JP3626107B2 - 側構体起立装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に鉄道車両用構体(車体)の製作に際して、側構体を組み立てて台枠に溶接等により結合する作業に用いられる側構体起立装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記鉄道車両用構体は、図8に示すように床板が張られる台枠31の両側に沿って側構体41が結合され、その前後に妻構体51が結合され、さらに側構体41および妻構体61の上端に屋根構体61が結合されることにより構成されている。側構体41には、窓41cのほか乗客の出入り用の扉が取り付けられる大きな開口41aが設けられている。
【0003】
ところで、側構体は組み立てベッド上で、ステンレスやアルミ合金などの所定形状に製作された複数枚の金属板材を溶接等により接合して製作されるが、組み立てられベッド上に載置されている側構体41は、従来、図9に示すように2機もしくはそれ以上の天井クレーン70を用いて引き起こされたのち、垂直な姿勢のまま台枠31の一側面に沿うように搬送される。そして、側構体41は天井クレーン70で吊り下げられた状態のまま台枠31に対し溶接され、結合されるのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した天井クレーンを用いた従来の側構体の台枠への結合作業には、次のような点で不都合がある。すなわち、
▲1▼ 天井クレーンを使用するために、図9のように台枠31の一側方(左右どちらか一方)にしか一度に結合できない。いいかえれば、台枠31の両側に同時に側構体41を結合する作業は不可能であることから、作業能率が悪く、生産性が低い。
【0005】
▲2▼ 天井クレーンにより吊り下げて搬送したり溶接したりするため、側構体をあらかじめ補強部材により補強しておかなければならない。この結果、台枠への結合作業の終了後に補強部材を取り除く作業が必要になり、作業性が非常に悪いものである。
【0006】
▲3▼ 側構体を天井クレーンで吊り下げた状態で台枠に対し位置決めするので、側構体が揺れ易く位置決め作業に手間がかかりかつ熟練を要すうえに、台枠に対し側構体を固定具などの補助的な器具を用いて固定する必要があるなど、溶接等の結合作業を行う前の準備作業に時間がかかる。
【0007】
▲4▼ 他の作業でクレーンを使用しているときには作業ができず、またクレーンの免許所有者しか作業できず不便である。
【0008】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、台枠の両側に側構体を同時に結合でき、作業能率が向上し、しかも側構体の補強が不要で、作業能率に優れ生産性が高く、台枠に対する位置決めが容易で、側構体を台枠に押し付けた状態で溶接等の作業ができるところの側構体起立装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係る側構体起立装置は、a)台枠設置位置の両側に、対向する複数の走行反転装置を該台枠の長手方向に一定の間隔をあけて配置するとともに、b)各走行反転装置を前記台枠設置位置に対しそれぞれ進退自在に構成し、c)前記各走行反転装置上に、反転フレームに対し該反転フレームの長手方向に沿ってスライド可能な側構体の載置部を備えたフレーム本体を前記反転フレームとともに水平姿勢と垂直姿勢との間で反転用シリンダ装置を介して起伏自在に枢着するとともに、d)前記フレーム本体を、垂直姿勢(起立状態)で前記反転フレームに対し昇降用シリンダ装置(の伸縮動作)を介して昇降自在に配設し、e)前記フレーム本体の前記載置部近傍には、側構体を着脱可能にクランプするクランプ機構を設け、f)前記各走行反転装置が独立して駆動可能な駆動台車を備え、これらの各駆動台車を平行に敷設された一対の軌道上に走行可能に載置し、各駆動台車を後部側で連結フレームにより一連に連結するとともに、g)前記各駆動台車には、前記軌道内の位置決め部材(たとえばストッパー)に当接する整列用シリンダ装置を備えたことを特徴とする。
【0010】
