JP2006082652A - 鉄道車両の車体組立て方法とそれを用いた鉄道車両の車体 - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性、耐久性を満足してハイブリッド化、軽量化にも対応できるようにする。
【解決手段】 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、
屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体５を組み立てて、上記の目的を達成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、鉄道車両の車体組立て方法とそれを用いた鉄道車両の車体に関し、例えば１００％低床式の鉄道車両に適用しても好適な鉄道車両の車体組立て方法とそれを用いた鉄道車両の車体に関するものである。

予め製作した台枠、側構体、屋根構体、妻構体を、ボルトとスリーブよりなりスリーブ部分の変形によって所定の締結力を発生する締結具にて締結し車体を組み立てる方法が知られているし（例えば、特許文献１参照。）、熱不要な接合技術で組合せる組立て方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

これらによれば、構体間の接合部に熱接合による歪みがなく、従って作業者の力仕事となり、耳栓による騒音対策によっても難聴になりかねない歪み取り作業や、歪みにより生じる材料の縮みを経験によって配慮しておくといった不確定な作業要素、を必要としない簡単な現場作業にて車体を組み立てられる。

一方、バリアフリーに対応するなどのために車両を低床化するのに、台車を有した短い車体間に台車を有しない中間車体を支持してこの中間車体が台車を有しないことにより１００％の低床車体となるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３、４）。この中間車体はその宙吊り状態になる支持方式も関係して、実用車では全長が６ｍ程度以下と小さく抑えられているが、剛性を落すことなくさらなる軽量化に併せ、低コスト化も望まれている。
特表平１１−５０４５９１号公報 特開平０９−０８６４０７号公報 特開２００１−３０１６１４号公報 特開２００３−０４８５３９号公報

前記のような要望に応えるのに、本発明者は、車体を鋼板やステンレス鋼板とアルミニウムホロー材とを併用するなどしてハイブリッド化することが好適であるし、ハイブリッドでの接合が可能で、しかも、合理的な現場作業で組み立てられる特許文献１、２に記載の組立て方式を採用するのが好適であると考えるに至った。

しかし、特許文献１、２に記載の技術ではこれを俄かに実現するのは困難である。例えば、特許文献１に記載の技術では、側構体と屋根構体との結合は、双方の側壁どうしの打ち合わせ部を締結具で締結するだけであるので、それらを適正な位置関係に保って締結する作業は困難であるし、それを満足する支持治具を用いるにしても大掛かりなものになってしまう。また、締結具に比較的大きくて重い屋根構体の重力による剪断力が掛かるので締結強度および耐久性を上げるには応力の分散を考えると締結箇所数が勢い増大して作業工数、重量共に増大する。しかも、締結具が外観されるので近時の車体としては見栄えがよくない。これらのために特許文献１に記載のものは実用性に欠ける。一方、特許文献２に記載のものは、特許文献１に記載のものに比し具体性がなく、特許文献１に記載のものの課題を解決する技術ではないし、容易に実現できない。

本発明の目的は、剛性、耐久性を満足してハイブリッド化、軽量化にも対応できる鉄道車両の車体組立て方法とそれを用いた鉄道車両の車体を提供することにある。

上記のような課題を達成するために、本発明の、鉄道車両の車体組立て方法は、個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体を組み立てることを１つの特徴とし、
これによる鉄道車両の車体は、個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合して構成された鉄道車両の車体であって、屋根構体が、側構体またはおよび妻構体への載置状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結されていることを１つの特徴としている。

このような構成では、予め製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合する現場作業において、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合を、締結具による締結にて行い、車体を熱不要で熱歪みの問題がなく、ハイブリッド化やそれによる軽量化に対応できる接合技術で組み立てるのに、屋根構体は結合相手である側構体またはおよび妻構体への載置状態にて特別な支持構造なしに結合相手との締結位置に支持でき、それらの間の締結作業が容易かつ短時間に達成されて、低コスト化が図れるし、前記載置関係によって屋根構体と側構体またはおよび妻構体との締結具には比較的大きくて重い屋根構体の重力による剪断力が働かないので、より少ない締結箇所および緩み止め締結具のより少ない使用数にて十分な締結の強度および耐振動性、耐久性を満足することができ、さらなる低コスト化、軽量化ができる。しかも、互いの載置構造部を利用して締結を行うことにより締結部が外観されず体裁のよいものとなる。

本発明の鉄道車両の車体組立て方法は、また、個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して位置決め部を当てがい載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体を組み立てることを別の特徴としている。

