側面を形成し下半分筐体の底部が前記筐体の下側面を形成するように配置する。更に、下半分筐体の底部は、梁の端部に向かって外側に延在する。
【００１７】
別の特定の特徴によれば、複合材料中間仕切りは、中間筐体の剛性、及び上半分筐体の側方壁及び下半分筐体の側方壁の耐座屈性を強化するように、上半分筐体と下半分筐体との間に設置する。
【００１８】
別の特定の特徴によれば、被覆床は、ガラス繊維で強化した一体構造複合材料板の形態の主要要素（６１）から構成し、被覆床の中間部分内に、中間筐体（３１４）の上側面を覆うような大きさの複合材料強化要素（６２）を含む。
【００１９】
別の特定の特徴によれば、上半分筐体の底部、下半分筐体の底部、及び構造体の上側面上に配設した外皮の主要要素の中間強化要素は、主に一方向繊維で強化した一体構造複合材料から作製し、前記繊維は好ましくは炭素繊維である。
【００２０】
別の特定の特徴によれば、本発明による構造体は、複合材料側方強化部を更に含み、複合材料側方強化部は、梁の両側に配設し、輸送荷重によって構造体の側方部分に加えられた力を吸収するように適合させる。各強化部は、端部の一方を側方筐体に締結し、もう一端を中間筐体に締結する。
【００２１】
別の特定の特徴によれば、梁を形成する要素は、複合材料平面から構成する。
【００２２】
別の特定の特徴によれば、上半分筐体は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する側方壁から構成した底部を含み、サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料薄外皮及び心材から構成し、心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から形成した要素から構成する。
【００２３】
別の特定の特徴によれば、下半分筐体は、一体構造複合材料板、及びサンドイッチ構造を有する側方壁から構成した底部を含み、サンドイッチ構造は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料薄外皮及び心材から構成し、心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成する。
【００２４】
別の特定の特徴によれば、側方強化要素は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料薄外皮及び心材から構成したサンドイッチ構造を有し、心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又はバルサ種の木材から作製した要素から構成する。
【００２５】
別の特定の特徴によれば、本発明による構造体の様々な要素は、縁を含み、縁は、接着剤及び／又はボルト及び／又はリベットで留めることによって前記要素の組立てを可能にするように適合させ、縁を有する互いに組み付けられる２つの要素は、組立て時に対面して設置されるように適合させる。
【００２６】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面を参照する以下の説明により、より良好に了解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるシャーシの理論的構造を示す、シャーシの中間部分のレベルでの側面概略図である。
【図２】本発明によるシャーシの理論的構造を示す、シャーシの中間部分のレベルでの正面断面概略図である。
【図３】本発明によるシャーシの一実施形態の概略側面断面図である。
【図４】構造体の中央領域を貫通する１つの面における、図３からのシャーシの概略断面図である。
【図５】構造体の一端を貫通する１つの面における、図３からのシャーシの概略断面図である。
【図６】図３の実施形態において、本発明によるシャーシ構造体の上に置くプラットフォームの概略断面図である。
【図７】同じ実施形態において、本発明によるシャーシの梁を構成する上半分筐体の概略断面図である。
【図８】同じ実施形態において、本発明によるシャーシの梁を構成する下半分筐体の概略断面図である。
【図９】同じ実施形態において、本発明によるシャーシの梁を構成する側方筐体の概略断面図である。
【図１０】本発明によるシャーシ構造体の梁内に統合できる側方強化パネルの概略断面図である。
【図１１】本発明による構造体を組み立てる様々なステップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
