JP2008093733A - Method for assembling structure with exterior and interior formed from plurality of double skin elements like railway vehicle, and structure obtained thereby - Google Patents

Method for assembling structure with exterior and interior formed from plurality of double skin elements like railway vehicle, and structure obtained thereby Download PDF

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セドリック・ローランソン
Emigliano Campus
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    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for manufacturing a roughly tubular structure having double skin elements that are combined by welding using a stand. <P>SOLUTION: This is the assembling method of the tubular structure having an exterior and an interior composed of double skin elements (20, 30) in an adjacently paired state cooperating along a longitudinal region. Each element is provided with inner skins (21, 31) and outer skins (22, 32). In this method, the elements are abutted on each other along a line (29) connecting the inner skins, while maintaining a condition accessible to the joining line from the outside of the structure having an opening part (40) along the joining line. The inner skins are combined with each other along the joining line by welding using an external robot (the robot head (8) can access the joining line from the opening part and moves in parallel to the line connecting the inner skins). The opening part is closed with a cover plate (50) which is welded to each element along the joining line by a robot that is arranged at the outside and moves in parallel to the joining line (52, 53). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉄道車両の車体のような構造体建造用の二重スキン要素の組み立て法に関する。   The present invention relates to a method for assembling a double skin element for building a structure such as the body of a railway vehicle.

鉄道車両の車体は、たいてい、接合領域において溶接によって組み合わされた二重スキン構造要素を具備してなる。これら接合領域は、内側スキン用の少なくとも1本の溶接ラインおよび外側スキン用の少なくとも1本の溶接ラインを具備してなる。それゆえ、こうした溶接ラインを形成するためには、構造体の要素の一方側および構造体の要素の他方側において溶接を実施可能でなければならない。   Railcar bodies are often provided with double skin structural elements that are joined together by welding in the joining region. These joining areas comprise at least one weld line for the inner skin and at least one weld line for the outer skin. Therefore, in order to form such a weld line, it must be possible to perform welding on one side of the structural element and on the other side of the structural element.

構造体が鉄道車両の車体要素のように略筒状構造体である場合、この筒状構造体の内壁上で溶接を実施可能でなければならない。このような実情から、筒状構造体においては、溶接スタンド上を動く溶接ロボットのような溶接設備を用いて、こうした溶接を実施することは困難である。実際、そうした溶接を実施できるようにするためには、筒状構造体内に溶接スタンドを設置する必要があるが、これは一般に不可能である。このため、外部溶接だけしか溶接スタンドを用いて行うことができない。内部溶接は、著しく不便な手作業でしか行うことができず、これは、ある種の溶接法、特に軽合金からなる二重スキン要素の摩擦攪拌(friction stir)溶接(これはより厚みの小さな要素を組み合わせ、そしてより軽量な構造体を形成できる)の実施を不可能とする。   When the structure is a substantially cylindrical structure like a vehicle body element of a railway vehicle, it must be possible to perform welding on the inner wall of the cylindrical structure. Under such circumstances, it is difficult to perform such welding using a welding facility such as a welding robot moving on a welding stand in a cylindrical structure. In fact, in order to be able to perform such welding, it is necessary to install a welding stand within the tubular structure, which is generally not possible. For this reason, only external welding can be performed using a welding stand. Internal welding can only be done by hand, which is extremely inconvenient, which is a kind of welding method, especially friction stir welding of double skin elements made of light alloys (which is thinner) The combination of elements and the formation of a lighter structure) is impossible.

摩擦攪拌溶接処理は、回転すると共に、一つに溶接されるべき二つの要素間の接合領域に対して圧接させられる円柱形状のツールの使用を含む。一つに溶接されるべき要素へのこのツールの摩擦によってそれらは接合領域において加熱され、溶接ツールが接合領域に侵入して、それが当該領域に沿って移動することが可能となり、ツールの前方では材料が攪拌され、そしてツールの後方では材料が溶融させられ、こうして二つの要素の溶接が実現される。   The friction stir welding process involves the use of a cylindrical tool that rotates and is pressed against the joint area between two elements to be welded together. The friction of this tool on the elements to be welded together heats them in the joining area, allowing the welding tool to penetrate the joining area and move along it, Now the material is agitated and the material is melted behind the tool, thus realizing the welding of the two elements.

