JP5650464B2

JP5650464B2 - 鉄道車両用台車の製造方法

Info

Publication number: JP5650464B2
Application number: JP2010189799A
Authority: JP
Inventors: 昭彦石津; 信行横山; 和気浜田; 正毅鈴木; 陽士石田; 玉木　将純; 将純玉木; 及川　昌志; 昌志及川; 高木　健; 健高木; 雅昭立石; 正側垣; 岳仁浅井; 直樹河田
Original assignee: East Japan Railway Co; Japan Transport Engineering Co
Current assignee: East Japan Railway Co; Japan Transport Engineering Co
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-08-26
Also published as: JP2012046069A

Description

本発明は、鉄道車両用台車の製造方法に関する。

従来の鉄道車両用台車の製造方法として、例えば特許文献１に記載の製造方法がある。この製造方法では、側梁、横梁、バネ箱の少なくとも一つがレーザ溶接によって組み立てられている。また、側梁と横梁、及び側梁とバネ箱の少なくとも一方がレーザ溶接によって組み立てられている。これにより、入熱範囲を局所的に絞ることが可能となり、台車を構成する各部材の熱変形を抑制している。
特開２００８−５５９５２号公報

上述したような鉄道車両用台車の製造方法においては、溶接のワンサイドアクセスを実現し、台車を構成する各部材の組み立てを簡単かつ精度良く行なうことができる技術が望まれている。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、溶接のワンサイドアクセスを実現し、台車を構成する各部材の組み立てを簡単かつ精度良く行なうことができる鉄道車両用台車の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る鉄道車両用台車の製造方法は、一対の側梁と側梁を連結する横梁とを含んで構成される鉄道車両用台車の製造方法であって、少なくとも横梁の上面部分を含む部分が一体となった上面部材と、少なくとも横梁の底面部分を含む部分が一体となった底面部材とを用意する工程と、上面部材及び底面部材の一方に側面部材の一側を当接させ、レーザ溶接によって上面部材及び底面部材の一方に側面部材の一側を接合して中間接合体を形成する工程と、中間接合体を反転させると共に、側面部材の他側に上面部材及び底面部材の他方を当接させ、レーザ溶接によって側面部材の他側に上面部材及び底面部材の他方を接合する工程とを備えたことを特徴としている。

この鉄道車両用台車の製造方法では、少なくとも横梁を含む部分が一体となった上面部材及び底面部材を用意し、これらの上面部材及び底面部材に対して側面部材をレーザ溶接で接合する。この方法では、接合線を台車の上面側及び底面側にのみ存在させることができるので、中間接合体を反転させることで溶接のワンサイドアクセスを実現でき、台車の組み立てが簡単となる。また、各部材の接合にレーザ溶接を用いることで、入熱範囲が局所的に絞られ、熱変形が抑えられるので、組み立て精度の向上も図られる。

また、上面部材及び底面部材が側面部材よりも側方に突出するように当接させることが好ましい。上面部材及び底面部材が突出する分、溶接時におけるヒートマスを確保できるので、より確実に良好な溶接部を形成できる。

また、側面部材が上面部材及び底面部材よりも上下に突出するように当接させることが好ましい。側面部材が突出する分、溶接時におけるヒートマスを確保できるので、より確実に良好な溶接部を形成できる。

また、複数の分割部材が接合されてなる上面部材及び底面部材を用いることが好ましい。これにより、複雑な形状の側梁及び横梁を有する台車であっても、プレスレスで上面部材及び底面部材を形成できる。

本発明によれば、溶接のワンサイドアクセスを実現し、台車を構成する各部材の組み立てを簡単かつ精度良く行なうことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る鉄道車両用台車の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る鉄道車両用台車の製造方法を用いて製造される台車の構成を底面側（車輪の装着側）から示す斜視図である。同図に示すように、台車１は、一対の側梁２と、横梁４と、バネ箱５と、ブレーキ梃子受け６とを備えている。

側梁２は、略角筒形状をなしている。側梁２において、横梁４が接合される長さ方向の中央部分の厚みは、端部の厚みに対して大きくなっており、強度の担保が図られている。側梁２は、鉄道車両の前後方向にそれぞれ延在し、所定の間隔をもって略平行に対向配置されている。

