(57)【要約】【課題】フレーム同士を溶接により接合するフレームの組立構造において、補強材や新たな設備投資なしで、手作業によるフレーム構造全体の仮付け作業を可能とし、作業時間を短縮することのできるフレームの仮付け構造、及びその組立方法を提供する。  【解決手段】断面がコの字型で側面に切込み４、５及びツメ状突起部８〜１１を設けた第１のフレーム１と、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記ツメ状突起部８〜１１と係合する係合孔１４〜１７を設けた第２のフレーム２とを、Ｔ字状に係合させて仮付けするようにした。また、その組立構造を列車空調システムフレーム構造全体に適用するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面がコの字型で側面に切込み及びツメ状突起部を設けた第１のフレームと、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記ツメ状突起部と係合する係合孔を設けた第２のフレームと、をＴ字状に係合させて仮付けするフレーム構造体の仮付け構造。
【請求項２】
第１フレームの一方の側面２箇所に縦方向の切込みを設け、これらの切込みにより左右２つの突出片を形成し、この突出片にツメ状突起部を形成して、第２フレームの係合孔と係合するようにしたことを特徴とする請求項１記載のフレーム構造体の仮付け構造。
【請求項３】
第１フレームの左右の突出片にツメ状突起部を各々２つずつ設けるとともに、第２フレームの端部に４つの係合孔を形成したことを特徴とする請求項２記載のフレーム構造体の仮付け構造。
【請求項４】
断面がコの字型で側面に縦方向のスリット状係止孔を設けた第１のフレームと、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記スリット状係止孔と係合するフックを設けた第２のフレームと、をＴ字状に係合させて仮付けするフレーム構造体の仮付け構造。
【請求項５】
第２のフレームの側面端部の突出部に形成したフックの手前側に巾広の切欠溝を形成したことを特徴とする請求項４記載のフレーム構造体の仮付け構造。
【請求項６】
第１のフレームのスリット状係止孔に第２のフレームの側面端部を挿入し、位置決めした後、第２のフレームの突出部上面をクリップで固定することにより仮付けを完了する請求項５記載のフレーム構造体の仮付け構造。
【請求項７】
断面がコの字型の複数の横方向フレームと、断面がコの字型の複数の縦方向フレームとを溶接して列車空調システムのフレーム構造を形成するものにおいて、横方向フレームの側面に切込み及びツメ状突起部を設けるとともに、縦方向フレームの側面端部に突出部と上記ツメ状突起部に係合する係合孔を形成し、横方向フレームの切込みに縦方向フレームの側面端部をＴ字状に係合させて仮付けする列車空調システムのフレーム構造。
【請求項８】
最後方の横方向フレームと縦方向フレームとの継手部分については、横方向フレーム側面に縦方向のスリット状係止孔を設けるとともに、縦方向フレームに上記スリット状係止孔と係合するフック及び該フックの手前側に巾広の切欠溝を形成し、縦方向フレームの端部の突出部を横方向フレームのスリット状係止孔に挿入して係合することにより、仮付けする請求項７記載の列車空調システムのフレーム構造。
【請求項９】
断面がコの字型で側面に切込み及びツメ状突起部を設けた第１のフレームの上方から、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記ツメ状突起部と係合する係合孔を設けた第２のフレームを、第１のフレームのツメ状突起部に第２のフレームの側面端部に形成した係合孔が合致するようにＴ字状に係合させて仮付けするフレーム構造体の組立方法。
【請求項１０】
断面がコの字型で側面に縦方向のスリット状係止孔を設けた第１のフレームの側面から、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記スリット状係止孔と係合するフックを設けた第２のフレームを挿入して、第１のフレームのスリット状係止孔に第２フレームの側面端部が係合するようにＴ字状に係合させて仮付けするフレーム構造体の組立方法。
【請求項１１】
断面がコの字型の複数の横方向フレームと、断面がコの字型の複数の縦方向フレームとを溶接して列車空調システムのフレームを形成するものにおいて、側面に切込み及びツメ状突起部を設けた横方向フレームの上方から、側面端部に突出部と上記ツメ状突起部に係合する係合孔を形成した縦方向フレームを、横方向フレームの切込みに縦方向フレームの側面端部をＴ字状に係合させて仮付けするようにした列車空調システムのフレーム構造体の組立方法。
