(57)【要約】【課題】  長尺パネルに開口部を形成する切削加工装置の長手方向の位置決め精度を高めることができる加工装置を提供することである。【解決手段】  パネルの長手方向に沿って敷設される第１レールに載置される第１台車と、第１台車の上面に第１レールに沿って敷設される第２レール上に載置される第２台車と、第２台車に配置されるとともにパネルの幅方向に移動できる主軸と、主軸に把持される切削工具からなるパネル切削加工装置において、第１台車は、第１レールに沿って備えられるラックレールに係合するピニオンギアによってパネルの長手方向に移動可能であり、第２台車は、第１台車に備えられる第１ボールねじによって長手方向に移動可能であることを特徴とするパネル切削加工装置によって解決できる。【選択図】  図１
2016060310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルの長手方向に沿って敷設される第１レールに載置される第１台車と、
前記第１台車の上面に前記第１レールに沿って敷設される第２レール上に載置される第２台車と、
前記第２台車に配置されるとともに前記パネルの幅方向に移動できる主軸と、
前記主軸に把持される切削工具と、
からなるパネル切削加工装置において、
前記第１台車は、前記第１レールに沿って備えられるラックレールに係合するピニオンギアによって前記長手方向に移動可能であり、
前記第２台車は、前記第１台車に備えられる第１ボールねじによって前記長手方向に移動可能であること
を特徴とするパネル切削加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたパネル切削加工装置において、
前記主軸は、
前記第２台車に前記パネルの幅方向に沿って備えられる第２ボールねじによって、前記幅方向に沿って移動可能であること
を特徴とするパネル切削加工装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパネル切削加工装置による鉄道車両用側パネルの窓開口部の加工方法において、
前記ラックレールに係合する前記ピニオンギアを駆動して前記主軸を前記窓開口部へ移動した後、前記第１ボールねじおよび前記第２ボールねじで前記主軸を移動して、前記切削工具で前記窓開口部を加工すること
を特徴とする鉄道車両用側パネルの窓開口部の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネルに開口部を加工する加工装置に関するものであり、特に、鉄道車両構体の側構体に窓や昇降口等の開口部を加工する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の構体は、車体の上面を構成する屋根構体と、側面を構成する側構体と、下面を構成する台枠と、構体の長手方向の端面を構成する妻構体（先頭構体）とから構成される。近年では、車両構体の軽量化や製作性向上を主な目的として、二枚の面板と該面板同士を接続する複数の接続リブから成るアルミニウム合金製の押出形材によって、屋根構体、側構体等を構成し、６面体の鉄道車両構体に組み立てる手法が広まりつつある。
【０００３】
側構体などのパネルは、架台の上面に、所定の形状に押出成形された押出形材をその押出方向と交差する方向に沿って所定の枚数並べて配設した後、隣り合う押出形材の接合端部を突き合せた接合線に沿って摩擦撹拌接合又は溶融溶接して製作される。
【０００４】
側構体の場合、上述した方法で製造されたパネルに窓や乗降口等の開口部をエンドミル等の切削工具で加工する。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０６−０４５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
側構体（パネル）に開口部を加工する切削加工装置に搭載される切削工具は、架台の上面にほぼ水平に固定される側構体の長手（レール）方向と、側構体の幅方向と、高さ方向に移動しながら、所定の寸法で開口部を切削する。側構体の長手方向の寸法は２０から２５ｍあり、幅方向寸法は３ｍ前後ある。切削工具には高い位置決め精度が要求されるので、切削加工装置に搭載される切削工具を移動する機構に、高い位置精度を有するボールねじを採用することが望ましい。
