专利名称：车身构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车身构造，其在底架上具有枕梁和与其交叉的中梁。尤其涉及一
种在底板下铺设配线或配管的车身构造。
背景技术：
近年来正在开发铁道车辆用的挤压性、耐腐蚀性、焊接性好的铝合金。伴随于此，
在铁道车辆中，从轻量化和制作的合理化的方面来看，有效活用铝合金制的大型形材的车
身成为现在主流。尤其，构成铁道车辆的底板部的底架需要负担很大的车端压縮负荷，正在
考虑由在强度上有利的铝合金制中空挤压型材(以下，称为"中空挤压型材")构成底架的
车身构造。作为这样的车身构造，例如列举非专利文献1所述的车身构造。 车身由侧构体、两端构体、顶部构体及底架构成。其中，底架由端梁、中梁、枕梁、底
板和侧梁构成，端梁位于车身长度方向的两端部，中梁与该端梁连接并且具有用于连接车
辆的连结器，枕梁用于进行与铁道车辆的行驶装置即底架的结合，底板具有座席等，侧梁位
于车身宽度方向的两端部。 并且，为了负担所述的车端压縮负荷，采用这样一种车身构造，其将在底架的车身 长度方向的两车端部上具有的中梁和枕梁组合，从而具备可以负担通过在中梁上安装的连 结器而作用于车身上的大负荷的强度。 作为所述的车身构造例，列举在中空挤压型材的下面板上焊接中梁的构造(参照 专利文献1)。此外，本申请人提出一种可以有效地制作由多个形材构成的底架的底架制作 方法(参照专利文献2)。进而，作为在中空挤压型材的下面接合枕梁的构造例，参照上述非 专利文献1的第308页所述的车身构造。 目前，在铁道车辆的底板下，在拥挤的状态下安装有电源系统、控制系统、高压空 气系统等各种仪器。在这样的状态下，虽然在车身底板下配置有连结这些仪器的配线或配 管，但尤其在车身的周围，不能充分确保这些配线或配管用的空间。将配线或配管汇集通过 的贯通管是对简化底板下构造的有效手段。目前，虽然在枕梁上设置贯通管，并通过该贯通 管铺设配线或配管，但并没有充分考虑如何应对枕梁的刚性和强度的降低、零件件数、制作 成本的增加等。 图14 图16表示现有的车身构造的一例。图14是现有的车身构造的仰视图， 图15及图16分别为图14所示的车身构造的E-E剖面图和F-F剖面图。该车身构造具有 在车身宽度方向上并列的两根中梁7、7。在底架1上，2为底板，3为侧梁，4为端梁，5为枕 梁，6为空气弹簧承载体(空気Of ti受)，8为连结器承载体，9为减横摇装置承载体(7 > ，口一'」 >，'装置受)。在枕梁5的下表面具有中心销承载体20。减横摇装置是用于抑制 车身的摇摆振动的装置，安装在车身和底架之间。在底架1的底板2的下表面配置有连结 车身端部和车身中央部的在车身长度方向上延伸的配线和/或配管11 ，配线和/或配管11 为了笔直地配置且不在车身高度方向上增大，也需要贯通通过在车身宽度方向上延伸的枕 梁5。配线和/或配管ll通过在枕梁5上另外设置的贯通管15配置。尤其是具备从减横摇装置承载高负荷的减横摇装置承载体9的枕梁5需要高刚性和强度。因此，优选不在枕梁5上设置开口部，但由于通过贯通管15，所以枕梁5的刚性和强度下降。贯通管15的个数越多，枕梁5的刚性下降的倾向越大，并且贯通管15的位置越接近减横摇装置承载体9，枕梁5的强度越下降。此外，因贯通管15的设置、枕梁5的刚性和强度的下降，要设置加强部件，因设置加强部件，零件件数增加，并且底板下构造变复杂，此外底板下高度增大，从而制作成本上升。
(现有技术文献)[ooog](专利文献) 专利文献1 :日本实公昭57-56929号公报
专利文献2 :日本特许第3624527号公报