この技術(これは、溶接すべき構造体に大きな力を加えながら溶接ヘッドを移動させるための手段が利用可能であることを必要とする)は、こうした事実により、閉じた構造体において実施するのは一層困難である。
米国特許出願公開第2003/042293号明細書(US 2003/042293 A1) 米国特許出願公開第2002/117078号明細書(US 2002/117078 A1) 欧州特許出願公開第0 797 043号明細書(EP 0 797 043 A2) 米国特許出願公開第2002/092889号明細書(US 2002/092889 A1)
This technique, which requires that a means for moving the welding head while applying a large force to the structure to be welded, is available due to these facts. Is even more difficult.
US Patent Application Publication No. 2003/042293 (US 2003/042293 A1) US Patent Application Publication No. 2002/117078 (US 2002/117078 A1) European Patent Application No. 0 797 043 (EP 0 797 043 A2) US Patent Application Publication No. 2002/092889 (US 2002/092889 A1)

本発明の目的は、それを用いることで、溶接スタンドを用いた溶接によって組み合わされる二重スキン要素を具備してなる構造体、特に鉄道車両の車体の要素のような略筒形状の構造体を製造することが可能となる手段を提供することによって、上記欠点を克服することである。   An object of the present invention is to provide a structure having double skin elements that are combined by welding using a welding stand, particularly a substantially cylindrical structure such as an element of a railway vehicle body. It is to overcome the above drawbacks by providing means that can be manufactured.

この目的のため本発明は、長手方向接合領域に沿って協働で機能する隣接対状態にある複数の二重スキン要素からなる、内部および外部を具備してなる構造体を組み立てるための方法に関し、各要素は、構造体の内部に面する内側スキン(内面板)と、構造体の外部に面する外側スキン(外面板)とを有し、当該方法は、
接合ラインに沿って延在する開口部を経て、上記構造体の外部から接合ラインへ自由にアクセスできる状態を維持したまま、内側スキンをつなぐラインに沿って、二つの隣接する要素を当接させるステップと、
上記構造体の外部に配置した溶接ロボットを使用する溶接によって、接合ラインに沿って二つの内側スキンを一つに組み立てるステップであって、ロボットの溶接ヘッドは、内側スキンの接合ラインに沿って延在する開口部を経て接合ラインに対してアクセス可能でありかつ内側スキンをつなぐラインと平行に移動するものであるようなステップと、
上記構造体の外部に配置されかつ外部接合ラインと平行に移動する溶接ロボットを用いて外部接合ラインに沿って各隣接する要素に対して溶接される外部カバープレートによって開口部を閉塞するステップとを具備してなることを特徴とする。
For this purpose, the invention relates to a method for assembling a structure comprising an interior and an exterior, consisting of a plurality of double-skin elements in adjacent pair functioning cooperatively along a longitudinal joining region. Each element has an inner skin (inner face plate) facing the inside of the structure and an outer skin (outer face plate) facing the outside of the structure, and the method includes:
Through an opening extending along the joining line, two adjacent elements are brought into contact with each other along the line connecting the inner skins while maintaining free access to the joining line from outside the structure. Steps,
Assembling the two inner skins along the joining line by welding using a welding robot arranged outside the structure, wherein the welding head of the robot extends along the joining line of the inner skin. Steps that are accessible to the joining line via existing openings and move parallel to the line connecting the inner skins;
Closing the opening with an external cover plate welded to each adjacent element along the external joint line using a welding robot disposed outside the structure and moving parallel to the external joint line; It is characterized by comprising.

好ましくは、内側スキンをつなぐラインに沿った内側スキンの縁部は、要素の相互位置決めを助けるように嵌まり込む、符合する凹凸形状を有する。   Preferably, the edge of the inner skin along the line connecting the inner skins has a matching concavo-convex shape that fits to assist in the mutual positioning of the elements.

好ましくは、組み立ては、摩擦攪拌溶接を用いて実施される。   Preferably, the assembly is performed using friction stir welding.

好ましくは、内側スキンは、ダブルショルダー摩擦攪拌溶接によって組み合わされる。   Preferably, the inner skins are combined by double shoulder friction stir welding.

好ましくは、上記構造体は略円筒形であり、かつたとえば鉄道車両の車体を構成するものである。   Preferably, the structure has a substantially cylindrical shape and constitutes, for example, a vehicle body of a railway vehicle.

