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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025024842
(43)【公開日】2025-02-21
(54)【発明の名称】鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車枠の製造方法
(51)【国際特許分類】
B61F 5/52 20060101AFI20250214BHJP
B23K 9/00 20060101ALI20250214BHJP
【ＦＩ】
B61F5/52
B23K9/00 501C
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023129172
(22)【出願日】2023-08-08
(71)【出願人】
【識別番号】521475989
【氏名又は名称】川崎車両株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤井 博之
(72)【発明者】
【氏名】西原 昭彦
(72)【発明者】
【氏名】森 茂樹
【テーマコード（参考）】
4E081
【Ｆターム（参考）】
4E081YC10
4E081YX02
4E081YX08
4E081YY02
(57)【要約】
【課題】複数の長尺状の部材を溶接して鉄道車両用台車枠を製造する場合において、部材同士の位置合わせ、及び、溶接に係る作業負担を軽減することにより、鉄道車両用台車枠の製造効率を向上させる。
【解決手段】
鉄道車両用台車枠の製造方法は、長手方向から見て、板部と、板部と連続して板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、第１部材の長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、を含む複数の部材を準備することと、第１部材の凸部の側面に対し、第１部材の幅方向の両側から第２部材の板面を接触させた状態で、第１部材及び第２部材を溶接することにより、長手方向から見て、複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む。
【選択図】図３
【解決手段】
鉄道車両用台車枠の製造方法は、長手方向から見て、板部と、板部と連続して板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、第１部材の長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、を含む複数の部材を準備することと、第１部材の凸部の側面に対し、第１部材の幅方向の両側から第２部材の板面を接触させた状態で、第１部材及び第２部材を溶接することにより、長手方向から見て、複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、を含む複数の部材を準備することと、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面を接触させた状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接することにより、前記長手方向から見て、前記複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む、鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面を接触させた状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接することにより、前記長手方向から見て、前記複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む、鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項2】
前記少なくとも１つの第１部材は、各々が前記板部と前記凸部とを有する一対の第１板材を含み、
前記少なくとも１つの第２部材は、一対の第２板材を含み、
前記梁を形成することは、
前記一対の第１板材を互いの前記板面を対向させて配置すると共に、前記一対の第２板材を互いの板面を対向させて配置し、且つ、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面を接触させることにより、前記閉空間を形成した状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材を溶接して前記梁を形成することを含む、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記少なくとも１つの第２部材は、一対の第２板材を含み、
前記梁を形成することは、
前記一対の第１板材を互いの前記板面を対向させて配置すると共に、前記一対の第２板材を互いの板面を対向させて配置し、且つ、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面を接触させることにより、前記閉空間を形成した状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材を溶接して前記梁を形成することを含む、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項3】
前記少なくとも１つの第１部材は、前記板部と前記凸部とを有する単一の第１部材であり、
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記梁を形成することは、
前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面を、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触させ、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間を形成した状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接して前記梁を形成することを含む、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記梁を形成することは、
前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面を、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触させ、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間を形成した状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接して前記梁を形成することを含む、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項4】
前記板材を準備することは、
共に削出し加工により形成した前記板部及び前記凸部を有する前記第１部材を準備することを含む、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
共に削出し加工により形成した前記板部及び前記凸部を有する前記第１部材を準備することを含む、請求項１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項5】
前記梁を形成することは、
前記凸部を裏当金として用いて前記第１部材に前記第２部材を接触させることにより、前記第１部材及び前記第２部材を完全溶込溶接することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記凸部を裏当金として用いて前記第１部材に前記第２部材を接触させることにより、前記第１部材及び前記第２部材を完全溶込溶接することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項6】
前記板材を準備することは、
前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有する前記第２部材を準備することを含み、
前記梁を形成することは、
前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に溶接ビードを形成することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有する前記第２部材を準備することを含み、
