JP2005153611A - 鉄道車両用構体製作用治具 - Google Patents

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Abstract

【課題】 常電導磁気浮上式車両の構体製作時に生じやすい台枠の捩れや歪みの発生を抑える。
【解決手段】 台枠5の枕梁18下面を支持する横桟37を備えた枠状のベースフレーム31と、台枠5に接合される側構体6の側部を覆ってベースフレーム31に取り付けられる枠状の側フレーム32と、台枠5に接合される妻構体7の側部を覆ってベースフレーム31に取り付けられる枠状の妻フレーム33と、側構体6及び妻構体7に接合される屋根構体8の上部を覆って側フレーム32及び妻フレーム33に取り付けられる枠状の屋根フレーム34とで製作用治具30を構成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、鉄道車両、特に、常電導磁気浮上方式の鉄道車両用構体を製作する際に用いられる治具に関する。
常電導磁気浮上方式鉄道は、地上の桁の両側に断面形状を逆U字形とした浮上・案内レールを敷設した軌道に、車輪を使用せずに、電磁石の吸引力で浮上する車両をリニアモータにて推進する方式である。前記車両には、通常の車輪走行車両の台車に相当する走行装置としてモジュールが配設されている。
このモジュールは、浮上力及び案内力を発生する断面U字形の電磁石と、推進力を発生するリニアモータ1次コイルと、油圧ブレーキ装置と、電磁石とレール間のギャップを検知するギャップセンサ等を備え、車体の長さによって、台枠の下面全体に亘って左右に各3基又は5基配置される。
左右の相対するモジュールは、互いにアンチロールビームで接合されて、その1組が1つの台車のように機能する。前記電磁石は、前記浮上・案内レールの下側に対向配置され、電磁石の吸引力と車体重量のバランスとで車体を浮上させ、ギャップセンサにて走行時の電磁石とレールとの間隔を常時一定値(約10mm以下)に保持するように電流を制御される(例えば、非特許文献1参照)。
各モジュールは、車体台枠下面に幅方向に複数本平行に設置した摺動案内レールにスライドテーブルを介して両端を懸架され、曲線路走行時には、各モジュールが車体に対して幅方向にスライドするようになっている。
台枠は、各モジュールが台枠下面全体に亘って配置されること、各モジュールの電磁石の吸引力によって車体を浮上させるために車体を軽量化する必要があること、車輪走行車両のような軌道からの反力を受けないこと等の理由から、車輪走行車両の台枠よりも剛性の低い構造になっている。また、各摺動案内レールが同一平面上に位置することが要求されることから、車輪走行車両の台枠のように、両端部よりも中央部が高くなるいわゆるカントは設けられず、台枠下面は水平な状態に形成される。
株式会社グランプリ出版 鉄道車両メカニズム図鑑 1997年6月19日第7版発行 第268〜270頁
上述のように、各モジュールの電磁石とレールとの間隔を非常に狭く保って走行するため、各モジュールを懸架する各摺動案内レールは、同一平面上に位置することが望ましく、水平度及び平行度に厳しい寸法精度が要求されるが、台枠の剛性が低いことから、車輪走行車両の製作時のように台枠を吊り上げたりすると台枠が撓みやすく、従来の製法では、台枠の水平度及び各摺動案内レールの水平度及び平行度の寸法管理が困難であった。
そこで本発明は、台枠の水平度及び各摺動案内レールの水平度及び平行度の寸法管理を容易に行える鉄道車両用構体の製作用治具を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するため、本発明は、車両浮上用常電導電磁石と車両推進用リニアモータ1次コイルとを対向配置してなるモジュールを走行装置とし、台枠下面に車体幅方向に平行に設置した複数本の摺動案内レールに車体幅方向にそれぞれ移動可能に設けたスライドテーブルを懸架装置とし、該スライドテーブルに前記モジュールを装着してなる鉄道車両用構体の製作用治具であって、前記台枠の枕梁下面を支持する横桟を備えた枠状のベースフレームと、前記台枠に接合される側構体の側部を覆って前記ベースフレームに取り付けられる枠状の側フレームと、前記台枠に接合される妻構体の側部を覆って前記ベースフレームに取り付けられる枠状の妻フレームと、前記側構体及び妻構体に接合される屋根構体の上部を覆って前記側フレーム及び妻フレームに取り付けられる枠状の屋根フレームとで構成されていることを特徴としている。また、前記各妻フレームには、両妻フレームの軸線を中心として前記鉄道車両用構体の製作用治具を横転させるドラムが設けられていることが望ましい。
