JP2006341627A - 鉄道車両用先頭部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 骨組ブロック同士を接合する際の局部的な熱歪みや変形の発生を抑えて精度よく行うことができ、外観が良好な鉄道車両用先頭部を製造することができる鉄道車両用先頭部構造を提供する。
【解決手段】 複数の周方向骨部材２１と複数の長手方向骨部材２２との交差部２３を溶接して形成した複数の骨組ブロック２４を、各骨組ブロックの外端面同士を突き合わせて溶接することにより、鉄道車両用先頭部構体の骨組を形成する鉄道車両用先頭部構造において、前記骨組ブロック２４の外端面に、前記周方向骨部材２１と長手方向骨部材２２との溶接時に発生した歪みを削正するための削り代２７を突設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄道車両用先頭部構造に関し、詳しくは、所定形状に形成した複数の骨組ブロック同士を溶接して鉄道車両用先頭部構体の骨組を形成する鉄道車両用先頭部構造に関する。
近年は、高速走行時の空気抵抗の低減やデザイン上の理由から先頭部分の外板形状を複雑な曲面で構成した鉄道車両が急増している。このような曲面形状を有する鉄道車両用先頭部構体は、周方向部材と長手方向骨部材との交差部を手作業により溶接して所定形状に形成した骨組ブロックに、あらかじめ所定形状に成形した外板を手作業で溶接して構体ブロックを形成し、これらの外端面同士を突き合わせて手作業で溶接することにより製造するようにしている。さらに、各骨部材の外板側に削り代を設けておき、外板溶接前に骨組ブロックの外板側を削正することにより、各骨組ブロックを製品形状に補正することも行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２２５０８号公報
一般に、前記各骨部材は、アーク溶接等の溶融接合によって行われているため、溶接時の熱で骨部材同士の接合部や各骨部材に熱歪みによる変形が発生してしまう。このため、従来は、各骨部材の外板側に設けた削り代を削正することにより、骨組ブロックに発生した変形が外板に影響を与えないようにしていた。
しかし、溶接時の熱歪みによる変形が骨組ブロックの外端面にまで及んでいると、骨組ブロック同士を突き合わせて溶接する際に外端面間に隙間が生じることがある。このような隙間は、溶接時に溶接ビードによって埋めることが多いため、溶接の手間が掛かって製作工数が増加するだけだけでなく局部的な熱歪みが発生しやすく、また、骨組ブロック同士の接合精度が低下して車両の外観を損ねたりすることがあった。
そこで本発明は、骨組ブロック同士を接合する際の局部的な熱歪みや変形の発生を抑えて精度よく行うことができ、外観が良好な鉄道車両用先頭部を製造することができる鉄道車両用先頭部構造を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両用先頭部構造は、複数の周方向骨部材と複数の長手方向骨部材との交差部を溶接して形成した複数の骨組ブロックを、各骨組ブロックの外端面同士を突き合わせて溶接することにより、鉄道車両用先頭部構体の骨組を形成する鉄道車両用先頭部構造において、前記骨組ブロックの外端面に、前記周方向骨部材と長手方向骨部材との溶接時に発生した歪みを削正するための削り代を突設したことを特徴としている。
本発明の鉄道車両用先頭部構造によれば、骨組ブロックの外端面同士を溶接する前に外端面に設けた削り代を削正して所定形状とすることにより、骨組ブロックの外端面同士を隙間無く突き合わせることができる。これにより、骨組ブロック同士の接合精度を向上させて外観が良好な鉄道車両用先頭部を製造することができる。また、溶接時に隙間を埋めるなどの作業が不要となるため、溶接時の作業性が向上して製作工数の低減も図れる。
図１は骨組ブロックの一形状例を示す斜視図、図２は隣接する骨組ブロックの外端面同士を突き合わせて溶接する状態を示す斜視図、図３は骨組ブロックの外端面同士を突き合わせる際の説明図、図４は鉄道車両用先頭部構体の一例を示す斜視図、図５は鉄道車両用先頭部構体の分割例を示す斜視図である。
まず、図４及び図５に示すように、本形態例に示す鉄道車両用先頭部構体１１は、車体長手方向に４分割した上部構体ブロック１２，１３と側部構体ブロック１４，１５とを接合して形成したボンネットブロック１６に先頭部カバー１７を結合して形成される。
各構体ブロックは、図１に示すように、複数の周方向骨部材２１と複数の長手方向骨部材２２との交差部２３を溶接した骨組ブロック２４に外板２５を接合したものであって、骨組ブロック２４の外周部分に位置する各骨部材２１ａ，２２ａの外端面には、前記周方向骨部材２１と長手方向骨部材２２とを溶接するときの熱により発生した歪みを削正するための削り代２６がそれぞれ設けられている。