概略図１及び概略図２の目的は、本発明による理論的シャーシ構造を示すことである。この原理によれば、本発明によるシャーシは、主に、輸送荷重１３の支持を目的とし、強化部１１１及び１１２をその端部に有する上側プラットフォーム１１、及びプラットフォーム１１の中央部分の下に位置し、特に縦及び横への屈曲に関して組立体の中央部分に向上した剛性を付与することを目的とする下側筐体１２又は強化部を含む。
【００２９】
これらに関する限り、端部の強化部は、その周囲でシャーシが車両の駆動部（ボギー）に連接される軸１１３及び１１４のレベルで構造体に加えられた力を吸収し、車両、即ち鉄道車が端部において連結器、ショック・アブゾーバ又は緩衝器のレベルで受ける力等を吸収するという主要機能を有する。
【００３０】
本発明によれば、シャーシの様々な構造要素は、複合材料製である。更に、各要素の構造は、面内応力を受けなければならない部分が、好ましくは長手方向に向けた繊維による強化部を含む一体構造の単一複合材料ウェブによって構成する一方で、面外応力、例えば、ねじり応力を受けなければならない要素の部分は、差込み要素、即ち心材によって分離した２つの複合材料外皮から形成したサンドイッチ構造を有するように定義し、心材は、好ましくはできるだけ軽量である充填材料、例えばＰＳ、ＰＶＣ、ＰＵ、ＰＥＴ型ポリマー材料発泡体、又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の低密度木材から構成する。
【００３１】
関係する構造要素が耐えねばならない応力に応じて、使用する複合材料の強化部を構成する繊維は、ガラス繊維又は炭素繊維のいずれか、一方向（ＵＤ）繊維又は必要に応じて積層した織繊維（マット）のいずれかである。各パネルの構造、即ち層の選択、パネル材料の向き、パネルの積層は、当業者に周知の模擬器具を使用して実行し、当業者は、更に求められることが、大量生産及び費用という観点で設計する部分の最適化であることを認識している。
【００３２】
以下の説明は、この典型的構造体上に構成する鉄道車シャーシの一実施形態を特徴とする。本例の目的は、本発明の特定の技術的特徴を明確に示すことである。当然、本発明の範囲は、本例の枠組のみに限定されない。
【００３３】
図３から図５が示すように、本実施形態では、本発明による鉄道車シャーシは、主に、上記した理論的構造の上側プラットフォーム１１及び下側筐体１２の機能を組み合わせた梁３１から構成し、この梁３１は、被覆部３２によって被覆する。
【００３４】
被覆部３２又は外皮は、比較的薄い平らな複合材料要素であり、その寸法は、被覆部が（シャーシ）構造体の表面全てを覆うように定義する。好ましい実施形態では、外皮３２は、ガラス繊維で強化した複合材料面第１の要素３２１から構成し、複合材料面第１の要素３２１は、その下側面に、やはりガラス繊維で強化した複合材料面第２の要素３２２による中間部分を有する。しかし、特定の実施形態では、第２の要素３２２も、特に（特に牽引／圧縮及び屈曲における）より大きな機械的強度及びより高い強度重量比を有するように、炭素繊維、適切な場合はＵＤ繊維で強化した複合材料から等しく良好に作製できる。
【００３５】
これらに関する限り、プラットフォームを形成する梁３１は、中央部分３１１及び端部に２つの領域３１２及び３１３を有し、本例では、２つの領域３１２及び３１３に車両の駆動部、換言すると鉄道車のボギーを連接する。構造の観点からすると、梁３１の中央部分３１１並びに２つの端部３１２及び３１３は、図３及び図５に示すように、その端部で、強化要素３５、３６を統合した１種の同じ複合材料要素から構成する。複合材料ウェブ又は梁の形態を取るこれらの強化要素は、特に、ボギーに連結、連接する領域、及び緩衝器に加えられる力の伝達を強化することを目的とする。
【００３６】
本実施形態では、本発明による梁３１は、中間筐体３１４及び２つの側方筐体３１５、３１６から構成し、これら側方筐体３１５、３１６は、中間筐体３１４のそれぞれの対向長手方向端部に位置し、中間筐体３１４に組み付ける。
【００３７】
本明細書で考慮する変形実施形態によれば、中間筐体３１４は、一体に作製できる。とはいえ、特に製造を容易にする理由で、中間筐体３１４は、好ましくは、２つの部品、即ち鉄道車の全長さ部にわたって延在する上半分筐体３１７、及び梁３１の中央領域３１１において上半分筐体３１７を強化する下半分筐体３１８で製造する。上半分筐体は、梁３１の中央部分３１１及び強化端部３１２及び３１３の両方を形成する。
【００３８】
鉄道車の中央部分にのみ位置する下半分筐体３１８は、下側壁３１９を有し、その機能は、組立体の屈曲慣性を強化することである。
