JP6203699B2

JP6203699B2 - 軌条車両構体へのモジュールユニットの取り付け構造および取り付け方法

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Publication number: JP6203699B2
Application number: JP2014207745A
Authority: JP
Inventors: 恒洋原田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: JP2016074378A

Description

本発明は、軌条車両構体へのモジュールユニットを取り付ける構造に関し、特に、軌条車両構体の車内側に溝状の取付部を備え、この取付部に沿ってボルトを配置するとともに配置されたボルトによってモジュールユニットを軌条車両構体へ取り付ける構造および取り付け方法に関する。

軌条車両に代表される鉄道車両の内部には、屋根上に搭載された空調装置から車内へ供給される調和空気を鉄道車両の各部へ導くダクトや、照明装置や、放送設備などが備えられる。
従来これらの機器を鉄道車両に取り付ける際に、個別に鉄道車両へ取り付けると取り付け作業に係る工数が大きくなるため、これらの部品を集約したモジュールユニットを予め別工程で製造し、このモジュールユニットを鉄道車両に取り付けることによって、製造に係る工数を低減する製造方法が採用されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１３７４０５号公報

特許文献１に記載されているマルチファンクションモジュール（以下、モジュールユニットと記す）は、中空押出形材で構成される屋根構体の車内側に一体に成形された取付レール（カーテンレールと称される場合もある）にボルトの頭部を挿入するとともに、車内側に突出したボルトのネジ部にモジュールユニットに備えられる取付部を挿入して、車内側からナットで固定することによって、鉄道車両構体に固定される。
このとき、モジュールユニットの取り付けの際に、当該モジュールユニットの取り付けピッチの間隔で上記取付レールに備えられた複数のボルトに対して、モジュールユニットの取付部に設けられた複数の開口部を一度に通すことにより、ボルトと開口部との位置決めを行っている。
しかしながら、開口部にボルトを通す位置決め作業において、上記複数のボルトは通常取付レールに固定されていないため、ボルトの取り付けピッチが乱れる又はボルトが傾く等の事象が発生し、これらを修正するために追加の作業工数を要するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、軌条車両構体の取付レールに備えられた複数のボルトによってモジュールユニットを軌条車両構体に固定する際に、ボルトの姿勢及び取付ピッチを安定させることができる取り付け構造及び取り付け方法を提供することである。

上記課題を解決する手段として、本発明は、軌条車両構体にモジュールユニットを取り付けた取り付け構造であって、前記モジュールユニットを固定するために前記軌条車両構体の一部に形成された取付レールと、前記取付レール内に挿入されるとともに前記モジュールユニットを締結固定するモジュール固定機構と、を備え、前記モジュール固定機構は、前記モジュールユニットを締結する複数のボルトと、前記複数のボルトを保持するボルト保持部材と、を含み、前記ボルト保持部材には、前記モジュールユニットの取り付けピッチに合わせて前記複数のボルトが挿入される孔が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、軌条車両構体にモジュールユニットを取り付ける方法であって、前記モジュールユニットを締結固定するモジュール固定機構を準備する工程と、前記軌条車両構体の一部に形成された取付レールに前記モジュール固定機構を挿入して位置決めする工程と、前記モジュール固定機構に前記モジュールユニットを締結固定する工程と、を含み、前記モジュール固定機構は、前記モジュールユニットを締結する複数のボルトと、前記複数のボルトを保持するボルト保持部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、軌条車両構体の取付レールに備えられた複数のボルトによってモジュールユニットを軌条車両構体に固定する際に、ボルトの姿勢及び取付ピッチを安定させることができる。
その結果、モジュールユニットを取り付ける際にボルトの位置を調整又は修正する工程が不要となるため、取り付け作業全体の作業工数を削減できる。

図１は、モジュールユニットが備えられる屋根構体と側構体の長手方向に交差する方向の断面図である。図２は、中央天井モジュールユニットが取り付けられる屋根構体を車内側から上方に見上げた図（図１Ａ−Ａ断面図）である。図３は、調和空気ダクトとスピーカとを備える中央天井モジュールユニットの正面図である。図４は、中央天井モジュールユニットの取り付けピッチに合せて配置したボルトを備えるライナーの側面図である。図５は、屋根構体に備えられる中央天井モジュールの取付部の取付レールの長手方向に交差する面の断面図（図２Ｂ−Ｂ断面図）である。

以下、本発明による実施の形態を図１から図５を参照して説明する。
本願明細書における「軌条車両」とは、敷設された軌条に沿って運行される車両であり、鉄道車両、モノレール車両、新交通システム車両、路面電車等を示す。ここでは、軌条車両の代表例として鉄道車両を挙げて、実施するための形態を説明する。

