(57)【要約】【課題】コストをかけずに少量生産が可能な鉄道車両用台車枠及びその製造方法を提供すること。【解決手段】左右一対の側梁２が横梁３に連結されてなるものであって、側梁２が、１本の鋼管Ｗを高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分に断面変形や曲げ変形などの加工を加えることにより特定の形状に形成された鉄道車両用台車枠１。【選択図】        図１
2008207576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対の側梁が横梁に連結されてなる鉄道車両用台車枠において、
前記側梁は、１本の鋼管を高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分に断面変形や曲げ変形などの加工を加えることにより特定の形状に形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項２】
請求項１に記載する鉄道車両用台車枠において、
前記側梁は、丸パイプの前記鋼管から全体を特定形状に形成したものであって、前記加熱手段による加熱部分を断面変形ローラによって上下左右から押さえ付けて矩形断面にした角パイプ部分を有するものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項３】
請求項２に記載する鉄道車両用台車枠において、
前記側梁は、前記加熱手段による加熱部分に曲げモーメントを与えることにより曲げ変形して形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する鉄道車両用台車枠において、
前記側梁は、前記鋼管に形成された下穴の穴縁が加熱され、その穴縁が下穴を貫通する方向に延ばされた穴縁リブの形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項５】
請求項４に記載する鉄道車両用台車枠において、
前記穴縁リブを形成した前記側梁の加工穴に前記横梁の端部が挿入され、前記側梁と横梁とが、その穴縁リブに沿った円周状の溶接接続により一体に形成されたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項６】
左右一対の側梁が横梁に連結されてなる鉄道車両用台車枠において、
前記横梁は、丸パイプの鋼管を高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分を断面変形ローラによって上下左右から押さえ付けて、前記一対の側梁の間の部分を矩形断面にした角パイプ部分を有するものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠。
【請求項７】
左右一対の側梁が横梁に連結されてなる鉄道車両用台車枠の製造方法において、
１本の鋼管を高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分に断面変形や曲げ変形などの加工を加えることにより特定形状の側梁及び横梁を形成し、その後、側梁及び横梁を溶接接続するようにしたものであることを特徴とする鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載する鉄道車両用台車枠の製造方法において、
加熱手段によって局部的に加熱した加熱部分を、断面変形ローラによって上下左右から押さえ付けることにより、円形断面の鋼管を矩形形状に断面変形するようにしたことを特徴とする鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載する鉄道車両用台車枠の製造方法において、
加熱手段によって局部的に加熱した加熱部分に曲げモーメントを与えることにより曲げ変形させることを特徴とする鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれかに記載する鉄道車両用台車枠の製造方法において、
前記側梁の所定箇所に下穴を形成し、その穴縁を加熱した後、その穴縁を下穴を貫通する方向に延ばして穴縁リブを形成するようにしたことを特徴とする鉄道車両用台車枠の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載する鉄道車両用台車枠の製造方法において、
