KR960008197B1 - 철도차량 구조체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

철도차량 구조체

제1도는 본 발명에 따른 철도차량 구조체의 제1실시예를 도시한 단면 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 철도차량 구조체의 전체를 개략적으로 도시한 사시도.

제3도는 제2도의 선 A-A에 따른 단면도.

제4도는 제2도의 선 B-B에 따른 단면도.

제5도 및 제6도는 본 발명에 이용될 수 있고 철도차량 구조체의 프레임부재에 연결되는 두 적층재를 도시한 단면도.

제7도 및 8도는 본 발명에 이용될 수 있고 자장자리에서 접합영역으로 되는 적층재의 단면도.

제9a도 및 9b도는 본 발명에서 이용될 수 있는 결합전후의 한쌍의 적층재의 단면도.

제10도는 본 발명에서 이용될 수 있는 다른 한쌍의 적층재가 결합되기 위해 정렬된 상태의 단면도.

제11도 및 12도는 본 발명의 철도차량 구조체의 다른 두 실시예를 도시한 단면 사시도.

제12a도는 제12도의 X부분의 확대 단면도.

제12b도는 제12도의 Y부분의 확대 단면도.

제13도는 본 발명에서 이용될 수 있는 두개의 적층재 사이의 접합부분을 프레임부재와 함께 도시한 단면도.

제14도는 프레이부재에 결합된 본 발명에서 이용될 수 있는 적층재의 단면도.

제15도는 일체의 프레임부재를 포함하는 본 발명에서 이용될 수 있는 두개의 적층재의 단면도.

제16도는 본 발명에 따른 철도차량 구조체의 단면 사시도.

제17도는 제16도의 차체의 단부를 차량내부에서 본 도면.

제18도는 본 발명을 구체화하는 또다른 철도차량 구조체의 단면 사시도.

제18a도는 제18도의 Z부분의 확대 단면도.

본 발명은 철도차량 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 철도와, 모노레일과 자기부상열차를 포함하는 철도차량 및 트랙안내 차체의 제작에 적용가능하고, 이들 모두는 이하에서 언급되는 바와 같이 철도차량 구조체라는 용어로 대표된다. 본 발명은 철도전동차, 비전동차, 기관차 특히 승객용 차에 적용가능한 것이다. 여기서 개시되는 몇가지 특징에 의해 차량구조체가 고속으로 운전되는 철도차량에 특히 적합하게 된다.

종래에 철도차량 구조체는 종방향 프레임부재와 횡방향 프레임부재를 연결한 다음 프레임의 외측에 외부판을 연결하여 강철로 제작되었다. 외부판으로서 스테인레스스틸을 이용하여 제작된 차체의 경우 프레임부재와 외부판 사이의 강도를 향상시키기 위하여 삼차원 접합이 채용된다. 이것은 일본국 특허공고 소62-35937호에 공지되어 있다. 또한 알루미늄 합금과 같은 경금속을 이용하여 철도차량 구조체를 제작하는 기술이 알려져 있다. 이 기술의 목적은 차량구조체의 제작에 소요되는 작업시간을 감소시키고, 프레임부재와 외부판을 일체로 하여 미리 성형된 부재를 이용하여 차량차체의 강도를 향상시키는 것이다. 이는 일본 철도산업협회가 1978년에 발행한 경금속 철도위원회 보고서 제3호의 70 내지 72페이지에 기재된 차체에 개시되어 있다. 여기에서 형상부재들은 압출되어 있다.

미리 형성된 금속부재의 다른 공지예는 이격되어 있고 셀(cell) 형태의 금속코어의 대향면에 고착되는 두금속판을 구비하는 샌드위치 구조이다. 이는 접착제 또는 납땜에 의해 고착될 수 있다. 코어는 셀 형태의 금속 또는 하니콤 구조로 형성될 수 있고, 이것은 파형판(波形板)을 함께 납땜함으로써 제작된다. 철도차량 구조체에 이런 샌드위치 구조체의 이용이 제안되었으나, 대부분의 경우 차량차체의 구조적인 부재 즉 차체의 구조적 강도에 기여하는 부재로서는 제안되지 않았다.

일본국 실용신안 공개 제60-179569호에서 외부판의 내측면에 하니콤 패널을 점착제로 고착시킴으로써 차체의 외부판의 보강재로서의 하니콤형 샌드위치 패널이 제공된다. 여기서 하니콤 패널은 외부판의 구부러짐에 대항하는 보강재로서 작용한다.

일본국 실용신안 공개 제54-183007호에서 패널이 플로어 보드로서 제안되었고, 이것은 차체의 하부프레임을 구성하는 바닥판에 위치한다. 여기서 하니콤 패널은 구조적 부재로서 작용하지 않고 점착제의 결합에 의해 바닥판에 연결된다.

일본국 실용신안 공개 제63-18372호에는 철도차량 구조체의 바닥판에 구조부재로서의 하니콤 패널의 이용을 제안하고 있으며, 이 패널은 차체의 사이드씰(sill)을 구성하는 압출부재를 연결한다. 하니콤 패널은 압출부재에 리벳을 박음으로써 연결된다. 현재 리벳팅은 적어도 외관의 관점에서 철도차량 구조체의 구조부재에 대해 부적절한 연결방법이고, 또한 구조부재들 사이에서 밀봉접합을 제공할 수 없다.

리벳팅의 다른 단점은 소요 노동량이며, 이것은 용접의 노동량 보다 더 크다.

따라서 상기한 종래기술은 철도차량 구조체의 중량감소의 문제에 대한 해결책을 제공하지 못한다. 철도차량의 주행속도의 증가로 인한 동력소모의 증가뿐만 아니라 소음증가와 철로에의 충격의 증가와 같은 문제점들을 철도차량 구조체의 중량감소에 의해 경감될 수 있다. 중량감소는 프레임부재의 두께와 외부판부재의 두께를 감소시킴으로써 이루어지지만, 차체의 강도를 유지하여야 하기 때문에 감소량은 제한된다.

압출에 의해 경합금으로 미리 성형된 부재의 경우에 성형부재의 두께감소에 기술적인 한계가 있고, 더욱이 두께가 너무 많이 감소된다면 굽힘강도와 전단강도가 감소되어서 많은 보강부재를 필요로 한다. 이것은 제작에 필요한 노동을 증대시킨다.

고속철도차량에 따른 문제점은 터널내부에서 심한 외부압력변화가 있다는 것이고, 이것은 차량이 터널내에서 서로 비켜지날 때 특히 급격하게 일어난다. 승객에게 아주 불쾌한 이런 압력변화가 차량내부로 전달되지 않도록 하기 위하여 차체는 일반적으로 밀봉구조를 가질 수 있다. 그러나 차체는 승객과 차체에 부착된 여러 설비와 차체무게에 의한 하중을 견디어야 할 뿐만 아니라 외부압력변화에 의한 압력하중을 견디어야 한다. 따라서 차체의 강도증가가 필요하고, 압력하중에 대한 강도의 향상이 수반되어야 한다.

본 발명의 제1목적은 내압성이 우수한 철도차량 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은 창 개구부의 강도향상을 도모한 철도차량 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제3목적은 구성이 간단한 철도차량 구조체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제4목적은 창문유리 등을 용이하게 설치할 수 있는 철도차량 구조체를 두개의 있다.

