11A〜14Aとフレーム11B〜14Bとを、左右の側構体12,13と屋根構体11および左右の側構体12,13と底構体14との接続部分付近を除き、スポット摩擦撹拌接合により接合する。前記接続部分において、フレーム11B,12B,13Bの端部どうしをガセット15Aを介して、フレーム12B,13B,14Bの端部どうしをガセット15Bを介してそれぞれ連結し、外板11A〜14Aどうしを溶接、リベット等により接合し、この溶接部分をガセット15A,15Bから離し、浮いた状態とする。前記接続部分において、外板のストリンガ11Ab,12Ab,13Abを、クリップ16を介してガセット15Aまたはフレーム11B,12B,13Bに、ストリンガ12Ab,13Ab,14Abを、ガセット15Bまたはフレーム12B,13B,14Bに連結する。従来、高い気密荷重を負荷される高速移動用構造体(例えば高速でトンネル内を通過する新幹線や超電導磁気浮上タイプの高速鉄道車両などの構体)は、外板とフレームとによって構成され、上側部分はほぼ円筒形状に形成されている。これにより、気密荷重の作用により、構体が大きく変形して高い曲げ応力が発生しないようにしている。【0003】そのように上側部分が円筒形状であれば、客室居住区画が小さくなり、また、ドアエンジンなども設けにくいという理由から、構体の上側部分の形状を円筒形状から、一般車両の構体と同様に箱形形状(左右の側構体が略鉛直方向に延びる一方屋根構体が水平方向に延び、それらの左右の接続部分が丸いコーナ部(角部)となっている箱形形状)に変更したものが提案されている(例えば特許文献1参照)。前記特許文献1の高速移動用構造体では、フレームを位置決め治具でリング状に結合した後に外板を全周に亘ってリベット結合している。このようにフレームと外板の接合にリベット結合を採用しているため、多大なリベット結合工数を要するのみならず、精度の高い位置決め治具が必要となることから、コストアップの原因となっている。【0005】また、車両のコンタに沿って外板とフレームとを精度よく密着させて接合することが困難である。それらの接合部分に隙間が生じると、接合不良を起こす可能性がある。隙間を埋めるためには多大な時間をかけてシム調整する必要がある。曲率半径が小さくなる構体の隅部(側構体と屋根構体との接合部分である肩部、側構体と底構体との接続部分である下隅部)においてその傾向が顕著である。そのため、外板とフレームとの間の隙間についての細かい精度管理が必要であった。【0006】さらに、フレームは車両のコンタに精度よく配置する必要があるため、ジュラルミン板を液圧プレスで、機械加工した型に押し付けるバーソン成型加工を採用しているので、この点からもコストアップの原因となっている。【0007】この発明は、大幅な工数の低減、コストダウンが図れる高速移動用構造体を提供するものである。請求項1の発明は、ストリンガを一体的に有する外板とこの外板の内側にフレームが外板長手方向に直交する方向に延びるように接合されることによって構成される側構体および屋根構体、底構体を備え、前記側構体と前記屋根構体および前記側構体と前記底構体との接続部分の除き平板状または大きな曲率半径を持つ箱形形状に形成される高速移動用構造体であって、前記側構体と屋根構体および前記側構体と底構体との接続部分それぞれにおいて、前記各構体の外板の縁部が前記各構体のフレームの端部より突出し、前記各構体の外板の縁部どうしが溶接、リベット等の接合手段により接合され、前記各構体のフレームの端部どうしがガセットを介して連結され、前記外板の溶接、リベット等の接合手段による接合部分の外板基部が前記ガセットとは離れていることを特徴とする。【0009】このようにすれば、曲率半径が小さくなり湾曲した形状となる、前記側構体と屋根構体および前記側構体と底構体との接続部分において、外板の縁部どうしの溶接、リベット等の接合手段による接合部分がガセットから離れ、浮いた状態となっているので、車両のコンタに沿って外板とフレームとを精度よく密着させて接合する必要がなくなる。よって、外板とフレームとの間の隙間について前記位置決め治具を用いるような細かい精度管理が必要なくなり、構体の接続部分において、前記位置決め治具なしで組立調整作業ができる。底構体を箱形状に組み立てる前に、各構体ごとにフレームを外板基部に接合できるので、機械化及び自動化を図りやすい。請求項2に記載のように、前記側構体と屋根構体との接続部分付近を除き、前記外板とフレームとはスポット摩擦撹拌接合により接合されていることが望ましい。