前記穴縁リブを形成した前記側梁の加工穴に前記横梁の端部を挿入し、前記側梁と横梁とを、その穴縁リブに沿った円周状の溶接接続により一体に形成するようにしたことを特徴とする鉄道車両用台車枠の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接量を極めて少なくし、コストをかけずに少量生産が可能な鉄道車両用台車枠及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両用台車枠は、左右一対の側梁に対して直交して２本の横梁が溶接されている。また、２本の横梁には繋ぎ梁が溶接して組み立てされているものもある。従来の鉄道車両用台車枠（以下、単に「台車枠」という）は、例えば、側梁などがプレス加工され、それが溶接による接合によって一体に形成されている。図１３は、従来の工法によって形成された側梁の平面を示した一部断面図であり、図１４は、その側梁とばね帽部を示した断面図である。側梁１００は、断面コ字型であって面対称となるように形成された一対の側梁部材１０１が重ね合わされている。この側梁部材１０１は、長尺の平板がプレス加工により、その外周の縁部が図１４に示すように折り曲げられて立体的に形成されたものである。そして、長手方向の両端縁が絞られ、張り出しの塑性加工によって深くプレス成形され、半円形状のばね帽凸部１０２が形成されている。
【０００３】
こうした一対の側梁部材１０１同士は、外周の起立した端部同士が突き合わされ、その突き合わせ部分を溶接接続して一体になった側梁１００が形成される。側梁部材１０１の溶接部分には、部材内側に裏当金１０４，１０５が当てられ、側梁表面から溶接が行われている。更に、その側梁部材１０１には、ばね帽部１２０の境界部分に、起立した状態で溶接接続された補強材１０６が設けられ、その他にも長手方向には複数の補強材１０７が起立して溶接接続されている。そして、こうした側梁１００には、周囲に補強部材を備えた穴が形成され、そこに挿入した横梁が溶接接続されて台車枠が形成される。
【０００４】
なお、側梁１００の端部には、図１４に示すように軸箱支持装置を構成する軸ばね１３１と軸梁１３０とが設置され、その軸梁１３０は、側梁１００の下方に一端が回動可能に取り付けられている。軸梁１３０の他端には軸箱が形成されており、その上部に軸ばね１３１が設置され、この軸ばね１３１によって側梁及び横梁からなる台車枠が車軸に対して弾性支持される。
【特許文献１】特開２００１−８０５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした従来の台車枠は、プレス加工で形成されているため仕上がりはきれいであるが、高価なプレス型が必要であることから、少量生産の鉄道車両の場合には、台車枠一台当たりの価格が高くなってしまい、コストの削減が難しかった。我が国には、多くの鉄道会社が存在し、タイプの異なる鉄道車両による営業が行われているため、車両によって台車枠の形が異なる場合も多く、台車枠の製造に当たって各々専用のプレス型が必要になってしまうからである。
また、プレス成形により製作する台車枠の場合、例えば図１３に示すように、一対の側梁部材１０１を溶接接続して側梁１００を形成するため、溶接箇所が多くなってしまっている。台車枠は、鉄道車両における重要な部分であり、高い強度が要求されるから、溶接による接合箇所には亀裂が入らないようにビードが厚く盛られる。従って、プレス成形によって形成される従来の台車枠は、こうした溶接の工数が多くなることもコストをアップさせる原因となっていた。
【０００６】
側梁１００のように側梁部材１０１同士を溶接接続するものの場合は、溶接部分において十分な溶け込みが必要である反面、ペネトレーションによる溶け込み（ノッチ）が発生し、そこが亀裂の起点となってしまうおそれがある。こうした問題を避けるため裏当金を設けて補強しているが、複雑な曲げ形状の側梁１００に対して裏当金を密着させるには、先加工、現物調整、仮溶接、グラインダ仕上げなどが必要である。そのため、多くのノウハウと経験を要し、この点でもコストダウンの妨げになっていた。
更に、図１３及び図１４に示した台車枠は、ばね帽部１２０が側梁１００に一体に形成されているが、ばね帽１２０と側梁１００を溶接結合した台車枠では、剛性の急変による高応力が溶接結合部分に発生する。そのため、高い溶接品質が要求され、溶接ビートのグラインダによる入念な仕上げが必要であり、作業が煩雑で、この点でもコストをアップさせる原因となっていた。
【０００７】
