KR20130029106A

KR20130029106A - 차체 프레임의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130029106A
Application number: KR1020137002268A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 가토
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2013-03-21
Also published as: KR101446447B1; JP5342532B2; CN103038118A; US9327736B2; WO2012046458A1; EP2626271A1; CN103038118B; JP2012076686A; US20130185941A1; EP2626271A4

Abstract

본 발명의 차체 프레임의 제조 방법은, 지붕 구조체와, 서로 마주보는 측구조체와, 마루 구조체를 접합하는 차체 프레임의 제조 방법으로서, 상기 측구조체를 형성하는 복수의 패널 보드의 내면판과 외면판 중 한쪽의 면판끼리만을 맞대어 접합하는 상기 측구조체의 중간체를 제조하는 1차 접합 공정과, 상기 지붕 구조체와 상기 마루 구조체와 상기 중간체를 접합하는 구조체 접합 공정과, 상기 구조체 접합 공정 후에, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드의 상기 내면판과 상기 외면판 중 다른쪽의 면판끼리를 접합하여, 상기 측구조체를 완성시키는 2차 접합 공정을 갖는다.

Description

차체 프레임의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING VEHICLE FRAME}

본 발명은 지붕 구조체(roof structure)와, 서로 마주보는 측구조체와, 마루 구조체를 접합한 차체 프레임의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은 2010년 10월 5일에 일본 출원된 일본 특허 출원 제 2010-225789 호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

궤도 차량의 차체 프레임은 일반적으로 지붕 구조체와, 서로 마주보는 측구조체와, 마루 구조체를 접합하여 제조된다.

이와 같은 차체 프레임의 제조 방법은, 예를 들면 이하의 특허문헌 1에 기재되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 더블 스킨이라 불리는 복수의 패널 보드로 측구조체 등의 구조체를 형성하고 있다. 이 패널 보드는 서로 대향하고 있는 내면판 및 외면판과, 내면판과 외면판을 접속하는 복수의 리브를 갖고 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 복수의 패널 보드의 외면판끼리를 마찰 교반 접합에 의해 접합하고, 복수의 패널 보드의 내면판끼리를 용접 등에 의해 접합하여, 측구조체를 형성하고 있다. 그리고, 이상과 같이 형성된 측구조체와, 지붕 구조체를 접합하여, 차체 프레임을 제조하고 있다.

일본 특허 공개 제 2002-284001 호 공보

상기 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 복수의 패널 보드의 내면판끼리 및 외면판끼리를 접합하는 과정에서, 접합열의 영향 등으로 패널 보드 사이에 뒤틀림이 생겨 버린다. 그 때문에, 하나의 패널 보드에 대하여, 이 하나의 패널 보드에 인접하는 다른 패널 보드가 목적의 각도로 접합되지 않는 일이 있다. 이 경우, 이 하나의 패널 보드와 다른 패널 보드와의 사이의 뒤틀림을 제거할 필요가 있다.

그런데, 하나의 패널 보드와 다른 패널 보드는 각각의 내면판끼리 및 외면판끼리 접합되어 있기 때문에, 하나의 패널 보드와 다른 패널 보드의 접속 강성이 높다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 패널 보드 사이에 있어서의 뒤틀림을 제거하기 위해서 많은 노력이 따르며, 차체 프레임의 제조 공정수가 많아진다고 하는 문제점이 있다.

그래서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하여, 차체 프레임의 제작 공정수를 저감할 수 있는 차체 프레임의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위한 발명에 따른 차체 프레임의 제조 방법은, 내면판과, 상기 내면판에 대향하고 있는 외면판과, 상기 내면판과 상기 외면판 사이에 배치되어 이들을 접속하는 복수의 리브를 갖는 복수의 패널 보드에 의해 형성된 지붕 구조체와, 서로 마주보는 측구조체와, 마루 구조체를 접합하는 차체 프레임의 제조 방법에 있어서, 상기 측구조체를 형성하는 상기 복수의 패널 보드의 상기 내면판과 상기 외면판 중 한쪽의 면판끼리만을 맞대어 접합하는 상기 측구조체의 중간체를 제조하는 1차 접합 공정과, 상기 지붕 구조체와 상기 마루 구조체와 상기 중간체를 접합하는 구조체 접합 공정과, 상기 구조체 접합 공정 후에, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드의 상기 내면판과 상기 외면판 중 다른쪽의 면판끼리를 접합하여, 상기 측구조체를 완성시키는 2차 접합 공정을 갖는다.

이 경우, 복수의 상기 패널 보드 사이의 뒤틀림을 없앨 필요가 있는 경우에는, 상기 구조체 접합 공정 후에 있어서 상기 2차 접합 공정 전에, 또는 상기 2차 접합 공정 중에 복수의 상기 패널 보드 사이의 뒤틀림을 제거하는 뒤틀림 제거 공정을 추가로 구비해도 좋다.

상기 제조 방법에서는, 복수의 패널 보드의 한쪽의 면판끼리가 접합되고, 다른쪽의 면판끼리가 접합되어 있지 않으며, 패널 보드 사이의 접속 강성이 낮은 상태에서, 패널 보드 사이의 뒤틀림 제거를 실행하므로, 극히 간단하게 패널 보드 사이의 뒤틀림을 제거할 수 있다.