これによる鉄道車両の車体は、また、個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合して構成された鉄道車両の車体であって、屋根構体が、側構体またはおよび妻構体へ位置決め部を当てがった載置状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結されていることを別の特徴としている。

このような構成では、予め製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合する現場作業において、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合を、締結具による締結にて行い、車体を熱不要で熱歪みの問題がなく、ハイブリッド化やそれによる軽量化に対応できる接合技術で組み立てるのに、屋根構体は結合相手である側構体またはおよび妻構体へ位置決め部を当てがった載置状態にて特別な支持構造なしに側構体との締結位置に位置決めして支持できるので、それらの間の締結作業が、予め製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体に各々必要に応じて歪み取り作業を実施した後、予め設けておいた締結穴を利用しても位置ずれなしに容易かつ短時間に達成されて、より低コスト化が図れるし、屋根構体と側構体間、またはおよび屋根構体と妻構体間のそれぞれは、前記位置決め関係によってその位置決めしている方向への位置ずれが防止される上、前記載置関係によって屋根構体と側構体またはおよび妻構体との締結具には比較的大きくて重い屋根構体の重力による剪断力が働かないので、より少ない締結箇所および緩み止め締結具のより少ない使用数にて十分な締結の強度および耐振動性、耐久性を満足することができ、さらなる低コスト化、軽量化ができる。しかも、互いの載置構造部を利用して締結を行うことにより締結部が外観されず体裁のよいものとなる。

本発明の鉄道車両の車体組立て方法は、また、個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して位置決め部を嵌め合せて載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体を組み立てることを他の特徴としている。

これによる鉄道車両の車体は、個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合して構成された鉄道車両の車体であって、屋根構体が、側構体またはおよび妻構体へ位置決め部を嵌め合せた載置状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結されていることを他の特徴としている。

このような構成では、予め製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合する現場作業において、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合を、締結具による締結にて行い、車体を熱不要で熱歪みの問題がなく、ハイブリッド化やそれによる軽量化に対応できる接合技術で組み立てるのに、屋根構体は結合相手である側構体またはおよび妻構体へ位置決め部を嵌め合わせた載置状態にて特別な支持構造なしに側構体またはおよび妻構体との締結位置に確固に位置保持して支持できるので、それらの間の締結作業が予め設けておいた締結穴を利用してもより位置ずれなしにより容易かつ短時間に達成されて、より低コスト化が図れるし、屋根構体と側構体間、またはおよび屋根構体と妻構体間のそれぞれは、前記嵌め合わせ状態での位置決め関係によってその位置保持している方向への位置ずれがより確固に防止される上、前記載置関係によって屋根構体と側構体またはおよび妻構体との締結具には比較的大きくて重い屋根構体の重力による剪断力が働かないので、より少ない締結箇所および緩み止め締結具のより少ない使用数にて十分な締結の強度および、耐振動性、耐久性を満足することができ、さらなる低コスト化、軽量化ができる。しかも、互いの載置構造部を利用して締結を行うことにより締結部が外観されず体裁のよいものとなる。

屋根構体と側構体またはおよび妻構体との締結し合う所定の締結箇所どうしに、共通した配列ピッチ基準による締結穴を予め設けておく、さらなる構成では、
組立て現場での穴加工やそれによる加工屑の発生を回避しながら、構体間を締結し合う締結箇所どうしの各締結穴の構体上の全体での配列位置にバラツキがあっても、それぞれの配列ピッチが共通した配列ピッチ基準により等しく互いに一致し合うのを利用して、締結穴の補正やあけ直しといった作業もなく容易に締結できる。

屋根構体と側構体またはおよび妻構体とは、前記締結に接着剤による接着を併用して結合し組み立てる、さらなる構成では、
ややもすれば締結境界における締結具まわりに働きやすい応力集中を、締結境界での接着による面結合によって軽減し、また回避することができ、それによって、締結具の疲労強度が大きくなり耐用年数が増大する。

このような方法を用いた鉄道車両の車体としては、構体が、前記締結に、接着剤による接着を併用して組み立てられているものとなる。

屋根構体は、その下に作業空間を持つように治具で支持した状態で、屋上機器設置などの屋上施工と照明や空調の吹出し部などの内装施工とを予め行う、さらなる構成では、
屋根構体の治具による支持で、その下に確保した作業空間と、その上の開放状態とを利用して、屋上機器設置などの屋上施工と、照明や空調の吹出し部などの内装施工との双方を外回りから、しかも同時進行して容易かつ短時間に達成することができる。

