JP2005255003A - Truck cover for high speed railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速鉄道車両の台車カバーに関するものであり、特に、高速鉄道車両の台車周りの騒音を吸収すると共に、台車カバーに雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーに関するものである。 The present invention relates to a bogie cover for a high-speed railway vehicle, and more particularly to a high-speed railway vehicle capable of absorbing noise around the bogie of the high-speed railway vehicle and preventing snow and ice from adhering to the bogie cover. It relates to the bogie cover.
従来より、新幹線などの高速鉄道車両においては、種々の騒音対策を施すことにより、その騒音レベルが所定の騒音環境規制値を下回るようにしている。鉄道車両の走行に伴って発生する騒音は、図9(A)に示すように、車輪101とレール102との接触音や車輪101の駆動音など台車103周りからの騒音、パンタグラフ104の風切り音やパンタグラフ104と架線105との接触音などパンタグラフ104周りからの騒音、車体106と空気との摩擦による空力音などの車体106周りからの騒音など三つに大別することができる。
Conventionally, in high-speed railway vehicles such as Shinkansen, various noise countermeasures are taken so that the noise level falls below a predetermined noise environment regulation value. As shown in FIG. 9 (A), the noise generated when the railway vehicle travels includes noise from around the
台車103や鉄道車両100の床下機器から発生する騒音に対しては、図9(A)に示すように、防音壁113などを設けることで対応しており、車両側においては何ら対策が施されていないのが現状である。
As shown in FIG. 9A, noise generated from the underfloor equipment of the
また、車体106周りの騒音を低減させるものとして、図9(B)に示すような構造の吸音パネル107が知られている。この吸音パネル107は、車体106側に取り付けられるベース部材108と、断面コ字形状の間隔保持部材109と、間隔保持部材109によりベース部材108から所定距離離間した位置に配置され、発泡アルミなどの多孔質素材からなる吸音材110と、吸音材110の表面側に配置され、吸音材110を間隔保持部材109に固定する帯板111とで構成されている。
A
この吸音パネル107には、吸音材110の裏面側に、ベース部材108と間隔保持部材109とにより空洞部112が形成されており、この空洞部112により共振させることで騒音を低減させ、さらに、吸音材110と共に作用させることで騒音を吸収するようになっている。なお、この吸音パネル107の表面側にさらにパンチングメタルと布を配置して、空力音をさらに低減させると共に、吸音パネルを台車カバーの内側、詳しくは台車側に取り付けて、台車周りからの騒音を低減させるものも提案されている。
In this
出願人は、本願出願時において、以上の技術情報が記載されている文献として、以下のものを知見している。
ところで、今後、高速鉄道車両のより高速化が予想され、例えば、現在、最高営業速度が275km/hであるのに対し、これが360km/hとなった場合、騒音は速度の二乗に略比例することから、その騒音は現行のおよそ70%以上増大する恐れがあるが、パンタグラフ104周り、車体106周り、および、床下機器などからの騒音については、現行の技術によりある程度対応することが可能であるのに対して、車体106下部の台車103周りから発生する騒音については、さらなる騒音対策をする必要がある。
By the way, in the future, higher speed railway vehicles are expected to increase in speed. For example, when the maximum operating speed is currently 275 km / h, but this is 360 km / h, the noise is approximately proportional to the square of the speed. Therefore, the noise may increase by about 70% or more than the current level, but the noise from the
しかしながら、従来の吸音パネル107は、その空洞部112の共振作用により吸音特性を得るようにしているため、空洞部112に所定量の厚さが必要であった(45mm以上)。また、吸音パネル107は、平板状に形成されているため、台車カバーの内側に配置した場合、円弧状の台車カバーの曲面に対し、吸音パネル107が弦状に配置されるので、吸音パネル107が台車側へ大きく突出していた。これらのことから、上記の特開2002−67941号公報に提案されているようなものでは、台車カバーに吸音パネル107を備えることで、台車カバーの厚みが増し、台車と干渉してしまったり、台車カバーの重量が増加するといった問題があった。
However, since the conventional
また、従来の吸音パネル107では、空洞部112の共振により騒音を吸収しており、そのため、図5に一点鎖線で示すように、特定の周波数において吸音特性を発揮するものであり、吸収できる騒音の周波数帯域が狭く、例えば、500Hz〜2000Hzといった広い周波数帯域において吸音特性を発揮することができなかった。
Further, in the conventional
さらに、従来の吸音パネル107において、その表面側の吸音材110は、構造的には弱く、高速鉄道車両がトンネルに出入りする際に、およそ200Paの気圧変動が発生し、その気圧変動により吸音材110が大きく変形するため、間隔保持部材109の間隔を狭くすると共に数を増やすことで吸音材110の変形を防ぐようにすることが考えられるが、吸音材110は、間隔保持部材109のフランジ部分と帯板111とで取り付けられており、この取り付け部分では吸音効果が望めず、間隔保持部材109を増やすと吸音効果を発揮しない部分が増えることとなり、所望の吸音特性を得られなくなるという問題がある。
Furthermore, in the conventional
また、台車の周辺部では気流の乱れが大きく、地上にある小石など異物が気流により巻き上げられて、台車カバーに衝突する恐れがあるが、従来の吸音パネル107を台車カバーの内側に配置した場合、表面側の吸音材110の強度が弱く、吸音パネル107が破損する恐れがある。
In addition, there is a great turbulence in the air flow around the bogie, and foreign objects such as pebbles on the ground can be wound up by the air flow and collide with the bogie cover. However, when the conventional
ところで、従来、台車カバーとしては、軽量なアルミ合金により構成されたものが提案されているが、軽量とはいえ、その重量は100kgを超えるものもあり、安全運行の要となる台車を整備・点検するために台車カバーを脱着する際に、その取り扱いを容易に行えるものではなかった。 By the way, conventionally, a cover made of a lightweight aluminum alloy has been proposed. However, although it is lightweight, some of the weight exceeds 100 kg, and a truck that is essential for safe operation is maintained. When removing and removing the cart cover for inspection, it was not easy to handle.