上記の構成を有する側構体起立装置によると、載置部上に側構体を水平姿勢にて載置しクランプ機構によりクランプし、前記の走行反転装置をほぼ一斉に駆動して前記台枠設置位置付近まで前進させる。そして、反転用シリンダ装置を一斉に伸長することで側構体を反転フレームとともに前方へ略90゜旋回させて起立させる。この状態で、台枠の両側にほぼ垂直に起立した側構体が配置される。ここで、昇降用シリンダ装置の伸縮により反転フレームに対しフレーム本体が昇降するので、側構体の高さ方向の位置を調整できる。とくに鉄道用車両では、キャンバーを設けて長手方向の中央部を両側に比べて数ミリメートル〜数十ミリメートル高くしているのが一般的であるから、昇降用シリンダ装置により昇降させて対応できる。また、台枠に対する側構体の長手方向の位置は、台枠を側構体に対して相対的に移動させることにより調整できる。このようにして、台枠の両側に垂直姿勢の側構体を位置決めして固定することができ、溶接等により台枠に側構体を簡単に結合でき、結合に要する作業時間を1/2程度に大幅に短縮でき、しかも台枠の両側に同時に側構体を結合することで左右のバランスが図れ、台枠の歪みや変形が生じにくい。
【0011】
また、独立して駆動可能な複数の駆動台車を連結フレームで連結しているので、起立させた側構体をほぼ一直線状に並んだ状態で所定の目標位置付近へ前進させて台枠に接近させ、そこで駆動台車を個々に駆動させ進退させることにより、台枠に対する側構体の位置(台枠の車幅方向の位置)を微調整することができる。
【0012】
さらに、複数の各駆動台車がたとえばリミットスイッチ等に当接することより停止した状態で、整列用シリンダ装置を位置決め部材に当接して伸長させることにより、全ての駆動台車を基準位置に整列させることができる。この状態で、各駆動台車の反転フレームの回転(旋回)中心が一致し、一直線上に回転中心軸が揃えられるから、各駆動台車の反転シリンダ装置を一斉に伸長させることにより、回転中心軸がずれることなく反転フレーム上の側構体が一斉に前方へスムーズに起立する。
【0013】
請求項2に記載のように、前記各駆動台車は、前記台枠とは反対側の位置に前記軌道の膨出部に係合可能な転倒防止用ローラーを備えていることが好ましい。
【0014】
請求項2記載の側構体起立装置によると、反転用シリンダ装置を伸長することにより側構体を水平姿勢から垂直姿勢に起立させるときに、駆動台車が台枠側へ転倒しようとすると、ローラーが軌道の膨出部に係合し、転倒が防止される。
【0017】
請求項3に記載のように、前記各フレーム本体が前記台枠設置位置の長手方向に沿って移動自在な一対のクランプフレームを備え、該各クランプフレームに前記側構体クランプ機構を設けることができる。
【0018】
請求項3記載の装置によれば、各クランプフレームを側構体の適所(たとえば開口部)へ移動させることにより、クランプ機構により簡単に側構体をクランプできる。また、台枠に対する側構体の長手方向における位置をクランプフレームとともに移動させることにより簡単に調整できる。
【0019】
請求項4に記載のように、前記各走行反転装置は、前記台枠と側構体の組立ベッドとの間を走行可能であって、該組立ベッド内および隣接する前記走行反転装置待機位置に前記台枠設置位置の長手方向と平行に間隔をあけて複数の昇降機構付き搬送装置を配備することが好ましい。
【0020】
請求項4に記載の装置によれば、組立ベッド上で側構体の構成部材を溶接等により接合して所定の側構体を組み立てた状態で、複数の搬送装置を一斉に上昇させて組立ベッド上の側構体を搬送装置上に載せ替え、また同時に走行反転装置待機位置側の搬送装置も一斉に上昇させておき、各搬送装置を台枠設置位置側へ駆動させることにより、組立ベッド側の搬送装置上の側構体を走行反転装置待機位置側の搬送装置上へ移し替える。そして、走行反転装置待機位置側の搬送装置を下降させることにより、搬送装置上の側構体は走行反転装置の載置部上に載置される。このようにして、組立ベッド上で組み立てた側構体を変形させることなくスムーズに走行反転装置上に移し替えることができる。
【0021】
請求項5に記載のように、前記各フレーム本体が一対の前記クランプフレーム間を接続する横フレームを備え、側構体の一部に係止可能な落下防止爪を有する落下防止機構を、前記横フレームの中間位置に高さ方向位置を調整可能に設けることができる。
