【手続補正書】
【提出日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠に２つの側構体、または、２つの側構体に屋根構体を載せ、
前記台枠と前記側構体との接合部の車内側、または、前記側構体と前記屋根体との接合部の車内側を溶接し、
前記台枠の車外側と前記側構体の車外側との突き合わせ部、または、前記側構体と前記屋根構え体との突き合わせ部を接合線に沿って切削し、
前記切削によって生じた溝に補填材を挿入し、
前記接合線に沿って前記台枠、前記補填材、前記側構体の３つの部材、または、前記側構体、前記補填材、前記屋根構体の３つの部材を、前記溝の底部まで摩擦攪拌接合用回転工具の先端を挿入して摩擦攪拌接合すること、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項２】
台枠の両端にそれぞれ側構体、または、それぞれの側構体に屋根構体を載せ、
一方の前記側構体と前記台枠との突き合わせ部の車外側、または、一方の前記側構体と前記屋根構体との突き合わせ部を摩擦攪拌接合する一方の回転工具の軸心の実質的な延長線上に、他方の前記側構体と前記台枠との車外側接合部、該車外側接合部を車外側から支持する支持装置を順次位置させた状態、または、一方の前記側構体と前記屋根構体との車外側接合部、その車内側接合部、第１の支持装置、他方の前記側構体の車外側と前記屋根構体との車内側接合部、その車外側接合部、該接合部を車外側から支持する第２の支持装置を順次位置させた状態で、前記回転工具によって摩擦攪拌接合を行うこと、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項３】
請求項２の車体の製作方法において、
前記支持装置は他方の前記側構体の車外側と前記台枠の車外側とを摩擦攪拌接合する回転工具、または、前記第２の支持装置は、他方の前記側構体の車外側と前記屋根構体の車外側とを摩擦攪拌接合する回転工具であり、
それぞれの前記回転工具は同期して接合線に沿って移動すること、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項４】
請求項２の車体の製作方法において、前記支持装置は前記回転工具に同期して接合線に沿って移動すること、を特徴とする車体の製作方法。
【請求項５】
請求項２の車体の製作方法において、
前記台枠と前記側構体との接合部はそれぞれ中空形材で構成されており、または、前記屋根構体と前記側構体との接合部はそれぞれ中空形材で構成されており、
前記台枠とそれぞれの前記側構体との接合部のうち車内側をそれぞれ溶接し、また、前記屋根構体と前記側構体との接合部のうちの車内側をそれぞれ溶接し、
次に、それぞれの接合部の車外側を前記摩擦攪拌接合によって接合すること、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項６】
台枠の両側の中空形材にそれぞれ側構体を載せるか、または、２つの側構体に屋根構体を載せ、
一方の前記側構体の車外側と一方の前記中空形材の車外側とを摩擦攪拌接合する一方の回転工具の軸心の実質的な延長線上に、前記一方の中空形材の２つの面板を接続する接続板、他方の前記中空形材の２つの面板を接続する接続板、他方の前記側構体の車外側と前記中空形材の車外側との接合部、該接合部を車外側から支持する支持装置を順次位置させた状態で、または、摩擦攪拌接合を行うための回転工具の軸心の実質的な延長線上に、一方の前記側構体と前記屋根構体との車内側の接合部、その車内側を支持する支持装置を順次位置させた状態で、
前記回転工具を接合線に沿って移動させて、前記回転工具によって摩擦攪拌接合を行うこと、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項７】
請求項６の車体の製作方法において、
前記支持装置は他方の前記側構体の車外側と前記台枠の車外側とを摩擦攪拌接合する回転工具であり、
それぞれの前記回転工具は同期して接合線に沿って移動すること、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項８】