제1발명의 목적은 한쌍의 표면재와, 상기 한쌍의 표면재 사이에 배치된 코아재와, 상기 한쌍의 표면재 사이에서 상기 표면재의 가장자리부에 배치된 결합용부재로 이루어지고, 상기 한쌍의 표면재에 상기 코아재 및 상기 결합용부재를 접합하여 적층재를 구성하고, 복수의 상기 적층재를 결합하여 구성한 철도차량 구조체에 있어서, 상기 적층재를 구성하는 한쌍의 표면재, 코아재 및 결합용부재는 납땜에 의하여 접합되고, 상기 결합용부재는 상기 한쌍의 표면재에 각각 접합되는 한쌍의 부분과, 상기 한쌍의 부분을 연결하는 웨브로 이루어지고, 상기 한쌍의 부분의 적어도 어느 한쪽은 상기 웨브의 단부로부터 상기 적층재의 단부측으로 돌출하여 플랜지부를 이루고, 상기 플랜지부는 인접하는 적층재의 상기 결합용부재의 상기 플랜지부에 용접되고, 상기 각 적층재의 용접접합부의 표면은 인접한 양 적층재의 차외측 표면을 연결하는 선상에 형성되고, 상기 결합용부재는 그 길이방향이 차체의 주위방향을 따라 배치함으로써 달성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면 적층재 끼리의 용접은 웨브로부터 돌출한 플랜지부 끼리를 용접하고 있기 때문에 웨브로부터 코아재측의 코아재와 표면재의 납땜에 열영향이 미치는 것을 줄일 수 있다.

또 결합용부재를 차체의 주위방향에 배치하고 있기 때문에 용접이음매의 결합용부재가 프레임으로 되어 강도향상을 도모할 수 있다.

또 적층재를 사용하고 있기 때문에 경량이고 내압성의 향상을 도모할 수 있다.

또 인접하는 한쌍의 상기 적층재를 각각의 상기 결합용부재의 차내측 부분의 범위내 끼리를 프레임부재에 의하여 용접하여 연결하고 상기 프레임부재는 상기 범위내에 용접된 제1변과, 상기 제1변에 직교하는 제2변으로 구성되어 결합용부재를 프레임부재에 의하여 지지하기 때문에 더욱 강도향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 제2목적은, 사이드구조체가 창 개구부 보다 위쪽의 위창틀판부, 상기 창 개구부보다 아래쪽의 아래창틀판부 및 상기 위창틀판부와 상기 아래창틀판부 사이의 창문부재로 구성되고, 상기 위창틀판부 및 상기 아래창틀판부는 상기 복수의 적층재를 용접하여 구성되고, 상기 창문부재는 적어도 창문개구부와 창문개구부 사이의 부재를 구성하는 것으로서 압출형재로 구성되는 것에 의하여 달성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면 큰 힘을 받는 창문개구부와 창문개구부 사이의 부재를 압출형재로 구성하고 있기 때문에 강고한 압출형재에 의하여 강도향상을 용이하게 도모할 수 있다.

본 발명의 제3목적은, 결합용부재의 웨브의 양 단부로부터 적층재의 단부측으로 돌출하여 한쌍의 플랜지부를 형성하고, 상기 한쌍의 플랜지부를 인접 적층재의 결합용부재의 한쌍의 플랜지부에 각각 용접하는 것에 의하여 달성될 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면 적층재의 차외측 및 차내측의 각각을 인접하는 적층재에 용접하고 있기 때문에 차내측에 접하는 플레이트나 포스트 등의 골조가 필요없어 구성을 간단하게 할 수 있고, 용접을 적게할 수 있고 저렴하게 할 수 있는 것이다.

본 발명의 제4목적은, 철도차량 구조체에 설치된 개구부와 가장자리부에 위치하는 적층재의 결합용부재는 한쌍의 표면재에 각각 접합되는 한쌍의 부분과, 상기 한쌍의 부분을 연결하는 웨브로 이루어지고, 상기 개구부의 가장자리부에 위치하는 상기 결합용부재의 상기 한쌍의 부분이 한쪽은 상기 웨브의 단부로부터 상기 개구부측으로 돌출한 플랜지부를 이루고 있고, 상기 개구부측으로 돌출한 상기 한족의 상기 플랜지부의 선단은 상기 웨브의 타단측의 개구부측의 위치보다도 상기 개구부측에 위치시키는 것에 의하여 달성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면 상기 한쪽의 플랜지부는 다른쪽의 웨브 보다도 개구부측으로 돌출하고 있기 때문에 상기 한쪽의 플랜지부는 창문유리 등의 부재를 지지하는 받침시이트로 될 수 있으므로, 다른 받침시이트를 설치할 필요가 없어 구성을 간단하게 할 수 있고, 저렴하게 할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부도면을 참고하여 비제한적인 예로써 설명한다.

먼저 제1도 내지 4도에 도시한 본 발명의 실시예를 설명한다. 철도차량 구조체(1)는 대향측면 구조체(2), 하부프레임(3), 지붕구조체(4) 및 단부구조체(5)로 구성된다. 하부프레임(3)의 사이드씰(6)은 측면구조체(2)의 저부에 배치되고 차체의 길이방향으로 연장된다. 크로스비임(7)은 사이드씰(6) 사이에서 차체의 횡방향으로 연장된다. 크로스비임(7)의 단부는 사이드씰(6)의 측면(6a)에 연결된다. 크로스비임(7)들은 차체의 길이방향으로 임의의 피치 간격을 가지고 서로 평행하게 배치된다. 이 실시예에서 바닥판(8)은 크로스비임(7)상에 배치되고, 상면측상에 일체로 형성된 리브를 가지며 차체의 길이방향으로 연장되는 복수의 경합금의 압출부재로 구성된다. 차체의 횡방향에서 보아 바닥판(8)은 차체의 외부로 볼록한 즉 하측으로 볼록한 곡면으로 성형된다.

측면구조체(2)에는 프레임부재인 벨트레일(9)과 창문헤드(10)가 있다. 사이드포스트(11)의 형태인 수직프레임부재는 창문 사이에 위치된다. 후술될 적층재로 구성되는 측면패널(12)은 이들 프레임부재의 외측표면에 접합된다. 벨트레일(9)과 창문헤드(두개의 측면패널(12)에 있는 창문개구의 상부측과 하부측위치에 대응하도록 배치된다. 벨트레일(9)과 창문헤드(10)는 직각으로 사이드포스트(11)를 가로지르도록 사이드포스트(11)의 측면(11a)에 고착된다.

측면패널(12)은 금속의 내측 및 외측판(13),(14)과 제3도에 도시된 바와 같이 이들 판(13),(14) 사이에 배치되는 셀(cell)형 금속코어(15)로 구성되는 적층구조를 갖는다. 외측판(13)은 차체(1)의 외측표면을 구성한다. 가령 경합금으로 만들어진 하니콤 재료는 코어재(15)로 이용된다. 격자형으로 형성된 금속박판 또는 경합금으로 제작된 다공질 금속은 하니콤 재료의 대신에 이용될 수 있다. 하니콤형 코어(15)는 얇은 파형판(corrugated sheet)을 납땜함으로써 제작되고, 표면판(13),(14)과 코어(15)는 납땜으로 연결된다. 차체(1)의 외부압력이 두개의측면패널(12)은 내부압력을 일정하게 유지하는 밀봉벽을 제공할 수 있다.

이 구조패널의 구성원리는 이미 공지되어 있으므로 상세한 설명을 생략한다. 바람직한 재료는 알루미늄과 알루미늄합금이다.

판(13),(14)에 수직으로 연장하는 축을 갖는 육각형의 쎌을 제공하는 납땜된 판으로 제작된 하니콤형 코어(15)가 바람직하지만 직사각형이나 정사각형 쎌도 이용될 수 있다. 또한, 싸인곡선형 판을 접합시켜 셀형의 코어구조를 만들 수 있다. 알루미늄이나 알루미늄합금 대신에 스테인레스스틸이 특히 패널의 외측면을 제공하는 판(13)에 채용될 수 있다.