前記梁を形成することは、
前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に溶接ビードを形成することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項7】
前記梁を形成することは、
溶接装置が装着された多関節ロボットと、前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御する制御装置と、を備える自動溶接システムを用い、前記第１部材及び前記第２部材を互いに溶接するように、前記制御装置によって前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
溶接装置が装着された多関節ロボットと、前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御する制御装置と、を備える自動溶接システムを用い、前記第１部材及び前記第２部材を互いに溶接するように、前記制御装置によって前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項8】
中空状の梁を備え、
前記中空状の梁は、
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、
前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面が接触した状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された溶接部分と、
前記長手方向から見て、前記第１部材と前記第２部材とにより囲まれた閉空間と、を有する、鉄道車両用台車枠。
前記中空状の梁は、
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、
前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面が接触した状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された溶接部分と、
前記長手方向から見て、前記第１部材と前記第２部材とにより囲まれた閉空間と、を有する、鉄道車両用台車枠。
【請求項9】
前記少なくとも１つの第１部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第１板材を含み、
前記少なくとも１つの第２部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第２板材を含み、
前記溶接部分は、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面が接触することにより前記閉空間が形成された状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材が溶接された部分を含む、請求項８に記載の鉄道車両用台車枠。
前記少なくとも１つの第２部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第２板材を含み、
前記溶接部分は、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面が接触することにより前記閉空間が形成された状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材が溶接された部分を含む、請求項８に記載の鉄道車両用台車枠。
【請求項10】
前記少なくとも１つの第１部材は、前記板部と前記凸部とを有する単一の第１部材であり、
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記溶接部分は、前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面が、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触し、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間が形成された状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された部分を含む、請求項８に記載の鉄道車両用台車枠。
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記溶接部分は、前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面が、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触し、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間が形成された状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された部分を含む、請求項８に記載の鉄道車両用台車枠。
【請求項11】
前記第２部材は、前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有し、
前記溶接部分は、前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に配置された溶接ビードを含む、請求項８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
前記溶接部分は、前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に配置された溶接ビードを含む、請求項８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【請求項12】
前記第１部材の厚みの最大寸法は、前記第２部材の厚みの最大寸法以上の値である、請求項８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【請求項13】
前記長手方向から見て、前記凸部は、前記第１部材の前記幅方向に延びる延在部分と、前記延在部分の途中で前記板部の厚み方向に向けて窪む窪み部分と、を有する、請求項８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【請求項14】
前記長手方向から見て、前記第２部材の前記板面は、前記凸部の前記側面と接触し、且つ、前記第２部材の幅方向の先端は、前記第１部材の前記板部の前記一方の板面と接触している、請求項８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、鉄道車両用台車枠及び鉄道車両用台車枠の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、鉄道車両の台車枠を製造する際、長尺平板を加工して形成された第１及び第２の側梁部材を溶接等の手段により接合して、矩形状の閉断面を有する側梁本体部を形成する方法が記載されている。この方法では、第１及び第２の側梁部材の接合前に、予め、各側梁部材の内部に複数の補強材を溶接すると共に、各側梁部材の突合せ部の溶接部分に裏当金を溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４４２８７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１記載の側梁部材のように、重量及び長さ寸法の比較的大きい長尺状の部材同士を溶接する場合、部材同士を高精度に位置合わせして溶接する作業が要求される。また、複数の補強材を部材に溶接する場合、溶接量が増大すると共に、部材内の狭いスペースで溶接作業を行うことが要求される。これにより、作業負担が増加して鉄道車両用台車枠の製造効率が低下する。
【0005】
そこで本開示は、複数の長尺状の部材を溶接して鉄道車両用台車枠を製造する場合において、部材同士の位置合わせ、及び、溶接に係る作業負担を軽減することにより、鉄道車両用台車枠の製造効率を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る鉄道車両用台車枠の製造方法は、長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、を含む複数の部材を準備することと、前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面を接触させた状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接することにより、前記長手方向から見て、前記複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む。