以上説明したように、本発明の鉄道車両用構体の製作用治具は、構体製作時に捩れや歪みの生じやすい台枠をベースフレームで支持して台枠の水平度を確保するので、各摺動案内レールの水平度及び平行度の寸法管理が容易に行える。また、組み立てられた車両用構体を横転させることにより、各摺動案内レールの水平度及び平行度の調整に必要な機械加工を容易に行うことができる。
以下、本発明を図面に示される実施形態例に基づいて説明する。常電導磁気浮上方式鉄道は、図2及び図3に示されるように、地上に立設された支柱1の上部に設けた桁2の両側に断面形状を逆U字形とした浮上・案内レール3,3を敷設した軌道と、該軌道を走行する車両4とで構成されている。該車両4は、台枠5に左右の側構体6,6及び前後の妻構体7,7を接合するとともに、側構体6,6及び妻構体7,7の上部に屋根構体8を接合した車体9に、走行装置として左右一対のモジュール10,10を5組計10基装備している。
各モジュール10は、浮上・案内レール3を外側から抱持する形状で、下腕10aに浮上力及び案内力を発生する断面U字形の常電導の電磁石11と、該電磁石11と浮上・案内レール3間のギャップを検知するギャップセンサ12とがそれぞれ設けられ、上腕10bに推進力を発生するリニアモータ1次コイル13が前記電磁石11に対向配置して設けられ、浮上・案内レール3の上面にリニアモータのリアクションプレートが設けられている。左右一対のモジュール10,10は、互いにアンチロールビーム14で接合されている。
各モジュール10は、前記台枠5下面の左右両側にそれぞれ車体幅方向に設置された前後一対の摺動案内レール15,15にスライドテーブル16を介して懸架されている。前記台枠5下面の両側には、車体幅方向に前後一対の摺動案内レール15,15が6組計12本平行に設置され、各摺動案内レール15,15に車体幅方向に摺動可能に設けたスライドテーブル16に空気バネ17を介して各モジュール10が装着されている。車端側のモジュール10は、車端側の一対の摺動案内レール15,15を摺動するスライドテーブル16に車端側端部を懸架され、車内側端部を隣接するモジュール10間の一対の摺動案内レール15,15を摺動するスライドテーブル16に懸架されている。また、両車端側のモジュール10間の3組のモジュール10は、両モジュール10間の一対の摺動案内レール15,15を摺動するスライドテーブル16に懸架されている。各モジュール10は、スライドテーブル16との間に連結したスラストロッド17を介して推進力を車体9に伝達する(図3及び図5参照)。
前記車両4は、電磁石11と浮上・案内レール3間のギャップを常時一定値(約10mm以下)に保持して走行する。また、曲線路を走行する場合には、各モジュール10がスライドテーブル16とともに車体9に対して車体幅方向にスライドする。
前記台枠5は、図4に示されるように、前記一対の摺動案内レール15,15を下面に取り付けた6本の枕梁18を4本の長梁19で連結し、各長梁19の端部を端梁20で連結したものである。該長梁19は、前記各モジュール10が台枠5下面全体に亘って配置されること、各モジュール10の電磁石11の吸引力によって車体9を浮上させるために車体9を軽量化する必要があること、車輪走行車両のような軌道からの反力で生じるピッチング、ヨーイング、ローリング等を受けないこと等の理由から、台枠5上に接合される側構体6,6、妻構体7,7及び屋根構体8の重量、艤装品の重量及び乗客の重量を支持できる程度の剛性を確保できる太さで、車輪走行車両の側梁及び長梁に比較してかなり細いものである。
また、前記台枠5は、台枠5下面全体に亘って配置された各モジュール10の電磁石11と浮上・案内レール3間のギャップを常時一定値に保持し、曲線路走行時に各モジュール10が車体幅方向にスムースにスライドできるように、台枠5の一端から他端に亘って水平な状態に形成されている。また、台枠5下面の各摺動案内レール15も、平行度及び水平度に厳しい寸法精度が要求される。
そこで、本発明は、車体9の構体の組立用治具30として、枠状のベースフレーム31、枠状の側フレーム32,32、枠状の妻フレーム33,33及び枠状の屋根フレーム34を用いて車両用構体を組み立てる。ベースフレーム31は、図6に示されるように、剛性の高い左右の側梁35,35と、該側梁35,35の端部間を連結する剛性の高い前後の端梁36,36と、左右の側梁35,35間に設けられて前記台枠5の6本の枕梁18を支持する剛性の高い6本の横桟37とで構成されている。側フレーム32は、図7に示されるように、上下の梁38,39と、両梁38,39間に略等間隔に配置した8本の支柱40と、上部の梁38の下方で各支柱40を連結する横梁41と、該横梁41と下部の梁39との間で各支柱40間を斜めに連結する補強部材42とで構成されている。妻フレーム33は、図8に示されるように、上下の梁43,44と、両梁43,44の端部間を連結する左右の支柱45,46と、上下の梁43,44と左右の支柱45,46間に設けられる十文字の補強部材47と、該補強部材の外側に固設される円柱状のドラム48とで構成されている。屋根フレーム34は、図9に示されるように、左右の梁49,50と、両梁49,50間に略等間隔に配置した8本の支柱51と、各支柱51間を斜めに連結する補強部材52とで構成されている。
