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【発明の名称】 軌条車両
【発明者】 【氏名】江角 昌邦

【氏名】戸取 征二郎

【氏名】岡田 智仙

【氏名】佐川 年旦

【要約】 【課題】側構体や屋根構体の車内側の内装板を容易に固定する構成を提供することを目的とする。

【構成】側構体2や屋根構体3の車内側に断熱材66を介して内装板67があり、この内装板67は側構体2,屋根構体3のレール57,58に固定されている。レール57,58は側構体2,屋根構体3の中空形材30,40,54と一体に整形されている。レール57,58の車内側端部には凹部(溝)があり、この溝に内装板の端部が挿入されている。そして、挿入した2枚の内装板67,67の端部の間、または1枚の内装板67の端部とレールとの間に圧入材67bを挿入して内装板67を固定している。これによればねじ(ビス)を不要にでき、容易に固定できる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
側構体、または屋根構体の車内側に断熱材があり、該断熱材は内装板で覆われており、
前記内装板を車体に設置した状態で、周方向の端部は、前記側構体、または前記屋根構体から前記車内側に向けて突出させたレールに固定されており、
前記レールは、車体の長手方向に沿って延びており、
前記レールは、車内側の端部に長手方向に沿って設置された溝があり、前記内装板の端部は、該溝に挿入されており、
前記内装板の端部と前記レールとの間、または隣接する前記内装板の端部との間に圧入材を挿入していること、
を特徴とする軌条車両。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、側構体や屋根構体の車内側の内装板の固定構造に関する。
【背景技術】
【0002】
〔特許文献1〕のように、アルミニウム合金製押出し中空形材を摩擦撹拌接合して車体を製作し、軽量で安価,高剛性の車体を得ることができ、広く採用されている。ただし、アルミニウム合金製押出し形材は比較的、柔らかく、車外側が傷付きやすい。また、トンネルにおいて、水漏れによって変色しやすく、塗装が必要になっている。
【0003】
また、〔特許文献2〕には、ステンレス板を溶接して鉄道車両車体を製作することが示されている。
【0004】
また、〔特許文献3〕には、ステンレス鋼板で鉄道車両の車体を摩擦攪拌接合で製作することが示されている。これによれば、傷付きは抑制できるが、軽量化や、低価格性には課題がある。また、ステンレスの摩擦撹拌接合は、アルミニウム合金ほど容易ではない。また、現状ではステンレス鋼板では押出し形材、特に中空形材にできず、ステンレス鋼板では軽量,安価にはできない。
【0005】
〔非特許文献1〕のFIG.6のdには、複数の金属板を重ね、この重ね部を摩擦攪拌接合することが示されている。
【0006】
〔特許文献4〕には、側構体と屋根構体の接合、又側構体と台枠との接合をボルトなどの締結具で行うことが示されている。
【0007】
【特許文献1】特許第3014564号(EP00797043)
【特許文献2】特開平04−100769号公報
【特許文献3】特開2004−276724号公報
【特許文献4】特開昭55−31694号公報
【非特許文献1】Dawes,“An Introduction to Friction Stir Welding and Its Development”,in Welding & Metal Fabrication (Jan.1995)pp13,14 and16.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
この発明の目的は側構体や屋根構体の車内側の内装板を容易に固定する構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の特徴は、
側構体、または屋根構体の車内側に断熱材があり、該断熱材は内装板で覆われており、
前記内装板を車体に設置した状態で、周方向の端部は、前記側構体、または前記屋根構体から前記車内側に向けて突出させたレールに固定されており、
前記レールは、車体の長手方向に沿って延びており、
前記レールは、車内側の端部に長手方向に沿って設置された溝があり、前記内装板の端部は、該溝に挿入されており、
前記内装板の端部と前記レールとの間、または隣接する前記内装板の端部との間に圧入材を挿入していること、
にある。
【発明の効果】
【0010】
これによれば、内装板を固定するねじが不要で、容易に固定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の一実施例を図1〜図4によって説明する。なお、図3は、図1のIII−
III 断面図であり、本来は縦に長く図示されるべきであるが、製作方法を示すため、横に
長く示している。図4,図5,図7,図9,図13,図14も同様である。
【実施例1】
【0012】
図1の車体1は、周知のように、側構体2,屋根構体3,側構体2を載せた台枠4,側