【発明の効果】
【0007】
本開示の一態様によれば、複数の長尺状の部材を溶接して鉄道車両用台車枠を製造する場合において、部材同士の位置合わせ、及び、溶接に係る作業負担を軽減することにより、鉄道車両用台車枠の製造効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して各実施形態を説明する。以下で言及する「長手方向」とは、特に断りのない限り、台車枠の中空状の梁の構成要素である第１部材の長手方向を指す。また従来、例えばプレス処理等の処理により曲げ加工して成形した複数の成形部材を準備し、複数の成形部材同士を突合せ溶接して構造物を組み上げる場合、曲げ加工後の成形部材の形状がスプリングバックにより復元し、成形部材同士の突合せ位置が一致せずに段差が生じることがある。以下で言及する「目違い」は、このような段差を指す。
【0010】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る鉄道車両６０の部分的な側面図である。鉄道車両６０は、台車５０と、車体５１とを備える。鉄道車両６０は、一例として旅客車であるが、貨車であってもよい。台車５０は、車体５１の長手方向に延びる台車枠５２と、線路上で台車枠５２を支持する複数の車輪５３とを備える。台車枠５２は、少なくとも１つの中空状の梁Ｐを備える。一例として、台車枠５２は、一対の側梁５４と、その長手方向中央において、一対の側梁５４を車幅方向に接続する横梁５５とを備える。少なくとも１つの中空状の梁Ｐは、例えば側梁５４及び横梁５５の少なくともいずれかである。梁Ｐの種類は限定されず、例えば、台車枠５２に備えられて、隣接する一対の横梁５５同士を接続するツナギ梁でもよい。一例として、梁Ｐは、車輪５３の直径よりも大きい長さ寸法を有する長尺状の部材である。
図１は、第１実施形態に係る鉄道車両６０の部分的な側面図である。鉄道車両６０は、台車５０と、車体５１とを備える。鉄道車両６０は、一例として旅客車であるが、貨車であってもよい。台車５０は、車体５１の長手方向に延びる台車枠５２と、線路上で台車枠５２を支持する複数の車輪５３とを備える。台車枠５２は、少なくとも１つの中空状の梁Ｐを備える。一例として、台車枠５２は、一対の側梁５４と、その長手方向中央において、一対の側梁５４を車幅方向に接続する横梁５５とを備える。少なくとも１つの中空状の梁Ｐは、例えば側梁５４及び横梁５５の少なくともいずれかである。梁Ｐの種類は限定されず、例えば、台車枠５２に備えられて、隣接する一対の横梁５５同士を接続するツナギ梁でもよい。一例として、梁Ｐは、車輪５３の直径よりも大きい長さ寸法を有する長尺状の部材である。
【0011】
従来、台車枠の製造時には、例えば、複数の梁を形成した後、複数の梁同士を溶接する。複数の梁を形成する場合、例えば、梁の構成部品である長尺状の部材同士を高精度に位置合わせして溶接する作業が要求される。また例えば、複数の補強材を長尺状の部材に溶接する場合、部材内の狭いスペースで各補強材を複数箇所に溶接する作業が要求される。これに対して本実施形態では、以下に示すように、予め準備した所定形状の複数の部材であるワークＷを用いて梁Ｐを形成することにより台車枠５２を製造する。これにより、複数の部材同士の位置合せや溶接を行う作業負担によって台車枠５２の製造効率が低下するのが防止される。
【0012】
本実施形態では、一例として、自動溶接システム１（以下、単にシステム１とも称する。）を用いて台車枠５２を製造する。図２は、第１実施形態に係るシステム１の概要図である。図２に示すように、システム１は、例えば、装置群２、少なくとも１つの多関節ロボット３、制御装置４、ツールチェンジャー５、及び、ポジショナー６を備える。システム１は、装置群２中の複数の装置を使い分けることにより、ワークＷを別の場所に大きく移動させることなく、ワークＷに対して溶接を含む複数処理を行う。
【0013】
装置群２は、溶接装置１０を含む。溶接装置１０は、一例として、ＴＩＧ（Tangsten Inert Gas）溶接装置である。溶接装置１０の溶接方法は、ＴＩＧ溶接法に限定されず、例えば、Ｈｏｔ ＴＩＧ溶接法、サブマージアーク溶接、エレクトロスラグ溶接法、ガスシールドアーク溶接法等の他の溶接法でもよい。ガスシールドアーク溶接法としては、例えばＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接法、又は、ＭＩＧ（Metal Inert Gas）溶接法が挙げられる。装置群２は、不使用時にはラック７に配置されている。ラック７は、一例として、装置群２中の各装置を個別に着脱自在に保持する複数のホルダー７ａを有する。
【0014】
多関節ロボット３は、装置群２から選択された特定装置（以下、単に特定装置とも称する。）が着脱自在に装着される。ツールチェンジャー５は、特定装置を多関節ロボット３に対して着脱自在に装着する。ツールチェンジャー５については、例えば特開２０２０－９３３４８号公報の記載を参照できる。
【0015】
制御装置４は、特定装置と多関節ロボット３とを制御する。本実施形態の制御装置４は、特定装置、多関節ロボット３、及び、ツールチェンジャー５の各々を個別に制御する制御処理回路を有する。一例として制御装置４は、プログラムが格納されたメモリ１５と、メモリ１５に格納されたプログラムを実行するプロセッサ１６とを有する。制御処理回路は、メモリ１５とプロセッサ１６とにより実現される。プログラムを読み込んだプロセッサ１６は、多関節ロボット３への特定装置を着脱するように、多関節ロボット３を制御することを実行するように構成されている。
【0016】
ポジショナー６は、多関節ロボット３に対してワークＷを位置決めする。ポジショナー６は、基台１７と、テーブル１８とを有する。テーブル１８には、ワークＷが載置される。テーブル１８は、水平面に対する上面の傾斜角度を調整可能に基台１７に支持されている。テーブル１８には、ワークＷを着脱自在に保持するホルダーが別途配置されていてもよい。ポジショナー６は、制御装置４により制御される。ワークＷは、一例として、梁Ｐの製造中間品である。
【0017】
本実施形態の台車枠５２の製造方法は、ワークＷを構成する所定の複数の部材（以下、単に複数の部材とも称する。）を準備する準備工程Ｓ１と、複数の部材により梁Ｐを形成する形成工程Ｓ２とを含む。準備工程Ｓ１は、複数の部材として、少なくとも１つの長尺状の第１部材２０と、少なくとも１つの長尺状の第２部材２１（図３参照）とを含むワークＷを準備することを含む。また形成工程Ｓ２は、第１部材２０及び第２部材２１を溶接することにより、長手方向から見て複数の部材により囲まれた閉空間Ｑを有する中空状の梁Ｐを形成することを含む。準備工程Ｓ１及び形成工程Ｓ２は、その少なくとも一部が、プロセッサ１６により実行され、残余が、作業者により実行されてもよい。本実施形態では、一例として、準備工程Ｓ１は、作業者により実行され、形成工程Ｓ２は、プロセッサ１６により実行される。
【0018】
図３は、第１実施形態に係る溶接直前のワークＷの長手方向から見た断面図である。図３では、システム１及び所定の治具により、互いに位置決めされた複数の部材を模式的に示している。図３に示すように、第１部材２０は、長手方向から見て、板部２０ａと、板部２０ａと連続して板部２０ａの一方の板面２０ｂから外方に突出する凸部２０ｃとを有する。板面２０ｂ及び凸部２０ｃの側面は、第１部材２０の長手方向に延びている。第２部材２１は、第１部材２０の長手方向に延びている。第２部材２１の板面２１ａは、第２部材２１の長手方向に延びている。一例として、第１部材２０の厚みの最大寸法は、第２部材２１の厚みの最大寸法以上の値である。当該厚みの最大寸法は、一例として、第１部材２０の凸部２０ｃが配置された領域の厚み寸法である。
【0019】
一例として、少なくとも１つの第１部材２０は、一対の第１板材２５、２６を含み、少なくとも１つの第２部材２１は、一対の第２板材２７、２８を含む。第１板材２５、２６は、板部２０ａである板部２５ａ、２６ａと、板面２０ｂである板面２５ｂ、２６ｂと、凸部２０ｃである凸部２５ｃ、２６ｃとを有する。一対の第２板材２７、２８は、板面２１ａである板面２７ａ、２８ａを有する。
【0020】
また一例として、一対の第２板材２７、２８は、幅方向両側に配置されて幅方向の中央から外方に向けて厚み寸法が減少するように板面２７ａ、２８ａが傾斜する傾斜部２７ｂ、２８ｂを有する。傾斜部２７ｂ、２８ｂの表面は、外部に露出している。これにより、板材２５～２８が組み合わされた状態において、第１板材２５と第２板材２７、２８の各間、及び、第１板材２６と第２板材２７、２８の各間に、開先Ｒが形成される。
