專(zhuān)利名稱(chēng)：鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法以及鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含波紋板與框體的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法以及鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu) 體。
背景技術(shù)：
向來(lái)已知作為鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體采用不銹鋼或鋁等材料。鐵道車(chē)輛中的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體 的車(chē)頂板和底架的地板上，為了保持強(qiáng)度同時(shí)謀求輕量化，使用剖面為波紋狀的小厚度的 波紋板(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“薄波紋板”)。向來(lái)，鐵道車(chē)輛的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體和底架的脆弱部分都采取增 強(qiáng)措施，以利用焊接增強(qiáng)板等方法提高剛性。但是，在應(yīng)該增強(qiáng)的脆弱部分是薄波紋板的一 部分的情況下，利用焊接方法或利用螺栓接合增強(qiáng)材料有困難。例如在使用焊接方法的情 況下，由于熱應(yīng)變而造成制作精度下降，而利用螺栓的情況下，會(huì)有螺栓孔缺損而使防止進(jìn) 水的密封性能(以下稱(chēng)為水密封性)下降等問(wèn)題。而且利用增強(qiáng)的方法會(huì)有加大車(chē)頂板和地 板的重量的問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 4中，提出了鐵道車(chē)輛的外板和骨架構(gòu)件中采用碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂 的技術(shù)方案。如果采用這些技術(shù)，可以使車(chē)輛結(jié)構(gòu)體大大輕量化。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平5 - 213189號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平6 - 263029號(hào)公報(bào)；
專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)平7 - 81556號(hào)公報(bào)； 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本特許第3219278號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，如果采用這些技術(shù)，由于鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的主要部分用碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu) 成，在結(jié)構(gòu)體中，碳素纖維強(qiáng)化樹(shù)脂的使用比例高。碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂與金屬相比，成本高 而且難以回收利用，因此主要部分用碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)成的車(chē)輛結(jié)構(gòu)體存在成本大幅度增 加，同時(shí)再生利用性變差的問(wèn)題。因此，考慮到成本和再生利用性，結(jié)構(gòu)體采用不銹鋼等金 屬構(gòu)成的薄波紋板，但是目前的情況是，這種薄波紋板的脆弱部分無(wú)法適當(dāng)增強(qiáng)。又，在用 碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂形成的結(jié)構(gòu)要素形成立體形狀的情況下，需要使碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂形成為規(guī) 定形狀的工序，制作效率差。因此，本發(fā)明的目的是，對(duì)于鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體，謀求提高制作精度和水密封性，謀 求車(chē)體輕量化也謀求理想的成本、再生利用性、以及制作效率。