JP2009161036A - 鉄道車両用外幌 - Google Patents

Abstract

【課題】高速走行時の風切り音を防止することができるとともに、低速走行時における車両の大きな変位に対しても柔軟に追従することができる鉄道車両用外幌を提供する。
【解決手段】外皮２０と、外皮２０内に設けられた空気室４０とで構成され、車両５０，６０同士の互いに対向する連結面１０，１１の外周部にそれぞれ装着されて外皮２０の先端同士が当接することにより隣接する車両５０，６０間の連結部３を閉塞する外幌１において、空気室４０内には軟質材からなる形状保持部材２２が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉄道車両用外幌に関する。

近年、時速３００ｋｍ／ｈを越える高速鉄道車両が登場しており、その走行時に車両間の連結部で生じる風切り音の発生を抑えるため、鉄道車両用外幌が用いられている。この種の鉄道車両用外幌は、車両間の連結部を跨ぐように幌を設け、この幌により車両間の連結部を完全に覆い、風切り音の発生を防いでいる。しかし、この場合、車両間を幌により連結する構造であるため、車両連結部の切り離し、メンテナンス等において、多くの労力と時間を有するという問題があった。

そこで、車両間の連結部にて対向する連結面に一対の外幌形成部材を装着し、外幌形成部材の先端同士が当接することにより、車両連結部を閉塞する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、この外幌形成部材は、空気を給排気することにより膨張及び収縮可能な空気室を備えており、この空気室内を頭部と胴部とで断面だるま状に構成することで形状安定性を良好に維持しているものである。
特開２００７−５５３８４号公報

ところで、このような鉄道車両用外幌にあっては、本線走行等の高速走行時における風切り音を解消するために、空気室内の気圧を高圧に維持し、空気室を膨張させて車両間の連結部を閉塞しなければならない。一方、車両基地入庫時や構内走行等の低速走行時には、曲率の小さいカーブや分岐等の大きな変位が存在しており、この場合、空気室内が高圧のままであると、その変位に空気室が追従できないため、空気室が圧縮されて外幌が破損してしまう虞がある。また、破損しないまでも、外幌同士が高圧接触下で擦れ合うため、耐久性が劣る問題が生じる。
そこで、低速走行時には空気室内を低圧に維持して、空気室内を収縮する必要があるが、この時、車両間の連結部を閉塞することが困難であるという問題がある。つまり、空気室内が低圧の状態では、車両の変位に対して空気室が変形した後、空気室が元の形状に復元せず、車両間にスペースが生じてしまう。したがって、車両の外観を損ねるとともに、車両間に物が落下してしまう虞もある。

また、前記空気室のみで車両連結部を閉塞するには、空気室が大径となってしまうため、鉄道車両用外幌の取付スペースを大きく確保しなければならない。これにより、鉄道車両用外幌内に配置される車両通路スペース等のレイアウトが制限されてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化を図った上で、高速走行時の風切り音を防止することができるとともに、低速走行時における車両の大きな変位に対しても柔軟に追従することができる鉄道車両用外幌を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の鉄道車両用外幌は、外皮と、該外皮内に設けられた空気室とで構成され、鉄道車両同士の互いに対向する連結面の外周部にそれぞれ装着されて前記外皮の先端同士が当接することにより隣接する前記鉄道車両間の連結部を閉塞する鉄道車両用外幌において、前記空気室内には軟質材からなる形状保持部材が設けられていることを特徴とする。
本発明では、本線走行等の高速走行時において空気室内に空気を供給して空気室内の剛性を確保することで、鉄道車両間を閉塞して風切り音の発生を防止することができる。
加えて、空気室内に形状保持部材が設けられているため、構内走行等の低速走行時において、空気室内を低圧にしても空気室の形状を維持することができる。すなわち、空気室内を低圧にしても鉄道車両間を閉塞した状態を維持した上で、カーブ、分岐点等における大きな変位にも柔軟に追従させることができるとともに、空気室が変形した後でも速やかに元の形状に復元させることができる。