상술한 바와 같은 패널들은 가벼운 중량과 큰 강성때문에 철도차량에 매우 적합하다. 표면판에 부착된 셀형 코어는 낮은 표면변형률을 갖는다. 고온강도가 좋기 때문에 후술되는 바와 같이 용접연결될 수 있다.

본 발명에서 이용된 전형적인 육각형 하니콤형 패널에서 코어셀의 크기는 1/8 내지 1인치(0.3 내지 2.5cm)의 범위에 있다. 코어는 0.2 내지 0.5mm의 범위에서 납땜된 파형판으로 제작된다. 표면판은 0.8 내지 1.2mm 범위의 두께를 가지며, 전체적인 패널두께는 10 내지 40mm의 범위에 있다. 이런 알루미늄 패널은 26.6mm의 전체 두께에 대해 전형적으로 0.73g/cm²의 중량을 가질 수 있다. 동일한 중량의 강철판 또는 알루미늄판은 훨씬 낮은 강도를 가지므로 보강재를 필요로 한다.

각 패널(12)은 하부프레임(3)의 사이드씰(6)의 상부면에 후술되는 캔트레일(16)로 연장된다. 차체의 길이방향으로의 각 패널(12)의 폭치수는 측면구조체(2)가 차체의 길이방향에서 다수의 유닛으로 나누어질때의 단위길이에 대응한다. 측면구조체(2)의 외측표면은 용접으로 다수패널(12)을 연결함으로써 형성된다. 측면구조체(2)에서 각 쌍의 사이드포스트(11) 사이의 영역이 한 패널(12)로 구성되는 예에 대하여 설명한다. 그러나 각 패널(12)의 폭은 세 개 이상의 사이드포스트(11)에 걸쳐 연장될 수 있다.

다음에 패널(12)과 사이드포스트(11) 그리고 벨트레일(9) 사이의 접합을 제3도 및 제4도를 참고하여 설명한다.

제3도는 제작시 패널(12)의 모서리에 연속적으로 땜납되고 경합금으로 만들어진 압출부재인 금속결합용부재(17)를 도시한다. 이 결합용부재(17)는 사실상 Z형상의 단면으로 형성되고, 코어(15)가 도달하는 크로스웨브(18)와 외측판(13)의 판두께에 대응하는 계단을 갖는 플랜지부(19a)를 구비한다. 용접에 의해 인접한 패널(12)의 결합용부재(17)에 연결되는 돌출플랜지(19b)는, 패널(12)로부터 측방향으로 돌출되도록 상기 플랜지부(19a)의 반대측상에서 결합용부재(17)에 제공된다. 플랜지(19b)의 외측표면은 외측판(13)과 같은 레벨 즉 같은 높이에 있다. 플랜지(19b)는 판(13),(14)보다 더 두껍다. 용접부(20)는 인접한 결합용부재(17)의 플랜지(19b)를 연결한다.

내부측면에서 결합용부재(17)의 플랜지부(21)는 내측판(14)에 연결되는 계단을 구비하고, 비교적 큰 두께로 되어 있다. 용접부(20a)에 의해 플랜지(21)가 사이드포스트(11)에 연결된다. 다시 말하면 사이드포스트(11)는 인접한 측면패널(12)의 결합용부재(17) 사이를 브릿지하도록 연결된다.

차체의 제작에 있어서, 최초 인접한 패널(12)은 개개 플랜지(19b)에서 용접으로 연결된다. 패널(12)의 상호연결이 이런 방식으로 완성된 후 사이드포스트(11)는 상술된 바와 같이 각 결합용부재(17)에 연결된다.

차체 외부상의 용접부(20)의 표면(20b)은 상기 용접작업의 완료후 그라인딩 등에 의해 매끄럽게 된다.

여기서 설명되는 모든 실시예에서 결합용부재(17)는 필요한 만큼의 복수의 가장자리위치에서 패널의 판(13),(14)에 부착된다. 뿐만 아니라 차체에서의 위치에 따라 다양한 형상 및 배열이 가능하다. 보통 도시된 결합용부재는, 판(13),(14)의 연장부로서 돌출하고 판(13),(14)보다 더 두꺼운 하나 이상의 용접플랜지를 구비한다.

이와 같이 적층재 끼리의 용접은 크로스웨브로부터 돌출한 플랜지부(19b,19b)끼리를 용접하고 있기 때문에 코어(15)측과 표면재(13,14)의 납땜부분에서의 용접열에 의한 영향을 줄일 수 있다. 또 결합용부재(17)를 차체의 주위방향으로 배치하고 있기 때문에 용접이음매의 결합용부재가 골조가 되어 강도향상을 도모할 수 있다. 또 적층재를 사용하고 있기 때문에 경량이고, 내압성의 향상을 도모할 수 있다.

또 각각의 상기 결합용부재(17,17)의 차내측부분의 범위내 끼리를 사이드포스트(11)에 의하여 용접하여, 인접하는 한쌍의 상기 적층재를 연결하고 있기 때문에 더욱 강도향상을 도모할 수 있는 것이다.

제4도는 사실상 L형상으로 되는 단면형상을 갖는 것이다. 가장자리부재(22)는 제1도에 도시된 패널(12)의 창문개구부(44)의 둘레에 즉 모서리(44a)의 둘레에 배치되고, 패널(12)에 연속적으로 땜납된다. 가장자리부재(22)는 창문재구부의 모서리(44a)를 보강하고, 창문유리를 수용한다. 플랜지부(22a)는 표면부재(13),(14)의 뒷댐판으로서 작용하고, 창문유리의 수용체로서의 플랜지부(22b)는 이 가장자리부재(22)상에 형성된다. 벨트레일(9)은 가장자리부재(22)의 내측부 단부표면(22c)에서 용접(20)으로 연결된다. 벨트레일(9)은 사이드포스트(11)의 위치에서 꺽여져서 길이방향의 단부가 사이드포스트(1)의 측면(11a)에 결합된다. 패널(12)이 상호 결합되기 전에 또는 결합된 후에 가장자리부재(22)에 벨트레일(9)에 연결될 수 있다.

창문헤드(10)는 벨트레일(9)과 사실상 같은 방식으로 구성되고, 내부측에서 가장자리부재(22)의 단부표면(22c)에 결합된다. 창문헤드(10)는 사이드포스트(11)의 위치에서 꺾여져서 차체의 길이방향의 단부는 사이드포스트(11)의 측면(11a)에 결합된다.

이와 같은 구성에 따르면, 가장자리부재(22)(플랜지부)는 크로스웨브 보다도 창문개구부측으로 돌출되어 있기 때문에 가장자리부재(22)는 창유리 등을 지지하는 받침시이트로 되고 다른 받침시이트를 설치할 필요가 없어, 구성을 간단하고 저렴하게 할 수 있게 된다.