まず、モジュールユニットが備えられる鉄道車両に関係する各方向を定義する。鉄道車両に関係する３方向は、鉄道車両５の幅方向（枕木方向）をＸ方向、鉄道車両５の長手方向（レール方向）をＹ方向と、鉄道車両５の高さ方向をＺ方向と定義する。
以下では、単に、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向として示す。

図１は、モジュールユニットが備えられる屋根構体と側構体の長手方向に交差する方向の断面図である。
鉄道車両構体１は、床面をなす台枠（図示なし）と、台枠の幅方向の両端部に立設される側構体２０と、台枠のＹ方向の両端部に立設される妻構体（図示なし）と、側構体２０および妻構体の上端部に載置される屋根構体１０と、から構成される６面体である。鉄道車両構体１は、中心線５を含むＹ方向に沿う垂直面に対称であるので、一方の側についてのみ描写している（図１参照）。
屋根構体１０および側構体２０は、対向する２枚の面板を複数のリブで接続したアルミニウム合金製の中空押出形材から構成されており、この中空押出形材に後述するモジュールユニットの固定に供されるボルトが挿入される取付レール（カーテンレール）１２ａ〜１２ｃ、２２ａが一体に押出形成されている。アルミニウム合金製の中空押出形材を採用することにより、取付レールを鉄道車両構体１の長手方向（Ｙ方向）に押出工程と同時に一体で形成することが可能となり、追加的な機械加工等の加工コストや加工時間を削減できる。
鉄道車両構体１の車内側には、中央天井モジュールユニット３０と、側天井モジュールユニット４０と、荷棚４２と、吊革４４と、が取付レール１２ａ〜１２ｃ、２２ａとこれら取付レールに挿入されるボルトによって屋根構体１０と側構体２０に固定される。

図２は、中央天井モジュールユニットが取り付けられる屋根構体を車内側から上方に見上げた図（図１Ａ−Ａ断面図）である。
屋根構体１０は、Ｙ方向に押し出された複数の中空押出形材をそのＸ方向に突き合わせて接合して製造されており、Ｙ方向に沿って取付レール１２ａ〜１２ｃが備えられる。側構体２０も、屋根構体１０と同様の方法で製造されており、取付レール２２ａが備えられる。
ここで、屋根構体１０および側構体２０には、前述した用途以外の取付レールや電線などを固定する受け部材等も一体に備えられるが、図２ではそれらの描写を省略している。
取付レール１２ａ〜１２ｃ、２２ａは、鉄道車両構体１の長手方向（Ｙ方向）に連続的に形成されており、その断面は、所定の幅を有する底部と、当該底部の両側に位置し上端が内側に屈曲する側壁部と、を有した形状となっている（図５等参照）。

また、取付レール１２ａ〜１２ｃ、２２ａは、部分的（図２Ｃ部参照）にグラインダ等によって取り除かれた領域（開放端部）を有する。ここで、部分的に取り除かれた取付レールの開放端部は、後述するボルトを有すライナーを取付レールに挿入する時の挿入口となる。
屋根構体１０には、屋根上に備えられる空調装置で生成される調和空気を車内へ供給する調和空気供給口１４と、車内の空気を空調装置の内部に取り入れるためのリターン空気取り入れ口１６とが備えられる。
天井モジュール３０は、調和空気ダクトやスピーカ等を有しており、取付レール１２ａ、１２ｂとに備えられるボルトによって屋根構体１０に固定される。また、天井モジュール３０のＸ方向の中央部には、車内へ供給される調和空気の流れ方向を案内する整風板３６が備えられる。

図３は、調和空気ダクトとスピーカとを備える天井モジュールの正面図である。
説明の都合上、中央天井モジュール３０のＸ方向の中央部にＹ方向に沿って備えられる整風板３６（図２参照）の描写を省略している。
中央天井モジュール３０は、空調装置で生成された調和空気を導く調和空気ダクト３２と、スピーカ３４と、車内の空気を撹拌する横流ファン（図示なし）を備える。また、中央天井モジュール３０のＸ方向の中央部にＹ方向に沿う態様で２列の取付部３８ａが備えられており、天井モジュール３０のＸ方向の両端部にＹ方向に沿う取付部３８ｂが備えられる。
ここで、取付部３８ａは屋根構体１０に備えられる取付レール１２ａに備えられるボルトのネジ部が貫通する部位であり、取付部３８ｂは取付レール１２ｂに備えられるボルトのネジ部が貫通する部位である。

中央天井モジュール３０のＸ方向の中央部には、横流ファンやスピーカ３４等が備えられ、中央天井モジュール３０のＸ方向の端部には調和空気ダクト３２のみが備えられるため、中央天井モジュール３０の中央部の重量部は端部のそれに比較して大きい。このため、中央天井モジュール３０の中央部の取付部３８ａの取り付けピッチＰ１からＰ７の大きさは、その端部の取付部３８ｂの取り付けピッチＰ８からＰ１１の大きさに比較して小さく設定されている。
なお、「取り付けピッチ」とは、隣接するボルト５２の間隔を意味するものであり、取り付け間隔と称される場合もある。本説明では取り付けピッチと記載する。