여기서, 상기 차체 프레임의 제조 방법에 있어서, 상기 2차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판끼리를 용접으로 접합할 때, 용접 부분에 대한 입열량을 조절하여, 상기 2차 접합 공정 중에 상기 뒤틀림 제거 공정을 실행하여도 좋다.

상기 제조 방법에서는, 2차 접합과 뒤틀림 제거를 동시에 실행하게 되므로, 차체 프레임의 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 차체 프레임의 제조 방법에 있어서, 상기 한쪽의 면판은 상기 외면판이며, 상기 1차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 외면판끼리를 접합하여도 좋다.

이 경우, 상기 1차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 외면판끼리를 마찰 교반 접합법으로 접합하여도 좋다.

상기 제조 방법에서는, 외면판끼리의 접합 부분의 외관을 깔끔하게 할 수 있다.

또한, 상기 차체 프레임의 제조 방법에 있어서, 상기 2차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판끼리를 상기 마찰 교반 접합법을 제외한 용접법, 구체적으로는, MIG(Metal Inert Gas) 용접이나 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 등의 융접으로 접합하여도 좋다.

상기 제조 방법에서는, 2차 접합 공정에서, 접합 부분을 지지하기 위해서 기구를 이용하지 않고 접합할 수 있다.

또한, 상기 차체 프레임의 제조 방법에 있어서, 상기 패널 보드의 상기 복수의 리브는 상기 한쪽의 면판과 평행한 제 1 방향으로 길게 연장되고, 또한 상기 한쪽의 면판과 평행이며 또한 상기 제 1 방향으로 수직인 제 2 방향으로 늘어서고, 상기 1차 접합 공정에서는, 상기 복수의 패널 보드 각각의 리브가 서로 평행이며, 또한 복수의 상기 패널 보드가 상기 제 2 방향으로 늘어선 상태로 각 패널 보드의 상기 한쪽의 면판끼리를 맞대어 접합하여도 좋다.

이 경우, 상기 구조체 접합 공정에서는, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드가 늘어서 있는 방향을 상하 방향으로 하고, 복수의 상기 패널 보드 중 상단의 패널 보드의 상부 가장자리를 상기 지붕 구조체에 접합하고, 하단의 패널 보드 하부 가장자리를 상기 마루 구조체에 접합하며, 상기 2차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드가 늘어서 있는 상기 상하 방향으로, 가장 중앙 부근의 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판과, 상기 중앙 부근의 패널 보드에 인접하는 다른 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판과의 접합을, 마지막에 접합하여도 좋다.

가령, 비틀림 제거 및 2차 접합을 상단의 패널 보드에 관하여 최초로 실행하고, 순차적으로 하방의 패널 보드에 관하여 실행하며, 마지막으로 하단의 패널 보드에 관하여 실행했다고 한다.

이와 같은 순서로, 비틀림 제거 및 2차 접합을 실행하면, 복수의 패널 보드에 있어서, 상측 패널 보드에 대하여 인접하는 하측 패널 보드가 모두 우측으로 경사져 있으면, 2차 접합을 실행할 때마다, 상측 패널 보드에 대한 하측 패널 보드의 하단의 우측으로의 편차량이 축적되어, 가장 하단의 패널 보드와 그 위의 패널 보드를 2차 접합할 때는, 패널 보드의 하단의 우측으로의 편차량이 극히 커져 버린다. 이 때문에, 서로 이웃하는 패널 보드 사이의 뒤틀림 제거를 실행할 때마다, 이 서로 이웃하는 패널 보드 사이의 2차 접합을 실행하는 경우에는, 상기 제조 방법과 같이, 상하 방향에 있어서의 가장 중앙측의 패널 보드와 거기에 인접하는 패널 보드와의 사이의 2차 접합을 마지막으로 실행함으로써, 편차량의 축적을 줄이는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차체 프레임의 제조 방법에 있어서, 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판의 상기 제 2 방향에 있어서의 길이 치수는, 상기 패널 보드의 상기 한쪽의 면판의 상기 제 2 방향에 있어서의 길이 치수보다 짧고, 상기 제 2 접합 공정에서는, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판끼리 사이에 존재하는 간극에, 상기 간극을 매립하는 이음매판을 배치하여, 상기 이음매판과 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판을 접합하여도 좋다.

이 경우, 상기 패널 보드는, 상기 제 2 방향의 양측에, 상기 이음매판이 상기 다른쪽의 면판으로부터 상기 한쪽의 면판으로 근접한 방향으로의 이동을 규제하는 이음매판 받이부를 갖고, 상기 패널 보드의 상기 제 2 방향의 한쪽편의 상기 이음매판 받이부와, 다른쪽편의 이음매판 받이부 중 상기 한쪽편의 상기 이음매부에만 상기 이음매판이 결합하여, 상기 제 2 방향으로의 상기 이음매판의 이동을 규제하는 결합부가 형성되며, 상기 이음매판에는, 상기 결합부에 결합하는 피결합부가 형성되어 있어도 좋다.

또한, 이음매판을 거쳐서, 다른쪽의 면판끼리를 접합하는 경우, 상기 1차 접합 공정에서는, 상기 복수의 패널 보드의 상기 한쪽의 면판끼리를 맞대고, 맞댄 부분을 접합할 때, 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판측으로부터 회전 툴을 맞대기 부분에 가압하고, 상기 맞대기 부분을 마찰 교반 접합법으로 접합하여도 좋다.

