JP4060735B2

JP4060735B2 - 車体の製作方法

Info

Publication number: JP4060735B2
Application number: JP2003060438A
Authority: JP
Inventors: 昌邦江角; 一成福寄; 盛士水本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP2004268178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車体の側面に窓を有する車体の製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体は、特許文献１のように、押出し形材の長手方向を車体の長手方向に向けて周方向に沿って並べた状態で溶接し、窓を開けている。この場合、窓は溶接前に概略開けられている。また、特許文献２のように、窓の部分を略除いた押出し形材を並べ溶接するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平０６−０４５３４０号公報（ＵＳ５０９８００７）
【特許文献２】
特開２０００−３４３２４９号公報（ＥＰ１０５７５７６Ａ）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
いずれも事前に押出し形材を窓の形にしておくようになっている。車体は長手方向に対してキャンバーがあり、このキャンバーに平行に窓を設けなけれなばらない。押出し形材の段階で窓を設けるにはこのキャンバーを計算して設けなければならず、面倒な作業である。また、押出し形材を並べた際の誤差、溶接した際の誤差を考慮していないので、誤差が生じることがある。
本発明は、簡単に製作でき、正確に窓を開けることができる製作方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の中空押出し形材を形材の押出し方向を車両の長手方向に向けて並べた前記長手方向に沿って接合して構造体を作成し、該構造体に開口部を形成する車両の製作方法であって、構造体の長手方向に沿って前後に２列配置される複数の押えローラと２列の押えローラの間に設けられる切削装置を備えた専用装置を用いて、複数の押えローラで構造体の接合箇所を押えた状態で切削装置により構造体の複数の中空押出し形材を切削して開口部を形成すること、を特徴とする車体の製作方法により、達成できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図１４により、鉄道車両の側構体の製作方法について説明する。側構体１００は複数の中空押出し形材１０１からなり、押出し形材の長手方向（押出し方向）を車体の長手方向に向けている。複数の中空形材を載せた治具は側構体の外面の形状に沿っている。ここの中空押出し形材１０１は長手方向に同一形状である。中空押出し形材１０１は実質的に平行な２枚の面板と、両者を接続する複数の接続板とからなる。押出し形材１０１の幅方向の端部の接続板は面板に直交している。直交した接続板の外面側には隣接する中空形材を嵌め合わせ、この部分を外部から摩擦攪拌接合している。摩擦攪拌接合は前記特許文献２のとおりである。摩擦攪拌接合は、複数の中空押出し形材１０１を治具１２０に並べ、この場合、側構体の下端の長手方向の中央部を側構体の面内で長手方向に対して直角方向（幅方向）に曲げ（キャンバーを与える）ている。摩擦攪拌接合にあっては、２つの中空押出し形材１０１、１０１の面板同士の突合せ部をセンサーで見て、その突合せ部を摩擦攪拌接合している。これは溶接する場合も同様である。
【０００７】
側構体の一方の面の接合が終了すると、側構体を引っくり返し、他面を上面にして摩擦攪拌接合または溶接で接合する。
【０００８】
