JP6557320B2 - 軌条車両の床下への機器取り付け装置及び機器取り付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、軌条車両の床下へ電気機器、空気ブレーキ装置等の機器を取り付ける装置及びその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床下には、補助電源装置、非常用電源（バッテリ）、ブレーキ制御装置、空気タンク等の機器が固定される。
従来これらの機器は、鉄道車両の製造現場において平面を自在に移動できる車輪等を備えた搬送台車に搭載された後、鉄道車両の床下へ機器毎に運ばれ、搬送台車に備えられた昇降装置によって所定の高さまで持ち上げるとともに、前後及び左右方向の位置を微調整した後、鉄道車両の床下の所定の場所に固定されていた。

このような取り付け動作を行う場合、鉄道車両の床下の取り付け位置に各機器を個別に取り付けてゆくこととなるため、上記搬送台車及び上記昇降装置の位置決めの精度が出ない場合は、各機器を床下の対応する位置に位置決めする時間が多く必要となり、作業性が悪いという課題があった。
こうした問題点を解決するために、例えば特許文献１に、床下機器の取り付け作業の効率を高める装置が開示されている。
特許文献１に記載された装置は、複数の機器を共通の取付架台に予め取り付けておき、当該取付架台を鉄道車両の床下（台枠）に位置決めして取り付けることにより、組立時間の短縮を図るものである。

実開平４−１０８４７８号公報

特許文献１に記載された装置を用いて、複数の機器が取り付けられた取付架台を鉄道車両に固定する作業を行った場合、上記取付架台を位置決めする工程と各機器を個別に鉄道車両の床下に取り付ける工程とが１度で終了するために、工数面での作業効率を改善できる。
しかしながら、取付架台を採用することにより当該取付架台の分の重量が鉄道車両に付加されることとなり、完成品としての鉄道車両自体の重量が大きくなってしまうという問題点がある。
また、例えば数百キログラムにもおよぶ機器を複数取り付けた取付架台を搬送台車で所定位置まで運搬して位置決めする場合、安全に搬送するためには搬送台車の移動速度を上げることが難しいため、位置決め作業に時間が必要となってしまう。
さらに、鉄道車両用の軌道等が作業スペースに設けられている場合は、当該作業スペースの床面の平面度や平坦度が良くないため、搬送台車による微調整を伴う位置決め作業に対して、さらに多くの時間や工数を要するという問題点がある。
そこで、本発明の目的は、追加的な取付部材を用いることなく、各機器の鉄道車両への位置決めを容易に行うことができる機器取り付け装置及び機器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ための構成として、本発明の軌条車両の床下への機器取り付け装置は、前記軌条車両を支持する台車が走行する軌道を走行する第１台車と、前記軌道の側方位置に設置される台と、前記台の上面及び前記第１台車の上面を相互に移動可能に設けられる第２台車と、を備え、前記台の上面及び前記第１台車の上面には、それぞれ前記第２台車が走行する案内走行機構が設けられ、前記台と、前記第１台車と、に跨って備えられる前記第１台車の移動を拘束する接続装置をさらに備える。
また、本発明の軌条車両の床下に機器を取り付ける方法は、前記軌条車両の台車が走行する軌道を移動する第１台車を、前記軌道の側方位置に設置された台に連結する連結工程と、前記台の上に配置された第２台車の台座の上に、前記機器を載置する載置工程と、前記第２台車を前記台の上から前記第１台車の上に移動させる移動工程と、前記機器の前記軌条車両の長手方向における位置が、前記軌条車両において取り付けられるべき位置となるように、前記第２台車を載せた前記第１台車の位置を前記長手方向に移動しかつ位置決めする長手方向位置決め工程と、前記機器の前記軌条車両の幅方向における位置が、前記軌条車両において取り付けられるべき位置となるように、前記第２台車の位置を前記第１台車上で前記幅方向に移動しかつ位置決めする幅方向位置決め工程と、前記第２台車上の前記台座を前記軌条車両の高さ方向に持ち上げた後、前記機器を前記軌条車両の床下に接続する接続工程と、を含み、前記連結工程において、前記第１台車と前記台とを接続装置によって固定する拘束工程をさらに含む。