【０００７】
しかしながら、ボールねじで切削加工装置を２０から２５ｍもの距離（寸法）を移動することは困難であるので、切削加工装置は側構体の幅方向に沿って側構体を跨ぐ姿勢で備えられる門型フレームを準備し、この門型フレームの足元にピニオンギアを備え、このピニオンギアが噛み合うラックレールを側構体を載置する架台の幅方向の両端部にその長手方向に沿って固定して、切削加工装置を長手方向に送る位置決め機構を構成していた。そして、門型フレームに切削工具を回転支持する主軸を搭載する台座を備え、この台座を枕木方向に送る位置決め機構をボールねじで構成していた。
【０００８】
ピニオンギアとラックレールによる長手方向の送り機構は、ピニオンギアとラックレールとの噛み合わせ面の隙間にばらつきがあり、切削加工装置を長手方向に高い精度で位置決めすることが難しい。特に、開口部の水平辺と垂直辺とを接続する円弧部を、切削加工装置を長手方向と幅方向に送りながら切削工具で切削加工する場合、長手方向の送り寸法精度が高くないために、仕上がりが良くなく、場合によっては手作業で開口部の形状を修正する必要があった。
【０００９】
本発明の目的は、長尺パネルに開口部を形成する切削加工装置の長手方向の位置決め精度を高めることができる加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、パネルの長手方向に沿って敷設される第１レールに載置される第１台車と、第１台車の上面に第１レールに沿って敷設される第２レール上に載置される第２台車と、第２台車に配置されるとともにパネルの幅方向に移動できる主軸と、主軸に把持される切削工具からなるパネル切削加工装置において、第１台車は、第１レールに沿って備えられるラックレールに係合するピニオンギアによってパネルの長手方向に移動可能であり、第２台車は、第１台車に備えられる第１ボールねじによって長手方向に移動可能であることを特徴とするパネル切削加工装置によって解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の切削加工装置の上面図である。
【図２】図２は、本発明の切削加工装置の側面図である。
【図３】図３は、本発明による装置によって加工した側構体の概略図である。
【図４】図４は、図３の窓角部Ｂの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の発明を実施するための形態を図を参照して説明する。図１は本発明の切削加工装置の上面図であり、図２は本発明の切削加工装置の側面図である。図３は本発明による装置によって加工した側構体の概略図であり、図４は図３の窓角部の拡大図である。
【００１３】
切削加工装置１０は、側構体（パネル）５０の幅方向の両端部をその長手方向を沿って走行する走行台車１１ａ、１１ｂと、この走行台車１１ａ、１１ｂの上面に備えられる装置内走行フレーム１２と、この装置内走行フレーム１２に備えられるとともに切削工具を交換可能に把持する主軸１３から構成される。
【００１４】
走行台車１１ａ、１１ｂは、その長手方向の一方の端部同士をつなぎ梁１１３ａで接続されるとともに、その他方の端部同士をつなぎ梁１１３ｂで接続されて一体に構成されている。走行台車１１ａ、１１ｂは、架台の上面に備えられる走行用レール１５ａ、１５ｂに載置されており、走行台車１１ａ、１１ｂの側面に備えられるピニオンギア１１２ａ、１１２ｂが架台の長手方向に沿って備えられるラックレール１４ａ、１４ｂに噛み合って、側構体５０の長手方向に移動する。
【００１５】
走行台車１１ａ、１１ｂの上面にはレールとボールねじ１１１ａ、１１１ｂが備えらており、このレールに切削工具を装着する主軸１３が搭載される装置内走行フレーム１２が載置されるとともに、装置内走行フレーム１２はこのボールねじ１１１ａ、１１１ｂによって長手方向に位置制御される。装置内走行フレーム１２を長手方向に移動するボールねじ１１１ａ、１１１ｂは、切削加工装置を長手方向に移動するラックレール１４ａ、１４ｂと実質的に平行に配置されている。走行台車１１ａ、１１ｂはラックレールとピニオンギアによる長い距離の移動を可能にしており、装置内走行フレーム１２はこの走行台車１１ａ、１１ｂの上面においてボールねじ１１１ａ、１１１ｂに案内されて高い精度で位置決めができる機構を実現している。