構体2,屋根構体3,台枠4の長手方向の端部の空間を閉鎖する妻構体5とからなる。側
構体体2は複数のアルミニウム合金製押出し中空形材30,40を接合している。他の屋
根構体3,台枠4も同様である。
【0013】
側構体2の車外側面に、ステンレス板10,20がある。側構体2は、このステンレス
板10,20とその車内側の複数のアルミニウム合金製押出し中空形材30,40とから
なる。
【0014】
複数の中空形材30,40は摩擦攪拌接合されて一体になっている。摩擦攪拌接合は、
公知の技術である。ステンレス板10,20はその突き合わせ部を中空形材30,40の
突き合わせ部に摩擦攪拌接合している。
【0015】
側構体2は、2つの中空形材30,40で構成させてもよいが、そのように大きな中空
形材を製作できないので、中空形材30,40を複数組み並べ、その端部の突き合わせ部
、また、ステンレス板10,20を複数組み並べ、その端部の突き合わせ部を摩擦攪拌接
合して、側構体2を構成している。
【0016】
9は、中空形材30,40、またステンレス板10,20の摩擦攪拌接合の箇所を示す
線である。一般に、この接合線9は窓Wを横方向(水平方向)に横切っている。線9は車
内側にある。
【0017】
中空形材30,40の突き合わせ部には、ステンレス板10,20の突き合わせ部が摩
擦攪拌接合されている。
【0018】
車体1の側面(側構体2側))には窓Wや出入り口90がある。出入り口90には、出
入り口補強用の枠55がある。枠55は車内側から車外側に至る。枠55の車外側は中空
形材30,40、ステンレス板10,20に摩擦攪拌接合されている。
【0019】
ステンレス板10,20は車体の側構体2の車外側のみに張り付けてあり、手で触るの
が困難で、目視困難な屋根構体3,妻構体5、これらを載せた台枠4の下面には設けてい
ない。
【0020】
一般に、側構体2は屋根構体3,妻構体5,台枠4に溶接で連結しているが、上記実施
例では、側構体2の中空形材30,40の外面にステンレス板10,20があり、アルミ
ニウム合金製押出し形材とステンレス板とが隣接する屋根構体3,妻構体5,台枠4のア
ルミニウム合金との溶接となるので、溶接が困難であり、側構体2と屋根構体3,妻構体
5,台枠4との接合はリベット,ボルトやハックボルト(Huckbolt 商品名)の締結具
(図示せず)で締結している。図10,図11,図12で詳細を説明する。
【0021】
図2は、側構体2の一般部の縦断面図を示したものである。アルミニウム合金製押出し
中空形材30,40は中空形材であるため、アルミニウム合金を押出すプレスの能力によ
り、中空形材の幅の制約があり、側構体2は、7枚の中空形材30,40を並べて接合し
、構成している。ステンレス板10,20については、幅の制約がないので、2枚の板で
構成可能である。
【0022】
ここで、アルミニウム合金製押出し中空形材30,40とは、アルミニウム系合金製の
押出し中空形材である。
【0023】
以下、側構体2のアルミニウム合金製押出し中空形材30,40同士、また、これらと
ステンレス板10,20との接合手順を以下説明する。
【0024】
側構体2は、7つのアルミニウム合金製押出し中空形材30,40を車体1の長手方向
に沿って並列に並べ、摩擦攪拌接合して一体にしている。摩擦攪拌接合は、中空形材30
,40の幅方向の端部の突き合わせ部を連続的に摩擦攪拌接合している。これによって、
中空形材30,40は車体の外面にもなり、水の侵入を防ぐ。また、中空形材30,40
は骨部材ともなる。
【0025】
図3において、中空形材30,40の突き合わせ部を示すものであり、突き合わせ部は
中空形材30,40の幅方向の端部にある。この中空形材30,40の車外側に、中空形
材30,40に実質的に平行にステンレス板10,20があり、一方のステンレス板10
の幅方向の端部が他方のステンレス板20の幅方向端部に突き合わせられている。この突
き合わせ部を中空形材30,40の突き合わせ部に摩擦攪拌接合している。
【0026】
摩擦攪拌接合は、摩擦攪拌接合用の回転工具200を中空形材30,40の突き合わせ
部、及びステンレス板10,20の突き合わせ部に挿入し、回転工具200を回転させな
がら、中空形材30,40、及びステンレス板10,20に対して移動させて行う。また
は、回転工具200を移動させず、中空形材30,40、ステンレス板10,20を移動
させてもよい。つまり、回転工具200に対して、中空形材30,40、ステンレス板
10,20を相対的に移動させればよい。
【0027】
中空形材30,40、ステンレス板10,20の接合手順を説明する。まず、ステンレ
ス板10,20を架台100に載せ、両者10,20の端部を突き合わせる。これに中空
形材30,40を上方から重ね、その幅方向端部を突き合わせる。ステンレス板10,
20の突き合わせ部と中空形材30,40の突き合わせ部とは上方から見て、実質的に同
一位置にある。つまり、ステンレス板10,20の突き合わせ部に中空形材30,40の
突き合わせ部が重なっている。
【0028】