상기 제조 방법에서는, 상기 한쪽의 면판을 아래로 하고, 패널 보드를 작업 마루면 상에 두어, 다른쪽의 면판끼리 사이의 간극으로부터 회전 툴을 한쪽의 면판끼리의 사이가 맞대기 부분에 가압하고, 다른쪽의 면판끼리를 마찰 교반 접합함으로써, 접합 부분을 지지하기 위해서 기구로 하여, 작업 마루면을 대체할 수 있다.

본 발명에서는, 만일, 패널 보드끼리의 사이의 뒤틀림 제거가 필요한 경우라도, 복수의 패널 보드의 한쪽의 면판끼리가 접합되고, 다른쪽의 면판끼리가 접합되지 않으며, 패널 보드끼리의 사이의 접속 강성이 낮은 상태에서, 패널 보드끼리의 사이의 뒤틀림 제거를 실행하므로, 극히 간단하게 패널 보드끼리의 사이의 뒤틀림을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 차체 프레임의 제작 공정수를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의, 각 구조체끼리의 접합 직전의 차체 프레임의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의, 각 구조체끼리의 접합 후의 차체 프레임의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의, 비틀림 제거 및 2차 접합 중의 차체 프레임의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의, 뒤틀림 제거 종료 후의 차체 프레임의 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 패널 보드의 전개 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시형태의 패널 보드끼리의 접합 과정을 도시하는 설명도이며, 도 6의 (a)는 패널 보드의 1차 접합 직전 상태를 도시하고, 도 6의 (b)는 패널 보드끼리의 2차 접합 직전 상태를 도시하며, 도 6의 (c)는 패널 보드의 2차 접합 후 상태를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시형태의 차체의 제조 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시형태의 변형예에 있어서의 패널 보드의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시형태의 변형예에 있어서의 차체 프레임의 정면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시형태의 차체를 도시하며, 도 10의 (a)는 차체의 사시도이며, 도 10의 (b)는 차체의 전개 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 차체 프레임의 제조 방법의 실시형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다.

우선, 차체 프레임의 제조 방법에 대해 설명하기 전에, 본 실시형태에 있어서의 차체의 개략 구성에 대하여 설명한다.

차체 프레임(1)은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 지붕 구조체(2)와, 서로 마주보는 복수 쌍의 측구조체(4)와, 마루 구조체(3)를 구비하고 있다. 각 측구조체(4)의 상부 가장자리에는 지붕 구조체(2)가 접합되고, 각 측구조체(4) 하부 가장자리에는 마루 구조체(3)가 접합되어 있다.

본 실시형태에서, 지붕 구조체(2), 측구조체(4), 마루 구조체(3)는 모두 금속성의 복수의 패널 보드끼리를 접합한 것으로 구성되어 있다. 각 구조체(2, 3, 4)는 복수의 패널 보드의 길이 방향이 차체의 전후 방향을 향하고, 복수의 패널 보드의 짧은 방향의 단부끼리가 접합되어 형성되어 있다.

본 실시형태의 차체는, 이상에서 설명한 차체 프레임(1)과, 전후의 말단 구조체(8)와, 도어 기구를 갖는 도어 구조체(9)와, 각종 내장재 등에 의해 구성되어 있다.

말단 구조체(8)는, 예를 들면 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 등으로 형성되며, 차체 프레임(1)의 전단 및 후단의 개방 부분에 마련된다. 또한, 도어 구조체(9)는 전후 방향에 간격을 두고 나란하게 측구조체(4)의 사이에 마련된다.

다음에, 이상에서 설명한 차체 프레임(1)의 제조 방법에 관한 실시형태에 대해 도 1 내지 도 7을 이용하여 설명한다.

각 구조체(2, 3, 4)를 구성하는 패널 보드는 모두 내면판과, 이 내면판에 대향하는 외면판과, 내면판과 외면판 사이에 배치되어 이들을 접속하는 복수의 리브를 갖고, 더블 스킨이라 불리고 있다.

여기서, 측구조체(4)를 구성하는 패널 보드를, 예를 들어 이 패널 보드의 구성에 대해 도 5 및 도 6을 이용하여 구조체적으로 설명한다.

측구조체(4)를 구성하는 패널 보드(10)의 외면판(11) 및 내면판(14)은 모두 직사각형판이며, 이들 길이 방향의 길이는 동일하다. 또한, 내면판(14)의 짧은 방향의 길이는 외면판(11)의 짧은 방향의 길이보다 약간 길다. 내면판(14)은 외면판(11)과 이격하며, 서로 평행이다. 이 상태에서, 내면판(14)의 장변(14a)은 외면판(11)의 장변(11a)과 평행이며, 내면판(14)의 단변(14b)의 위치와 외면판(11)의 단변(11b)의 위치는 외면판(11)의 길이 방향에 있어서 동일한 위치이다. 여기서, 외면판(11)의 길이 방향을 제 1 방향(α), 외면판(11)의 짧은 방향을 제 2 방향(β), 제 1 방향 및 제 2 방향으로 수직인 방향을 제 3 방향(γ)으로 한다.