本発明によれば、追加的な取付部材を用いることなく、各機器の鉄道車両への位置決めを容易に行うことができる機器取り付け装置及び機器取り付け方法を提供することができる。
また、本発明によれば、機器の移送や取り付け部への位置決めにおける作業者の負担を軽減できる。

図１は、本発明による機器取り付け装置の側面図である。 図２は、本発明による機器取り付け装置の上面図である。 図３は、本発明による機器取り付け装置の接続装置の上面図である。 図４は、本発明による機器取り付け装置の接続装置の断面図（図３のＢ−Ｂ断面）である。 図５は、本発明による機器取り付け装置によって車両の床下に機器を取り付けている状態を示す側面図（図２のＡ−Ａ断面）である。 図６は、本発明による機器取り付け装置により、空気タンクを車両の床下へ取り付ける様子を示す側面図である。 図７は、空気タンクを車両へ取り付ける機器取り付け装置の正面図（図６Ｃ−Ｃ断面）である。

以下に、図１から図７を用いて、補助電源装置や空気タンク等の床下機器を軌条車両の床下に取り付ける機器取り付け装置及び機器の取り付け方法について説明する。
本明細書における「軌条車両」とは、敷設された軌道に沿って運行される車両の総称であり、例えば鉄道車両、路面電車、新交通システム車両、モノレール車両等が含まれる。そこで、以下では代表的な軌条車両として鉄道車両を例に挙げて、機器取り付け装置１及び機器取り付け方法について説明する。

まず、機器取り付け装置１の動作（取り付け方法）に関係する方向を定義する。本明細書において、機器取り付け装置１に関係する方向として、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、鉄道車両５の高さ方向をＺ方向とする。
以下では、単に、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向として示す。

図１は、本発明による機器取り付け装置１の側面図であり、図２は、本発明による機器取り付け装置１の上面図である。
機器取り付け装置１は、鉄道車両５を支持する仮台車（図示せず）が転動する軌道２を走行する第１台車２０と、軌道２の側方に配置されるとともに第１台車２０が連結できる台１０と、第１台車２０及び台１０の上面に敷設される例えば案内レール等の案内走行機構上を走行する第２台車３０と、から構成される。
第１台車２０の幅寸法は、当該第１台車の上を移動する第２台車の移動領域が鉄道車両５の下面の全面をカバーできるように、鉄道車両５の下面の幅寸法より大きく設定されており、その上面にはＸ方向のほぼ全幅にわたって案内走行機構（例えば案内レール２２）が敷設されている。また、第１台車２０は、鉄道車両５を支持する仮台車（図示せず）と共通の軌道２上をＹ方向に移動できる輪軸２４を備える。
なお、図１に示す輪軸２４として、軌道２の上面を転動する車輪とこれら車輪を車軸で連結したものを例示したが、例えば車軸を省略するとともに軌道２に併設される窪み（鉄道車両５を支持する仮台車の車輪のフランジが容易に通過できるように設けられる溝）を走行する車輪であってもよい。

台１０は、軌道２のＸ方向のいずれか一方の路盤上に当該軌道２に沿うように固定されており、台１０の上面の高さは第１台車２０の上面高さとほぼ同じ高さとなっている。
また、台１０の上面にはＸ方向に沿う案内走行機構（例えば案内レール１２）が敷設されている。この案内レール１２の軌間は、上記した第１台車の案内レール２２の軌間と同一となるように設定されており、案内レール１２と案内レール２２とがＹ方向の同一位置に配置されることにより、台１０と第１台車２０との間に共通の案内レールを形成する。
このような配置とすることにより、第２台車３０が第１台車の案内レール２２と台１０の案内レール１２の上を相互に移動できる。また、同一の軌間の案内レール１２及び２２の間を第２台車３０が往復動できるため、簡単な構造で作業者の作業を容易にすることができる。