【0021】
台車枠５２を製造する際、準備工程Ｓ１において、作業者は、複数の部材として、少なくとも１つの長尺状の第１部材２０と、少なくとも１つの長尺状の第２部材２１とを準備する。このとき一例として、作業者は、第１部材２０の凸部２０ｃの側面に対し、第１部材２０の幅方向の両側から第２部材２１の板面２１ａを接触させるように、複数の部材を組み合わせる。この状態で、プロセッサ１６は、形成工程Ｓ２において、第１部材２０及び第２部材２１を溶接し、長手方向から見て、複数の部材により囲まれた閉空間Ｑを有する中空状の梁Ｐを形成する。
【0022】
具体的に本実施形態の準備工程Ｓ１では、作業者は、板材２５～２８を準備する。また作業者は、一対の第１板材２５、２６を、互いの板面２５ｂ、２６ｂを対向させて配置する。また作業者は、一対の第２板材２７、２８を互いの板面２７ａ、２８ａを対向させて配置する。このとき作業者は、一対の第１板材２５、２６の各々の凸部２５ｃ、２６ｃの側面２５ｄ、２６ｄに一対の第２板材２７、２８の各々の板面２７ａ、２８ａを接触させる。これにより作業者は、板材２５～２８に囲まれた閉空間Ｑが形成されるように板材２５～２８を組み合わせて配置する。この板材２５～２８の配置の際、必要に応じて治具が用いられる。その後、プロセッサ１６は、作業者より組み合わせられた板材２５～２８をテーブル１８上に配置し、板材２５～２８を溶接して梁Ｐを形成する。図３に示される例では、閉空間Ｑは、長手方向から見て矩形状である。
【0023】
また準備工程Ｓ１は、共に削出し加工により形成した板部２０ａ及び凸部２０ｃを有する第１部材２０を準備することを含んでいてもよい。削出し加工により、第１部材２０の板部２０ａ及び凸部２０ｃが、当該加工を行わない場合に比べて高精度に形成される。また、第１部材２０の板部２０ａ及び凸部２０ｃが有する複数の表面である、板面２５ｂ、２６ｂ及び側面２５ｄ、２６ｄの平坦性が向上する。従って、第１部材２０及び第２部材２１を組み合わせた際に、例えば第１部材２０及び第２部材２１の間に不要な隙間が発生するのが抑制される。
【0024】
なお準備工程Ｓ１は、削出し加工により形成した板面２１ａを有する第２部材２１を準備することを含んでいてもよい。また別の例では、準備工程Ｓ１は、削出し加工、圧延加工、鋳造加工、及び、鍛造加工の少なくともいずれかの加工方法により各々成形した第１部材２０及び第２部材２１を準備することを含んでいてもよい。
【0025】
図４は、図３の第１板材２６及び第２板材２７の溶接時の様子を示す部分的な断面図である。図４に示すように、第２板材２７は、幅方向端部の板面２７ａが、第１板材２６の凸部２６ｃの側面２６ｄに面接触し、且つ、前記幅方向端部が、第１板材２６の板面２６ｂと間隔をおいて位置する状態で保持される。この状態で、プロセッサ１６は、第１板材２６の幅方向の外方から、開先Ｒの内部に溶接ビードＢを形成するように、溶接装置１０、多関節ロボット３、及び、ポジショナー６の少なくともいずれかを制御する。これにより、開先Ｒの内部に十分量の溶接ビードＢが形成され、完全溶込溶接がなされる。なお、第１板材２６と第２板材２８との溶接、及び、第１板材２５と第２板材２７、２８との各溶接においても、プロセッサ１６は、同様の処理を実行する。これによりワークＷは、板材２５～２８が溶接された複数の溶接部分が形成される。
【0026】
このように、本実施形態の準備工程Ｓ１は、第１部材２０との間で、外部に露出する開先Ｒが形成される形状を有する第２部材２１を準備することを含む。傾斜部２７ｂ、２８ｂを外部に露出するように、第１部材である第１板材２５、２６と、第２部材２１である第２板材２７、２８とを配置することで、開先Ｒが形成される。
【0027】
また、第１部材２０及び第２部材２１を溶接する際、プロセッサ１６は、一例として、完全溶込溶接法によって第１部材２０及び第２部材２１を溶接する。これにより、第２部材２１の厚み部分の全体領域において、第２部材２１が第１部材２０と溶接される。ここで言う完全溶込溶接とは、第２部材２１が、厚み方向の全領域にわたって第１部材２０に対して溶け込むことにより溶接されることを指す。この完全溶込溶接は、本実施形態では、第１部材２０の側面２５ｄが第２部材２１の板面２１ａと接触することにより、第１部材２０が裏当金として機能することで実現される。図３に示すように、本実施形態では、第１部材２０が凸部２０ｃを有するため、第２部材２１の一対の板面２１ａのうち、外部に露出する板面２１ｂとは反対側の板面２１ｃに接するように、固形材である裏当金を別途配置することが不要である。従って、裏当金を別途準備して、第１部材２０及び第２部材２１に対して当該裏当金を位置合わせする作業を行うことなく、第１部材２０及び第２部材２１が完全溶込溶接される。なお図４では、説明のため、部材２０、２１、及び、溶接ビードＢの境界を模式的に明確に示している。
【0028】
また例えば、プロセッサ１６は、第１部材２０及び第２部材２１を、各々の長手方向に向けて連続的に溶接する。またプロセッサ１６は、溶接装置１０のワークＷに対する相対位置を調整するように、ポジショナー６又は多関節ロボット３のうちの少なくともいずれかを制御することで、第１部材２０及び第２部材２１の各溶接予定箇所を順次溶接する。この溶接の際、プロセッサ１６により、第１部材２０の幅方向外部から、第１部材２０及び第２部材２１が溶接されるため、例えば一対の第２部材２１の間から、第１部材２０及び第２部材２１を溶接する必要がない。形成工程Ｓ２が完了した後、プロセッサ１６又は作業者は、形成された中空の梁Ｐを他の部品と溶接し、台車枠５２を製造する。
【0029】
以上説明したように、本実施形態の台車枠５２の製造方法は、少なくとも１つの長尺状の第１部材２０と、少なくとも１つの長尺状の第２部材２１とを含む複数の部材を準備することと、第１部材２０の凸部２０ｃの側面に対し、第１部材２０の幅方向の両側から第２部材２１の板面２１ａを接触させた状態で、第１部材２０及び第２部材２１を溶接することにより、閉空間Ｑを有する中空状の梁Ｐを形成することとを含む。
【0030】
この製造方法によれば、第１部材２０の凸部２０ｃの側面に第２部材２１の板面２１ａを接触させることで、例えば第１部材２０及び第２部材２１を突き合わせた場合に生じる目違いの発生を防止しながら第１部材２０と第２部材２１との位置合わせを迅速に行える。このため、位置合わせ作業を軽減できる。また、第１部材２０の板部２０ａと凸部２０ｃとが連続しているため、例えば、板部２０ａに別体の凸部を溶接して取り付ける作業を回避できる。また、第１部材２０の凸部２０ｃの側面に第２部材２１の板面２１ａを接触させた状態で、第１部材２０の幅方向の外方から第１部材２０及び第２部材２１を溶接できるため、第２部材２１の両面側から溶接する場合に比べて溶接個所を減らせると共に、第１部材２０及び第２部材２１の外部の広いスペースを利用して溶接作業を行える。これにより、部材同士の位置合わせ及び溶接に係る作業負担を低減できる。その結果、台車枠５２の製造効率を向上できる。
【0031】
また前記製造方法によれば、第１部材２０及び第２部材２１を高精度に位置合わせできるため、多関節ロボット３及び溶接装置１０と、ワークＷとの相対位置が、ワークＷ毎にばらつくのを抑制できる。従って、システム１を用いることにより、梁Ｐを安定した品質で形成できると共に、台車枠５２を効率よく製造できる。
【0032】
また前記製造方法によれば、梁Ｐを形成する際、主として第１部材２０の幅方向外側に溶接部分が形成される。この溶接部分は、外部に露出しているため、製造後の台車枠５２においても溶接部分を外部から容易に確認できる。これにより、製造後の台車枠５２において、溶接部分の状態を台車枠５２の外部から検査し易くできると共に、検査の精度が向上する。従って、高い溶接品質を維持し易くできる。
【0033】
また、本実施形態の製造方法では、少なくとも１つの第１部材２０は、一対の第１板材２５、２６を含み、少なくとも１つの第２部材２１は、一対の第２板材２７、２８を含む。梁Ｐを形成することは、一対の第１板材２５、２６を互いの板面２５ｂ、２６ｂを対向させて配置すると共に、一対の第２板材２７、２８を互いの板面２７ａ、２８ａを対向させて配置し、且つ、一対の第１板材２５、２６の各々の凸部２５ｃ、２６ｃの側面２５ｄ、２６ｄに一対の第２板材２７、２８の各々の板面２７ａ、２８ａを接触させることにより、閉空間Ｑを形成した状態で、一対の第１板材２５、２６及び一対の第２板材２７、２８を溶接して梁Ｐを形成することを含む。
【0034】
