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平成29年度中国地方発明表彰

発明協会会長賞

強度確保と軽量化を両立した鉄道車両(特許第4610907号)

【山口県発明協会】

中村 英之

株式会社日立製作所 鉄道ビジネスユニット
笠戸事業所 笠戸交通システム本部
車両システム設計部 開発グループ

実 施 功 績 賞

東原 敏昭

株式会社日立製作所 代表執行役 執行役社長兼CEO


 本発明は、FSW(摩擦撹拌接合)の接合部における鋭角部の形成による強度低下を抑制し、この強度低下に対応した補強による質量増加を回避して、軽量化を図った鉄道車両構体に係る発明である。
 FSWは、回転工具を部材間に挿入して移動させることで部材を軟化させて接合する固相接合法である。接合後には回転工具の挿入に伴う凹みが生じるため、接合部に予め凸部を設ける。従来凸部側面と部材表面を小径円弧により接続していた(図1)が、FSWにより生じるバリを除去すると凸部側面に鋭角部が形成(図2)され応力集中により強度が低下する課題があった。そこで、凸部側面と部材表面を小径円弧とこの円弧に接続する大径円弧により接続する構成(図3)を考案した。
 この構成によれば、バリを除去しても凸部側面に大径円弧が残る(図4)ため、応力集中を回避でき高い強度を確保できる。これにより、補強を行わなくても高い強度を確保できるため、軽量な鉄道車両構体を提供できる。


強度確保と軽量化を両立した鉄道車両
強度確保と軽量化を両立した鉄道車両

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