請求項６の車体の製作方法において、前記支持装置は前記回転工具に同期して接合線に沿って移動すること、を特徴とする車体の製作方法。
【請求項９】
請求項６の車体の製作方法において、
前記台枠と前記側構体との接合部分はそれぞれ中空形材で構成しており、
前記台枠とそれぞれの前記側構体との接合部のうち車内側をそれぞれ溶接すること、
を特徴とする車体の製作方法。
【請求項１０】
第１の中空形材からなる台枠の幅方向の両端と第２の中空形材からなる側構体とを２箇所において接合しており、
前記第１の中空形材の車外側と前記第２の中空形材の車外側とは摩擦攪拌接合されており、
前記２つの摩擦該接合部は、前記第１の中空形材の車内側の面板の延長線上にあること、
を特徴とする車体。
【請求項１１】
接合すべき車体の台枠、側構体、または、側構体、屋根構体を載せる架台と、
車体の両側面の車外側に配置され車体に沿って走行する台車と、
該台車は、台枠と側構体との突き合わせ部を接合線に沿って切削して溝を形成する装置と、
前記切削によって生じた溝に補填材を挿入する装置と、
前記補填材とその両側の前記台枠と前記側構体とを擦攪拌接合する回転工具とを備えており、
前記回転工具の先端は前記溝の底部まで挿入されるようになっていること、
を特徴とする車体の製作装置。
【請求項１２】
請求項１１の車体の製作装置において、
前記台車は、前記補填材を巻いたドラムを備え、
該ドラムは、前記台車の移動に伴って前記補填材を繰り出すようになっていること、
を特徴とする車体の製作装置。
【請求項１３】
請求項１１の車体の製作装置において、
前記台車の外側に枠を備え、
該枠は側構体とこれに載せた屋根構体との突き合わせ部を車外側から支持する支持装置を備えていること、
を特徴とする車体の製作装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】摩擦攪拌接合方法による車体の製作方法および車体、車体の製作装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦攪拌接合方法に関する。特に、軌条を走行する車両、例えば鉄道車両の車体の製作に好適な接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した丸棒（回転工具という）を回転させながら接合線に沿って移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動させ、固相接合する方法である。回転工具は大径部と小径部からなる。小径部を接合すべき部材に挿入し、大径部の端面を前記部材に接触させている。小径部にはねじを設けている。接合すべき２つの部材の突き合わせ部に凸部を設け、この凸部側から回転工具を挿入して、凸部の金属で２つの部材の間の隙間を埋めるようにしている。回転工具の大径部を凸部内に入れている。中空形材の摩擦攪拌接合は２つの面板を接続する接続板を支え板として中空形材同士を摩擦攪拌接合している。これらは特許文献１、特許文献２に示されている。
【０００３】
また、特許文献３の図１４では、２つの部材の間の隙間に充填材を配置して摩擦攪拌接合している。また、特許文献４では、凸部を有する第１の部材と凸部を有しない第２の部材とを摩擦攪拌接合するにあたって、第２の部材側に間欠的に肉盛り溶接し、その後、擦攪拌接合している。
【特許文献１】特許第３０７０７３５号公報（ＵＳＰ６０５０４７４）
【特許文献２】特開２０００−３３４５８１号公報（ＥＰ１０５５４７８Ａ１）
【特許文献３】特開２０００−２３３２８５号公報
【特許文献４】特開２０００−１６７６７７号公報（ＥＰ０９９２３１４Ａ２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
接合すべき２の部材の間に隙間があると、摩擦攪拌接合できない。このため、回転工具の挿入側に凸部を設け、凸部の金属で隙間を埋めるようにしている。しかし、現実には例えば隙間が１ｍｍ以上になると良好な接合が困難になる。隙間が大きくなると回転工具の径を大きくすることが考えられるが、不都合が発生しやすい。
【０００５】