よって、本発明は、かかる課題を解決すべく、コストをかけずに少量生産が可能な鉄道車両用台車枠及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る鉄道車両用台車枠は、左右一対の側梁が横梁に連結されてなるものであって、前記側梁は、１本の鋼管を高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分に断面変形や曲げ変形などの加工を加えることにより特定の形状に形成されたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠は、前記側梁が、丸パイプの前記鋼管から全体を特定形状に形成したものであって、前記加熱手段による加熱部分を断面変形ローラによって上下左右から押さえ付けて矩形断面にした角パイプ部分を有するものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠は、前記側梁が、前記加熱手段による加熱部分に曲げモーメントを与えることにより曲げ変形して形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠は、前記側梁が、前記鋼管に形成された下穴の穴縁が加熱され、その穴縁が下穴を貫通する方向に延ばされた穴縁リブの形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠は、前記穴縁リブを形成した前記側梁の加工穴に前記横梁の端部が挿入され、前記側梁と横梁とが、その穴縁リブに沿った円周状の溶接接続により一体に形成されたものであることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る鉄道車両用台車枠は、左右一対の側梁が横梁に連結されてなるものであって、前記横梁は、丸パイプの鋼管を高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分を断面変形ローラによって上下左右から押さえ付けて、前記一対の側梁の間の部分を矩形断面にした角パイプ部分を有するものであることを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明は、左右一対の側梁が横梁に連結されてなる鉄道車両用台車枠の製造方法であって、１本の鋼管を高周波加熱或いはバーナー加熱などの加熱手段により局部的に加熱し、その加熱部分に断面変形や曲げ変形などの加工を加えることにより特定形状の側梁及び横梁を形成し、その後、側梁及び横梁を溶接接続するようにしたものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠の製造方法は、加熱手段によって局部的に加熱した加熱部分を、断面変形ローラによって上下左右から押さえ付けることにより、円形断面の鋼管を矩形形状に断面変形するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠の製造方法は、加熱手段によって局部的に加熱した加熱部分に曲げモーメントを与えることにより曲げ変形させるようにしたものであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠の製造方法は、前記側梁の所定箇所に下穴を形成し、その穴縁を加熱した後、その穴縁を下穴を貫通する方向に延ばして穴縁リブを形成するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る鉄道車両用台車枠の製造方法は、前記穴縁リブを形成した前記側梁の加工穴に前記横梁の端部を挿入し、前記側梁と横梁とを、その穴縁リブに沿った円周状の溶接接続により一体に形成するようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１本の鋼管Ｗを高周波加熱などによって局部的に加熱し、その加熱箇所を断面変形させたり湾曲するなどして、任意に設定した特定形状の側梁や横梁によって鉄道車両用台車枠を構成すようにしたので、鉄道車両によって形状の異なる側梁などについて、各加工装置のプログラミング変更で対応することができ、コストをかけずに少量生産が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明にかかる鉄道車両用台車枠及びその製造方法の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、実施形態の鉄道車両用台車枠を示した平面図であり、図２は、その鉄道車両用台車枠を図１の矢印Ｎ方向から示した正面図である。そして、図３は、同じ鉄道車両用台車枠の側梁を示した側面図である。こうした本実施形態の鉄道車両用台車枠（以下、単に「台車枠」という）１は、左右一対の側梁２，２と、それを連結する前後一対の横梁３，３が接続されて構成され、更に横梁３，３が繋ぎ梁４，４によって連結して構成されている。
【００１６】