所定の締結箇所は千鳥配置となるようにする、さらなる構成では、
締結箇所が千鳥配置であれば、一列や縦横に並ぶ場合に比して分散し、この締結箇所の分散によって構体間の締結による応力の集中が緩和する。

千鳥配置が、前記載置部まわりの屈曲部を介した２つ以上の面に跨って位置する、さらなる構成では、
１つの面での締結によって隣合う面の締結具に働く剪断力を低減することができる。

異種金属よりなる構体の締結境界には電気絶縁層を設ける、さらなる構成では、
異種金属間を絶縁することによりそれらの間に生じる電気化学腐食を防止することができる。

異種金属よりなる構体の締結は、構体間の熱膨張差を締結具側との間で吸収する熱膨張差吸収手段を有している、さらなる構成では、
異種金属よりなる構体どうしは、それらの熱膨張差によって、それらを締結している締結具に剪断力を及ぼそうとするのを、構体と締結具との間に介在している熱膨張差吸収手段がその熱膨張差を吸収するので、締結具にそのような熱膨張差による外力が働くのを防止することができる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な限りにおいて種々な組合せで複合して用いることができる。

本発明の鉄道車両の車体組立て方法とそれを用いた車体によれば、予め製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合する現場作業において、屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合を、締結具による締結にて行い、車体を熱不要で熱歪みの問題がなく、ハイブリッド化やそれによる軽量化に対応できる接合技術で組み立てるのに、車体を熱不要でハイブリッド化やそれによる軽量化に対応できる接合技術で組み立てることが、構体どうしの載置関係を利用して容易かつ短時間に達成されて低コスト化が図れるし、締結具に働く剪断力を軽減してより少ない締結箇所および緩み止め締結具のより少ない使用数にて十分な締結の強度および耐振動性、耐久性を満足してさらなる低コスト化、軽量化ができ、締結部が外観されない体裁のよいものとすることもできる。従って、通常車両に加え、今後の１００％低床車体にも有用である。

本発明の鉄道車両の車体組立て方法とそれを用いた鉄道車両の車体に係る実施の形態は、路面電車の１００％低床な車体を構成する場合の例であり、図１に示すような個別に製作された台枠１、側構体２、妻構体３、屋根構体４を用い、それらを結合して図２に示すような鉄道車両の車体５を組み立てるのに、屋根構体４と側構体２またはおよび妻構体３どうしの結合に締結具７による締結を用いる。側構体２と妻構体３どうしも締結具７による締結を用いることができる。また、原理的には、台枠１と側構体２や妻構体３との結合にも締結具７による締結を用いることができるが、強度的な面からの必要があれば溶接技術による結合を採用すればよいし、締結具７による締結を複合して採用することもできる。

本実施の形態での組立て方法としては、図３の例、図４の例に示すように側構体２を台枠１に載置した状態で、相互間の所定の締結箇所６を緩み止め機能を有した緩み止め締結具７を少なくとも一部に用いて締結する工程と、図５の例、図６の例、図７の例に示すように屋根構体４を側構体２に載置した状態で、相互間の所定の締結箇所８を緩み止め機能を有した緩み止め締結具７を少なくとも一部に用いて締結する工程と、を含んで、台枠１、側構体２、妻構体３、屋根構体４の相互間を緩み止め締結具７などを含んで締結することにより鉄道車両の車体５を組み立てるようにしている。

ここで、緩み止め締結具７は、締結が振動などによって緩むのを防止できる締結具をいい、緩み止めできる分高強度で高締結力が得られやすい。その種類は多く、種々なものがあるが、既に知られ、以降開発されるもの全てを採用できる。具体的にはボルトとナットのように雌雄部材を組み合わせた締結具が主流であるが、緩み止め機構が種々異なる。幾つかの例を示すと、図８（ａ）に示すように雄部材としての頭部１１ａ付きピン１１と雌部材としてのフランジ１２ａ付きスリーブ１２との組合せからなるＢＯＭ（ポップリベット・ファスナー株式会社販売のＨＵＣＫ製ファスナー）が、高剪断、高引っ張り強度を持ったものとして知られている。これは、図８（ａ）に示すようにピン１１に対しその頭部にまでスリーブ１２をその足部側から嵌め合わせたものを、一対の締結材１４、１５の各締結穴１４ａ、１５ａへ頭部１１ａ側からフランジ１２ａまで貫通させ、この状態で図８（ｂ）（ｃ）に示すようにスリーブ１２に対して工具１３のピン１１の足部の先端側に設けた溝部１１ｂを掴持した掴持部１３ａによって引っ張りながら、スリーブ１２を工具１３の端部１３ｂとピン１１の頭部１１ａとの間で座屈させて、締結材１４、１５に対しその両側からかしめ付けて締結するのと同時に、フランジ１２ａをピン１１の足まわりに押圧してその溝部１１ｃに圧着させて緩み止めし、最終に図８（ｄ）に示すようにピン１１の足部分の不要箇所を引きちぎることで締結作業が終了する。

