JPH06239227A - 積層パネルの縁材構造 - Google Patents
積層パネルの縁材構造Info
- Publication number
- JPH06239227A JPH06239227A JP5030094A JP3009493A JPH06239227A JP H06239227 A JPH06239227 A JP H06239227A JP 5030094 A JP5030094 A JP 5030094A JP 3009493 A JP3009493 A JP 3009493A JP H06239227 A JPH06239227 A JP H06239227A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】鉄道車両の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外板部材を提供する。 【構成】積層パネルの一般部の周囲に配置される結合用
部材64，66と積層部60，61の境界において、結合部用部
材のウェブ66から積層部側にかけて結合用部材のフラン
ジ65の板厚を徐々に薄くした構造とした。 【効果】周囲に結合用部材を有する積層パネルの弱点で
ある結合用部材と積層部の境界近傍の強度向上が図れ、
十分な耐圧性能を有する信頼性の高い外板部材を提供で
きる効果がある。
し、強度的信頼性の高い外板部材を提供する。 【構成】積層パネルの一般部の周囲に配置される結合用
部材64，66と積層部60，61の境界において、結合部用部
材のウェブ66から積層部側にかけて結合用部材のフラン
ジ65の板厚を徐々に薄くした構造とした。 【効果】周囲に結合用部材を有する積層パネルの弱点で
ある結合用部材と積層部の境界近傍の強度向上が図れ、
十分な耐圧性能を有する信頼性の高い外板部材を提供で
きる効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層パネルの縁材構造
に係り、特に高速で走行する車両等に好適な積層パネル
の縁材構造に関するものである。
に係り、特に高速で走行する車両等に好適な積層パネル
の縁材構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の軽合金製材料で構成された鉄道車
両構体としては、外板と骨部材を一体に成形した押出形
材を用いることによって製作工数の低減および車体の剛
性向上を図っている構造が知られている。この種の鉄道
車両構体としては、例えば、軽金属車両委員会報告書Ｎ
o.３ 昭和49年−昭和52年 昭和53年９月15日 社団法
人日本鉄道車輌工業会発行 第70〜72頁に記載された構
体構造が挙げられる。
両構体としては、外板と骨部材を一体に成形した押出形
材を用いることによって製作工数の低減および車体の剛
性向上を図っている構造が知られている。この種の鉄道
車両構体としては、例えば、軽金属車両委員会報告書Ｎ
o.３ 昭和49年−昭和52年 昭和53年９月15日 社団法
人日本鉄道車輌工業会発行 第70〜72頁に記載された構
体構造が挙げられる。
【０００３】これらのほかに、客室の床面を構成する床
板の軽量化を図るために、床板自体をアルミハニカムサ
ンドイッチパネルとした構造、あるいは、外板の室内側
にハニカム材を設置した構体構造が知られている。前記
ハニカム材を用いた構造と関連するものとしては、例え
ば、実開昭54−183007号あるいは実開昭60−179569号な
どが挙げられる。
板の軽量化を図るために、床板自体をアルミハニカムサ
ンドイッチパネルとした構造、あるいは、外板の室内側
にハニカム材を設置した構体構造が知られている。前記
ハニカム材を用いた構造と関連するものとしては、例え
ば、実開昭54−183007号あるいは実開昭60−179569号な
どが挙げられる。
【０００４】しかし、最近の車両では高速化の傾向が著
しく、それに伴い、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。
しく、それに伴い、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。
【０００５】
【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は大きくなる。特に、
車両同士がトンネル内ですれ違う場合に大きな圧力変動
が短時間に発生する。このような圧力変動が車内へ伝播
しないように、構体全体は気密構造としている。したが
って、構体には乗客および各種機器の荷重ならびに該構
体自体の重量以外に、前記車外圧力変動を伴う圧力荷重
が作用することになる。高速車両においては、この圧力
