JP5852899B2 - 鉄道車両用台車枠の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の車体の下部に回動可能なように取り付けられる台車を構成する鉄道車両用台車枠の製造方法に関する。

鉄道車両は、旅客や貨物や動力源を載せるための略箱状の車体と、走行のための機構部である走り装置とを備えている。走り装置は、車軸に車輪を固定して一体と成した輪軸を有するものである。走り装置としては、鉄道車両の長大化や質量の増大による輪軸数の増加と、曲線線路の通過をより円滑にすることを目的として、ボギー台車と呼ばれる複数の輪軸を有する台車が用いられている。

このような台車は、一般的に二つの輪軸を有するように構成されている。また、鉄道車両一両に対して、二軸の台車を二つ設けるのが一般的である。台車は、車体の質量を車輪を介してレールに伝えることで、車体を保持し車体をレールに沿って安定して高速に走行させる役割を果たすものである。従って、鉄道車両一両に対して二つの台車が設けられていれば、一つの台車は車体の略半分の質量を二つの輪軸に分配して伝達する必要がある。

台車の荷重伝達順序は、車体から受けた荷重を車体支持装置が受けて、台車枠、軸ばね、軸箱、軸受を経由して輪軸に伝達し、輪軸の車輪からレールへと伝達される。従って、二軸の台車では、車体支持装置から台車枠へと伝達された荷重を、台車枠が二つの輪軸へと分配することになるので、台車枠は強固なものとする必要がある。

台車枠は、輪軸からの反力をその両端に固定されたばね帽で受けるように配置される一対の側梁と、その一対の側梁を繋ぐように接合される一対の横梁とを有している。側梁は、車体から受けた荷重を、それぞれの略中央近傍で受け止めるように構成される。従って、側梁は大きな荷重が加わる三点曲げ梁としての強度が求められる。一方、ばね帽は、軸ばねの一方を支える部分である。この軸ばねの他端は軸箱体によって支えられ，さらに軸箱体は軸箱支持装置によって側梁と結合されている。従って、側梁とばね帽とは、溶接によって強固に固定される必要がある。

このような側梁とばね帽とを組み上げる態様としては、側梁とばね帽とを別個の部材として組み上げ、その後双方を組み上げていく態様が知られている。例えば、下記特許文献１では、台車枠は、側梁、ばね帽、及び横梁を備えるものとして構成されている。側梁、ばね帽、及び横梁の少なくとも一つは、レーザ溶接を用いて組み立てられている。また、側梁と横梁、及び側梁とばね帽の少なくとも一方は、レーザ溶接を用いて接合されている。

下記特許文献２に示すような別の手法では、側梁を縦方向に左右対称となるように２分割し、それぞれをプレス成形によって形成して互いに溶接接合することで側梁を形成している。

特開２００８−５５９５２号公報 特開２００１−８０５１２号公報

上述したように鉄道車両に用いられる台車の台車枠は大きな荷重を伝達するものであるから、台車枠を構成する側梁は厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いるものである。また、側梁の全長は、一対の輪軸を支える距離を確保する必要があるため、２３００ｍｍ程度の長さが必要とされる。このように、長尺かつ中厚の鉄板で構成される側梁を成形するにあたって、上記特許文献２に記載のように、側梁を縦方向に左右対称となるように２分割し、それぞれをプレス成形によって形成して互いに溶接接合することで側梁を形成するためには、熱間プレスを行う必要がある。しかしながら、熱間プレスを行ったとしても、寸法精度を高く保つことは困難である。従って、熱間プレスを行うことによるコストアップや正確な形状を出しにくいことから、上記特許文献２に記載の技術を実用化することは実質的に困難である。

一方で、上記特許文献１に記載のように、板状部材を溶接接合して組み上げ、更にばね帽を溶接接合して、ばね帽を有する側梁を形成することは、溶接接合工程の増加を招き、コストダウンの観点からは改良の余地がある。製造工程の簡素化を目的とすれば、側梁にばね帽を一体化して構成することが求められている。