【0022】
請求項5に記載の装置によれば、側構体の開口部等に落下防止爪を係止させておくことにより、万一、クランプ機構によるクランプが緩んで外れたりしても、側構体の落下が防止される。また落下防止爪の高さを調整できるから、側構体の構造や形状が変化しても落下防止爪に側構体を簡単に係止できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る側構体起立装置についてその実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
図1は本発明の実施例に係る起立装置を備えた車体組み立て工場の全体配置を示す平面図、図2は図1の起立装置を示す平面図、図3は図2のA−A線拡大断面図である。図4(a)〜(c)は側構体の組み立てから台枠に結合する過程を順に示す側面図、図4(d)はコンベヤリフターの概要を示す正面図である。図5は本例の起立装置を用いて台枠に側構体を結合する態様を概略的に示す正面図である。
【0025】
図1に示すように、台枠設置位置Zに一対の軌道(レール)32が長手方向に敷設され、台枠31を台車(不図示)に載せて搬入できるようになっている。台枠設置位置Zを中心にして両側に長手方向に一定の間隔をあけ四対の軌道(レール)4・4が相対向して平行に敷設され、走行反転装置2の走行部を構成する駆動台車3がそれぞれ対応する軌道4・4上に走行可能に載置されている。各軌道4は台枠設置位置Zからそれぞれ両側方の側構体組立位置Xまで至っている。台枠設置位置Zから所定距離をあけて側構体組立位置Xが設けられるが、本例にあっては、図1のように右側方における台枠設置位置Zと側構体組立位置Xとの距離を左側方に比べて広くとっているが、左右の台枠設置位置Zと側構体組立位置Xとの距離を等しくしたり、左側方を右側方に比べて広くしたりすることができるのは言うまでもない。
【0026】
側構体組立位置Xには、枠状の組立ベッド33が中央の軌道32に平行に設置されている。組立ベッド33に隣接して台枠設置位置Z寄りに、側構体起立装置1の待機位置Yが設けられている。また組立ベッド33とその待機位置Yとには、駆動台車3の軌道4を挟んで両側に搬送装置としての昇降機構34a・35aを備えたコンベヤリフター34・35(図4(d)参照)が近接させてそれぞれ配設されている。また、図3に示すように、等間隔に配置された四台の駆動台車3の下部後端寄りが連結フレーム3aにより一連に連結されている。
【0027】
図3に示すように、軌道としてのレール4上を前後の車輪5・6で走行する駆動台車3は前輪5に接続された電動モータ7を備え、各駆動台車3が独立して制御され走行する。また駆動台車3の下部の後輪6寄りに、転倒防止ローラー8aを下方へ延設した支持板8の下部に回転自在に軸着し、レール4の上端の膨出部4aにローラー8aを添接させている。このため、走行反転装置2が前方へ転倒しようとしたときに、ローラー8aがレール4の膨出部4aに係止され、走行反転装置2の前方への転倒が防止される。
【0028】
駆動台車3の前端寄りにはL形フレーム9が固設され、この上端部に反転フレーム10のL形基端部10aが水平姿勢から前方の垂直姿勢に略90゜回転自在に回転軸9aにて枢着され、駆動台車2aの前端寄り下部と反転フレーム10の先端寄り(後端寄り)との間に反転用油圧シリンダ装置11が介設されている。反転フレーム10は、油圧シリンダ装置11の伸長動作によって駆動台車3のL形フレーム9の上端部を中心に前方へ略90゜旋回し起立する。この起立状態すなわち垂直姿勢において、反転フレーム10の長手方向に沿ってフレーム本体12がローラー12aを介して移動自在に配設され、反転フレーム10の後端寄りとフレーム本体12の中間位置との間に昇降用油圧シリンダ装置13が介設され、この油圧シリンダ装置13の伸縮動作によりフレーム本体12が反転フレーム10に対し移動(昇降)する。
【0029】