図４及び図５を参照して、本発明によるモジュールユニットを鉄道車両の屋根構体に取り付ける方法を説明する。
ここで、図４は、天井モジュールの取り付けピッチに合せて配置したモジュール固定機構の側面図であり、図５は、屋根構体に備えられる天井モジュールの取付部の取付レールの長手方向（Ｙ方向）に交差する面の断面図（図２Ｂ−Ｂ断面図）である。

まず、屋根構体１０に備えられる取付レール１２ａと１２ｂの対向する内面の間隔Ｗ１より小さい幅Ｗ２を有するボルト保持部材（ライナー）５０を準備する。ここで、ライナー５０の幅Ｗ２は、間隔Ｗ１より小さくかつ図５に示す断面においてライナー５０が取付レール１２ａ、１２ｂ内でＹ方向の軸回りに回転しない程度の大きさである。また、ライナー５０には、その長手方向に沿って、Ｐ１からＰ７（Ｐ８からＰ１１）と同じピッチでボルト５２のネジ部が嵌入できる程度の複数の孔が予め形成されている。
なお、ライナー５０として板状の部材を例示しているが、取付レール１２ａや１２ｂに収納されてかつボルトを挿通できる孔を形成したものであれば、例えば断面コの字や断面口の字等の他の断面形状のものを用いてもよい。また、ライナー５０の長手方向の寸法は、上記ボルトの取り付けピッチＰ１からＰ７の和に若干の余裕代を加味した程度の寸法であればよい。

次に、ライナー５０の上記複数の孔にボルト５２のネジ部を差し込む。このとき、ボルト５２がライナー５０から抜ける場合は、例えば両面テープ等でライナー５０とボルト５２とが抜け落ちないように接着固定する。
上記ボルト保持部材（ライナー）５０と当該ライナー５０に保持された複数のボルト５２とを合わせて、「モジュール固定機構」を構成する。
そして、取付レール１２ａ、１２ｂの開放端部（図２の符号Ｃ参照）から、ボルト５２を保持した状態のモジュール固定機構をボルト５２の頭部とライナー５０とが取付レール１２ａ、１２ｂの溝内に位置する態様で挿入し、複数のボルト５２が取付レール１２ａ、１２ｂのＹ方向で中央天井モジュール３０が取り付けられる位置に整列するように位置決めする。
続いて、取付レール１２ｂの所定の場所に位置決めされたライナー５０に保持されたボルト５２のネジ部に、中央天井モジュール２０の取付部３８ａ、３８ｂをナット５４で締め付け固定する。このとき、取付レール１２ａ、１２ｂと中央天井モジュール３０の取付部３８ａ、３８ｂとの間に、高さを微調整するスペーサ５６を必要に応じて備えてもよい。

図５に示すように、取付レール１２ａ、１２ｂの溝の内部に挿入されたライナー５０に保持された複数のボルト５２は、ボルト５２の頭部の一方の面が取付レール１２ａ、１２ｂの底面に面接触するとともに他方の面はライナー５０に面接触している。
このとき、上記のとおり、ライナー５０は取付レール１２ａ、１２ｂ内でＹ方向の軸回りに回転しないように構成されているため、中央天井モジュール２０の位置合わせ作業中に取付部３８ａ、３８ｂ等がボルト５２のネジ部の先端部に当たったとしても、ボルト５２が傾いたり倒れたりすることを抑制することができ、またボルト５２の取り付けピッチが変化することがなく安定した位置決めを行うことができる。
したがって、本発明の取り付け構造及び取り付け方法によれば、複数のボルト５２をライナー５０の孔に保持させた時点で所定の取り付けピッチＰ１〜Ｐ７（Ｐ８〜Ｐ１１）に設定されるので、取付レール１２ａ、１２ｂに位置決めされた複数のボルト５２の位置の調整や修正を必要としないため、中央天井モジュール３０などのモジュールユニットを屋根構体１０や側構体２０に取り付ける際の作業工数を削減することができる。