中空形材30,40は、車内側の面板31,41と、これに実質的に平行な車外側の面
板32,42と、両者をトラス状に接続するリブ33,43とからなる。中空形材30,
40の車外側の面板32,42は幅方向の端部は車内側の面板31,41の端部よりも突
出している。図3の上側が車内側,下側側が車外側である。
【0029】
次に、前記突き合わせ部の上方(車内側面板31,41側)から摩擦攪拌接合する。一
方の車内側面板31と隣接する他方の車内側面板41との間には摩擦攪拌用の回転工具
200を挿入できる空間がある。この摩擦攪拌接合によって、車外側面板32,42の突
き合わせ部が摩擦攪拌接合される。また、ステンレス板10,20は突き合わせ部で摩擦
攪拌接合される。
【0030】
図4において、摩擦攪拌接合用の回転工具200の先端の小径部201は、車外側面板
32,42に挿入され、車外側面板32,42を貫通している。そして、その先端は、寸
法的には、ステンレス板10,20の突き合わせ部に挿入されているが、その挿入量がほ
んの僅か(ステンレス板10,20の突き合わせ部への挿入量は約0.5mm )であり、こ
のため、接合後は、小径部201の先端のステンレス板10,20の突き合わせ部の板厚
が僅かに薄くなった状態となっており、挿入されていないともいえる。これを前記では寸
法的には挿入されている、と称した。
【0031】
中空形材30,40の車外側面板32,42には回転工具の小径部201が挿入されて
いて摩擦攪拌接合されるので、両者は摩擦攪拌接合される。また、小径部201の先端は
ステンレス板10,20にまで挿入されているので、ステンレス板10,20は車外側面
板32,42に摩擦攪拌接合される。これは、車外側面板32,42がステンレス板10
,20に強く押し付けられることによって接合されると考えられる。
【0032】
なお、車外側面板32,42とステンレス板10,20との摩擦攪拌接合は、重ね摩擦
攪拌接合である。
【0033】
このステンレス板10,20の車外側面板32,42への摩擦攪拌接合は、回転工具
200を回転させながら車外側面板32,42に挿入し、摩擦攪拌接合の長手方向に移動
させ、次に、回転工具200の挿入量を若干上方に上げ(例えば、約1.0mm )てその状
態で約50mm移動させ、この約50mmの移動中の摩擦攪拌接合は車外側面板32,42に
対してのみ行われる。ステンレス板10,20への摩擦攪拌接合は問わない。約50mm過
ぎると、約1.0mm 挿入し、移動させる。このように、ステンレス板10,20と車外側
面板32,42との摩擦攪拌接合は間欠的に行う。この1.0mm はステンレス板10,
20への挿入がなくなる大きさである。
【0034】
回転工具200を前記上昇させた状態では、回転工具200の小径部201は車外側面
板32,42のみの摩擦攪拌接合を行う。ステンレス板10,20との摩擦攪拌接合につ
いては、問わない。
【0035】
車外側面板32,42の突き合わせ部には、車外側面板のそれぞれ端部に車内側に突出
する凸部32b,42bがある。2つの凸部32b,42bを合わせた幅は回転工具200
の大径部202の径よりも大きい。回転工具200の前記上昇量は、回転工具200の大
径部202とその先端側の小径部201との接続部(境という。)が凸部32b,42b
の上端から離れない寸法である。凸部32b,42bの上端から離れると、該部からアル
ミニウム合金が流出し、前記離れていないとき(車外側面板32,42の摩擦攪拌接合し
ているとき)と摩擦攪拌接合が異なるため、条件を同一にするためである。
【0036】
例えば、ステンレス板10,20への小径部201の挿入量が前記0.5mm の場合は、
間欠的に、0.5mm以上上昇させ、次に0.5mm以上挿入する。
【0037】
ステンレス板10,20の板厚は約1.0mmである。
【0038】
これによれば、車外側面板32,42とステンレス板10,20との摩擦攪拌接合はそ
の外面には摩擦攪拌接合の影響が現れず、見栄えよい接合部となる。
【0039】
車外側面板32,42の接合、これとステンレス板10,20との接合は摩擦攪拌接合
であるので、接合温度が低温であり、歪が少ない。
【0040】
次に、図3,図4において、前記摩擦攪拌接合した箇所の車内側は、車内側面板31と
隣接する車内側面板41とを接合材51を介して接合する。これにより中空形材30,
40が幅方向に沿ってすべて中空形材となる。外面側面板32,42は車内側面板31,
41の端部よりも突出している。車内側面板31,41に接合材51を重ね、上方から重
なった箇所(2箇所)を上方から摩擦攪拌接合Fする。重ね部を設けるために、車内側面
板31,41の端部に凹部を設けているが、設けなくてもよい。また、摩擦攪拌接合を用
いず、溶接で接合してもよい。『F』は図3,図4,図5,図6,図8,図9,図12,
図13,図14にも示す。
【0041】
この接合材51の摩擦攪拌接合Fは、長手方向に沿って、連続的、または間欠的に行う
ことができる。車外側面板32,42の摩擦攪拌接合は連続的に行い、車内側面板32,