また、台車は車体に対して操向可能に取り付けられており、台車カバーが台車と干渉しないように、台車カバーを三次元曲面形状に成形する必要があるが、アルミ合金を三次元曲面に成形するためには、大掛かりなプレス成形型が必要となり、台車カバーの製造にかかるコストが増大する恐れがあった。そのため、これまで台車カバーは、台車の整備・点検性、およびコストの面からも採用されてこなかった。 Also, the carriage is attached to the vehicle body so that it can be steered, and it is necessary to form the carriage cover into a three-dimensional curved surface so that the carriage cover does not interfere with the carriage, but aluminum alloy is formed into a three-dimensional curved surface. In order to do so, a large press mold is required, which may increase the cost of manufacturing the bogie cover. For this reason, the bogie cover has not been adopted so far from the standpoint of maintenance and inspection of the bogie and cost.
また、高速鉄道車両は、寒冷地においてもその性能を十分に発揮することが求められており、図10に示すように、台車103周りでは、着雪したり着氷したりし易く、付着した雪114や氷により、台車103や車体106に不具合が発生する恐れがある。そのため、現状では、停車中などに付着した雪114や氷を除去する作業を行っており、その除去作業は大変であり、作業が遅れると列車の定時運行に影響を及ぼすものとなっていた。
In addition, high-speed railway vehicles are required to exhibit their performance sufficiently even in cold regions, and as shown in FIG. Snow 114 and ice may cause problems in the
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、軽量、且つ、台車周りの騒音を効果的に吸収すると共に、雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーの提供を課題とするものである。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a bogie cover for a high-speed railway vehicle that is lightweight and can effectively absorb noise around the bogie and prevent snow and ice from adhering to it. It is to be an issue.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、「所定形状の凹部を備えた支持部材と、該支持部材の前記凹部に装着される騒音吸収パネルと、該騒音吸収パネルの表面側に配置されるシート状の発熱部材と、該発熱部材の表面側に配置され、音を吸収または透過可能な表面部材とを具備し、前記支持部材、前記騒音吸収パネル、発熱部材および表面部材が夫々結合されている」構成とするものである。 The bogie cover for a high-speed railway vehicle according to the present invention includes a “support member having a recess having a predetermined shape, a noise absorbing panel mounted in the recess of the support member, and a surface side of the noise absorbing panel. A sheet-like heat generating member and a surface member disposed on the surface side of the heat generating member and capable of absorbing or transmitting sound, and the support member, the noise absorbing panel, the heat generating member, and the surface member are coupled to each other. It has a configuration.
ここで、本発明の高速鉄道車両の台車カバーは、台車の下側を除く、前後、左右および上側を覆うものに適用するものである。また、支持部材の凹部は、少なくとも台車カバーの裏側(台車側)に設けられるものであり、台車カバーの両面に設けても良い。 Here, the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention is applied to a cover that covers the front and rear, the left and right sides, and the upper side except the lower side of the bogie. Moreover, the recessed part of a support member is provided in the back side (cart side) of a cart cover at least, and may be provided in both surfaces of a cart cover.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、支持部材の凹部に騒音吸収パネルが装着され、その上にシート状の発熱部材を介して表面部材が配置され、それらが一体的に結合されている。この台車カバーの表面部材は、音を吸収または透過可能とされているので、台車周りの騒音を表面部材および騒音吸収パネルにより効果的に吸収することができる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the noise absorbing panel is mounted in the concave portion of the support member, the surface member is disposed on the heat-generating member on the sheet, and they are integrally coupled. . Since the surface member of the carriage cover can absorb or transmit sound, noise around the carriage can be effectively absorbed by the surface member and the noise absorbing panel.
また、発熱部材を備えているので、この発熱部材を発熱させることで台車カバーに雪や氷が付着するのを防止することができると共に、発熱部材の表面側に表面部材を配置しているので、発熱部材に直接小石などの異物が衝突して、発熱部材が破損するのを防止することができる。 In addition, since the heat generating member is provided, it is possible to prevent snow and ice from adhering to the carriage cover by generating heat, and the surface member is disposed on the surface side of the heat generating member. Further, it is possible to prevent the heat generating member from being damaged due to a foreign object such as pebbles directly colliding with the heat generating member.
なお、騒音吸収パネルを断熱性の高いものとした場合、発熱部材から発生する熱が、騒音吸収パネルに吸収されるのを防ぐことができ、これにより、発熱部材からの熱が効率的に表面部材側に伝わるようになり、熱効率を上げることができると共に、発熱部材の消費電力を低く抑えることが可能となる。 In addition, when the noise absorbing panel has a high heat insulating property, the heat generated from the heat generating member can be prevented from being absorbed by the noise absorbing panel, whereby the heat from the heat generating member can be efficiently It is transmitted to the member side, so that the thermal efficiency can be increased and the power consumption of the heat generating member can be kept low.