다음에 지붕구조체(4)는 제1도를 참고하여 설명한다. 캔트레일(16)은 차체의 길이방향으로 연장되고, 가로부재(23)는 직각으로 캔트레일(16)에 연결된다. 지붕구조체(4)는 캔트레일(16), 가로부재(23), 그리고 지붕판(24)으로 구성된다. 캔트레일(16)은 차체의 외주방향에서 지붕의 양측에 배치된다. 가로부재(23)는 이들 캔트레일(16) 사이에서 연장되고 임의의 피치간격으로 서로 평행하게 배치된다. 가로부재(23)의 양 단부는 캔트레일(16)에 연결된다. 지붕판(24)은 이들 캔트레일(16)과 가로부재(23)의 상부면에 연결된다. 지붕판(24)은 차체의 길이방향으로 연장하는 경합금의 성형 압출부재를 차체의 가로방향에서 서로 인접하도록 정렬시켜 이들을 함께 연결함으로써 구성된다. 지붕판(24)은 차체의 내부에 일체로 형성된 길이방향의 리브(24a)를 구비한다. 차체(1)의 각 단부에 있는 단부구조체(5)는 수직 프레임부재와 수평 프레임부재를 연결하고 이들 프레임부재의 외측표면에 패널을 위치시킴으로써 후술되는 바와 같이 구성된다.

단부구조체(15)에 작용하는 하중의 대부분은 차체 외부의 압력변화에 의한 압력하중이다. 이 때문에 수직하중과 차체의 외부에서의 압력변화로 인한 압력하중이 동시에 작용하는 측면구조체(2)에 비하여 강도가 향상될 필요가 없다.

이하, 상술된 구조체의 조립에 대해 설명한다. 차체(1)는 측면구조체(2)와 하부프레임(3)과 지붕구조체(4) 그리고 단부구조체(5)를 제작하고 이들을 함께 결합함으로써 완성된다. 먼저 차체(1)의 기본구성부재로서의 적층재의 제조에 대해 설명한다. 패널(12)은 표면판(13),(14)과 코어재(15)로 구성된다. 우선 표면판(13),(14)을 형성하기 위하여 측면창문개구부(44)는 공백으로 작용하는 경합금판에 형성되고, 이 두개의 사이드씰(6)에서 캔트레일(16)까지의 치수에 대응하는 길이와 사이드포스트(11)의 공간갭에 대응하는 폭으로 절단된다. 또 코어(15)용으로 임의의 형상의 경합금판을 미리 조합하여 하니콤을 만든다. 결합용부재(17)와 가장자리부재(22)를 위한 공간이 임의의 길이로 절단, 성형된다. 이들 표면판(13),(14), 코어(15) 그리고 부재(17),(22)는 각 연결위치에서 금속연결재료인 땜납재를 개재시켜 납땜온도로 가열함으로써 연속적인 접합점으로 연결된다.

이런 방식으로 만들어진 패널(12)은 임의의 두께를 갖는 평평한 패널로 되거나 또는 창문개구(44)의 하부 측면상의 아래창틀판부와 창문개구(44)의 상부측면상의 해가리개부가 차체(1)의 측면구조체(2)에서 곡면으로 이루어진 구조인 경우 곡면형상은 측면패널(12)이 완료된 후 제작된다.

다르게는 패널(12)의 곡면형상은 경합금판재와 경합금 하니콤재의 절단후 이들을 땜납하기 전에 소정의 형상으로 판(13),(14)과 코어(15)를 성형함으로써 달성될 수 있다. 그러나 이 경우에 성형될 부재의 수가 증가하고, 치수정밀도가 각 부재에서 확보되어야 한다는 문제점이 있다.

바람직한 형상을 갖는 패널(12)은 판(13),(14)과 코어(15)와 결합용부재(17) 그리고 가장자리부재(22)가 연결될때 완성된다. 이 조립작업은 빠르게 될 수 있다.

다음에 상기 방식으로 제조된 패널(12)을 이용하여 측면구조체(2)의 제작을 설명한다.

패널(12)을 수용하기 위한 지그의 지지표면은 측면구조체(2)의 외측표면에 대응하도록 형성된다. 패널(12)은 이 지그의 표면상에서 차체의 길이방향으로 연속하여 배치되고 정렬된다. 인접한 패널(12)의 결합용부재(17)의 접합플랜지(19b)는 용접 갭을 두고 위치된다. 패널(12)은 고정되고, 인접패널(12)의 대향한 접합플랜지(19b)는 용접으로 연결된다. 용접작업은 차체의 내부측면에서 수행된다. 다음에 프레임 즉 사이드포스트(11), 창문헤드(10) 그리고 벨트레일(9)이 용접된 패널(12)에 씌워지고 고정된다. 결합용부재(17)의 소정부분과 사이드포스트(11), 가장자리부재(22)와 창문헤드(10)와 벨트레일(9)과 사이드포스트(11)와 창문헤드(10)와 벨트레일(9)은 용접으로 연결된다. 모든 부재의 연결이 이런 방식으로 완료될때 측면구조체는 지그에서 분리되고 이어서 차체의 외부측면상에서 각 결합용부재(17)의 용접부(20)의 외측표면은 그라인더등에 의해 매끄럽게 마무리된다. 이런 방식으로 측면구조체(2)가 완성된다.

측면구조체(2)가 상기 방식으로 제작될 경우 연결작업은 지그상에 패널(12)과 사이드포스트(11)와 창문헤드(10)와 벨트레일(9)을 순차적으로 위치시키는 동안에 행해질 수 있다. 다시 말하면 구성부재들이 지그상에서 이동되거나 뒤집어질 필요가 없기 때문에 작업효율은 향상되고 많은 제작단계의 감소가 달성될 수 있다. 패널(12)과 사이드포스트(11)와 창문헤드(10) 그리고 벨트레일(9)의 연결은 지그상에서 모두 하향의 용접작업이다. 즉 작업은 측면구조체(2)의 내부에서부터 이루어진다. 따라서 각 부재의 용접된 부분의 신뢰성은 크고, 작업효율은 향상될 수 있다. 상기 언급된 연결작업은 자동화될 수 있다.

패널(12)에 벨트레일(9)과 창문헤드(10)의 연결은 가장자리부재(22)가 단일체일때 측면패널(12)의 가장자리부재(22)에 벨트레일(9)과 창문헤드(10)를 결합할 수 있다. 이 경우에 작업공정은 다소 다르다. 다시 말하면 각 패널(12)의 연결이 완료된 후 사이드포스트(11)를 인접한 패널(12)이 결합용부재(17) 사이에서 브릿지되는 방식으로 위치시켜서 오직 사이드포스트(11)에 결합용부재(17)를 결합시키고, 벨트레일(9)과 창문헤드(10)의 단부표면에 사이드포스트(11)를 결합시키면 충분하다. 이 공정에 의해 지그상에서 각 부재의 연결작업은 감소될 수 있고, 또한 효율도 향상될 수 있다.

하부프레임(3)은 사이드씰(6)과 크로스비임(7)을 조합하여 연결시키고 가로방향으로 바닥판(8)의 성형부재를 정렬하고 연결함으로써 제작된다.

지붕구조체(4)는 캔트레일(16)과 가로부재(23)를 조합하고 연결한 다음에 가로방향으로 성형판(24)을 정렬하고 연결함으로써 제작된다.

단부구조체(5)는 프레임들이 조합되고 연결된 후에 외측판이 연결되어 형성된다.

차체(1)는 측면구조체(2)와 하부프레임(3)과 지붕구조체(4) 그리고 단부구조체(5)를 결합함으로써 제작된다. 먼저 측면구조체(2)는 하부프레임(3)의 양측면에 즉 사이드씰(6)의 상부에 수직으로 배치되고, 단부구조체 (5)는 하부프레임(3)의 양 단부의 상부면에 배치된다. 이어서 하부프레임(3)과 측면구조체(2)는 연결되고, 하부프레임(3)과 단부구조체(5)가 연결된다. 동시에 측면구조체와 단부구조체(5)가 연결된다. 지붕구조체(4)는 두개의 측면구조체(2)와 두개의 단부구조체(5)위에 씌워지고, 지붕구조체(4)와 두개의 측면구조체(2)와, 지붕구조체(4)와 두개의 단부구조체(5)는 각각 연결된다. 이런 방식으로 차체(1)가 조립된다.