台車枠１を構成する側梁２の形状は、図１に示すように前後のばね帽部１１，１１が幅広形状になるように形成され、その間の中間部１２は、ばね帽部１１からテーパ部分を介してほぼ一定の幅で形成されている。また、側梁２の前後には、ばね帽部１１からテーパ部分を介して前端部１３と後端部１４とが形成されている。そして、側梁２を台車枠１の側面側から見ると、図３に示すように、ばね帽部１１と前端部１３及び後端部１４は水平に形成され、中間部１２は、横梁３，３が連結される中央部分が位置を下げるように傾斜した形状で形成されている。
【００１７】
ここで、図４は、ばね帽部１１を示した図１のＡ−Ａ断面図であり、図５は、側梁２と横梁３との連結部を示した図１のＢ−Ｂ断面図である。ここから分かるように、側梁２は全体が角パイプであって、ばね帽部１１は横幅の広い矩形断面をして形成され、中間部１２は縦方向に寸法の長い矩形断面をして形成されている。そして、ばね帽部１１には、図１４に示すものと同様に、軸箱支持装置を構成する軸ばね１３１を設置できるように、その上面には円形の設置穴１１ａが形成され、下面には軸ばね１３１が挿入可能な大きさの貫通穴１１ｂが形成されている。更に、下面の貫通穴１１ｂは、その穴縁が内側に折り返された穴縁リブ１１ｃが形成されている。
【００１８】
側梁２の中間部１２は、図５に示すように横梁３が貫通して接続されている。そのため、側面には貫通穴１２ａが形成され、その穴縁が内側に折り返されたて穴縁リブ１２ｂになっている。横梁３は、例えば図６に示すように矩形の角パイプ部分３ａから円筒の丸パイプ部分３ｂへと断面形状が変化するように形成されている。そして、その丸パイプ部分３ｂが側梁２の貫通穴１２ａに挿入され、貫通穴１２ａの穴縁部分にビードを盛った溶接接続が行われる。更に、横梁３が前後に２本設けられ、それを連結する繋ぎ梁４が溶接接続されている。
【００１９】
ところで、本実施形態では、こうした台車枠１の側梁２や横張３を、断面円形の丸パイプの鋼管から、高周波誘導加熱加工によって形成する。つまり、１本の鋼管を高周波誘導加熱して断面変形加工、曲げ加工或いは穴縁リブ加工することによって、前述した側梁２などに関する特定の形状を形成するようにしたものである。
そこで次に、台車枠１の加工方法について説明する。図７は、高周波誘導加熱による断面変形加工を概念的に示した図である。この断面変形加工装置は、丸パイプの鋼管Ｗを矩形断面の角パイプにするものである。
【００２０】
この加工装置は、軸方向に送り出される鋼管Ｗを支える保持ローラ５１が前後して設けられ、その先に加熱リング５２が配置されている。加熱リング５２は、不図示の高周波変流器から与えられる電流によって鋼管Ｗを局部的に高温加熱するものである。そして、その加熱リング５２の先には鋼管Ｗの断面形状を変形させる断面変形ローラ５３が配置されている。図８は、断面変形ローラの位置で鋼管Ｗを軸方向に示した図であり、（ａ）が変形前の丸パイプ状態で、（ｂ）が変形後の角パイプ状態を示している。
【００２１】
本実施形態では、丸パイプの鋼管Ｗを角パイプに変形するようにしたものであり、４つの断面変形ローラ５３が不図示のアクチュエータによって鋼管Ｗに四方から押し当てられるように構成されている。上下左右に配置された４つの断面変形ローラ５３は、それぞれアクチュエータによって鋼管Ｗに対する押し付け力の調整が可能であり、それによって矩形の断面形状を任意に設定できるようにしている。そうした断面変形ローラ５３の先には冷却媒体を鋼管Ｗに対して噴射する冷却ノズル５４が配置されている。冷却ノズル５４は、不図示の冷却タンクに接続され、ポンプによって冷却ノズルからの冷却媒体を鋼管Ｗに対して吹き付けるようにしている。
【００２２】
鋼管Ｗは、こうした保持ローラ５１、加熱リング５２、断面変形ローラ５３および冷却ノズル５４を通過して軸方向の送り出しが行われる。そのために鋼管Ｗの端部を把持するクランプ５５が設けられ、そのクランプ５５によって把持された鋼管Ｗが不図示の搬送手段によって軸方向に引っ張られ、加熱リング５２などを通った送り出しが行われる。
【００２３】
側梁２を加工する場合、鋼管Ｗの端部がクランプ５５によって把持され、軸方向に引っ張られる。このとき鋼管Ｗは、保持ローラ５１によって軸がぶれないように支えられている。そして、鋼管Ｗは、加熱リング５２を通る際、その通過部分が局部的に再結晶温度以上Ａ３変態点以下、好ましくは熱間曲げ加工に適した温度、特に好ましくは８００〜９００℃まで加熱される。加熱された鋼管Ｗは、次に加熱部分が断面変形ローラ５３によって上下左右から押さえ付けられ、円形だった断面が荷重によって図８の（ａ）から（ｂ）に示すように矩形断面に変形が加えられる。その後、変形した部分には冷却ノズル５４から噴射する冷却媒体によって冷やされ、こうして角パイプ部分が形成される。
【００２４】