本發(fā)明的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，包括在包含金屬制造的框體、以及與所述 框體連接，垂直于車(chē)輛長(zhǎng)度方向的剖面形成為波紋狀的金屬制造的板的結(jié)構(gòu)體中，在所述 板的至少一部分配置纖維薄板的工序、以及利用含浸粘接樹(shù)脂將所述纖維薄板粘接于所述 板的一部分，以形成纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件的工序。還有所謂“纖維薄板”是指將像碳纖維等那 樣使用于纖維強(qiáng)化樹(shù)脂的纖維形成為布狀，沒(méi)有含浸樹(shù)脂的薄板。如果采用上述方法，則在剖面為波紋狀的金屬制造的板的一部分上，利用含浸粘接樹(shù)脂將具有可撓性的纖維薄板按照該板的形狀含浸粘接于該板上，這樣能夠容易地形成 粘接于該板的纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件，能夠在謀求車(chē)體輕量化的同時(shí)也用簡(jiǎn)單的施工對(duì)結(jié)構(gòu)體 進(jìn)行增強(qiáng)。又在板的一部分上配置纖維薄板并將其含浸粘接于該板上，因此能夠避免發(fā)生 熱應(yīng)變引起的制作精度下降和螺栓孔的缺損引起的水密封性下降。而且纖維薄板配置于板 的一部分，作為主要部分的框體和板是金屬制造的構(gòu)件，因此能夠很好地保持合適的成本 和再生利用性。如上所述，在鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體中，能夠在謀求提高制作精度和水密封性，謀 求車(chē)體輕量化的同時(shí)，很好地保持合適的成本和再生利用性以及制作效率等。又，本發(fā)明的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體具備金屬制造的框體、與所述框體接合，與車(chē)輛長(zhǎng)度 方向垂直的剖面形成為波紋狀的金屬制造的板、以及與所述板的一部分接合，增強(qiáng)所述板 的纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件。如果采用上述結(jié)構(gòu)，與上面所述相同，能夠謀求提高制作精度和水密封性，并且使 車(chē)體輕量化，而且能夠很好地保持合適的成本和再生利用性以及制作效率等。如果采用本發(fā)明，在鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體中，能夠謀求提高制作精度和水密封性，并且 使車(chē)體輕量化，而且能夠很好地保持合適的成本和再生利用性以及制作效率等。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的一部分的立體圖； 圖2是圖1所示的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體的要部的立體圖3是表示圖2的III - III線剖面的一部分的放大圖； 圖4 (a)是表示平面用的脫泡輥的立體圖，(b)是表示角落用的脫泡輥的立體圖； 圖5 (a) (d)是圖1所示的車(chē)頂板發(fā)生龜裂時(shí)進(jìn)行增強(qiáng)的步驟的說(shuō)明圖； 圖6 (a)是表示圖1所示的車(chē)頂板和端部結(jié)構(gòu)體的連接部分的要部平面圖，(b)是其 要部剖面圖，(c)是已有技術(shù)例的與圖6 (b)相當(dāng)?shù)氖疽鈭D7是表示圖1所示的底架與地板的連接部分的要部立體圖； 圖8是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體的要部立體圖； 圖9是圖8的IX — IX線剖面的一部分的放大圖； 圖10是圖8的X — X線剖面的一部分的放大圖； 圖11是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體的與圖9相當(dāng)?shù)氖疽鈭D； 圖12是圖11所示的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體的與圖10相當(dāng)?shù)氖疽鈭D； 符號(hào)說(shuō)明
1鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體；
2車(chē)頂結(jié)構(gòu)體；
3側(cè)結(jié)構(gòu)體；
4底架；
5框體；
6車(chē)頂板； 9 地板； 11底漆；
12碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件；13U13A H、213A C、313A C 碳纖維薄板； 14含浸粘接樹(shù)脂。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。第1實(shí)施形態(tài)
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體1的一部分的立體圖。如圖1所示， 鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體1具備車(chē)頂結(jié)構(gòu)體2和側(cè)結(jié)構(gòu)體3、端部結(jié)構(gòu)體(未圖示)以及底架4。車(chē)頂 結(jié)構(gòu)體2具有包含縱梁和椽子的金屬制造的框體5、以及連接于該框體5的上表面的金屬制 造的車(chē)頂板6。側(cè)結(jié)構(gòu)體3具有構(gòu)成側(cè)壁的金屬制造的側(cè)外板7和接合于該側(cè)外板7的內(nèi) 表面的金屬制造的多個(gè)骨架構(gòu)件。又，在金屬制造的底架4的上面連接金屬制造的地板9。 還有，這些構(gòu)件使用的金屬采用不銹鋼或鋁等金屬即可。圖2是車(chē)頂結(jié)構(gòu)體2的要部立體圖。圖3是圖2的III 一 III線剖面的一部分的 放大圖。如圖2和圖3所示，車(chē)頂板6是在車(chē)輛長(zhǎng)度方向X上延伸的峰部6a和谷部6b在 車(chē)輛寬度方向上交替設(shè)置的薄壁的波紋板，且垂直于車(chē)輛長(zhǎng)度方向X的剖面呈波紋狀。車(chē) 頂板6的壁厚比側(cè)結(jié)構(gòu)體3的側(cè)外板7薄，其壁厚為0. 5 1. Omm (例如0. 6mm)。在本實(shí) 施形態(tài)的車(chē)頂板6設(shè)置能夠?qū)ζ湟徊糠謪^(qū)域(例如車(chē)輛長(zhǎng)度方向X的中央部分)進(jìn)行增強(qiáng)的 碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件12。碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件12的壁厚比車(chē)頂板6的壁厚大。碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件12的具體接合步驟是，對(duì)車(chē)頂板6的上表面中的增強(qiáng)對(duì)象部 分進(jìn)行脫脂處理，然后在該部分涂布含浸粘接樹(shù)脂構(gòu)成的底漆11 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)，然后進(jìn) 行放置。接著，隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而固化的底漆11上涂布含浸粘接樹(shù)脂14 (例如環(huán)氧樹(shù)脂)作 為下底，在該下底固化之前將未含浸樹(shù)脂的碳纖維薄板13疊合于其上。這時(shí)碳纖維薄板13 其纖維方向與車(chē)輛長(zhǎng)度方向X大致平行地順著車(chē)頂板6的波紋狀配置。接著，在該碳纖維 薄板13上涂布含浸粘接樹(shù)脂14，利用脫泡輥20、30 (參照?qǐng)D4)等使碳纖維薄板13中浸透 含浸粘接樹(shù)脂14，同時(shí)使表面平坦化并進(jìn)行放置。然后隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，含浸粘接樹(shù)脂14 一旦固化，就形成在車(chē)頂板6上粘接的碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件12。借助于此，碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂 構(gòu)件12發(fā)揮了對(duì)薄壁的車(chē)頂板6的規(guī)定部分進(jìn)行增強(qiáng)的效果。還有，在車(chē)頂板6的作為增 強(qiáng)對(duì)象的部分中存在局部的凹部6c的情況下，也可以在該凹部6c中充填膩?zhàn)?5，使膩?zhàn)?15的表面與其相鄰部分的表面形成為一個(gè)面后，涂布底漆11。但是如果凹部6c的曲率小， 也可以不充填膩?zhàn)?5就直接涂布底漆11。又，碳纖維薄板13可以使用一層也可以使用多 層。圖4 (a)是表示平面用的脫泡輥20的立體圖，圖4 (b)是表示角落用的脫泡輥30 的立體圖。如圖4 (a)、(b)所示，脫泡輥20、30具備棒狀的支持部20a、30a、設(shè)置于支持部 20a、30a的一端，在周方向上形成多個(gè)槽的輥部20b、30b、以及設(shè)置于支持部20a、30a的另 一端的握持部20c、30c。