削り代２６は、各骨部材２１ａ，２２ａの外周側部分を突出させたもので、その突出量は、各骨部材の長さやその形状、各骨部材の組み合わせ状態、溶接位置等の条件から推定される最大熱歪み量に応じて設定されるが、突出量が大きすぎると削正に手間が掛かるので、通常は数ｍｍ程度、例えば、２〜８ｍｍ程度が適当である。また、削り代２６は、骨部材２１ａ，２２ａの外側面全体を突出させるようにして形成することもできるが、熱歪みによる変形が製品構体に顕著に表れる外板２５の接合側のみを突出させるようにしてもよい。
先頭部構体１１は、まず、各骨部材２１，２２を治具等により所定位置に保持した状態で交差部２３をそれぞれ溶接することによって各骨組ブロック２４を所定形状に組み立て、完成した骨組ブロック２４の外面側にあらかじめ所定形状に成形した外板２５を溶接することにより、図１に示すような各構体ブロックをそれぞれ形成する。そして、図２に示すように、各構体ブロック、例えば隣接配置される上部構体ブロック１２と側部構体ブロック１４とを所定位置に配置して骨組ブロック２４の外端面同士及び外板２５の端縁同士をそれぞれ接合することによって製造される。
そして、骨組ブロック２４の外端面同士を接合する際には、図３に示すように、両骨組ブロック２４の外端を構成する各骨部材２２ａの外面に突設されている削り代２６を削り取って両骨組ブロック２４の外端面を所定形状に削正した後、両外端面同士を突き合わせて溶接する。これにより、外端面間に隙間が発生することがなくなるので、溶接作業をスムーズかつ確実に行うことができ、骨組ブロック２４同士の接合精度を向上させることができる。また、溶接ビードによって隙間を埋める作業がなくなるので、製作工数が減少するとともに、局部的な熱歪みの発生も抑えることができる。
さらに、各骨部材２１，２２の外面側にも削り代２７を設けておき、外板２５を接合する前に、削り代２７を削って骨組ブロック２４の外面側を削正することにより、外板２５の接合をより確実に行うことができ、変形や歪みのない良好な外観の先頭部構体１１を製作することができる。
なお、上記説明では、骨組ブロック２４に外板２５を接合して構体ブロックをそれぞれ形成してから骨組ブロック２４同士、外板２５同士を接合する手順を例を挙げたが、各骨組ブロック２４のみを接合して先頭部構体１１に対応した骨組を形成した後、その骨組の外側に骨組ブロック２４の接合位置に関係なく形成した外板を接合する手順で行うこともできる。
また、各部材の接合は、一般的にはアーク溶接が用いられるが、各部材の材質や接合部の状態に応じて適宜な接合方法を採用することができ、例えば、レーザー溶接、電子ビーム溶接等の溶融接合やＦＳＷ（摩擦撹拌接合）、ロウ付けなどを採用することができるが、いずれの接合方法でも、接合時には各部材が加熱されることになるため、前述のような熱による歪みの発生は避けられない。
さらに、先頭部構体１１以外の構体、例えば屋根構体や側構体等は、機械加工によって所定形状に形成されているので、先頭部構体１１を台枠や屋根構体等と接合する際には、これらと突き合わされて接合される外端面部分に設けた削り代２６を削正することにより、これらと先頭部構体１１とを確実に、かつ、変形や歪みがない状態で接合することができる。
骨組ブロックの一形状例を示す斜視図である。 隣接する骨組ブロックの外端面同士を突き合わせて溶接する状態を示す斜視図である。 骨組ブロックの外端面同士を突き合わせる際の説明図である。 鉄道車両用先頭部構体の一例を示す斜視図である。 鉄道車両用先頭部構体の分割例を示す斜視図である。
符号の説明
１１…鉄道車両用先頭部構体、１２，１３…上部構体ブロック、１４，１５…側部構体ブロック、１６…ボンネットブロック、１７…先頭部カバー、２１…周方向骨部材、２２…長手方向骨部材、２３…交差部、２４…骨組ブロック、２５…外板、２６，２７…削り代

Claims (1)

  1. 複数の周方向骨部材と複数の長手方向骨部材との交差部を溶接して形成した複数の骨組ブロックを、各骨組ブロックの外端面同士を突き合わせて溶接することにより、鉄道車両用先頭部構体の骨組を形成する鉄道車両用先頭部構造において、前記骨組ブロックの外端面に、前記周方向骨部材と長手方向骨部材との溶接時に発生した歪みを削正するための削り代を突設したことを特徴とする鉄道車両用先頭部構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008207681A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 構造体の製作方法及び鉄道車両用構体
JP2010111296A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd 鉄道車両用構体の製作方法
CN109625014A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆的车头结构

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