また、米国軍規格ＭＩＬ−Ｎ２５０７７にも適したＭロックナット（ロックファスナー株式会社製）や、ハードロックナット（ハードロック工業株式会社製）も知られている。Ｍロックナットはナットの内周に樹脂ワッシャを設けたものや、ナットボディにテーパ部にスリットを入れたロッキング機能部分を設けたものとなっている。ハードロックナットは、下ナットと上ナットとの間に締結周期に締まり方向に楔作用を発揮する偏心摺動面を持った嵌め合い部を設けたものとなっている。

また、別に、人工衛星、自動車、航空機などにも使用されるナイロック（米国ナイロック社製、阪神ネジ株式会社販売）も知られている。このものは、ナイロック加工されたねじが締め付けられたとき、特殊ナイロンの弾性反発力で、ナイロンの付着された反対側のねじ部全体に強力な摩擦接合力が生まれ、振動力や衝撃に対して、恒久的な戻り止め機能を発揮するとしている。これも繰り返し使用が可能で、分解修理が容易にできる。

また、別に、ＧＴ−ＧＡＰと称されるボルト（株式会社互省製作所の製造、販売品）も知られている。このものは緩み止め座金が予め組み込まれており、強い締め付け力に対しても優れた耐久性があるとされている。数回の繰り返し使用が可能で、分解修理が容易にできる。

なお、上記以外の緩み止め機能を持ったナットや座金も別途提供されており、それらを利用することもできる。

このような緩み止め機能を持った緩み止め締結具７を少なくとも一部に用いて予め製作された台枠１、側構体２、妻構体３、屋根構体４の相互を上記のように締結して車体５を現場作業にて組み立てると、その接合技術が熱不要であることにより熱歪みの問題が回避できるし、ハイブリッド化やそれによる軽量化にも対応できる。特に、側構体２は台枠１への載置状態にて特別な支持構造なしに台枠１との締結位置に支持でき、屋根構体４は側構体２への載置状態にて特別な支持構造なしに側構体２との締結位置に支持できるので、それらの間の締結作業が容易かつ短時間に達成されて、低コスト化が図れる。また、前記載置関係によって側構体２と台枠１との締結を行う緩み止め締結具７などには比較的大きくて重い側構体２の重力による剪断力が働かないし、屋根構体４と側構体２との締結を行う緩み止め締結具７などには比較的大きくて重い屋根構体４の重力による剪断力が働かない。このため、より少ない締結箇所および緩み止め締結具７のより少ない使用数にて十分な締結の強度および耐振動性、耐久性を満足することができ、さらなる低コスト化、軽量化ができる。しかも、互いの載置部９を利用して図示するように締結を行うことにより締結箇所８での締結状態が外観されず体裁のよいものとなる。この場合、既述したＢＯＭを用いると、締結穴１４ａ、１５ａに対し一方側からの挿入によって締結が達成でき、締結箇所８の一方側だけが開放部１０となっていれば締結作業ができるので便利である。

なお、緩み止め締結具７の使用数は車体５の緩み止めの安全を確保する上で必要な最少限にして、緩み止め機能を持たないボルト、ナットの組み合わせなど安価な通常の締結具と併用することで、より低コスト化が図れる。また、通常の締結具の併用の結果、緩み止め締結具７を全締結個所６、８・・に使用する場合に比し、締結強度などの問題から締結箇所６、８・・の総数が増加するような場合でも、その結果特にコスト上昇を招いたり、軽量化を損なうようなことがなければ、締結による応力集中を通常の締結具の使用によって分散できることになり、好適といえる。

一方、妻構体３は、台枠１、側構体２、屋根構体４がトンネル形態に組み立てられた後、そのトンネル形態の端部に当てがうか、嵌め合せて、特に図示しない所定の締結箇所にて緩み止め締結具７を少なくとも一部に用いて締結すればよい。しかし、妻構体３は台枠１、側構体２、屋根構体４のいずれとも締結する必要があり、車体５を組み立てるどの段階でどの構体と締結してもよく、その締結順は特に問わない。しかし、台枠１は予め乗客荷重による撓みを相殺する上に凸の撓みを設けておくいわゆるキャンバと称される前組立てが行われるのが一般であり、側構体２もそれに追随させるので、通常は、そのように前組立てした台枠１に側構体２および妻構体３を締結し、側構体２および妻構体３間を締結した後、屋根構体４をそれら側構体２および妻構体３に締結することになる。台枠１への側構体２および妻構体３の締結順は基本的にどちらさ先でもよいし、側構体１および妻構体２はそのどちらを先に台枠１に締結しているかにかかわらず、互いの連結は双方の倒れ防止になるので、屋根構体４の締結に先立って、側構体２および妻構体３の台枠１への締結と、側構体２および妻構体３双方の締結を行っておくのが好適である。