【００３９】
この目的で、図３が示すように、この壁３１９は、上半分筐体３１７の端部における領域３１２及び３１３まで下半分筐体３１８の境界を越えて延在し、前記上半分筐体を閉鎖し、それにより特にボギーの枢動により加わった力の吸収に関与するようにする。
【００４０】
各半分筐体の高さ、特に下半分筐体３１８の高さは、構造が耐えねばならない機械的応力、特に荷重の重量に応じるように適合させた製造選択に応じて定義する。
【００４１】
これらに関する限り、側方筐体３１５及び３１６は、車の長さ部全体にわたり連続する要素であり、上半分筐体３１７のそれぞれの両側に位置する。側方筐体３１５及び３１６は、上半分筐体３１７と共に、外皮３２を上に載置する梁３１の上側面を構成する。側方筐体３１５及び３１６は、更に、このように形成したシャーシの縦及び横への耐屈曲性に寄与し、緩衝器と共に力の吸収に関与する。
【００４２】
図４に示す１つの特定の実施形態では、梁３１の中央部分は、斜めに配設した複合材料側方要素３３及び３４によって側方に更に強化し、本明細書で考慮する変形実施形態によれば、複合材料側方要素３３及び３４は、この中央部分をその全長さ部にわたって連続的に覆い２つの側方強化壁を形成するか、或いは梁３１の中央部分に沿って互いに離間した傾斜強化バーを形成する局所的強化部を構成する。これらの強化要素３３及び３４は、横方向への屈曲力を吸収するように働き、したがって構造体のあらゆるねじれを制限する。
【００４３】
上半分筐体及び下半分筐体のそれぞれの高さに応じて、１つの特定の実施形態では、これら２つの半分筐体３１７及び３１８から製造した中間筐体３１４を安定させる中間板の追加が可能であり、この中間板又は仕切りの機能は、上半分筐体及び下半分筐体の側方仕切りの座屈の防止であることに留意されたい。
【００４４】
図６から図１０は、上記した様々な要素の形態的及び構造的特性を示す。
【００４５】
図６が示すように、構造体の上側面上に配設する外皮３２を構成するパネルは、寸法の理由で、中間筐体３１４及び側方筐体３１５及び３１６の上側面によって形成した表面全体を覆う平面主要要素６１、並びにやはり平面で、中間筐体３１４の上側面に面して配設した中間強化要素６２から構成する。
【００４６】
本明細書で想定する実施形態によれば、主要要素６１は、例えば強化要素６２等のガラス繊維で強化した複合材料から作製できる。しかし、特定の実施形態では、第２の要素６２も、（特に牽引／圧縮及び屈曲における）より大きな機械的強度及びより高い強度重量比を有するように、炭素繊維、適切な場合はＵＤ繊維で強化した複合材料から等しく良好に作製できる。
【００４７】
図７及び図８の例示は、中間筐体３１４を構成する上半分筐体３１７及び下半分筐体３１８の形態及び構造を詳細に示す。
【００４８】
上半分筐体３１７は、主に、複合材料一体構造壁から構成した底部７１、及び２つの側方壁７１及び７３から形成し、これらの壁は、中間筐体の全長さ部にわたり延在する。本明細書で想定する実施形態によれば、一体構造底部７１は、ガラス繊維で強化した２つの複合材料外皮（７６、７７）から構成し、この強化部は、主に、ガラス繊維のＵＤ層から構成するか、或いは特に機械的強度及びより高い強度重量比の理由で、炭素繊維で強化した複合材料から構成する。これらに関する限り、２つの側方壁７２及び７３は、差込み要素７８、即ち心材によって分離した２つの複合材料外皮７６、７７から形成したサンドイッチ構造を有し、心材は、充填材料、例えばＰＳ、ＰＶＣ、ＰＵ、ＰＥＴ型ポリマー材料発泡体、又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から構成する。これらのサンドイッチ構造により、側方壁が、座屈に関してより良好な安定性を有することが可能になる。
【００４９】
図３、図４及び図５を検討するとわかるように、上半分筐体３１７の全体形状は、底部７１を形成する面の反対側に開口面を有する平行六面体の形状である。
【００５０】
好ましい実施形態によれば、これらに関する限り、側方壁７２及び７３はそれぞれ、縁７４又は７５を有し、縁７４又は７５は、半分筐体の全長さ部にわたり半分筐体の外部に向かって側方に延在し、この縁は、シャーシの完全な組立てを実行するために使用する。
【００５１】
上半分筐体のように、下半分筐体３１８は、主に、底部８１、並びに中間筐体３１４の中央部分と境界を成す２つの側方壁８２及び８３から構成する。上半分筐体の壁７２及び７３のように、２つの側方壁８２及び８３は、ここではサンドイッチ構造を有する。