【請求項１２】
最後方の横方向フレームと縦方向フレームとの継手部分については、側面に縦方向のスリット状係止孔を設けた横方向フレームの側面から、フックを形成した縦方向フレームの端部の突出部を、横方向フレームのスリット状係止孔に挿入して上記フックにて係合することにより、仮付けするようにしたことを特徴とする請求項１１記載の列車空調システムのフレーム構造体の組立方法。
【請求項１３】
縦方向フレームの側面端部の突出部に形成したフックの手前側に巾広の切欠溝を形成することにより、組立の誤差を調整するとともに、位置調整後にクリップで係止することにより、仮付けを完了するようにしたことを特徴とする請求項１２記載の列車空調システムのフレーム構造体の組立方法。
【請求項１４】
横方向フレームの位置決めを、位置決め治具を使用することにより実施して組立後の誤差調整を省略するようにしたことを特徴とする請求項１２記載の列車空調システムのフレーム構造体の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フレーム構造体、特に列車の空調装置のフレーム構造及びその組立方法に関し、溶接による変形を防止するとともに、構造体組立時の複雑な位置決めを省略して、組立時間を短縮し、低コストで組立てができる構造及びその組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のフレーム構造体を組み立てる場合、フレーム要素同士の継手部を何の拘束もないままに全周溶接した場合には、熱変形が発生してしまう。この溶接による熱変形を防止する方法として、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載のものが知られている。
特許文献１では、溶接の向きと手順を最適化することで変形を抑制し、特許文献２では、補強材を仮付けすることで変形を抑制している。また、特許文献３では継手部分をプロジェクション溶接で仮付けすることにより、変形を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５６１７７号公報（図１、図６）
【特許文献２】特開平１０−３２４２６５号公報（図１）
【特許文献３】特開２００４−３４４９４２号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、フレームの継手部分を溶接により固定しており、溶接手順を規定することでフレームの変形を軽減しているが、フレームの断面形状や、板厚、溶接条件に応じて溶接の向き及び順番を検討し直す必要がある。また、溶接時にフレーム同士を固定する準備作業が必要となるため、作業工数も多くなる。
【０００５】
特許文献２に記載の技術では、部材間の複雑な位置決め工程を省略して構造体の組立時間を短縮しているが、別部品である補強材としての規定部材が必要となるため、部品点数が増加する。また、本溶接とは別にスポット溶接作業が必要となるため、作業工数も増加し、コストアップが発生する。
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、相手フレーム要素に突き合されるフレーム要素の端面に極小の接合用突起部を形成しておき、その突起部をプロジェクション溶接して仮付けしているため、別部品を必要としないが、新たにプロジェクション溶接用の設備を必要とする。また、仮付け時にフレームの固定作業が発生するため、作業工程の削減には至らない。
【０００７】
この発明は、上記のような各種の問題点を解決するためになされたものであり、仮付けのために別部品や新たな設備を必要とせずに、フレームの仮付けが実施できる構造及び組立方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るフレーム構造体の仮付け構造は、断面がコの字型で側面に切込み及びツメ状突起部を設けた第１のフレームと、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記ツメ状突起部と係合する係合孔を設けた第２のフレームと、をＴ字状に係合させて仮付けするようにしたものである。
【０００９】
また、フレーム構造体の仮付け構造において、断面がコの字型で側面に縦方向のスリット状係止孔を設けた第１のフレームと、断面がコの字型で側面端部が突出し、上記スリット状係止孔と係合するフックを設けた第２のフレームと、をＴ字状に係合させて仮付けするようにしたものである。
【００１０】