次に、窓１０５、出入り口１０６（以下、両者を窓という。）を開口する作業を行う。この作業は専用装置で行う。この装置は、治具１２０と、治具１２０に沿って走行する加工装置１３０とからなる。加工装置１３０は治具１２０の幅方向の両側のレール１３１に沿って走行する門型の走行体１４０と、走行体１４０の上辺の梁に沿って走行する複数の押えローラ装置１５０と、切削装置１７０からなる。梁は２つ有り、一方の梁に押えローラ装置１５０、切削装置１７０が設置されている。他方の梁に押えローラ装置１５０が設置されている。すなわち、走行体１４０の走行方向の中央部に切削装置１７０があり、その前後に押えローラ装置１５０、１５０がある。押えローラ装置１５０、切削装置１７０は、梁の長手方向に沿って走行する。切削装置１７０、および押えローラ装置１５０は側構体の幅方向に沿って走行できる。切削装置１７０、押えローラ装置１５０は上下方向に進退できる。
【０００９】
切削装置１７０は中空押出し形材１０１の上下両面、および、接続板やその他のレール等を同時に切削できる長さを有する。中空押出し形材１０１の前記レールは中空押出し形材１０１の車内側の内装板（図示せず）等を設置するためのレールで、中空押出し形材に一体に設置している。
【００１０】
押えローラ装置１５０は側構体の上面に接するゴム製の押えローラ１５１を有し、上下方向に進退自在である。押えローラ装置１５０は接合部の上面を押えている。押えローラ装置１５０は切削時に側構体を拘束するものであり、側構体の押し付け力が大きい。このため、接合部を押えるようにしている。接合部には面板に直交する接続材があり、該部の押し付け力が大きくても接続材によって面板が変形することがない。面板は摩擦攪拌接合時の回転工具の挿入力に耐える剛性を持っている。溶接でも接続板があれば、押え力に耐えることができる。押えローラ１５１は中空押出し形材１０１の厚さ方向に直交して接触している。
【００１１】
押えローラ装置１５０は、接合部を光学センサー（図示せず）で見つけ、接合部に沿って押えローラ１５１を移動させる。押えローラ１５１は空気ばねで押えられており、接合部の高低によって上下動する。押えローラ１５１は、空気ばね１５２、上下装置１５３を介して前記梁に設置されている。
【００１２】
切削装置１７０は、押えローラ１５１とは独立して側構体の幅方向に走行できる。切削装置１７０は、図に示す切削工具であるエンドミル１６０と、丸のこ（図示せず）を備えている。エンドミル１６０と丸のこは１つの昇降装置１６９に設置されており、昇降装置１６９を水平方向に回転させて択一的に使用できる。図１、図２、図４、図６、図８、図１０、図１１ではエンドミルを示す。図３、図５、図７、図９も切削装置１６０はエンドミルでの切削を示している。切削装置１７０は昇降自在である。
【００１３】
かかる構成において、加工状態を図１〜図１１、図１３により説明する。図３、図５、図７、図９において、点線は切削すべき出入り口１０６の形状である。各図において、押えローラ１５１，１５１は接合線（実線）の上部を押えている。図１２において、窓１０５、及び出入り口１０６は開口した状態を示している。
【００１４】
各図において、切削工具１６０の先端は、側構体１００の下端にまで挿入されている。図３において、窓の垂直辺を挿入する場合は、切削装置１７０を前記上辺に沿って移動させ、切削する。走行体１４０は停止している。
【００１５】
次に、図５において、走行体１４０を走行させ、また切削装置１７０を前記梁に対して走行させて、出入り口１０６の円弧部を円弧状に切削する。
【００１６】
次に、図７において、走行を走行体１４０の走行のみとし、出入り口１０６の上辺のみを切削する。
次に、出入り口の円弧部を切削する。
【００１７】
次に、図９において、切削装置１７０のみを走行させ、出入り口の右辺のみを切削する。右辺を切削した後、切削装置１７０を上昇させ、走行体１４０を走行させ、次の切削位置に行く。
【００１８】
これによって、後方の押えローラ１５１は中空押出し形材１０１の上面に載ることができる。右辺を切削するとき、前端の押えローラ１５１は中空押出し形材に載っているが、後方の押えローラ１５１は出入り口内にあり、下方に落ち込んでいる。走行体１４０の走行によって押えローラ１５１が中空押出し形材１０１に接触することによって上昇する。このため、出入り口内における押えローラ１５１の高さ位置は下限まで落下しており、高さを上昇させるような制御を行っておらず、無制御にでき、構成を簡単にできる。
【００１９】
直線状の切削部は丸のこで切削し、直線部と直線部との間の円弧部をエンドミル１６０で切削する。