上記した実施の形態では、鉄道車両構体１の屋根構体側を作業場の床面に載置した状態でモジュールユニットの取り付けを行い、その後、鉄道車両構体１の上下方向を反転させるいわゆる反転艤装において、モジュールユニットを取り付ける構造および方法とその効果を説明したが、本発明の取り付け構造は、上記実施の形態の態様に限定されるものではない。
例えば、反転艤装ではなく屋根構体１０に下方からモジュールユニットを取り付けるいわゆる通常の艤装作業においても、ボルト５２の転倒や傾きを防止したり、取り付けピッチが変化せず位置決めが安定するとの効果を得ることができる。
さらに、上記した実施の形態では、取付レール１２ａから１２ｃおよび２２ａは軌条車両構体のＹ方向に沿って備えられる場合を説明したが、これらの取付レールが軌条車両構体１とは別の部品であって、軌条車両構体１のＸ方向やＺ方向に沿う態様で軌条車両構体１に備えられる場合であっても、上記の構成および方法によって上述した効果を得ることができる。
例えば、鉄道車両構体１の側構体２０に上下方向に取付レールを配置し、上記モジュール固定機構を用いてモジュールユニットを取り付ける際にも、組み付けるためのボルトが落下することなく安定した位置決めを行うことが可能である。
また、鉄道車両構体１の妻構体に取付レールを形成して、上記の方法と同様にモジュール固定機構を用いてモジュールユニットを取り付けてもよい。

上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
さらに、各実施例の構成の一部について、その他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
例えば、上記した実施の形態では、ライナーの孔にボルトを通して保持する際に両面テープ等でボルトを接着固定する場合を例示したが、ライナーの孔の位置に鉤状のフック部を形成し、ボルトの頭部を上記フック部に引っ掛ける態様で抜け止めを行う等の変更を行ってもよい。

１鉄道車両構体
１０屋根構体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ取付レール
２０側構体
２２ａ取付レール
３０中央天井モジュール
３８ａ、３８ｂ取付部
４０側天井モジュール
５０ボルト保持部材（ライナー）
５２ボルト
５４ナット
５６スペーサ
Ｐ１〜Ｐ１１取り付けピッチ

Claims

軌条車両構体にモジュールユニットを取り付けた取り付け構造であって、
前記モジュールユニットを固定するために前記軌条車両構体の一部に形成された取付レールと、
前記取付レール内に挿入されるとともに前記モジュールユニットを締結固定するモジュール固定機構と、を備え、
前記モジュール固定機構は、前記モジュールユニットを締結する複数のボルトと、前記複数のボルトを保持するボルト保持部材と、を含み、
前記ボルト保持部材には、前記モジュールユニットの取り付けピッチに合わせて前記複数のボルトが挿入される孔が形成されている
ことを特徴とする軌条車両構体へのモジュールユニットの取り付け構造。
前記取付レールは、所定の幅を有する底部と、当該底部の両側に位置し上端が内側に屈曲する側壁部と、を有する断面形状で連続的に形成され、
前記モジュール固定機構は、前記複数のボルトの頭部が前記ボルト保持部材と前記取付レールの底部との間に挟まれる態様で、前記取付レールに挿入される
ことを特徴とする請求項１に記載の軌条車両構体へのモジュールユニットの取り付け構造。
前記ボルト保持部材は、前記取付レールの底部の幅よりも小さい幅で形成されており、
かつ前記取付レールの長手方向の軸回りに前記取付レール内で回転しない構成とされている
ことを特徴とする請求項２に記載の軌条車両構体へのモジュールユニットの取り付け構造。
前記軌条車両構体はアルミニウム合金製の押出形材で構成されており、
前記取付レールは、前記押出形材に一体に押出成形されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の軌条車両構体へのモジュールユニットの取り付け構造。
前記押出形材は、前記軌条車両構体の長手方向に沿って押出成形されている
ことを特徴とする請求項４に記載の軌条車両構体へのモジュールユニットの取り付け構造。
軌条車両構体にモジュールユニットを取り付ける方法であって、
前記モジュールユニットを締結固定するモジュール固定機構を準備する工程と、
前記軌条車両構体の一部に形成された取付レールに前記モジュール固定機構を挿入して位置決めする工程と、
前記モジュール固定機構に前記モジュールユニットを締結固定する工程と、を含み、
前記モジュール固定機構は、前記モジュールユニットを締結する複数のボルトと、前記複数のボルトを保持するボルト保持部材と、を備える
ことを特徴とする軌条車両構体にモジュールユニットを取り付ける方法。
前記モジュールユニットは、前記軌条車両構体の屋根構体に取り付けられ、
前記位置決めする工程の前に、前記軌条車両構体を前記屋根構体が下向きになるように配置する工程と、
前記締結固定する工程を終了した後に、前記軌条車両構体を上下反転する反転工程と、
をさらに備える
ことを特徴とする請求項６に記載の軌条車両構体にモジュールユニットを取り付ける方法。
前記モジュールユニットは、前記軌条車両構体の側構体又は妻構体に取り付けられ、
前記取付レールは、前記軌条車両構体の幅方向又は高さ方向に沿って形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の軌条車両構体にモジュールユニットを取り付ける方法。