この製造方法によれば、合計４つの板材である複数の部材を用いて梁Ｐを形成できる。このため、例えば、曲げ加工により成形した長尺状の複数の成形部材を準備し、複数の成形部材同士を突合せ溶接して中空状の梁Ｐを形成する作業が不要となる。これにより、曲げ加工の際に部材の形状が部分的にばらつくのを回避でき、梁Ｐを一層高精度で形成できる。よって高品質な台車枠５２を効率よく製造できる。また、第１部材２０及び第２部材２１の各厚み寸法を個別に設定できるため、例えば、補強材の使用量が少ない場合や、補強材を使わない場合でも、適度な強度を有する台車枠５２を製造し易くできる。
【0035】
なおシステム１は、複数台の多関節ロボット３を備えていてもよい。システム１が複数台の多関節ロボット３を備える場合、例えば、複数カ所の溶接継手を同時に溶接できる。これにより、台車枠５２の製造時間を大幅に短縮できる。なお、２台の多関節ロボット３を配置した形式は、タンデムロボット式とも称される。
【0036】
次に本実施形態の変形例について、本実施形態との差異点を中心に説明する。図５は、第１実施形態の第１変形例に係る第１部材１２０の長手方向から見た断面図である。図６では、第２部材２１である第２板材２７、２８、及び、溶接ビードＢも併せて図示している。図５に示されるように、第１部材１２０の凸部１２０ｃは、長手方向から見て、第１部材１２０の幅方向に延びる延在部分１２０ｅと、延在部分１２０ｅの途中で板部１２０ａの厚み方向に向けて窪む少なくとも１つの窪み部分１２０ｆとを有する。窪み部分１２０ｆの窪み深さ及び幅方向寸法は、例えば、第１部材１２０に要求される強度及び重量のバランスの範囲内で、適宜設定可能である。
【0037】
図６は、第１実施形態の第２変形例に係る第１部材２２０の長手方向から見た断面図である。図６では、第２部材２１である第２板材２７、及び、溶接ビードＢも併せて図示している。図６に示されるように、長手方向から見て、第１部材２２０は、凸部２２０ｃの側面の途中から第１部材２２０の板面２２０ｆに向かって下り勾配に傾斜する傾斜部分２２０ｅを有する。これにより第１部材２２０は、凸部２２０ｃの根本部分が末広がりになるように形成されている。
【0038】
台車枠５２の製造時には、長手方向から見て、凸部２２０ｃと傾斜部分２２０ｅとの交点である傾斜部分２２０ｅの頂点に、第２部材２１の幅方向の先端が配置される。第２部材２１の幅方向の先端の位置が傾斜部分２２０ｅの頂点の位置と一致し、且つ、第２部材２１の板面２１ａが凸部２２０ｃの側面と接触することで、第２部材２１と第１部材２２０とが相対的に位置決めされる。第１部材２２０の板部２２０ｂの厚み方向における傾斜部分２２０ｅの頂点の位置、及び、第１部材２２０の板面２２０ｆと傾斜部分２２０ｅとの交点の位置とは、例えば、第１部材２２０に要求される強度及び重量のバランスの範囲内で適宜設定可能である。
【0039】
図７は、第１実施形態の第３変形例に係る第１部材３２０の長手方向から見た断面図である。図７では、第２部材２１である第２板材２７、及び、溶接ビードＢも併せて図示している。図７に示されるように、第１実施形態の第１部材２０の凸部２０ｃと同様に、第１部材３２０は凸部３２０ｃを有しているが、第２部材２１の板面２１ａが凸部３２０ｃの側面３２０ｄと接触し、且つ、第２部材２１の幅方向先端が第１部材３２０の板面３２０ｂと接触している。これにより、第２部材２１と第１部材３２０とが相対的に位置決めされ、製品の寸法精度を向上させることができる。
【0040】
図８は、第１実施形態の第４変形例に係る第１部材４２０及び第２部材４２１の長手方向から見た断面図である。図８では、溶接ビードＢも併せて図示している。図８に示されるように、第１部材４２０は、凸部４２５ｃ、４２６ｃの幅方向寸法が異なる一対の第１板材４２５、４２６を含む。これにより、一対の第２板材４２７、４２８の間の間隔は、一対の第１板材４２５、４２６のうちの一方から他方に向けて拡大している。図８に示す例では、長手方向から見て、凸部４２５ｃの側面４２５ｄは、第１板材４２５の板部４２５ａの板面４２５ｂに対して傾斜し、凸部４２６ｃの側面４２６ｄは、第１板材４２６の板部４２６ａの板面４２６ｂに対して傾斜している。側面４２５ｄ、４２６ｄは、第２板材４２７、４２８の板面４２７ａ、４２８ａと面接触している。これにより、長手方向から見て、閉空間Ｑは台形状の形状を有する。このように、長手方向から見た閉空間Ｑの形状は、矩形状のみに限定されない。
【0041】
図９は、第１実施形態の第５変形例に係る第１部材５２０の側面図である。図９では、紙面上方が鉛直方向上方に対応している。図９に示されるように、第１部材５２０の板部５２０ａと連続する凸部５２０ｃは、長手方向の両端から内側に向けて、下り勾配に突出方向上面が傾斜する一対の傾斜領域５２０ｈ、５２０ｉを含む。また第１部材５２０は、長手方向における一対の傾斜領域５２０ｈ、５２０ｉの間に配置されて第１部材５２０を厚み方向に貫通する貫通孔５２０ｊを有する。台車枠５２において、第１部材５２０は、一対の傾斜領域５２０ｈ、５２０ｉを閉空間Ｑに露出させた状態で配置される。本変形例によれば、例えば、梁Ｐの形成時に閉空間Ｑに入り込んだ液体や、製造後の台車枠５２において、閉空間Ｑに入り込んだ結露水等の水が、一対の傾斜領域５２０ｈ、５２０ｉにより案内され、貫通孔５２０ｊを介して外部に効率よく排出される。
【0042】
図１０は、第１実施形態の第６変形例に係る第１部材６２０の側面図である。図１０に示されるように、第１部材６２０は、板部６２０ａと連続する凸部６２０ｃの突出方向上面から、第１部材６２０の厚み方向に向けて窪む複数の窪み部６２０ｋを有する。図１０に示す例では、複数の窪み部６２０ｋは、第１部材６２０の長手方向に互いに離隔して配置されている。第１部材６２０は、窪み部６２０ｋを有さない場合に比べて、軽量化が図られている。各窪み部６２０ｋは、第１部材６２０に要求される強度を保持でき且つ第１部材６２０の軽量化を図れる範囲内で設定されたサイズ及び窪み深さを有する。複数の窪み部のうち２つの窪み部は、サイズ及び窪み深さの少なくともいずれかが互いに異なっていてもよい。次に第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。
【0043】
（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る溶接直前のワークＹの長手方向から見た断面図である。ワークＹは、少なくとも１つの第１部材２０と、少なくとも１つの第２部材２１とを有する。本実施形態では、少なくとも１つの第１部材２０は、板部２０ａと凸部２０ｃとを有する単一の第１部材２０である。一例として、第１部材２０は、第１板材２６である。
図１１は、第２実施形態に係る溶接直前のワークＹの長手方向から見た断面図である。ワークＹは、少なくとも１つの第１部材２０と、少なくとも１つの第２部材２１とを有する。本実施形態では、少なくとも１つの第１部材２０は、板部２０ａと凸部２０ｃとを有する単一の第１部材２０である。一例として、第１部材２０は、第１板材２６である。
【0044】
また、少なくとも１つの第２部材２１は、単一の第２部材２２１である。第２部材２２１は、一例として、長手方向から見て、一対の第１板部２２１ｂと、一対の第１板部２２１ｂを接続する第２板部２２１ｃとを有する。一対の第１板部２２１ｂは、各々が第２部材２１の板面２１ａである板面２２１ａを有する。一例として、一対の第１板部２２１ｂは、第１部材２０との間で開先Ｒを形成するための傾斜部２２１ｄを有する。傾斜部２２１ｄは、傾斜部２７ｂ、２８ｂと同様の構成を有する。
【0045】
図１１に示すように、具体的に準備工程Ｓ１において、作業者は、テーブル１８の近傍に第１部材２０及び第２部材２２１を配置するように、第１部材２０及び第２部材２２１を準備する。その後、形成工程Ｓ２において、プロセッサ１６は、第２部材２２１の一対の第１板部２２１ｂの各々の板面２２１ａを、第１部材２０の凸部２０ｃの側面２０ｄに接触させる。これによりプロセッサ１６は、第１部材２０の板部２０ａ、第２部材２２１の一対の第１板部２２１ｂ、及び、第２部材２２１の第２板部２２１ｃにより、閉空間Ｑを形成する。この状態で、プロセッサ１６は、第１部材２０及び第２部材２２１を溶接する。このとき一例として、プロセッサ１６は、第１部材２０の長手方向に向けて、各開先Ｒの内部に溶接ビードＢを形成する。これによりプロセッサ１６は、長手方向から見て、複数の部材により囲まれた閉空間Ｑを有する中空状の梁Ｐを形成する。図１１に示される例では、閉空間Ｑは、長手方向から見て矩形状である。
【0046】