복수의 리브(16)는 제 1 방향으로 길게 연장되며, 제 2 방향으로 늘어서 있다. 복수의 리브(16)는, 제 1 방향에서 보면, 외면판(11) 및 내면판(14)에 대하여 경사져 있다. 복수의 리브(16) 중 첫번째 리브(16a)는 외면판(11)에 대하여 45° 각도를 이루고, 이 첫번째 리브(16a)에 제 2 방향(β)으로 인접하고 있는 두번째 리브(16b)는 내면판(14)에 대하여 135° 각도를 이루며, 이 두번째 리브(16b)에 제 2 방향(β)으로 인접하고 있는 세번째 리브(16b)는 내면판(14)에 대하여 45° 각도를 이루고, 이후 제 2 방향(β)으로 늘어서 있는 각 리브(16b, 16a, 16b, …)는 이상과 마찬가지로, 내면판(14)에 대하여, 135°, 45°, 135°, 45°, …의 각도를 이루고 있다.

이 패널 보드(10)의 제 2 방향(β)의 양측에는, 이음매판 받이부(21)가 형성되어 있다. 이 이음매판 받이부(21)는 제 2 방향(β)에서 가장 단부에 위치하고 있는 리브(16)와, 이 리브(16)에 인접하고 있는 리브(16)로 형성되어 있는 대략 삼각형의 정상부에 형성되어 있다. 이 이음매판 받이부(21)는, 제 2 방향(β)에 있어서, 내면판(14)이 존재하지 않는 영역에 형성되며, 외부로부터 면할 수 있다.

이음매판 받이부(21)는, 내면판(14)의 외면(외면판(11)과 반대측의 면)(14o)과 평행이며 또한 이 내면판(14)의 내면(외면판(11)측의 면)(14i)과 면일인 이음매판 받이면(22)을 갖고 있다. 제 2 방향(β)의 양단부의 이음매판 받이부(21) 중 한쪽의 이음매판 받이부(21)의 이음매판 받이면(22)에는, 외면판(11)측에 패인 홈인 결합부(23)가 형성되어 있다.

또한, 각 구조체의 패널 보드(10)는 기본적으로 이상의 구성이지만, 외면판(11)이나 내면판(14)의 두께, 외면판(11)과 내면판(14) 사이의 간격, 리브(16)의 수나 두께, 리브(16)의 형상 등은 각 구조체(2, 3)에 요구되는 강성 등에 따라 다르다. 예를 들면, 마루 구조체(3)의 패널 보드는 측구조체(4)의 패널 보드(10)보다 고강성인 필요성으로부터, 외면판이나 내면판의 두께 치수, 외면판과 내면판 사이의 간격 치수 등이 측구조체(4)의 패널 보드(10)의 대응하는 치수보다 크다.

차체 프레임(1)의 제조에서는, 도 7의 흐름도에 도시하는 바와 같이, 우선 복수의 패널 보드끼리를 접합하여 지붕 구조체(2)를 제조하는(S1) 동시에, 복수의 패널 보드끼리를 접합하여 마루 구조체(3)를 제조한다(S2). 또한, 복수의 패널 보드(10)끼리를 부분 접합(1차 접합)하여 측구조체(4)의 중간체(5)를 제조한다(S3).

지붕 구조체(2) 및 마루 구조체(3)를 제조할 때는(S1, S2), 복수의 패널 보드를 제 2 방향(β)으로 나란하게, 서로 이웃하는 패널 보드의 외면판(11)끼리, 내면판(14)끼리를 용접으로 접합하여, 서로 이웃하는 패널 보드를 접합한다.

복수의 패널 보드끼리의 접합에서는, 접합열의 영향으로 패널 보드끼리의 사이에 뒤틀림이 생긴다. 마루 구조체(3)를 구성하는 패널 보드는, 전술한 바와 같이, 다른 구조체(2, 4)를 구성하는 패널 보드에 비하여 고강성이기 때문에, 다른 구조체(2, 4)를 구성하는 패널 보드끼리의 접합으로 생기는 패널 보드의 뒤틀림은 상대적으로 작다. 이 때문에, 마루 구조체(3)를 제조하는 과정에서 생긴 패널 보드의 뒤틀림을 무시할 수 있다. 또한, 지붕 구조체(2)는, 기본적으로 이 차체 프레임(1)을 갖는 차량의 이용자에게 보이는 것이 아니기 때문에, 이 지붕 구조체(2)를 구성하는 패널 보드(10)에 뒤틀림 있어도, 불편함은 없다.

그렇지만, 측구조체(4)는 이 차체 프레임(1)을 갖는 차량의 이용자의 눈에 보이기 때문에, 이 측구조체(4)를 구성하는 패널 보드(10)에 뒤틀림이 있는 경우에는, 이 뒤틀림을 제거하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 이 뒤틀림 제거의 작업 노력을 억제하기 위해서, 전술한 바와 같이 일단 중간체(5)를 제조하고, 그 후, 이 측구조체(4)를 완성시킨다.

중간체(5)에 제조에서는, 우선, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)을 작업 마루면측, 즉 하측을 향하여, 복수의 패널 보드(10)를 제 2 방향(β)으로 나란하게, 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)끼리를 맞댄다. 다음에, 마찰 교반 접합용의 회전 툴(50)을 이용하고, 외면판(11)끼리 맞대기 부분을 마찰 교반 접합하여, 중간체(5)를 제조한다.