いずれにしても、妻構体３と台枠１との締結においても上記のような載置部９を採用すると有効である。また、屋根構体４が最後に側構体２および妻構体３に対し締結する場合も、屋根構体４は側構体２に加え妻構体３に対しても載置部９を採用すると有効である。もっとも、屋根構体４はその締結順序にもよるが、側構体２に対する代わりに妻構体３に対し載置部９を設けて側構体２よりも優先的に締結することもできる。

また、図３、図４に示す各例では、載置部９において、側構体２を台枠１に位置決め部２１を当てがい載置した状態とし、図５〜図７に示す各例では、屋根構体４を側構体２の上に位置決め部２２を当てがい載置した状態として、締結を行っている。これにより、側構体２は台枠１への位置決め部２１を当てがった載置状態にて台枠１との締結位置に位置決めして支持でき、屋根構体４は側構体２への位置決め部２２を当てがった載置状態にて側構体２との締結位置に位置決めして支持できるので、それらの間の締結作業が、予め設けておいた互いの締結穴１４ａ、１５ａを利用しても位置ずれなしに容易かつ短時間に達成されて、より低コスト化が図れる。また、台枠１および側構体２間、側構体２および屋根構体４間のそれぞれは、前記位置決め関係によってその位置決めしている方向への位置ずれが防止され、その分だけ、より少ない締結箇所８および緩み止め締結具７のより少ない使用数にて十分な締結の強度および耐振動性、耐久性を満足することができ、さらなる低コスト化、軽量化ができる。

さらに、図３、図４に示す各例では、載置部９において、側構体２を台枠１上に位置決め部２１を嵌め合わせ部２１ａとして上方から例えば跨るように嵌め合せて載置した状態とし、図６に示す例では、屋根構体４を側構体２の上に位置決め部２２を嵌め合わせ部２２ａとして上方から跨らせるように嵌め合せて載置した状態として、締結を行っている。これにより、側構体２は台枠１への位置決め部２１を嵌め合わせた載置状態にて台枠１との締結位置に位置保持して支持でき、屋根構体４は側構体２への位置決め部２２を嵌め合わせた載置状態にて側構体２との締結位置に位置保持して支持できるので、それらの間の締結作業が予め設けておいた互いの締結穴１４ａ、１５ａを利用しても位置ずれなしに容易かつ短時間に達成されて、より低コスト化が図れるし、台枠１および側構体２間、側構体２および屋根構体４間のそれぞれは、前記位置決め関係によってその位置保持している方向への位置ずれが防止され、その分だけ、より少ない締結箇所および緩み止め締結具のより少ない使用数にて十分な締結の強度および、耐振動性、耐久性を満足することができ、さらなる低コスト化、軽量化ができる。図５、図７に示す各例では、屋根構体４の位置決め部２２は左右の側構体２間への嵌め合せ部２２ａをなしているといえる。

台枠１、側構体２、妻構体３、屋根構体４の締結し合う所定の締結箇所６どうし、締結個所８どうしに、共通した配列ピッチ基準による締結穴１４ａ群、および締結穴１５ａ群を予め設けておくようにする。共通した配列ピッチ基準は、例えば、締結穴１４ａ群の配列時にも、締結穴１５ａ群の配列時にも、締結穴の配列ピッチを規制する指標、目盛り、穴あけガイドなどを持ったゲージや治具を共通に用いることで実現する。これにより、組立て現場での穴加工やそれによる加工屑の発生を回避しながら、構体間を締結し合う相対向する締結箇所６どうし、締結個所８群どうしの各締結穴１４ａ群、１５ａ群の構体上の全体配列位置にバラツキがあっても、それぞれの配列ピッチが共通した配列ピッチ基準により等しく互いに一致し合うのを利用して、対向し合う締結穴１４ａ、１５ａどうしの補正やあけ直しといった作業もなく容易に締結できる。