【００５２】
上述のように、構造体の全長さ部にわたって延在し、（シャーシ）構造体全体の屈曲慣性を強化する機能を有する底部８１は、一体構造も有し、この一体構造は、本明細書で想定する実施形態によれば、ガラス繊維で強化した２つの複合材料外皮から構成し、この強化部は、主にガラス繊維のＵＤ層から構成するか、或いは特に機械的強度及びより高い強度重量比の理由で、炭素繊維で強化した複合材料から構成する。
【００５３】
形態の観点からすると、下半分筐体３１８は、半分筐体の側方壁８２及び８３を表す台形基部を有する角柱形状を有する。これらに関する限り、半分筐体の前面及び後面は、下半分筐体３１８の縁７４及び７５が例えば図３に示すように上半分筐体３１７と漸進的に接触するように、下半分筐体３１８を越えて前及び後ろに向かって斜めに延在する底部８１から構成する。
【００５４】
図７及び図８に示す１つの好ましい実施形態によれば、これらに関する限り、側方壁７２及び７３はそれぞれ、半分筐体の全長さ部にわたり、関係する半分筐体の外部に向かって側方に延在する縁８４又は８５を有し、この縁は、シャーシの完全な組立てを実行するために使用する。同様に、側方壁８２及び８３はそれぞれ、半分筐体の全長さ部にわたり、半分筐体の外部に向かって側方に延在する縁８４又は８５を有する。
【００５５】
これに関する限り、底部８１は、下半分筐体から延在する底部８１の部分上に、シャーシの完全な組立ての実行に使用する平坦縁８６及び８７を有する。縁８６及び８７は、これらが構造体の端部のレベルで、上半分筐体３１７の側方壁の縁７４及び７５に面して位置決めされるように構成、配置する。同様に、縁８４及び８５は、これらに関する限り、これらが構造体の中央部分のレベルで、上半分筐体３１７の側方壁の縁７４及び７５に面して位置決めされるように構成、配置する。そのような縁の存在により、有利には、単一の中間筐体３１４を形成する下半分筐体３１８及び上半分筐体３１７の組立てを促進する。この組立ては、例えば縁を接着剤又はリベット若しくはボルトで留めることによって、又はこれらの縁を接着剤及びリベットで留めることによって実現できる。
【００５６】
形態の観点からすると、側方筐体３１５及び３１６は、同一形状を有する。図９で示すように、各筐体は、上半分筐体３１７の側方壁のうち１つと接触することを目的とする垂直内部側方壁９１、及びシャーシの外部上側縁部を形成する傾斜外部側方壁９２を含む。外部側方壁の傾斜した向きは、有利には、側方要素３３及び３４を組み立てるための調節をせずに支承係合をもたらすことを可能にする。側方筐体の側方壁は、上半分筐体の底部７１の平面に平行な平坦底部９３によって互いに接合する。
【００５７】
構造の観点からすると、側方壁は、上半分筐体３１７及び下半分筐体３１８の側方壁のように、ガラス繊維で強化し心材によって分離した２つの複合材料外皮から構成し、この心材は、充填材料、即ちポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から作製する。
【００５８】
１つの特定の実施形態によれば、充填材料は、筐体３１５及び３１６内に更に統合でき、材料は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から構成する。この材料は、側方筐体３１５−３１６の内部外皮９１−９２−９３の互いへの接合及びプラットフォーム３２の上側面に設置した外皮への接合を可能にする。
【００５９】
同じく構造の観点からすると、本発明によるシャーシ構造体の（縦及び横への）耐ねじり性及び耐屈曲性の強化を目的とする複合材料側方強化要素３３及び３４は、上半分筐体３１７及び下半分筐体３１８の側方壁のように、ガラス繊維で強化し心材によって分離した２つの複合材料外皮から構成し、この心材は、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から作製する。図１０に示す好ましい実施形態では、強化部の本体１０１は、本体１０１に対して配置した縁１０２及び１０３によって延長され、関係する強化要素と、対応する側方筐体３１５又は３１６の外部側方壁及び下半分筐体３１８の側方壁との組立てを促進するようにする。この組立ては、例えば縁を接着剤又はリベット若しくはボルトで留めることによって、或いはこれらの縁を接着剤及びリベットで留めることによって実現できる。
【００６０】
図６から図１０からわかるように、上記文章で説明した本発明によるシャーシ構造体は、組立てが簡単な単純形態（平面上における面及び支承係合）、及び製造が簡単な内部構造の両方を有する要素から成り立つ重要な利点を有する。これらの特徴は、有利には、構造体が大型の寸法であることが多いにも関わらず、そのような構造体の組立ての促進を可能にする。