회전 툴(50)은, 원통형의 숄더부(51)와, 이 숄더부(51)의 외경보다 작은 외경이며, 이 숄더부(51)의 단면인 숄더면(52)으로부터 돌출하고 있는 프로브부(53)를 갖고 있다. 마찰 교반 접합 시에는, 회전 툴(50)을 회전시키면서, 프로브부(53)를 모재에 삽입하고, 숄더면(52)을 모재 표면에 접촉시킨 상태로, 이 회전 툴(50)을 목적의 접합선을 따라서 이동시킨다.

본 실시형태의 경우, 복수의 패널 보드(10)의 내면판(14)의 사이로부터, 외면판(11)끼리가 맞대기 부분에 회전 툴(50)을 가압하고, 즉, 하측으로 가압하면서, 제 1 방향(α)으로 이동시켜, 외면판(11)끼리를 마찰 교반 접합한다. 이 때, 회전 툴(50)의 가압력은 작업 마루면이 받게 된다.

또한, 외면판(11)의 접합에서는, 내면판(14)과 반대측으로부터 회전 툴(50)을 가압하고, 외면판(11)을 마찰 교반 접합하여도 좋다. 단, 이 경우, 외면판(11)의 회전 툴(50)이 가압되는 부분의 하방에는, 이 외면판(11)으로부터 소정 거리를 둔 작업 마루면이 존재할 뿐, 외면판(11)의 이 부분에 접하여 지지하는 일이 없기 때문에, 회전 툴(50)의 가압력을 받는 기구가 필요하다. 또한, 이상에서 설명한 바와 같이, 내면판(14)측으로부터 회전 툴(50)을 가압하면, 그 반대측으로부터 회전 툴(50)을 가압하는 경우보다, 외면판(11)의 외면(내면판(14)과 반대측의 면)(11o)을 깔끔하게 완성할 수 있다. 이 때문에, 이상에서 설명한 바와 같이, 내면판(14)측으로부터 회전 툴(50)을 가압하는 것이 바람직하다.

다음에, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 지붕 구조체(2)와 마루 구조체(3)와 측구조체(4)의 중간체(5)를 접합한다(S4). 이 때, 각 구조체(2, 3, 4)의 리브는 모두 차체 프레임(1)의 전후 방향으로 평행이다. 또한, 지붕 구조체(2) 및 마루 구조체(3)를 구성하는 복수의 패널 보드는 차체 프레임(1)의 좌우 방향(H)으로 늘어서 있고, 중간체(5)를 구성하는 복수의 패널 보드(10)는 차체 프레임(1)의 상하 방향(V)으로 늘어선다.

그런데, 중간체(5)를 구성하는 복수의 패널 보드(10) 사이에는, 중간체(5)를 제조하는 과정에서 뒤틀림이 생겼을 가능성이 있다. 예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 중간체(5)를 전방측에서 보았을 때, 중간체(5)를 구성하는 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)의 각각이 목적하는 방향을 향하고 있지 않을 가능성이 있다. 그래서, 각 구조체(2, 3, 4)의 접합 후에(S4), 중간체(5)를 구성하는 패널 보드(10) 사이에 뒤틀림이 있는 경우에는 이 뒤틀림을 제거한다(S5).

뒤틀림을 제거하는 방법으로서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 외면판(11)끼리의 접합 부분을 해머(55) 등으로 기계적인 하중을 가하는 방법이나, 이 접합 부분에 버너(56) 등으로 가열하는 방법, 양자를 조합하는 방법 등을 생각할 수 있다. 이들 어느 방법을 채용하여도, 뒤틀림을 제거할 때, 패널 보드(10)를 구성하는 2매의 면판(11, 14) 중 한쪽의 면판(11)만이 접합되어 있는 상태이며, 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 접속 강성이, 양 면판(11, 14)이 접속되어 있는 상태의 접속 강성에 비하여 훨씬 작다. 이 때문에, 중간체(5)를 구성하는 복수의 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림을 극히 간단하게 제거할 수 있다.

또한, 여기서, 뒤틀림을 제거한 상태란, 서로 이웃하는 패널 보드(10) 중에서, 한쪽의 패널 보드(10)의 외면판(11)에 대하여, 다른쪽의 패널 보드(10)의 외면판(11)이 목적의 각도로 접합되고, 또한 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)의 각각이 목적하는 방향을 향하고 있는 상태이다. 구체적으로, 본 실시형태의 경우, 서로 이웃하는 패널 보드(10) 중에서, 한쪽의 패널 보드(10)의 외면판(11)에 대하여, 다른쪽의 패널 보드(10)의 외면판(11)이 180°로 접합되고, 또한 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)의 각각이 상하 방향(V)을 향하여 일직선 형상으로 늘어서 있는 상태이다.

패널 보드(10)의 뒤틀림을 제거하면(S5), 각 패널 보드(10)의 내면판(14)을 접합(2차 접합)한다(S6). 이 2차 접합에서는, 도 6의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 이음매판(31)을 이용하여, 내면판(14)을 접합한다.

