(57)【要約】【課題】最小限のスペースで接合可能としつつ当該接合箇所における接合強度を向上させることが可能な交通車両の構体同士の接合構造を提供する。【解決手段】交通車両の構体同士の接合構造１は、いずれか一方の構体に延設され、凸形状に形成されているとともに、延設される方向と直交する方向に貫通するように形成された貫通孔１２を有する凸条部１１と、他方の構体に延設されて凸条部１１と嵌合されるとともに、凸条部１１の貫通孔１２に連通するように形成された嵌合用穴２２を有する凹溝部２１と、基端から先端に向かうに従って幅が次第に狭くなるように形成され、貫通孔１２及び嵌合用穴２２に嵌合されたくさび部材３１とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の構体同士を接合して構成された交通車両の構体同士の接合構造であって、
いずれか一方の構体に延設され、凸形状に形成されているとともに、延設される方向と直交する方向に貫通するように形成された貫通孔を有する凸条部と、
他方の構体に延設されて前記凸条部と嵌合されるとともに、前記凸条部の貫通孔に連通するように形成された嵌合用穴を有する凹溝部と、
基端から先端に向かうに従って幅が次第に狭くなるように形成され、前記貫通孔及び前記嵌合用穴に嵌合されたくさび部材とを備えること
を特徴とする交通車両の構体同士の接合構造。
【請求項２】
前記凸条部及び前記凹溝部は、対応する前記構体と一体に成形されていること
を特徴とする請求項１記載の交通車両の構体同士の接合構造。
【請求項３】
複数の構体を備え、これら複数の構体が請求項１又は請求項２に記載の接合構造で接合されていること
を特徴とする交通車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の構体同士を接合して構成された交通車両の構体同士の接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、交通車両の構造は、大別すると、水平方向に沿う床構体及び屋根構体と、鉛直方向に沿う側構体２枚及び妻構体２枚の構体６枚による六面体構造である（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来、構体同士の接合構造として、溶接接合（例えば、下記特許文献１参照）がとられていた。又、他の接合構造としては、ボルトとナットによる接合（例えば、下記特許文献２、３参照）がとられていた。該ボルトとナットによる接合では、ボルトのネジ部分にナットを締め付けることにより、ボルトの軸方向に作用する力に対しては、ボルトの引張強度又は圧縮強度によって支持し、ボルトの軸方向と直交する二方向に作用する力に対しては、主にボルトのせん断強度によって支持することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−４５７９号公報
【特許文献２】実開昭４８−６４９１０号公報
【特許文献３】特開２００４−１８９０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、溶接接合では、熱によって構体が収縮、変形するため、内装部材は構体を溶接接合した後に取り付けなければならなかった。しかし、構体を接合した後での作業では、作業スペースが構体内部に限定されて無理な姿勢で作業する必要も生じるために作業性が低下してしまう問題があった。又、溶接接合では、設備上の制限や気象上の制限から現地作業が困難なため、工場にて接合した後に現地に輸送することになるため、輸送費が増大してしまうという問題点があった。
一方、特許文献２、３のようなボルトとナットによる接合では、ボルトの軸方向に作用する力に対しては、ボルトの引張強度又は圧縮強度によって、結合強度を得ることになる。又、ボルトの軸方向と直交する二方向に作用する力に対しては、主にボルトのせん断強度によって結合強度を得ることとなる。このため、高い結合強度を得るためには、ボルトの軸部の断面積を拡大した上で、当該ボルトと接合するナットで締付ける必要があるが、ボルト及び対応するナットの大型化は、作業上、又規格上も問題があった。又、ボルトとナットによる接合では、強度上の有効断面積に対して、ボルトを挿通させる孔、ボルト頭部、及びナットをさらに大きくする必要があり、限られた接合スペースにおいて必要な強度を得る大きさにすることには限界があった。
【０００６】