鉄道車両などの軌条車両の車体は、車内の側面を構成する側構体と、屋根構体と、床を構成する台枠等からなる。車体の製作手順は、まず、複数の押し出し形材を接合して、側構体、屋根構体、台枠をそれぞれ製作する。次に、これを接合して車体とする。側構体、屋根構体、台枠は長さ約２０ｍ、幅約３ｍであるので、その製作誤差は大きい。このため、接合部の隙間は容易に１ｍｍ以上になる。
【０００６】
本発明の目的は、車体の台枠と側構体との摩擦攪拌接合、または側構体と屋根構体との摩擦攪拌接合を容易に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、台枠に２つの側構体、または、２つの側構体に屋根構体を載せ、前記台枠と前記側構体との接合部の車内側、または、前記側構体と前記屋根体との接合部の車内側を溶接し、前記台枠の車外側と前記側構体の車外側との突き合わせ部、または、前記側構体と前記屋根構え体との突き合わせ部を接合線に沿って切削し、前記切削によって生じた溝に補填材を挿入し、前記接合線に沿って前記台枠、前記補填材、前記側構体の３つの部材、または、前記側構体、前記補填材、前記屋根構体の３つの部材を、前記溝の底部まで摩擦攪拌接合用回転工具の先端を挿入して摩擦攪拌接合すること、によって達成できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、２つの部材の突き合わせ部の隙間に、隙間を埋める部材を配置し、その後、摩擦攪拌接合しているので、良好な接合ができるものである。
【０００９】
車体の台枠と側構体との摩擦攪拌接合は、台枠の面板を支持手段にするか２つの側構体の間に支持装置を配置して行っているので、容易に行えるものである。
側構体と屋根構体との摩擦攪拌接合は、２つの側構体の間に支持装置を配置して行っているので、容易に行えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、本発明の基本的な実施例を図１から図４によって説明する。図１において、接合作業は（Ａ）から（Ｄ）の順序で進行する。
図１（Ａ）において、板状の２つの部材１０、２０を架台５０に載せて突き合わせている。２つの部材１０、２０は隙間ができるだけ小さくなるように突き合わせている。部材１０には部材２０との突き合わせ部に沿って突出片１５があり、これに部材２０が載っている。部材１０、２０は突き合わせ部の上面側には凸部１２、２２を設けている。この状態で部材１０、２０は拘束具（図示せず）で架台５０に固定されている。部材１０、２０はアルミニウム合金製である。突き合わせ部を接合線という。
【００１１】
上記のように拘束の後、２つの部材１０、２０の突き合わせ面を上方から切削具６０で切削する。これによって２つの部材１０，２０との突き合わせ面に一定の幅の隙間すなわち溝４０ができる。前記溝４０の切削幅は部材１０、２０を突き合わせた際に生じていた隙間よりも大きい。溝４０の下面（切削部の底面）は突出片１５の上面までである。（図１（Ａ））
【００１２】
２つの凸部１２、２２の幅を検出器で検出し、その中心に切削具６０の中心を位置させて、切削を行う。切削具６０の挿入深さは、凸部１２、２２の上面の位置を検出して一定にする。切削はドライ切削で行う。切り子は圧縮空気で吹き飛ばすか、集塵機で吸引する。切削具６０として図１ではエンドミルを示すが、丸鋸でもよい。
【００１３】
次に、切削によって生じた溝４０に補填材３０を配置する。補填材３０の高さ寸法は、補填材３０の上面が凸部１２、２２の上面よりも下方に位置する大きさである。補填材３０の上面は、凸部１２、２２を除く部材１０、２０の板１１、２１の上面の延長線よりも上方に位置している。補填材３０の幅は溝４０の幅にできるだけ近く、挿入しやすい大きさが望ましい。溝４０の幅と補填材３０の幅との差は１ｍｍ未満である。（図１（Ｂ）、図２）
【００１４】
次に、溝４０の近傍の凸部１２、２２の上面を上方から押さえて、凸部１２、２２の角部を溝４０側に曲げる。これによって、補填材３０は下方に向けて押さえられ、部材１０、２０に固定される。この固定は回転工具８０によって摩擦攪拌接合する際に、補填材３０が移動しないようにするためである。
【００１５】