荷重が構体構造を決定する上で重要となる。
車体の内外における気圧の変動差は大きくなる。特に、
車両同士がトンネル内ですれ違う場合に大きな圧力変動
が短時間に発生する。このような圧力変動が車内へ伝播
しないように、構体全体は気密構造としている。したが
って、構体には乗客および各種機器の荷重ならびに該構
体自体の重量以外に、前記車外圧力変動を伴う圧力荷重
が作用することになる。高速車両においては、この圧力
荷重が構体構造を決定する上で重要となる。
【０００６】構体の軽量化と高耐圧化に対処するため、
最近では外板部分も含めた軽合金製の押出形材で構成し
た車体が製作されている。ところが、前記押出形材自体
の板厚を薄くするには技術的に限界があること、また、
押出形材の薄肉化に伴い部材自体の剛性低下を来たし、
補強材を多数設置する構造としなければならず、これに
より、構体の製作工数が増大するという問題がある。
最近では外板部分も含めた軽合金製の押出形材で構成し
た車体が製作されている。ところが、前記押出形材自体
の板厚を薄くするには技術的に限界があること、また、
押出形材の薄肉化に伴い部材自体の剛性低下を来たし、
補強材を多数設置する構造としなければならず、これに
より、構体の製作工数が増大するという問題がある。
【０００７】そこで、より一層の高速化が要求される車
体に対しては、アルミニウム製の表材と芯材をろう付け
で接合した積層板パネルで構体を構成することにしてい
る。このような積層板パネルで構体を構成する場合、パ
ネルの周囲に厚肉の形材からなる縁材をろう付けし、こ
の縁材同士を溶接することにより構体を組立てる製作方
式をとる。この縁材と積層板の結合部においては、両者
の剛性値の違いによる不連続性を満たすための局部応力
が発生することになる。
体に対しては、アルミニウム製の表材と芯材をろう付け
で接合した積層板パネルで構体を構成することにしてい
る。このような積層板パネルで構体を構成する場合、パ
ネルの周囲に厚肉の形材からなる縁材をろう付けし、こ
の縁材同士を溶接することにより構体を組立てる製作方
式をとる。この縁材と積層板の結合部においては、両者
の剛性値の違いによる不連続性を満たすための局部応力
が発生することになる。
【０００８】本発明の目的は、鉄道車両構体を構成する
積層パネルにおいて、パネル全体として強度低下の少な
い、軽量な積層パネルの縁材構造を提供することにあ
る。
積層パネルにおいて、パネル全体として強度低下の少な
い、軽量な積層パネルの縁材構造を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、鉄道車両構
体の外板部材として用いる積層パネルに関し、積層構造
の一般部の周囲に配置される結合用部材と積層部の境界
において、結合用部材のウェブから積層部側にかけて面
外曲げ剛性値を徐々に低減させた部材を配置することに
より達成される。
体の外板部材として用いる積層パネルに関し、積層構造
の一般部の周囲に配置される結合用部材と積層部の境界
において、結合用部材のウェブから積層部側にかけて面
外曲げ剛性値を徐々に低減させた部材を配置することに
より達成される。
【００１０】
【作用】積層パネルを外板部材として構成した車体に圧
力荷重が作用すると、表材と芯材からなる積層部では、
面内荷重と面外曲げ荷重という形で負担することにな
る。積層部ではこれらの荷重のうち、主として表材で面
内荷重を、芯材で曲げに伴うせん断荷重を分担する。い
ま、積層部と縁材の境界部に面内荷重が作用すると、両
者の面外曲げ剛性の差が大きく、この結合境界部では構
造体としての連続性を満足するため大きな局部応力が発
生し、強度低下の原因となる。
力荷重が作用すると、表材と芯材からなる積層部では、
面内荷重と面外曲げ荷重という形で負担することにな
る。積層部ではこれらの荷重のうち、主として表材で面
内荷重を、芯材で曲げに伴うせん断荷重を分担する。い
ま、積層部と縁材の境界部に面内荷重が作用すると、両
者の面外曲げ剛性の差が大きく、この結合境界部では構
造体としての連続性を満足するため大きな局部応力が発
生し、強度低下の原因となる。
【００１１】本発明では、積層構造の一般部の周囲に配
置される結合用部材と積層部の境界において、結合用部
材のウェブから積層部側にかけて結合用部材のフランジ
の板厚を徐々に薄くした形状とし、面内荷重を表材に滑
らかに伝達できる構造をとる。これにより、この結合境
界部において、面外曲げ剛性値の急激な低下が緩和で
き、荷重が積層部の表材に徐々に伝達されることにな
り、当該部の強度的信頼性が向上する。
置される結合用部材と積層部の境界において、結合用部
材のウェブから積層部側にかけて結合用部材のフランジ
の板厚を徐々に薄くした形状とし、面内荷重を表材に滑