이음매판(31)은 직사각형판(32)을 갖고 있다. 이 직사각형판(32)의 길이 방향의 길이는 패널 보드(10)의 내면판(14) 및 외면판(11)의 길이 방향의 길이와 일치하고 있다. 또한, 직사각형판(32)의 짧은 방향의 길이는 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 내면판(14)에 형성되는 간극을 막을 수 있는 길이이다. 또한, 이 직사각형판(32)의 두께는 패널 보드(10)의 내면판(14)의 두께와 일치하고 있다.

이음매판(31)은 또한 직사각형판(32)의 한쪽의 면으로부터 돌출하고, 패널 보드(10)의 이음매판(31) 받이부(21)의 결합에 인입하여 결합하는 피결합부(33)를 갖고 있다. 이 피결합부(33)는 직사각형판(32)의 한쪽의 면 중에서 짧은 방향의 한쪽의 측의 위치로부터 돌출하고, 직사각형판(32)의 길이 방향으로 연장되어 있다.

이음매판(31)을 이용하여, 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 내면판(14)끼리를 접합할 때, 우선 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 이음매판 받이부(21) 중 한쪽의 이음매판 받이부(21)에만 형성되어 있는 결합부(23)에, 이음매판(31)의 피결합부(33)를 결합시키고, 각 이음매판 받이부(21)의 이음매판 받이면(22)에 이음매판(31)을 접촉시킨다. 그리고, 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 내면판(14) 중 한쪽의 내면판(14)과 이음매판(31)의 한쪽의 단부 가장자리, 또한 다른쪽의 내면판(14)과 이음매판(31)의 다른쪽의 단부 가장자리를 MIG(Metal Inert Gas) 용접이나 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 등의 융접으로 접합한다.

이 이음매판(31)과 내면판(14)의 접합에서는, 외면판(11)끼리의 접합과 마찬가지로, 마찰 교반 접합법을 채용하여도 좋다. 단, 마찰 교반 접합에서는, 회전 툴(50)의 가압력이 가해져도, 접합 부분이 이 가압력의 방향으로 이동하지 않도록, 이 가압력을 받을 필요가 있기 때문에, 상하 방향(V)으로 늘어서 있는 부재를 마찰 교반 접합하는 경우에는, 접합 부분의 측방에, 회전 툴(50)의 가압력을 받는 기구가 필요하게 되어, 시간이 들어 버리게 된다. 이 때문에, 이음매판(31)과 내면판(14)의 접합에서는, 접합 툴로부터 접합 대상에 가압력이 가해지지 않는, 전술의 MIG 용접이나 TIG 용접 등의 융접이 바람직하다.

이 내면판(14)의 접합, 즉 2차 접합(S6)은, 중간체(5)를 구성하는 모든 패널 보드(10)에 관하여, 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림을 제거한 뒤에 실행해도 좋지만(S5), 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 서로 이웃하는 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림 제거를 실행하여도 좋지만(S5), 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 서로 이웃하는 패널 보드(10) 사이의 2차 접합(S6)을 실행하는 것이 바람직하다.

이 경우, 중간체(5)를 구성하는 복수의 패널 보드(10) 중 상하 방향(V)의 단부측의 패널 보드(10)로부터 순차 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 실행하고, 상하 방향(V)에 있어서의 가장 중앙측의 패널 보드(10)와 거기에 인접하는 패널 보드(10)와의 사이의 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 마지막으로 실행하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 6개의 패널 보드(10)가 상하 방향(V)으로 늘어서서 중간체(5)를 구성하고 있는 경우, 상하 방향(V)에 있어서의 가장 중앙측의 패널 보드(10)인, 아래로부터 3번째의 패널 보드(10), 또는 아래로부터 4번째의 패널 보드(10)와, 이것에 인접하는 패널 보드(10)[아래로부터 4번째의 패널 보드(10), 또는 아래로부터 3번째의 패널 보드(10)]와의 사이의 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 마지막으로 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 홀수 개의 패널 보드(10)가 상하 방향(V)으로 늘어서서 중간체(5)를 구성하고 있는 경우, 예를 들면 7개의 패널 보드(10)가 상하 방향(V)으로 늘어서서 중간체(5)를 구성하고 있는 경우, 상하 방향에 있어서의 가장 중앙측의 패널 보드(10)인, 아래로부터 4번째의 패널 보드(10)와, 이것에 인접하는 아래로부터 3번째의 패널 보드(10) 또는 아래로부터 5번째의 패널 보드(10)와의 사이의 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 마지막으로 실행하는 것이 바람직하다.

만일, 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 상단측의 패널 보드(10)에 관하여 최초로 실행하고, 순차적으로 하방측의 패널 보드(10)에 관하여 실행하고, 마지막으로 하단의 패널 보드(10)에 관하여 실행한 것으로 한다. 이와 같은 순서로, 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 실행하면, 복수의 패널 보드(10)에 있어서, 상측 패널 보드(10)에 대하여 인접하는 하측 패널 보드(10)가 모두 우측으로 경사져 있으면, 2차 접합을 실행할 때마다, 상측 패널 보드(10)에 대한 하측 패널 보드(10)의 하단의 우측으로의 편차량이 축적되고, 아래로부터 2번째의 패널 보드(10)와 아래로부터 1번째의 패널 보드(10)를 2차 접합할 때는, 아래로부터 2번째의 패널 보드(10)의 하단의 우측으로의 편차량이 극히 커져 버린다. 이 때문에, 서로 이웃하는 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림 제거를 실행할 때마다, 이 서로 이웃하는 패널 보드(10) 사이의 2차 접합을 실행하는 경우에는, 상하 방향(V)에 있어서의 가장 중앙측의 패널 보드(10)와 거기에 인접하는 패널 보드(10)와의 사이의 뒤틀림 제거(S5) 및 2차 접합(S6)을 마지막으로 실행하는 것이 바람직하다.