ここで、前記空気室と前記鉄道車両の前記連結面との間には、前記空気室を前記鉄道車両から離間して保持する受け座が介在されていることを特徴とする。
この場合、空気室と鉄道車両との間に受け座を介在させることで、空気室の外径を小さくしても隣接する鉄道車両間を閉塞することができる。これにより、鉄道車両用外幌の小型化を図ることができるため、設計の自由度を向上させることができる。

また、前記形状保持部材と前記受け座とがそれぞれ発泡樹脂で形成されていることを特徴とする。
この場合、形状保持部材及び受け座のそれぞれを発泡樹脂で形成することで、形状保持部材及び受け座を柔軟に形成することができる。したがって、構内走行等でのカーブ、分岐点等における大きな変位に対して鉄道車両用外幌が圧縮されて破損することを防ぐことができる。

また、前記発泡樹脂はポリウレタンフォームであることを特徴とする。
この場合、空気室及び受け座の形状を保持しながら鉄道車両用外幌を柔軟に変形させることができる。

また、前記形状保持部材の硬度は、前記受け座の硬度と同等若しくは同硬度よりも軟らかく形成されていることを特徴とする。
この場合、形状保持部材の硬度を、受け座の硬度と同等若しくは同硬度よりも軟らかく形成することで、カーブ、分岐点等における大きな変位に対して、受け座ではなく、形状保持部材が積極的に変形することとなる。したがって、追従性を向上させることができる。

本発明によれば、高速走行時の風切り音を防止することができるとともに、低速走行時における鉄道車両の大きな変位に対しても鉄道車両間が閉塞された状態で柔軟に追従させることができる。

次に、図１〜３に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
図１，２に示すように、外幌（鉄道車両用外幌）１は、新幹線等の高速鉄道用であって、隣接する車両（鉄道車両）５０，６０の連結部３にて対向する連結面１０、１１の外周部に装着される。外幌１は、断面視コ字状に一体形成されたものであり、車両５０，６０の通路２を上方及び両側方の三方向から囲むように配置されている。そして外幌１の先端同士が当接されることにより、車両５０，６０の連結部３が閉塞され、ほぼ面一の外面形状となる。

図３に示すように、外幌１は、外皮２０と空気室４０とを備えている。外皮２０は、帆布、繊維入りゴム等の耐候性、耐磨耗性に優れ、かつ拡張しない材質からなり、その両端部が、各車両５０，６０の連結面１０，１１に形成された一対のブラケット１２に取り付けられている。

ブラケット１２は、外幌１の幅と略同じ長さで連結面１０，１１に配置されており、連結面１０，１１の長さ方向に適宜間隔で螺子孔１３が穿設されている。外皮２０は、ブラケット１２に沿って延在する長尺の巻付け具７に巻付けられた状態でブラケット１２の螺子孔１３にボルト８にて固定されている。よって、ボルト８で螺着される箇所の外皮２０の両端部および巻付け具７にはボルト８用の図示しない貫通孔が穿設されている。

外皮２０内には、エアー膜２１が内装されている。このエアー膜２１は、断面円形状のものが外皮２０内の全周に亘って連通可能に構成されたものであり、その両端部で閉塞されている。エアー膜２１には、送風機等の図示しない吸排気手段が接続されており、走行速度に応じてエアー膜２１内の空気の給排気可能に構成されている。なお、エアー膜２１は、気密性を保持しつつ、拡張しない繊維入りゴム等で形成されていることが好ましい。そして、エアー膜２１に覆われた内部が空気室４０として構成される。

ここで、エアー膜２１内には形状保持部材２２が設けられている。この形状保持部材２２は、エアー膜２１の内周面２１ａの全周に亘って内装された断面円形状のものである。なお、形状保持部材２２の材質は、ポリウレタンフォームやポリウレタンエラストマー等の軟質材で構成されることが好ましく、本実施形態においては、ポリウレタンフォームが用いられている。