側梁は、中央部からグースネック部が斜め上方に延びる形状を呈していることに加え、ばね帽を一体的に構成しようとすれば、更に複雑な形状となる。このような複雑な形状の側梁及びばね帽を一体化し、厚みが９〜２２ｍｍの厚肉の鉄板からなる板材を互いに接合して組み立てるにあたっては、各板材の側辺同士を密接させて溶接接合することが必要になる。しかしながら、現実には形状の複雑さと各板材の厚みとによって、各板材の側辺同士を密接させることは極めて困難であり、溶接接合にあたって大きな障壁となっていた。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉄道車両の車体の下部に回動可能なように取り付けられる台車に用いられる鉄道車両用台車枠の製造方法であって、ばね帽を一体的なものとして備えつつ、簡素且つ平易に各部材を接合して側梁と成すことが可能な鉄道車両用台車枠の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る鉄道車両用台車枠の製造方法は、鉄道車両の車体の下部に回動可能なように取り付けられる台車を構成する台車枠に用いられる鉄道車両用台車枠の製造方法であって、前記鉄道車両用台車枠は、所定の間隔をおいて互いに平行に配置される輪軸を支持するための一対のばね帽部及び前記一対のばね帽部を繋ぐ連接部をそれぞれ有する一対の側梁と、前記一対の側梁を連結する横梁とを備えるものである。この側梁の製造方法は、（１）前記ばね帽部及び前記連接部の上面を一体的に構成する上板を形成する工程であって、基準面となる中央上部を挟んで、前記中央上部から斜め上方に延びるグースネック上部を一対形成すると共に、前記中央上部と平行になり前記中央上部及び前記グースネック上部よりも厚肉且つ幅広となるばね帽上部を前記グースネック上部に繋げて一対形成して前記上板と成す上板形成工程と、（２）前記連接部の下面を一体的に構成する下板を形成する工程であって、基準面となる中央下部を挟んで、前記中央下部から斜め上方に延びるグースネック下部を一対形成して前記下板と成す下板形成工程と、（３）前記上板形成工程において形成した上板と、前記下板形成工程において形成した下板とを所定間隔で保持し、前記上板と前記下板とで挟まれる領域の形状を取得する側板形状取得工程と、（４）前記側板形状取得工程において取得した領域の形状に基づいて前記ばね帽部及び前記連接部の側面を一体的に構成する側板を形成する工程であって、前記中央上部と前記中央下部とを繋ぐ中央側部を挟んで、前記グースネック上部と前記グースネック下部とを繋ぐグースネック側部を一対形成すると共に、前記グースネック側部から外側に張り出して前記ばね帽上部の側辺に繋がるばね帽側部を一対形成して前記側板と成す側板形成工程と、（５）前記上板と前記下板とを一対の前記側板で繋いで、前記側梁と成す組立工程と、を備える。

本発明によれば、上板形成工程及び下板形成工程を先行させ、側梁の上板及び下板を先に形成するので、それら上板及び下板の形状を先に確定させることができる。上板は、基準面となる中央上部を挟んで、中央上部から斜め上方に延びるグースネック上部を一対形成すると共に、中央上部と平行になり中央上部及びグースネック上部よりも厚肉且つ幅広となるばね帽上部をグースネック上部に繋げて一対形成するものであるから、中央上部とグースネック上部とが繋がる部分や、グースネック上部とばね帽上部とが繋がる部分の形状変動は大きなものとなりやすい。同様に、下板は、基準面となる中央下部を挟んで、中央下部から斜め上方に延びるグースネック下部を一対形成するものであるから、中央下部とグースネック下部とが繋がる部分の形状変動は大きなものとなりやすい。そこで、これら形状変動しやすい部分を先に形成することで、その部分の形状を確定させ把握することが可能となる。

更に本発明では、上板形成工程及び下板形成工程において形成した上板及び下板の形状に基づいて、上板と下板とで挟まれる領域の形状を取得する側板形状取得工程を実行するので、側板に求められる形状を正確に把握することができる。このように正確に把握した形状に基づいて、側板形成工程において側板を形成するので、肉厚の変化やばね帽部の広がりといったように複雑に形状が変化する側梁に用いる側板を、上板及び下板との間に隙間が生じないようなものとすることができる。従って、上板と下板とを一対の側板で繋いで側梁と成す組立工程における溶接接合は、例えばレーザ溶接のように各板材間の隙間が極めて小さくなることが求められる接合態様であって、確実に各板材を接合して側梁を得ることができる。

また本発明に係る側梁の製造方法では、前記上板形成工程において、前記中央上部と、一対の前記グースネック上部と、一対の前記ばね帽上部とが繋がった平板状の上板部材を準備し、この準備した上板部材を折り曲げることで前記上板を形成することも好ましい。

この好ましい態様では、中央上部と、一対のグースネック上部と、一対のばね帽上部とが繋がった平板状の上板部材を準備し、この準備した上板部材を折り曲げることで上板を形成するので、上板部材を折り曲げることで簡易に上板を形成することができる。このように上板部材を折り曲げることで上板を形成すれば、その折り曲げた部分の形状変動は大きなものとなるけれども、上述したように本発明では、そのような形状変動を吸収する側板形状取得工程及び側板形成工程を供えているので、確実に各板材を接合して側梁を得ることができる。

また本発明に係る側梁の製造方法では、前記下板形成工程において、前記中央下部と、一対の前記グースネック下部とが繋がった平板状の下板部材を準備し、この準備した下板部材を折り曲げることで前記下板を形成することも好ましい。

この好ましい態様では、中央下部と、一対のグースネック下部とが繋がった平板状の下板部材を準備し、この準備した下板部材を折り曲げることで下板を形成するので、下板部材を折り曲げることで簡易に下板を形成することができる。このように下板部材を折り曲げることで下板を形成すれば、その折り曲げた部分の形状変動は大きなものとなるけれども、上述したように本発明では、そのような形状変動を吸収する側板形状取得工程及び側板形成工程を供えているので、確実に各板材を接合して側梁を得ることができる。

また本発明に係る側梁の製造方法では、前記側板形成工程では、前記中央側部と、一対の前記グースネック側部と、一対の前記ばね帽側部とを繋げた領域よりも広い側板部材を準備し、この準備した側板部材を切断及び折り曲げることで前記側板を形成することも好ましい。

この好ましい態様では、中央側部と、一対のグースネック側部と、一対のばね帽側部とを繋げた領域よりも広い側板部材を準備し、この準備した側板部材を切断及び折り曲げることで側板を形成するので、側板形状取得工程において取得した上板と下板とによって挟まれる領域の形状に確実に合致させた側板を得ることができる。

