JPH11208462A - 板状アルミニウム合金押出形材からなる車輛構体用形材及び車輛構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輛の床下に空気だめ（エアタンク）を従来
のように大きく突出させることなく、あるいは全く突出
させることなく構成し得るとともに、配管距離を短くし
得る板状アルミニウム合金押出形材からなる車輛構体用
形材を提供する。 【解決手段】 車輛構体用形材１は、アルミニウム合金
押出形材を素材として加工したものであって、上下の板
２，３の間に５つの中空部４が長手方向に形成されてお
り、その内の１つの中空部４には横断面方向に鏡板とな
る仕切り板５が長手方向２箇所に気密に接合して設けら
れ、空気だめ６が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板状アルミニウム
合金押出形材からなる車輛構体用形材及び車輛構体に関
し、詳細には、鉄道車輛のように床下に空気だめ（エア
タンク）を備える車輛構体（車体の基本構造であって骨
組と外板を含め構体と呼ばれている）に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車輛の床下には、図７に示すような
俵状の形に形成されたエアタンク26が取付けられてい
る。エアタンク26には図示省略する空気圧縮機より圧力
空気が供給され、通常空気ブレーキの作動に用いられて
いる。なお、図中符号27は溶接線、28は接続用口金をそ
れぞれ示す。

【０００３】エアタンク26は、通常１車輛に数個取付け
られ、空気ブレーキの方式にもよるが、元空気だめ、補
助空気だめ、保安空気だめ、制御空気だめなどと称さ
れ、それぞれ異なった目的に使用されている。また、そ
の大きさも目的に応じた容量の大きさに形成されてい
る。また、エアタンク26内の圧力空気は目的の箇所まで
図示省略する鋼製の配管により導かれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したエアタンク26
は、元空気だめともなるとその大きさは例えば直径約 5
00mm×長さ1000mmにもなる。車輛の床下にはこのような
大きなエアタンク26から小さなエアタンク26まで、通常
大小数個のエアタンク26が取付けられており、またこれ
らエアタンク26と目的の箇所までの間には鋼製の配管が
施行されることから、床下におけるこれらの機器等が占
める割合が大きく、床下の点検作業、修理作業の際に空
間が狭く作業性が悪い。また配管は床下に張り巡らされ
ているが、その総延長距離は長く、重量増となるばかり
でなく、配管作業にかかる工数（人手と時間）も多い。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解消するために
なしたものであって、その目的は、車輛の床下に空気だ
め（エアタンク）を従来のように大きく突出させること
なく、あるいは全く突出させることなく構成し得るとと
もに、配管距離を短くし得る板状アルミニウム合金押出
形材からなる車輛構体用形材及びその形材を用いた車輛
構体を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る板状アルミニウム合金押出形材から
なる車輛構体用形材は、横断面において複数の中空部を
有する板状アルミニウム合金押出形材の、前記中空部の
少なくとも一部を気密に密閉して空気だめに形成したも
のである。

【０００７】そして、上記本発明に係る板状アルミニウ
ム合金押出形材からなる車輛構体用形材においては、複
数の中空部が２枚の板の間に一体に形成されてあっても
よいし、一方の板が無い状態で形成されてあってもよ
い。

【０００８】また、上記本発明に係る板状アルミニウム
合金押出形材からなる車輛構体用形材における複数の中
空部は、その内の１つ又は複数が断面円形に形成されて
あってもよい。

【０００９】また、本発明に係る車輛構体は、上述の板
状アルミニウム合金押出形材からなる車輛構体用形材が
車体の床材として配設されてなるものであり、その場合
に板状アルミニウム合金押出形材からなる車輛構体用形
材を車体の床下に沿わせて設ける構成としてもよい。

【００１０】本発明では、空気だめ（エアタンク）が横
断面において複数の中空部を有する板状アルミニウム合
金押出形材と一体に形成されているので、この形材を車
輛構体として用いた場合に空気だめが床下に大きく突出
することがなく、これにより床下空間が確保でき、床下
の点検作業、修理作業等の作業性の向上が期待できる。
また、空気だめは車輛長手方向に細長く形成されるの
で、接続を必要とする機器の近くに空気の取入れ、取出
し口を設けることができるので、配管距離が短くでき配
管の作業性の向上が期待できる。また、空気だめを除く
中空部を気密に密閉し接続口を設けることで配管替わり
に使用することができるので、管を用いた配管距離を短
くすることができ配管の作業性の向上が期待できる。ま
た、空気だめ、更には配管が短縮されてアルミ化される
ので軽量化が期待される。

【００１１】また、空気だめは通常１車輛に数種付けら
れるが、それぞれの容量が異なる。本発明では横断面に
おいて複数の中空部を有する板状アルミニウム合金押出
形材を用いるので、空気だめの容量は形材の厚さ（高
さ）と長さで決めることができ、大きな容量の場合に
は、隣り合う２つの中空部を連通させて大きな容量の空
気だめとすることができ、また小さな容量の場合には、
１つの中空部の２箇所に鏡板を設けて容量合わせをする
ことで小さな容量の空気だめとすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係る板状アルミニ
ウム合金押出形材からなる車輛構体用形材の一部を切欠
いて示す斜視図、図２は、本発明に係る車輛構体の斜視
図である。

