JP4204957B2

JP4204957B2 - 鉄道車両用構体の製造方法

Info

Publication number: JP4204957B2
Application number: JP2003392388A
Authority: JP
Inventors: 稔田山; 昇鷲山
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: JP2005153610A

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の製造方法に関する。

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、ギャップセンサの信号に基づい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、車体台枠下面に車体幅方向に複数本平行に設置した摺動案内レールに懸架装置として車体幅方向に移動可能に設けられるスライドテーブルを介して装着され、推進力は、各モジュールとスライドテーブル間に連結されるスラストロッドを介して伝達される。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。
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を同一平面上に位置させるために、各摺動案内レールの水平度及び平行度に厳しい寸法精度が要求されるが、前記台枠が、走行時に車輪走行車両のような軌道からの反力を受けないことと、車体の軽量化を図ること等から、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ので、車輪走行車両の車両用構体の製造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、各摺動案内レールの水平度及び平行度の寸法精度を管理するのは容易ではなかった。

そこで本発明は、台枠下面の各摺動案内レールの水平度及び平行度の寸法精度管理を容易に行える鉄道車両用構体の製造方法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造方法において、前記台枠を枠状のベースフレーム上で組み立て、該台枠に側構体と妻構体とを接合し、該側構体及び妻構体上に屋根構体を接合して車両用構体を構成し、前記ベースフレームに前記側構体を覆う枠状の側フレーム及び前記妻構体を覆う枠状の妻フレーム並びに前記屋根構体を覆う枠状の屋根フレームを取り付けて、前記車両用構体を前記各フレームで囲んだ後、前記各摺動案内レールの下面を削成して各摺動案内レール同士の水平度を調整するとともに、前記各摺動案内レールの側面を削成して各摺動案内レール相互の平行度を調整することを特徴としている。また、前記削成を機械加工により行うに当たり、前記車両用構体を正立又は横転状態とすることが好ましい。

以上説明したように、本発明の鉄道車両用構体の製造方法は、車両用構体を各フレームで囲んで各摺動案内レール同士の水平度の調整と各摺動案内レール相互の平行度の調整をするので、磁気浮上方式の車両として非常に高度な精度を要求される各摺動案内レールの水平度及び平行度の調整が容易に行える。

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、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（図２参照）。

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。

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、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、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（図１２参照）。側フレーム３２は、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、側構体６に当接して側構体６を固定する支持部材５３，５４とで構成されている（図１３参照）。妻フレーム３３は、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（図１４参照）。屋根フレーム３４は、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（図１５参照）。

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３４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。前述のように、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。

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ドラム４８，４８回転ローラ台５５上に載せて組立用治具３０を横転させる（図１９乃至図２１参照）。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３２，３２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１１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台枠の平面図台枠の側面図図６のＡ−Ａ断面図図６のＢ−Ｂ断面図車端側のスライドテーブルの底面図車内側のスライドテーブルの底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

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造方法において、前記台枠を枠状のベースフレーム上で組み立て、該台枠に側構体と妻構体とを接合し、該側構体及び妻構体上に屋根構体を接合して車両用構体を構成し、前記ベースフレームに前記側構体を覆う枠状の側フレーム及び前記妻構体を覆う枠状の妻フレーム並びに前記屋根構体を覆う枠状の屋根フレームを取り付けて、前記車両用構体を前記各フレームで囲んだ後、前記各摺動案内レールの下面を削成して各摺動案内レール同士の水平度を調整するとともに、前記各摺動案内レールの側面を削成して各摺動案内レール相互の平行度を調整することを特徴とする鉄道車両用構体の製造方法。
前記削成を機械加工により行うに当たり、前記車両用構体を正立又は横転状態とす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造方法。