外部からの溶接によって組み合わされる二つの隣接する二重スキン要素は、たとえば、側壁を構成する二重スキン要素および鉄道車両の車体の車台を構成するセクションであり、側壁を構成する二重スキン要素と車台を構成する二重スキンセクションとは互いにある角度をなし、外部カバープレートは、側壁を構成する二重スキン要素の外側スキンに対して部分的に溶接され、かつ車台を構成する二重スキンセクションのリブに対して部分的に溶接されている。   Two adjacent double skin elements combined by welding from the outside are, for example, a double skin element constituting a side wall and a section constituting a chassis of a railway vehicle body, The double skin section that forms an angle with the double skin section constituting the chassis, and the outer cover plate is partially welded to the outer skin of the double skin element that constitutes the side wall, and constitutes the chassis It is partially welded to the ribs.

本発明はまた鉄道車両の車体に関するが、この車体は、側方リブを含む車台を構成する二重スキンセクションに対して組み合わされた側壁を構成する少なくとも一つの二重スキン要素を具備してなり、側壁を構成する二重スキン要素と車台を構成する二重スキンセクションとは互いにある角度をなし、これら二重スキン要素および二重スキンセクションは、内側スキンをつなぐラインに沿った溶接によって、そして側壁を構成する二重スキン要素の外側スキンに対して部分的にかつ車台を構成する二重スキンセクションの側方リブに対して部分的に溶接される外部カバープレートの溶接によって一つに組み合わされる。   The present invention also relates to a vehicle body for a railway vehicle, the vehicle body comprising at least one double skin element constituting a side wall combined with a double skin section constituting a chassis comprising side ribs. The double skin elements constituting the side walls and the double skin sections constituting the chassis are at an angle to each other, the double skin elements and the double skin sections being welded along the line connecting the inner skins, and Combined together by welding of the outer cover plate, which is welded partially to the outer skin of the double skin element constituting the side wall and partially to the side ribs of the double skin section constituting the chassis .

好ましくは、二重スキン要素およびセクションは、外部カバープレートが存在しないときに、内側スキンをつなぐラインに車両の車体の外部からアクセス可能であるような形状とされ、かつ内側スキン間の接合部は、この内側スキンが車両の車体の外部から摩擦攪拌溶接可能であるように配置される。   Preferably, the double skin elements and sections are shaped such that when there is no external cover plate, the line connecting the inner skins is accessible from the outside of the vehicle body and the joint between the inner skins is The inner skin is arranged so that it can be friction stir welded from the outside of the vehicle body.

好ましくは、溶接は摩擦攪拌溶接によって行われる。   Preferably, the welding is performed by friction stir welding.

以下、図面を参照して、本発明についてさらに詳しく説明するが、この説明は本発明を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, this description does not limit the present invention.

鉄道車両の車体(図1に概ね1で指し示されている)は略筒状の構造体であり、この構造体は、二つの側壁2,2'と下側車台3と屋根4とを具備してなるが、これらは、鉄道車両の車体に関して長手方向(前後方向)に延びる接合領域に沿って組み合わされている。特に、側壁2と車台3は、側壁2の底部に配置された長手方向接合領域5に沿ってかつ車台3の側方縁部に沿って組み合わされている。   The body of a railway vehicle (indicated generally by 1 in FIG. 1) is a substantially cylindrical structure, which has two side walls 2, 2 ′, a lower chassis 3 and a roof 4. However, they are combined along a joining region extending in the longitudinal direction (front-rear direction) with respect to the vehicle body of the railway vehicle. In particular, the side wall 2 and the chassis 3 are combined along the longitudinal joining region 5 arranged at the bottom of the side wall 2 and along the side edge of the chassis 3.

側壁2および2'は、車台3ともども、二重スキンパネルすなわち接合リブによって連結された2枚のスキンを具備してなる要素からなる。そうした二重スキン要素はそれ自体公知であり、たとえば軽合金の押し出しによって得られたセクションを具備してなる。   The side walls 2 and 2 'together with the chassis 3 consist of elements comprising two skins connected by double skin panels or joint ribs. Such double skin elements are known per se and comprise, for example, sections obtained by extrusion of light alloys.