らかに伝達できる構造をとる。これにより、この結合境
界部において、面外曲げ剛性値の急激な低下が緩和で
き、荷重が積層部の表材に徐々に伝達されることにな
り、当該部の強度的信頼性が向上する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
図１は本発明による車体を構成する積層パネルの縁材構
造の一実施例を示す。同図において、60は表材、61は芯
材、64および66は縁材のフランジおよびウェブを示す。
65は縁材のうち、積層パネル側に突き出したフランジを
示す。この実施例では、フランジ64，65およびウェブ66
は一体の押出形材で構成している。62は芯材61のうち端
部の芯材で、縁材のフランジ65と接触しないように切欠
き63を設けている。図２は本発明による積層パネルの平
面図を示したもので、本図のＡ−Ａ断面が図１で示した
ものとなる。
図１は本発明による車体を構成する積層パネルの縁材構
造の一実施例を示す。同図において、60は表材、61は芯
材、64および66は縁材のフランジおよびウェブを示す。
65は縁材のうち、積層パネル側に突き出したフランジを
示す。この実施例では、フランジ64，65およびウェブ66
は一体の押出形材で構成している。62は芯材61のうち端
部の芯材で、縁材のフランジ65と接触しないように切欠
き63を設けている。図２は本発明による積層パネルの平
面図を示したもので、本図のＡ−Ａ断面が図１で示した
ものとなる。
【００１３】図３は本発明の他の実施例を示したもので
ある。縁材のフランジ64とウェブ66は一体押出形材で構
成され、フランジ64，ウェブ66と積層部の境界には積層
構成のフランジ67，68を重ねた構造としている。図４は
平面図を示したもので、本図のＢ−Ｂ断面が図３で示し
たものとなる。
ある。縁材のフランジ64とウェブ66は一体押出形材で構
成され、フランジ64，ウェブ66と積層部の境界には積層
構成のフランジ67，68を重ねた構造としている。図４は
平面図を示したもので、本図のＢ−Ｂ断面が図３で示し
たものとなる。
【００１４】図５は、以上説明した縁材構造を有する積
層パネルで構成した車両構体の一実施例を示したもので
ある。10は全体の構体、20は側構体、30は台枠、40は屋
根構体、50は妻構体を示す。各構体10〜50は本発明によ
る積層パネルを縁材の位置で溶接結合することにより構
成される。
層パネルで構成した車両構体の一実施例を示したもので
ある。10は全体の構体、20は側構体、30は台枠、40は屋
根構体、50は妻構体を示す。各構体10〜50は本発明によ
る積層パネルを縁材の位置で溶接結合することにより構
成される。
【００１５】次に、当該結合部の動作について説明す
る。本発明による積層パネルは側構体、屋根構体などの
外板部材を構成することになる。側構体を例にとり説明
すると、側構体に作用する荷重のうち強度的に厳しいも
のは、台枠に負荷される垂直等分布荷重とトンネル内で
車両同士がすれ違う時に発生する大きな圧力変動を伴う
圧力荷重となる。特に、後者の荷重が車体構造を決める
上で重要となる。
る。本発明による積層パネルは側構体、屋根構体などの
外板部材を構成することになる。側構体を例にとり説明
すると、側構体に作用する荷重のうち強度的に厳しいも
のは、台枠に負荷される垂直等分布荷重とトンネル内で
車両同士がすれ違う時に発生する大きな圧力変動を伴う
圧力荷重となる。特に、後者の荷重が車体構造を決める
上で重要となる。
【００１６】いま、側構体に内圧が作用した場合を考え
る。側構体を構成する積層パネルには、車体の断面形状
を保持しようとするため、面内荷重と面外曲げ荷重が作
用する。図１に示した積層パネルの表材を対象に考えれ
ば、この両者の荷重共に、基本的には表材60に作用する
面内荷重を考慮しておけばよいことになる。そこで、図
１に示した積層パネルに面内荷重が作用すると、縁材と
積層部の剛性差に伴う局部応力が発生する。本発明で
は、当該部に縁材のウェブ66の位置から積層部にかけて
徐々に板厚を薄くしていった（テーパ状の）フランジ65
を設けることにより、表材60を通して流れる荷重が縁材
の位置から積層部まで滑らかに伝達されるようになる。
る。側構体を構成する積層パネルには、車体の断面形状
を保持しようとするため、面内荷重と面外曲げ荷重が作
用する。図１に示した積層パネルの表材を対象に考えれ
ば、この両者の荷重共に、基本的には表材60に作用する
面内荷重を考慮しておけばよいことになる。そこで、図
１に示した積層パネルに面内荷重が作用すると、縁材と
積層部の剛性差に伴う局部応力が発生する。本発明で
は、当該部に縁材のウェブ66の位置から積層部にかけて
徐々に板厚を薄くしていった（テーパ状の）フランジ65
を設けることにより、表材60を通して流れる荷重が縁材