上記した台１０と第１台車２０とを連結する際に、台１０の案内レール１２と第１台車２０の案内レール２２との接続を維持するため、台１０の第１台車２０の側の端部と第１台車２０の台１０側の端部とに跨って、第１台車２０のＹ方向の移動を拘束する接続装置４０が備えられる。
図３は、本発明による機器取り付け装置１の接続装置の上面図であり、図４は、本発明による機器取り付け装置１の接続装置の断面図（図３のＢ−Ｂ断面）である。
接続装置４０は、台１０の上面に固定される蝶番（ちょうつがい）４６と、蝶番４６に固定される係止部４４と、から構成される。係止部４４は、Ｘ方向とＺ方向とを含む面内で蝶番４６を支点に回動でき（図４参照）、係止部４４を倒した時に係止部４４の先端部が第１台車２０の上面に備えられる穴４２に差し込まれることによって、台１０と第１台車２０とのＹ方向の相対的な動きを拘束する。

接続装置４０によって台１０と第１台車２０とを接続したとき、台１０の案内レール１２と第１台車２０の案内レール２２とが接続される。こうして形成された一連の案内レールにより、第２台車３０は台１０と第１台車２０との上面を往来できる。
このような構成により、第２台車３０を移動させる際に台１０に対して第１台車２０のＹ方向の動きが拘束されるため、第１台車２０の位置が安定することにより、第２台車３０を動かす作業者がより安全に作業することができる。
なお、図３では蝶番４６を台１０に備え、係止部４４の先端が差し込まれる穴４２を第１台車２０に備える場合を例示したが、蝶番４６を第１台車２０に備え、穴４２を台１０に備えるように配置してもよい。
これらの接続装置４０の構成によれば、作業者が台１０と第１台車２０との連結作業を簡素化できる。

図５は、本発明による機器取り付け装置１によって車両の床下に機器を取り付けている状態を示す側面図（図２のＡ−Ａ断面）である。
第２台車３０は、台１０の案内レール１２及び第１台車２０の案内レール２２の上を転動する輪軸を下方に備える台座３５と、台座３５の上面に備えられるとともに昇降台３６をＺ方向に持ち上げる昇降装置３８と、昇降台３６の上面に備えられるターンテーブル３４と、を備える。また、台座３５のＸ方向の端部には、第２台車３０を移動させるときに作業者が保持する手摺３３が設けられる。

図１〜図５を参照して、床下機器８０を鉄道車両５の下面に備える手順を説明する。
まず、第１台車２０を台１０の側方に移動して、台１０と第１台車２０とを接続装置４０によって接続する。このとき、第１台車２０の上方には鉄道車両５が配置されている。
次に、台１０に置かれた第２台車３０のターンテーブル３４の上面に、天井クレーン９５（図１参照）又はフォークリフト（図示せず）で、鉄道車両５の下面（床下）に取り付けられる機器８０を載置する。
続いて、作業者は、機器８０を搭載した第２台車３０を台１０の上面から第１台車２０の上面に移動させる。このとき、第２台車３０が第１台車の上面の所定位置に配置された後、必要に応じて、第２台車３０が第１台車２０の案内レール２２の上を転動しないように、輪軸３２をストッパ等で固定してもよい。
なお、第２台車３０を転動可能に支持する輪軸３２は、必ずしも車軸を必要とせず各々の車輪を台座３５の下方に備えてもよい。