ここで、スポット摩擦撹拌接合(FSJ)とは、例えば特開2001−314982号公報に記載されるように、複数の重ね合わされた金属板からなる被接合材に、軸線に沿って突出する中央ピンと、該中央ピンの上側に連接され、前記中央ピンより大径の本体胴部と、該本体胴部の下部外周から前記中央ピンに至るショルダー部とを有し、複数の、重ね合わされた金属製の被接合材の接合点に、押圧かつ回転しながら前記中央ピンを進入し、主としてショルダー部と被接合材との摩擦により接合部に熱を供給するとともに、この熱により前記接合部近傍の被接合材を塑性流動化させ、これを前記中央ピンで攪拌することにより接合するスポット接合ツールを用いて被接合材同士を接合することをいう。【0012】このようにすれば、リベット結合の代わりに、簡単に自動化が可能であるスポット摩擦撹拌接合を用いているので、大幅な工数低減が可能となる。製作コストについて大幅な低減を実現することができる。【0013】それに加えて、従来のリベット結合による場合のように異種金属による結合とする必要はなく、外板、フレームともに同一の材料(例えば6N01S)を使用することが可能である。よって、異種材料が混入することがないので、製品寿命時に材料を分別することなく、リサイクルが可能となる。請求項3に記載のように、前記外板は、車体の外側面、屋根面及び底面を構成する板状の外板基部と、この外板基部の内側面から車体内方に突出するように一体的に設けられ外板長手方向に延びる複数のストリンガとを有する押出型材とすることが望ましい。前記側構体と屋根構体および前記側構体と底構体との接続部分において、前記外板のストリンガが、クリップを介して前記ガセットまたは前記ガセットおよびフレームに連結されていることが望ましい。【0015】このようにすれば、側構体と屋根構体および側構体と底構体との接続部分において、外板のストリンガが、クリップを介してガセットに、またはクリップを介してガセットおよびフレームに連結されているので、外板に負荷される気密荷重に耐えることができ、構体として必要な強度および剛性は確保される。請求項4に記載のように、前記フレームは、前記外板の外板基部に接合される取り付け基部と、この取り付け基部に一側縁が連接され車体内方側に延びるウエブ部と、このウエブ部の他側縁に一側縁が連接され前記取り付け基部に平行に延びる内側フランジ部とを有する構成であることが望ましい。【0017】このようにすれば、フレームとして、外板を成型する工程と同じように押出型で成型したフレームを伸張しながら構体の外形形状の型に押し付けるストレッチャ加工等の加工手段により簡易に形成されたものを用いることができる。よって、従来技術である液圧プレスによる加工に比べ少ない型治具で加工することができ、コストダウンを図る上で有利である。それぞれの接続部分において、精度が高い治具を用いる細かい組立調整作業が必要なくなる。製作コストの低減を実現することができる。底構体を箱形状に組み立てる前に、各構体ごとにフレームを外板基部に接合できるので、機械化及び自動化を図りやすい。以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図1は本発明に係る高速移動用構造体の一実施の形態を示す縦断面図である。図1に示すように、本発明に係る高速移動用構造体1は、例えば高速鉄道車両の構体に用いられるもので、ほぼ水平方向に広がる屋根構体11および底構体14と、ほぼ鉛直方向に広がる左右の側構体12,13とによって箱形形状に構成され、気密性を有するものである。各構体11,12,13,14は、屋根、左右の側面および底面用の外板11A,12A,13A,14Aと、それらの内側面にスポット摩擦撹拌接合により取り付けられるフレーム11B,12B,13B,14Bによって構成される。フレーム11B〜14Bは、全体の外郭形状および剛性を保持するために外板11A〜14Aの内周側に車体長手方向(外板長手方向)に延びるように設けられるもので、それらの内側面に、車体長手方向(外板長手方向)において一定間隔でもって設けられている。外板11A〜14Aとフレーム11B〜14Bとの接合は、各々のコンタ形状に合わせた架台の上に外板11A〜14Aとフレーム11B〜14Bとを固定した状態で、門構に装備したスポット摩擦撹拌接合用のヘッド(図示せず)によってなされる。摩擦撹拌接合により結合することで広幅に形成されるものである。具体的には、例えば外板13Aのストリンガ13Abは、図2(a)(b)に示すように、板状で、外板基部13Aaに対し車体内方に突出するように一体に設けられている。