铁道车辆构造体及摩擦搅拌接合用接头结构制造技术

一种铁道车辆构造体及摩擦搅拌接合用接头结构，其被摩擦搅拌接合的２个挤出型材的接合端部相对接而形成接头部的接合面。第１挤出型材在摩擦搅拌接合用工具的插入侧具有从平板部上面突出的凸部。凸部的侧面以具有第１圆弧（Ｒ↓［２］）和第２圆弧（Ｒ↓［３］）的连结部与平板部的上面连结。同样，第２挤出型材也具有同样结构。摩擦搅拌用工具，在前端部具有小径部、并使小径部的中心与接合面吻合而进行摩擦搅拌接合。被接合的构件的接头部，上面形成平坦面、其两端部残留有毛刺Ｂ↓［１］。切削去除该毛刺Ｂ↓［１］，则完成接头部。连结部以具有大曲率的圆弧Ｒ↓［３］相连结，不会发生应力集中，还能加厚接头部的板厚且使平板部尽量薄，因而谋求铁道车辆构造体的轻量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将挤出型材或中空挤出型材进行摩擦搅拌接合而构成的铁道车辆构造体及适用于铁道车辆构造体的摩擦搅拌接合用接头结构。
技术介绍
通常，铁道车辆的车体即铁道车辆构造体如图4所示构成。图4中，铁道车辆构造体1，由形成构造体两侧面的侧板2、形成行驶方向的端面的端板3、形成上面的车顶板4和形成下面的底架5构成。该铁道车辆构造体1，近年来，多由铝合金制的挤出型材制作，对多个上述挤出型材进行摩擦搅拌接合而形成。构成铁道车辆构造体的挤出型材，由形成车体外表面的平板部和作为该平板部的加强构件的加强筋构成。另外，上述挤出型材形成平板状，不过，同样作为形成铁道车辆构造体的构件，还可采用以桁架将2片平板部相连的形状的中空挤出型材。利用摩擦搅拌接合来制造铁道车辆用构造体的技术，例如特开平11-314173号公报所述。图5(A)-(C)是表示现有的摩擦搅拌接合用接头结构的说明图。被摩擦搅拌接合的2个挤出型材10、20，其接合端部对接，形成接头部的接合面30。第1挤出型材10的接合端部，在插入摩擦搅拌接合用工具50一侧形成从挤出型材10的上面突出的凸部12。凸部12的上面14形成平坦面，凸部12的侧面13以小圆弧R1对挤出型材10的平板部的上面11进行连结。同样，第2挤出型材20的接合端部上也形成有从平板部的上面21突出的凸部22。凸部22的上面24形成平坦面，凸部22的侧面23以具有小圆弧R1的连结部对挤出型材20的平板部的上面21进行连结。摩擦搅拌接合用工具50，前端具有小径部52，将小径部52的中心与接合面30相吻合地进行摩擦搅拌接合。(图5(B))。被接合的挤出型材10、20的接头部，上面形成平坦面40，其两端部残留有毛刺B1。切削去除该毛刺B1，则完成接头部(图5(C))。该接头部的上面42，比被接合的2个挤出型材10、20的上面11、21突出，形成阶梯部。该阶梯部形成凹口41。在该接头部，为了弥补接合部的强度降低，而最好使其板厚比平板部厚，也就是说，挤出型材的平板部，为了确保必要的强度且谋求作为铁道车辆构造体的轻量化，而在其构成上使板厚尽可能地薄。因此，存在的担心是若将该挤出型材的接合端部的板厚与平板部的板厚同样设置，则由于接合部的强度降低而不能确保足够的强度。为此，考虑将上述接头部的板厚设置得比平板部厚。因此，在图5(B)中，去除接头部的毛刺B1时，留下凸部12、22的局部，如图5(C)所示，确保该接头部的板厚。可是，会担心残留在该接头部的突起的凹口41在对挤出型材10、20施加弯曲应力等时会发生应力集中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可解决上述问题的铁道车辆构造体及适于其的摩擦搅拌接合用接头结构。为了实现上述目的，本专利技术的铁道车辆构造体及摩擦搅拌接合用接头结构，作为基本构成，具有从挤出型材的平板部的上面向摩擦搅拌接合用工具插入侧突出的凸部；在该凸部的侧面和挤出型材的上面之间，具备由形成在挤出型材表面的具有大曲率的圆弧和形成在凸部侧面侧的具有小曲率的圆弧构成的连结部；将上述挤出型材用作铁道车辆构造体的外板，将各挤出型材的凸部侧配置在车内侧。本专利技术的铁道车辆构造体，是将多个挤出型材进行摩擦搅拌接合而构成的铁道车辆构造体，被摩擦搅拌接合的上述各挤出型材由平板部和加强筋构成；在上述平板部的接合端部具有比该平板部表面向摩擦搅拌接合工具插入侧突出的凸部；在该凸部的侧面和平板部的上面部之间具有由形成于平板部表面侧的具有大曲率的圆弧和形成于凸部侧面侧的具有小曲率的圆弧构成的连结部；将上述各挤出型材用作铁道车辆构造体的外板，将各挤出型材的凸部侧配置在车内侧。