また、この発明による列車空調システムのフレーム構造は、断面がコの字型の複数の横方向フレームと、断面がコの字型の複数の縦方向フレームとを溶接して列車空調システムのフレーム構造を形成するものにおいて、横方向フレームの側面に切込み及びツメ状突起部を設けるとともに、縦方向フレームの側面端部に突出部と上記ツメ状突起部に係合する係合孔を形成し、横方向フレームの切込みに縦方向フレームの側面端部をＴ字状に係合させて仮付けするようにしたものである。
【００１１】
また、この発明によるフレーム構造体の組立方法は、断面がコの字型で側面に切込み及びツメ状突起部を設けた第１のフレームの上方から断面がコの字型で側面端部が突出し、上記ツメ状突起部と係合する係合孔を設けた第２のフレームを、第１のフレームのツメ状突起部に第２フレームの側面端部に形成した係合孔が合致するようにＴ字状に係合させて仮付けするようにしたものである。
【００１２】
また、この発明によるフレーム構造体の組立方法は、断面がコの字型で側面に縦方向のスリット状係止孔を設けた第１のフレームの側面から断面がコの字型で側面端部が突出し、上記スリット状係止孔と係合するフックを設けた第２のフレームを挿入して、第１のフレームのスリット状係止孔に第２フレームの側面端部が係合するようにＴ字状に係合させて仮付けするようにしたものである。
【００１３】
また、この発明による列車空調システムのフレーム構造体の組立方法は、断面がコの字型の複数の横方向フレームと、断面がコの字型の複数の縦方向フレームとを溶接して列車空調システムのフレームを形成するものにおいて、側面に切込み及びツメ状突起部を設けた横方向フレームの上方から、側面端部に突出部と上記ツメ状突起部に係合する係合孔を形成した縦方向フレームを、横方向フレームの切込みに縦方向フレームの側面端部をＴ字状に係合させて仮付けするようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、フレーム同士を溶接するのに先立って仮付けする構造において、板金で構成されるフレームのバネ性などの特性を利用して仮付けが出来るので、別部品や新たな設備を必要とせず、手作業で仮付けが可能となり、部品点数の増加や作業工程の増加なしに仮付けが達成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１のフレーム構造(仮付け前)を示す斜視図。
【図２】この発明の実施の形態１のフレーム構造(仮付け前)を示す正面図。
【図３】この発明の実施の形態１のフレーム構造(仮付け後)を示す斜視図。
【図４】この発明を適用する列車空調システムのフレーム構造を示す斜視図。
【図５】この発明の実施の形態２のフレーム構造(仮付け前)を示す斜視図。
【図６】この発明の実施の形態２のフレーム構造(仮付け後)を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフレーム継手を示す斜視図で、仮付け前の構造を示す。継手は、板金からなり断面コの字型の第１フレーム１と断面コの字型の第２フレーム２により構成される。第１フレーム１の手前側面３の２箇所にはフレームの長手方向と直交する縦方向の切込み４、５が形成されている。この切込み４、５はさらに一部の突出片６、７を残して上方へ続いている。そして、これら各突出片６、７の外側には図２に示すように、下方に行くにつれて突出量が大きくなる４個のツメ状突起８、９、１０、１１を設けている。また、第２フレーム２の左の側面１２には２つの係合孔１４、１５が設けられており、右側面１３には２つの係合孔１６、１７が設けられている。また、第２フレームの左右の側面１２、１３の第１フレーム１と係合する端部下方には切欠部１８が形成されており、左右側面１２、１３の端部が突出する形になっている。
【００１７】
第１フレーム１と第２フレーム２の仮付けは、次の手順で行う。第１フレーム１の上方から切込み４、５めがけて図２の矢印の方向に第２フレーム２の側面１２、１３の端部の突出部１９、２０を挿入する。なお、第２フレーム２の側面１２、１３の隙間寸法Ａは第１フレーム１の側面に形成されたツメ状突起６、８（又は７、９）の先端同士の距離Ｂよりも小さく設定しているので、上方から第２フレーム２の端面の突出部１９、２０を第１フレーム１の切込み４、５に挿入する時、ツメ状突起８、９を有する突出片６、及びツメ状突起１０、１１を有する突出片７はそれぞれ内側方向に弾性変形する。突出片６、７が弾性変形状態で第２フレーム２の端面突出部１９、２０が挿入されて行き、第１フレーム１のツメ状突起８、９、１０、１１が第２フレーム２の係合孔１４、１５、１６、１７に嵌り込むと突出片６、７の弾性変形は解除される。