【００１６】
装置内走行フレーム１２は、側構体５０の幅方向に沿う方向にもボールねじを備えており、このボールねじによって、切削工具が把持される主軸１３を側構体５０の幅方向に高い精度で移動する。
【００１７】
装置内走行フレーム１２は、側構体５０の法線に沿う方向に備えられるボールねじによって鉛直方向に移動する台座と、この台座に備えられるとともに切削工具を把持する主軸１３を備える。主軸１３はボールねじによって鉛直方向に移動できるので、高い精度の位置決め制御される。
【００１８】
次に、この切削装置によって、鉄道車両の構体に供される側構体５０に窓開口部を加工する手順（方法）を説明する。側構体５０は、その長手方向に沿って複数の窓開口形状５０４を有しており、この各窓開口形状５０４の近くまで、ラックレール１４ａ、１４ｂとピニオンギア１１２ａ、１１２ｂとによって、切削対象である窓開口形状５０４の長手方向寸法が切削加工装置１０に搭載される装置内走行フレーム１２の長手方向の移動範囲内に含まれる位置まで切削加工装置１０を移動する。
【００１９】
主軸１３の切削工具を下方に所定の高さまで降下して側構体５０の窓開口部の加工を開始する。窓開口形状５０４の上下の縁（側構体の長手方向の窓直線部）５１０は、ボールねじ１１１ａ、１１１ｂによって長手方向に案内される装置内走行フレーム１２に備えられる主軸１３が把持する切削工具で切削する。窓開口形状５０４の左右の縁５１２（側構体の幅方向の窓直線部）は、装置内走行フレーム１２に備えられるボールねじによって案内され位置決めされる主軸１３が把持する切削工具で切削する。窓開口形状５０４の円弧部５１１は、ボールねじ１１１ａ、１１１ｂの長手方向の送りと主軸１３の幅方向の位置決めするボールねじの送りの協調制御によって主軸１３が把持する切削工具を円弧部５１１に沿って送ることによって切削される。
【００２０】
本発明による切削加工装置は、側構体の長手方向に精度は高くないが大きな距離を移動できるラックレール１４ａ、１４ｂとピニオンギア１１２ａ、１１２ｂからなる移動装置を備える走行台車１１ａ、１１ｂと、この走行台車１１ａ、１１ｂの上部に主軸１３を搭載する装置内走行フレーム１２を長手方向に高い精度で移動（位置決め）できるボールねじからなる送り装置を備えることによって、主軸１３を搭載する走行台車１１ａ、１１ｂを側構体５０の長手方向に沿って低い位置精度で大きく移動できるとともに、走行台車１１ａ、１１ｂの上面において、主軸１３を高い位置精度で小さい移動（位置決め）できる性能を組み合わた点に特徴がある。この特徴を備えることによって、特に、窓開口形状の窓円弧部５１１を滑らかな円弧に切削（加工することができる）
以上の構成によって、側構体５０の長手方向に沿って備えられる複数の窓等の開口部を、切削工具によって、正確に切削することができるので、見栄えを向上できるとともに開口部を手作業で修正する作業を省力することができるので、側構体（側パネル）の製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０…切削加工装置        １１ａ、１１ｂ…走行台車
１１１ａ、１１１ｂ…ボールねじ                    １１２ａ、１１２ｂ…ピニオンギア
１１３ａ、１１３ｂ…つなぎ梁                      １２…装置内走行フレーム
１３…主軸                １４ａ、１４ｂ…ラックレール
１５ａ、１５ｂ…走行用レール                      ５０…側構体
５０１…中空押し出し形材  ５０４…窓開口形状
５１…加工完窓部          ５１０、５１２…窓直線部
５１１…窓円弧部          ５２…未加工窓部
【図１】
2016060310.tif 000003
【図２】
2016060310.tif 000004
【図３】
2016060310.tif 000005
【図４】
2016060310.tif 000006