その後、作業者は、接続装置４０による台１０と第１台車２０との接続を解除し、第２台車３０を搭載した第１台車２０を軌道２に沿って床下機器８０を固定する鉄道車両５の下方位置まで移動する。そして、昇降装置３８を駆動して昇降台３６及びターンテーブル３４を上昇させ、機器８０の取り付け部を鉄道車両５の床下の取り付け部に当接する。
このとき、Ｘ方向の微調整が必要な場合は、第２台車３０を案内レール２２に沿って位置調整し、Ｙ方向に微調整が必要な場合は、第１台車２０を軌道２に沿って位置調整することにより、容易に高精度の位置決めを行うことができる。
また、Ｘ方向とＹ方向とを含む面内での回転による微調整が必要な場合は、第２台車３０に備えられたターンテーブル３４によって位置調整することができる。

機器８０の取り付け部を鉄道車両５の床下の取り付け部への当接が完了すると、所定のボルト等で機器８０を鉄道車両５の床下に固定する。
そして、機器８０の鉄道車両５への固定作業が完了すると、昇降装置３８を下げるとともに第１台車２０を台１０に接続できる位置まで戻した後、接続装置４０で第１台車２０を台１０へ接続する。その後、第２台車３０を台１０へ移動して、次の機器を第２台車３０へ載置する準備を完了する。

本発明の変形例として、図６及び図７を参照して、鉄道車両の床下に空気タンクを取り付ける場合の取り付け装置の概要を示す。
ここで、図６は、本発明による機器取り付け装置１により、空気タンクを車両の床下へ取り付ける様子を示す側面図であり、図７は、空気タンクを車両へ取り付ける機器取り付け装置１の正面図（図６Ｃ−Ｃ断面）である。

空気タンク８２を鉄道車両５の床下へ取り付ける場合、第２台車３０のターンテーブル３４の上面にタンク支持装置９０を配置し、このタンク支持装置９０に空気タンク８２を載置する。
タンク支持装置９０は、台座９１と、空気タンク８２の胴部を支持するタンク支持機構（機器支持機構）９２と、から構成される。タンク支持機構９２は、コロ９４の回転軸を同一の線上に配置して隔置された２個のコロ支持部９３で構成されており、台座９１の上にそれぞれのコロ９４の回転軸が平行となるように一対で設けられている。
空気タンク８２は、取り付け脚８４を下方に向けた姿勢でパレットの上面に固定されて製造現場に搬入される。取り付け脚８４を下方に向けた姿勢で空気タンク８２を天井クレーン９５で吊り上げて、タンク支持装置９０の上に載置する。
タンク支持装置９０の上に載置された空気タンク８２は、コロ９４の上を空気タンク８２の軸周りに１８０°回転されて、鉄道車両５の床下に取り付けられる姿勢を得る。
そして、図１〜図５で説明した方法と同様に、鉄道車両５の下面の所定の場所まで空気タンク８２を搬送して位置決めした後、昇降装置３８で空気タンク８２を持ち上げて取り付け脚８４を鉄道車両５の床下の取り付け部に当接した後、ボルト等で固定する。

本発明の取り付け装置は、各搬送方向に対応する複数の台車を備えている。つまり、機器８０等を第２台車３０でＸ方向に搬送し、機器８０等を第１台車２０でＹ方向に搬送し、機器８０等を第２台車３０の昇降装置３８によってＺ方向に持ち上げるとともに、必要に応じて第２台車３０のターンテーブル３４によって機器８０等を水平面に回転する。これらの機構により、ＸＹＺそれぞれの方向に対する位置決めを高精度に行うことが可能となる。
そして、機器８０等の位置決めが終わった後、機器８０等の取り付け脚を鉄道車両５の下面に固定する。各台車はそれぞれの案内機構に沿ってのみ走行するため、移動する方向に向けて直線的に移動することができ、移動する方向に交差する方向への意図しない移動を考慮する必要がない。