長手方向接合領域5に沿った側壁2と車台3との間の接合は、アーム7'によって支持される溶接ヘッド8を具備してなる溶接ロボット7を用いて得られた、以下で説明するような一つ以上の溶接ビードを具備してなる溶接接合部6を形成することによってなされる。ロボット7は、鉄道車両車体を構成している筒状構造体の外部に配置されたガイドレール上を移動するように設けられており、かつこのガイドレール9に沿って移動する。   The joining between the side wall 2 and the chassis 3 along the longitudinal joining region 5 was obtained using a welding robot 7 comprising a welding head 8 supported by an arm 7 ', as will be described below. This is done by forming a weld joint 6 comprising one or more weld beads. The robot 7 is provided so as to move on a guide rail disposed outside the cylindrical structure constituting the railway vehicle body, and moves along the guide rail 9.

鉄道車両の車体の側壁2を構成している二重スキン要素と、鉄道車両の車体の車台を構成しているセクションである二重スキン要素3との組み立てについて説明する。これら軽合金製要素は、それ自体公知である摩擦攪拌(friction stir)溶接処理を用いた溶接によって組み付けられる。   The assembly of the double skin element that constitutes the side wall 2 of the railway vehicle body and the double skin element 3 that is a section constituting the chassis of the railway vehicle body will be described. These light alloy elements are assembled by welding using a friction stir welding process known per se.

側部(図2に概ね2によって指し示されている)は、たとえば軽合金の押し出しによって得られたセクションである二重スキン要素20を具備してなる。この要素20は、鉄道車両の車体の内部に面する内側スキン21と、鉄道車両の車体の外部に面する外側スキン22とを具備してなる。これらのスキン(内側スキン21および外側スキン22)は、ストラットを形成しているリブ23によって互いに接合されている。   The side (generally indicated by 2 in FIG. 2) comprises a double skin element 20, for example a section obtained by extrusion of a light alloy. This element 20 comprises an inner skin 21 facing the inside of the car body of the railway vehicle and an outer skin 22 facing the outside of the car body of the railway car. These skins (inner skin 21 and outer skin 22) are joined to each other by ribs 23 forming struts.

車台(概ね3で指し示されている)は、鉄道車両の床を形成する内側スキン31と外側スキン32とを具備してなるセクション30である二重スキン要素からなる。二つのスキン(内側スキン31および外側スキン32)は、リブ33によって互いに接合されている。セクション30は、このセクション30の厚みに依存してオーバーラップする側方リブ34および35によって限定される。   The chassis (generally indicated at 3) consists of a double skin element which is a section 30 comprising an inner skin 31 and an outer skin 32 forming the floor of a railway vehicle. The two skins (the inner skin 31 and the outer skin 32) are joined to each other by a rib 33. Section 30 is limited by overlapping side ribs 34 and 35 depending on the thickness of section 30.

鉄道車両の車体の側壁2を構成する二重スキン要素20および車台3を構成するセクションの内側スキン31は、それぞれ内側接合ライン29に沿った要素20およびセクション30の内側スキンの縁部24および36を介して協働するが、縁部24および36は、内側スキン21,31がその端部において当接すると共に互いの延在部を形成するように二重スキン要素および二重スキンセクションに対して突出している。   The double skin element 20 constituting the side wall 2 of the railcar body and the inner skin 31 of the section constituting the chassis 3 are respectively the inner skin edges 24 and 36 of the element 20 and the section 30 along the inner joint line 29. , But the edges 24 and 36 are against the double skin element and the double skin section so that the inner skins 21, 31 abut at their ends and form an extension of each other. It protrudes.

要素20およびセクション30の縁部24および36はそれぞれ、二重スキン要素20と二重スキンセクション30との相対的位置決めを助けるように互いに嵌まり込む、符合する凹凸形状25および37をそれぞれ有するような形状となっている。   Edges 24 and 36 of element 20 and section 30, respectively, have matching concave and convex shapes 25 and 37 that fit together to help relative positioning of dual skin element 20 and dual skin section 30, respectively. It has become a shape.

二重スキン要素20の外側スキン22は、底部において、鉄道車両の車体に関して長手方向に延在する溝27を形成するような形状となった縁部26で途切れている。   The outer skin 22 of the double skin element 20 is interrupted at the bottom by an edge 26 which is shaped to form a groove 27 extending in the longitudinal direction with respect to the railcar body.