フレーム本体12上の先端および基端に長方形枠状フレーム14の長手方向フレーム部14a・14bがそれぞれ直交して配設され、各駆動台車3の上方のフレーム本体12が横方向(台枠の長手方向)に一連に連結されている。長方形枠状フレーム14の前後の一対の長手方向フレーム部14a・14bに沿って、間隔をあけた一対のクランプフレーム16・16間を横フレーム17により跨がって連結した構造からなる四組の門形フレーム15がそれぞれ長手方向に移動可能に配設されている。なお、クランプフレーム16の上面が載置部16aに構成されている。また、クランプフレーム16・16の間隔は、横フレーム17に対してクランプフレーム16を移動させることにより調整できる。
【0030】
各組のクランプフレーム16の内側には、前後(上下)に間隔をあけて2つのクランプ機構18が装着されている。各クランプ機構18は、図6(a)(b)に示すように、クランプフレーム16に直交して横向きに突設された支軸19に、L形アーム20の基端部が軸回りに回転可能かつ軸方向に移動可能に装着され、L形アーム20の先端に直交して緊締用螺子杆21が回転可能に螺合され、螺子杆21先端の押圧具21aと支軸19先端に装着された挟持具19aとの間で側構体41の一部を挟んで固定する構造からなっている。螺子杆21の基端には締付用ハンドル22が取り付けられている。また、クランプ機構18を使用しないときには、L形アーム20を支軸19の回りに回転させ、基端側へ移動させることにより側構体41と干渉しない位置に収納できる。なお、側構体41の開口部41aからL形アーム20の先端側を挿入し、押圧具21aと挟持具19aとで側構体41の壁部41bを挟持してクランプする。この結果、側構体41を載置部16a上に固定できる。
【0031】
また、横フレーム17の中央には、側構体41の落下防止機構23が配備されている。この落下防止機構23は、図7(a)(b)に示すように、螺子杆24の上端部に筒形キャップ25を螺着し、この筒形キャップ25の上部凹所25aに落下防止爪26が上向きおよび前向き(突出位置)に90゜展開自在に枢支軸26aを介して軸支されている。螺子杆24は横フレーム17に支持されるブラケット38の挿通部38aに挿通され、挿通部38aを挟んで螺子杆24に螺合された一対のナット27・28により落下防止爪26の上下方向位置を調整できるようになっている。この落下防止爪26は前方へ突出させて側構体41の開口部41aの上端などに係止させ、側構体41の落下を防止するので、万一、クランプ機構18が緩んだり外れたりしても落下しない。
【0032】
上記したとおり、長方形枠状フレーム14の長手方向フレーム部14a・14bに沿って門形フレーム15が移動自在に配設されており、この門形フレーム15の一部を構成する一対のクランプフレーム16の上面の載置部16a上に、側構体41が載置され、クランプ機構18によりクランプされる。したがって、側構体41はクランプフレーム16に一体に固定されるが、クランプフレーム16とともに長手方向フレーム部16aに沿って移動可能である。
【0033】
図3のように、駆動台車3の底部には整列用油圧シリンダ装置29が固定されるとともに、位置決め部材としてのストッパー30がレール4・4内の前方寄りに取り付けられ、ピストンロッド29aの先端部29bがストッパー30に当接可能である。なお、レール4の近傍には、駆動台車3を台枠31側および組立ベッド33側の各位置で自動停止するためのリミットスイッチ36が配備されている。また、図中の符号37は走行制御および電源用ケーブルである。
【0034】
上記の構成からなる実施例の起立装置について動作を説明する。つまり、起立装置を使用して側構体41を台枠31に結合する方法について説明する。
【0035】
1.図1において、台枠設置位置Zの両側の側構体組立ベッド33上で、側構体部材を溶接等により接合し、一車両分の側構体41をそれぞれ組み立てる。このとき、側構体の組立部材は表面を下向きにして溶接し、組み立てる。また、台枠設置位置Zには台枠31を台車等により軌道32上を移動させて搬入する。
【0036】
2.組立ベッド33上の側構体41を、隣接する全てのコンベヤリフター34・35を昇降機構34a・35aの油圧シリンダ装置34b・35b(図4(d))を収縮することにより上昇させて持ち上げ、組立ベッド33(X)側のコンベヤリフター34上に載置する。そして、コンベヤリフター34・35を一斉に回転させ、組立ベッド33側のコンベヤリフター34上から隣接する起立装置1(Y)側のコンベヤリフター35上に移し替える。