【００１３】図１において、車輛構体用形材１は、アル
ミニウム合金押出形材を素材として加工したものであっ
て、上下の板２，３の間に５つの中空部４が長手方向に
形成されており、その内の１つの中空部４には横断面方
向に鏡板となる仕切り板５が長手方向２箇所に気密に接
合して設けられ、空気だめ６が形成されている。また、
空気だめ６の下板３（及び／又は仕切り板５、隔壁７）
には配管、ドレイン抜き、計器等（図示せず）を接続す
るための孔８が開けられており、これら孔８の出口側に
はドレイン抜き、計器等や、開閉弁（図示せず）を介し
て配管が接続される。

【００１４】図２において、車輛構体９は、床部10、腰
部11、側部12、幕部13及び屋根部14の全てを板状アルミ
ニウム合金押出形材を素材として構成したものであっ
て、床部10を構成する板状アルミニウム合金押出形材の
１部に上記車輛構体用形材１が組み込まれ、図示省略す
る空気ブレーキ等の目的の機器まで配管が施行されるよ
うになっている。

【００１５】上記車輛構体９においては、空気だめ６が
床部10を構成する板状アルミニウム合金押出形材の素材
に加工して設けられているので、空気だめが従来のよう
に床部10の下方に突出することがなく、床部10の下の空
間を広く確保でき、床下での点検作業、修理作業等の作
業がし易くなる。また、空気だめ６を形成する中空径が
小さいことから、空気だめ６を所定の容量とするには長
さを長く取る必要があり、従って、その長い空気だめ６
の、空気ブレーキ等の目的機器に近い位置に孔８を開け
ることで目的機器までの配管距離を短くすることがで
き、配管作業の工数低減が図れる。

【００１６】なお、上記の例では、板状アルミニウム合
金押出形材からなる車輛構体用形材１として、中空部４
の横断面形状が主に三角形の場合を例としたが、図３に
示すように、円形を含む形状とすることが好ましく、円
形の中空部４を含む場合、円形の中空部４に圧力の高い
空気だめを形成することで、角形の場合よりも肉圧を薄
くでき、より軽量化が図れる。

【００１７】また、上記の例では、車輛構体９を構成す
る床部10、腰部11、側部12、幕部13及び屋根部14の全て
を板状アルミニウム合金押出形材を素材とした例を説明
したが、少なくとも床部10のみが板状アルミニウム合金
押出形材を素材としたものであればよい。また、上記の
例では、板状アルミニウム合金押出形材からなる車輛構
体用形材１を床部10に適用した例を説明したが、腰部11
に適用してもよく、この場合は、床部10側に近い中空部
を空気だめとして形成するとよい。

【００１８】

【実施例】アルミニウム合金（材質Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）
からなる図４に示す横断面形状〔幅 540mm×厚さ（高
さ）70mm〕の長さ14ｍの車輛構体用形材１を製造し、こ
の車輛構体用形材１の円形中空部４（内径62mm、肉厚 4
mm）の両端に鏡板を溶接固定して40リットルの容量の空
気だめ６を形成し、この空気だめ６に圧力1.5MPa×時間
60分で耐圧テストを行なった。その結果、エア洩れもな
く耐え、十分に実用に供し得ることが判明した。

【００１９】次に、図５は、本発明に係る板状アルミニ
ウム合金押出形材からなる車輛構体用形材の別の実施形
態を示す説明図であって、ａは車輛構体用形材の斜視
図、ｂは車輛構体用形材を車輛構体の床下に設けた断面
方向から見た模式図である。

【００２０】図５ａに示す車輛構体用形材15は、アルミ
ニウム合金を押出加工することで上板16とその下面に４
本の断面円形の管17を長手方向に平行して一体に形成し
た、板状アルミニウム合金押出形材からなるものであっ
て、管17の１つには長手方向２箇所に鏡板となる仕切り
板18が気密に接合して設けられ、空気だめ19が形成され
ている。また、空気だめ19の管壁（及び／又は仕切り板
18）には配管、ドレイン抜き、計器等（図示せず）を接
続するための孔20が開けられており、これら孔20の出口
側にはドレイン抜き、計器等や、開閉弁（図示せず）を
介して配管が接続される。この場合、管17の直径は、空
気だめ19の容量が管17の内径と長さ更には隣り合う管17
を合わせて決めることができる上に、長さはほぼ車輛長
さと同じ十数メートルと長いことから、最大でも 200mm
程度に抑えることができる。またこのようなことから、
直径50〜 100mmの範囲内の同径の管17を複数併設して車
輛構体用形材15を形成するとよい。このように小径とす
ることで押出以降の形材の扱いが容易となる利点も有す
る。