本発明は、前述の従来技術における問題を解決するために、最小限のスペースで接合可能としつつ当該接合箇所における接合強度を向上させることが可能な交通車両の構体同士の接合構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る交通車両の構体同士の接合構造は、複数の構体同士を接合して構成された交通車両の構体同士の接合構造であって、いずれか一方の構体に延設され、凸形状に形成されているとともに、延設される方向と直交する方向に貫通するように形成された貫通孔を有する凸条部と、他方の構体に延設され、前記凸条部と嵌合されるとともに、前記凸条部の貫通孔に連通するように形成された嵌合用穴を有する凹溝部と、基端から先端に向かうに従って幅が次第に狭くなるように形成され、前記貫通孔及び前記嵌合用穴に嵌合されたくさび部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成では、くさび部材が嵌合される貫通孔及び嵌合用穴の軸方向の力に対しては、凸条部及び凹溝部を形成する部材のせん断強度によって結合強度を得ることができる。このため、構体の大きさに応じて接合箇所においても十分な部材断面積を得ることができ、必要な接合強度を得ることができる。
一方、貫通孔及び嵌合用穴の軸方向に直交する二方向の力に対しては、くさび部材のせん断強度のみならず、くさび部材で締付けることによって生じる凸条部と凹溝部の間の摩擦力によっても接合強度を得ることができる。又、くさび部材は、単体で締付力を発揮し、ナットやボルトの頭部などの挿入する貫通孔よりも大きくなってしまう部分を必要とせず、又、挿入する貫通孔及び嵌合用穴の断面積分だけ有効にせん断力を発揮することができる。このため、当該二方向においても必要な接合強度を得ることができる。よって、構体同士を強固に接合することが可能となる。
又、前記接合構造は、簡易な作業により成されるものなので、現地作業が可能である。
【０００９】
又、前記の交通車両の構体同士の接合構造において、前記凸条部及び前記凹溝部は、対応する前記構体と一体に成形されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成では、接合構造に係る接合部材である凸条部及び凹溝部は、それぞれ対応する構体と一体で成形することができるので、接合部材の製造が容易となり、構体と接合部材との接触面における接合強度も十分に確保することができる。
【００１１】
又、本発明の交通車両は、複数の構体を備え、これら複数の構体が前記の接合構造で接合されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成では、交通車両は、前記本発明の構体同士の接合構造を備えているので、前記接合構造により強固な構造とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る交通車両の構体同士の接合構造によれば、最小限のスペースで接合可能としつつ当該接合箇所における接合強度を向上させることができる。
また、本発明に係る交通車両によれば、強固な構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態の交通車両を側方視した断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態の交通車両を正面視した断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態の交通車両において、接合構造の詳細を示す正面視した断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態の交通車両において、接合構造の詳細を示す側面図である。
【図５】本発明の第二実施形態の交通車両において、接合構造のくさび部材の斜視図である。
【図６】本発明の第二実施形態の交通車両において、接合構造の詳細を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態について説明する。
図１及び図２は、交通車両を示している。
図１及び図２に示すように、交通車両１０１は、車両本体１０１Ａと、車両本体１０１Ａの下部に設けられて車両本体１０１Ａを支持し、走行車輪を有する車台（不図示）とを備える。交通車両１０１の車両本体１０１Ａは、複数の構体１１２が互いに組み付けられて構成されている。本実施形態の交通車両１０１は、構体１１２として、水平方向に延設され、それぞれ下部及び上部を構成する床構体１０２及び屋根構体１０３と、鉛直方向に延設された側部を構成する２枚の側構体１０４及び前部、後部を構成する２枚の妻構体１０５とを有する六面体構造である。そして、各構体１１２は、端部にて、隣接する他の構体１１２と、本実施形態の後述する凸条部１１と、凹溝部２１と、くさび部材３１とを有する接合構造１によって接合されている。
【００１６】
以下、側構体１０４と床構体１０２との接合箇所を例として本実施形態の接合構造１について説明する。また、以下においては、水平方向のうち、交通車両１０１の前後方向をＹ方向、幅方向をＸ方向、また、鉛直方向をＺ方向として説明する。