(非专利文献) 非专利文献1 :铝合金和车辆的轻量化(平成2年，日本铝联盟发行)，第308页，320页至第368页)
发明内容
本发明的目的在于提供一种车身构造，其在车身底板下配置有各种仪器和连结它们的配线、配管，在这样的车身构造中，贯通枕梁的配线、配管的铺设处理很容易，解决零件件数、制作成本的增加等现有车身构造存在的问题，并且可以有效地确保枕梁的刚性和强度。
为了解决上述的问题，本发明的车身构造具有在底架上沿车身宽度方向设置的枕梁以及与所述枕梁交叉且朝向车身端部侧沿车身长度方向延伸设置的中梁，其特征在于，
所述中梁具有从所述枕梁的车身端部侧贯通到车身中央部侧而交叉的交叉部，所述中梁的所述交叉部是方筒状型材，其具有沿与所述中梁的所述交叉部的长度方向正交的截面内的对角线延伸的隔板。 本发明的车身构造具有中梁贯通枕梁并与枕梁交叉的交叉部，利用该交叉部的内
部空间作为使配线、配管通过的贯通部，因此不需要设置现有技术中配线和/或配管专用
的贯通管，并且作用在减横摇装置承载体上的负荷由在中梁内部沿对角线延伸的状态下设
置的隔板负担，所以可以不需要设置用于确保枕梁的刚性和强度的加强部件、不需要使中
梁的板厚增加。 发明效果 根据本发明的车身构造，由于具有中梁贯通枕梁并与枕梁交叉的交叉部，利用该交叉部的内部空间作为使配线、配管通过的贯通部，所以不需要设置现有技术中配线和/或配管专用的贯通管，并且作用在减横摇装置承载体上的负荷由在沿中梁的长度方向垂直截面内的对角线延伸的状态下设置的隔板负担，所以不需要设置用于确保枕梁的刚性和强度的加强部件、不需要增加中梁的板厚。因此，贯通枕梁的配线、配管的铺设处理很容易，解决了零件件数、制作成本的增加等现有技术中车身构造存在的问题，并且可以有效地确保枕梁的刚性和强度。
图1是表示本发明的车身构造的一实施方式的仰视 图2是图1所示的车身构造的A-A剖面图； 图3是图1所示的车身构造的B-B剖面图； 图4是不依据本发明的车身构造即底架的A-A剖面图； 图5是图4所示的车身构造的变形图(G向视)； 图6是图2所示的车身构造的变形图(G向视)； 图7是表示本发明的车身构造的其他的实施方式的A-A剖面图； 图8是表示本发明的车身构造的其他的实施方式的A-A剖面图； 图9是表示本发明的车身构造的其他的实施方式的仰视图； 图10是图9所示的车身构造的C-C剖面图； 图11是图9所示的车身构造的D-D剖面图； 图12是表示本发明的车身构造的进而其他的实施方式的A-A剖面图； 图13是表示本发明的车身构造的进而其他的实施方式的B-B剖面图； 图14是现有的车身构造即底架的仰视图； 图15是图14所示的车身构造的E-E剖面图； 图16是图14所示的车身构造的F-F剖面图， 图中 1-底架；2-底板；2a、2c-面板；2b-肋；3、3-侧梁；4-端梁；5-枕梁；6、6-空气弹簧承载体；7、7-中梁；7a、7a' 、7b、7b' _角部；7c-空隙；8-连结器承载体；9、9_减横摇装
置承载体；10、 10-贯通部；11-配线和/或配管；12、 12-开口端；13-隔板；14_负荷；15-贯通管；20-中心销承载体。
具体实施例方式