【００２１】上記形状の車輛構体用形材15は、図５ｂに
示すように、車輛構体を構成する床部10（図２参照）の
床板21の下面に上板16を図示省略するボルトあるいは溶
接等により固定して取付け車輛構体とするものである。
そして、このように構成した車輛構体においても、段落
番号〔００１５〕に説明したと同様の作用効果が得られ
る。即ち、空気だめ19が床部10の床板21の下面に沿わせ
て設けられているので、空気だめ19が従来のように床部
10の下方に大きく突出することがなく、床部10の下の空
間を広く確保でき、床下での点検作業、修理作業等の作
業がし易くなる。また、空気だめ19を形成する管径が小
さいことから、空気だめ19を所定の容量とするには長さ
を長く取る必要があり、従って、その長い空気だめ19
の、空気ブレーキ等の目的機器に近い位置に孔20を開け
ることで目的機器までの配管距離を短くすることがで
き、配管作業の工数低減が図れる。

【００２２】

【実施例】アルミニウム合金（材質Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）
からなる図６に示す横断面形状〔幅 460mm×最大管径 1
23mm〕の長さ14ｍの車輛構体用形材１を製造し、この車
輛構体用形材１の４本の管17の両端に鏡板を溶接固定し
て 120リットル× 1本、70リットル× 1本、40リットル
× 2本の容量の空気だめ19を形成し、これらの空気だめ
19に圧力1.5MPa×時間60分で耐圧テストを行なった。そ
の結果、全ての空気だめ19がエア洩れもなく耐え、十分
に実用に供し得ることが判明した。

【００２３】なお、上記実施例では管17の断面形状を円
形としたが、三角形、四角形等の角形であってもよい。
この場合、耐圧の面から円形よりは管壁の厚さを厚く形
成する必要があるので重量増加となる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る板状
アルミニウム合金押出形材からなる車輛構体用形材であ
れば、車輛構体に適用した時に、車輛の床下に空気だめ
（エアタンク）が従来のように大きく突出することがな
く、あるいは全く突出することがないことから、床下の
空間が広く確保でき、床下での点検作業、修理作業等の
作業がし易くなる。また、空気だめが車輛長手方向に長
く構成されることから、また隣り合う中空部が配管とし
て活用できることから、空気ブレーキ等の目的機器まで
の配管距離が短くでき、配管作業の工数低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る板状アルミニウム合金押出形材か
らなる車輛構体用形材の一部を切欠いて示す斜視図であ
る。

【図２】本発明に係る車輛構体の斜視図である。

【図３】本発明に係る板状アルミニウム合金押出形材か
らなる車輛構体用形材の別の実施形態を示す横断面図で
あって、ａは円形の組合せ、ｂは２つの円形と三角形の
組合せ、ｃは３つの円形と三角形の組合せの例である。

【図４】本発明に係る板状アルミニウム合金押出形材か
らなる車輛構体用形材の別の実施形態を示す横断面図で
ある。

【図５】本発明に係る板状アルミニウム合金押出形材か
らなる車輛構体用形材の別の実施形態を示す説明図であ
って、ａは車輛構体用形材の斜視図、ｂは車輛構体用形
材を車輛構体の床下に設けた断面方向から見た模式図で
ある。

【図６】本発明に係る板状アルミニウム合金押出形材か
らなる車輛構体用形材の別の実施形態を示す横断面図で
ある。

【図７】従来のエアタンクの説明図である。

【符号の説明】

１：車輛構体用形材 ２：上板
３：下板 ４：中空部 ５：仕切り板（鏡板）
６：空気だめ ７：隔壁 ８：接続用孔
９：車輛構体 10：床部 11：腰部 1
2：側部 13：幕部 14：屋根部 1
5：車輛構体用形材 16：上板 17：管 1
8：仕切り板（鏡板） 19：空気だめ 20：接続用孔 2
1：床板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 晴人 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 留岡 正男 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 関塚 實 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 百瀬 進 東京都台東区東上野３丁目19番６号 帝都 高速度交通営団内 (72)発明者 三木 敢 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号 川崎重工業株式会社内 (72)発明者 片山 勝久 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号 川崎重工業株式会社内 (72)発明者 古金 和郎 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 株 式会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者 岩井 健治 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 株 式会社神戸製鋼所東京本社内 (72)発明者 高橋 伸一郎 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 株 式会社神戸製鋼所東京本社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横断面において複数の中空部を有する板
   状アルミニウム合金押出形材の、前記中空部の少なくと
   も一部を気密に密閉して空気だめに形成したことを特徴
   とする、板状アルミニウム合金押出形材からなる車輛構
   体用形材。
2. 【請求項２】 複数の中空部が２枚の板の間に一体に形
   成されてなる、請求項１記載の板状アルミニウム合金押
   出形材からなる車輛構体用形材。
3. 【請求項３】 複数の中空部の内１つ又は複数が断面円
   形に形成されてなる、請求項１又は２記載の板状アルミ
   ニウム合金押出形材からなる車輛構体用形材。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の板状アルミニ
   ウム合金押出形材からなる車輛構体用形材が車体の床材
   として配設されてなることを特徴とする車輛構体。
5. 【請求項５】 請求項１、２又は３記載の板状アルミニ
   ウム合金押出形材からなる車輛構体用形材が車体の床下
   に沿わせて設けられていることを特徴とする車輛構体。