【0037】
3.コンベヤリフター35を昇降機構35aの油圧シリンダ装置35b(図4(d))を伸長することにより一斉に下降させ、側構体起立装置1(Y)側のコンベヤリフター35上の側構体41を待機する起立装置1の載置部16a上に載置する(図4(a))。なお、あらかじめ各クランプアーム16は側構体41の開口部41aの両側に対応する位置に移動させておく。
【0038】
4.各載置部16a上の側構体41をクランプ機構18によりクランプするとともに、落下防止爪26を前方へ起こして側構体41に係止する。
【0039】
5.四台の駆動台車3の電動モータ7を一斉に駆動させ、全ての駆動台車3をレール4に沿って同時に走行させる。各駆動台車3は、台枠31の両側付近まで移動するとリミットスイッチ36に当接し、停止する。この状態で、整列用油圧シリンダ装置29をストッパー30に当接したまま伸長させ、各駆動台車3を基準位置に移動し、整列させる。
【0040】
6.四本の全ての反転用油圧シリンダ装置11を一斉に最大限まで同時に伸長させることにより、側構体41が反転フレーム10等とともにL形フレーム9の上端枢支軸9aを中心に前方へ略90゜回転し、起立する(図4(b))。
【0041】
7.各駆動台車3を駆動モータ7により個々に移動させたり、昇降用油圧シリンダ装置13を伸縮させ、反転フレーム10に対しフレーム本体12を昇降させたり、作業者が人手によって長手方向フレーム部14a・14bに沿って門形フレーム15を側構体41とともに移動させたりすることによって、台枠31の両側の側構体41の、車体幅方向、高さ方向および長さ方向の各方向の位置決めを行う(図4(c))。
【0042】
8.台枠31の両側に対し側構体41を位置決めし,起立装置1により支承している状態で、溶接等により台枠31に結合する。
【0043】
以上に本発明の側構体起立装置の一実施例を説明したが、本発明は下記のように実施できる。
【0044】
▲1▼ 走行反転装置2は四台に限定するものではなく、側構体41の長さや構造に対応して台数を増減できる。
【0045】
▲2▼ 側構体41の組立ベッド33を省いて、走行反転装置2上で側構体41を組み立てて台枠31に結合することもでき、この場合には、昇降機構付きのコンベヤリフター34・35が不要になり、全体のスペースも削減される。
【0046】
▲3▼ 走行反転装置2を駆動モータ7によらず、油圧シリンダの伸縮やスクリューシャフトの回転によって台枠31に対し進退させるようにしてもよい。
【0047】
▲4▼ クランプ機構18のクランプ方式は上記した螺子式に限らず、油圧シリンダや空圧シリンダなどを用いる方式でもよい。
【0048】
▲5▼ 側構体41の長さ方向の移動は人手によらず、たとえば油圧シリンダや空圧シリンダやモータ等を用いて行うようにすることができる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の側構体起立装置には、次のような優れた効果がある。
【0050】
(1)請求項1の発明では、台枠の両側に側構体を同時に結合でき、従来と違って側構体をあらかじめ補強材等により補強する必要がなく、作業効率が向上して生産性が高い。また、台枠に対する側構体の位置決めが容易で、側構体を台枠に押し付けた状態で溶接等による結合作業が容易にかつ効率よくでき、作業時間をほぼ1/2に短縮できる。さらに、台枠の両側に側構体を当接し、同時に結合できるので、台枠のバランスが図れ、変形や歪みが生じにくい。
【0051】
(2)請求項1の発明では、独立して駆動可能な複数の駆動台車を連結フレームで連結しているので、一斉に駆動させて台枠に接近させたり、駆動台車を個々に駆動させ進退させ、台枠に対する側構体の位置を微調整できる。
【0052】
(3)請求項1の発明では、複数台の各駆動台車を一斉に基準位置に整列させて側構体を略90゜反転させられるので、反転時の回転中心が一直線上に揃い、捩れたりしない。
【0053】
(4)請求項2の発明では、側構体を水平姿勢から垂直姿勢に起立させるときに走行反転装置が台枠側へ転倒しようとするのを、ローラーが軌道の膨出部に係合することによって防止できる。
【0054】