角落用的脫泡輥30的輥部30b比平面用的脫泡輥20的輥部20b 狹窄，從垂直于輥部30b的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向觀察，表面總體上形成凸?fàn)?。這些脫泡輥20、30 分開(kāi)使用于不同的地方，通過(guò)使輥部20b、30b在碳纖維薄板13的表面上滾動(dòng)，一邊將車(chē)頂 板6與碳纖維薄板13之間的空氣趕走，一邊使碳纖維薄板13形成與車(chē)頂板6的波紋狀能 夠配合的形狀，而使碳纖維薄板13含浸著含浸粘接樹(shù)脂14。
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圖5 (a) (d)是用于說(shuō)明對(duì)車(chē)頂板6的龜裂C進(jìn)行增強(qiáng)的步驟的說(shuō)明圖。如圖 5 (a)、(b)所示，對(duì)車(chē)頂板6的一部分上發(fā)生龜裂C的情況下的增強(qiáng)進(jìn)行說(shuō)明。在這種情況 下，如圖5 (c)所示，將包括車(chē)頂板6中的龜裂C的部分去除形成圓孔狀開(kāi)口 S。接著如圖 5(d)所示，用覆蓋板40堵塞該開(kāi)口 S。這時(shí)覆蓋板40，利用焊接等方法將其周邊的兩個(gè)地 方暫時(shí)固定于車(chē)頂板6的開(kāi)口邊緣。其后在覆蓋板40及其周?chē)纳媳砻?，隔著底漆利用?浸粘接樹(shù)脂粘接碳纖維薄板以形成碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件。還可以根據(jù)龜裂C的狀態(tài)，不設(shè) 置開(kāi)口 S，而在龜裂C及其周?chē)煤辰訕?shù)脂直接將碳纖維薄板粘結(jié)于其上。例如在龜 裂發(fā)生后龜裂沒(méi)有進(jìn)一步發(fā)展，龜裂為線狀，漏水少的情況下，不必去除裂紋。另一方面，龜 裂繼續(xù)發(fā)展，眼睛能夠看出龜裂，漏水比較多的情況下，最好是將龜裂去除后設(shè)置覆蓋板。圖6 (a)是表示車(chē)頂板6和端部結(jié)構(gòu)體50的連接部分的要部俯視圖，圖6 (b) 是其要部剖面圖，圖6 (c)是已有技術(shù)例的與圖6 (b)相當(dāng)?shù)氖疽鈭D。如圖6 (c)所
示，在已有技術(shù)例中，將車(chē)頂板6的前端部與端部結(jié)構(gòu)體50的上端部接合時(shí)，由于要求密封 性，利用點(diǎn)焊Wl將其相互之間加以固定，而且再進(jìn)行角焊縫連續(xù)焊接W2。于是，角焊縫連 續(xù)焊接W2的熱影響造成的車(chē)頂板6的應(yīng)變比較大。因此如圖6 (a)、(b)所示，將車(chē)頂板6 的前端部重疊于端部結(jié)構(gòu)體50的上端部的一部分上，利用點(diǎn)焊Wl將其相互接合，配置碳纖 維薄板以使其跨越并覆蓋車(chē)頂板6的前端部和端部結(jié)構(gòu)體50的上端部，利用含浸粘接樹(shù)脂 使該碳纖維薄板跨越并粘接在車(chē)頂板6的前端部和端部結(jié)構(gòu)體50的上端部上，以形成碳纖 維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件51。借助于此，可以避免角焊縫連續(xù)焊接的熱影響造成的車(chē)頂板6的應(yīng)變， 也能夠確保密封性，能夠?qū)?chē)頂板6的端部進(jìn)行增強(qiáng)。圖7是表示底架4與地板9的連接部分的要部立體圖。如圖7所示，地板9是與 車(chē)輛長(zhǎng)度方向X正交的剖面為波紋狀的薄金屬板，其厚度為0. 6 1. 2mm (例如0. 6mm)。 在底架4的端梁61的上表面，連接剖面為反凹狀，向車(chē)身寬度方向延伸的后端構(gòu)件60。在 將地板9的端部利用角焊縫焊接方法焊接于后端構(gòu)件60的側(cè)面之前，利用含浸粘接樹(shù)脂預(yù) 先將碳纖維薄板隔著底漆粘接于地板9的端部以形成碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件62。借助于此， 可以提高地板9的剛性并謀求其形狀的穩(wěn)定化。其后，如果將地板9的端部用角焊縫焊接 方法連接于后端構(gòu)件60的側(cè)面，借助于碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件62，地板9能夠謀求形狀的穩(wěn) 定化，因此能夠抑制熱影響造成的應(yīng)變的發(fā)生。