상기 구조체에서 차체(1)의 중량과, 하부프레임(3)의 하부면에 배치된 여러 장비 및 하부프레임(3)에 전달되는 승객에 의한 수직하중, 그리고 차체의 외부에서의 압력변화에 의한 압력하중은 측면구조체(2)에 작용한다. 측면구조체(2)가 주로 패널(12)로 구성되기 때문에 측면구조체(2)는 이들 하중에 대해 충분한 강도를 갖는다. 다시 말하면 패널(12)이 표면판(13),(14)과 코어(15)를 적층시켜 이들 부재를 연결함으로써 형성되기 때문에 굽힘강도와 전단강도는 평판보다 크게 된다. 따라서 패널(12)은 평면 이외의 변형도 견디고 상기 하중을 충분히 견딜 수 있다. 특히 차체 외부의 압력변화에 의해 차체에 작용하는 압력하중에 대해 효과적이고, 패널(12)에 보강재료를 배치함으로써 강도를 향상시킬 필요가 없다. 더욱이 금속 결합재의 이용에 의한 표면판(13),(14)과 코어(15)의 연결은 강도를 제공하는 데에 효과적이다.

표면판(13),(14)과 코어(15)로 이루어진 패널(12)은 전체중량과 같은 중량을 갖는 경합금의 종래의 성형부재에 비하여 훨씬 큰 굽힘강도를 갖는다. 이것은 구조체의 중량이 동일할때 패널(12)을 이용하는 차체(1)가 더 큰 강도를 갖는 것을 의미한다. 구조체의 강도가 사실상 동일하다면 패널(12)을 이용하는 차체(1)는 작은 중량을 갖는다.

패널(12)이 더 큰 굽힘강도와 전단강도를 갖기 때문에 측면구조체(2)에 두개의용접 잔류응력이나 수직하중에 의한 변형이 차체의 표면에 일어나지 않으며, 외관이 향상될 수 있다. 차체 표면에서의 변형이 감소되므로 변형을 제거하는 작업은 생략될 수 있다. 더욱이 패널(12)은 패널의 가장자리에 결합용부재(17)가 배치되는 구조를 가지며, 패널(12)은 이 결합용부재(17)를 통하여 다음의 패널 또는 사이드포스트(11) 등의 부재에 결합된다. 그러므로 경합금자체로 만들어진 하니콤형 부재가 연결되는 경우에 비하여 접합부에서의 강도의 저하가 방지될 수 있다. 경합금으로 만들어진 성형부재가 상기한 결합용부재(17)로서 이용될 때 매우 복잡한 형상도 정밀하고 용이하게 또 경제적으로 제작될 수 있다. 패널(12)을 벨트레일(9)과 창문헤드(10)에 연결하는 것은 가장자리부(22)를 통하여 이루어진다. 그러므로 각 연결부에서의 강도의 감소가 방지될 수 있다. 더욱이 연결플랜지(19b)의 표면이 차체의 외부에서 표면판(13)의 표면과 동일한 높이이기 때문에, 측면구조체(2)의 표면은 차체의 외부에서 용접부(20)의 표면만을 그라이딩함으로써 매끄럽게 될 수 있다. 따라서 차체의 완성후에 종래 수행된 측면구조체의 표면을 퍼티(putty)에 의해 평활화하는 작업은 간단하게 될 수 있다.

보강부재인 사이드포스트(11)가 상기 결합용부재(17)와 일체로 형성된다면, 구성부재의 수가 감소되고 결합용부재와 사이드포스트 사이의 연결작업은 제거될 수 있다. 따라서 측면구조체의 제작시에 소요되는 노동시간이 줄어든다.

제5도는 패널의 모서리 사이의 중간우치에서 사이드포스트(11)를 부착할 수 있는 제3도의 패널의 변형예인 패널(25)을 도시하고 있다. 사이드포스트(11)의 연결을 위한 두개의 플랜지(27)는 패널(25)의 내측판에 일체로 형성된다. 내측판(26), 외측판(13), 그리고 코어(5)는 적층패널(15)을 형성하도록 납땜된다. 이런 구조로 사이드포스트(11)는 용접부(20)에 의해 플랜지(27)에 연결되므로, 사이드포스트(11)가 판(26)의 평탄부에 직접 용접되는 경우에 비하여 연결강도가 향상된다. 사이드포스트(11)가 패널(25)에 연결될때 플랜지(27)는 사이드포스트(11)를 위한 위치고정수단으로서 이용될 수 있다. 더욱이 패널(25)의 땝납부상에 용접열의 영향이 미치지 않게 되어 판(26),(13)의 변형은 방지될 수 있다. 이 패널의 구성은 이미 개시된 것과는 다르다.

제6도의 패널(28)은 패널(28)의 내측면상의 내부판(29)에 일체로 형성되어 사이드포스트(11)를 연결하는 두개의 플랜지(30)를 구비한다. 플랜지(30)가 배치되는 판(29)의 영역(31)은 판(29)의 다른 부분보다 즉 공청판두께보다 더큰 두께를 갖는다. 사이드포스트(11)는 플랜지(30)에 용접으로 연결된다. 이 구조에서 사이드포스트(11)에서 패널(28)로 전달된 하중은 플랜지(30)와 더 두꺼운 영역(31)을 통하여 전달된다. 두꺼운 영역(31)의 단면적이 플랜지(30)의 단면적보다 크기 때문에 영역(31)의 단위면적당 전달된 하중은 감소될 수 있다. 이때문에 패널(28)과 사이드포스트(11) 사이의 연결에서 강도의 향상이 달성될 수 있다.

제6도에 도시된 실시예는 플랜지(30)와 두꺼운 영역(31)은 판(29)상에 일체로 형성되지만 별도로 형성될 수도 있다. 이 경우에 플랜지(30)와 받침판이 예를 들어 돌기에 의해 일체로 형성된 성형부재이고, 이 성형부재가 땜납에 의해 판(29)에 연결될때 상기 언급된 패널(28)의 것과 같은 효과가 나타날 수 있다. 이 경우에 사이드포스트(11)의 연결위치가 임의로 선택될 수 있다.

다음에 두개의 인접한 패널 사이에서의 연결의 다른 실시예를 제7도 및 8도를 참조하여 설명한다.

제7도에서 제3도와 동일한 인용번호는 동일구성부재를 가리킨다. 여기서 패널(33)은 패널의 가장자리에서 연속적인 땜납에 의해 연결되고 단면이 I형상인 결합용부재(32)를 구비한다. 결합용부재는 판(13),(14)에 납땜으로 연결되는 내향 계단상의 플랜지(32a)와, 패널이 인가되도록 다른 결합용부재에 용접을 하기 위한 돌출플랜지(32b)를 구비한다. 용접위치는 20으로 도시된다.

이 구조에서 결합용부재(32)가 서로 연결되면 상자형상의 단면을 갖는 구조부재와 같은 단면형상이 얻어진다. 따라서 패널(33) 사이의 연결강도는 향상될 수 있다. 이에 따라 상기 패널(33)을 이용하여 구성되는 구조의 강도가 향상된다.

제8도의 패널(36)에서 땝납된 결합용부재(34)는 제3도에 도시된 실시예의 결합용부재(17)와 사실상 같은 형상을 갖는다. 금속덧판(35)은 용접선(20)에서 패널의 내측면의 결합용부재(34)의 플랜지(34b)를 연결한다.