図３に示すように、側構体１０４は、本体部１０４ａと、本体部１０４ａの下端部にＹ方向に沿って延設され、下向きに凸形状の接合構造１を構成する凸条部１１とを有する。本体部１０４ａは、本実施形態では、内面及び外面を構成する２枚の板１０４ｂ、１０４ｃと、板同士の間に配設されたリブ１０４ｄとからなるダブルスキン構造となっている。リブ１０４ｄは、Ｙ方向に沿って延設されている。また、凸条部１１には、該延設されるＹ方向と直交するＸ方向に貫通するようにして貫通孔１２が形成されている。本体部１０４ａと凸条部１１とは、本体部１０４ａのリブ１０４ｄ及び凸条部１１が延設されるＹ方向に沿って押出し成形されることで、一体的に成形されている。
【００１７】
又、床構体１０２は、本体部１０２ａと、本体部１０２ａのＸ方向端部にＹ方向に沿って延設された側梁１２１と、側梁１２１の上面にＹ方向に沿って延設され上向きに凹形状に形成された接合構造１を構成する凹溝部２１とを有する。本体部１０２ａは、本実施形態では、下面及び上面を構成する２枚の板１０２ｂ、１０２ｃと、板同士の間に配設されたリブ１０２ｄとからなるダブルスキン構造となっている。リブ１０２ｄは、Ｙ方向に沿って延設されている。又、凹溝部２１は、本体部１０２ａに接合された基部２１ａと、互いにＸ方向に向かい合うようにして基部２１ａから上方に向けて突出する一対の突設部２３とを有し、一対の突設部２３の間に上方に開口する溝部２４が形成されている。そして、一対の突設部２３のそれぞれには、Ｘ方向に沿って嵌合用の穴である嵌合用穴２２が形成されている。一対の突設部２３及び対応する嵌合用穴２２のうち、車両本体１０１Ａの外側の位置するものを第一突設部２３Ａ及び第一嵌合用穴２２Ａ、内側に位置するものを第二突設部２３Ｂ及び第二嵌合用穴２２Ｂとしている。本体部１０２ａと凹溝部２１とは、本体部１０２ａのリブ１０２ｄ及び凹溝部２１が延設されるＹ方向に沿って押出し成形されることで、一体的に成形されている。
【００１８】
凸条部１１のＸ方向の幅をＷ１とする。又、凹溝部２１の溝部２４のＸ方向の幅をＷ２とする。ここで、幅Ｗ１と幅Ｗ２は略同じであるか、幅Ｗ２は幅Ｗ１よりわずかに大きいものとして、凸条部１１は凹溝部２１の溝部２４に挿入されている。また、凸条部１１の貫通孔１２と、凹溝部２１の嵌合用穴２２とは、凸条部１１が凹溝部２１の溝部２４に挿入された状態で連通するようにして、それぞれ形成されている。さらに、貫通孔１２及び嵌合用穴２２は、Ｘ方向に沿って車両本体１０１Ａの外側から内側に沿って次第に縮径するテーパ形状に形成されており、互いに連通した状態で、内周面が連続するようにそれぞれの径が設定されている。又、図４に示すように、貫通孔１２及び嵌合用穴２２は、組をなすようにして、それぞれＹ方向に所定のピッチで複数形成されている。
尚、径が大きい第一嵌合用穴２２Ａは、くさび部材３１によって挿通可能に貫通されている必要があるが、径の小さい第二嵌合用穴２２Ｂは、貫通されている必要はなく、少なくともくさび部材３１が第二突設部２３Ｂの一部に到達し、嵌合される深さまであればよい。
【００１９】
凸条部１１又は凹溝部２１は、構体１１２がアルミ等の金属成形品の場合は、凸条部１１又は凹溝部２１は、それぞれ対応する構体１１２と一体に成形されることができる。これにより、凸条部１１又は凹溝部２１の製造が容易となり、凸条部１１又は凹溝部２１の基端部分における接合強度も十分に確保することができる。尚、凸条部１１又は凹溝部２１は金属製品に限らず、十分な強度を得ることができれば樹脂製品等でもよい。
【００２０】
くさび部材３１は、基端から先端に向かうに従って、幅が次第に狭くなるようにテーパ形状に形成されている。該くさび部材３１の径は、互いに連通した貫通孔１２及び嵌合用穴２２と対応した大きさに設定されており、これにより外周面が貫通孔１２及び嵌合用穴２２の内周面と密着するようにして嵌合されている。又、図４に示すように、くさび部材３１はＹ方向に所定のピッチで複数挿入されている。
【００２１】
次に、本実施形態の接合構造１の組み立て手順について説明する。
まず、側構体１０４を床構体１０２の上方から下方へと移動させ、または、Ｙ方向一方から他方へと移動させ、凹溝部２１の溝部２４に凸条部１１を挿入させる。この際、凸条部１１の貫通孔１２と、凹溝部２１の嵌合用穴２２とが連通するように、Ｙ方向に沿う互いの位置関係を調整しながら行う。
【００２２】
そして、くさび部材３１を、Ｘ方向において車両本体１０１Ａの外側から、径の大きく形成された第一嵌合用穴２２Ａ、貫通孔１２、第二嵌合用穴２２Ｂの順に挿入していく。そして、くさび部材３１が、凹溝部２１及び凸条部１１にそれぞれ隙間なく密着するまで挿入することにより、接合構造１が構成され、側構体１０４と床構体１０２とが組み立てられる。
【００２３】
ここで、溶接接合の場合は、工場での溶接作業を必要とするので、構体同士を接合した後に現地に輸送するため、輸送費が増大していた。しかし、接合構造１は、簡易な作業により成されるものなので、現地作業が可能であるため、溶接接合の場合と比較して輸送費を低廉な価格におさえられる。
又、ボルトとナットによる接合の場合と比較すると、ボルトの締め付けを必要としないので、作業時間を短縮することができる。
【００２４】