このように、第２実施形態の製造方法において、梁Ｐを形成することは、第２部材２２１の一対の第１板部２２１ｂの各々の板面２２１ａを、第１部材２０の凸部２０ｃの側面２６ｄに接触させ、第１部材２０の板部２０ａ、第２部材２２１の一対の第１板部２２１ｂ、及び、第２部材２２１の第２板部２２１ｃにより、閉空間Ｑを形成した状態で、第１部材２０及び第２部材２２１を溶接して梁Ｐを形成することを含む。第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が奏される。また第２実施形態の製造方法によれば、例えば第１実施形態の製造方法に比べて、形成工程Ｓ２における溶接量が低減される。
【0047】
本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成又はプログラムされた、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット若しくは手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアでもよいし、又は、列挙された機能を実行するようにプログラム若しくは構成されているその他の既知のハードウェアでもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段若しくはユニットは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアは、ハードウェア、プロセッサ、又は、ハードウェア及びプロセッサの組合せの構成に使用される。
【0048】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態及び前記変形例を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施形態にも適用可能である。また、前記実施形態及び前記変形例で説明した各構成要素を組み合わせて新たな実施形態とすることも可能である。例えば、１つの実施形態中の一部の構成を他の構成に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれる。前記各実施形態では、システム１を用いて台車枠５２を製造する製造方法を例示した。しかしながら本開示の製造方法は、例えばシステム１以外の設備を用いる方法であってもよい。また本開示の製造方法は、作業者により台車枠５２を製造する方法であってもよい。
【0049】
（開示項目）
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。
［項目１］
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、を含む複数の部材を準備することと、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面を接触させた状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接することにより、前記長手方向から見て、前記複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む、鉄道車両用台車枠の製造方法。
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。
［項目１］
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、を含む複数の部材を準備することと、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面を接触させた状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接することにより、前記長手方向から見て、前記複数の部材により囲まれた閉空間を有する中空状の梁を形成することと、を含む、鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0050】
前記方法によれば、第１部材の凸部の側面に第２部材の板面を接触させることで、例えば第１部材及び第２部材を突き合わせた場合に生じる目違いの発生を防止しながら第１部材と第２部材との位置合わせを迅速に行える。このため、位置合わせ作業を軽減できる。また、第１部材の板部と凸部とが連続しているため、例えば、板部に別体の凸部を溶接して取り付ける作業を回避できる。また、第１部材の凸部の側面に第２部材の板面を接触させた状態で、第１部材の幅方向の外方から第１部材及び第２部材を溶接できるため、第２部材の両面側から溶接する場合に比べて溶接個所を減らせると共に、第１部材及び第２部材の外部の広いスペースを利用して溶接作業を行える。これにより、部材同士の位置合わせ及び溶接に係る作業負担を低減できる。その結果、台車枠の製造効率を向上できる。
【0051】
［項目２］
前記少なくとも１つの第１部材は、各々が前記板部と前記凸部とを有する一対の第１板材を含み、
前記少なくとも１つの第２部材は、一対の第２板材を含み、
前記梁を形成することは、
前記一対の第１板材を互いの前記板面を対向させて配置すると共に、前記一対の第２板材を互いの板面を対向させて配置し、且つ、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面を接触させることにより、前記閉空間を形成した状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材を溶接して前記梁を形成することを含む、項目１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記少なくとも１つの第１部材は、各々が前記板部と前記凸部とを有する一対の第１板材を含み、
前記少なくとも１つの第２部材は、一対の第２板材を含み、
前記梁を形成することは、
前記一対の第１板材を互いの前記板面を対向させて配置すると共に、前記一対の第２板材を互いの板面を対向させて配置し、且つ、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面を接触させることにより、前記閉空間を形成した状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材を溶接して前記梁を形成することを含む、項目１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0052】
前記方法によれば、一対の第１板材と一対の第２板材とを含む合計４つの板材である複数の部材を用いて梁を形成できる。このため、例えば、長尺状の複数の部材を曲げ加工により成形して梁を形成する作業が不要となる。これにより、曲げ加工の際に部材の形状が部分的にばらつくのを回避でき、前記梁を一層高精度で形成できる。よって高品質な台車枠を効率よく製造できる。また、第１板材及び第２板材の各厚み寸法を個別に設定できるため、例えば、補強材の使用量が少ない場合や、補強材を使わない場合でも、適度な強度を有する台車枠を製造し易くできる。
【0053】
［項目３］
前記少なくとも１つの第１部材は、前記板部と前記凸部とを有する単一の第１部材であり、
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記梁を形成することは、
前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面を、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触させ、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間を形成した状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接して前記梁を形成することを含む、項目１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記少なくとも１つの第１部材は、前記板部と前記凸部とを有する単一の第１部材であり、
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記梁を形成することは、
前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面を、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触させ、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間を形成した状態で、前記第１部材及び前記第２部材を溶接して前記梁を形成することを含む、項目１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0054】