以下，基于附图，说明本发明的车身构造的实施方式。图l是表示本发明的车身构造的一实施方式的仰视图(从底架侧看车身的下面的图)，图2是图1所示的车身构造的A-A剖面图，图3是图1所示的车身构造的B-B剖面图。图1 图3所示的车身改造与图14 图16所示的车身构造同样具有两根中梁。在图1中，作为含有长度方向的一侧端部的局部图来表示车身构造。 在图1 图3所示的车身构造中，底架1由以下部分构成将多个部件在平面上排列接合而构成的底板2 ;在底板2的车身宽度方向的两端部具备的侧梁3 ;在底板2的车身长度方向的两端部具备的端梁4 ;以及在底板2的下表面设置的枕梁5及中梁7。虽然没有详细图示，但将由多个中空挤压型材构成的部件的长度方向沿车身长度方向排列在平面上，并且将邻接的部件彼此的宽度方向上的端部接合起来，从而构成底板2。通常，底板2是将邻接的部件的上表面及下表面，即两面焊接接合起来。侧梁3、3在底板2的车身宽度方向两端部沿车身长度方向配置。各侧梁3为中空挤压型材，如图2及图3所示，各侧梁3构成为与底板2相比垂直尺寸更长。端梁4使其长度方向沿底板2的车身长度方向端部配置。 枕梁5靠近设置在距离底板2的下表面的端梁4离开规定距离的车身长度方向中央部。枕梁5设置在通过底盘支承车身的位置上，构成在侧梁3、3之间遍及车身宽度方向的全长上。枕梁5在车身长度方向上具有规定宽度，在其两端部分配置有空气弹簧承载体6、6。在底板2的下表面设置的枕梁5上具备的空气弹簧承载体6、6的位置上，车身重量经底盘具有的空气弹簧(未图示)被支承在底盘上。 在端梁4和枕梁5之间，两根中梁7、7在相对于车身宽度中心线对称配置的状态下，以沿车身长度方向延伸的方式被设置。在中梁7、7的车身长度方向端部位置设有连结器承载体8，连结器承载体8上安装有用于与邻接的车辆连结的连结器(未图示)。中梁7、7的车身长度方向中央部侧的端部与枕梁5交叉结合。在枕梁5上，在空气弹簧承载体6、6的附近，在此例中是空气弹簧承载体6、6的靠近车身长度方向中央的空间处，设有用于固定抑制车身摇摆振动的减横摇装置(未图示)的减横摇装置承载体9、9。通过连结器作用的车端压縮负荷经保持连结器承载体8的中梁7、7被传递到底板2和与中梁7、7结合的枕梁5上。 在本实施方式中，中梁7贯通枕梁5并与其交叉，中梁7和枕梁5的交叉部成为贯通部10。如图2所示，位于该贯通部10的位置处的中梁7由中空挤压型材构成，在与长度方向正交的剖面来观察时该中空挤压型材具有中空的矩形剖面，并在内部具有一体设置的隔板13。隔板13从中梁7的在底板2侧的车身宽度方向中央部一侧的角部7a朝向与底板2相反一侧的车身宽度方向端部一侧的角部7b呈对角线状设置。S卩，中梁7的与枕梁5的交叉部即贯通部10的内部空间构成连通枕梁5的车身长度方向端部侧和车身长度方向中央部侧的空间。并且，通过接合被截断的多个枕梁5和这些中梁7、7，在车身宽度方向全长上形成枕梁。通过该构造，在车身长度方向上通过的配线和/或配管ll可利用包括贯通部10的部分在内中梁7的中空的内部空间而铺设在车身长度方向上。贯通部10的车身长度方向中央部侧作为开口端12而打开。 枕梁5和中梁7的上表面与底板2的下表面接合，中梁7的在底板2 —侧的角部7a、7a'接合在底板2的中空挤压型材的面板2a和肋2b的交点附近。并且，为了跨枕梁5和中梁7这两者的下表面来设置中心销承载体20，使枕梁5的厚度尺寸(车身高度方向的尺寸)和中梁7的厚度尺寸(车身高度方向的尺寸)对齐来构成平面。这里表示的使中梁7贯通枕梁5的结构，不根据中梁7的长度方向垂直剖面形状和个数，而通过接合大致相同厚度尺寸的中梁7和枕梁5，在车身宽度方向的全长上形成具有跨中梁7和枕梁5双方的连续面的枕梁。此外，在该例中，虽然除贯通部10的位置之外的中梁7是将贯通部10的位置处的中梁7直接延长并除去一侧侧面和隔板13后的"- "型截面，但也可以将"- "型截面、局部具有开口的中空截面、"I"型截面等其他部件接合到贯通部10的位置处的中梁7上。进而，即使在中梁7的厚度尺寸(车身高度方向的尺寸)小于枕梁5的厚度尺寸(车身高度方向的尺寸)的情况下，通过将中梁7和枕梁5的交叉部构成为上述结构，也可以形成配线和/或配管11在中梁7的内部通过的贯通部。 