このかしめ作業は、溝４０に沿ってローラ７０を走行させることによって行う。ローラ７０の先端は台形状である。ローラ７０の幅の中心が２つの部材１０、２０の中心（溝４０の中心）に位置する。ローラ７０の台形状の斜面で凸部１２、２２の角部を押さえる。これによって凸部１２、２２の角部はかしめられる。２つの凸部１２、２２の幅を検出器で検出し、その中心にローラ７０の中心を位置させて、押さえる。（図１（Ｂ）、図３）
【００１６】
ローラ７０は、空気シリンダ装置７５によって凸部１２、２２に押し付けられ、溝４０の内側に向けて凸部１２，２２を変形させてかしめ作業を行う。シリンダ装置７５は、凸部１２、２２の高さ位置の変化を許容するように伸縮自在である。もし、後述する仮止め溶接のビードがあれば、ローラ７０はそれを乗り越える。
【００１７】
次に、回転工具８０を突き合わせ部に上方から挿入し、部材１０、２０および補填材３０の３者を摩擦攪拌接合する。回転工具８０は接合線に沿って移動する。回転工具８０の小径部８２の先端は突出片１５に達する。すなわち、小径部８２の先端は、溝４０の底部まで達した状態で接合を行なう。小径部８２の径は溝４０の幅よりも大きい。２つの凸部１２、２２の幅を検出器で検出し、溝４０の中心に回転工具８０の中心軸を位置させて、摩擦攪拌接合を行う。回転工具８０の挿入深さは、凸部１２、２２の上面の位置を検出して一定にする。（図１（Ｃ）、（Ｄ）、図４）
摩擦攪拌接合した後、必要により、板１１、２１の上面よりも上方の凸部１２、２２および接合部を切削し、平滑にする。
【００１８】
各部の大きさの一例を説明する。溝４０の幅：３ｍｍ、溝４０の深さ６ｍｍ、板１１、２１の厚さ：４ｍｍ、凸部１２、２２の高さ（板１１、２１の部分を除く）：２ｍｍ、凸部１２、２２の幅：８ｍｍ、補填材３０の幅：２．５ｍｍ、補填材３０の高さ：５．５ｍｍ、回転工具８０の大径部８１の径：１５ｍｍ、小径部８２の径：６ｍｍ、回転工具８０の傾斜角：４°。摩擦攪拌接合時において、大径部８１と小径部８２との境（正確には大径部８１の最下端）は板１１、２１の上面と補填材３０の上面との間に位置する。
【００１９】
これによれば２つの部材を突き合わせた際に接合線に沿って１ｍｍ以上の隙間があっても、切削によって所定の幅を有する溝に拡大し、次に、補填材３０を配置して隙間を１ｍｍ未満にし、次に、摩擦攪拌接合しているので、良好な接合ができるものである。板１１、２１の厚さに相当する部分の溝４０と補填材３０との隙間は、凸部１２、２２および補填材３０の上部の金属を原資として埋められる。
かしめのみでは補填材３０の固定が十分でない場合は、アーク溶接によって補填材３０を凸部１２、２２に間欠的に仮止め溶接する。
【００２０】
図５の実施例を説明する。６１は切削具６０としての丸鋸である。丸鋸６１の後方において、切り子を吸引口６５で吸引している。また、ゴム製の排除板６６で切り子が後方に行かないようにしている。補填材３０はドラム９０に巻かれている。補填材３０はドラム９０からガイドローラ９３ｂ、９３ｃ、９３ｄによって滑らかに円弧状に曲げられ、筒状のガイド９５を経由して溝４０に挿入される。ドラム９０とローラ７０の間にはこのようなローラ９３ｂ、９３ｃ、９３ｄ、ガイド９５が適宜設置されている。補填材３０が溝４０に入ると、ローラ７０で固定され、回転工具８０で摩擦攪拌接合される。これら機器は１つの台車に設置している。ドラム９０は台車の走行に伴って、補填材３０を繰り出す。
凸部１２、２２をかしめて補填材３０を固定するに際し、最初は補填材３０の端部を溶接で凸部１２、２２に固定するとよい。
【００２１】
上記実施例では補填材３０を溝４０に入れるローラ７０と凸部１２、２２をかしめるローラ７０とが同一であるが、両者をそれぞれのローラで行うようにすることができる。補填材３０を溝４０に挿入するローラは補填材３０の上面を押さえるようにする。
【００２２】
また、ローラ７０で凸部１２、２２をかしめて補填材３０を固定しているが、補填材３０の上面をローラ７０で押さえて固定するようにしてもよい。この場合、補填材３０の上面を凸部１２、２２の上面よりも突出させるとよい。台車の走行方向に複数のローラ７０を設けて、強固に固定するとよいと考えられる。
【００２３】