側梁２は、図１及び図３に示すように、各箇所の角パイプ部分の断面形状が異なっている。そのため本実施形態では、上下或いは左右一対の断面変形ローラ５３について、押圧力を変化させることによって角パイプ部分の断面形状をコントロールしている。また、断面変形加工装置は、断面変形ローラ５３の押圧力の他、クランプ５５による軸方向への引張り力や送り出しスピードなどを変化させた制御が行われ、例えば肉厚を変化させた部分やテーパ部分などが形成される。そして、断面変形加工装置では、断面変形ローラ５３やクランプ５５などの駆動制御、或いは加熱リング５２の加熱温度管理を制御するためのコントローラを有し、加工プログラムによって任意に設定した特定形状の側梁２などの形成が可能になっている。
【００２５】
次に、図９は、高周波誘導加熱による曲げ加工を概念的に示した図であり、（ａ）〜（ｄ）にかけて加工工程を示している。この曲げ加工装置は、先の工程で角パイプになった直線状の鋼管Ｗを図３に示すように湾曲させた形状に形作るようにしたものである。曲げ加工装置は、軸方向に送り出される鋼管Ｗを支える保持ローラ６１が前後して設けられ、その先に加熱リング６２が配置されている。加熱リング６２は、不図示の高周波変流器から与えられる電流によって鋼管Ｗを局部的に高温加熱するようにしたものである。そして、その加熱リング６２の先には鋼管Ｗに対して冷却媒体を噴射する冷却ノズル６３が配置されている。冷却ノズル６３は、不図示の冷却タンクに接続され、ポンプによって冷却ノズルから鋼管Ｗに冷却媒体を吹き付けるようにしてる。
【００２６】
鋼管Ｗは、その先端がクランプを備えた曲げアーム６４によって把持され、その曲げアーム６４によって鋼管Ｗが引っ張りながら曲げモーメントが与えられるように構成されている。曲げアーム６４は、一端が別の曲げアーム６５に軸支され、鋼管Ｗに対して左右両方向に曲げモーメントが与えられるようになっている。すなわち、図示するように曲げアーム６５は、冷却ノズル６３に重なる位置に配置され、装置本体に対して軸支されている。その曲げアーム６５は、図面左側が軸支されて反時計方向に回動可能であり、その曲げアーム６５に対して図面右端に軸支された曲げアーム６４は、時計方向に回動可能になっている。そして、曲げアーム６４，６５は、いずれも不図示のアクチュエータによって各支点を中心とした回動が行われるよう構成されている。
【００２７】
よって、この曲げ加工装置では、先ず、図９（ａ）に示すように曲げアーム６４，６５が重ねられた状態にあり、保持ローラ６１によって支えられた鋼管Ｗが加熱リング６２や冷却ノズル６３を通して配置される。そこで、加熱リング６２によって鋼管Ｗが局部的に再結晶温度以上Ａ３変態点以下、好ましくは熱間曲げ加工に適した温度、特に好ましくは８００〜９００℃まで加熱され、その加熱領域には曲げアーム６４，６５による曲げモーメントが与えられる。先ず、不図示のアクチュエータによって曲げアーム６４が支点６６を中心に時計方向に回動し、それによって鋼管Ｗに曲げモーメントが与えられる。このとき鋼管Ｗは、保持ローラ６１によって支えられ、図９（ｂ）に示すように先端が右側に引っ張られるようにして曲げ変形が生じる。
【００２８】
次に、曲げアーム６４を開いたままの状態にして、曲げアーム６５が不図示のアクチュエータによって支点６７を中心に反時計方向に回動する。それによって曲げモーメントが与えられた鋼管Ｗは、図９（ｃ）に示すように、左側に引っ張られるようにして曲げ変形が生じる。なお、曲げ変形が加えられた部分には冷却ノズル５４から噴射する冷却媒体が吹き付けられて冷やされる。
【００２９】
こうして、曲げ加工装置では、加熱リング６２によって加熱した鋼管Ｗに対し、曲げアーム６４，６５によって曲げモーメントを与え、図９（ｄ）に示すような長手方向に連続した曲げ加工をすることができる。従って、曲げ加工装置によって角パイプになった鋼管Ｗに対し、更に曲げ加工装置によって所定の箇所を曲げ加工を行うことにより、図３に示すような形状の側梁２を形成することができる。この曲げ加工装置でも曲げアーム６４，６５の角度やスピードなどを変化させた制御が行われ、任意にその形状を設定することができる。すなわち、曲げアーム６４，６５を駆動させるアクチュエータの動作や、加熱リング６２の加熱温度管理を制御するためのコントローラを有し、加工プログラムによって任意に設定した特定形状の側梁２などの形成が可能になっている。
【００３０】
ところで、鋼管Ｗの曲げ加工に関し、更に別の方法を提案する。図１０は、高周波誘導加熱による曲げ加工を概念的に示した図であり、（ａ）〜（ｄ）にかけて加工工程を示している。この曲げ加工装置も、直線状の鋼管Ｗを図３に示すように湾曲した形状にするものである。この曲げ加工装置は、軸方向に送り出される鋼管Ｗを支える保持ローラ７１が前後して設けられ、その先に加熱リング７２が配置されている。加熱リング７２は、不図示の高周波変流器から与えられる電流によって鋼管Ｗを局部的に高温加熱するようにしたものである。また、その加熱リング７２の先には鋼管Ｗに対して冷却媒体を噴射する冷却ノズル７３が配置されている。