本発明の取り付け装置において、第２台車３０は、輪軸３２に支持されており、輪軸３２が案内レール１２及び案内レール２２の上を転動する。このとき、輪軸３２と案内レール１２及び案内レール２２との間の摩擦は小さいため、一人の作業者が容易にＸ方向に機器８０等を搬送できる。
しかも、Ｘ方向にのみ機器８０等を搬送するため、機器８０の重心が高い場合でも移動する方向の反対側を支持するだけでよく、さらに、低摩擦なので速やかに小さい工数の一人作業で安全にＸ方向へ搬送することができるとともに、位置決め精度も向上できる。
また、第１台車２０は、輪軸２４に支持されており、輪軸２４が軌道２を転動する。輪軸２４と軌道２との間の摩擦は小さいため、一人の作業者が容易にＹ方向に機器８０等を迅速に搬送できる。
しかも、Ｙ方向にのみ機器８０等を搬送するため、機器８０の重心が高い場合でも移動する方向の反対側を支持するだけでよく、さらに、低摩擦なので速やかに小さい工数の一人作業で安全にＹ方向へ搬送することができるとともに、位置決め精度も向上できる。

本発明の取り付け装置において、第１台車２０のＸ方向の寸法を鉄道車両５の下面のＸ方向の寸法より大きくしている。このため、第２台車３０を鉄道車両５の下面のＸ方向の寸法より大きく移動することができるので、鉄道車両５の下面のＸ方向の端部にも機器８０等を速やかに小さい工数の一人作業で安全に固定することができる。
また、台１０と第１台車２０とを接続装置４０で接続することにより、第１台車２０のＹ方向の移動を抑制するとともに、案内レール１２から案内レール２２に渡る連続した案内レールの位置決め簡単に行うことができる。このため、機器８０等を搭載した第２台車３０を台１０から第１台車２０へ相互に円滑に移動することができるので、速やかに小さい工数の一人作業で安全に機器８０等を鉄道車両５の下面に固定することができる。
さらに、空気タンク８２を載置して、その軸周りに空気タンク８２を回転させて取り付け姿勢を得ることができるタンク支持装置９０を第２台車３０に搭載することにより、製造現場に搬入された姿勢と、鉄道車両５の下面への取り付け姿勢とが異なる機器であっても、安全に一人作業で鉄道車両５の下面に機器を取り付けることができる。

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、案内走行機構として台及び第１台車に案内レールを設けることを例示したが、当該案内レールに代えて一対の溝を形成して第２台車の走行を案内するように構成してもよい。

１ 機器取り付け装置
２ 軌道
５ 軌条車両（鉄道車両）
１０ 台
１２ 案内走行機構（案内レール）
２０ 第１台車
２１ 穴
２２ 案内走行機構（案内レール）
２４ 輪軸
３０ 第２台車
３２ 輪軸
３３ 手摺
３４ ターンテーブル
３５ 台座
３６ 昇降台
３８ 昇降装置
４０ 接続装置
４２ 穴
４４ 係止部
４６ 蝶番
８０ 機器
８２ 空気タンク
８４ 脚
９０ タンク支持装置
９１ 台座
９２ タンク支持機構（機器支持機構）
９３ コロ支持部
９４ コロ
９５ 天井クレーン

Claims (11)