42とステンレス板10,20との摩擦攪拌接合は間欠的でよい。
【0042】
前記『間欠的』について説明する。車外側面板32,42の摩擦攪拌接合には連続的摩
擦攪拌接合を用い、車外側面板32,42とステンレス板10,20との接合には間欠的
摩擦攪拌接合を用いる。この『間欠的』はスポット的摩擦攪拌接合を除く意味である。ス
ポット的摩擦攪拌接合とは、回転させながら回転工具を挿入し、移動させることなく、回
転工具200を上昇させ、被接合材30,40から回転工具200を抜き、抜いたら、回
転工具200を移動させ、未接合部において、回転工具200を被接合板32,42に挿
入し、摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合をいう。このスポット的摩擦攪拌接合は、間欠的摩
擦攪拌接合の1つと考えられるが、ここでは除く。
【0043】
つまり、間欠的とは、摩擦攪拌接合を連続的に行い、次に、未接合を連続的に行う摩擦
攪拌接合を言う。車外側面板32,42の突き合わせ部、及びステンレス板10,20の
突き合わせ部は『連続的』に摩擦攪拌接合し、『欠』の区間において、回転工具200を
図4,図5,図6では上昇させ、車外側面板32,42の突き合わせ部のみを摩擦攪拌接
合することを『間欠的』という。
【0044】
車外側面板32,42の摩擦攪拌接合するために、回転工具を上昇させると、回転工具
200の大径部202とその先端の小径部201が上昇する。回転工具200を上昇させ
ると、小径部201はステンレス板10,20に接触しなくなり、回転工具200は車外
側面板32,42のみを摩擦攪拌接合する。回転工具200を上昇させても、大径部202
は凸部32b,42b内に位置しており、大径部202と少径部201との境(接触部)
は凸部32b,42bの上端から上方に抜けない。
【0045】
これは、大径部202と小径部201との境を凸部32b,42bの上端から抜き、前
記境が凸部32b,42bの上端から離れると、該部からアルミニウム製合金が流出し、
前記境が凸部32b,42b内に位置する場合と異なり、前記境が凸部内に位置する摩擦
攪拌接合と前記境が抜けた摩擦攪拌接合とは同一にできなくなる。
【0046】
前記『間欠的』の定義は本明細書特許請求の範囲において、同一である。ただし、図6
の実施例においては、ステンレス板10(20)に重なる中空形材40(30)は1つで
あり、中空形材30,40の突き合わせ部はない。
【0047】
凸部32b,42bの近傍の車外側面板32,42は薄く、凸部32b,42bの上端
は車内側面板31,41の下方の車外側面板32,42と同一板厚にしているが、凸部を
設置すべき近傍の車外側面板32,42の板厚が厚ければ、凸部32b,42bは不要に
できる。
【0048】
ただし、凸部32b,42bがあれば、突き合わせ部に隙間があっても凸部によって隙
間が埋められる。また、回転工具200の大径部202の下端によって、車外側面板32
,42が削られ、車外側面板が局部的に薄くなるが、凸部32b,42bがあれば、車外
側面板が薄くならないので、強度的課題も生じない。
【0049】
図5は、1枚のステンレス板10に複数枚の中空形材30,40を重ねた場合を示す。
中空形材30,40の突き合わせ部9bを車内側面板31,41側から摩擦攪拌接合し、
その後接合材51を重ね、車内側面板31,41に摩擦攪拌接合している。
【実施例2】
【0050】
図6において、1枚のステンレス板10(20)に1枚の中空形材30(40)が重な
っている。中空形材30,40の突き合わせ部に相当する位置の所望の位置にステンレス
板10(20)に車内側に突出する凸部32c(42c)があり、ここがステンレス板
10(20)に摩擦攪拌接合されている。つまり、凸部32c(42c)の幅は〔実施例
1〕の2つの凸部32b,42bの幅と同一である。凸部32c(42c)を前記と同様
に摩擦攪拌接合する。この摩擦攪拌接合は、連続的、または間欠的に行う。ステンレス板
10(20)と中空形材30,40との摩擦攪拌接合は重ね摩擦攪拌接合である。
【0051】
凸部32c(42c)の周囲の車内側の面板31(41)はない。この部分は車外側面
板32(42)のみのシングル形材部になっている。凸部32c(42c)の周囲の空間
の両側は中空形材部となっている。
【0052】
凸部32c(42c)を摩擦攪拌接合したら、凸部32c(42c)の周囲の空間を接
合材51で覆い、接合材51を車内側面板31,41に摩擦攪拌接合、又は溶接で接合す
る。
【0053】
図6は、図2のVI部の拡大図である。ステンレス板10の大きさが大きい場合は、ステ
ンレス板と中空形材との密着性が悪くなるので、これを考慮した実施例である。
【0054】
摩擦攪拌接合F箇所は凸部32b,42bではなく、1つの凸部32c(32c)であ
る。摩擦攪拌接合F後、接合材51を重ね、接合する。凸部42c(32c)の幅は、前
記2つの凸部32b,42bを合わせた幅と同様である。
【実施例3】
【0055】
図2において、側構体2は7枚の中空形材30,40が摩擦攪拌接合されており、ステ