縁部26は、二重スキン部材20および二重スキンセクション30の内側スキン21および31の縁部24および縁部36を接合するライン29に対して平行である。二重スキン要素20の外側スキン22の当該縁部26は、概ね垂直方向に延在する鉄道車両の車体の側壁2を形成する二重スキン要素20と、概ね水平方向に延在する鉄道車両の車台3を構成する二重スキンセクション31との間に自由空間40が形成されるように配置されている。   The edge 26 is parallel to the line 29 joining the edges 24 and 36 of the inner skins 21 and 31 of the double skin member 20 and the double skin section 30. The edge 26 of the outer skin 22 of the double skin element 20 is formed with the double skin element 20 forming the side wall 2 of the railway vehicle body extending in a generally vertical direction and the rail vehicle extending in a generally horizontal direction. It arrange | positions so that the free space 40 may be formed between the double skin sections 31 which comprise the chassis 3. FIG.

二重スキン要素20および二重スキンセクション30は、それらが接触する領域において、開放されたままの空間40が溶接ヘッド8の通過を可能とするのに十分なほど大きなものとなるような形状とされている。   The double skin element 20 and the double skin section 30 are shaped so that the open space 40 is large enough to allow the welding head 8 to pass through in the area where they contact. Has been.

二重スキン要素20と二重スキンセクション30とを組み合わせるために、それらは、内側スキンが、自由空間40が形成された状態で、その縁部24および36に沿ってぴったりと合うように互いに配置される。ゆえに、接合ライン29は自由空間40と向き合っており、かつ自由空間40を経て鉄道車両の車体の外部からアクセス可能であり、これによって鉄道車両の車体を外部から溶接することが可能となっている。それらがこのように配置されたならば、そのヘッド8が接合ライン29の範囲内で開口部40を経て侵入する溶接ロボットを用いて溶接が実施される。   In order to combine the dual skin element 20 and the dual skin section 30, they are placed together so that the inner skins fit snugly along their edges 24 and 36 with the free space 40 formed. Is done. Therefore, the joining line 29 faces the free space 40 and is accessible from the outside of the vehicle body of the railway vehicle via the free space 40, whereby the vehicle body of the railway vehicle can be welded from the outside. . If they are arranged in this way, welding is carried out using a welding robot whose head 8 penetrates through the opening 40 within the range of the joining line 29.

ロボット7によって支持されかつ鉄道車両の車体の外面に沿って前後方向に移動する溶接ヘッド8は、それ自体公知であるダブルショルダーを備えた摩擦攪拌溶接ヘッドであり、その二つのショルダー81および82は、構造体の内側スキン21および31を、それらが接触する領域において互いに締め付ける。溶接ヘッド8の移動によって、2枚のスキンが摩擦攪拌溶接される。溶接ヘッドがダブルショルダー型のものであるので、得られる接合は優れた品質のものである。とりわけ、溶接ラインは際立って滑らかである。ゆえに、極めて良好な機械的特性を有する接合部が得られる。さらに、ダブルショルダー処理は組み合わされる要素に力を加えないが、これは、支持ツールを使用せずに厚みの小さな要素を一つに溶接できることを意味する。   The welding head 8 supported by the robot 7 and moving in the front-rear direction along the outer surface of the railway vehicle body is a friction stir welding head having a double shoulder, which is known per se, and the two shoulders 81 and 82 are The inner skins 21 and 31 of the structure are clamped together in the area where they contact. As the welding head 8 moves, the two skins are friction stir welded. Since the welding head is of the double shoulder type, the resulting joint is of excellent quality. In particular, the welding line is remarkably smooth. Therefore, a joint having very good mechanical properties is obtained. Furthermore, the double shoulder process does not apply force to the combined elements, which means that small thickness elements can be welded together without the use of a support tool.

いったん、構造体の要素の内側スキン21および31が溶接によって組み合わされると、開口部40がカバープレート50によって閉塞されるが、その上側縁部51は、側壁2を構成している二重スキン要素20の外側スキン22の底縁部26の溝27に嵌まり込み、そしてそれは車台3を構成する二重スキンセクション30の側方リブ34および35に対して当接する。   Once the inner skins 21 and 31 of the structural elements are combined by welding, the opening 40 is closed by the cover plate 50, but its upper edge 51 is the double skin element constituting the side wall 2. It fits into a groove 27 in the bottom edge 26 of the 20 outer skins 22 and abuts against the side ribs 34 and 35 of the double skin section 30 constituting the chassis 3.