なお、組み立てる車体５が路面電車の１００％低床化したものであるにしても、ハイブリッド化することは必須でなく、汚れや錆びに強いステンレス鋼ＳＵＳ製としたり、種々な意匠性への適用が図りやすい一般構造用圧延鋼材ＳＳ製としたりすることができる。ハイブリッド化は例えば、屋根構体４のアルミニウム形材を採用して溶接作業のさらなる削減や軽量化、低コスト化を図るのに好適であり、他の台枠１、側構体２および妻構体３は前記ＳＳやＳＵＳ製とする。また、屋根構体４やその屋根へのアルミニウム押し出し形材の適用によっては、前記軽量化に加え車体５の低重心化が図れるし、カーテンレール部を屋上配線のハーネス化に有効利用したりできる。台枠１へのアルミニウム形材の適用によっては、軽量化に加え車端圧縮強度の確保ができる。それには、特にアルミニウム押し出し形材のホロー構造のものを採用するのが好適である。もっとも、これを側構体２、屋根構体４に適用することもできるし、全てにアルミニウム形材を適用することもできる。

台枠１、側構体２、妻構体３、屋根構体４のそれぞれを締結し合う所定の締結箇所６、８・・は、図３〜図７に示す各例のように千鳥配置となるようにする。それには２列以上の交互配置となるが、２列程度でよい。このように、締結箇所６どうし、締結個所８どうしが千鳥配置であれば、締結箇所６、８・・のそれぞれが一列や縦横に並ぶ場合に比して分散し、この締結箇所６、８・・それぞれの分散によって構体間の締結による応力の集中が緩和し、耐久性が向上する。また、この場合、緩み止め締結具７および通常の締結具を混合して用いていると、緩み止め締結具７による締結箇所が締結力が通常の締結具によるよりも大きく応力が集中しやすいので、緩み止め締結具７による締結箇所が千鳥配置箇所においても分散配置するのが好適である。

さらに、締結箇所６どうし、締結箇所８どうしが、図４〜図７に示す各例のように前記載置部９まわりの屈曲部３１を介した２つ以上の面３２、３３に跨って位置するような千鳥配置にすると、１つの面３２または３３での締結によってそれに隣合う面３３または３２の締結具に働く剪断力を低減することができる。

ここで、図３〜図７に示す車体５について、さらに詳述する。図３に示す例の車体５は、台枠１をアルミニウム形材によって形成している。アルミニウム形材は特に、アルミ押し出しホロー形材４１、４１を車体５の幅方向に溶接接合部４２を有して繋ぎ合わせたもので、側梁部４３にてＳＳやＳＵＳ製の外板４４を用いた側構体２と締結している。この締結のために外板４４の内側下部にほぼＬ型の外板４４と同じ材料よりなる長土台４５を千鳥配置となったスポット溶接部１４６を有して取り付け、外板４４と長土台４５とで既述した内外一対の位置決め部２１およびそれらの間の嵌め合わせ部２１ａを形成している。側梁部４３は上面に前記嵌め合わせ部２１ａが上方から車体５の幅方向に跨るように嵌まり合い載置状態となるようにするベッド型の支持面４６を形成している。そこで、この支持面４６とこの上に載置される長土台４５の連結辺４５ａとに一平面上での千鳥配置に設定された締結個所６にて緩み止め締結具７によって上方から締結作業するようにしている。これら締結部は外板４４と同じ材料よりなる塞ぎ板４７で覆い、塞ぎ板４７を台枠１および長土台４５に対しスポット溶接部４８にて固定している。ここで、スポット溶接部４８は各構体１、２、３、４の締結作業現場での現場作業になるが、この締結現場には溶接設備のないことが多い。しかし、それにはスポット溶接４８に代わる、接着剤による接着や、リベットを用いたカシメ付け、あるいはねじ止めによって対応することもできる。

ところで、本例はハイブリッド化したものであって、台枠１と側構体２との特に強度上重要な締結境界が異種金属どうし、従って、卑金属と貴金属とが接触する部分となって、その締結境界にはいわゆるガルバニック腐食と称される電気化学腐食が生じ得る。そこで、これを防止するのにその締結境界に図３に黒塗りして示す電気絶縁層５０を設ける。これにより、前記異種金属どうしの電気的な接触を断つことができガルバニック腐食は生じない。このような電気絶縁層５０としては、例えば、耐熱性、耐寒性に優れたポリイミドフィルム（東レ・デュポン株式会社製で商品名カプトン）、金属を始め樹脂フィルムなどへの接着性、塗布性に優れた共重合ポリエステル（東洋紡績株式会社製の商品名バイロン）などが知られている。しかし、これに限られることはなく種々のものを採用することができる。