ンレス板10,20は2枚で構成されている場合は、中空形材30,40とステンレス板
10,20とを摩擦攪拌接合する箇所9は1つにできる。1つの中空形材30(40)の
幅は約40cmから約50cm程度にできる。
【0056】
このようにすると接合線9から側構体2の上下の端部までの距離が大きくなり、中空形
材30,40とステンレス板10,20との密着性(ステンレス板10,20が中空形材
30,40に張り付いている)が悪くなり、見栄えも低下する。
【0057】
また、図2のV部の曲線部も密着性が悪いと考えられる。この課題に対しては、図6の
ように摩擦攪拌接合する。
【実施例4】
【0058】
ステンレス板10(20)と凸部32b,42b,32c(42c)との摩擦攪拌接合
は間欠的に行っている。摩擦攪拌接合の線9が複数あるとき、摩擦攪拌接合の『欠』の領
域は、長手方向に対して直角方向の線の連続的摩擦攪拌接合の領域があるようにする。こ
れによって、全体としては連続的に接合されているといえる。
【実施例5】
【0059】
前記各実施例では中空形材を説明したが、車外側の面板のみを有するシングル形材でも
よい。
【実施例6】
【0060】
前記各実施例において、中空形材の端部を突き合わせてその突き合わせ部を摩擦攪拌接
合しているが、端部を重ね、その重ね部を摩擦攪拌接合してもよい。また、凸部は、重ね
部に設けてもよい。凸部は重ね部の一方の面板にあればよい。
【実施例7】
【0061】
前記実施例では、車外側面板の突き合わせ部に、ステンレス板10,20の突き合わせ
部を重ねていたが、側構体2にはキャンバーがあるので、そのキャンバーにあわせてステ
ンレス板10,20を突き合わせるのは困難と考えられる。以下の実施例は、この点を考
慮したものである。図7,図8によって説明する。
【0062】
まず、キャンバーについて説明する。図7において、キャンバーを設けた車体1の側面
図である。車体1は長手方向の中央部がキャンバーによって、約20mm高くなっている。
これの製作は、まず、キャンバーを設けた状態で中空形材30,40を接合する。キャン
バーを設けるには、架台100に載せた複数の中空形材30,40をその長手方向に対し
て直角方向の横方向から押して、キャンバーを設けた後、突き合わせ部を摩擦攪拌接合す
る。
【0063】
複数の中空形材30,40はその押出し方(を長手方向)を車体の長手方向に向けて並
べて設置している。この押出し方向に対して直角方向の水平方向から押して曲げれば、キ
ャンバーを設置できる。キャンバーを設置した状態でキャンバーに沿って摩擦攪拌接合す
る。キャンバーは乗員によって車体1の中央部が垂れ下がるのを防止することにある。
【0064】
ステンレス板10,20にはキャンバーを設けない。車体1とした場合の最上部のステ
ンレス板の上端部にはキャンバーと同一円弧となるように切削しておくことが望ましいと
考えられる。図7はキャンバーを過大に図示している。
【0065】
図8において、ステンレス板10,20の端部は上下方向において重なっている。この
重ね代は、キャンバーが約20mmであるので、それに相当する以上の約50mmである。
50mmあれば、位置ずれを考慮しても、車体側面板32,42の突き合わせ部をキャンバ
ーに沿って摩擦攪拌接合できる。キャンバーに沿って摩擦攪拌接合するが、ステンレス板
10,20を重ねているので、ステンレス板10,20にキャンバーがなくてもキャンバ
ーに沿った摩擦攪拌接合ができる。
【0066】
車外側面板32,42の突き合わせ部、ステンレス板10,20の重ねた部分を摩擦攪
拌接合したら、車内側面板31,41に接合材を重ね、摩擦攪拌接合、又は溶接で、接合
する。
【実施例8】
【0067】
図9は中空形材30,40とステンレス板10,20との摩擦攪拌接合部の拡大断面図
である。摩擦攪拌接合用の回転工具200は、上面のステンレス板20を貫通して、下側
のステンレス板10に僅かに挿入されている。例えば、この挿入量は約0.5mm である。
ただし、この状態は摩擦攪拌接合前の想像状態である。接合後は小径部201の先端のス
テンレス板10は板厚が僅かに薄くなった状態となり、ステンレス板10には挿入されて
いないともいえる。よって、ステンレス板10の車外側には摩擦攪拌接合の影響は現れず
、見栄えのよい接合部となる。
【0068】
上面のステンレス板20は車外側面板32,42に重ね摩擦攪拌接合される。下面のス
テンレス板10はその上面のステンレス板20に重ね摩擦攪拌接合される。
【0069】
このように、ステンレス板10への回転工具200の挿入量は僅か(0.5mm )であり
、回転工具200のステンレス板10への挿入箇所の板厚が僅かに薄くなった状態となり
、挿入されていないともいえる。
【0070】
このステンレス板10,20の車外側面板32,42への摩擦攪拌接合は、前記実施例
のように、回転工具の挿入量を間欠的に上方に上げて行う。
【実施例9】
【0071】
次に、このようにして形成した軌条車両の側構体2と屋根構体3,台枠4との結合につ