外板11A〜14Aとフレーム11B〜14Bは、側構体12,13と屋根構体11との接続部分、側構体12,13と底構体14との接続部分を除き、平板に近くなるように曲率半径が大きく形成されている。右側の側構体13のフレーム13Bは、図3に示すように、外板13Aの外板基部13Aaに接合される取り付け基部13Baと、この取り付け基部13Baの中央部分に一側縁が連接され内方側に(取り付け基部13Baとほぼ直交する方向)に延びるウエブ部13Bbと、このウエブ部13Bbの他側縁に一側縁が連接され取り付け基部13Baに平行に延びる内側フランジ部13Bcとを有する構成とされる。フレーム13Bは、外板13Aのストリンガ13Abの位置に対応して、取り付け基部13Baおよびウエブ部13Bbの下側部分に切り欠き部13Bdが形成されている(図5参照)。3種類についての型のみですべてのフレームを加工することができ、治具費用の大幅な削減が実現されている。【0028】フレーム13Bの取り付け基部13Baと、外板13Aとの接合は、図4に示すように、スポット摩擦撹拌接合による複数の連結点Pによってなされている。外板11A〜14Aの摩擦撹拌結合部分であるFSWが位置する場合には、その部分においてスポット摩擦撹拌接合による連結点Pの数が少なくなる。【0029】なお、屋根構体11,左側の側構体12、底構体14も、右側の側構体13と同様に構成されている。屋根構体11と右側の側構体13との接続部分において、それらの外板11A,13Aは、それらの外板11A,13Aの側縁どうしが、フレーム11B,13Bと離れた状態で溶接、リベット等の接合手段により接合される構成となっている。前記接続部分においては、外板11A,13Aの内周側にフレームが設けられておらず、両構体11,13の前記接続部分付近にはフレームが存在せず、外板11A,13Aのみで構成されている。内側にガセット15Aが設けられており、このガセット15Aに対し外板11A,13Aは離れて浮いた状態となっている。このガセット15Aの一端部に屋根構体11側のフレーム11Bの下端部が、他端部に側構体13側のフレーム13Bの上端部がそれぞれ複数のリベットを用いて結合されている。このガセット15A、あるいはガセット15A及びフレーム11B,13Bに複数のクリップ16を介して外板11A.13Aのストリンガ11Ab,13Abが連結され、前記接続部分はクリップ16およびガセット15Aを介して、あるいはクリップ16のみを介してフレーム11B,13Bに支持され、気密荷重に耐えうる必要な強度および剛性が確保されている。【0032】ガセット15Aは、図5に示すように、フレーム11B,13Bの端部に複数のリベットにて接続される弓形形状の本体部15aと、この本体部15aの内周縁に連接され外板11,13と平行に延びる内側フランジ部15bと、前記本体部15aの外周縁に連接されフレーム11B,13Bの間において外板11A,13Aと平行に延びる外側フランジ部15cとを有する。【0033】このガセット15Aと外板11A,12A,13Aとは、フレーム11Bとフレーム12B,13Bとの間の部位において、複数のクリップ16にて連結されている。クリップ16は、図6(a)(b)に示すように、ストリンガ11Abにリベット結合される第1の部分16aと、ガセット15Aにリベット結合される第2の部分16bとを有する。第1の部分16aは、第2の部分16bに関して一側が切り欠かれ、外側フランジ部15cと干渉することなく、ガセット15Aの本体部15aにリベット結合できるようになっている。以上の説明は、屋根構体11と右側の側構体13との関係について説明しているが、屋根構体11と左側の側構体12との関係についても同様である。【0035】さらに、左右の側構体12,13と底構体14の端部においても、フレーム12B,13B,14Bに対し外板12A,13A,14Aが少し延びた状態にあり、フレーム12B,13B,14Bの端部どうしはガセット15Bを介して連結され、外板12A,13A,14Aの端縁部は溶接、リベット等の接合手段で接合されている。このガセット15Bと外板12A,13A,14Aとは、フレーム12B,13Bとフレーム14Bの間の部位において、複数のクリップ16にて連結されている。荷重は、床板を介してフロアビーム21にて支持されることになる。