【００３１】
そして、本装置では、冷却ノズル７３の先に可動可能なガイドローラ７４が設けられている。ガイドローラ７４は、図１１に示すように、角パイプの鋼管Ｗの幅に合わせて挟み込めるようにしたものであり、一対のガイドローラ７４が、その間隔を調節できるように構成されている。更に、一対のガイドローラ７４はアクチュエータ７５に連結され、ガイドローラ７４を介して直交方向に荷重を加え、鋼管Ｗを左右両方向に曲げられるように構成されている。なお、ここでは鋼管Ｗの後端側が不図示のクランプによって把持され、その後方から前方へ押されるようにして軸方向に送り出されるようになっている。
【００３２】
こうした曲げ加工装置では、先ず、図１０（ａ）に示す状態で、保持ローラ７１によって支えられた鋼管Ｗが加熱リング７２や冷却ノズル７３を通して配置される。そこで、加熱リング７２によって鋼管Ｗが局部的に再結晶温度以上Ａ３変態点以下、好ましくは熱間曲げ加工に適した温度、特に好ましくは８００〜９００℃まで加熱され、その加熱領域にはガイドローラ７４を介して曲げモーメントが与えられる。
先ず、アクチュエータ７５からガイドローラ７４に対して図面右側への荷重が与えられ、保持ローラ７１によって支えられた鋼管Ｗには、図１０（ｂ）に示すように、先端が右側に押されて曲げ変形が生じる。次に、軸方向に押し出された鋼管Ｗは、別の箇所が局部的に加熱され、ガイドローラ７４に重ねられた位置で、その鋼管Ｗが図１０（ｃ）に示すように左側に荷重が加えられて曲げ変形が生じる。なお、曲げ変形が加えられた部分には冷却ノズル５４から噴射する冷却媒体が吹き付けられる。
【００３３】
こうして曲げ加工装置では、加熱リング７２によって加熱された鋼管Ｗに対し、ガイドローラ７４を介したアクチュエータ７５から荷重によって曲げモーメントが与えられ、図１０（ｄ）に示すような長手方向に連続した曲げ加工をすることができる。従って、曲げ加工装置によって角パイプになった鋼管Ｗに対し、更に曲げ加工装置によって所定の箇所を曲げ加工することにより、図３に示すような形状の側梁２を形成することができる。この曲げ加工装置でもアクチュエータ７５の荷重や鋼管Ｗの送り出しスピードを調整した制御が行われ、任意にその形状を設定することができる。すなわち、アクチュエータ７５の動作や、加熱リング７２の加熱温度管理を制御するためのコントローラを有し、加工プログラムによって任意に設定した特定形状の側梁２などの形成が可能になっている。
【００３４】
次に、図１２は、高周波誘導加熱による穴縁リブ加工を概念的に示した図であり、（ａ）〜（ｄ）にかけて加工工程を示している。穴縁リブ加工は、例えば、図４及び図５に示すように、側梁２に形成されたばね帽部１１の貫通穴１１ｂや中間部１２の貫通穴１２ａの周縁部を折り返すように延ばして穴縁リブ１１ｃ，１２ｂを形成するものである。穴縁リブ加工装置は、アクチュエータ８１にテーパ治具８２が連結され、更にその先に加熱リング８３が連結されている。このテーパ治具８２は、周縁部分がテーパになった径の異なるプレート８２ａを複数重ね、それによって連続したテーパ面を構成するようにしたものであり、プレート８２ａの枚数や大きさ、或いは加熱リング８３の径を変更することでワークの穴径に合わせて調整することができる。
【００３５】
こうした穴縁リブ加工装置では、先ず、図１２（ａ）に示すように、ワークＷの下穴１８に対して配置し、アクチュエータ８１を動作させて加熱リング８３を下穴１８に入れて重ねる。そして、その加熱リング８２によって下穴１８の穴縁１８ａが再結晶温度以上Ａ３変態点以下、好ましくは熱間曲げ加工に適した温度、特に好ましくは８００〜９００℃まで加熱され、その後アクチュエータ８１によって更にテーパ治具８２が上昇し、加熱した穴縁１８ａがテーパ治具８２に引っ掛けられる。そこで、テーパ治具８２が更に上昇することにより、引っ掛けられた穴縁１８ａが折り返されるようにして延ばされ、下穴１８に穴縁リブ１８ｂが形成される。そして、テーパ治具８２と加熱リング８３が図１２（ａ）の位置に戻されて加工が終了する。なお、曲げ変形が加えられた部分には不図示の冷却ノズルから噴射する冷却媒体が吹き付けられる。
【００３６】
こうして穴縁リブ加工装置では、加熱リング８３によって加熱した穴縁１８ａに対し、テーパ治具８２を介したアクチュエータ８１の荷重で穴縁リブ１８ｂを形成することができた。例えば、側梁２の中間部１２に穿設した貫通穴１２ａに穴縁リブ１２ｂを形成し、そのパイプ座へ、図６に示す横梁３の丸パイプ部分３ｂが差し込まれ、その穴縁部分にビードを盛った溶接接続が行われる。なお、横張３の角パイプ部分３ａは、図７に示す断面変形加工装置によって加工される。また、この穴縁リブ加工装置もアクチュエータ８１の押出しスピードなどを調整した制御が行われるが、そうしたアクチュエータ８１の動作や、加熱リング８３の加熱温度管理を制御するためのコントローラを有している。