還有，設(shè)置碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件62的范圍 只要是離開(kāi)地板9的端部(角焊縫焊接部)的距離為L(zhǎng)l = 5 IOmm的位置及距離為L(zhǎng)2 = 50 IOOmm的寬度范圍即可。 如以上所述，順著剖面為波紋狀的金屬制造的車(chē)頂板6或地板9的一部分區(qū)域，使 具有可撓性的碳纖維薄板13利用含浸粘接樹(shù)脂14含浸粘接，這樣能夠容易地形成被粘接 在車(chē)頂板6等上的纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件12，能夠在謀求車(chē)身的輕量化的同時(shí)利用簡(jiǎn)化施工對(duì) 車(chē)頂板6等進(jìn)行增強(qiáng)。而且在車(chē)頂板6等的一部分區(qū)域上配置碳纖維薄板13進(jìn)行含浸粘 接，因此熱應(yīng)變引起的制作精度下降或螺栓孔引起的水密封性下降也不會(huì)發(fā)生。而且碳纖 維薄板13被配置于車(chē)頂板6等的一部分區(qū)域，作為主要部分的框體5和車(chē)頂板6等由于是 金屬制造，能夠保持理想的成本和再生利用性。如上所述，鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體1，能夠在提高制 作精度和水密封性，謀求車(chē)身輕量化的同時(shí)，很好地保持合適的成本和再生利用性以及制 作效率等。 第2實(shí)施形態(tài)圖8是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體102的要部立體圖。圖9是圖8的IX — IX 線剖面的一部分的放大圖。圖10是圖8的X — X線剖面的一部分的放大圖。如圖8所示， 在本實(shí)施形態(tài)的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體102中，多個(gè)俯視為矩形的碳纖維薄板113A 11 隔著底漆 11 (參照?qǐng)D9)在車(chē)頂板6的一部分區(qū)域的上表面鋪設(shè)配置。還有，利用含浸粘接樹(shù)脂將這 些碳纖維薄板113A 113H粘接于車(chē)頂板6的一部分區(qū)域，以形成碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件的 步驟與第1實(shí)施形態(tài)相同，因此在這里省略其詳細(xì)說(shuō)明。如圖9所示，車(chē)頂板6利用點(diǎn)焊W2與框體5接合。碳纖維薄板113A的后端部 113Aa與鄰接其后方的碳纖維薄板11 的前端部113Ba位于框體5的上方。這些相向的端 部113Aa、li;3Ba保持間隔配置于點(diǎn)焊處W2的正上方。如圖10所示，碳纖維薄板113A的右 端部113Ab與鄰接其右方的碳纖維薄板113C的左端部113Cb位于車(chē)頂板6的峰部6a。這 些相向的端部113Ab、113Cb相互重疊接合。如上所述將多片俯視為矩形的碳纖維薄板113A 113H鋪設(shè)配置，操作者一次操 作的碳纖維薄板的尺寸小，方便操作。又，碳纖維薄板113A、li;3B的在車(chē)輛長(zhǎng)度方向上相向 的端部113Aa、li;3Ba相互之間保持間隙，避開(kāi)點(diǎn)焊處W2，因此這些端部113Aa、li;3Ba的粘 接穩(wěn)定。而且碳纖維薄板113A、113C的車(chē)輛寬度方向上的相鄰的端部113Ab、113Cb位于車(chē) 頂板6的峰部6a，因此這些端部113Ab、113Cb的含浸粘接操作容易進(jìn)行，這些端部113Ab、 113Cb的粘接穩(wěn)定。而且這些端部113Ab、113Cb相互重疊，因此即使是一片片碳纖維薄板 113A 113H的尺寸有誤差，也能夠通過(guò)調(diào)節(jié)其重疊量，容易地將鋪設(shè)的多片碳纖維薄板總 體形成所希望的尺寸。還有，其他結(jié)構(gòu)與上述第1實(shí)施形態(tài)一樣，因此省略其說(shuō)明。第3實(shí)施形態(tài)