空気室４０を構成するエアー膜２１と各車両５０，６０の連結面１０，１１との間には、保護シート２３が設けられている。この保護シート２３は、各連結面１０，１１に設けられた一対のブラケット１２間であって、空気室４０を包み込むように跨設されている。なお、保護シート２３は、上述したエアー膜２１と同様に気密性を保持しつつ、拡張しない繊維入りゴム等で構成されていることが好ましい。
そして、保護シート２３とエアー膜２１との間には、充填材２４が設けられている。この充填材２４は、上述した形状保持部材２２と同様の材質、若しくはそれより硬い材質で構成されていることが好ましい。

次に、作用を説明する。
まず、本線走行等の高速走行時について説明する。
図３に示すように、高速走行時において、空気室４０内には、図示しない空気の給排気手段から空気が供給される。この時の空気室４０内の気圧としては、６〜１０ｋＰａ程度が好ましい。これにより、各車両５０，６０の連結面１０，１１に設けられた対向する外幌１同士が拡張して密着し、外幌１の剛性が向上するため、車両５０，６０間の連結部３に入り込むことを抑えることができる。つまり、高速走行時の走行風による外幌１のバタつきを抑えることができるため、車両５０，６０間の連結部３で生じる風切り音を防止することができる。

次に、構内走行等の低速走行時について説明する。
構内走行時においては、曲率の小さいカーブや、分岐等の大きな変位が生じることがあり、この時、上述のように空気室４０内に空気を充填した状態を維持していると、各車両５０，６０間の連結部３の左右部分で距離が変化し、空気室４０が圧縮されてしまうとともに、空気室４０がこの変位に追従することができず、外幌１が擦れ合い、破損してしまう虞がある。そこで、低速走行時には、図示しない給排気手段により空気室４０内の空気を排気し、空気室４０内を低圧に維持する。

ここで、エアー膜２１内には、その内周面２１ａに亘ってポリウレタンフォーム等の軟質材からなる形状保持部材２２が設けられているため、空気室４０内の空気を排気しても空気室４０の形状は維持される。具体的には、車両５０，６０がカーブ、分岐等に差し掛かると、車両５０，６０の変位に追従して、空気室４０が柔軟に変形する。そして、車両５０，６０がカーブ、分岐等を抜けると、空気室４０は形状保持部材２２により、元の形状に復元することとなり、車両５０，６０間は閉塞された状態を維持する。

さらに、停車時において空気室４０内に供給されるエアーが止まっている場合でも、車両５０，６０間の連結部３は閉塞された状態となるため、車両５０，６０間の連結部３にスペースが生じることがない。このように、車両５０，６０の高速走行時及び低速走行時、停止時何れの場合においても車両５０，６０間の連結部３は閉塞された状態を維持することとなる。
また、車両の切り離し、メンテナンス等を行う際は、何れかの車両（例えば、車両５０，６０の何れか）の外幌１を取り外すことで容易に取り外すことができる。

したがって、上述の実施形態によれば、本線走行等の高速走行時において空気室４０内に空気を供給して空気室４０の剛性を確保することで、車両５０，６０間を閉塞して外幌１のバタつきを抑えることができるため、風切り音の発生を防止することができる。
加えて、構内走行等の低速走行時において、空気室４０内を低圧にしても空気室４０の形状を維持することができる。すなわち、エアー膜２１内の内周面２１ａに形状保持部材２２が設けられているため、空気室４０内を低圧にしても車両５０，６０間を閉塞した状態を維持した上で、カーブ、分岐点等における大きな変位にも柔軟に追従させることができる。したがって、高速走行時の風切り音を防止することができるとともに、低速走行時における車両の大きな変位に対しても柔軟に追従することができる。
また、停止時においても車両５０，６０間の連結部３は閉塞されているため、外観もよく、車両５０，６０間に物が落下することも防ぐことができる。