いて図10〜図12により説明する。図11は図10と図12の間の側構体2を示す。こ
の結合は、通常、溶接、又は摩擦攪拌接合で行うが、この接合箇所にはアルミニウム合金
とステンレス板があるので、この接合は困難であると考えられ、ここではリベットや、ボ
ルトナット、またはハックボルト(Huckbolt 商品名)の締結具61を用いている。
【0072】
図10の側構体2と屋根構体3との結合を示す。側構体2の外面のステンレス板10に
は側構体2の上端部で折り返し、横方向(車体1の幅方向の中心側即ち車内側)から中空
形材40の車内側の垂直面にビス62で締結している。また、側構体2の上端の中空形材
40には屋根構体3に向けて突出する突片46があり、この突片46に屋根構体3の幅方
向の端部が中空形材54の突片47が上方から重なっている。台枠4に固定した側構体2
に対して、屋根構体3を上方から下降すれば、重ねることができる。この重なり部を上方
から締結具61で締結している。締結具61とはハックボルト(Huckbolt 商品名)であ
る。ハックボルト61もその差込側のみから締結できる。側構体2と屋根構体3との接触
部に接着剤を塗布する。
【0073】
締結具61がある近傍の屋根構体3は凹んでいる。凹部32は水の樋いとなっている。
車両の幅方向の中央部は上方にある。車両の長手方向の端部には樋32の水を下方に導く
連結管(図示せず。)がある。連結管は樋32の下面に開口している。妻構体5は、屋根
構体3、及び樋32を覆っている。屋根構体3の幅方向の中央部は上方に向けて突出して
いる。
【0074】
締結具61の上端は中空形材54の突片57の上面と実質的に同一面にある。下端は中
空形材40の突片46の下面に実質的に同一面にある。
【0075】
図12は側構体2と台枠4との結合を示す。側構体2の下部の中空形材35と呼ばれる
もので、中空形材35の板厚が厚く、強固である。その下部の車内側(この場合の車内側
とは、車体1の幅方向の中央部側の意味であり、車内である必要はない。)の面側にステ
ンレス板20の下端部を折り返して中空形材45の車内側の面の垂直面にビス63で固定
している。
【0076】
中空形材35には台枠4の中空形材45側に突出する突片46があり、この突片46に
は台枠4の中空形材45の上面に重なっている。この重なり部を上方から締結具64で締
結している。
【0077】
また、中空形材35の台枠4側の垂直面と台枠4の中空形材45から下方に突出する突
片47があり、突片47を中空形材35の垂直面に前記車内側の横方向から締結具65で
締結している。締結具65を挿入する前記垂直面の穴は前記キャンバーを考慮して所要の
位置に空けられている。突片46と中空形材45との間にはスペーサを配置している。
【0078】
締結具64,65は前記締結具61と同様である。
【0079】
前記実施例では、突片56を側構体2の中空形材35に一体に設けているが、中空形材
45から側構体2の中空形材の内面側の垂直面に沿う突片を設けてもよい。これによれば
、スペーサを不要にできる。
【0080】
上方から締結する締結具64の上端は、客室の床板68の上面よりも低く、上方に突出
していない。締結具64の上方には、床板68覆っている。
【0081】
ステンレス板10,20は側構体2の上下端で中空形材40,35を囲むように折り曲
げている。中空形材40,35に接合する前に折り曲げてもよい。中空形材40,35の
上下端とステンレス板10,20の上下端との間にはキャンバー量に相当するそれぞれ約
50mmの隙間がある。
【0082】
側構体2の上端の中空形材40の上端とステンレス板10の上端との隙間は小さい。乗
員が乗り、車体1のキャンバーが小さくなることによって隙間が大きくなる。このため、
上端の隙間はなくてもよい。
【0083】
側構体2の下端の中空形材35の下端とステンレス板20の下端との隙間は大きい。乗
員が乗り、車体のキャンバーが小さくなることによって、隙間が小さくなる。
【0084】
このため、ステンレス板10,20にはビス62,63の移動を許容する長孔(図示せ
ず。)がある。
【0085】
ステンレス板10,20は中空形材55,45にビス62,63で固定しているので、
両者が離れることがない。
【0086】
ステンレス板10,20と中空形材55,45の上下端との間の隙間はステンレス板を
予め折り返したステンレス板10,20を配置して、中空形材30,40に摩擦攪拌接合
してもよい。または、摩擦攪拌接合した後、ステンレス板10,20の上下端部をローラ
で押さえて曲げるようにする。その後、ビス62,63で固定する。
【0087】
側構体2の中空形材35と台枠4の中空形材45との上方から締結具63による締結は
、台枠4の中空形材45の中空部45bに締結具64を挿入して行っているので、わざわ
ざ締結するための空間を設ける必要がない。
【0088】
なお、前記のように、台枠4,側構体2,屋根構体3の締結具61,63による締結以
前に、台枠4の上面の床の敷物,座席,トイレ,床下の電線,空気配管が設置される。ま