圖11是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體202的與圖9相當(dāng)?shù)氖疽鈭D。圖12是圖11 所示的車(chē)頂結(jié)構(gòu)體202的與圖10相當(dāng)?shù)氖疽鈭D。如圖11和圖12所示，在本實(shí)施形態(tài)的車(chē) 頂結(jié)構(gòu)體202中，將碳纖維薄板213A 213C、313A 313C多片疊層(例如2層)配置。如 圖11所示，第2層的碳纖維薄板313A、313B的車(chē)輛長(zhǎng)度方向的端部313Aa、313Ba對(duì)第1層 的碳纖維薄板213A、213B的車(chē)輛長(zhǎng)度方向的端部213Aa、213Ba偏離5 IOmm左右配置，而 且相向的端部313Aa、313Ba相互之間保持距離。也就是說(shuō)，疊層的碳纖維薄板的端部配置 為階梯狀，以此能夠減緩應(yīng)力的集中。如圖12所示，第1層的碳纖維薄板213A、213C的車(chē)輛寬度方向的端部213Ab、 213Cb與第2層的碳纖維薄板313A、313C的車(chē)輛寬度方向的端部313Ab、313Cb，從上方看 來(lái)，配置于大致相同的位置。碳纖維薄板213A、313A的右端部213Ab、313Ab與鄰接其右方 的碳纖維薄板213C、313C的左端部213Cb、313Cb位于車(chē)頂板6的峰部6a。這些相向的右端 部213Ab、313Ab與左端部213Cb、313Cb相互不重疊地相向突出配置。如上所述，如果將多片碳纖維薄板213A 213C、313A 313C疊層，則能夠容易地 賦予車(chē)頂板6等所希望的強(qiáng)度和剛性。還有，其他結(jié)構(gòu)與上述第1實(shí)施形態(tài)相同，因此省略 其說(shuō)明。實(shí)施例
下面對(duì)在鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體上接合碳纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件時(shí)的施工步驟的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō) 明。還有，施工是在0 40°C左右的環(huán)境溫度下進(jìn)行的。首先準(zhǔn)備碳纖維薄板、底漆、以及 含浸粘接樹(shù)脂等各種材料。碳纖維薄板采用高彈性型方向構(gòu)件(日鐵復(fù)合材料公司(日鐵-> # ” ,卜株式會(huì)社)制造的FTS -C8- 30)。該碳纖維薄板中包含的碳纖維單體的特性 是，拉伸強(qiáng)度為1900N/mm2、拉伸彈性率為6. 4X 105N/mm2。底漆是2液混合型環(huán)氧樹(shù)脂(日 鐵復(fù)合材料公司制造的FP - NSL 粘度為IOOOmPa · s左右)、含浸粘接樹(shù)脂采用2液混合 型環(huán)氧樹(shù)脂(日鐵復(fù)合材料公司制造的FR - E3PL 粘度為4400mPa · s左右)。然后，依序 進(jìn)行以下的(1) (7)的工序。(1)襯底處理
需要增強(qiáng)的規(guī)定部分用研磨機(jī)(例如#100)進(jìn)行研磨，或進(jìn)行所謂BG#80精加工(精加 工方向?yàn)檐?chē)輛長(zhǎng)度方向)。然后，用丙酮對(duì)該規(guī)定部分的表面進(jìn)行充分的脫脂處理以去除污 垢。( 2)碳纖維薄板的切割
用例如切割刀和直尺等切割用工具，將碳纖維薄板切割為與上述規(guī)定部分對(duì)應(yīng)的所希 望的形狀。(3)底漆的涂布
用涂布輥刷毛將底漆以例如200g/m2的比例進(jìn)行涂布，然后養(yǎng)護(hù)2 4小時(shí)以上(最好 是一天左右)。在這里，涂布底漆是為了在車(chē)頂板研磨后立即對(duì)表面進(jìn)行保護(hù)，而且也為了 避免碳素纖維直接接觸車(chē)頂板而由于碳素纖維與車(chē)頂板之間的電位差而發(fā)生腐蝕。也就是 說(shuō)，底漆也作為絕緣層起作用。又，控制底漆的涂布量，是因?yàn)樵谑┕ぶ锌刂茦?shù)脂厚度是困 難的。又，底漆的粘度比含浸粘接樹(shù)脂低是為了使底漆與車(chē)頂板的表面有更好的親和力。(4)含浸粘接樹(shù)脂涂底
用涂布輥刷毛將含浸粘接樹(shù)脂涂底。例如含浸粘接樹(shù)脂每一層用500g/m2涂底。還有， 含浸粘接樹(shù)脂以規(guī)定的混合比(主劑固化劑=2 1)混合/計(jì)量后，用刮漿刀均勻混合。(5)碳纖維薄板的粘貼
在上述涂底涂料固化之前，由操作者用手在其上按壓碳纖維薄板將其順著車(chē)頂板的波 紋狀粘貼。這時(shí)含浸粘接樹(shù)脂的粘度高，因此碳纖維薄板不會(huì)偏移。而且用脫泡輥捋碳纖 維薄板，使含浸粘接樹(shù)脂含浸到纖維中后，放置30分鐘左右。在放置中，借助于毛細(xì)管現(xiàn)象 進(jìn)一步含浸(含浸的樹(shù)脂從纖維之間浮上來(lái))。(6)加涂含浸粘接樹(shù)脂
在用涂布輥刷毛在其上涂布含浸粘接樹(shù)脂。例如含浸粘接樹(shù)脂采用每一層300g/m2，比 涂底涂料少。在這里，涂底每一層采用500g/m2，而加涂每一層采用300g/m2，與加涂相比，涂 底涂料用得多是為了在含浸操作中支持薄板的目的，而且也為了利用毛細(xì)管現(xiàn)象高效率地 使樹(shù)脂含浸到薄板中。(7)第2層以后