本発明によれば、鉄道車両の車体の下部に回動可能なように取り付けられる台車に用いられる鉄道車両用台車枠の製造方法であって、ばね帽を一体的なものとして備えつつ、簡素且つ平易に各部材を接合して側梁と成すことが可能な鉄道車両用台車枠の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態である台車の外観を示す斜視図である。 図１に示す側梁の分解斜視図である。 図２に示す上板の製造方法を説明するための斜視図である。 図２に示す上板の製造方法を説明するための斜視図である。 図２に示す上板の製造方法を説明するための斜視図である。 図２に示す上板の製造方法を説明するための斜視図である。 図２に示す下板の製造方法を説明するための斜視図である。 図２に示す下板の製造方法を説明するための斜視図である。 図１に示す側梁の斜視図である。 図１に示す側梁の変形例の分解斜視図である。 図１に示す側梁の変形例の斜視図である。 図１に示す側梁の変形例の分解斜視図である。 図１に示す側梁の変形例の斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である台車について、図１を参照しながら説明する。図１は、台車ＲＴの外観を示す斜視図である。図１においては、台車ＲＴの鉄道車両進行方向に沿った向きにｘ軸を設定し、鉄道車両の幅方向に沿った向きにｙ軸を設定し、上下方向にｚ軸を設定している。

本実施形態の台車ＲＴは、一つの車体に対して一対取り付けられるボギー台車である。図１に示されるように、台車ＲＴは、一対の側梁ＦＲＡ，ＦＲＡと、一対の側梁ＦＲＡ，ＦＲＡを連結する一対の横梁ＦＲＢ，ＦＲＢを含む台車枠ＦＲと、一対の輪軸ＷＡ，ＷＡとを備えている。輪軸ＷＡは、一対の車輪を一本の車軸で固定したものである。

それぞれの側梁ＦＲＡ，ＦＲＡには、まくらばねＰＳが取り付けられている。まくらばねＰＳは、台車ＲＴが取り付けられる車体を支えるように配置されている。車体の質量はまくらばねＰＳを介して、側梁ＦＲＡに伝達されている。

側梁ＦＲＡは、一対のばね帽部ＦＲ２，ＦＲ２と、一対のばね帽部ＦＲ２，ＦＲ２を繋ぐように設けられている連接部ＦＲ１と、を備えている。連接部ＦＲ１と、一対のばね帽部ＦＲ２，ＦＲ２とは一体的に形成されている。ばね帽部ＦＲ２の、鉄道車両の進行方向前方又は後方に対応する位置には、端板ＦＲ２ｔが設けられている。

ばね帽部ＦＲ２の内部には、軸ばねＢＳが納められている。軸ばねＢＳは、一端がばね帽部ＦＲ２の内面に当接され、他端が軸箱体ＡＢ１に当接されている。軸箱体ＡＢ１は、軸受ＢＥを保持している。軸受ＢＥは、輪軸ＷＡの両端に取り付けられている。軸箱体ＡＢ１は、アーム部ＡＢ２によって連接部ＦＲ１と繋がれている。軸箱体ＡＢ１とアーム部ＡＢ２とは一体的に構成されており、アーム部ＡＢ２の先端には緩衝ゴムＧＢが設けられている。

このように構成することで、鉄道車両の車体の下部に回動可能なように取り付けられる台車ＲＴが形成される。台車ＲＴは、一対の輪軸ＷＡ，ＷＡと、台車枠ＦＲと、を備えている。輪軸ＷＡ，ＷＡは、車輪と車軸とからなり、所定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。台車枠ＦＲは、一対の輪軸ＷＡ，ＷＡを保持すると共に、車体の質量を一対の輪軸ＷＡ，ＷＡそれぞれを構成する車軸に伝えるものである。

続いて、本実施形態の側梁ＦＲＡについて図２を参照しながら更に説明する。図２は、図１に示す側梁ＦＲＡの分解斜視図である。側梁ＦＲＡは、一側板及び他側板としての一対の側板１０，１０と、上板２０と、下板３０とによって構成される。本実施形態の場合、左右の側板は共通化されている。

側板１０は、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成され、そのｘ軸方向に沿った全長は２３００ｍｍ程度となっている。側板１０は、中央側部ＦＲ１ａ１と、グースネック側部ＦＲ１ｂ１と、ばね帽側部ＦＲ２ａ１と、ばね帽端部ＦＲ２ａ２とを有している。

中央側部ＦＲ１ａ１は、側板の中央に形成される領域であって、側板１０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図２において、中央側部ＦＲ１ａ１は、ｘｚ平面に沿って形成されている。

中央側部ＦＲ１ａ１の両端には、一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１が繋げられている。グースネック側部ＦＲ１ｂ１は、中央側部ＦＲ１ａ１の両端から、上方（ｚ軸正方向）に斜めに延びるように形成されている。

一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１の、中央側部ＦＲ１ａ１に繋がる端と反対側の端には、それぞれ一対のばね帽側部ＦＲ２ａ１，ＦＲ２ａ１が繋げられている。ばね帽側部ＦＲ２ａ１は、中央側部ＦＲ１ａ１と平行にｘ軸方向に沿って延びている。尚、ばね帽上部ＦＲ２ａ３は、少なくとも一部が幅広になるように構成されているので、ばね帽側部ＦＲ２ａ１は、そのばね帽上部ＦＲ２ａ３の形状に倣うように屈曲して形成されている。