すなわち、この発明によるフレーム構造体の仮付けは、板金で構成されるフレームのバネ性により仮付けが出来る構造を有するものである。
【００１８】
第１フレーム１のツメ状突起８、９、１０、１１が第２フレーム２の係合孔１４、１５、１６、１７に嵌り込んだ状態が突出片６、７のバネ性により保持され、第１フレーム１と第２フレーム２の仮付けが保持される。この仮付け構造によれば、手作業で第１フレーム１と第２フレーム２の仮付けと溶接時の位置決めが可能となる。
図３は本実施形態によるフレーム継手を示す斜視図で、仮付け後の構造を示す。仮付け後の状態で第１フレーム１と第２フレーム２の接触部２１ａ、２１ｂをＭＩＧ溶接等のアーク溶接にて本固定する。この構造によれば、溶接なしでフレームの仮組みが可能となる。したがって、溶接時のバイスによる固定や位置決め作業が無くなり、作業時間を削減することができる。
【００１９】
実施の形態２．
前記の仮付け構造を列車空調システムのフレームに適用した構造を特徴とする。この発明を適用した列車空調システムの筐体構造を図４に示す。フレームは横方向のフレーム２２〜２５と、縦方向のフレーム２６〜３３で構成されている。横方向のフレーム２２〜２５は側板４８、４９とも接合される。
なお、実施の形態１に示した仮付け方法は、フレーム前方、及び中間の継手部、すなわち横方向フレーム２３、２４、２５と縦方向フレーム２６〜３３の継手部３４〜４７に適用する。
フレーム組立の最後となる後方の継手部、すなわち最後方の横フレーム２２と縦フレーム２６、２７との継手部５０、５１は組立の誤差を調整するために継手構造は他の部分と異ならせる必要がある。
【００２０】
図５はこの発明の実施の形態２による組立誤差を吸収するフレーム仮付け構造を示す斜視図である。横方向のフレーム（第１フレーム）５２の一方側側面５３には縦方向のスリット状の係止孔５４、５５が設けられている。一方、縦方向のフレーム（第２フレーム）５６の側面５７、５８の端部はフック６０ａを有する突出部５９、６０が設けられている。また、フック６０ａの手前側は巾広の切欠溝６０ｂが形成されている。なお、図５では手前側の側面５８に形成したフック６０ａ、切欠溝６０ｂのみ図示しているが、奥側の側面５７にも同様にフック、切欠溝が形成されている。
【００２１】
仮付けにあたっては、横方向フレーム５２の係止孔５４、５５に縦方向フレーム５６の突出部５９、６０を挿入する。縦方向フレーム５６は突出部５９、６０挿入後も巾広の切欠溝６０ａのために前後方向に移動可能であり、その前段階で組み立てられたフレームの誤差を吸収するための調整が可能となる。誤差調整後、クリップ６１、６２を突出部５９、６０の上面に取付けることで、縦方向フレーム５６を横方向フレーム５２に固定し、前後方向の動きを抑制する。クリップ６１、６２を取付けることで筐体のフレーム全体の仮付けが完了する。
図６に本実施形態による仮付けフレーム継手構造の組付け後の形状を示す。仮付け後、先に示した継手接触部２１ａ、２１ｂと誤差調整部の接触箇所６３ａ、６３ｂをＭＩＧ溶接等のアーク溶接にて本固定が完了する。
【００２２】
実施の形態３．
前記の実施の形態２の仮付けフレーム構造では、横方向フレーム５２の係止孔５４、５５に縦方向フレーム５６の突出部５９、６０を挿入した後、位置を調整し、クリップ６１、６２にて固定していたが、横方向フレーム２２〜２５の組立位置を決めることのできる治具を使用すれば、組立誤差の調整のための部品、クリップ６１、６２を削減することが可能となる。そのため部品点数を削減できるため、仮付け構造をさらに簡素化でき、仮付けの作業性も向上する。
【符号の説明】
【００２３】
１  第１フレーム、  ２  第２フレーム、  ３  第１フレーム側面、  ４、５  切込み、  ６、７  突出片、  ８〜１１  ツメ状突起、  １２、１３  第２フレーム側面、  １４〜１７  係合孔、  １８  切欠部、  １９、２０  突出部、  ２１ａ、２１ｂ  接触部、  ２２〜２５  横方向のフレーム、２６〜３３  縦方向のフレーム、  ３４〜４７  継手部、４８、４９  側板、  ５０、５１  継手部、  ５２  第１フレーム、  ５３  第１フレーム側面、  ５４、５５  係止孔、  ５６  第２フレーム、  ５７、５８  第２フレーム側面、  ５９、６０  突出部、  ６０ａ  フック、  ６０ｂ  巾広切欠溝、  ６１、６２  クリップ、  ６３ａ、６３ｂ  接触箇所。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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