た、側構体2には、断熱材66,内装材67が設置される。また、屋根構体3の天井面に
は、照明器機,荷棚,空調ダクト,断熱材66,内装板67が設置される。また、妻構体
5には制御機器(図示せず。)を設置する。このように艤装を設置した後、台枠4,側構
体2,屋根構体3,妻構体5を固定し、車体1とする。
【0089】
側構体2と屋根構体3との締結は、図10の箇所ではなく、車体1の側面の側構体2と
屋根構体3と連結するようにできるが、そのようにすると、側構体の側面に締結具が見え
るようになり、その覆いが必要になり、高価になる。本実施例では安価に締結できる。
【0090】
同様に、側構体2と台枠4との締結も台枠4の上方の側構体2の側面と締結してもよい
。しかし、本実施例では、台枠4に上方から重ねて締結しているので、側面よりも安価に
締結できる。
【0091】
側構体2、及び屋根構体3の車内側には断熱材66がある。断熱材66は30,40,
54または内装板67に接着剤等で固定している。内装板67は側構体2または屋根構体
3の中空形材30,40,54に設置したレール57,58に固定している。レール57
,58は、車体の長手方向に沿って側構体2の中空形材30,40と一体に押出し成型し
たものであり、その車内側端面には、凹部(以下、溝という。)があり、その溝内に内装
板67の端部を折り曲げて挿入している。溝に挿入した2枚の内装板67,67の間に空
間があれば、内装板67が抜け出るので、2枚の内装板67,67の間に圧入材67bを
挿入して、固定している。圧入材67bは例えば、ゴム材であるが、何でもよい。
【0092】
これによれば、内装板の固定手段としてねじ(ビス)が不要で安価にできる。
【0093】
2枚の内装板67の端部が1つの溝に入っているが、窓Wの下部のように1枚の内装板
67しかない場合は1枚の内装板67の端部が入り、圧入材67bは内装板67とレール
57,58の間に圧入する。
【0094】
また、特許請求の範囲(請求項84)の『周方向』とは、車体1の周方向のことである
。側構体のみを考えれば、上下方向であるが、これに屋根構体を入れると上下とは言えず
、周方向と称している。
【実施例10】
【0095】
図13において、車外側面板32,42の突き合わせ部には、車内側にステンレス板
20の板厚(1mm)程度凹んでいる。凹みの幅(図13の横方向の幅)はステンレス板
10,20の重ね代よりも広い。
【0096】
また、図13において、ステンレス板10,20の重ね接合する場合、アルミニウム合
金製押出し形材30,40を軽量化するため、接合部付近以外も凹ましている。
【実施例11】
【0097】
図14において、摩擦攪拌接合部以外の車外側面板32,42とステンレス板10,
20との間に、断熱材80を配置している。断熱材80を配置した中空形材30,40を
ステンレス板10,20に載せ、摩擦攪拌接合する。この摩擦攪拌接合によって、中空形
材30,40の接合とステンレス板10,20とも接合する。断熱材80はどのようなも
のでもよいが、薄くするため、真空断熱材が薄くでき望ましい。断熱材80は、予め中空
形材30,40に接着剤で接着している。摩擦攪拌接合によって上昇する温度は、溶接に
よって上昇する温度よりも低いので、断熱材80への影響は少ない。
【0098】
また、車外側面板32,42とステンレス板10,20との間に断熱材80を設けず、
空気層のみとしてもよい。
【実施例12】
【0099】
次に、出入り口90の枠との接合を図15により説明する。この枠70は、枠用の押出
し中空形材をU字条に曲げ、U字状の下端を台枠4に溶接する。
【0100】
枠70を中空形材30,40の車外側面板32,42に突き合わせ、車外側面板32,
42との突き合わせ部を摩擦攪拌接合し、その後、車内側面板31,42と枠70の車内
側とを溶接又は摩擦攪拌接合する。
【0101】
また、枠70の出入り口90側の突片79と中空形材30(40)とステンレス板10
(20)とを上方から摩擦攪拌接合する。この摩擦攪拌接合は間欠的、又は連続的に行う
。突片79の板厚は薄いので、容易に摩擦攪拌接合できる。
【0102】
このようにして、側構体2,屋根構体3,台枠4,妻構体5に各種機器(艤装品)を設
置した後、台枠4に側構体3,屋根構体3,妻構体5を設置する。
【実施例13】
【0103】
前記実施例では、側構体2の中空形材30,40の車外面にステンレス板10,20を
設置しているが、ステンレス板10,20がなくても締結具61,63によって、車体1
を構成できる。これは、艤装品を設置した後車体を構成することを主目的としている。
【実施例14】
【0104】
なお、図16は、窓Wの開口部の周辺の接合を示す。中空形材30(40)の車外側面
板32(42)の窓W側端部とステンレス板10(20)とを摩擦攪拌接合している。
【実施例15】
【0105】
図2の実施例では、複数の中空形材30,40にステンレス板10,20を摩擦攪拌接
合することによって側構体を構成している。中空形材30,40に並列のステンレス板
10,20が中空形材30,40に対して膨れる。これは摩擦攪拌接合による加熱による