また、溝４０への補填材３０の固定は、ローラ７０で凸部１２、２２を押さえて行っているが、間欠的に２つの凸部１２、２２を叩いて行うことができる。叩く部材はのみのように小断面積にする。また、溝４０を切削した際の切り子は圧縮空気を吹き付けて排除することができる。
【００２４】
摩擦攪拌接合し、平滑にした後、ヘアーライン加工仕上げを行う場合は、補填材３０の材質は母材の部材１０、２０と同一材質を用いるとよい。母材と異なる材質の補填材を用い、溶接部を塗装しないでヘアーライン加工仕上げを行う場合は、接合部が変色して見え易く、身栄えが悪い。しかし、母材と同一材質の補填材を用いれば、変色が少なく、見栄えが悪くない。
【００２５】
図６から図９の実施例を説明する。これは軌条車両例えば鉄道車両の車体の製作に適用したものである。軌条車両の車体は、床になる台枠１１０、側面を構成する側構体１２０、１２０、屋根になる屋根構体１３０等からなる。先ず、一対の側構体１２０、１２０の上部に屋根構体１３０を載せ、接合し、一体にする。次に、これを台枠に載せ、接合し一体にする。ここでは台枠と側構体との摩擦攪拌接合装置を説明する。
【００２６】
台枠１１０は架台２１０に載せて固定してある。台枠１１０に側構体１２０、１２０を載せている。側構体１２０、１２０の上部には屋根構体１３０が接合されている。側構体１２０、１２０と屋根構体１３０とを接合した後、台枠１１０に載せている。
【００２７】
側構体１２０の上部は側方から支持装置２３０で支持している。支持装置２３０は車体の両側面に沿って設置した枠２２０に設置している。支持装置２３０は水平方向に伸縮自在である。車体の内側には支持装置２４０が配置され、一対の側構体１２０、１２０の間隔や垂直度を所定にしている。支持装置２４０は側構体１２０、１２０の上部と上部との間、下部と下部との間、および上部と下部との間にある。支持装置２４０は２つの側構体１２０、１２０の間隔を大きくする支え棒や、間隔を小さくするチエン等である。いずれもターンバックルを備え、間隔を変更できる。チエンは窓などにかけ、引っ張っている。また、側構体１２０の下端は車外側から車内側に向けて押さえている。
【００２８】
車体の両側面には接合装置３００、３００がある。接合装置３００の上下はレール３０１、３０２で支持され、車体に沿って直線状に走行する。接合装置３００は台車３１０に設置している。接合装置３００は下部のレール３０２にローラを介して載っており、またレールの左右の面に接するローラがある。また、接合装置３００の上部には上部のレール３０１の左右の面に接するローラがある。レール３０２は枠２２０の上部に設置している。
【００２９】
接合装置３００は前記実施例の機器である。接合装置３００は台車３１０の昇降台３２０に設置している。昇降台３２０は台車３１０の四角形の枠の左右の柱にガイドされて昇降する。昇降台３２０の上部には上下方向に回転する座３３０がある。この回転座３３０の上面に水平方向に移動する水平移動座３４０がある。水平移動座３４０の上面には上下動する上下動座３５０がある。この上下動座３５０、３５０に前記実施例の機器を設置している。すなわち、一方の上下動座３５０に丸鋸６１、その駆動装置、吸引口６５、排除板６６、センサ等を設置している。他方の上下動座３５０にローラ７０、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄ、ガイド９５、回転工具８０、その駆動装置、センサ等を設置している。台車３１０の上部にドラム９０を設置している。
【００３０】
それぞれの前記センサは凸部の幅、位置を検出し、水平移動座３４０、上下動座３５０を移動させ、丸鋸６１、回転工具８０の位置、深さを制御する。水平移動座３４０は車体に対する距離を変えるものである。
回転座３３０は、接合すべき部分の車体の形状が垂直面に対して傾斜している場合に用いる。
【００３１】
図９において、台枠１１０、側構体１２０は複数の中空形材をそれぞれ接合したものである。側構体１２０の下端の中空形材１２１のそれぞれの面板１２１ｂ、１２１ｃを台枠１１０の端部の中空形材１１１に突き合わせている。中空形材１１１は側梁と呼ばれ、高さや板厚は他の中空形材１１２よりも大きい。
【００３２】
車内側の面板１２１ｃは中空形材１１１の上面の面板１１１ｂに載っている。両者は実質的に直交している。この突き合わせ部を車内側からアーク溶接で隅肉溶接している。