前述のとおり、溝部２４の幅Ｗ２は凸条部１１の幅Ｗ１と略同じかわずかに大きく、くさび部材３１の径は、貫通孔１２及び嵌合用穴２２の対応する箇所と略同じである。よって、凸条部１１、凹溝部２１、及びくさび部材３１による接合箇所では、床構体１０２及び側構体１０４のＸ、Ｙ、及びＺ方向の動きが制限され、確実に接合される。
【００２５】
また、本実施形態の接合構造１では、貫通孔１２及び嵌合用穴２２が形成されるＸ方向の力が作用すると、側構体１０４の凸条部１１と床構体１０２の凹溝部２１との間には、互いに接触する面に垂直な力が作用する。このため、このようなＸ方向に作用する力には、凸条部１１及び凹溝部２１の一対の突設部２３のせん断強度によって抗することとなり、当該せん断強度によって結合強度を得ることとなる。すなわち、構体自体のせん断強度によって接合強度を得ることができるので、必要な接合強度を得ることが可能となる。
【００２６】
又、貫通孔１２及び嵌合用穴２２が形成されるＸ方向と直交するＹ方向、Ｚ方向の力が作用すると、側構体１０４の凸条部１１と床構体１０２の凹溝部２１との間には、互いに接触する面に沿うような力が作用する。このため、このようなＹ方向またはＺ方向に作用する力には、くさび部材３１のそれぞれＹ方向、Ｚ方向の断面積に応じて生じるせん断強度によって結合強度を得ることができるのみならず、くさび部材３１で締付けることによって生じる凸条部１１と凹溝部２１の間の摩擦力によっても接合強度を得ることができる。
更に、くさび部材３１は、単体で締付力を発揮し、ナットやボルトの頭部などの挿入する貫通孔よりも大きくなってしまう部分を必要とせず、又、挿入する貫通孔１２及び嵌合用穴２２の断面積分だけ有効にせん断強度を発揮することができる。このため、Ｙ方向及びＺ方向においても必要な接合強度を得ることができる。図４に示すように、貫通孔１２及び嵌合用穴２２と、くさび部材３１とは、想定される外力に応じて、所定ピッチで所定の数だけ設けられる。そして、上記のとおりナットやボルトの頭部などの挿入する貫通孔よりも大きくなってしまう分を必要としないため、より狭いピッチでより多数設けることができるため、ボルトとナットとの接合と比較して、より高い接合強度を得ることができる。
以上のように、本実施形態の接合構造１では、最小限のスペースで接合可能としつつ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のいずれにおいても接合強度を向上することができ、構体１１２同士を強固に接合することが可能となる。
【００２７】
そして、接合構造１により構体１１２同士を接合すれば、交通車両１０１は、強固な接合により構体が形成されるので、強固な構造とすることが可能となる。
【００２８】
（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態である接合構造１Ｘについて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
図５及び図６に示すように、本実施形態の接合構造１Ｘでは、くさび部材３１Ｘが、Ｘ方向視した断面で、Ｙ方向に横長な矩形に形成されている。くさび部材３１ＸのＹ方向に沿う幅寸法Ｌ２は、第１実施形態のくさび部材３１のＹ方向に沿う径寸法Ｌ１と比較して長くなるように形成されている。また、凸条部１１Ｘの貫通孔１２Ｘ及び凹溝部２１Ｘの嵌合用穴２２Ｘも、くさび部材３１Ｘに対応して、Ｘ方向視した断面で矩形に形成されている。
【００３０】
このように本発明の接合構造１Ｘでは、くさび部材３１Ｘを貫通孔１２Ｘ及び嵌合用穴２２Ｘに挿入させていくだけで接合できる構造であるため、本実施形態のような断面矩形のくさび部材３１Ｘなど、様々な断面形状で構成することができる。そして、本実施形態の接合構造１Ｘでは、複数のくさび部材３１Ｘが、配列するＹ方向に横長に形成されていることで、複数のくさび部材３１Ｘの総断面積としては同等としつつ本数を減らせることができ、組み立て時のくさび部材３１Ｘの設置の手間を低減することができる。また、くさび部材３１Ｘの本数を減らせることで、くさび部材３１Ｘ同士の間隔数を減らせることができることにより、結果として複数のくさび部材３１Ｘの総断面積を増して接合強度を向上させることができる。
【００３１】
また、上記実施形態の各接合構造は、側構体１０４と床構体１０２について示したものだが、側構体１０４と屋根構体１０３等いずれの構体同士の間でも同様の接合構造をとることができる。
【００３２】
尚、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１Ｘ…接合構造
１１、１１Ｘ…凸条部
１２、１２Ｘ…貫通孔
２１、２１Ｘ…凹溝部
２２、２２Ｘ…嵌合用穴
３１、３１Ｘ…くさび部材
１０１…交通車両
１１２…構体
【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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