図４に示す例では、台枠１、側構体２共にＳＳ製かＳＵＳ製とした車体５の場合であり、台枠１は側梁５１間に端梁や横梁５２を架け渡して溶接付けするなどして構成され、側梁５１の内側にはＬ型の内座５４を当てがって溶接付けして補強している。側構体２は図３に示す場合と同様のものを用い、それを側梁５１上に上方から位置決め部２１にて車体５の幅方向に跨る状態で嵌め合せて載置し、緩み止め締結具７にて締結している。台枠１の上面にはＳＵＳ製のキーストン板５５を凹凸が車体５の前後に向くように当てがいスポット溶接などして取り付け、大きな圧縮荷重に対応できるようにしている。これにより、側構体２の倒れこみによるモーメントは、側梁５１の上面と面３２での緩み止め締結具７などによる締結力で受け持ち、締結力は主として緩み止め締結具７の軸力である。

図５に示す例では、アルミホロー材よりなる長桁６１間にアルミホロー材よりなる垂木６２を架け渡して溶接付けなどした枠体の上に屋根板６４を当てがった屋根構体４を用いたもので、長桁６１とその内側に当てがい溶接付け部６７などにて取り付けた金属片６６とによる位置決め部２２を有して、側構体２の長桁６５の上に長桁６１部が載置されるようにしている。一方、側構体２は長桁６５の内側に内座６８を当てがい溶接付けなどし、しかも長桁６５の上に座板６９を当てがい、その上に屋根構体４を載置している。このとき、側構体２の外板４４が長桁６５よりも上に延びて屋根構体４の外側位置決め部２２と当接し合う位置決め部７１となっている。

図６に示す例では、屋根構体４をアルミニウム形材で形成したもので、さらに具体的にはアルミ押し出しホロー形材７２を溶接接合部７３を有して車体５の幅方向につなぎ合わせたもので、図５に示すものに類似の側構体２に対して、図６に示すようにアルミ押し出しホロー形材７２に一体成形した内外の位置決め部２２とその内側に形成した嵌め合わせ部２２ａとによって上方から車体５の幅方向に跨らせて載置している。本例では特に、雨樋７４、カーテンレール部７５、その他の溝レール部７６などをアルミ押し出しホロー形材７２に一体形成し、雨樋７４はそのまま雨を受けて車体５の妻部へ案内するのに用い、カーテンレール部７５、溝レール部７６などは屋根構体４での各種配線のハーネス化、屋上機器や内装機器を取り付ける部分などとして利用できるようにしている。

図７に示す例では図５に示す例と基本構造は同じであるが、締結し合う側構体２と屋根構体４との間の材料の違いによる熱膨張差を緩み止め締結具７による締結部にて吸収できるようにした点で相違し、屋根構体４における長桁６１の下面に設けた凹部８１内に、金属ばねやゴム、金属およびゴムの貼り合わせ体や積層体などよりなる高剛性弾性部材８３で左右上下に変位できるように支持した締結座８２を設け、この屋根構体４の側の締結座８２に対して側構体２との緩み止め締結具７による締結を行っている。これにより、緩み止め締結具７による締結部は、側構体２側と屋根構体４側との材料の違いによる熱膨張差があっても、締結座８２の高剛性弾性部材８３による屋根構体４に対する移動によって吸収することができ、側構体２や屋根構体４に締結に原因した歪みや変形、損傷が生じるのを防止することができる。

ところで、屋根構体４は屋上や内装両面への施工作業が特に多い。そこで、図１（ｂ）に示すように、その下に作業空間９１を持つように治具９２で支持した状態とし、空調機器９３を始めとする屋上機器設置などの屋上施工と、天井ユニット９４を始めとする照明や空調の吹出し部などの内装施工とを予め行うようにする。これにより、屋根構体４の治具９２による支持で、その下に確保した作業空間９１と、その上の開放状態とを利用して、屋上機器設置などの屋上施工と、照明や空調の吹出し部などの内装施工とを同時進行して容易かつ短時間に達成することができる。

しかし、これに限られることはなく、治具９２は屋根構体４を、その上下反転を伴い上方からの屋上施工および内装施工に供するように支持してもよい。この場合、治具９２は屋上施工や内装施工を上方から行うのに屋根構体４の内装部や屋上設置物などと干渉しないだけの遊びを有すればよく、前記の場合よりも極く低いものとして屋根構体４の屋上施工および屋内施工の双方を屋根構体４を上へ反転させるだけでその場で順次に手順よく遂行することができる。