이런 구조의 결합용부재(34)를 갖는 패널(36)을 서로 연결시킬 경우 결합용부재(34)의 외측 용접플랜지(34a)가 먼저 연결된다. 다음에 결합용부재(34)는 금속덧판(35)을 통하여 연결된다. 이런 방식으로 패널(36)을 연결하는데에 수반되는 용접작업은 패널(36)의 단지 한 측으로부터 수행될 수 있다. 이것은 모든 용접작업이 한쪽에서 수행되기 때문에 패널(36)은 지그상에서 뒤집을 필요가 없고 따라서 공정이 간단화된다는 것을 의미한다. 제7도에 도시된 실시예에서와 같이 패널(36)이 연결되어 상지형상의 단면을 갖는 구조가 형성된다.

제9도 및 10도는 본 발명을 구체화하는 적층패널과 패널조립체를 형성하는 다른 실시예를 도시한다. 제9a도는 상기와 같이 판(13),(14)과 코어(15)로 구성된 두개의 패널을 도시한다. 한 패널은 그들의 모서리에서 판(13),(14)에 땜납된 연결판(17b)을 구비하여 판(17b)의 일부가 용접플랜지와 같이 측면으로 돌출한다. 판(17b)은 판(13),(14)보다 큰 두께를 갖는다. 다른 패널에서 코어(15)는 용접이 용접선(20)에서 수행되어 패널들이 조두개의(17b)이 판(13),(14) 사이로 들어갈 수 있도록 판(13),(14)의 단부에서 오목형성된다. 제10도에서 용접플랜지(17c)는 판(13),(14)의 측면으로 돌출하는 결합용부재와 같이 일체로 형성된다. 플랜지(17c)는 판(13),(14)의 공칭두께보다 큰 두께를 갖는다. 플랜지(17c)는 경사진 단부를 구비하여 V-용접으로 패널을 결합하게 만든다.

다음에 상기 설명된 패널을 이용하는 여러 철도차량 구조체의 다른 실시예를 제11도 내지 19도를 참조하여 설명한다.

제11도에서 제1도의 실시예에서의 동일한 인용번호는 동일부재에 사용된다. 위창틀판부(37)는 창문개구부(44)의 상부에서 측면구조체의 상측부를 형성하고, 아래창틀판부(38)는 창문개구의 아래에서 하측부를 형성한다. 위창틀판부(37)와 아래창틀판부(38)는 본 발명에 따른 다수 패널을 나란히 용접시켜 형성된다. 차체의 길이방향에서 아래창틀판부(38)의 패널과 위창틀판부(37)의 패널의 폭은 인접한 사이드포스트의 공간에 대응하지만, 이 폭은 변화될 수 있다. 위창틀판부(37)와 아래창틀판부(38)의 패널은 제4도에 도시된 바와 같이 두 표면판과 코어와 결합용부재가 땜납으로 연결되고 가장자리부재는 전술한 패널(12)에서와 같은 방식으로 용접된다.

제11도는 창문프레임부재(39)가 위창틀판부(37)와 아래창틀판부(38) 사이에 배치된 실시예를 도시한다. 각 창문프레임부재(39)는 경합금의 성형부재로서, 하나 또는 다수의 성형부재가 차체의 길이방향으로 배치된다. 창문개구(44)를 형성하기 위하여 각 부재(39)의 대응부분은 절단된다. 위창틀판부(37)는 상부창문프레임부재(39)에 연결되고, 아래창틀판부(38)는 하부창문프레임부재(39)에 연결된다. 이 연결은 창문프레임부재(39)에 제11도에 도시된 위창틀판부(37)와 아래창틀판부(38)의 가장자리부재(22)를 용접함으로써 수행된다. 제11도의 차체(1a)는 제1도의 실시예와 비교하여 측면구조(2a)에서만 다르므로 동일 부분의 설명은 생략한다.

제11도의 구조에서 측면구조체(2a)중에 강도면에서 가장 과중한 부하가 부과되는 창문포스트부분(45)은 창문프레임부재(39)와 같은 단일체로서 형성될 수 있다. 이에 의하여 측면구조체(2a)의 강도가 향상되고 중량이 감소된다. 다시 말하면 창문프레임부재(39)는 충분한 강도를 구비할 수 있으며, 위창틀판부(37)와 아래창틀판부(38)은 충분한 강도와 감소된 중량을 얻는다. 창문프레임부재(39)는 경합금의 성형부재이고, 벨트레일(9)과 창문헤드(10)는 창문프레임부재(39)의 조립에 필요한 노동시간과 부품수를 감소시키면서 창문프레임부재(39)와 일체로 형성될 수 있다.

창문프레임부재(39)가 구조강 또는 스테인레스스틸로 만들어질 때에도 측면구조체(2a)의 강도향상과 중량감소가 달성될 수 있다. 그러나 창문프레임부재(39)가 위창틀판부(37)와 아래창틀판부(38)의 것과 다른 재료로 만들어진다면 이들의 연결은 복합재를 이용하는 용접에 의해 또는 리벳과 같은 기계적 연결수단에 의해 만들어질 필요가 있다.

제12도에서 동일한 인용번호는 동일한 부품에 대해 사용된다. 이 실시예에서 지붕판부재(40)는 두개의 판과 코어와 외측원주에 배치된 적어도 하나의 결합용부재를 연결하고 두개의함으로써 형성되는 본 발명의 적층패널로 구성된다. 다수의 지붕판부재(40)는 양측에서 평행으로 배치된 캔트레일(16) 사이에서 차체의 길이방향으로 나란히 정렬된다. 인접한 지붕판부재(40)는 용접으로 연결되고, 가로부재(41)는 지붕구조체(4a)를 구성하도록 각 접합점 부분에 연결된다. 각 지붕판부재(40)는 캔트레일(16) 사이의 전체 폭에 걸쳐 연장한다.

지붕구조체(4a)는 다음의 방식으로 제작된다. 지붕구조체(4a)를 구성하기 위한 지그는 지붕구조체(4a)의 외측표면에 부합하는 지붕판부재(40)를 수용하기 위한 지지표면을 구비한다. 먼저 다수의 지붕판부재(40)가 지그상에 놓여 정렬된다. 다음에 지붕판부재(40)는 고정되고 용접으로 연결된다. 그후 캔트레일(16)과 가로부재(41)가 지붕판부재의 조립체상에 놓여지고 연결된다. 이런 방식으로 조립된 지붕구조체(4a)는 지그로부터 인출되고, 각 지붕판부재(40)의 접합부의 외측표면은 매끄럽게 마무리된다.

상기는 캔트레일과 가로부재가 별도의 부재일 경우에 적용된다. 지붕판부재(40)상에 캔트레일(16)과 가로부재(41)을 미리 연결할 수 있고 다음에 차체의 가로방향으로 지붕판부재(40)를 정렬시키고 연결하는 것이 가능하다. 이것은 아래에 기술된다.

차체의 길이방향에서 각 지붕판부재(40)의 치수는 측면패널(12)의 치수와 사실상 같다. 제12도의 실시예는 지붕구조체(4a)의 구조에서만 상기 실시예와 다르므로 이 외의 부분에 대한 설명은 생략한다.

제12도의 구조에서 지붕구조체(4a)는 본 발명의 적층패널로 구성된다. 따라서 강도의 향상이 달성될 수 있고, 충분한 내압력강도가 보상된다. 다시 말하면 지붕판부재(40)가 단순히 평평한 판보다 큰 굽힘강도를 갖기 때문에 실외압력 변화에 의한 압력하중에도 충분히 견딜 수 있다. 따라서 지붕구조체(4a)는 지붕구조체(4a)와 사실상 같은 중량을 갖는 경합금의 성형부재로 구성되는 종래의 지붕구조체보다 더 좋은 내압력 강도를 가질 수 있다.

