三鶯重工業

這兩天正好頭尾燈PCB打樣、測試，所以第一篇先來聊聊EMU800駕駛室導光的設計。
以日本N-Gauage 模型來說，2000年初以前因為頭尾燈都還是使用傳統燈泡或是DIP插件式LED，所以駕駛室樣子比較難已呈現（通常都是一大陀）。

後來SMD LED普及，日本K牌第2版的E231山手線開始，就出現利用SMD LED至做的頭尾燈機板，並將電路板設計在地板下，在透過導光方式將光線引出來，使得駕駛室的細節更能被呈現。這種設計的優點是駕駛室的重現，缺點則是架構較複雜，需更多的零件。

當初在開發三鶯重工第一組車EMU600時，就是走這種風格。但是考慮到已經開發完成的通用底盤架構，所以利用底盤上的兩個開口左右配置LED，但感覺還有改善空間。

到了第二組DR1000，因為動力車配重塊佔據底部，所以頭尾燈機板只能移到駕駛室後面。

而在設計EMU800時，經評估後發現，既然要開座椅的零件模具，那不如取消使用通用底盤的地板零件，這樣就能方便配置頭尾燈的位置和機構。

因為是第一次設計流線型的車頭模型，所以有很多設計技巧必須克服。

首先遭遇到的是駕駛室部分，EMU800有上下4個頭燈，車頭中間還有站名顯示器。站名顯示器不論前進或後退時都必須點亮，所以參考了K牌E231、E233、Class 800等設計將頭尾燈佈置在PCB的兩面，讓中間導光連接上下，讓前進後退時站名顯示器都能發光，下半部頭尾燈則藉由立體交叉設計延伸到前方。這樣一來，駕駛室就能做到較完整的呈現。

駕駛室在設計圖時，因為屋頂較低，所以駕駛室天花板只能做成斜的，並需避開屋頂零件，使得設計反覆檢查、修改再檢查非常多次，也造成後續車頭斜面和車身分件時卡榫設計的難度提升好幾個等級。

第二個難題是前擋風玻璃設計。
在參考Class 800、AE等設計，基本上都會把燈罩、前擋風玻璃做成一整個零件。這樣設計除了外觀比較美觀外不零碎外，也比較一體且組裝方便。但這邊面臨的問題是各片小玻璃要如何連接又能做到均勻肉厚（不均勻會造成素材局部凹陷），所以反向在車頭斜面內部減肉來完成。

連結器、排障器的設計問題。
參考K牌E231、E233等設計，將EMU800先頭斜面做成獨立分件設計，目的是要確保斜面部分噴漆不會溢漆，分界線清楚。
所以車身開口處必須有一橫樑固定，以避免噴漆烘烤時塑膠內部應力釋放造成開口笑的問題。（EMU600無階化前也有相同問題，所以無階化時就改良模具已解決此問題）

但也因為此橫樑，讓排障器的掛架設計出現了難度。
如果將掛架設計在斜面上，有可能因為因牽引時造成斜面和車身有裂縫，所以只能將此零件必須固定在底盤上。
但車身又有一支橫樑，所以必須避開橫樑又確保組裝時，能順利組合。所以有了第一版本將掛架固定在駕駛室下方。

此設計雖然能夠滿足所有條件，但是拆殼的動作非常複雜。如下圖是開發時製作的組立說明。

經過多次嘗試，後來才想到最終方案，將掛架固定在連結器掛點上，駕駛室在扣在掛架上。
但這也付出了先頭斜面和車身卡榫需重新在設計的窘境。

之前頭尾燈機板LED顏色的選用，都是頭燈用暖白色，尾燈用白光。但因考慮到站名顯示器在後退時也需同時和尾燈一起點亮，若前進後退時用不同色溫LED點亮站名顯示器的話，擔心成色會不同，所以嘗試用暖白光驅動尾燈。
經測試，使用暖白LED照射紅半透明尾燈並不會造成色偏，所以會前後燈都使用暖白色LED。

另外，此次也在評估是要使用020還是335封裝的sideview LED，這部分還需驗證。

最後經過一個多月不間斷的修改，才完成駕駛室附近的設計。雖然很燒腦，但也獲得極大的滿足感，設計水準終於能跟上日本的腳步一點點。而這些設計技巧，也會應用在重新審視之前設計的E1000上，讓E1000能做得更好。

後記
因為台鐵車輛的轉向架距有多種規格，從DR的13500 mm、EMU500、EMU600的14000 mm到EMU300、EMU800、PP等用的14300mm（部分車的規格不在這些數值中），所以在前兩年就修改動力、無動力底盤模具，讓底盤能有3種規格。
但是在設計EMU800時，才發現為了容納導光機構會和底盤的肋有干涉，所以改好還沒使用就再改一次。
另外，考慮到EMU500滅燈功能的需求，所以會在底盤上先開一個洞，以利未來製作EMU500時以的滅燈機構。到時候，如果EMU500零件能夠移植至EMU600上，讓EMU600能夠也有滅燈功能，也會再販售升級零件提供給車友使用。