車外側の面板１２１ｂは中空形材１１１の上部の角部の凹部１１１ｄに突き合わせられ、凹部１１１ｄに重なっている。この突き合わせ部を車外側から摩擦攪拌接合する。
【００３３】
凹部１１１ｄは中空形材１１１の上面の面板１１１ｂと車外側の垂直な板１１１ｃとの接続部にある。凹部１１１ｄは上方および車外側にそれぞれ開口している。凹部１１１ｄには上方に突出する突出片１１１ｆがある。突出片１１１ｆは面板１２１ｂの裏面に重なる。
【００３４】
丸鋸６１の厚さの中心および回転工具８０の軸心の延長線は、面板１１１ｂの板厚の範囲内にある。これによって切削および摩擦攪拌接合時の荷重を面板１１１ｂで支え、接合部の変形を防止し、良好な接合を可能にする。
【００３５】
台枠１１０の中空形材１１１、１１２の上面の面板１１１ｂ、１１２ｂは実質的に同一面にある。面板１２１ｂの下端の車外側、および接続板１１１ｃの上端の車外側にはそれぞれ凸部１２、２２がある。
左側の側構体１２０と台枠１１０との接合部の構成は以上の構成と同一である。
【００３６】
接合手順を説明する。台枠１１０を架台２１０に載せ、これに側構体１２０、１２０を載せ、支持装置２３０、２４０で側構体１２０を所定位置に固定する。台枠１１０と側構体１２０、１２０とを車内側、車外側から間欠的に仮止め溶接する。次に、車内側は面板１２１ｃと面板１１１ｂとを本格的にアーク溶接する。
【００３７】
次に、左右の接合装置３００、３００を同期して走行させ、同期して接合する。接合装置３００の丸鋸６１によって接合部に溝４０を設け、これに補填材３０を配置し、最後に摩擦攪拌接合する。
車体の長手方向の端部から丸鋸６１で溝４０を作る切削を開始する。所定の長さの溝４０を作ると台車３１０の走行を停止し、ドラム９０から補填材３０を繰り出して、溝４０に挿入する。
【００３８】
次に、溝４０に挿入した補填材３０を凸部１２、２２に仮止め溶接する。溶接位置は溝４０に挿入した補填材３０の始端である。次に、ローラ７０を溝４０側の所定位置に突出させ、台車３１０の走行を開始させる。切削も再開する。溝４０への補填材３０の挿入を開始すると共に、ローラ７０によって固定を行う。
【００３９】
摩擦攪拌接合装置の回転工具８０が接合線の始端の位置まで移動すると、台車３１０の走行を停止させる。回転工具８０を回転させながら、接合すべき部分に挿入する。次に、台車３１０の走行を再開する。
【００４０】
左右の接合装置３００、３００を同期させて摩擦攪拌接合を行っている。つまり、右の接合装置３００の回転工具８０の軸心の延長線上に実質的に左側の接合装置の回転工具８０の軸心がある。両者の間には台枠１１０の面板１１１ｂ、１１２ｂがある。このため、摩擦攪拌接合時の大きな荷重はこれらによって支持され、台枠１１０の変形を防止できる。
【００４１】
ただし、一般には、回転工具８０の軸心は走行方向に対して傾斜している。このため、一方の回転工具の軸心の延長線上には他方の回転工具８０が存在しないことが多い。この場合も一方の回転工具８０の荷重を他方の回転工具８０で支持できないが、近傍を支持している。このため、台枠等の変形を防止して摩擦攪拌接合できる。
【００４２】
一方の回転工具８０の荷重を他方側で支持する装置として、前記一方の回転工具８０の軸心の延長線上をローラで支持し、前記一方の回転工具８０に同期して走行させる。ローラが複数からなる場合は接合線に沿って設ける。また、他方の接合部の周辺を支持する支持装置を設置して支持する。前記一方の回転工具８０に対して他方側は回転工具８０を除く支持装置でもよい。この場合、支持装置は接合部または未接合部を支持する。
【００４３】
車体には、通常、キャンバーを設けてる。台枠１１０にキャンバーを設けていれば、切削の高さ位置、摩擦攪拌接合の高さ位置はキャンバーに従って上下動させる。この場合、切削具としては丸鋸よりもエンドミルが好適である。
【００４４】
上記実施例では定常時は凸部１２、２２のかしめによって補填材を固定しているが、溶接によって所定間隔で固定してもよい。溶接装置は丸鋸６１とガイド９５との間に設ける。
【００４５】