さらに、空気室４０内に形状保持部材２２が設けられているため、空気を供給した際に空気室４０内が拡張され、車両５０，６０の連結部３が閉塞されることで、ほぼ面一の外面形状を得ることができる。したがって、風切り音の発生を確実に防止することができる。また、６〜１０ｋＰａ程度の低気圧でも空気室４０の剛性を確保することができるため、コンプレッサー等の大型給排気手段を設ける必要がない。したがって、省電力化及び低コスト化を実現することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本発明の第２実施形態は、外幌の小型化を図り、外皮内に受け座を設けた点で第１実施形態と相違している。なお、前述した第１実施形態と同一部材には同一符号を付し説明は省略する。

図４に示すように、空気室４０を構成するエアー膜２１と保護シート２３との間には、受け座３６が設けられている。この受け座３６は、各連結面１０，１１と空気室４０との間に介在するとともに、断面視で空気室４０の外周面２１ｂにおける略半分を囲むように設けられている。これにより、空気室４０は、車両５０，６０の連結面１０，１１に離間して保持されることとなる。

受け座３６は、前述した形状保持部材２２と同様にポリウレタンフォームやポリウレタンエラストマー等の軟質材からなり、本実施形態において、形状保持部材２２及び受け座３６の双方がポリウレタンフォームで形成されている。また、受け座３６の硬度は、形状保持部材２２の硬度と同等若しくはそれより硬い材質で構成されていることが好ましい。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、エアー膜２１と保護シート２３との間に受け座３６を介在させることにより、外皮２０内の空気室４０形成領域を小さくすることができるため、空気室４０の外径を小さくしても隣接する車両５０，６０間を閉塞することが可能になる。
これにより、外幌１を車両５０，６０の幅方向に小型化することができるとともに軽量化を図ることができるため、連結部３における設計の自由度を向上させることができる。例えば、車両５０，６０間のスペースが広い時や、車両５０，６０間の通路スペースが大きく外幌１の取付スペースが確保し難い場合等、大径の空気室４０が形成困難な場合でも隣接する車両５０，６０間の連結部３を閉塞することができる。

さらに、受け座３６の硬度を形状保持部材２２の硬度と同等もしくは硬く形成するため、カーブ、分岐点等における大きな変位に対して、受け座３６ではなく、形状保持部材２２が積極的に変形することとなる。これにより、追従性を向上させることができる。
また、形状保持部材２２及び受け座３６の双方をポリウレタンフォームに形成することで、形状保持部２２材及び受け座３６を柔軟に形成することができる。したがって、構内走行等でのカーブ、分岐点等における大きな変位に対して外幌１が圧縮されて破損することを防ぐことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、本実施形態において、外幌を車両の上方及び両側方の三方向から覆うように設けた場合について説明したが、これに限らず、車両の両側方のみを覆う構成としてもよい。また、受け座の形状及び空気室の本数等は適宜設計変更が可能である。

小型化を図った上で、高速走行時の風切り音を防止することができるとともに、低速走行時における車両の大きな変位に対しても柔軟に追従することができる。

本発明の実施形態における鉄道車両用外幌を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態における図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態における図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

符号の説明

１…外幌（鉄道車両用外幌）、３…連結部、１０，１１…連結面、２０…外皮、４０…空気室、２２…形状保持部材、３６…受け座、５０，６０…車両（鉄道車両）

Claims (5)

1. 外皮と、該外皮内に設けられた空気室とで構成され、鉄道車両同士の互いに対向する連結面の外周部にそれぞれ装着されて前記外皮の先端同士が当接することにより隣接する前記鉄道車両間の連結部を閉塞する鉄道車両用外幌において、
   前記空気室内には軟質材からなる形状保持部材が設けられていることを特徴とする鉄道車両用外幌。
2. 前記空気室と前記鉄道車両の前記連結面との間には、前記空気室を前記鉄道車両から離間して保持する受け座が介在されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用外幌。
3. 前記形状保持部材と前記受け座とがそれぞれ発泡樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２記載の鉄道車両用外幌。
4. 前記発泡樹脂はポリウレタンフォームであることを特徴とする請求項３記載の鉄道車両用外幌。
5. 前記形状保持部材の硬度は、前記受け座の硬度と同等若しくは同硬度よりも軟らかく形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の鉄道車両用外幌。

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