중간체(5)를 구성하는 모든 패널 보드(10)의 2차 접합(S6)이 종료되면, 측구조체(4)가 완성되는 동시에, 차체 프레임(1)이 완성된다.

다음에, 도 10에 도시하는 도어 구조체(9), 말단 구조체(8), 내장재 등의 다른 부재를 제조하고(S7, S8, S9), 이들을 차체 프레임(1)에 조립하여, 차체를 완성시킨다(S10). 또한, 도어 구조체(9), 말단 구조체(8), 내장재 등의 다른 부재의 제조는, 이들을 차체 프레임(1)에 조립하기 전이면, 어느 단계에서 실행하여도 좋으며, 예를 들면, 지붕 구조체(2)의 제조(S1) 전이라도 좋다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 측구조체(4)를 구성하는 복수의 패널 보드(10)의 한쪽의 면판(11)끼리를 접합하여, 측구조체(4)의 중간체(5)를 제조하고, 복수의 패널 보드(10)의 다른쪽의 면판(14)이 접합되어 있지 않은 상태, 즉, 패널 보드(10) 사이의 접합 강성이 높지 않은 상태에서, 뒤틀림 제거를 실행하므로, 뒤틀림 제거를 간단하게 실행할 수 있어서, 차체 프레임(1)의 제작 공정수를 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서, 측구조체(4)를 구성하는 복수의 패널 보드(10)는 각 면판(11, 14)에 대하여 리브(16)가 경사져 있지만, 도 8에 도시하는 패널 보드(10a)와 같이, 각 면판(11,14)에 대하여 수직인 리브(19)가 수직이라도 좋고, 각 면판(11, 14)에 대하여 경사져 있는 리브와 수직인 리브가 혼재하고 있는 패널 보드라도 좋다.

또한, 본 실시형태에서는, 서로 이웃하는 패널 보드(10)의 한쪽의 면판(11)끼리의 접합에서는, 한쪽의 면판(11)의 가장자리를 맞대고, 양자를 접합하며, 다른쪽의 면판(14)의 접합에서는 이음매판(31)을 거쳐서 양자를 접합하고 있지만, 다른쪽의 면판(14)의 접합에서도, 도 8에 도시하는 바와 같이, 이음매판(31)을 거치는 일이 없이, 다른쪽의 면판(14)의 가장자리를 접합하여도 좋다.

이 경우, 뒤틀림 제거 과정에서, 다른쪽의 면판(14)의 가장자리의 간격이 여러가지로 바뀌게 되지만, 많은 용접법으로, 2 내지 3㎜ 정도의 개선 치수의 오차는 허용되므로, 아무런 문제는 없다.

또한, 본 실시형태의 측구조체(4)를 구성하는 복수의 패널 보드(10)는 상하 방향(V)으로 직선 형상으로 늘어서 있지만, 도 9에 도시하는 바와 같이, 측구조체(4a)를 구성하는 복수의 패널 보드(10)는 상하 방향(V)으로 늘어서 있으므로, 이 측구조체(4a)를 좌우 방향(H)으로 만곡시켜도 좋다. 이와 같이 측구조체(4a)를 만곡시키는 경우, 본 발명에서는, 측구조체(4a)를 구성하는 복수의 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림, 환언하면 패널 보드(10) 사이의 경사를 간단하게 조정할 수 있으므로, 본 발명의 제조 방법은 극히 편리한 제조 방법이라고 말할 수 있다.

또한, 이상의 실시형태에서는, 복수의 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림 제거와 2차 접합을 다른 타이밍에 실행하고 있지만, 뒤틀림 제거와 2차 접합을 동시에, 환언하면 뒤틀림 제거를 실행하면서, 2차 접합을 실행하여도 좋다. 이 경우, 복수의 패널 보드(10) 사이의 2차 접합시에, 이 때의 용접에 의한 입열량을 조절하여, 1차 접합에서 생긴 복수의 패널 보드(10) 사이의 뒤틀림을 없애는 방향의 뒤틀림을 발생시키고, 1차 접합시의 뒤틀림과 2차 접합시의 뒤틀림을 상쇄시킨다. 또한, 용접에 의한 입열량을 조절하는 방법으로서는, 용접 속도의 증감, 용접 전극 등으로의 입력 전류의 증감, 단속 용접의 경우에는, 용접 길이의 증감 등이 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)의 접합으로, 접합면이 깔끔하게 완성되는 마찰 교반 접합법을 채용하고 있지만, 이 마찰 교반 접합법을 채용하지 않는 경우에는, 복수의 패널 보드(10)의 내면판(14)을 먼저 접합(1차 접합)하고 나서, 각 구조체를 접합하고, 그 후, 복수의 패널 보드(10)의 외면판(11)을 접합(2차 접합)하여도 좋다.