前記方法によれば、それぞれ単一の第１部材及び第２部材を用いて前記梁を形成できるため、部品点数及び溶接量を低減できる。これにより、部材同士の位置合わせ及び溶接に係る作業負担を低減でき、台車枠の製造効率を向上し易くできる。
【0055】
［項目４］
前記板材を準備することは、
共に削出し加工により形成した前記板部及び前記凸部を有する前記第１部材を準備することを含む、項目１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記板材を準備することは、
共に削出し加工により形成した前記板部及び前記凸部を有する前記第１部材を準備することを含む、項目１に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0056】
前記方法によれば、削出し加工により、第１部材の板部及び凸部を共に高精度に形成できる。これにより、第１部材と第２部材との組立精度を向上でき、高品質な溶接を行える。よって、溶接不良の発生を防止して、台車枠の製造効率を向上できる。
【0057】
［項目５］
前記梁を形成することは、
前記凸部を裏当金として用いて前記第１部材に前記第２部材を接触させることにより、前記第１部材及び前記第２部材を完全溶込溶接することを含む、項目１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記梁を形成することは、
前記凸部を裏当金として用いて前記第１部材に前記第２部材を接触させることにより、前記第１部材及び前記第２部材を完全溶込溶接することを含む、項目１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0058】
前記方法によれば、第１部材の板部と連続する凸部を、第１部材の幅方向の外方から第２部材と溶接する際、凸部が裏当金として用いられる。このため、裏当金を別途用いなくても、凸部を裏当金として用いて第１部材に第２部材を接触させることにより、第１部材及び第２部材を完全溶込溶接により溶接できる。よって、溶接を適切に行えると共に、台車枠の部品点数を低減できる。
【0059】
［項目６］
前記板材を準備することは、
前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有する前記第２部材を準備することを含み、
前記梁を形成することは、
前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に溶接ビードを形成することを含む、項目１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記板材を準備することは、
前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有する前記第２部材を準備することを含み、
前記梁を形成することは、
前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に溶接ビードを形成することを含む、項目１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0060】
前記方法によれば、台車枠の製造時において、開先の内部に十分量の溶接ビードを形成することで、第２部材の開先が形成される側の厚み方向の全領域にわたって第２部材を第１部材に対して溶け込ませることができる。これにより、第１部材と第２部材とを完全溶込溶接できる。従って、第１部材と第２部材とを高い強度で溶接できる。また、外部に露出する開先の内部に溶接ビードを形成することにより、例えば第１部材の幅方向の外方から、第１部材及び第２部材を長手方向に向けて効率よく溶接できる。よって、台車枠を製造する際の溶接に係る作業負担を更に低減できる。
【0061】
［項目７］
前記梁を形成することは、
溶接装置が装着された多関節ロボットと、前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御する制御装置と、を備える自動溶接システムを用い、前記第１部材及び前記第２部材を互いに溶接するように、前記制御装置によって前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御することを含む、項目１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
前記梁を形成することは、
溶接装置が装着された多関節ロボットと、前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御する制御装置と、を備える自動溶接システムを用い、前記第１部材及び前記第２部材を互いに溶接するように、前記制御装置によって前記溶接装置と前記多関節ロボットとを制御することを含む、項目１～３のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠の製造方法。
【0062】
前記方法によれば、凸部の側面に第２部材の板面を接触させて、第１部材と第２部材とを効率よく位置合わせした状態で、溶接装置が装着された多関節ロボットにより、第１部材の幅方向の外方から第１部材及び第２部材を迅速且つ安定して溶接できる。このため、台車枠の製造効率を一層向上できる。
【0063】
［項目８］
中空状の梁を備え、
前記中空状の梁は、
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、
前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面が接触した状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された溶接部分と、
前記長手方向から見て、前記第１部材と前記第２部材とにより囲まれた閉空間と、を有する、鉄道車両用台車枠。
中空状の梁を備え、
前記中空状の梁は、
長手方向から見て、板部と、前記板部と連続して前記板部の一方の板面から外方に突出する凸部と、を有する少なくとも１つの長尺状の第１部材と、
前記第１部材の前記長手方向に延びる、少なくとも１つの長尺状の第２部材と、
前記第１部材の前記凸部の側面に対し、前記第１部材の幅方向の両側から前記第２部材の板面が接触した状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された溶接部分と、
前記長手方向から見て、前記第１部材と前記第２部材とにより囲まれた閉空間と、を有する、鉄道車両用台車枠。
【0064】
前記構成によれば、台車枠の製造時において、第１部材の凸部の側面に第２部材の板面を接触させることで、前述した通り、目違いの発生を防止しながら第１部材と第２部材との位置合わせを迅速に行えるため、位置合わせ作業を軽減できる。また、第１部材の板部と凸部とが連続しているため、例えば、板部に別体の凸部を溶接して取り付ける作業を回避できる。また、第１部材の凸部の側面に第２部材の板面を接触させた状態で、第１部材の幅方向の外方から第１部材及び第２部材を溶接できるため、第２部材の両面側から溶接する場合に比べて溶接個所を減らせると共に、第１部材及び第２部材の外部の広いスペースを利用して溶接作業を行える。これにより、部材同士の位置合わせ及び溶接に係る作業負担を低減できる。その結果、台車枠の製造効率を向上できる。
【0065】
［項目９］
前記少なくとも１つの第１部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第１板材を含み、
前記少なくとも１つの第２部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第２板材を含み、
前記溶接部分は、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面が接触することにより前記閉空間が形成された状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材が溶接された部分を含む、項目８に記載の鉄道車両用台車枠。
前記少なくとも１つの第１部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第１板材を含み、
前記少なくとも１つの第２部材は、互いの前記板面を対向させて配置された一対の第２板材を含み、
前記溶接部分は、前記一対の第１板材の各々の前記凸部の前記側面に前記一対の第２板材の各々の前記板面が接触することにより前記閉空間が形成された状態で、前記一対の第１板材、及び、前記一対の第２板材が溶接された部分を含む、項目８に記載の鉄道車両用台車枠。
【0066】