また、騒音吸収パネルとして、台車カバーの曲面形状に沿うように形成したものを用いることが望ましく、これにより、台車カバーの厚さを可及的に薄くすることが可能となり、台車に台車カバーが干渉するのを回避することができる。 In addition, it is desirable to use a noise absorbing panel that is formed so as to follow the curved shape of the bogie cover. This makes it possible to reduce the thickness of the bogie cover as much as possible. Interference can be avoided.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネルは、表面側に配置され、短繊維をマット状に形成した多孔質吸音材と、該多孔質吸音材の一方の面に接着されるハニカムコアと、該ハニカムコアの各セル内に充填され、発泡樹脂からなる充填材とから構成されている」構成とすることもできる。ここで、短繊維としては、具体的な構成を何ら限定するものではないが、軽量且つ難燃または不燃性の金属または非金属を短繊維状に形成したものを用いることができる。 In addition to the above-described configuration, the bogie cover of the high-speed railcar according to the present invention includes: “The noise absorbing panel is disposed on the surface side, and a porous sound absorbing material in which short fibers are formed in a mat shape, and the porous sound absorbing material. It is also possible to adopt a configuration in which the honeycomb core is bonded to one surface of the material, and each cell of the honeycomb core is filled with a filler made of foamed resin. Here, the short fiber is not particularly limited in specific configuration, but a lightweight, flame-retardant or non-flammable metal or non-metal formed into a short fiber shape can be used.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、騒音吸収パネルを、多孔質吸音材とハニカムコアとを接着結合し、ハニカムコアの各セル内に充填材を充填したものであり、これにより、騒音吸収パネルをハニカム構造とすることで、その剛性と強度を高めることができ、高速鉄道車両がトンネルなどに出入りする際の気圧変動により騒音吸収パネル、すなわち、台車カバーが破損したりするのを防止することが可能となる。なお、ハニカムコアの多孔質吸音材を接着した側と反対側を、支持部材と接着結合しても良く、さらに台車カバーの剛性と強度を高めることが可能となる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the noise absorbing panel is formed by adhesively bonding the porous sound absorbing material and the honeycomb core, and filling the filler in each cell of the honeycomb core. By adopting a honeycomb structure for the absorption panel, its rigidity and strength can be increased, and it is possible to prevent damage to the noise absorption panel, that is, the bogie cover, due to pressure fluctuations when high-speed railway vehicles enter and exit tunnels. It becomes possible to do. Note that the side of the honeycomb core opposite to the side to which the porous sound absorbing material is bonded may be adhesively bonded to the support member, and the rigidity and strength of the carriage cover can be further increased.
また、多孔質吸音材をハニカムコアと接着結合しているので、従来のコ字形状の間隔保持部材109のフランジ部と比較してその接着部分は極めて細く、多孔質吸音材の吸音面積の減少が数%以下となり、多孔質吸音材の吸音特性を十分に発揮させることができる。
In addition, since the porous sound absorbing material is adhesively bonded to the honeycomb core, the bonded portion is extremely narrow compared to the flange portion of the conventional
さらに、ハニカム構造により剛性と強度が高められているので、ハニカムコアの各セル内に吸音特性に優れた発泡樹脂からなる充填材を充填することで、多孔質吸音材と強度の低い充填材とを組み合わせることが可能となり、それらの組み合わせにより優れた吸音特性を発揮することができる。また、従来のように空洞部の共振作用により吸音特性を発揮させる場合に比べて、より広い範囲の周波数帯域において吸音特性を発揮することが可能となる。さらに、騒音吸収パネルの厚さを薄くすることが可能となると共に、騒音吸収パネルの重量を大幅に軽減させることができる。つまり、台車に台車カバーが干渉するのを回避することができると共に、台車カバーを軽量なものとすることができ、台車を整備・点検する際に、台車カバーを容易に取り扱うことが可能となる。 Furthermore, since the rigidity and strength are enhanced by the honeycomb structure, a porous sound absorbing material and a low strength filler can be obtained by filling each cell of the honeycomb core with a filler made of a foamed resin having excellent sound absorbing characteristics. Can be combined, and the combination can exhibit excellent sound absorption characteristics. In addition, it is possible to exhibit the sound absorption characteristics in a wider frequency band than in the conventional case where the sound absorption characteristics are exhibited by the resonance action of the cavity. Furthermore, the thickness of the noise absorbing panel can be reduced and the weight of the noise absorbing panel can be greatly reduced. In other words, the carriage cover can be prevented from interfering with the carriage, and the carriage cover can be made lightweight, so that the carriage cover can be easily handled when the carriage is maintained and inspected. .