なお、台枠１、側構体２、妻構体３、屋根構体４は、前記締結に接着剤による接着を併用して結合し組み立てることができる。これにより、ややもすれば締結境界における締結具まわりに働きやすい応力集中を、締結境界での接着による面結合によって軽減し、また回避することができ、それによって、締結具の疲労強度が大きくなり耐用年数が増大する。ここで、接着は各構体１〜４の締結間の必要となる締結境界部だけで行うことができるし、同じ締結境界部の全域を接着域とするのが好適であるが、場合によっては部分でも、また連続していなくてもよい。

本発明は鉄道車両の車体の組立てに実用でき、構造面、コスト面、強度面等に有利となる。

鉄道車両の車体を構成する各構体を示す斜視図と、屋根構体に対する施工例を示す斜視図である。 図１の構体により組立てられた鉄道車両の車体の例を示す斜視図である。 図２の車体を組み立てる場合の台枠と側構体との１つの締結例を示す斜視図である。 図２の車体を組み立てる場合の台枠と側構体との別の締結例を示す斜視図である。 図２の車体を組み立てる場合の側構体と屋根構体との１つの締結例を示す、分解状態と締結後の状態で示す斜視図である。 図２の車体を組み立てる場合の側構体と屋根構体との別の締結例を示す斜視図である。 図２の車体を組み立てる場合の側構体と屋根構体との他の締結例を示す斜視図である。 緩み止め締結具の１つの例を、締結前の状態から締結後の状態までを（ａ）〜（ｄ）に段階的に示す断面図である。

符号の説明

１ 台枠
２ 側構体
３ 妻構体
４ 屋根構体
５ 車体
６、８・・ 締結箇所
７ 緩み止め締結具
９ 載置部
１０ 開放部
１１ ピン
１２ スリーブ
１４ａ、１５ａ 締結穴
２１、２２ 位置決め部
２１ａ、２２ａ 嵌め合わせ部
３１ 屈曲部
３２、３３ 面
９２ 治具

Claims (14)

1. 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、
   屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体を組み立てることを特徴とする鉄道車両の車体組立て方法。
2. 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、
   屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して位置決め部を当てがい載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体を組み立てることを特徴とする鉄道車両の車体組立て方法。
3. 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体を用い、それらを結合して鉄道車両の車体を組み立てる鉄道車両の組立て方法であって、
   屋根構体と側構体、屋根構体と妻構体、の少なくとも１つの結合関係において、屋根構体を結合相手に対して位置決め部を嵌め合せて載置した状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結する工程、を含んで、台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互間を結合することにより鉄道車両の車体を組み立てることを特徴とする鉄道車両の車体組立て方法。
4. 屋根構体と側構体またはおよび妻構体との締結し合う所定の締結箇所どうしに、共通した配列ピッチ基準による締結穴を予め設けておく請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体組立て方法。
5. 屋根構体と側構体またはおよび妻構体とは、前記締結に接着剤による接着を併用して結合し組み立てる請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体組立て方法。
6. 屋根構体は、その下に作業空間を持つように治具で支持した状態で、屋上機器設置などの屋上施工と照明や空調の吹出し部などの内装施工とを予め行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体組立て方法。
7. 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合して構成された鉄道車両の車体であって、
   屋根構体が、側構体またはおよび妻構体への載置状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結されていることを特徴とする鉄道車両の車体。
8. 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合して構成された鉄道車両の車体であって、
   屋根構体が、側構体またはおよび妻構体へ位置決め部を当てがった載置状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結されていることを特徴とする鉄道車両の車体。
9. 個別に製作された台枠、側構体、妻構体、屋根構体の相互を結合して構成された鉄道車両の車体であって、
   屋根構体が、側構体またはおよび妻構体へ位置決め部を嵌め合せた載置状態で、相互間の所定の締結箇所を緩み止め機能を有した緩み止め締結具を少なくとも一部に用いて締結されていることを特徴とする鉄道車両の車体。
10. 所定の締結箇所は千鳥配置となるようにする請求項７〜９のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体。
11. 所定の締結箇所の千鳥配置は、構体間における前記載置部まわりの屈曲部を介した２つ以上の面に跨って位置する請求項７〜１０のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体。
12. 異種金属よりなる構体の締結境界には電気絶縁層を設ける請求項７〜１１のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体。
13. 異種金属よりなる構体の締結は、構体間の熱膨張差を締結具側との間で吸収する熱膨張差吸収手段を有している請求項７〜１２のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体。
14. 構体は、前記締結に、接着剤による接着を併用して組み立てられている請求項７〜１３のいずれか１項に記載の鉄道車両の車体。

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