中空型材１２１の面板１２１ｂと中空型材１１１の面板１１１ｃとの接合は、実質的に平行な２つの面板（１つは１１１ｃ）を接続する接続板１１１ｇと面板１１１ｃとの接続部１１１ｈで行うことができる。接続部１１１ｈよりも上方の面板１１１ｃは面板１２１ｂが重なるように凹んでいる。これによって面板１２１ｂの下端は接続部１１１ｈよりも下方の面板１１１ｃに突き合わせられる。回転工具８０の軸心の延長線上に接続板１１１ｇが位置する。これによって回転工具８０の荷重を支持できる。面板１２１ｃの端部は面板１１１ｂに溶接する。
【００４６】
図１０の実施例を説明する。台枠１１０の端部の中空形材１１１の車外側には上方に突出する突出片（面板に相当する）１１１ｊがある。これに側構体の中空形材１２１の車外側の面板１２１ｂを突き合わせている。突出片１１１ｊと面板１２１ｂとの突き合わせ部の裏面には内外の面板１２１ｂ、１２１ｃを接続する接続板１２１ｄがある。接続板１２１ｄは面板１２１ｂ、１２１ｃに実質的に直交している。このため、接続板１２１ｄは接合時の回転工具８０の軸心の延長線上にある。接続板１２１ｄと面板１２１ｂとの接続部には、前記実施例と同様に、中空計１１の突出片１１１ｊを突き合わせる凹部および突出片が形成されている。
【００４７】
面板１２１ｃと面板１１１ｂとを溶接後、支持装置２５０を面板１２１ｃに接するように配置する。支持装置２５０は車体の長手方向に沿って多数設置する。支持装置２５０は伸縮自在である。次に、摩擦攪拌接合する。一方の回転工具８０の荷重は支持装置２５０を介して他方の回転工具８０側に伝達する。
【００４８】
図１１の実施例を説明する。中空形材１１１の上方に２つの突出片１１１ｐ、１１１ｐが突出している。２つの突出片（面板に相当する）１１１ｐ、１１１ｐは接続片１１１ｑで接続している。接続片１１１ｑは図１０の接続片１２１ｄと同様に設置している。接続片１１１ｑと突出片１１１ｐ、１１１ｐとの接続部には前記実施例と同様に面板１２１ｂ、１２１ｃに重なる凹部および突出片がある。
面板１２１ｃと突出片１１１ｐを溶接後、支持装置２５０を配置する。支持装置２５０は面板１２１ｃ、突出片１１１ｐの両方に接触するのが好ましい。回転工具８０の軸心の延長線上に接続板１１１ｑを位置させて、摩擦攪拌接合する。
【００４９】
なお、この実施例において、突出片１１１ｐの長さが短ければ、台枠１１０が強固であるので、支持装置２５０を不要にできる。
【００５０】
図１２から図１３の実施例を説明する。これは屋根構体１３０と側構体１２０、１２０との接合装置である。側構体１２０、１２０を架台２１０Ｂに載せて立て、これに屋根構体１３０を載せている。これを支持装置２５０、２４０Ｂによって車体の内外から支持している。支持装置２４０Ｂは屋根構体１３０、側構体１２０を車内側から引っ張ったり押したりする。支持装置２５０、２４０Ｂは前記実施例の支持装置２４０に相当する。また、側構体１２０の下端は架台２１０Ｂの凹部に入れて位置決めしている。
【００５１】
支持装置２４０Ｂによって側構体１２０、１２０、屋根構体１３０を所定位置に固定したら、側構体１２０、１２０と屋根構体１３０との車内側の突き合わせ部をアーク溶接する。溶接したらこの左右の溶接部の間に支持装置２５０を配置する。支持装置２５０は溶接部の近傍を支持する。支持装置２５０は支え棒である。
【００５２】
次に、前記のように左右の台車３１０Ｂ、３１０Ｂを走行させ、接合装置３００Ｂ、３００Ｂで溝を切削し、補填材を充填し、摩擦攪拌接合する。摩擦攪拌接合時の荷重は、接合部の接続板、支持装置２５０を介して、他方の接続板、回転工具８０に支持される。
【００５３】
側構体１２０の上端の中空形材１２６と屋根構体１３０の下端の中空形材１３１との接合部の構成を説明する。中空形材１２６（１３１）の２枚の面板１２６ｂと面板１２６ｃ（１３１ｂ、１３１ｃ）との間には接続板１２６ｄ（１３１ｄ）がトラス状に配置されている。面板１３１ｂの端部と面板１３１ｃの端部とは傾斜した接続板１３１ｄで接続されている。面板１２６ｂの端部と面板１２６ｃの端部とを接続する接続板はない。このため、面板１３１ｃ（１２６ｂ）の端部は面板１３１ｂ（１２６ｃ）よりも端部側に突出している。面板１３１ｂと２つの接続板１３１ｄ、１３１ｄとの接続部（交点）には、前記実施例と同様に凹部があり、裏面に突出片がある。面板１２６ｃと端部の接続板１２６ｄとの接続部（交点）には、前記実施例と同様に凹部があり、裏面に突出片がある。面板１３１ｂの凹部および突出片に中空形材１２６の面板１２６ｂが重なっている。面板１２６ｃの凹部および突出片に中空形材１３１の面板１３１ｃが重なっている。車外側の面板１２６ｂ、１３１ｂの突き合わせ部には凸部１２、２２がある。丸鋸６１の厚さの中心、回転工具８０の軸心の延長線は、２つの接続板１３１ｄ、１３１ｄの交点にある。