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネルは、前記ハニカムコアの前記多孔質吸音材を接着した側とは反対側に接着される板材をさらに構成に加えられる」構成とすることもできる。 The bogie cover of the high-speed railway vehicle according to the present invention has, in addition to the above-described configuration, “the noise absorbing panel further includes a plate material bonded to a side opposite to a side of the honeycomb core to which the porous sound absorbing material is bonded. It can also be a “added to the configuration” configuration.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、騒音吸収パネルにおいて、ハニカムコアの多孔質吸音材を接着した側と反対側に板材を接着結合したもので、これにより、騒音吸収パネル自体の剛性と強度を高めることができる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, in the noise absorbing panel, the plate material is bonded and bonded to the side opposite to the side to which the porous sound absorbing material of the honeycomb core is bonded, and thereby the rigidity of the noise absorbing panel itself is increased. Strength can be increased.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記発熱部材は、耐熱性樹脂からなるシート状の被覆部材と、該被覆部材内に所定間隔で配置され、通電することで発熱する繊維状の発熱体と、該発熱体の間に前記発熱部材を貫通するように形成された開口とから構成されている」構成とすることもできる。ここで、繊維状の発熱体としては、具体的な構成を何ら限定するものではないが、炭素繊維、ニクロム線などからなるものを例示することができる。また、単線、撚線、或いは、束線の何れの状態として用いても良い。 The bogie cover of the high-speed railway vehicle according to the present invention has, in addition to the above configuration, “the heating member is a sheet-like covering member made of a heat-resistant resin, and is arranged at a predetermined interval in the covering member and energizes. It is also possible to adopt a configuration in which a fibrous heating element that generates heat and an opening formed so as to penetrate the heating member between the heating elements is also possible. Here, the fibrous heating element is not particularly limited in specific configuration, but examples thereof include carbon fibers, nichrome wires, and the like. Moreover, you may use as any state of a single wire, a twisted wire, or a bundled wire.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材は、シート状の被覆部材内に所定間隔で繊維状の発熱体を配置し、それら発熱体の間に開口を形成した構成としたものであり、これにより、発熱体に通電することで発熱させることが可能となると共に、発熱体は被覆部材により被覆されているので漏電などを防止することができる。なお、発熱体を炭素繊維とした場合、ニクロム線の場合よりも、発熱部材をより軽量なものとすることが可能となる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the heat generating member has a structure in which fibrous heat generating elements are arranged at predetermined intervals in a sheet-like covering member, and openings are formed between the heat generating elements. With this, it is possible to generate heat by energizing the heating element, and since the heating element is covered with the covering member, it is possible to prevent leakage and the like. When the heating element is made of carbon fiber, the heating member can be made lighter than that of nichrome wire.
また、シート状の被覆部材内に発熱体を配置しているので、発熱部材の厚さを薄くすることができる。さらに、発熱部材を貫通する開口を備えているので、その開口を通じて、発熱部材の裏面側に配置された騒音吸収パネルに騒音を伝達させて台車カバーの吸音特性を高めることが可能となる。 Further, since the heating element is disposed in the sheet-like covering member, the thickness of the heating member can be reduced. Furthermore, since the opening penetrating the heat generating member is provided, noise can be transmitted to the noise absorbing panel disposed on the back surface side of the heat generating member through the opening to enhance the sound absorption characteristics of the carriage cover.
さらに、各発熱体を互いに並列に結線した場合、発熱部材に小石などの異物が衝突して発熱体が断線しても、断線していない他の発熱体により通電が維持されるので、発熱部材の作動を維持することができ、雪や氷が付着するのを防止し続けることができる。 Furthermore, when the heating elements are connected in parallel with each other, even if a foreign object such as a pebbles collides with the heating member and the heating element is disconnected, the current is maintained by the other heating elements that are not disconnected. Can be maintained, and it is possible to keep preventing snow and ice from adhering.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記発熱部材の前記開口の形状は、丸孔または長孔形状とされている」構成とすることもできる。 In addition to the above-described configuration, the bogie cover of the high-speed railway vehicle according to the present invention may have a configuration in which “the shape of the opening of the heat generating member is a round hole or a long hole shape”.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材に形成された開口の形状を丸孔または長孔形状としたものであり、これにより、開口をパンチやカッターなどの容易な手段により形成することができるので、開口を簡便に形成することができ、その形成にかかるコストを低く抑えることができる。 According to the carriage cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the shape of the opening formed in the heat generating member is a round hole or a long hole shape, and thereby the opening is formed by an easy means such as a punch or a cutter. Therefore, the opening can be easily formed, and the cost for forming the opening can be kept low.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネル、前記発熱部材および前記表面部材は、夫々耐熱性両面接着剤で貼り付け結合されている」構成とすることもできる。 In addition to the above-described configuration, the bogie cover of the high-speed railcar according to the present invention has a configuration in which “the noise absorbing panel, the heat generating member, and the surface member are each bonded and bonded with a heat-resistant double-sided adhesive”. You can also
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材を騒音吸収パネルおよび表面部材に耐熱性両面接着剤を用いて結合するようにしており、それらを容易に結合することが可能となる。なお、耐熱性両面接着剤としては、テープ状、或いは、シート状の他に、液状のものであっても良く、適宜選択することができる。 According to the carriage cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the heat generating member is bonded to the noise absorbing panel and the surface member using the heat-resistant double-sided adhesive, and they can be easily combined. The heat-resistant double-sided adhesive may be in the form of a liquid other than a tape or sheet, and can be appropriately selected.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネル、前記発熱部材および前記表面部材は、ボルト・ナットまたはリベットにより一体に結合されている」構成とすることもできる。 In addition to the above-described configuration, the bogie cover of the high-speed railway vehicle according to the present invention has a configuration in which “the noise absorbing panel, the heat generating member, and the surface member are integrally coupled by a bolt / nut or a rivet”. You can also
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、騒音吸収パネル、発熱部材および表面部材を、ボルト・ナットまたはリベットにより一体に結合しており、それらを機械的に結合することでそれらが分離するのを防止することができる。なお、上記の耐熱性両面接着剤と合わせて用いることにより、結合の信頼性をさらに高めることができる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the noise absorbing panel, the heat generating member, and the surface member are integrally connected by bolts, nuts, or rivets, and they are separated by mechanically connecting them. Can be prevented. In addition, by using together with said heat resistant double-sided adhesive, the reliability of a coupling | bonding can further be improved.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記発熱部材における所定間隔で配置された前記発熱体は、複数本を互いに並列に結線して一組が構成され、且つ、各組を互いに直列に結線した」構成とすることもできる。 In addition to the above configuration, the bogie cover of the high-speed railcar according to the present invention is configured as follows: “The heating elements arranged at a predetermined interval in the heating member are connected in parallel to each other, and a set is configured. In addition, a configuration in which each set is connected in series with each other can be adopted.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材を、発熱体を複数本ずつ互いに並列に結線して一組を構成し、それらの組を互いに直列に結線した構成としており、これにより、一組の発熱体の本数を調整することにより発熱部材の消費電力を調整することが可能となると共に、一組では複数本の発熱体を備えているので、小石などの異物が衝突して発熱体が断線しても、断線していない他の発熱体により通電を維持することができ、発熱部材の機能が停止するのを防ぐことができる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the heat generating member is configured in such a manner that a plurality of heating elements are connected in parallel to each other to form a set, and these sets are connected in series to each other. It is possible to adjust the power consumption of the heat generating member by adjusting the number of heating elements in one set, and since one set has multiple heating elements, heat is generated when foreign objects such as pebbles collide with each other. Even if the body is disconnected, energization can be maintained by another heating element that is not disconnected, and the function of the heating member can be prevented from stopping.