一対のばね帽側部ＦＲ２ａ１，ＦＲ２ａ１の、グースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１に繋がる端とは反対側の端には、それぞればね帽端部ＦＲ２ａ２，ＦＲ２ａ２が繋げられている。ばね帽端部ＦＲ２ａ２は、車両幅方向であるｙ軸方向に沿って延びている。ばね帽端部ＦＲ２ａ２は、ばね帽部ＦＲ２の端板ＦＲ２ｔの半分の幅の長さとなるように形成されている。

上板２０は、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成されている。上板２０は、中央上部ＦＲ１ａ３と、グースネック上部ＦＲ１ｂ３と、ばね帽上部ＦＲ２ａ３とを有している。

中央上部ＦＲ１ａ３は、上板２０の中央に形成される領域であって、上板２０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図２において、中央上部ＦＲ１ａ３は、ｘｙ平面に沿って形成されている。

中央上部ＦＲ１ａ３の両端には、一対のグースネック上部ＦＲ１ｂ３，ＦＲ１ｂ３が繋げられている。グースネック上部ＦＲ１ｂ３は、中央上部ＦＲ１ａ３の両端から、上方（ｚ軸正方向）に斜めに跳ね上がるように形成されている。

一対のグースネック上部ＦＲ１ｂ３，ＦＲ１ｂ３の、中央上部ＦＲ１ａ３に繋がる端と反対側の端には、それぞればね帽上部ＦＲ２ａ３，ＦＲ２ａ３が繋げられている。ばね帽上部ＦＲ２ａ３は、中央上部ＦＲ１ａ３と平行にｘ軸方向に沿って延びている。尚、ばね帽上部ＦＲ２ａ３は、少なくとも一部が幅広になるように構成されている。

下板３０は、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成されている。下板３０は、中央下部ＦＲ１ａ４と、グースネック下部ＦＲ１ｂ４とを有している。

中央下部ＦＲ１ａ４は、下板３０の中央に形成される領域であって、下板３０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図２において、中央下部ＦＲ１ａ４は、ｘｙ平面に沿って形成されている。

中央下部ＦＲ１ａ４の両端には、一対のグースネック下部ＦＲ１ｂ４，ＦＲ１ｂ４が繋げられている。グースネック下部ＦＲ１ｂ４は、中央下部１ａ４の両端から、上方（ｙ軸正方向）に斜めに跳ね上がるように形成されている。

続いて、上板２０の製造方法（上板形成工程）について図３，図４，図５，図６を参照しながら説明する。図３〜図６は、上板形成工程を説明するための斜視図である。最初に、図３に示すように、薄板５０と、厚板５１，５２とを準備する。薄板５０の一端に厚板５１を接合し、薄板５０の他端に厚板５２を接合する。このように接合することで、薄板５０と、厚板５１と、厚板５２とによって、一枚の板材５を形成する。尚、薄板５０は、厚み９ｍｍ〜１２ｍｍ程度、厚板５１，５２は、厚み１２ｍｍ〜２２ｍｍ程度の鉄板によって構成している。

続いて、図４に示すように、板材５の周縁部５３ａを除去し、薄板５０を薄板５０ａに、厚板５１を厚板５１ａに、厚板５２を厚板５２ａに、それぞれ形状を整える。このように周辺部５３ａを除去することで、図５に示すように、薄板５０ａと、厚板５１ａと、厚板５２ａとによる上板部材５ａを形成する。上板部材５ａは、中央上部ＦＲ１ａ３と、一対のグースネック上部ＦＲ１ｂ３と、一対のばね帽上部ＦＲ２ａ３とを繋げた平板状の部材である。本実施形態では、薄板５０ａよりも厚板５１ａ，５２ａの一部が幅広になるように形成されている。

続いて、図６に示すように、上板部材５ａを折り曲げて、上板２０を形成する。図５に示す薄板５０ａを、一対の屈曲線ＢＥ１及びその外側の一対の屈曲線ＢＥ２に沿って折り曲げることで、中央上部ＦＲ１ａ３と、一対のグースネック上部ＦＲ１ｂ３と、一対の狭幅ばね帽上部５０１ａとが形成される。一方の狭幅ばね帽上部５０１ａは、厚板５１ａに繋がっており、一方のばね帽上部ＦＲ２ａ３を形成している。他方の狭幅ばね帽上部５０１ａは、厚板５２ａに繋がっており、他方のばね帽上部ＦＲ２ａ３を形成している。

続いて、下板３０の製造方法（下板形成工程）について図７，図８を参照しながら説明する。図７及び図８は、下板形成工程を説明するための斜視図である。最初に、図７に示すように、下板部材６を準備する。下板部材６は、厚み９ｍｍ〜２２ｍｍ程度の鉄板によって構成している。下板部材６は、図８に示す中央下部ＦＲ１ａ４と、一対のグースネック下部ＦＲ１ｂ４とを繋げた平板状の部材である。

続いて、図８に示すように、下板部材６を折り曲げて、下板３０を形成する。図７に示す下板部材６を、一対の屈曲線ＢＥ３に沿って折り曲げることで、中央下部ＦＲ１ａ４と、一対のグースネック下部ＦＲ１ｂ４とが形成される。