1. 軌条車両の床下への機器取り付け装置であって、
   前記軌条車両を支持する台車が走行する軌道を走行する第１台車と、
   前記軌道の側方位置に設置される台と、
   前記台の上面及び前記第１台車の上面を相互に移動可能に設けられる第２台車と、を備え、
   前記台の上面及び前記第１台車の上面には、それぞれ前記第２台車が走行する案内走行機構が設けられ、
   前記台と、前記第１台車と、に跨って備えられる前記第１台車の移動を拘束する接続装置をさらに備える
   ことを特徴とする機器取り付け装置。
2. 前記第２台車は、前記軌条車両の床下に取り付けられる機器が載置される台座を昇降させる昇降装置を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の機器取り付け装置。
3. 前記接続装置は、
   蝶番と、
   前記蝶番に接続するとともに前記台及び前記第１台車が含まれる垂直面内で回動可能な係止部と、
   前記係止部の先端部が挿入される穴と、
   から構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の機器取り付け装置。
4. 前記第２台車は、前記機器を水平面内で回動するターンテーブルを前記台座の上面にさらに備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の機器取り付け装置。
5. 軌条車両の床下への機器取り付け装置であって、
   前記軌条車両を支持する台車が走行する軌道を走行する第１台車と、
   前記軌道の側方位置に設置される台と、
   前記台の上面及び前記第１台車の上面を相互に移動可能に設けられる第２台車と、を備え、
   前記第２台車は、前記軌条車両の床下に取り付けられる機器が載置される台座を昇降させる昇降装置を有すると共に、前記機器を水平面内で回動するターンテーブルを前記台座の上面に備える
   ことを特徴とする機器取り付け装置。
6. 前記台の上面及び前記第１台車の上面には、それぞれ前記第２台車が走行する案内走行機構が設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載の機器取り付け装置。
7. 前記第２台車は、前記ターンテーブルの上面に一対の機器支持機構をさらに備え、
   前記機器支持機構は、前記機器の支持面を回転自在に支持する支持部材が、その回転軸が同一の線上となるように配置されている
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の機器取り付け装置。
8. 前記軌道と直交する方向において、前記第１台車の寸法は前記軌条車両の寸法より大きくなるように形成されている
   ことを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の機器取り付け装置。
9. 軌条車両の床下に機器を取り付ける方法であって、
   前記軌条車両の台車が走行する軌道を移動する第１台車を、前記軌道の側方位置に設置された台に連結する連結工程と、
   前記台の上に配置された第２台車の台座の上に、前記機器を載置する載置工程と、
   前記第２台車を前記台の上から前記第１台車の上に移動させる移動工程と、
   前記機器の前記軌条車両の長手方向における位置が、前記軌条車両において取り付けられるべき位置となるように、前記第２台車を載せた前記第１台車の位置を前記長手方向に移動しかつ位置決めする長手方向位置決め工程と、
   前記機器の前記軌条車両の幅方向における位置が、前記軌条車両において取り付けられるべき位置となるように、前記第２台車の位置を前記第１台車上で前記幅方向に移動しかつ位置決めする幅方向位置決め工程と、
   前記第２台車上の前記台座を前記軌条車両の高さ方向に持ち上げた後、前記機器を前記軌条車両の床下に接続する接続工程と、を含み、
   前記連結工程において、前記第１台車と前記台とを接続装置によって固定する拘束工程をさらに含む
   ことを特徴とする機器を取り付ける方法。
10. 前記接続工程において、前記台座を水平面内で回転させることにより、前記機器の位置を微調整する微調整工程をさらに含む
    ことを特徴とする請求項９に記載の機器を取り付ける方法。
11. 軌条車両の床下に機器を取り付ける方法であって、
    前記軌条車両の台車が走行する軌道を移動する第１台車を、前記軌道の側方位置に設置された台に連結する連結工程と、
    前記台の上に配置された第２台車の台座の上に、前記機器を載置する載置工程と、
    前記第２台車を前記台の上から前記第１台車の上に移動させる移動工程と、
    前記機器の前記軌条車両の長手方向における位置が、前記軌条車両において取り付けられるべき位置となるように、前記第２台車を載せた前記第１台車の位置を前記長手方向に移動しかつ位置決めする長手方向位置決め工程と、
    前記機器の前記軌条車両の幅方向における位置が、前記軌条車両において取り付けられるべき位置となるように、前記第２台車の位置を前記第１台車上で前記幅方向に移動しかつ位置決めする幅方向位置決め工程と、
    前記第２台車上の前記台座を前記軌条車両の高さ方向に持ち上げた後、前記機器を前記軌条車両の床下に接続する接続工程と、を含み、
    前記接続工程において、前記台座を水平面内で回転させることにより、前記機器の位置を微調整する微調整工程をさらに含む
    ことを特徴とする機器を取り付ける方法。

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