、中空形材30,40の2箇所の摩擦攪拌接合箇所の収縮量がステンレス板の収縮量より
も大きいこと、によって生じると考えられる。
【0106】
これを防止するため、ステンレス板10,20を加熱して高温(例えば、100℃)に
してステンレス板10,20を伸ばした状態で、摩擦攪拌接合する。加熱した架台100
に載せたステンレス板10,20を加熱して全面加熱するか、または、加熱したステンレ
ス板10,20を架台100に載せてもよい。加熱温度は室温を考慮すると、150℃程
度に加熱することが望ましい。ステンレス板10,20の温度は熱収量と2箇所の摩擦攪
拌接合部間の距離に関係する。
【0107】
この加熱は、架台100にヒータを設置し、ステンレスパネル10,20の全面加熱、
または要部のみを加熱する。
【0108】
これによれば、ステンレス板10,20が高温になっている状態で摩擦攪拌接合するの
で、常温に冷却されれば、中空形材30,40の収縮を吸収できる。
【0109】
また、中空形材30,40の長手方向の両端を摩擦攪拌接合した場合もふくらみを吸収
できる。
【実施例16】
【0110】
また、中空形材30,40の全面、または摩擦攪拌接合部を冷却して、収縮したステン
レス板10,20を摩擦攪拌接合し、摩擦攪拌接合による温度上昇を阻止する。摩擦攪拌
接合は中空形材30,40の幅方向の両端側で行う。
【実施例17】
【0111】
ステンレス板10,20の加熱に代えて、中空形材30,40を加熱して(または冷却
しながら)摩擦攪拌接合してもよい。冷却は、水、または冷媒を使用する。水,冷媒は摩
擦攪拌接合部の近傍に掛け流す。または、空気を摩擦攪拌接合部に掛け流す。冷却は、回
転工具を挿入する側から中空形材30,40を全面冷却するか、または回転工具200を
挿入する面の反対側から空間に冷却用の水,冷媒,空気を流してもよい。
【実施例18】
【0112】
ステンレス板の加熱,中空形材の冷却に変えて、以下のように行うことができる。ステ
ンレス板10,20の幅方向の両端の間に、中空形材の長手方向に沿って車外側に突出す
る凸のビードを有するステンレス板10,20を摩擦攪拌接合する。なお、架台100に
ステンレス板10,20を重ねたとき、前記ビードの位置の規制は不要である。
【0113】
前記ビードは円弧状に突出している。円弧状に突出したビードとステンレス板10,20とは、円弧状に接続している。この円弧は、平らなステンレス板と凸の円弧との接続部
にある。
【0114】
これによれば、ステンレス板の収縮は生じないが、ビードでステンレス板の膨らみをビ
ード部に集め、ふくらみの目視を抑制する。
【実施例19】
【0115】
前記実施例は車体について説明したが、アルミニウム合金製押出し形材にステンレス板
を接合することは他の用途でも希望される。この発明はその場合にも利用できる。例えば
、台所の壁部材、台所のキッチンカウンターである。
【図面の簡単な説明】
【0116】
【図1】本発明の一実施例の車体の外方から見た斜視図。
【図2】図1のII−IIの断面図。
【図3】図1のIII−III断面図。図2のIII部の拡大図。
【図4】図2のIV部拡大図。
【図5】図2のV部の拡大図。
【図6】図2のVI部拡大図。
【図7】本発明の一実施例の中空形材とステンレス板との摩擦攪拌接合箇所を示す車 体の側面図。
【図8】本発明の他の実施例の図3相当図。
【図9】図8の中空形材とステンレス板との摩擦攪拌接合部の拡大縦断面図(図4, 図8相当図。)
【図10】図2の上端部の側構体と屋根構体との接合部の拡大縦断面図。
【図11】図2の側構体の要部の縦断面図であり、図10と図12に接続する。
【図12】図2の下端部の側構体と台枠との接合部の拡大縦断面図。
【図13】本発明の他の実施例の図8相当図。
【図14】本発明の他の実施例の図8相当図。
【図15】図1のIV−IV縦断面図。
【図16】図1のIVI−IVI縦断面図。
【符号の説明】
【0117】
1…車体、2…側構体、3…屋根構体、4…台枠、5…妻構体、10,20…ステンレ
ス板、30,35,40,45…アルミニウム合金製押出し中空形材、31,41…車内
側面板、32,42…車外側面板、32b,42b,32c,42c…凸部、46,47
,57…突片、51…接合材、61,64…締結具、62,63…ビス、66,80…断
熱材、67…内装板、67b…圧入材、68…床板、90…出入り口、100…架台、
200…摩擦攪拌接合用の回転工具、201…小径部、202…大径部。

【出願人】 【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成18年9月7日(2006.9.7)
【代理人】 【識別番号】100100310
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 学


【公開番号】 特開2008−56217(P2008−56217A)
【公開日】 平成20年3月13日(2008.3.13)
【出願番号】 特願2006−242252(P2006−242252)