車体9の構体の組み立ては、前記ベースフレーム31の各横桟37上に前記台枠5の各枕梁18の車体前後方向の中間部分を載置し、各枕梁18を前記長梁19で連結するとともに、前後の端梁20を連結して前記台枠5を組み立てる。
次に、台枠5に、車輪走行車両と略同様の左右の側構体6,6及び前後の妻構体7,7を接合するとともに、側構体6,6及び妻構体7,7の上部に屋根構体8を接合して車両用構体を組み立てる。続いて、前記ベースフレーム31に、左右の側構体6,6をそれぞれ覆う前記側フレーム32,32を取り付けるとともに、前後の妻構体7,7をそれぞれ覆う前記妻フレーム33,33を取り付け、さらに、前記側フレーム32,32と前記妻フレーム33,33に前記屋根構体9を覆う屋根フレーム34を取り付ける(図10参照)。前記側フレーム32には、前記側構体6に当接して側構体6を固定する支持部材53,54が設けられている(図11及び図12参照)。
この状態で、車両用構体を覆った組立用治具30をクレーン等で吊り上げて、図13乃至図15に示されるように、ドラム48,48を回転ローラ台55上に載せて組立用治具30を横転させる。さらに、横転した組立用治具30を吊り上げて、切削加工機械例えば横型の中繰り盤60の近傍に、前記台枠5の摺動案内レール15設置側をに向けて降ろす。そして、中繰り盤60を台枠5に沿って移動させて各摺動案内レール15の下面及び側面を順次削成し、下面の削成により各摺動案内レール15の水平度を調整する。各摺動案内レール15は、その水平度を±1mm以下に調整される。また、各摺動案内レール15の側面の削成により、各摺動案内レール15同士の平行度を調整する。なお、各摺動案内レール15の水平度及び平行度の調整は、組立用治具30を横転させずに正立状態で行ってもよい。
各摺動案内レール15の水平度及び平行度の調整が完了したら、組立用治具30を正立状態に戻し、前記屋根フレーム34、前記妻フレーム33,33及び前記側フレーム32,33を取り外して、車両用構体を前記ベースフレーム31から引き上げ、各摺動案内レール15にそれぞれ前記スライドテーブル16を取り付け、各スライドテーブル16に前記モジュール10を装着する。
摺動案内レールを機械加工にて削成する状態の斜視図 常電導磁気浮上方式鉄道の断面図 同じく鉄道車両の側面図 同じく車体の底部方向から見た斜視図 モジュールの配置状態を示す平面図 ベースフレームの斜視図 側フレームの斜視図 妻フレームの斜視図 屋根フレームの斜視図 車両用構体を囲んだ組立用治具の斜視図 車両用構体を囲んだ組立用治具の断面図 車両用構体を囲んだ組立用治具の妻フレーム側面図 回転ローラに車両用構体を囲んだ組立用治具を載せた妻フレーム側面図 回転ローラにて車両用構体を囲んだ組立用治具を横転させている途中の妻フレーム側面図 回転ローラにて車両用構体を囲んだ組立用治具を横転させた状態の妻フレーム側面図
符号の説明
1…支柱、2…桁、3…案内レール、4…車両、5…台枠、6…側構体、7…妻構体、8…屋根構体、9…車体、10…モジュール、11…常電導電磁石、12…ギャップセンサ、13…リニアモータ1次コイル、15…摺動案内レール、16…スライドテーブル、18…枕梁、19…長梁、30…組立用治具、31…ベースフレーム、32…側フレーム、33…妻フレーム、34…屋根フレーム、60…中繰り盤

Claims (2)

  1. 車両浮上用常電導電磁石と車両推進用リニアモータ1次コイルとを対向配置してなるモジュールを走行装置とし、台枠下面に車体幅方向に平行に設置した複数本の摺動案内レールに車体幅方向にそれぞれ移動可能に設けたスライドテーブルを懸架装置とし、該スライドテーブルに前記モジュールを装着してなる鉄道車両用構体の製作用治具であって、前記台枠の枕梁下面を支持する横桟を備えた枠状のベースフレームと、前記台枠に接合される側構体の側部を覆って前記ベースフレームに取り付けられる枠状の側フレームと、前記台枠に接合される妻構体の側部を覆って前記ベースフレームに取り付けられる枠状の妻フレームと、前記側構体及び妻構体に接合される屋根構体の上部を覆って前記側フレーム及び妻フレームに取り付けられる枠状の屋根フレームとで構成されていることを特徴とする鉄道車両用構体の製作用治具。
  2. 前記各妻フレームには、両妻フレームの軸線を中心として前記鉄道車両用構体の製作用治具を横転させるドラムが設けられていることを特徴とする請求項1記載の鉄道車両用構体の製作用治具。
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