【００３７】
本実施形態の製造方法によって製造された鉄道車両用台車枠は、１本の鋼管Ｗを高周波誘導加熱によって加熱し、その加熱箇所を断面変形させたり湾曲するなどして、任意に設定した特定形状の側梁２や横梁３によって構成されたものである。そのため、特に鉄道車両によって形状の異なる側梁などについて、各加工装置のプログラミングを変更することによって対応することができるので、従来のプレス加工に比べて個別にプレス型を用意する必要が無くなって大幅なコスト削減になる。また、手作業が多い溶接を一切行わずに側梁２などを形成とすることができるので、自動機械化に適した高周波溶融加工中心の製造となり、この点でもコストダウンが見込める。台車枠１全体でも溶接箇所が大幅に減ったため、非破壊検査やグラインダ手仕上げ部分が減ってコストダウンが可能になる。更に、側梁２などは１本の鋼管Ｗから形成するため、切断が一切ないことによって材料の無駄を省くことができ、この点でもコストの削減に寄与している。
【００３８】
また、各種荷重やモーメントに応じて最適な断面形状およびその連続変化を自由に実現できるため、車両の設計変更に迅速に対応することができる。鋼管Ｗを肉厚にしても高周波誘導加熱による形状変形が可能であるため、形成された側梁２などは剛性が高く、内部補強を省略できる。そして、側梁２などに溶接突き合わせ部が無いので、裏当金が不要で熟練による手作業を減らすことができる。横梁３は、側梁２との接合部である両端は丸パイプ部分３ｂであるが、その間は角パイプ部分３ａで形成され、ブレーキ装置受、モータ受、牽引リンク受、配管受などの荷重を受ける形状として好ましく、取り付けも溶接ロボット化が容易である。
【００３９】
以上、本発明に係る鉄道車両用台車枠及びその製造方法について実施形態を示したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、高周波誘導加熱による加工を示したが、高周波直接通電加熱等の方法を用いることができる。また、その他にもバーナー加熱によって局部的に加熱し、断面変形加工や曲げ加工を行うようにしてもよい。
また、前記実施形態では、側梁２の中間部１２に穿設した貫通穴１２ａに穴縁リブ１２ｂを形成したが、その折り返し方向は、実施形態のように内側ではなく外側に向けるようにしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】鉄道車両用台車枠の一実施形態のを示した平面図である。
【図２】図１の鉄道車両用台車枠を矢印Ｎ方向から示した正面図である。
【図３】図１の鉄道車両用台車枠の側梁を示した側面図である。
【図４】側梁のばね帽部を示した図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】側梁と横梁との連結部を示した図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】横梁の端部形状を示した斜視図である。
【図７】図７は、高周波誘導加熱による断面変形加工装置を概念的に示した図である。
【図８】断面変形ローラの位置で鋼管を軸方向に示しものであり、（ａ）が変形前の丸パイプ状態で、（ｂ）が変形後の角パイプ状態を示した図である。
【図９】高周波誘導加熱による曲げ加工装置を概念的に示し、（ａ）〜（ｄ）にかけて加工工程を示した図である。
【図１０】高周波誘導加熱による曲げ加工装置を概念的に示し、（ａ）〜（ｄ）にかけて加工工程を示した図である。
【図１１】ガイドローラによって鋼管の角パイプ部分を挟み込んだ状態を示した図である。
【図１２】高周波誘導加熱による穴縁リブ加工装置を概念的に示し、（ａ）〜（ｄ）にかけて加工工程を示した図である。
【図１３】従来の工法によって形成された側梁の平面を示した一部断面図である。
【図１４】従来の鉄道車両用台車枠の側梁とばね帽部を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    鉄道車両用台車枠
２    側梁
３    横梁
４    繋ぎ梁
１１  ばね帽部
１２  中間部
５１  保持ローラ
５２  加熱リング
５３  断面変形ローラ
５４  冷却ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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