カバープレート50は長手方向接合ラインに沿って二重スキン要素20および30と組み合わされる。ある接合ライン52は、要素20の外側スキン22および閉塞プレート50との間の接合部に対応する。二つの他の接合ライン53は、カバープレート50と二重スキン要素30の二つの側方リブ34および35との接点に対応する。   Cover plate 50 is combined with double skin elements 20 and 30 along the longitudinal bond line. A joint line 52 corresponds to the joint between the outer skin 22 of the element 20 and the closure plate 50. Two other joining lines 53 correspond to the contacts between the cover plate 50 and the two side ribs 34 and 35 of the double skin element 30.

構造要素20および30と閉塞プレート50との間のこれら接合ラインは、鉄道車両の車体の外部からアクセス可能である。やはり、これらの接合部は、内側スキンを溶接するのに既に使用した溶接ロボットを用いて、同様に摩擦攪拌溶接処理を利用して溶接される。   These joint lines between the structural elements 20 and 30 and the closing plate 50 are accessible from outside the vehicle body of the railway vehicle. Again, these joints are similarly welded using a friction stir welding process using a welding robot already used to weld the inner skin.

特に、側壁を構成する二重スキン要素20の外側スキン22と閉塞プレート50の上側縁部51との間の上側接合部52は、これら二つの要素間の高品質な溶接が実現されるように、ダブルショルダー溶接ヘッド8'を用いて形成される。   In particular, the upper joint 52 between the outer skin 22 of the double skin element 20 constituting the side wall and the upper edge 51 of the closure plate 50 is such that a high-quality weld between these two elements is achieved. The double shoulder welding head 8 ′ is used.

プレート50とリブ34および35の先端部(これは比較的厚みが大きなものであってもよい)との間の接合部53は、シングルショルダー(single shoulder)摩擦攪拌溶接ヘッド8''(これはそれ自体公知である)を使用するシングルショルダーによる摩擦攪拌溶接を用いて形成される。   The joint 53 between the plate 50 and the tips of the ribs 34 and 35 (which may be relatively thick) is a single shoulder friction stir welding head 8 '' (this is It is formed using single-shoulder friction stir welding using (known per se).

この例では、カバープレート50はシングルショルダー溶接によってリブ34および35の先端に対して溶接されているが、リブが適切な形状とされるならば、溶接はまた、ダブルショルダー(double shoulder)摩擦攪拌溶接(これは全体の機械的強度にとって有益であろう)によって実施することができる。   In this example, the cover plate 50 is welded to the tips of the ribs 34 and 35 by single shoulder welding, but if the ribs are properly shaped, the weld can also be double shoulder friction stirrer. It can be performed by welding, which would be beneficial for the overall mechanical strength.

この溶接(これは特に大きな角度をなす二つの構造要素の組み立てに適している)は、鉄道車両の車体、たとえば側壁および屋根を形成する全てのパネルを組み合わせるのに利用可能である。   This welding, which is particularly suitable for assembling two structural elements with a large angle, can be used to combine all the panels that form the railcar body, for example the side walls and the roof.

外部からの溶接ヘッド用のアクセス領域を残したまま、まず内側スキンを、続いて外側スキンを溶接し、続いて鉄道車両の車体の外側に配置されるプレートによって開放状態で残された空間を閉塞することからなる溶接方法は、それに近接して鉄道車両の車体の要素が配置される固定溶接スタンドを用いて製造を実施でき、したがって溶接が容易に行えるという利点がある。   While leaving the access area for the external welding head, the inner skin is welded first, followed by the outer skin, and then the open space is closed by a plate placed outside the rail car body. The welding method which consists of doing this has the advantage that it can be manufactured using a fixed welding stand in which the elements of the railcar body are placed in close proximity to it, so that welding is easy.