図６に示した屈曲線ＢＥ１及び屈曲線ＢＥ２に沿って折り曲げられている部分は、その半径が約３００ｍｍ程度の円弧状を成している。また、図８に示した屈曲線ＢＥ３に沿って折り曲げられている部分も同様に、その半径が約３００ｍｍ程度の円弧状を成している。屈曲線ＢＥ１、屈曲線ＢＥ２、及び屈曲線ＢＥ３回りの部分が成す円弧の半径を制御することは困難である。そこで本実施形態では、上板２０と下板３０とを、側梁ＦＲＡを形成した場合の相対関係となるように、所定間隔で保持する。このように保持した上板２０と下板３０とで挟まれる領域の形状を計測して取得する（側板形状取得工程）。

このように取得した領域の形状に基づいて、中央上部ＦＲ１ａ３と中央下部ＦＲ１ａ４とを繋ぐ中央側部ＦＲ１ａ１を挟んで、グースネック上部ＦＲ１ｂ３とグースネック下部ＦＲ１ｂ４とを繋ぐグースネック側部ＦＲ１ｂ１を一対形成すると共に、グースネック側部ＦＲ１ｂ１から外側に張り出してばね帽上部ＦＲ２ａ３の側辺に繋がるばね帽側部ＦＲ２ａ１を一対形成して側板１０を形成する（側板形成工程）。この側板形成工程では、中央側部ＦＲ１ａ１と、一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１と、一対のばね帽側部ＦＲ２ａ１とを繋げた領域よりも広い側板部材を準備し、この準備した側板部材を切断及び折り曲げることで側板１０を形成することも好ましいものである。

上述した一対の側板１０，１０と上板２０と下板３０とを組み上げて、溶接接合する（組立工程）。具体的には、一対の側板１０，１０のばね帽端部ＦＲ２ａ２の先端同士をつき合わせ、その突き合わせた部分を溶接接合する。この上側に上板２０を配置し、上板２０と、側板１０，１０との当接部分を溶接接合する。更に、下側に下板３０を配置し、下板３０と、側板１０，１０との当接部分を溶接接合する。このように組み上げて、各部を溶接接合すると図９に示す側梁ＦＲＡとなる。図９は、図１に示す側梁ＦＲＡの斜視図である。

図９に示すように、側梁ＦＲＡは、ばね帽部ＦＲ２及び連接部ＦＲ１を有している。連接部ＦＲ１は、中央部ＦＲ１aとグースネック部ＦＲ１ｂとを有している。ばね帽部ＦＲ２及び連接部ＦＲ１は、互いの上面を一体的に構成する上板２０と、互いの一側面及び他側面をそれぞれ一体的に構成する側板１０，１０とを、それぞれ対応する長辺部を接合して構成されるものである。ばね帽部ＦＲ２の、鉄道車両の進行方向前方又は後方に対応する端板ＦＲ２ｔは、側板１０の端部であるばね帽端部ＦＲ２ａ２を折り曲げ、且つ対向する側板１０のばね帽端部ＦＲ２ａ２と溶接接合されて構成されている。

このように構成することで、ばね帽部ＦＲ２及び連接部ＦＲ１を、互いの上面を一体的に構成する上板２０と、互いの一側面を一体的に構成する側板１０と、互いの他側面を一体的に構成する側板１０とを、それぞれ対応する長辺部を接合して構成しているので、上板２０、側板１０，１０によって、ばね帽部ＦＲ２及び連接部ＦＲ１を一体化した側梁ＦＲＡを、熱間プレス加工といった工程を経ることなく、通常のプレス加工等で形成された部材を用い一体的に構成することができる。更に、ばね帽部ＦＲ２の端板ＦＲ２ｔを、側板１０のばね帽端部ＦＲ２ａ２を折り曲げて構成しているので、ばね帽端部ＦＲ２ａ２を略９０度に折り曲げて他の部分と溶接接合するという簡易な手法で、側梁ＦＲＡを構成することができる。

また本実施形態では、連接部ＦＲ１は、上板２０に対向し、側板１０と側板１０とを繋ぐ下板３０を有し、端板ＦＲ２ｔと下板３０とは離隔して間隙を形成しており、輪軸ＷＡを支持する軸箱体ＡＢ１に当接された軸ばねＢＳが間隙に挿入され、上板２０に当接することで支持されている。

このように、側板１０のばね帽端部ＦＲ２ａ２を折り曲げ且つ他の部分と溶接接合されるばね帽部ＦＲ２の端板ＦＲ２ｔと、連接部ＦＲ１の下板３０とが離隔して間隙を形成しているので、連接部ＦＲ１においては強度確保しつつ、ばね帽部ＦＲ２においては支持部材である軸箱体ＡＢ１に当接された軸ばねＢＳが挿入される間隙を確保することができる。

また本実施形態では、一対の側板１０，１０は、同一の形状となるように形成されている。このように、一対の側板１０，１０が同一の形状となるように形成しているので、一側板と他側板とを区別することなく製造し準備することが可能になるので、コストダウン及び製造容易性に寄与することができる。