(5)請求項3の発明では、各クランプフレームを側構体の適所に移動させてクランプ機構により簡単にかつ確実にクランプできるとともに、台枠に対する側構体の長手方向における位置をクランプフレームとともに移動させ簡単に調整できる。
【0055】
(6)請求項4の発明では、組立ベッド上で組み立てた側構体を変形させたり傷付けたりすることなくスムーズに走行反転装置上に移し替えることができる。
【0056】
(7)請求項5の発明では、万一、クランプ機構によるクランプが緩んで外れたりしても、側構体の落下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る側構体起立装置を備えた車体組み立て工場の全体配置を示す平面図である。
【図2】図1の側構体起立装置を示す平面図である。
【図3】図2のA−A線拡大断面図である。
【図4】図4(a)〜(c)は側構体の組み立てから台枠に結合する過程を順に示す側面図、図4(d)はコンベヤリフターの概要を示す正面図である。
【図5】本発明の実施例の側構体起立装置を用いて台枠に側構体を結合する態様を概略的に示す正面図である。
【図6】図6(a)は図2のクランプ機構の使用状態を拡大して示すB−B矢視断面図、図6(b)は同収納状態を拡大して示す矢視断面図である。
【図7】図7(a)は図2の側構体落下防止機構を拡大して示すC−C矢視断面図、図7(b)は同正面図である。
【図8】一般的な鉄道車両用構体を示す斜視図である。
【図9】天井クレーンを用いた従来の一般的な側構体の結合態様を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
1 側構体起立装置
2 走行反転装置
3 駆動台車
3a連結フレーム
4 レール(軌道)
5・6 車輪
7 電動モータ
8a転倒防止ローラー
9 L形フレーム
10 反転フレーム
11 反転用シリンダ装置
12 フレーム本体
13 昇降用シリンダ装置
14 長方形枠状フレーム
14a・14b長手方向フレーム部
15 門形フレーム
16 クランプフレーム
16a載置部
17 横フレーム
18 クランプ機構
23 落下防止機構
31 台枠
41 側構体
Claims (5)
- 台枠設置位置の両側に、対向する複数の走行反転装置を該台枠の長手方向に一定の間隔をあけて配置するとともに、各走行反転装置を前記台枠設置位置に対しそれぞれ進退自在に構成し、
前記各走行反転装置上に、反転フレームに対し該反転フレームの長手方向に沿ってスライド可能で側構体の載置部を有するフレーム本体を、前記反転フレームとともに水平姿勢と垂直姿勢との間で反転用シリンダ装置を介して起伏自在に枢着するとともに、
前記フレーム本体を、垂直姿勢で前記反転フレームに対し昇降用シリンダ装置を介して昇降自在に配設し、
前記フレーム本体の前記載置部近傍には、側構体を着脱可能にクランプするクランプ機構を設け、
前記各走行反転装置が独立して駆動可能な駆動台車を備え、これらの各駆動台車を平行に敷設された一対の軌道上に走行可能に載置し、各駆動台車を後部側で連結フレームにより一連に連結するとともに、
前記各駆動台車には、前記軌道内の位置決め部材に当接する整列用シリンダ装置を備えたこと
を特徴とする側構体起立装置。 - 前記各駆動台車は、前記台枠とは反対側の位置に前記軌道の膨出部に係合可能な転倒防止用ローラーを備えている請求項1記載の側構体起立装置。
- 前記各フレーム本体が前記台枠設置位置の長手方向に沿って移動自在な一対のクランプフレームを備え、該各クランプフレームに前記側構体クランプ機構を設けた請求項1又は2記載の側構体起立装置。
- 前記各走行反転装置は、前記台枠と側構体の組立ベッドとの間を走行可能であって、該組立ベッド内および隣接する前記走行反転装置待機位置に前記台枠設置位置の長手方向と平行に間隔をあけて複数の昇降機構付き搬送装置を配備した請求項1〜3のいずれかに記載の側構体起立装置。
- 前記各フレーム本体が一対の前記クランプフレーム間を接続する横フレームを備え、側構体の一部に係止可能な落下防止爪を有する落下防止機構を、前記横フレームの中間位置に高さ方向位置を調整可能に設けた請求項1〜4のいずれかに記載の側構体起立装置。
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