在所述的结构中，由于在枕梁5上不需要具备配线和/或配管专用的贯通管，所以可以降低零件件数、制作成本。此外，在贯通部10的位置处的中梁7的内部以沿对角线延伸的状态设置的隔板13负担作用在减横摇装置承载体9上的负荷，因此可不必设置用于确保枕梁5的刚性和强度的加强部件、不必增加中梁7的板厚，从而可以有效地确保枕梁5的刚性和强度。其原理可以如以下说明。 图4表示在贯通部10的位置处的中梁7的内部不设置隔板13的情况下的图1所示的车身构造的A-A剖面图，图5表示来自减横摇装置的负荷14作用在图4所示的车身构
7造上的情况下的变形图(图1中的G向视图)。中梁7的在底板2侧的角部7a' 、7a'接合在底板2的中空挤压型材的面板2a和肋2b的交点附近。当车身产生摇摆振动时，为了抑制该振动，上方向的负荷作用在一侧的减横摇装置承载体9上，下方向的负荷作用在另一侧的减横摇装置承载体9上。S卩，在底板2、枕梁5、贯通部10的位置处的中梁7上，作用有厚度方向(车身高度方向)的剪切负荷。此时，具有在车身长度方向上连续的空洞的贯通部10的位置处的中梁7不能充分地支承剪切负荷而产生很大的剪切变形，其周围的枕梁5在强度上成为严峻的状态。为了防止这种情况，需要设置加强部件或增加贯通部10的位置处的中梁7的板厚，从而导致零件件数、制作成本的增加。另一方面，图6表示来自减横摇装置的负荷14作用在图2所示的车身构造上的情况下的变形图(G向视图)。以接近相对于厚度方向(车身高度方向)的剪切负荷的主应力方向即45度的角度配置的隔板13，有效地抑制贯通部10的位置处的中梁7的剪切变形。此外，由于减横摇装置承载体9的附近和底板2的中空挤压型材的面板2a和肋2b的交点附近由隔板13结合，所以可以将来自减横摇装置的负荷14顺利地传递到底板2上。S卩，可以有效地确保枕梁5的刚性和强度。
此外，如图3所示，枕梁5的车身长度方向端部侧的附近位置处的中梁7为-型截面，从-型截面的开放面引入沿中梁7铺设的配线和/或配管ll，使之贯通贯通部10的位置处的中梁7的内部，然后从贯通部10的车身长度方向中央部侧的开口端12(参照图1)延伸向底架1的车身长度方向中央部侧来设置。即，这些配线和/或配管ll被铺设成通过贯通部10的位置处的中梁7的内部，并从枕梁5的车身长度方向端部侧延伸至车身长度方向中央部侧。 图7及图8为表示本发明的车身构造的其他的实施方式的图，是图1所示的车身构造的A-A剖面图。在贯通部10的位置处的中梁7的隔板13沿与图2所示实施例相反的对角线延伸的状态下，设置图7所示的实施例，在贯通部10的位置处的中梁7的隔板13沿双方的对角线延伸的状态下，同时设置图8所示的实施例。它们都具有与图2所示的实施例同样的效果。 此外，图9 图ll所示的车身构造是在车身宽度方向的中央具有一根中梁的实施方式。图9是在车身宽度方向的中央具有一根中梁的车身构造的仰视图，图10及图11分别是图9所示的车身构造的C-C剖面图和D-D剖面图。图9 图11所示的车身构造，除了中梁和与其相关的枕梁的构造以外，关于其他的车身构造与图1 图3所示的车身构造没有变化的地方，所以省略关于与图1 图3所示的车身构造相同的构成要素的详细说明。