另外，本专利技术的铁道车辆构造体，是将多个挤出型材进行摩擦搅拌接合而构成的铁道车辆构造体，被摩擦搅拌接合的上述各挤出型材由平板部和加强筋构成；在上述平板部的接合端部具有比该平板部表面向摩擦搅拌接合工具插入侧突出的凸部；在该凸部的侧面和平板部的上面部之间具有以椭圆构成的连结部，将上述各挤出型材用作铁道车辆构造体的外板，将各挤出型材的凸部侧配置在车内侧。另外，本专利技术的铁道车辆构造体，是将多个中空挤出型材进行摩擦搅拌接合而构成的铁道车辆构造体，被摩擦搅拌接合的上述中空各挤出型材由2片平板部和桁架构成；在上述2片平板部中至少其中之一平板部的接合端部，具有比该平板部表面向摩擦搅拌接合工具插入侧突出的凸部，在该凸部的侧面和平板部的上面部之间，具备由形成在平板部表面侧的具有大曲率的圆弧和形成在凸部侧面侧的具有小曲率的圆弧而构成的连结部；将上述各中空挤出型材用作铁道车辆构造体的外板，将各中空挤出型材的凸部侧配置在车内侧。还有，本专利技术的铁道车辆构造体，是将多个中空挤出型材进行摩擦搅拌接合而构成的铁道车辆构造体，被摩擦搅拌接合的上述中空各挤出型材由2片平板部和桁架构成；在上述2片平板部中至少其中之一平板部的接合端部，具有比该平板部表面向摩擦搅拌接合工具插入侧突出的凸部，在该凸部的侧面和平板部的上面部之间具有由椭圆构成的连结部；将上述各中空挤出型材用作铁道车辆构造体的外板，将各中空挤出型材的凸部侧配置在车内侧。本专利技术的适用于铁道车辆构造体的摩擦搅拌接合用接头结构，是为了摩擦搅拌接合挤出型材而设置在挤出型材端部的摩擦搅拌接合用接头结构，具有从挤出型材的上面向摩擦搅拌接合用工具插入侧突出的凸部；在该凸部的侧面和挤出型材的上面之间，具备由形成在挤出型材表面上的具有大曲率的圆弧、和形成在凸部侧面侧的具有小曲率的圆弧而构成的连结部。另外，本专利技术的适用于铁道车辆构造体的摩擦搅拌接合用接头结构，是为了摩擦搅拌接合挤出型材而设置在挤出型材端部的摩擦搅拌接合用接头结构，具有从挤出型材的上面向摩擦搅拌接合用工具插入侧突出的凸部；在该凸部的侧面和挤出型材的上面之间，具有由椭圆构成的连结部。还有，上述挤出型材是具有以桁架连结2片平板的结构的车辆构造体的中空型材，至少车辆的车内侧的摩擦搅拌接合用接头结构具有上述的连结部。本专利技术的铁道车辆构造体及摩擦搅拌接合用接头结构，具有以上构成，因此，能充分地确保接头部的板厚，同时，切削掉摩擦搅拌接合时所产生的毛刺的接合面和挤出型材的上面之间的阶梯差以具有大曲率的圆弧连结。因此，能避免对于阶梯差产生应力集中。附图说明图1是本专利技术的实施例1的说明图。图2是本专利技术的实施例2的说明图。图3是本专利技术的实施例3的说明图。图4是铁道车辆构造体的说明图。图5是现有的接头结构的说明图。图中50-摩擦搅拌接合用工具，52-摩擦搅拌接合用工具的小径部，100-挤出型材，102-挤出型材的上面，110-挤出型材的凸部；120-挤出型材，122-挤出型材的上面，130-挤出型材的凸部，140-接合面，150-被接合的平坦面，152-切削掉毛刺的平坦面。具体的实施方式下面，对本专利技术的实施例进行说明。(实施例1)图1(A)-(C)是表示本专利技术的实施例1的说明图。被摩擦搅拌接合的2个挤出型材100、120，其接合端部对接而形成接头部的接合面140。第1挤出型材100的接合端部，摩擦搅拌接合用工具50的插入侧具有从挤出型材100的平板部的上面突出的凸部110。该凸部110的上面114形成平坦面，凸部110的侧面112以具有第1圆弧R2和第2圆弧R3的连结部对挤出型材100的上面102进行连结。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁道车辆构造体，是将多个挤出型材进行摩擦搅拌接合而构成的铁道车辆构造体，其特征在于：被摩擦搅拌接合的上述各挤出型材由平板部和加强筋构成；在上述平板部的接合端部具有比该平板部表面向摩擦搅拌接合工具插入侧突出的凸部，在该凸部 的侧面和平板部的上面部之间具备由形成在平板部的表面侧上的具有大曲率的圆弧、和形成在凸部侧面侧的具有小曲率的圆弧构成的连结部；将上述各挤出型材用作铁道车辆构造体的外板，将各挤出型材的凸部侧配置在车内侧。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村英之，福寄一成，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]