【００５４】
摩擦攪拌接合時の荷重は２つの接続板１３１ｄ、１３１ｄを介して面板１３１ｃに伝達される。そして支持装置２５０を介して他方の側構体１２０に伝達する。
【００５５】
図１４の実施例を説明する。２つの側構体１２０、１２０の間に架台２１０Ｂに設置した支持装置２５０Ｂがあり、支持装置２６０を設置している。車内側を溶接した後、支持装置２６０で支持する。ところで、支持装置２６０に前記実施例のローラや回転工具を設置することができる。支持装置２６０がローラや回転工具を備えた場合は車外側の回転工具８０に同期して移動する。
【００５６】
図１５の実施例を説明する。２つの部材１０、２０を前記のように突き合わせた後、接合線に沿ってアーク溶接を行う。前記アーク溶接は、接合線に沿って連続して行う。特に、隙間がある個所を溶接し、隙間をできるだけ埋める。（図１５（Ａ）、（Ｂ））
【００５７】
次に、回転工具８０で摩擦攪拌接合を行う。この場合、盛り上がった溶接ビードＢを凸部１２、２２に見立てて行う。すなわち、盛り上がった溶接ビードＢ内に回転工具８０の大径部８１の最下端を位置させて摩擦攪拌接合を行う。なお、部材１０、２０に凸部１２、２２を設けたものを溶接してもよい。（図１５（Ｃ）、（Ｄ））
【００５８】
前記溶接は隙間の補填材として行うものである。本来は隙間がないように突き合わせるので、その突き合わせ部はＩ型開先である。このため、隙間の下部に溶接ビード（補填材）が溶け込まないことがある。しかし、盛り上がった溶接ビードＢや凸部１２、２２が補填材となる。この溶接の強度は摩擦攪拌接合されていない部分の溶接ビードＢが摩擦攪拌の力で剥離しない程度でよい。
２つの部材を突き合わせ、切削を行い、次に２つの部材の溝が少なくなるか、なくするように移動させて突き合わせ、この状態で摩擦攪拌接合することができる。
【００５９】
本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の各請求項の記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にもおよぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例の接合の工程図。
【図２】図１のII−II断面図。
【図３】図１のIII−III断面図。
【図４】図１のIV−IV断面図。
【図５】本発明の他の実施例の接合装置の構成図。
【図６】本発明の他の実施例の接合装置の正面図。
【図７】図６のVII−VII断面図。
【図８】図７のVIII−VIII断面図。
【図９】図６の台枠と側構体との接合部の縦断面図。
【図１０】本発明の他の実施例の図９相当図。
【図１１】本発明の他の実施例の図９相当図。
【図１２】本発明の他の実施例の接合装置の正面図。
【図１３】図１２の側構体と屋根構体との接合部の縦断面図。
【図１４】本発明の他の実施例の接合装置の正面図。
【図１５】本発明の他の実施例の接合の工程図。
【符号の説明】
【００６１】
１０、２０：部材、１１、２１：板、１２、２２：凸部、３０：補填材、４０：溝、６０：切削具、７０：ローラ、８０：回転工具、９０：ドラム、１１０：台枠、１１１、１１２：中空形材、１２０：側構体、１２１、１２６：中空形材、１３０：屋根構体、１３１：中空形材、２５０：支持装置、３００：接合装置、３１０：台車、２５０Ｂ：支持装置、３００Ｂ：接合装置、３１０Ｂ：台車。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005246483.tif 000001
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2005246483.tif 000002