根據(jù)需要返回(4)，粘貼第2層以后的碳纖維薄板。還有，薄板之間的樹(shù)脂使用量在考 慮操作性和含浸是否容易之后決定，但是可以根據(jù)每單位容積的纖維量改變，使纖維與樹(shù) 脂的比例保持大致相同。
權(quán)利要求
1.一種鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，包括在包含金屬制造的框體、以及與所述框體連接，垂直于車(chē)輛長(zhǎng)度方向的剖面形成為波 紋狀的金屬制造的板的結(jié)構(gòu)體中，在所述板的至少一部分配置纖維薄板的工序、以及利用含浸粘接樹(shù)脂將所述纖維薄板粘接于所述板的一部分，以形成纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件 的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，所述配置纖維薄 板的工序含有順著所述板的波紋狀配置所述纖維薄板的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，所述形成纖維強(qiáng) 化樹(shù)脂構(gòu)件的工序包含在將所述板的一部分脫脂處理后涂布底漆，在該底漆固化后涂布所 述含浸粘接樹(shù)脂進(jìn)行涂底，在該涂底的所述含浸粘接樹(shù)脂固化前疊加所述纖維薄板，再在 其上方加涂所述含浸粘接樹(shù)脂，使所述纖維薄板中浸透所述含浸粘接樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，在所述配置纖維 薄板的工序之前，對(duì)形成于所述板的一部分的凹部或龜裂，涂布膩?zhàn)邮蛊渑c鄰接部分的表 面形成為一個(gè)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，在所述配置纖維 薄板的工序之前，除去圍繞所述板的一部分上形成的龜裂的部分以形成開(kāi)口，并以覆蓋板 堵塞該開(kāi)口，所述配置纖維薄板的工序進(jìn)行纖維薄板的配置，使所述纖維薄板涵蓋該覆蓋板及其周?chē)?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，所述配置纖維薄 板的工序鋪設(shè)配置多片所述纖維薄板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，多片所述纖維薄板分別形成為俯視為矩形的形狀，配置所述纖維薄板的工序?qū)⒍嗥隼w維薄板中鄰接的纖維薄板的相向的端部分別 配置在所述板的波紋狀的峰部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，所述配置纖維薄 板的工序是將所述纖維薄板配置為其纖維方向在車(chē)輛長(zhǎng)度方向上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，其特征在于，所述板為車(chē)頂板；配置所述纖維薄板的工序配置所述纖維薄板以使其跨越并覆蓋與端部結(jié)構(gòu)體的上端 部的一部分重疊接合的所述車(chē)頂板的前端部和所述端部結(jié)構(gòu)體的上端部；所述形成纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件的工序利用所述含浸粘接樹(shù)脂使所述纖維薄板跨越并粘 接在所述車(chē)頂板的前端部和所述端部結(jié)構(gòu)體的上端部上。
10.一種鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體，具備金屬制造的框體、與所述框體接合，與車(chē)輛長(zhǎng)度方向垂直的剖面形成為波紋狀的金屬制造的板、以及與所述板的一部分接合，增強(qiáng)所述板的纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明的鐵道車(chē)輛結(jié)構(gòu)體的增強(qiáng)方法，包括在包含金屬制造的框體、以及與所述框體連接，垂直于車(chē)輛長(zhǎng)度方向的剖面形成為波紋狀的金屬制造的板的結(jié)構(gòu)體中，在所述板的至少一部分配置纖維薄板的工序、以及利用含浸粘接樹(shù)脂將所述纖維薄板連接于所述板的一部分，以形成纖維強(qiáng)化樹(shù)脂構(gòu)件的工序。
文檔編號(hào)B61D17/12GK102066178SQ20108000184
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者久保厚之, 杉浦江, 梅林友則, 稻村文秀 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社