また本実施形態では、端板ＦＲ２ｔは、側板１０，１０のそれぞれのばね帽端部ＦＲ２ａ２，ＦＲ２ａ２をそれぞれ折り曲げ、その折り曲げた端部同士を接合することで形成されている。このように、側板１０，１０のそれぞれのばね帽端部ＦＲ２ａ２，ＦＲ２ａ２をそれぞれ折り曲げ、その折り曲げた端部同士を接合して端板ＦＲ２ｔを形成しているので、端板ＦＲ２ｔを形成するために必要となる側板１０，１０のそれぞれのばね帽端部ＦＲ２ａ２，ＦＲ２ａ２の長さを短くすることができる。

続いて、本実施形態の変形例について、図１０を参照しながら説明する。図４は、図１に示す側梁ＦＲＡの変形例としての側梁ＦＲＡｂの分解斜視図である。側梁ＦＲＡｂは、一側板及び他側板としての一対の側板１０ｂ，１０ｂと、上板２０と、下板３０とによって構成される。本変形例の場合も、左右の側板は共通化されている。

側板１０ｂは、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成され、そのｘ軸方向に沿った全長は２３００ｍｍ程度となっている。側板１０ｂは、中央側部ＦＲ１ａ１と、グースネック側部ＦＲ１ｂ１と、ばね帽側部ＦＲ２ａ１と、ばね帽端部ＦＲ２ｂ２とを有している。

中央側部ＦＲ１ａ１は、側板の中央に形成される領域であって、側板１０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図１０において、中央側部ＦＲ１ａ１は、ｘｚ平面に沿って形成されている。

中央側部ＦＲ１ａ１の両端には、一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１が繋げられている。グースネック側部ＦＲ１ｂ１は、中央側部ＦＲ１ａ１の両端から、上方（ｚ軸正方向）に斜めに延びるように形成されている。

一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１の、中央側部ＦＲ１ａ１に繋がる端と反対側の端には、それぞればね帽側部ＦＲ２ａ１，ＦＲ２ａ１が繋げられている。ばね帽側部ＦＲ２ａ１は、中央側部ＦＲ１ａ１と平行にｘ軸方向に沿って延びている。

一方のばね帽側部ＦＲ２ａ１の、グースネック側部ＦＲ１ｂ１に繋がる端とは反対側の端には、ばね帽端部ＦＲ２ｂ２が繋げられている。ばね帽端部ＦＲ２ｂ２は、車両幅方向であるｙ軸方向に沿って延びている。ばね帽端部ＦＲ２ｂ２は、ばね帽部ＦＲ２の端板ＦＲ２ｔの幅と同等の長さとなるように形成されている。

上板２０及び下板３０は、図２を参照しながら説明したものと同様であるので、その説明を省略する。

図１０を参照しながら説明した一対の側板１０ｂ，１０ｂと上板２０と下板３０とを組み上げて、溶接接合する。具体的には、一方の側板１０ｂのばね帽端部ＦＲ２ｂ２の先端を、他方の側板１０ｂのばね帽側部ＦＲ２ａ１の端部につき合わせ、その突き合わせた部分を溶接接合する。この上側に上板２０を配置し、上板２０と、側板１０ｂ，１０ｂとの当接部分を溶接接合する。更に、下側に下板３０を配置し、下板３０と、側板１０ｂ，１０ｂとの当接部分を溶接接合する。このように組み上げて、各部を溶接接合すると図１１に示す側梁ＦＲＡｂとなる。図１１は、図１に示す側梁ＦＲＡの変形例である側梁ＦＲＡｂの斜視図である。

図１１に示すように、側梁ＦＲＡｂは、ばね帽部ＦＲ２ｂ及び連接部ＦＲ１を有している。連接部ＦＲ１は、中央部ＦＲ１aとグースネック部ＦＲ１ｂとを有している。ばね帽部ＦＲ２ｂ及び連接部ＦＲ１は、互いの上面を一体的に構成する上板２０と、互いの一側面及び他側面をそれぞれ一体的に構成する側板１０ｂ，１０ｂとを、それぞれ対応する長辺部を接合して構成されるものである。ばね帽部ＦＲ２ｂの、鉄道車両の進行方向前方又は後方に対応する端板ＦＲ２ｔｂは、側板１０ｂの端部であるばね帽端部ＦＲ２ｂ２を折り曲げ、且つ対向する側板１０ｂのばね帽側部ＦＲ２ａ１と溶接接合されて構成されている。

更に、連接部ＦＲ１は、上板２０に対向し、側板１０ｂと側板１０ｂとを繋ぐ下板３０を有し、端板ＦＲ２ｔｂと下板３０とは離隔して間隙を形成しており、上述したように輪軸ＷＡを支持する支持部材である軸箱体ＡＢ１に当接された軸ばねＢＳが間隙に挿入され、上板２０に当接することで支持されている。

このように、側板１０ｂにおける一方のばね帽端部ＦＲ２ｂ２を折り曲げて端板ＦＲ２ｔｂを形成しているので、端板ＦＲ２ｔｂの周縁部においてのみ溶接接合を行うことになり、端板ＦＲ２ｔｂの中央部での溶接接合を回避することができる。

続いて、本実施形態の別な変形例について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、図１に示す側梁ＦＲＡの変形例としての側梁ＦＲＡｃの分解斜視図である。側梁ＦＲＡｃは、一側板及び他側板としての一対の側板１０ｃ，１０ｃと、上板２０ｃと、下板３０とによって構成される。本変形例の場合も、左右の側板は共通化されている。