横梁４は、例えば扁平な直方体形状をなしている。横梁４の厚みは、側梁２の中央部分の厚みと等しくなっている。横梁４は、鉄道車両の幅方向に延在し、横梁４の両端部分は、側梁２の中央部分にそれぞれ接合されている。

これらの側梁２及び横梁４は、側梁２の上面部分及び横梁の上面部分が一体となった上面部材１１と、側梁２の底面部分及び横梁の底面部分が一体となった底面部材１２と、上面部材１１と底面部材１２とを繋ぐ側梁２の側面部材１３，１４，１５，と、横梁４の側面部材１６，１７とによって構成されている。

上面部材１１及び底面部材１２は、例えばプレス成型によって略Ｈ形状に形成され、側梁２の中央部分と横梁４とに対応する長方形状の平板部分と、側梁２の先端部分に対応する平板部分と、前述の２つの平板部分を繋ぐ傾斜部分とを有している。そして、側梁２は、レーザ溶接によって上面部材１１及び底面部材１２に側面部材１３，１４，１５を接合することによって略角筒形状をなし、横梁４は、レーザ溶接によって上面部材１１及び底面部材１２に側面部材１６，１７を接合することによって直方体形状をなしている。

バネ箱５は、車輪に接続される軸バネ（不図示）を収容する部材である。バネ箱５は、底面側が開口する箱体であり、バネ箱５の上面中央には、軸バネを通すための円形の開口が形成されている。バネ箱５は、一対の側梁２の前後の端部にそれぞれ接合されている。

ブレーキ梃子受け６は、ディスクブレーキのブレーキ梃子を支持する部材である。ブレーキ梃子受け６は、各車輪に対応するように、横梁４の側面部分に２つずつ接合されている。

続いて、上述の構成を有する台車１の製造方法について説明する。

まず、側梁２及び横梁４の形成に用いる略Ｈ形状の上面部材１１及び底面部材１２を用意する。また、側梁２の側面部材１３，１４、１５及び横梁４の側面部材１６，１７を用意する。次に、図２に示すように、底面部材１２を定盤（不図示）に載置し、底面部材１２の所定の縁部に、側梁２の側面部材１３，１４、１５の一側、及び横梁４の側面部材１６，１７の一側をそれぞれ側方から当接させる。

そして、底面部材１２と各側面部材１３〜１７とを固定治具等によって固定し、図３に示すように、底面部材１２の上方に配置した可動式のレーザヘッド２１からレーザビームＬを照射することにより、底面部材１２と側面部材１３との当接部分に連続的な溶接部２２を形成する。他の側面部材１４〜１７についても同様の手法で連続的な溶接部２２を順次形成することにより、底面部材１２と各側面部材１３〜１７とが接合されてなる断面コの字形状の中間接合体２４（図４参照）が形成される。

中間接合体２４を形成した後、図４に示すように、中間接合体２４の上下を反転させて定盤に載置する。次に、上面部材１１を中間接合体２４の開放部分に嵌め込み、上面部材１１の所定の縁部に、側梁２の側面部材１３，１４，１５の他側、及び横梁４の側面部材１６，１７の他側をそれぞれ当接させる。

そして、上面部材１１と中間接合体２４とを固定治具等によって固定し、図３と同様に、上面部材１１の上方に配置した可動式のレーザヘッド２１からレーザビームＬを照射することにより、上面部材１１と側面部材１３との当接部分に連続的な溶接部２２を形成する。

他の側面部１４〜１７についても同様の手法で連続的な溶接部２２を順次形成することにより、側梁２及び横梁４が形成される。この後、側梁２の前後の端部にバネ箱５を接合し、横梁４の側面部分にブレーキ梃子受け６を接合すると、図１に示した台車１が完成する。

以上説明したように、この鉄道車両用台車の製造方法では、側梁２の上面部分及び横梁４の上面部分が一体となった略Ｈ形状の上面部材１１と、側梁２の底面部分及び横梁の底面部分が一体となった略Ｈ形状の底面部材１２とを用意し、上面部材１１及び底面部材１２に対して側面部材１３〜１７をレーザ溶接で接合して側梁２及び横梁４を形成する。