图9 图11所示的底架l，一根中梁7与枕梁5在车身宽度方向中央部位置处交叉。中梁7贯通枕梁5并延伸，中梁7和枕梁5的交叉部为贯通部10。该贯通部10的位置处的中梁7由中空挤压型材构成，在与长度方向正交的剖面来观察时该中空挤压型材具有中空的矩形剖面，并在内部一体地具有沿对角线遍及角部7a和角部7b延伸的隔板13。艮卩，中梁7和枕梁5的交叉部即贯通部10的内部空间，构成将枕梁5的车身长度方向端部侧和车身长度方向中央部侧连通起来的空间。中梁7在贯通部10的位置通过焊接与枕梁5结合。可利用包括贯通部10的部分在内中梁7的中空的内部空间来铺设在车身长度方向上通过的配线和/或配管11。枕梁5和中梁7的上表面与底板2的下表面接合，中梁7的底板2侧的角部7a、7a'被接合在底板2的中空挤压型材的面板2a和肋2b的交点附近。
如图11所示，在枕梁5的车身长度方向端部侧的附近位置处的中梁7上，在其两侧面形成有开口部，铺设在中梁7的外侧的配线和/或配管ll通过开口部贯通在贯通部10的位置处的中梁7的内部，并从贯通部10的车身长度方向中央部侧的开口端12 (参照图9)向底架1的车身长度方向中央部侧延伸设置。即，这些配线和/或配管11通过贯通部10的位置处的中梁7的内部，并被铺设成从枕梁5的车身长度方向端部侧延伸至车身长度方向中央部侧。并且，在图9 图11所示的实施方式中，隔板13仅沿一条对角线设置，但显然也可以如之前的实施方式中图7或者图8所示那样，可以在沿另一条对角线延伸的状态下设置，或者也可以在沿两条对角线延伸的状态下设置。 图12及图13是表示本发明的车身构造的进而其他的实施方式的图，是图1的A-A剖面图及B-B剖面图。关于图12及图13所示的底架1，中梁7及枕梁5的上表面被举起到底板2的面板2c，铁道车辆的底板部由中梁7、枕梁5及底板2构成。关于该结构之外的其他的车身构造，由于与图1至图3所示的车身构造没有变化的地方，所以省略与图1至图3所示的车身构造相同的构成要素的详细说明。 通过焊接将中梁7的底板2侧的车身宽度方向中央部侧的角部7a、7a'和底板2的面板2c接合起来，形成底板部。此外，枕梁5的 上表面也在其车身长度方向端部通过焊接与底板2的面板2c接合起来，从而形成底板部。由此，如图12所示，将与中梁7的交叉部的长度方向垂直的截面整体作为贯通部10，在其内部配设配线和/或配管11。
此外，如图13所示，枕梁5的车身长度方向端部侧的附近位置处的中梁7为"- "型截面。并且，沿中梁7铺设的配线和/或配管11在枕梁5的附近从中梁7的-型截面的开放面和底板2的间隙7c被引入到中梁7的内部，并贯通贯通部10的位置处的中梁7的内部，然后从贯通部10的车身长度方向中央部侧的开口端12(参照图1)向底架1的车身长度方向中央部侧延伸设置。即，这些配线和/或配管11通过贯通部10的位置处的中梁7的内部，并被铺设成从枕梁5的车身长度方向端部侧延伸到车身长度方向中央部侧。
在所述的结构中，由于不需要在枕梁5上设置配线和/或配管专用的贯通管，所以可以减小零件件数、降低制作成本。此外，由于在贯通部10的位置处的中梁7的内部沿对角线延伸的状态下设置的隔板13负担作用在减横摇装置承载体9上的负荷，所以可以不需要设置用于确保枕梁5的刚性和强度的加强部件、不用增加中梁7的板厚，从而可以有效地确保枕梁5的刚性和强度。进而，还有可以将底架1的厚度变小的优点。此外，只要底架1的厚度与图1所示的车身构造相同，就可以将贯通部10的位置处的中梁7的空间扩大与底架2的厚度相当的部分，从而可以增加在贯通部10的位置处的中梁7的内部通过的配线和/或配管11的量。 在月台的高度低的情况下，在车两侧底板高度也变低。在底板高度低的车辆中，存在不能使枕梁的厚度尺寸(车身高度方向的尺寸)变大的倾向。虽然仅在枕梁上设置在车身长度方向上延伸的贯通管，无法通过足够数量的配线、配管，但根据本发明，可以使配线、配管通过具有足够剖面幅度的中梁来铺设。此外，通过并用贯通管和中梁的贯通部，也可以铺设更多的配线、配管。 本发明的技术范围不仅限于权利要求书中各权利要求所述的文字或者发明内容部分所述的文字，还包括本领域技术人员根据其内容而容易置换的范围。