側板１０ｃは、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成され、そのｘ軸方向に沿った全長は２３００ｍｍ程度となっている。側板１０ｃは、中央側部ＦＲ１ａ１と、グースネック側部ＦＲ１ｂ１と、ばね帽側部ＦＲ２ａ１とを有している。

中央側部ＦＲ１ａ１は、側板１０ｃの中央に形成される領域であって、側板１０ｃの長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図１２において、中央側部ＦＲ１ａ１は、ｘｚ平面に沿って形成されている。

中央側部ＦＲ１ａ１の両端には、一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１が繋げられている。グースネック側部ＦＲ１ｂ１は、中央側部ＦＲ１ａ１の両端から、上方（ｙ軸正方向）に斜めに延びるように形成されている。

一対のグースネック側部ＦＲ１ｂ１，ＦＲ１ｂ１の、中央側部ＦＲ１ａ１に繋がる端と反対側の端には、それぞればね帽側部ＦＲ２ａ１，ＦＲ２ａ１が繋げられている。ばね帽側部ＦＲ２ａ１は、中央側部ＦＲ１ａ１と平行にｘ軸方向に沿って延びている。

上板２０ｃは、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成されている。上板２０ｃは、中央上部ＦＲ１ａ３と、グースネック上部ＦＲ１ｂ３と、ばね帽上部ＦＲ２ａ３と、ばね帽端部ＦＲ２ｃ２を有している。

中央上部ＦＲ１ａ３は、上板２０ｃの中央に形成される領域であって、上板２０ｃの長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図１２において、中央上部ＦＲ１ａ３は、ｘｙ平面に沿って形成されている。

中央上部ＦＲ１ａ３の両端には、一対のグースネック上部ＦＲ１ｂ３，ＦＲ１ｂ３が繋げられている。グースネック上部ＦＲ１ｂ３は、中央上部ＦＲ１ａ３の両端から、上方（ｚ軸正方向）に斜めに跳ね上がるように形成されている。

一対のグースネック上部ＦＲ１ｂ３，ＦＲ１ｂ３の、中央上部ＦＲ１ａ３に繋がる端と反対側の端には、それぞればね帽上部ＦＲ２ａ３，ＦＲ２ａ３が繋げられている。ばね帽上部ＦＲ２ａ３は、中央上部ＦＲ１ａ３と平行にｘ軸方向に沿って延びている。

一対のばね帽上部ＦＲ２ａ３，ＦＲ２ａ３の、グースネック上部ＦＲ１ｂ３，ＦＲ１ｂ３に繋がる端とは反対側の端には、それぞればね帽端部ＦＲ２ｃ２，ＦＲ２ｃ２が繋げられている。ばね帽端部ＦＲ２ｃ２は、上下方向であるｚ軸方向に沿って、下板３０に向かって延びている。ばね帽端部ＦＲ２ｃ２は、ばね帽部ＦＲ２の端板ＦＲ２ｔｃと同等の高さ及び幅となるように形成されている。

下板３０は、厚さが９〜２２ｍｍ程度の鉄板を用いて形成されている。下板３０は、中央下部ＦＲ１ａ４と、グースネック下部ＦＲ１ｂ４とを有している。

中央下部ＦＲ１ａ４は、下板３０の中央に形成される領域であって、下板３０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って直線状を成すように形成される領域である。図１２において、中央下部ＦＲ１ａ４は、ｘｙ平面に沿って形成されている。

中央下部ＦＲ１ａ４の両端には、一対のグースネック下部ＦＲ１ｂ４，ＦＲ１ｂ４が繋げられている。グースネック下部ＦＲ１ｂ４は、中央下部ＦＲ１ａ４の両端から、上方（ｚ軸正方向）に斜めに跳ね上がるように形成されている。

図１２を参照しながら説明した一対の側板１０ｃ，１０ｃと上板２０ｃと下板３０とを組み上げて、溶接接合する。具体的には、上板２０ｃの長辺に沿って、一対の側板１０ｃ，１０ｃの上側長辺を当接させ、その突き合わせた部分を溶接接合する。より具体的には、上板２０ｃの中央上部ＦＲ１ａ３と側板１０ｃの中央側部ＦＲ１ａ１とが溶接接合され、上板２０ｃのグースネック上部ＦＲ１ｂ３と側板１０ｃのグースネック側部ＦＲ１ｂ１とが溶接接合される。更に、上板２０ｃのばね帽上部ＦＲ２ａ３と側板１０ｃのばね帽側部ＦＲ２ａ１とが溶接接合され、上板２０ｃのばね帽端部ＦＲ２ｃ２と側板１０ｃのばね帽側部ＦＲ２ａ１の側端とが溶接接合される。従って、溶接接合する部分は、ｘｚ平面のみに存在するので、２次元対応の溶接装置で溶接接合することができる。この下側に下板３０を配置し、下板３０と、側板１０ｃ，１０ｃとの当接部分を溶接接合する。このように組み上げて、各部を溶接接合すると図１３に示す側梁ＦＲＡｃとなる。図１３は、図１に示す側梁ＦＲＡの変形例としての側梁ＦＲＡｃの斜視図である。