この方法では、接合線を台車１の上面側及び底面側にのみ存在させることができるので、中間接合体２４を反転させることで溶接のワンサイドアクセスを実現でき、台車１の組み立てが簡単となる。また、各部材の接合にレーザ溶接を用いることで、入熱範囲が局所的に絞られ、熱変形が抑えられるので、組み立て精度の向上も図られる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、種々の変形を適用し得る。上述した実施形態では、プレス成型等によって予め略Ｈ形状に形成された上面部材１１及び底面部材１２を用いているが、例えば図５に示すように、側梁２の中央部分と横梁４の底面部分とに対応する長方形状の分割部材３１と、側梁２の先端部分に対応する分割部材３２と、分割部材３１と分割部材３２との間の傾斜部分に対応する分割部材３３とをレーザ溶接等で接合して略Ｈ形状の底面部材１２を形成してもよい。また、同様の手法で上面部材１１を形成してもよい。この場合、プレスレスで複雑な形状の上面部材１１及び底面部材１２を形成できる。

また、上面部材１１及び底面部材１２と、側面部材１３〜１７との当接態様についても適宜変更を適用できる。例えば図６に示すように、側面部材１３が底面部材１２よりも上下に突出するように当接させ、当該当接部分にレーザ溶接による隅肉溶接部４１を形成してもよい。同様の手法で、他の当接部分についても隅肉溶接部４１を形成してもよい。この場合、側面部材１３〜１７が突出する分、溶接時におけるヒートマスを確保できるので、より確実に良好な溶接部を形成でき、台車１の強度を確保できる。

また、上述した実施形態では、上面部材１１及び底面部材１２の縁部に側面部材１３〜１７を側方から当接させているが、図７に示すように、上面部材１１及び底面部材１２の縁部に側面部材１３〜１７を上下方向から当接させ、当該当接部分に連続的な貫通溶接部４２を形成してもよい。この場合も、図８に示すように、上面部材１１及び底面部材１２が側面部材１３〜１７よりも側方に突出するように当接させ、当該当接部分に連続的な貫通溶接部４３を形成してもよい。

本発明の一実施形態に係る鉄道車両用台車の製造方法を用いて製造される台車の構成を底面側（車輪の装着側）から示す斜視図である。図１に示した台車の製造工程を示す斜視図である。レーザ溶接の様子を示す図である。図２の後続の工程を示す斜視図である。底面部材の変形例を示す分解斜視図である。上面部材及び底面部材と側面部材との当接態様の変形例を示す図である。上面部材及び底面部材と側面部材との当接態様の別の変形例を示す図である。上面部材及び底面部材と側面部材との当接態様の更に別の変形例を示す図である。

１…台車、２…側梁、４…横梁、１１…上面部材、１２…底面部材、１３〜１７…側面部材、２４…中間接合体、３１〜３３…分割部材。

Claims

一対の側梁と前記側梁を連結する横梁とを含んで構成される鉄道車両用台車の製造方法であって、
前記横梁の上面部分をなす上面部材と、前記横梁の底面部分をなす底面部材とを用意する工程と、
前記上面部材及び前記底面部材の一方に側面部材の一側を当接させ、レーザ溶接によって前記上面部材及び前記底面部材の一方に前記側面部材の一側を接合して前記横梁の中間接合体を形成する工程と、
前記中間接合体を反転させると共に、前記側面部材の他側に前記上面部材及び前記底面部材の他方を当接させ、レーザ溶接によって前記側面部材の他側に前記上面部材及び前記底面部材の他方を接合する工程とを備えたことを特徴とする鉄道車両用台車の製造方法。
前記上面部材及び前記底面部材が前記側面部材よりも側方に突出するように当接させることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用台車の製造方法。
前記側面部材が前記上面部材及び前記底面部材よりも上下に突出するように当接させることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用台車の製造方法。
複数の分割部材が接合されてなる前記上面部材及び前記底面部材を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の鉄道車両用台車の製造方法。