지붕판부재(40)가 큰 굽힘강도를 갖기 때문에 지붕구조체(4a)를 구성하는 가로부재(41)의 개수는 감소될 수 있다. 이때문에 지붕구조체(4a)를 구성하는 부재의 수는 감소될 수 있다. 가로부재(41)의 개수의 감소는 지붕구조체(4a)의 중량을 감소시키게 된다.

이 실시예에서 측면구조체(2)와 지붕구조체(4a)는 적층재로 구성되는 구조를 가지나, 구조체의 내압성의 증가는 적층재의 지붕구조체(4a)만을 제조함으로써 달성될 수 있다. 다시 말하면 지붕구조체는 큰 면적을 차지하며, 실외 압력변화에 의한 압력부하가 크다는 것이다. 한편 전체중량을 감소시키기 위해 또한 승객을 위한 넓은 공간을 확보하기 위하여 지붕구조체에 많은 프레임을 배치하는 것은 어렵다. 따라서 상기한 바와 같이 지붕구조체를 위한 적층재의 이용은 적층재의 강도가 크기 때문에 압력하중이 적은 프레임으로 지지될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 전체적인 차체와 지붕구조체 자체의 압력저항이 향상되게 된다.

다음에 상기 언급된 지붕구조체에서 가로부재(41)과 캔트레일(16)과 지붕판부재(40) 사이의 연결 구조를 제12a도, 13도, 14도 및 15도를 참고하여 설명한다.

제12a도는 캔트레일(16)이 지붕 및 측면구조체의 인접패널(40),(12)에 각각 땜납으로써 부착되는 두개의 결합용부재(16a),(16b)에 의해 형성됨을 도시한다. 결합용부재는 용접선(20)에서 함께 용접되며 패널의 표면판 보다 더 두꺼운 돌출플랜지와, 패널(12),(40)의 외측판의 내부면에 땜납되는 작은 플랜지를 구비한다. 차체의 외측에서는 맞대기 용접이 이용되고, 내측에서는 받침부재로서 작용하는 한 플랜지에 중첩용접된다. 이 방식에 의해 캔트레일(16)의 상자구조체가 제공된다. 사이드포스트(11)와 가로부재(41)는 캔트레일(16)의 측면에 용접된다.

측면패널(12)의 하부단부는 제12b도에 도시된 바와 같이 사이드씰에 연결되는 것이 바람직하다. 패널(12)의 하부모서리는 패널(12)의 표면판에 땜납되는 큰 결합용부재(51)와 용접부(20)에서 사이드씰(6)의 상부에 용접되는 두개의 돌출플랜지를 구비한다. 사이드포스트(11)는 결합용부재(51)의 측면에 용접된다.

제13도는 제12도에 도시된 지붕구조체에서 두개의 인접한 지붕판부재(40)와 가로부재(41) 사이의 연결을 도시한다. 결합용부재(17a)는 지붕판부재(40)의 주위에서 땜납된다. 결합용부재(17a)는 측면패널(12)의 결합용부재(17)와 같은 Z형상을 가지고, 패널(40)의 표면판을 수용하도록 계단이 제공된다. 인접한 결합용부재(17a)의 측면으로 돌출하는 플랜지는 용접(20)에 의해 고착된다. 패널(40)의 결합용부재(17a) 사이를 브릿지하도록 배치된 가로부재(41)는 용접(20)에 의해 결합용부재(17a)의 내측플랜지에 연결된다.

이 지붕구조체에서 인접한 지붕판부재(40)의 연결작업은 한 측면에서 즉 내측으로부터 만들어질 수 있다. 따라서 다수의 지붕판부재(40)와 가로부재(41)의 연결작업은 동일한 지그상에서 수행될 수 있다. 그러므로 지붕구조체(4a)는 전술한 측면구조체(2)와 같은 방식으로 제작하여 공정을 감소시킬 수 있다. 지붕구조체(4a)에서 결합용부재(17a)가 용접에 의해 서로 연결될 수 있고, 결합용부재(17a)와 가로부재(41)는 하향용접에 의해 연결될 수 있기 때문에 각 접합점의 강도에 대한 신뢰성은 향상될 수 있다.

다음에 제14도는 가로부재(41a)가 지붕판 사이의 접합의 중간위치에서 지붕판부재(40a)의 내부판에 연결되는 구조를 도시한다. 플랜지(27a)는 내부면상에서 지붕판부재(40a)의 내부판에 일체로 형성된다. 가로부재(41a)은 사실상 Z형상의 단면형상을 가지고 플랜지(27a) 사이에 삽입될 수 있는 형상으로 되어 있다. 플랜지(27a)와 가로부재(41)는 용접(206)으로 연결된다.

이런 구조체에 의해 지붕판부재(40a)상에 가로부재(41a)의 위치선정은 쉽게 될 수 있다. 더욱이 플랜지(27a)가 임의의 높이를 가지고 선단부에서 가로부재(41a)에 연결되기 때문에 판에 패널(40a)의 코어를 용접시킴으로써 기인하는 열영향은 최소화 될 수 있다. 또 패널(40a)의 외측판상으로 용접 열영향이 방지될 수 있기 때문에 외측판의 변형발생을 방지할 수 있다.

플랜지(27a)는 내측판에 일체로 형성될 수 있으나, 별도 부재로서 형성되어 땜납으로 판에 연결될 수 있다. 플랜지가 표면부재로부터 별도의 평평한 판으로 형성되는 구조를 채용하거나 평평한 판을 땜납으로 표면부재에 연결할 수 있다.

다음에 제15도는 가로부재가 지붕판부재(40c)의 결합용부재에 일체로 형성되는 구조를 도시한다. 다른 지붕판부재(40b)의 결합용부재(17a)는 제13도에 도시된 것과 같은 Z형상으로 형성된다. 가로부재(41b)는 다른 지붕판부재(40c)의 결합용부재에 일체로 형성된다. 이 일체로 된 부재는 상기 언급된 결합용부재(17a)와 같이 경합금의 성형부재로 구성되고, 지붕판부재(40c)의 제조시 표면판과 코어에 땜납으로 연결된다.

이 구조에서 가로부재(41b)는 결합용부재로서 작용하기 때문에, 부재의 수가 감소되고 결합용부재와 가로부재 사이의 연결작업이 실행될 필요가 없다.

다음에 제16도 및 17도에 도시된 실시예를 설명한다. 제12도에 도시된 실시예에서와 같이 동일한 인용번호는 동일한 부재를 가리킨다. 단부구조체(5a)는 단부포스트(46), 모서리포스트(47), 단부플레이트(48), 크로스비임(49) 그리고 단부판부재(50)로 구성된다. 단부판부재(50)는 본 발명에 따라 땜납에 의해 적어도 하나의 결합용부재와 코어재 그리고 두개의 표면부재를 연결함으로써 각각 만들어진다.

단부구조체(5a)는 지그상에 단부구조체(5a)의 형상에 부합하게 형성된 다수의 단부판부재(50)를 위치시켜 결합시킴으로써 제작된다. 다음에 단부포스트(46), 모서리포스트(47), 단부플레이트(48) 그리고 크로스비임(49)이 다수의 단부판부재(50)상에 씌워져서 연결된다. 상기 언급된 각 연결은 용접으로 이루어진다.

차체는 단부구조체(5a)을 연결함으로써 완성되고 이에 따라 하부프레임(3)과 두개의 측면구조체(2) 그리고 지붕구조체(4a)와 단부로 구성된다.