前記構成によれば、一対の第１板材と一対の第２板材とを含む合計４つの板材である複数の部材を用いて梁が形成される。このため、台車枠の製造時において、例えば、長尺状の複数の部材を曲げ加工により成形して梁を形成する作業が不要となる。これにより、曲げ加工の際に部材の形状が部分的にばらつくのを回避でき、前記梁を一層高精度で形成できる。よって高品質な台車枠を効率よく製造できる。また、第１板材及び第２板材の各厚み寸法を個別に設定できるため、例えば、補強材の使用量が少ない場合や、補強材を使わない場合でも、良好な強度を有する台車枠を実現し易くできる。
【0067】
［項目１０］
前記少なくとも１つの第１部材は、前記板部と前記凸部とを有する単一の第１部材であり、
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記溶接部分は、前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面が、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触し、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間が形成された状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された部分を含む、項目８に記載の鉄道車両用台車枠。
前記少なくとも１つの第１部材は、前記板部と前記凸部とを有する単一の第１部材であり、
前記少なくとも１つの第２部材は、単一の第２部材であり、
前記第２部材は、前記長手方向から見て、各々が前記第２部材の前記板面である板面を有する一対の第１板部と、前記一対の第１板部を接続する第２板部と、を有し、
前記溶接部分は、前記第２部材の前記一対の第１板部の各々の前記板面が、前記第１部材の前記凸部の前記側面に接触し、前記第１部材の前記板部、前記第２部材の前記一対の第１板部、及び、前記第２部材の前記第２板部により前記閉空間が形成された状態で、前記第１部材及び前記第２部材が溶接された部分を含む、項目８に記載の鉄道車両用台車枠。
【0068】
前記構成によれば、台車枠の製造時において、それぞれ単一の第１部材及び第２部材を用いて前記梁を形成できるため、部品点数及び溶接量を低減できる。これにより、部材同士の位置合わせ及び溶接に係る作業負担を低減でき、台車枠の製造効率を向上し易くできる。
【0069】
［項目１１］
前記第２部材は、前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有し、
前記溶接部分は、前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に配置された溶接ビードを含む、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
前記第２部材は、前記第１部材との間で、外部に露出する開先が形成される形状を有し、
前記溶接部分は、前記第１部材の前記幅方向の外方から、前記開先の内部に配置された溶接ビードを含む、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【0070】
前記構成によれば、台車枠の製造時において、開先の内部に十分量の溶接ビードを形成することで、第２部材の開先が形成される側の厚み方向の全領域にわたって第２部材を第１部材に対して溶け込ませることができる。これにより、第１部材と第２部材とを完全溶込溶接できる。従って、第１部材と第２部材とを高い強度で溶接できる。また、外部に露出する開先の内部に溶接ビードを形成することにより、例えば第１部材の幅方向の外方から、第１部材及び第２部材を長手方向に向けて効率よく溶接できる。よって、台車枠を製造する際の溶接に係る作業負担を更に低減できる。
【0071】
［項目１２］
前記第１部材の厚みの最大寸法は、前記第２部材の厚みの最大寸法以上の値である、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
前記第１部材の厚みの最大寸法は、前記第２部材の厚みの最大寸法以上の値である、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【0072】
前記構成によれば、第１部材の厚みの最大寸法を第２部材の厚みの最大寸法以上の値に増大させることにより、複数の部材により構成される中空状の梁の強度を向上できる。これにより、例えば、梁に補強材を溶接する作業を、軽減又は無くすことができる。
【0073】
［項目１３］
前記長手方向から見て、前記凸部は、前記第１部材の前記幅方向に延びる延在部分と、前記延在部分の途中で前記板部の厚み方向に向けて窪む窪み部分と、を有する、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
前記長手方向から見て、前記凸部は、前記第１部材の前記幅方向に延びる延在部分と、前記延在部分の途中で前記板部の厚み方向に向けて窪む窪み部分と、を有する、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【0074】
前記構成によれば、凸部が延在部分を有することにより、凸部を有する第１部材の部材厚みを増大させ、第１部材の強度を向上できる。また、凸部が窪み部分を有することにより、窪み部分がない場合に比べて第１部材を軽量化できる。従って、強度及び重量のバランスに優れた第１部材を構成し易くできる。
【0075】
［項目１４］
前記長手方向から見て、前記第２部材の前記板面は、前記凸部の前記側面と接触し、且つ、前記第２部材の幅方向の先端は、前記第１部材の前記板部の前記一方の板面と接触している、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
前記長手方向から見て、前記第２部材の前記板面は、前記凸部の前記側面と接触し、且つ、前記第２部材の幅方向の先端は、前記第１部材の前記板部の前記一方の板面と接触している、項目８～１０のいずれか１項に記載の鉄道車両用台車枠。
【0076】
前記構成によれば、鉄道車両用台車枠の製造時において、第１部材に対する第２部材の相対位置が自動的に決めされる。このため、第１部材に対する第２部材の相対位置の調整を別途行う工程を省略しつつ製品の寸法精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【0077】
Ｂ 溶接ビード
Ｐ 中空状の梁
Ｑ 閉空間
Ｒ 開先
Ｗ、Ｙ ワーク（複数の部材）
１ 自動溶接システム
３ 多関節ロボット
１０ 溶接装置
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 第１部材
２０ａ、２５ａ、２６ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ、４２５ａ、４２６ａ、５２０ａ、６２０ａ 板部
２０ｂ、２１ａ、２５ｂ、２６ｂ、２７ａ、２８ａ、１２０ｂ、２２０ｆ、２２１ａ、３０２ｂ、４２５ｂ、４２６ｂ、４２７ａ、４２８ａ 板面
２０ｃ、２５ｃ、２６ｃ、１２０ｃ、２２０ｃ、３２０ｃ、４２５ｃ、４２６ｃ、５２０ｃ、６２０ｃ 凸部
２０ｄ、２５ｄ、２６ｄ、３２０ｄ、４２５ｄ、４２６ｄ 側面
２１、２２１、４２１ 第２部材
２５、２６、４２５、４２６ 第１板材
２７、２８、４２７、４２８ 第２板材
５０ 台車
５２ 台車枠
６０ 鉄道車両
１２０ｅ 延在部分
１２０ｆ 窪み部分
２２０ｅ 傾斜部分
Ｐ 中空状の梁
Ｑ 閉空間
Ｒ 開先
Ｗ、Ｙ ワーク（複数の部材）
１ 自動溶接システム
３ 多関節ロボット
１０ 溶接装置
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 第１部材
２０ａ、２５ａ、２６ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ、４２５ａ、４２６ａ、５２０ａ、６２０ａ 板部
２０ｂ、２１ａ、２５ｂ、２６ｂ、２７ａ、２８ａ、１２０ｂ、２２０ｆ、２２１ａ、３０２ｂ、４２５ｂ、４２６ｂ、４２７ａ、４２８ａ 板面
２０ｃ、２５ｃ、２６ｃ、１２０ｃ、２２０ｃ、３２０ｃ、４２５ｃ、４２６ｃ、５２０ｃ、６２０ｃ 凸部
２０ｄ、２５ｄ、２６ｄ、３２０ｄ、４２５ｄ、４２６ｄ 側面
２１、２２１、４２１ 第２部材
２５、２６、４２５、４２６ 第１板材
２７、２８、４２７、４２８ 第２板材
５０ 台車
５２ 台車枠
６０ 鉄道車両
１２０ｅ 延在部分
１２０ｆ 窪み部分
２２０ｅ 傾斜部分
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】