の位置から積層部まで滑らかに伝達されるようになる。
【００１７】図１，２で示した実施例は、当該部の構造
を一体の押出形材で構成したものであり、図３，４で示
した実施例は、当外部のフランジを薄板の積層構造で構
成したものである。
を一体の押出形材で構成したものであり、図３，４で示
した実施例は、当外部のフランジを薄板の積層構造で構
成したものである。
【００１８】このような構造を採用することにより、当
該部における荷重の伝達が滑らかとなり、大きな局部応
力が発生しなくなるため、その強度向上につながり、信
頼性が増加することになるという効果がある。
該部における荷重の伝達が滑らかとなり、大きな局部応
力が発生しなくなるため、その強度向上につながり、信
頼性が増加することになるという効果がある。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、縁材を有する積層パネ
ルの弱点である縁材と積層部の境界近傍の強度を向上さ
せることができるため、十分な耐圧性能を有する外板部
材を提供できる効果がある。さらに、この積層パネルを
用いることにより、軽量で高耐圧の車体を実現できると
いう効果もある。
ルの弱点である縁材と積層部の境界近傍の強度を向上さ
せることができるため、十分な耐圧性能を有する外板部
材を提供できる効果がある。さらに、この積層パネルを
用いることにより、軽量で高耐圧の車体を実現できると
いう効果もある。
【図１】本発明による積層パネルの縁材構造の一実施例
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明による積層パネルの縁材構造の他の実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】本発明による積層パネルで構成した構体全体の
斜視図である。
斜視図である。
20…側構体、30…台枠、40…屋根構体、60…表材、61…
芯材、64，65…フランジ、66…ウェブ、67，68…積層構
成のフランジ。
芯材、64，65…フランジ、66…ウェブ、67，68…積層構
成のフランジ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 守 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 (1)
- 【請求項１】金属製の表材，芯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置し、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、上記結
合用部材と芯材および両面の表材から成る積層部の境界
で、結合部の面外曲げ剛性を結合用部材のウェブより積
層部側の方向に遠ざかるにしたがって表材の面外曲げ剛
性に近い値まで徐々に低減するようにしたことを特徴と
する積層パネルの縁材構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5030094A JPH06239227A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 積層パネルの縁材構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5030094A JPH06239227A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 積層パネルの縁材構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06239227A true JPH06239227A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12294202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5030094A Pending JPH06239227A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 積層パネルの縁材構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06239227A (ja) |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP5030094A patent/JPH06239227A/ja active Pending
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