본 발명의 차체 프레임의 제조 방법에 의하면, 만일, 패널 보드끼리의 사이의 뒤틀림 제거가 필요한 경우라도, 복수의 패널 보드의 한쪽의 면판끼리가 접합되고, 다른쪽의 면판끼리가 접합되어 있지 않으며, 패널 보드끼리의 사이의 접속 강성이 낮은 상태에서, 패널 보드끼리의 사이의 뒤틀림 제거를 실행하므로, 극히 간단하게 패널 보드끼리의 사이의 뒤틀림을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 차체 프레임의 제작 공정수를 저감할 수 있다.

1 : 차체 프레임 2 : 지붕 구조체
3 : 마루 구조체 4, 4a : 측구조체
5 : 중간체 8 : 말단 구조체,
10, 10a : 패널 보드 11 : 외면판
14 : 내면판 16, 16a, 16b, 19 : 리브
21 : 이음매판 받이부 22 : 이음매판 받이면
23 : 결합부 31 : 이음매판
32 : 직사각형판 33 : 피결합부
50 : 회전 툴

Claims

내면판과, 상기 내면판에 대향하고 있는 외면판과, 상기 내면판과 상기 외면판 사이에 배치되어 이들을 접속하는 복수의 리브를 갖는 복수의 패널 보드에 의해 형성된 지붕 구조체와, 서로 마주보는 측구조체와, 마루 구조체를 접합하는 차체 프레임의 제조 방법에 있어서,
상기 측구조체를 형성하는 상기 복수의 패널 보드의 상기 내면판과 상기 외면판 중 한쪽의 면판끼리만을 맞대어 접합하는 상기 측구조체의 중간체를 제조하는 1차 접합 공정과,
상기 지붕 구조체와 상기 마루 구조체와 상기 중간체를 접합하는 구조체 접합 공정과,
상기 구조체 접합 공정 후에, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드의 상기 내면판과 상기 외면판 중 다른쪽의 면판끼리를 접합하여, 상기 측구조체를 완성시키는 2차 접합 공정을 포함하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구조체 접합 공정 후에 있어서 상기 2차 접합 공정 전에, 또는 상기 2차 접합 공정 중에 복수의 상기 패널 보드 사이의 뒤틀림을 제거하는 뒤틀림 제거 공정을 추가로 포함하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 2차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판끼리를 용접으로 접합할 때, 용접 부분에 대한 입열량을 조절하여, 상기 2차 접합 공정 중에 상기 뒤틀림 제거 공정을 실행하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 한쪽의 면판은 상기 외면판이며,
상기 1차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 외면판끼리를 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 1차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 외면판끼리를 마찰 교반 접합법으로 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판끼리를 용접으로 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 패널 보드의 상기 복수의 리브는 상기 한쪽의 면판과 평행한 제 1 방향으로 길게 연장되고, 또한 상기 한쪽의 면판과 평행이며 또한 상기 제 1 방향으로 수직인 제 2 방향으로 늘어서 있으며,
상기 1차 접합 공정에서는, 상기 복수의 패널 보드 각각의 리브가 서로 평행이며, 또한 복수의 상기 패널 보드가 상기 제 2 방향으로 늘어선 상태로 각 패널 보드의 상기 한쪽의 면판끼리를 맞대어 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 구조체 접합 공정에서는, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드가 늘어서 있는 방향을 상하 방향으로 하고, 복수의 상기 패널 보드 중 상단의 패널 보드 상부 가장자리를 상기 지붕 구조체에 접합하고, 하단의 패널 보드 하부 가장자리를 상기 마루 구조체에 접합하며,
상기 2차 접합 공정에서는, 복수의 상기 패널 보드가 늘어서 있는 상기 상하 방향에서, 가장 중앙 부근의 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판과, 상기 중앙 부근의 패널 보드에 인접하는 다른 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판과의 접합을 마지막에 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판의 상기 제 2 방향에 있어서의 길이 치수는 상기 패널 보드의 상기 한쪽의 면판의 상기 제 2 방향에 있어서의 길이 치수보다 짧고,
상기 제 2 접합 공정에서는, 상기 중간체를 구성하는 복수의 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판끼리 사이에 존재하는 간극에, 상기 간극을 매립하는 이음매판을 배치하여, 상기 이음매판과 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판을 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 패널 보드는, 상기 제 2 방향의 양측에, 상기 이음매판이 상기 다른쪽의 면판으로부터 상기 한쪽의 면판으로 근접하는 방향으로의 이동을 규제하는 이음매판 받이부를 갖고,
상기 패널 보드의 상기 제 2 방향의 한쪽편의 상기 이음매판 받이부와, 다른쪽편의 이음매판 받이부 중 상기 한쪽편의 상기 이음매부에만, 상기 이음매판이 결합하고, 상기 제 2 방향으로의 상기 이음매판의 이동을 규제하는 결합부가 형성되며, 상기 이음매판에는, 상기 결합부에 결합하는 피결합부가 형성되어 있는
차체 프레임의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 1차 접합 공정에서는, 상기 복수의 패널 보드의 상기 한쪽의 면판끼리를 맞대고, 맞대기 부분을 접합할 때, 상기 패널 보드의 상기 다른쪽의 면판측으로부터 회전 툴을 맞대기 부분에 가압하고, 상기 맞대기 부분을 마찰 교반 접합법으로 접합하는
차체 프레임의 제조 방법.