溶接ロボットによって組み立てられている途中の状態での鉄道車両の車体の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a vehicle body of a railway vehicle in a state where it is being assembled by a welding robot. 鉄道車両の車体の側壁要素と車台要素の内側スキン同士の接合部の断面図である。It is sectional drawing of the junction part of the side wall element of the vehicle body of a railway vehicle, and the inner skin of a chassis element. 外面閉塞プレートが付加された状態での、図2に示す接合部の断面図である。It is sectional drawing of the junction part shown in FIG. 2 in the state to which the outer surface obstruction | occlusion plate was added.

符号の説明Explanation of symbols

1 鉄道車両の車体
2,2' 側壁
3 下側車台
4 屋根
5 長手方向接合領域
6 溶接接合部
7 溶接ロボット
7' アーム
8 溶接ヘッド
9 ガイドレール
20 二重スキン要素
21 内側スキン
22 外側スキン
23 リブ
24,26 縁部
27 溝
29 内側接合ライン
30 二重スキンセクション
31 内側スキン
32 外側スキン
33 リブ
34,35 側方リブ
36 縁部
40 自由空間(開口部)
50 カバープレート
51 上側縁部
52,53 接合ライン(接合部)
81,82 ショルダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rail vehicle body 2,2 'Side wall 3 Lower chassis 4 Roof 5 Longitudinal joining area 6 Welding joint 7 Welding robot 7' Arm 8 Welding head 9 Guide rail 20 Double skin element 21 Inner skin 22 Outer skin 23 Rib 24,26 Edge 27 Groove 29 Inner joint line 30 Double skin section 31 Inner skin 32 Outer skin 33 Rib 34,35 Side rib 36 Edge 40 Free space (opening)
50 Cover plate 51 Upper edge 52,53 Join line (joint)
81,82 shoulder

Claims (9)