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記支持部材は、炭素繊維を強化繊維とする複合材からなる」構成とすることもできる。 In addition to the above configuration, the bogie cover of the high-speed railway vehicle according to the present invention may have a configuration in which “the support member is made of a composite material including carbon fibers as reinforcing fibers”.
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、支持部材を炭素繊維により強化された複合材とするもので、これにより、支持部材を軽量、且つ、高剛性・高強度とすることが可能となると共に、様々な形状に容易に成形することが可能であり、台車カバーを三次元曲面形状に容易に成形することができ、台車に台車カバーが干渉するのを防止することが可能となる。また、大掛かりなプレス成形型が必要なく、台車カバーの製造にかかるコストを安価に抑えることができる。さらに、支持部材を軽量とすることができるので、台車の整備・点検の際に台車カバーを容易に取り扱うことが可能となる。 According to the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention, the support member is a composite material reinforced with carbon fiber, which makes it possible to make the support member lightweight, high rigidity, and high strength. At the same time, it can be easily molded into various shapes, the cart cover can be easily molded into a three-dimensional curved surface shape, and the cart cover can be prevented from interfering with the cart. In addition, a large press mold is not required, and the cost for manufacturing the carriage cover can be reduced at a low cost. Furthermore, since the support member can be made lighter, it is possible to easily handle the cart cover during maintenance and inspection of the cart.
上記のように本発明によると、軽量、且つ、台車周りの騒音を効果的に吸収すると共に、雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a bogie cover for a high-speed railway vehicle that is lightweight and can effectively absorb noise around the bogie and prevent snow and ice from adhering thereto. .
以下、本発明を実施するための最良の形態である高速鉄道車両の台車カバーについて、図1乃至図5に基づき説明する。図1(A)は本発明の高速鉄道車両の台車カバーを備えた鉄道車両の外観斜視図であり、(B)は高速鉄道車両の台車カバーを含む断面図であり、(C)は高速鉄道車両の台車カバーの要部拡大断面図である。図2は本発明の高速鉄道車両の台車カバーを分解して示す断面図であり、図3は図2におけるの台車カバーの分解斜視図であり、図4(A)は本発明の高速鉄道車両の台車カバーにおける発熱部材を概略で示す平面図であり、(B)は発熱部材の一部を示す拡大平面図であり、図5は本発明の高速鉄道車両の台車カバーの周波数と吸音率との関係を従来のものと比較して示すグラフである。 Hereinafter, a bogie cover for a high-speed railway vehicle, which is the best mode for carrying out the present invention, will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is an external perspective view of a railway vehicle provided with a bogie cover for a high-speed railway vehicle of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view including the bogie cover of the high-speed railway car, and FIG. It is a principal part expanded sectional view of the bogie cover of a vehicle. 2 is an exploded cross-sectional view of the bogie cover of the high-speed rail vehicle of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of the bogie cover in FIG. 2, and FIG. 4 (A) is the high-speed rail vehicle of the present invention. FIG. 5 is a plan view schematically showing a heat generating member in the bogie cover, FIG. 5B is an enlarged plan view showing a part of the heat generating member, and FIG. 5 shows the frequency and sound absorption coefficient of the bogie cover of the high-speed railway vehicle of the present invention. Is a graph showing the relationship in comparison with the conventional one.