【００６１】
本発明による構造体を形成する複合材料要素は、平面を有する単純形状の要素であり、本発明による構造体は、有利には、単純に、比較的低い費用で構成でき、構造体を構成する様々な複合材料要素は、単純な方法を使用して製造でき、こうした方法は、主に、真空重合化又はＲＴＭと組み合わせた、事前含浸繊維及び／又は乾燥繊維のドレーピングによるか、又は例えば風力タービン羽根の製造等で用いる、大型の製造要素を考慮したインフュージョン成形による。
【００６２】
更に、本発明の複合構造概念を考慮すると、本発明によるシャーシを構成する様々な複合要素の組立ては、有利には、全ての連結がこの目的で設けた平面及び直線支承面に沿って行われるという点で実行が単純であり、組立ては、比較的単純な器具を使用して、例えば様々な要素を互いに接着剤又はリベット若しくはボルトで留めるか、或いは接着剤及びリベットで留めることによって達成可能である。
【００６３】
図１１は、上記した構成要素から本発明によるシャーシ構造体を組み立てる方法を概略的に示し、方法は、
−中間筐体３１４を形成するために上半分筐体３１７及び下半分筐体３１８を組み立てることにある第１のステップ（ステップ１）；
−構造体のプラットフォームを形成する梁３１を構成するために、中間筐体３１４に側方筐体３１５及び３１６を組み立てることにある第２のステップであって、組立ては上半分筐体３１７のレベルで行われ、適切な場合、筐体３１５−３１６に、ポリマー材料発泡体又はハニカム構造材料又は例えばバルサ種の木材から構成した充填材料を導入する、第２のステップ（ステップ２）；
−上半分筐体３１７の上側面並びに側方筐体３１５及び３１６を覆うように、外皮３２を梁３１の上側面に固定することにある第３のステップ（ステップ３）；
−適切な場合、側方強化要素３３及び３４を梁３１に固定することにある第４のステップ（ステップ４）
を含む。
【００６４】
実際に作製するシャーシが側方強化要素を含む場合、ステップ３及び４は交換できることに留意されたい。更に、本明細書で想定する実施形態によれば、ステップ１から４は、異なる順序、例えば２、３、１、４又は３、２、１、４で実行できる。
【００６５】
また、第２のステップの間、上半分筐体３１７及び下半分筐体３１８は、２つの半分筐体の間に差し込まれる中間板と共に組み立てることができ、上記したように、縁７４−７５及び８４−８５を接合する場合、この板の機能が組み立てた梁の剛性を強化することに留意されたい。
【００６６】
本発明によれば、このように作製した複合梁３１は、その端部において、強化部のレベルで金属要素を統合し、この金属要素の機能は、特に、ボギーとの境界面を与え、端部で緩衝器との境界面を与えることである。金属要素は、適切な固定手段（ボルト及び／又はリベット）によって、例えば本出願人が所有するフランス特許第２９４８１５４号に記載の金属部品と複合材料部品との適切な組立て技法を使用して、本発明による複合材料構造体に固定する。
【００６７】
その後、本発明によるシャーシの完全な製造は、筐体３１５、３１６及び３１７の端部のレベルで境界要素を梁３１の上又は梁３１に設置、固定する作業も含み、この作業は、用いる製造方法に応じて、組立て前又は組立て中、例えばステップ２の後、筐体上で実行できる。
【００６８】
上記の説明から明らかであるように、本発明は、貨物（貨車）又は乗客の輸送を目的とする全ての種類の鉄道車両上に使用できる。本発明は、道路貨物車両、特に重量積載物車両トレーラのシャーシの製造にも等しく良好に使用できる。
【図１】
2016530152.tif 000003
【図２】
2016530152.tif 000004
【図３】
2016530152.tif 000005
【図４】
2016530152.tif 000006
【図５】
2016530152.tif 000007
【図６】
2016530152.tif 000008
【図７】
2016530152.tif 000009
【図８】
2016530152.tif 000010
【図９】
2016530152.tif 000011
【図１０】
2016530152.tif 000012
【図１１】
2016530152.tif 000013
【国際調査報告】
2016530152.tif 000014
2016530152.tif 000015
2016530152.tif 000016
2016530152.tif 000017