長手方向接合領域(5)に沿って接合された隣接対状態にある複数の二重スキン要素(20,30)からなる、内部および外部を具備してなる構造体(1)を組み立てるための方法であって、各要素(20,30)は、前記構造体の内部に面する内側スキン(21,31)と、前記構造体の外部に面する外側スキン(22,32)と、を有し、
前記方法は、
接合ラインに沿って延在する開口部(40)を経て前記構造体の外部から前記接合ラインへ自由にアクセスできる状態を維持したまま、前記内側スキン(21,31)をつなぐライン(29)に沿って、二つの隣接する要素(20,30)を当接させるステップと、
前記構造体の外部に配置した溶接ロボット(7)を使用する溶接によって、前記接合ラインに沿って前記二つの内側スキン(21,31)を一つに組み立てるステップであって、その溶接ヘッド(8)は、前記内側スキンの前記接合ライン(29)に沿って延在する前記開口部(40)を経て前記接合ラインに対してアクセス可能でありかつ前記内側スキンをつなぐ前記ラインと平行に移動するものであるようなステップと、
前記構造体の外部に配置されかつ外部接合ライン(52,53)と平行に移動する溶接ロボットを用いて外部接合ラインに沿って各隣接する要素(20,30)に対して溶接される外部カバープレート(50)によって、前記開口部(40)を閉塞するステップと、
を具備してなり、
前記構造体(1)は略筒状のものであることを特徴とする方法。
Method for assembling a structure (1) comprising an interior and an exterior, consisting of a plurality of double skin elements (20, 30) in adjacent pairs joined along a longitudinal joining region (5) Each element (20, 30) has an inner skin (21, 31) facing the inside of the structure and an outer skin (22, 32) facing the outside of the structure. ,
The method
The line (29) connecting the inner skins (21, 31) is maintained through the opening (40) extending along the joint line while maintaining the state in which the joint line can be freely accessed from the outside of the structure. Abutting two adjacent elements (20, 30) along,
Assembling the two inner skins (21, 31) together along the joining line by welding using a welding robot (7) arranged outside the structure, the welding head (8 ) Is accessible to the joint line via the opening (40) extending along the joint line (29) of the inner skin and moves parallel to the line connecting the inner skin. Steps that are things,
External cover welded to each adjacent element (20, 30) along the external joint line using a welding robot disposed outside the structure and moving parallel to the external joint line (52, 53) Closing the opening (40) with a plate (50);
Comprising
The method according to claim 1, wherein the structure (1) is substantially cylindrical.
前記内側スキン(21,31)の縁部(24,36)は、前記内側スキン(21,31)をつなぐ前記ライン(29)に沿った、嵌まり込む符合する凸部(25)形状と凹部(37)形状とを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。   The edge portions (24, 36) of the inner skin (21, 31) are formed with a convex portion (25) shape and a concave portion along the line (29) connecting the inner skin (21, 31). (37) The method according to claim 1, wherein the method has a shape. 組み立ては、摩擦攪拌溶接によってなされることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the assembly is performed by friction stir welding. 少なくとも前記内側スキン(21,31)の組み立ては、ダブルショルダー摩擦攪拌溶接を用いてなされることを特徴とする請求項3に記載の方法。   4. The method according to claim 3, characterized in that at least the inner skin (21, 31) is assembled using double shoulder friction stir welding. 前記構造体(1)は鉄道車両の車体であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the structure (1) is the body of a railway vehicle. 外部からの溶接によって組み合わされる二つの隣接する二重スキン要素(20,30)は、側壁(2)を構成する二重スキン要素(20)および前記鉄道車両の車体の車台を構成するセクション(30)であり、前記側壁を構成する前記二重スキン要素と前記車台を構成する前記二重スキン要素とは互いにある角度をなし、前記外部カバープレート(50)は、側壁を構成する前記二重スキン要素(20)の外側スキン(22)に対して部分的に溶接され、かつ前記車台を構成する前記二重スキンセクション(30)のリブ(34,35)に対して部分的に溶接されていることを特徴とする請求項5に記載の方法。   Two adjacent double skin elements (20, 30) combined by welding from the outside consist of a double skin element (20) constituting the side wall (2) and a section (30 constituting the chassis of the body of the railway vehicle). The double skin element constituting the side wall and the double skin element constituting the chassis are at an angle to each other, and the outer cover plate (50) is the double skin constituting the side wall. Partially welded to the outer skin (22) of the element (20) and partially welded to the ribs (34, 35) of the double skin section (30) constituting the chassis. 6. The method of claim 5, wherein: 側方リブ(34,35)を含む車台(3)を構成する二重スキンセクション(30)に対して組み合わされた側壁(2)を形成する少なくとも一つの二重スキン要素(20)を具備してなる鉄道車両の車体(1)であって、
側壁を構成する前記二重スキン要素(20)と車台を構成する前記二重スキンセクション(30)とは互いにある角度をなし、前記二重スキン要素(20)および前記二重スキンセクション(30)は、前記内側スキン(21,31)をつなぐライン(29)に沿った接合によって、かつ側壁を構成する前記二重スキン要素(20)の前記外側スキン(22)に対して部分的にかつ車台を構成する前記二重スキンセクション(30)の側方リブ(34,35)に対して部分的に溶接される外部カバープレート(50)の溶接によって組み合わされていることを特徴とする鉄道車両の車体(1)。
Comprising at least one double skin element (20) forming a side wall (2) combined with a double skin section (30) comprising a chassis (3) comprising side ribs (34, 35). The railway car body (1)
The double skin element (20) constituting the side wall and the double skin section (30) constituting the chassis form an angle with each other, the double skin element (20) and the double skin section (30) Is partially and to the outer skin (22) of the double skin element (20) constituting the side wall by joining along a line (29) connecting the inner skins (21, 31). The railcar is characterized by being combined by welding of an outer cover plate (50) partially welded to the side ribs (34, 35) of the double skin section (30) constituting Car body (1).
前記二重スキン要素(20)および前記セクション(30)は、前記外部閉塞プレート(50)が存在しないときに前記内側スキンをつなぐ前記ライン(29)に鉄道車両の車体の外部からアクセス可能であるような形状とされ、かつ前記内側スキン間の前記接合部は、前記内側スキンが前記車両の車体の外部から摩擦攪拌溶接によって溶接可能であるように配置されていることを特徴とする請求項7に記載の鉄道車両の車体。   The double skin element (20) and the section (30) are accessible from the outside of the rail vehicle body to the line (29) connecting the inner skin when the outer closure plate (50) is not present. 8. The joint portion between the inner skins is arranged so that the inner skin can be welded by friction stir welding from the outside of the vehicle body of the vehicle. The vehicle body of the railway vehicle described in 1. 溶接は、摩擦攪拌溶接によって実施されることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の車体。   9. The vehicle body according to claim 7, wherein the welding is performed by friction stir welding.
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