図1(A)に示すように、高速鉄道車両1の車体下部2には、図示しない床下機器を覆うカバー3と共に、台車4周りを覆う三次元曲面形状に成形された台車カバー5が備えられている(図1(B)参照)。この台車カバー5は、台車4周りから発生する騒音を吸収すると共に、防音壁から反射してくる騒音も吸収することのできるものである。また、この台車カバー5には後述する発熱部材が備えられており、台車カバー5に雪や氷が付着するのを防止することのできるものである。
As shown in FIG. 1 (A), the
台車カバー5は、図1(C)に拡大して示すように、所定形状の凹部6をその両面に備えた支持部材7と、支持部材7の凹部6に装着される騒音吸収パネル8と、騒音吸収パネル8の表面側に配置されるシート状の発熱部材9と、発熱部材9のさらに表面側に配置される表面部材10とから構成されている。なお、本例では、発熱部材9は、図2に示すように、騒音吸収パネル8および表面部材10に耐熱性両面接着剤11により貼り付け結合されている。
As shown in FIG. 1C in an enlarged manner, the
図2および図3に分解して示すように、台車カバー5の支持部材7は、断面矩形状のフレーム部材12を台車カバー5の周縁部に配置して枠状に形成した周縁枠部13と、周縁枠部13により形成される開口を閉鎖するように備えられ台車カバー5の厚さ方向略中間部に備えられた板状部14と、ポリエーテルイミドなどの発泡樹脂からなりフレーム部材12の内部に充填されるコア材15と、周縁枠部13の外周に設けられたフランジ部16とから構成されている。
2 and 3, the
この支持部材7は、コア材15を除く、周縁枠部13、板状部14およびフランジ部16が炭素繊維を強化繊維とする複合材からなり、周知の方法により製造されるものであり、高い剛性と強度とを備えているとともに、アルミ合金製と比べて極めて軽量となっている。
The
この支持部材7は、周縁枠部13と板状部14とにより所定形状の凹部6が形成されており、板状部14を挟んで両側に凹部6が形成された形態となっている。また、支持部材7は、台車カバー5に台車4が干渉しないように、三次元曲面形状に成形されている。
The
騒音吸収パネル8は、金属または非金属からなる短繊維をマット状に形成した多孔質吸音材17と、多孔質吸音材17の一方の面に接着結合され、セラミック繊維をハニカム状に成形した後に不燃性樹脂を含浸して形成されたハニカムコア18と、ハニカムコア18の内部に充填する発泡樹脂からなる充填材19と、ハニカムコア18の多孔質吸音材17とは反対側の面に接着結合される板材20とから構成されており、予め支持部材7の三次元曲面形状に沿うように形成されていると共に、外形が支持部材7の凹部6内に挿入可能な大きさとされている。なお、ハニカムコア18をセラミック繊維を主体とすることで、難燃性を高めると共に、不燃性樹脂を含浸させることで、吸湿性を抑制している。また、板材20は必須ではなく、板材20に代えて支持部材7に直接騒音吸収パネル8のハニカムコアを接着結合しても良い。
The
この騒音吸収パネル8は、多孔質吸音材17側から入射される騒音を効果的に吸収することができるもので、支持部材7の両面に取り付けられる騒音吸収パネル8は、夫々その多孔質吸音材17側が騒音の入射してくる方向に、すなわち、騒音吸収パネル8の板材20側が支持部材7の板状部14と接するようにその向きが向けられている。なお、この騒音吸収パネル8の厚さはおよそ30mmであり、従来の吸音パネルと比較しても薄くて軽量なものとなっている。
The
発熱部材9は、図4に示すように、耐熱性樹脂からなるシート状の被覆部材21と、被覆部材21内に所定間隔で配置された炭素繊維からなる発熱体22と、各発熱体22の間に発熱部材9を貫通するように形成された開口23とを備えた構成とされている。なお、本例では、発熱部材の開口の形状が長孔形状とされている。
As shown in FIG. 4, the
また発熱部材9は、図4(B)に示すように、発熱体22を所定間隔に保持するための絶縁性の保持繊維24と、発熱体22に電力を供給するための導電性の給電繊維25とをさらに備えており、例えば、保持繊維24により織られた布に、発熱体22を緯糸として所定間隔ごとに織り込むと共に、発熱体22の両端において、給電繊維25を経糸として織り込むことで給電繊維25を介して発熱体22に電力を供給するようにしている。
Further, as shown in FIG. 4B, the
この発熱部材8は、発熱体22、保持繊維24および給電繊維25により織られた布体の両面に、耐熱性樹脂シートを配し、二枚の耐熱性樹脂シートを互いに融着あるいは接着することで形成されており、薄くて軽量なものとなっている。
The
表面部材10は、本例では、騒音吸収パネル8における多孔質吸音材17と略同等のものとされており、金属または非金属からなる短繊維をマット状に形成したもので、吸音特性を備えたものとなっている。また、耐熱性両面接着剤11は、本例では、テープ状に形成されており、発熱部材9の開口23を避けるように貼り付けられており、開口23以外の全面、或いは、部分的に貼り付けられている。なお、耐熱性両面接着剤11を発熱部材9における発熱体22の繊維方向に対して直角方向に貼り付けることが望ましく、これにより、発熱体22からの熱による劣化を抑制することが可能となる。
In this example, the
本実施形態の台車カバー5は、図1(B)および図3に示すように、支持部材7の上縁部内側には、複数のヒンジ部材26を介して高速鉄道車両1の車体下部2に取り付けられており、車体に対して開閉可能に軸支されている。この台車カバー5は、極めて軽量であり、台車4の整備・点検の際に、図中二点鎖線で示すように容易に上方に開くことができ、図示しないラッチ機構により台車カバー5の開状態が維持されるようになっている。
As shown in FIGS. 1B and 3, the
次に、図5は、本実施形態の高速鉄道車両の台車カバー5における周波数と吸音率との関係を示すグラフである。本例の台車カバー5の吸音率は実線で示すように、広い周波数帯域において高い吸音率を示していることが判る。特に500〜4000Hzの間の周波数帯域において、0.7以上の高い吸音率を示している。一方、同図において破線で示す従来の吸音パネルでは、800〜2000Hzと狭い範囲内でしか高い吸音率を発揮しておらず、本発明品がいかに優れているかが判る。