이런 구조에서 단부구조체(5a)는 각각 본 발명의 적층패널인 단부판부재(50)로 구성된다. 따라서 압력저항은 상기 실시예의 지붕구조체(4a) 또는 측면구조체(2)에서와 같은 방식으로 향상될 수 있다. 상기 언급된 단부구조체(5a)를 포함하여 구성되는 차체(1b)는 두개의 측면구조체(2)와 지붕구조체(4a)와 두개의 단부구조체(5a)가 각각 본 발명의 적층패널을 포함하기 때문에 압력저항이 향상될 수 있다. 다시 말하면 이미 충분한 강도를 가져서 압력하중을 충분히 견딜 수 있는 하부프레임부분을 제외하고는 차체의 압력저항은 향상될 수 있다.

다음에 제18도와 제18a도에 도시된 실시예를 설명한다. 도면에서 동일한 인용번호는 상기 실시예에서와 같은 부재를 나타낸다. 바닥판(42)은, 땝납에 의해 외측원주에 배치된 결합용부재와 코어와 두개의 판이 연결됨으로써 형성되는 본 발명의 적층패널의 조립체로 구성된다. 다수의 패널은 나란히 정렬되고 차체의 가로방향으로 연장하는 연결부(도시하지 않음)에서 용접으로 함께 연결되며, 그 다음에 사이드씰(6)의 측면표면(6A)에 또 크로스비임(43)의 상부표면에 용접으로 연결된다. 이런 방식으로 하부프레임(3a)이 구성된다. 이 구조에서 크로스비임(43)은 바닥판(42)의 인접한 패널의 결합용부재 사이를 브릿지하도록 하는 방식으로 배치된다.

바닥판(42)은 감소된 중량과 패널의 코어 또는 판의 두께감소를 허용하면서 압축응력 또는 장력과 같은 실외 압력변화에 저항하도록 하기 위해 차체의 가로단면에서 보아 하향으로 볼록한 아아치형상을 갖는다. 바닥판(42)의 아아치형 단면의 곡률반경은 가로방향의 양측면을 향하여 점차로 증가될 수 있다.

제18a도는 씰(6)에 바닥판(42)의 한 바닥패널이 연결되는 것을 도시한다. 패널은 내측 및 외측판에 안전하게 땝납되어 용접위치 20에서 씰(6)의 플랜지에 용접되는 돌출부를 구비한 결합용부재(52)를 포함한다.

이 실시예는 하부프레임부분의 바닥판(42)에서만 제16도에 도시된 차체와 다르므로 바닥판 이외의 부분에 대한 설명은 생략한다.

이 구조에서 바닥판(42)이 충분한 굽힘강성을 갖기 때문에 크로스비임(43)의 위치간격을 확장시킴으로써 그 수가 감소될 수 있다. 또한 바닥판(42)이 충분한 굽힘강성을 갖기 때문에 크로스비임 자체의 중량을 줄일 수 있다. 그 결과 전체적으로 차체와 하부프레임의 중량이 감소된다.

이 실시예의 차체에서 밀봉벽이 승객공간 즉 본 발명의 적층패널로 구성되는 측면(12), 지붕(40), 바닥판(42) 그리고 단부(50)를 에워싸기 때문에 충분한 압력저항과 강도가 얻어지고 동시에 중량감소가 달성될 수 있다.

Claims (12)

1. 한쌍의 표면재와, 상기 한쌍의 표면재 사이에 배치된 코아재와, 상기 한쌍의 표면재 사이에서 상기 표면재의 가장자리부에 배치된 결합용부재로 이루어지고, 상기 한쌍의 표면재에 상기 코아재 및 상기 결합용부재를 접합하여 적층재를 구성하고, 복수의 상기 적층재를 접합하여 구성한 철도차량 구조체에 있어서, 상기 적층재를 구성하는 한쌍의 표면재, 코아재 및 결합용부재는 납땜에 의하여 접합되고, 상기 결합용부재는 상기 한쌍의 표면재에 각각 접합한 한쌍의 부분과, 상기 한쌍의 부분을 연결하는 웨브로 이루어지고, 상기 한쌍의 부분의 적어도 어느 한쪽은 상기 웨브의 단부로부터 상기 적층재의 단부측으로 돌출하여 플랜지부를 이루고, 상기 플랜지부는 인접하는 적층재의 상기 결합용부재의 상기 플랜지부에 용접되고, 상기 각 적층재의 용접접합부의 표면은 인접한 양 적층재의 차외측 표면을 연결하는 선상에 형성되고, 상기 결합용부재는 그 길이방향이 차체의 주위방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
2. 제1항에 있어서, 상기 플랜지부는 상기 표면재의 단부로부터 인접한 상기 적층재측으로 돌출하여 있고, 상기 인접하는 적층재측으로 돌출한 상기 플랜재부의 외면은 상기 표면재의 외면과 동일한 면에 있는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
3. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 플랜지부는 인접하는 적층재의 상기 플랜지부에 맞대기 용접에 의하여 접합되는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
4. 제1항에 있어서, 상기 인접하는 한쌍의 상기 적층재는 각각의 상기 결합용부재의 상기 한쌍의 부분중 차내측의 상기 부분끼리를 프레임부재에 용접하여 연결되고, 상기 프레임부재는 상기 차내측 부분에 용접된 제1변과, 상기 제1변에 직교하는 제2변으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
5. 제1항에 있어서, 상기 결합용부재의 상기 한쌍의 부분은 상기 웨브의 양 단부로부터 상기 코아재측으로도 돌출하는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
6. 제4항에 있어서, 상기 프레임부재의 플랜지부는 상기 적층재의 결합용부재의 플랜지부에 직접 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
7. 제1항에 있어서, 창개구부 보다 위쪽의 위창틀판부, 상기 창개구부보다 아래쪽의 아래창틀판부 및 상기 위창틀판부와 상기 아래창틀판부 사이의 창문부재로 이루어지고, 상기 위창틀판부 및 상기 아래창틀판부는 상기 복수의 적층재를 용접하여 구성되고, 상기 창문부재는 적어도 창문개구부와 창문개구부 사이의 부재를 구성하는 것으로서 압출형재로 구성되는 사이드구조체를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
8. 제7항에 있어서, 상기 창문부재는 상기 압출형재에 창문개구부를 개구하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
9. 제7항에 있어서, 상기 창문부재의 압출방향은 차량의 길이방향인 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
10. 제1항에 있어서, 상기 결합용부재는 상기 웨브의 양 단부로부터 적층재의 단부측으로 돌출한 한쌍의 플랜지부를 가지며, 상기 한쌍의 플랜지부는 인접하는 적층재의 결합용부재의 한쌍의 플랜지부에 각각 용접되는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
11. 제1항에 있어서, 상기 철도차량 구조체에 설치된 개구부의 가장자리부에 배치되는 상기 적층재의 상기 결합용부재는 상기 한쌍의 표면재에 각각 접합한 한쌍의 부분과, 상기 한쌍의 부분을 연결하는 웨브로 이루어지고, 상기 개구부의 가장자리부에 위치하는 상기 결합용부재의 상기 한쌍의 부분이 한쪽은 상기 웨브의 단부로부터 상기 개구부측으로 돌출한 플랜지부를 이루고, 상기 개구부측으로 돌출한 상기 플랜지부의 선단은 상기 웨브의 타단측의 개구부측의 위치보다도 상기 개구부측에 위치시키는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.
12. 제11항에 있어서, 상기 개구부의 가장자리부의 상기 플랜지부는 상기 웨브의 차외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 철도차량 구조체.

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