权利要求
一种车身构造，其具有在底架上沿车身宽度方向设置的枕梁以及与所述枕梁交叉且朝向车身端部侧沿车身长度方向延伸设置的中梁，其特征在于，所述中梁具有从所述枕梁的车身端部侧贯通到车身中央部侧而交叉的交叉部，所述中梁的所述交叉部是方筒状型材，并具有沿与所述中梁的所述交叉部的长度方向正交的截面内的对角线延伸的隔板。
2. 如权利要求l所述的车身构造，其特征在于，所述隔板从所述方筒状型材的垂直方向上方侧的车身宽度方向中央部侧或者车身宽 度方向端部侧的任一方的角部，朝向垂直方向下方侧的角部呈对角状设置。
3. 如权利要求l所述的车身构造，其特征在于，所述隔板从垂直方向上方侧的车身宽度方向两侧的角部分别朝向垂直方向下方侧的 车身宽度方向两侧的角部呈对角状设置。
4. 如权利要求1 3的任一项所述的车身构造，其特征在于， 在所述方筒状型材的内部通过有配线、配管。
5. 如权利要求4所述的车身构造，其特征在于，在不与所述枕梁交叉的部分的所述中梁上，在除所述中梁的垂直方向上方侧以外的任 一面上设有开口。
6. 如权利要求5所述的车身构造，其特征在于， 从所述开口弓I入在所述方筒状型材的内部通过的配线、配管。
7. 如权利要求6所述的车身构造，其特征在于，不与所述枕梁交叉的部分的所述中梁通过加工所述方筒状型材来制作。
8. 如权利要求1 3中任一项所述的车身构造，其特征在于， 所述中梁是在车身宽度方向上并排配置的两根梁的构造。
9. 如权利要求1 3中任一项所述的车身构造，其特征在于， 所述中梁是在车身宽度方向的中央配置的一根梁的构造。
10. 如权利要求1 3中任一项所述的车身构造，其特征在于，所述枕梁被所述中梁截断，通过接合被截断的所述枕梁和所述中梁而在车身宽度方向 全长上构成所述枕梁。
11. 如权利要求1 3中任一项所述的车身构造，其特征在于， 底架底板由两片面板和将它们连接起来的多个肋形成的中空挤压型材构成， 在所述底板的垂直方向下方配置的所述方筒状型材的所述底板侧的角部位于所述面板和所述肋的交点附近。
12. 如权利要求1 3中任一项所述的车身构造，其特征在于，所述中梁及所述枕梁的上表面被举起到底架底板的面板，所述中梁及所述枕梁兼作所 述底架底板的一部分。
13. 如权利要求ll所述的车身构造，其特征在于，所述中梁的车身宽度方向侧的角部和所述枕梁的车身长度方向端部通过焊接与所述 底架底板的面板接合。
14. 如权利要求1 3中任一项所述的车身构造，其特征在于，在所述枕梁的车身宽度方向两端部设有空气弹簧承载体和减横摇装置承载体。
全文摘要
本发明提供一种车身构造，其使贯通枕梁的配线、配管的铺设处理容易，解决了零件件数、制作成本的增加等现有车身构造存在的问题，并且可以有效地确保枕梁的刚性和强度。在底架(1)中，利用在枕梁(5)的内部贯通的中梁的贯通部(10)的内部空间使配线和/或配管通过。此外，在贯通部(10)的内部存在沿对角线延伸的隔板(13)。由此，不需要设置在枕梁(5)中现有使用的配线和/或配管专用的贯通管，此外由于隔板(13)负担来自减横摇装置的负荷，所以贯通枕梁的配线或配管的铺设处理很容易，解决了零件件数或制作成本的增加等现有车身构造存在的问题，并且可以有效地确保枕梁的刚性和强度。
文档编号B61F1/08GK101767595SQ20091014259
公开日2010年7月7日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年1月5日
发明者中村英之, 山本隆久, 川崎健 申请人:株式会社日立制作所