図１３に示すように、側梁ＦＲＡｃは、ばね帽部ＦＲ２ｃ及び連接部ＦＲ１を有している。連接部ＦＲ１は、中央部ＦＲ１aとグースネック部ＦＲ１ｂとを有している。ばね帽部ＦＲ２ｃ及び連接部ＦＲ１は、互いの上面を一体的に構成する上板２０ｃと、互いの一側面及び他側面をそれぞれ一体的に構成する側板１０ｃ，１０ｃとを、それぞれ対応する長辺部を接合して構成されるものである。ばね帽部ＦＲ２ｃの、鉄道車両の進行方向前方又は後方に対応する端板ＦＲ２ｔｃは、上板２０ｃの端部であるばね帽端部ＦＲ２ｃ２を折り曲げ、且つ対向する側板１０ｃのばね帽側部ＦＲ２ａ１と溶接接合されて構成されている。

更に、連接部ＦＲ１は、上板２０ｃに対向し、側板１０ｃと側板１０ｃとを繋ぐ下板３０を有し、端板ＦＲ２ｔｃと下板３０とは離隔して間隙を形成しており、上述したように輪軸ＷＡを支持する支持部材である軸箱体ＡＢ１に当接された軸ばねＢＳが間隙に挿入され、上板２０ｃに当接することで支持されている。

このように、上板２０ｃの一方のばね帽端部ＦＲ２ｃ２と他方のばね帽端部ＦＲ２ｃ２とを折り曲げて端板ＦＲ２ｔｃを形成しているので、溶接接合を行う箇所を、一側板が沿う平面及び他側板が沿うｘｚ平面に集約することができ、二次元での溶接接合のみで側梁を形成することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：側板
１０ｂ：側板
１０ｃ：側板
２０：上板
２０ｃ：上板
３０：下板
ＡＢ１：軸箱体
ＡＢ２：アーム部
ＢＥ：軸受
ＦＲ：台車枠
ＦＲ１：連接部
ＦＲ１a：中央部
ＦＲ１ａ１：中央側部
ＦＲ１ａ３：中央上部
ＦＲ１ａ４：中央下部
ＦＲ１ｂ：グースネック部
ＦＲ１ｂ１：グースネック側部
ＦＲ１ｂ３：グースネック上部
ＦＲ１ｂ４：グースネック下部
ＦＲ２：ばね帽部
ＦＲ２ａ１：ばね帽側部
ＦＲ２ａ２：ばね帽端部
ＦＲ２ａ３：ばね帽上部
ＦＲ２ｂ：ばね帽部
ＦＲ２ｂ２：ばね帽端部
ＦＲ２ｃ：ばね帽部
ＦＲ２ｃ２：ばね帽端部
ＦＲ２ｔ：端板
ＦＲ２ｔｂ：端板
ＦＲ２ｔｃ：端板
ＦＲＡ：側梁
ＦＲＡｂ：側梁
ＦＲＡｃ：側梁
ＦＲＢ：横梁
ＧＢ：緩衝ゴム
ＲＴ：台車
ＷＡ：輪軸

Claims (4)

1. 鉄道車両の車体の下部に回動可能なように取り付けられる台車を構成する台車枠に用いられる鉄道車両用台車枠の製造方法であって、
   前記鉄道車両用台車枠は、所定の間隔をおいて互いに平行に配置される輪軸を支持するための一対のばね帽部及び前記一対のばね帽部を繋ぐ連接部をそれぞれ有する一対の側梁と、前記一対の側梁を連結する横梁と、を備え、
   前記ばね帽部及び前記連接部の上面を一体的に構成する上板を形成する工程であって、基準面となる中央上部を挟んで、前記中央上部から斜め上方に延びるグースネック上部を一対形成すると共に、前記中央上部と平行になり前記中央上部及び前記グースネック上部よりも厚肉且つ幅広となるばね帽上部を前記グースネック上部に繋げて一対形成して前記上板と成す上板形成工程と、
   前記連接部の下面を一体的に構成する下板を形成する工程であって、基準面となる中央下部を挟んで、前記中央下部から斜め上方に延びるグースネック下部を一対形成して前記下板と成す下板形成工程と、
   前記上板形成工程において形成した上板と、前記下板形成工程において形成した下板とを所定間隔で保持し、前記上板と前記下板とで挟まれる領域の形状を取得する側板形状取得工程と、
   前記側板形状取得工程において取得した領域の形状に基づいて前記ばね帽部及び前記連接部の側面を一体的に構成する側板を形成する工程であって、前記中央上部と前記中央下部とを繋ぐ中央側部を挟んで、前記グースネック上部と前記グースネック下部とを繋ぐグースネック側部を一対形成すると共に、前記グースネック側部から外側に張り出して前記ばね帽上部の側辺に繋がるばね帽側部を一対形成して前記側板と成す側板形成工程と、
   前記上板と前記下板とを一対の前記側板で繋いで、前記側梁と成す組立工程と、を備えることを特徴とする鉄道車両用台車枠の製造方法。
2. 前記上板形成工程では、前記中央上部と、一対の前記グースネック上部と、一対の前記ばね帽上部とが繋がった平板状の上板部材を準備し、この準備した上板部材を折り曲げることで前記上板を形成することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記下板形成工程では、前記中央下部と、一対の前記グースネック下部とが繋がった平板状の下板部材を準備し、この準備した下板部材を折り曲げることで前記下板を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記側板形成工程では、前記中央側部と、一対の前記グースネック側部と、一対の前記ばね帽側部とを繋げた領域よりも広い側板部材を準備し、この準備した側板部材を切断及び折り曲げることで前記側板を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。

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