【００２０】
上記実施例では、直線部を切削し、次に、円弧部を切削している。これによれば、最後に切削する円弧部を片持ち支持することになるので、この部分の面板が円弧状に曲がりやすい。しかし、エンドミルの径は丸のこの厚さよりも大きいので、曲げ荷重によって破損することがない。このため、最初に開口の直線部を切削し、次に直線部と直線部とを接続する角部の円弧部をエンドミルで切削することが望ましい。これによれば、切削して除かれる部材は、円弧部で片持ち支持にはなるが、残った接続部に過大な力がかかる。切削手順を逆にして、最初の４つの円弧部をエンドミルで切削し、次に丸のこで直線部を切削するとすると、最後の直線部に過大な力が発生し丸のこに荷重がかかる。丸のこの厚さは小さいので、この曲げ加重で、丸のこを破損する、しかし、最初に直線部を切削しておけば、丸のこに曲げ荷重がかからない。最後に切削する円弧部のエンドミルの曲げ荷重がかかるが、一般的に、エンドミルの径が大きいので、エンドミルが破損することがなく安全である。
【００２１】
また、図１３において、円弧部は４つある。この場合の円弧部の切削は、短辺Ｉ、IIに連続する２つの円弧部ａ、ｂを切削し、最後に他の円弧部ｃ、ｄを切削する。これによれば、窓１０５の片持ち長さを短くでき、面板の曲がり量を少なくできる。
【００２２】
また、接合部の突起をセンサーで見て切削装置の位置を定めているので、突起部の位置の検出は容易である。
上記実施例では中空押出し形材を用いたが、中空押出し形材でなくてもよい。また、接合は溶接でもよい。
また、上記装置の丸のこによって、側構体１００の前後端を直線上に切削できる。
【００２３】
図１４において、車外側の開口が車内側の開口よりも小さい場合は、車内側から、前記によって丸のことエンドミルで２つの開口の大きさに切削し、次に、エンドミル１６０で車内側の面板１０１ｂと接続板１０１ｃを切削し、車内側の開口を大きくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切削時の要部の縦断面図である。
【図２】図１２の左側面図である。
【図３】切削中の平面図である。
【図４】図３のVI−VI断面図である。
【図５】切削中の平面図である。
【図６】図５のVII−VII断面図である。
【図７】切削中の平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】切削中の平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】切削終了時の縦断面図である。
【図１２】本発明の一実施例の切削装置の斜視図である。
【図１３】本発明の一実施例の窓の平面図である。
【図１４】本発明の一実施例の窓の切削高低を示す縦面図である。
【符号の説明】
１００：側構体、１０１：中空押出し形材、１０５：窓、１０６出入り口、１４０：走行体、１５０：押えローラ装置、１５１：押えローラ、１６０：エンドミル、１７０：切削装置

Claims

中空押出し形材の押出し方向に並べた複数の中空押出し形材を、前記押出し方向に沿って接合して構造体を作成した後、該構造体に開口部を形成する車両の製作方法であって、
構造体の長手方向に沿って前後に配置される複数の押えローラと、
前記複数の押えローラの間に設けられる切削装置を備えた専用装置を用いて、
前記複数の押えローラで構造体の接合箇所を押えた状態で前記切削装置により構造体の複数の中空押出し形材を切削して開口部を形成すること、
を特徴とする車体の製作方法。
請求項１に記載の車体の製作方法において、
前記切削装置は丸のこと該丸のこ厚さ寸法より大きな径寸法を有するエンドミルを備え、
切削対象の開口部の直線部分を前記丸のこで切削し、
次に、前記直線部と前記直線部とを接続する円弧部を前記エンドミルで切削すること、
を特徴とする車体の製作方法。
請求項１に記載の車体の製作方法において、
前記開口部を前記構体の車内側から前記丸のこで切削し、次に前記エンドミルで切削し、次に、車内側から前記構造体の車内側の面板および車内側と車外側の面板を接続する接続板を前記エンドミルで切削すること、
を特徴とする車体の製作方法。