Next, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the frequency and the sound absorption coefficient in the
続いて、本実施形態の高速鉄道車両の台車カバー5の作用について説明する。この台車カバー5は、その支持部材7が炭素繊維を強化繊維とする複合材により形成されており、高速鉄道車両の台車カバーとして十分な剛性と強度を備えている。そして、支持部材7の両面に形成された凹部6内に、夫々騒音吸収パネル8が装着されている。この騒音吸収パネル8はハニカム構造とされており、その表面側に多孔質吸音材17を備えると共に、ハニカムコア18のセル内に吸音特性に優れた発泡樹脂からなる充填材19を備えている。そのため、騒音吸収パネル8は、軽量且つ優れた吸音特性を備えていると共に、高速鉄道車両の台車カバーとして十分な剛性と強度とを備えたものとなっている。また、この台車カバー5は、騒音吸収パネル8の表面側に開口23を備えたシート状の発熱部材9を介して吸音特性の優れた表面部材10が配置され、それらが一体に結合されている。
Then, the effect | action of the trolley |
そして、台車4周りから発生する騒音が、台車カバー5に入射すると、詳しくは、表面部材10に入射すると、その騒音は表面部材10によりある程度吸収され、吸収されなかった騒音は発熱部材9の開口23を通じてさらに騒音吸収パネル8へと入り、騒音吸収パネル8の多孔質吸音材17と充填材19に吸収され、騒音のレベルが所定値以下となる。
When noise generated from the periphery of the carriage 4 is incident on the
一方、この台車カバー5は、車体に対し外側にも騒音吸収パネル8が装着されており、この外側の騒音吸収パネル8により、車体の空力騒音、パンタグラフ周りからの騒音や、軌道に沿って設けられた防音壁113などからの反射音などを吸収し、高速鉄道車両1全体の騒音を低減させることに寄与する。
On the other hand, the
この台車カバー5の外側の騒音吸収パネル8では、その多孔質吸音材17の外周が、ハニカムコア18などよりもさらに延出され、支持部材7の周縁枠部13を覆うように構成されており、台車カバー5における吸音特性を発揮する有効面積が広くなるようにしている。なお、多孔質吸音材17を支持部材17全面を覆うように延出しても良い。
In the
また、台車カバー5には、発熱部材9が備えられており、この発熱部材9に通電することで発熱させ、台車カバー5に雪や氷が付着するのを防止したり、付着した雪や氷を溶かすことができる。
Further, the
このように、本実施形態の高速鉄道車両1の台車カバー5によると、支持部材7の凹部6に騒音吸収パネル8が装着され、その上にシート状の発熱部材9を介して表面部材10が配置され、それらが一体的に結合されているので、台車4周りの騒音を表面部材10および騒音吸収パネル8により効果的に吸収することが可能となる。
Thus, according to the
また、発熱部材9を発熱させることで台車カバー5に雪や氷が付着するのを防止することができると共に、発熱部材9の表面側に表面部材10を配置しているので、発熱部材9に直接小石などの異物が衝突して、発熱部材9が破損するのを防止することができる。
Further, by causing the
また、騒音吸収パネル8は断熱性が高いので、発熱部材9から発生した熱が、騒音吸収パネル8に吸収されことがなく、発熱部材9からの熱が効率的に表面部材10側に伝わるようになり、熱効率を上げることができると共に、発熱部材9の消費電力を低く抑えることが可能となる。
Further, since the
さらに、発熱部材9は、各発熱体22を給電繊維25により互いに並列に結線しているので、発熱部材9に小石などの異物が衝突して発熱体22が断線しても、断線していない他の発熱体22により通電が維持されるので、発熱部材9の作動を維持することができ、雪や氷が付着するのを防止し続けることができる。
Furthermore, since each
また、騒音吸収パネル8をハニカム構造とすることで、その剛性と強度を高めることができ、高速鉄道車両1がトンネルなどに出入りする際の気圧変動により騒音吸収パネル8、すなわち、台車カバー5が破損するのを防止することができる。
Moreover, the
さらに、多孔質吸音材17をハニカムコア18と接着結合しているので、その接着部分は極めて細く、多孔質吸音材17の吸音面積の減少が数%以下となり、多孔質吸音材17の吸音特性を十分に発揮させることができる。
Further, since the porous
また、本実施形態の台車カバー5は、従来の吸音パネルに比べて、より広い範囲の周波数帯域において高い吸音特性を発揮しており、台車カバー5の厚さを薄くすることが可能となると共に、台車に台車カバーが干渉するのを回避することができる。
Further, the
さらに、支持部材7を炭素繊維により強化された複合材としており、支持部材7を軽量、且つ、高剛性・高強度とすることが可能となると共に、様々な形状に容易に成形することが可能であり、台車カバー5を三次元曲面形状に容易に成形することができ、台車4に台車カバー5が干渉するのを防止することができる。また、大掛かりなプレス成形型が必要なく、台車カバー5の製造にかかるコストを安価に抑えることができる。さらに、支持部材7を軽量とすることができるので、台車4の整備・点検の際に台車カバー5を容易に取り扱うことが可能となる。
Furthermore, the
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 The present invention has been described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as described below. And design changes are possible.