その荷重を支持するフロアビーム21は、左右端部がブラケット22,22を介してフレーム12B,13Bに連結されると共に、中央部付近が上下方向に延びる左右1対のステイ23,23を介してフレーム14Bに連結されているので、フロアビーム21(床板)が支持する荷重は、左右端部のブラケット22および左右1対のスティ23を介してフレーム12B,13B,14Bに伝達される。【0037】さらに、側構体13における窓部S付近の構造は、図7および図8に示すように構成されている。窓部Sの両側にはフレーム13Bが配置されているが、窓部Sに対応する部分では、ストリンガ13Abがフレーム13B付近までしか延びておらず、窓部に対応するフレーム13B,13B間では取り除かれている。図9(a)(b)(c)に示すように、フレーム13Bの取り付け基部13Baに形成された切り欠き部13Bd内まで、ストリンガ13Abが延びている。このストリンガ13Abの端部とフレーム13Bのウエブ部13Bbとがクリップ31にて連結されている。クリップ31は、ストリンガ13Abにリベット等で結合される略三角板形状の第1の部分31aと、この第1の部分31aの端縁から第1の部分31aに直交する方向に延びフレーム13Bにおけるウエブ部13Bbにリベット等で結合される矩形板形状の第2の部分31bとを有する。側構体12B側の窓部付近の構造も同様である。【0038】また、側構体13の端部である妻部でのストリンガ処理も、図10(a)(b)に示すように、窓部Sでのストリンガ処理と同様に行われている。屋根構体11,側構体12及び底構体14のストリンガ処理も同様である。上記の構成によれば、屋根構体11と右側の側構体13との接続部分は、屋根構体11および側構体13のフレーム11B,13Bのみをガセット15Aによりリベット等で結合し、そのガセット15A、あるいはガセット15A及びフレーム11B,13Bに外板11A,13Aのストリンガ11Ab,13Abを、クリップ16を介して連結し、外板11A,13Aを、クリップ16を介してあるいはクリップ16およびガセット15Aを介してフレーム11B,13Bで支持する構造としている。これにより、前記接続部分において、外板11A,13Aを、フレーム11B,13Bあるいはガセット15Aから離して浮かせる状態で組み付けることができ、車両のコンタに沿って外板11A,13Aとフレーム11B,13Bとを精度よく密着させて接合する必要がなくなり、細かい組立調整作業が必要なく、前記接続部分において生じやすい接続不良(接合不良)が回避される。クリップ16を介して連結しているので、寸法誤差を吸収する上で有利な構造となっている。【0040】つまり、このような構造とすることで、外板11A,13Aを溶接、リベット等の接合手段により接合する際の寸法誤差(例えば、各構体パネル自体の製作誤差分や接合(特に溶接)する際の熱歪みを含めた寸法誤差)をある程度吸収可能とし、パネルの組立精度調整による工数を大幅に低減することができる。よって、高い精度を要求されることなく、支持剛性を確保しつつ、外板11A,13Aはフレーム11B,13Bに支持される。【0041】ここで、フレームに使用する押出型材は材料の降伏から破断までの伸びが約9%であることから、特に前記肩部および下隅部の小さな曲率半径に沿ってストレッチャ加工を行うことができない。【0042】なお、図7〜図10に基づいて右側の側構体の窓部の構造について説明しているが、左側の側構体の窓部の構造も同様である。以上の説明においては、屋根構体11と右側の側構体13との接合部分について説明しているが、屋根構体11と左側の側構体12、左右側の側構体12,13と底構体14との接合部分についても同様である。本発明に係る高速移動用構造体は、気密構体である新幹線や超電導磁気浮上タイプの鉄道車両の構体に特に適するが、本発明は、それらに限らず、一般の鉄道車両に適用することも可能である。【図1】本発明に係る高速移動用構造体の一実施の形態を示す縦断面図である。【図2】(a)(b)はそれぞれ外板の説明図である。【図3】フレームの断面図である。【図4】一般部分におけるスポット摩擦撹拌接合の詳細図である。【図5】屋根構体と側構体との接続部分の説明図である。【図6】(a)(b)はそれぞれクリップの説明図である。【図7】側構体の窓部付近を内側から見た図である。【図8】図7のE−E線における断面図である。【図9】(a)(b)(c)はそれぞれ側構体の窓部でのストリンガ処理の説明図である。【図10】(a)(b)はそれぞれ側構体の端部である妻部でのストリンガ処理の説明図である。収集に関しては慎重に行っておりますが、もし掲載内容に関し異議がございましたらお問い合わせください、速やかに情報を削除させていただきます。