すなわち、上記の実施形態における高速鉄道車両1の台車カバー5では、その発熱部材9の開口23の形状を長孔形状のものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、図6に示すような、丸孔形状としても良く、この場合でも、開口23を容易に形成することができると共に、形成にかかるコストを低く抑えることができる。
That is, in the
また、本実施形態の高速鉄道車両1の台車カバー5における発熱部材9の発熱体22の結線が、全て並列に結線されたものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、図7に示すように、発熱体22を複数本ずつ互いに並列に結線して一組を構成し、それらの組を互いに直列に結線した構成としても良く、これにより、一組の発熱体22の本数を調整することにより発熱部材9の消費電力を調整することが可能となると共に、一組では複数本の発熱体22を備えているので、小石などの異物が衝突して発熱体22が断線しても、断線していない他の発熱体22により通電を維持することができ、発熱部材9の機能が停止するのを防ぐことができる。
Further, although the connection of the
さらに、本実施形態の高速鉄道車両1の台車カバー5では、その両面に騒音吸収パネル8を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、台車カバー5の何れか一方にのみ騒音吸収パネル8を備えるようにしても良く、例えば、図8に示すように、台車カバー5の車体に対して内側、すなわち、台車4側にのみ騒音吸収パネル8を備えるようにしても良い。これにより、両面に騒音吸収パネル8を備える場合に比べて、台車カバー5の重量をさらに軽減させることができるので、台車4を整備・点検する際に、台車カバー5を容易に取り扱うことが可能となる。
Furthermore, although the
また、本実施形態の高速鉄道車両1の台車カバー5では、発熱部材9を台車カバー5における台車4側にのみ備えたものを示したが、これに限定するものではなく、台車カバー5の両面に発熱部材9を備えても良く、これにより、台車カバー5の外側に対しても、雪や氷が付着するのを防止することができる。
Moreover, in the
さらに、本実施形態の高速鉄道車両1の台車カバー5では、発熱部材9を騒音吸収パネル8および表面部材10に耐熱性両面テープ11を用いて結合したものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、耐熱性両面テープ11に代えて、ボルト・ナットまたはリベットなどにより一体的に結合しても良く、さらには、耐熱性両面テープ11と、ボルト・ナットまたはリベットなどとを併用して結合するようにしても良い。これにより、結合の信頼性をさらに高めることができる。
Furthermore, in the
また、本実施形態の高速鉄道車両1の台車カバー5では、騒音吸収パネル8として、板材20を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、板材20を備えていない騒音吸収パネルとしても良く、これにより、板材20の分だけ台車カバー5のコストを低下させると供に、その重量を軽減させることが可能となる。なお、板材20に代えて支持部材7に直接ハニカムコア18を接着結合して台車カバー5と騒音吸収パネルを一体のものとしても良いし、夫々別体として支持部材7に装着するようにしても良い。
Moreover, in the
1 高速鉄道車両
2 車体下部
3 カバー
4 台車
5 台車カバー
6 凹部
7 支持部材
8 騒音吸収パネル
9 発熱部材
10 表面部材
11 耐熱性両面接着剤
17 多孔質吸音材
18 ハニカムコア
19 充填材
20 板材
21 被覆部材
22 発熱体
23 開口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-
Claims (9)
該支持部材の前記凹部に装着される騒音吸収パネルと、
該騒音吸収パネルの表面側に配置されるシート状の発熱部材と、
該発熱部材の表面側に配置され、音を吸収または透過可能な表面部材とを具備し、
前記支持部材、前記騒音吸収パネル、発熱部材および表面部材が夫々結合されていることを特徴とする高速鉄道車両の台車カバー。 A support member having a recess of a predetermined shape;
A noise absorbing panel mounted in the recess of the support member;
A sheet-like heat generating member disposed on the surface side of the noise absorbing panel;
A surface member disposed on the surface side of the heat generating member and capable of absorbing or transmitting sound;
A bogie cover for a high-speed railway vehicle, wherein the support member, the noise absorbing panel, the heat generating member, and the surface member are coupled to each other.
表面側に配置され、短繊維をマット状に形成した多孔質吸音材と、
該多孔質吸音材の一方の面に接着されるハニカムコアと、
該ハニカムコアの各セル内に充填され、発泡樹脂からなる充填材と
から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の高速鉄道車両の台車カバー。 The noise absorbing panel is
A porous sound-absorbing material arranged on the surface side and formed of short fibers in a mat shape;
A honeycomb core bonded to one surface of the porous sound absorbing material;
2. The bogie cover for a high-speed railway vehicle according to claim 1, wherein each of the cells of the honeycomb core is filled with a filler made of foamed resin.
前記ハニカムコアの前記多孔質吸音材を接着した側とは反対側に接着される板材をさらに構成に加えられることを特徴とする請求項2に記載の高速鉄道車両の台車カバー。 The noise absorbing panel is
The bogie cover for a high-speed railway vehicle according to claim 2, further comprising a plate material bonded to the opposite side of the honeycomb core to the side to which the porous sound absorbing material is bonded.
耐熱性樹脂からなるシート状の被覆部材と、
該被覆部材内に所定間隔で配置され、通電することで発熱する繊維状の発熱体と、
該発熱体の間に前記発熱部材を貫通するように形成された開口と
から構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。 The heating member is
A sheet-like covering member made of a heat-resistant resin;
A fibrous heating element that is arranged in the covering member at predetermined intervals and generates heat when energized;
4. The bogie for a high-speed railway vehicle according to any one of claims 1 to 3, further comprising an opening formed so as to penetrate the heating member between the heating elements. cover.
複数本を互いに並列に結線して一組が構成され、且つ、各組を互いに直列に結線したことを特徴とする請求項4から請求項7までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。 The heating elements arranged at predetermined intervals in the heating member are:
The high-speed rail vehicle according to any one of claims 4 to 7, wherein a plurality of wires are connected in parallel to each other to form a set, and each set is connected to each other in series. Dolly cover.
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