JP3655095B2 - Connection structure between railway vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、連結器を介して相互に連結される鉄道車両間を幌装置にて接続する構造に関するもので、とくに新幹線車両などの高速で走行する鉄道車両の車両間から発生する騒音防止に好適な接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は鉄道車両(新幹線車両)が高速走行した際のある地点において計測した騒音レベルを示すグラフで、最初に騒音レベルが高くなった山xは車両先頭部分の通過時騒音で、後方の2つの騒音レベルの山yはパンタグラフの通過時騒音、その間の小さな騒音レベルの山zが車両の連結部の通過時騒音を示す。鉄道車両の高速化に伴い、空力騒音が走行速度の6乗に比例して高くなることから、空力騒音が車両の高速化を阻む大きな要因の一つになっている。とくに車両の連結部においては、空気流に乱れを生じ易く、このために空力騒音が頻繁に発生するが、その原因は、ウインドスロップ現象を起点とし、車両間の隙間で気柱共鳴が生じることによって空力騒音を増大させるからである。なお、気柱共鳴とは、例えば上端開放の隙間では図12に示すように、気柱長によって共鳴して音の強さが強くなる現象をいい、同一気柱長(一本の気柱)であっても低次から高次の共鳴が起こり得る。また、隣接箇所など接近した位置に同一周波数で共鳴するものがあると、音の強さはさらに強くなる。
【0003】
鉄道車両間の接続構造の従来技術として、図13に示すように車体妻面(以下、端面ともいう)12の両側周縁に装着される断面略直角三角形のゴム製側面外幌51があり、この外幌52は新幹線車両に採用されている。なお、符号52は中央連絡通路13の周囲を覆うひだ付きの幌装置である。
【0004】
その他の先行技術として、特開平6−270802号公報および特開平8−253135号公報に記載のものがある。前者は、車両間の中央連絡通路(客室貫通路部分)と車両の下面を除く外周縁との間の隙間を発泡性材料で埋めて騒音源をなくすもので、発泡性材料の外周面および内周面には、伸縮性および可撓性に富む表皮材を一体に設けている。後者は、一対の断面略U字形の幌ひだを金枠で結合し、各幌ひだに略U字形溝を設けた一定厚みの山型発泡体ブロックを取り付けてなるゴム製幌装置により、車両間の中央連絡通路の周囲を覆うとともに、車端妻面の側周縁に公知のゴム製側面外幌を装着したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の側面外幌および上記公報に記載の接続構造では、次のような点で改良の余地がある。
【0006】
▲1▼ 側面外幌51(図13)は、確かに側面部分の空いた隙間は減少されるものの、側面外幌51は互いに離れて独立しているから、曲線走行時だけでなく直線走行時においても、車両の横方向相対移動によって側面外幌51間において段差が生じてしまう。このような段差が生じると、車体側面から側面外幌の外側面に沿って流れていた空気流が乱れを起こし、フラップフロップ現象等が起こると同時に、内幌を底とし車体側の延長面を開とする片端開の気柱共鳴、妻面間の距離で起こる両端閉の気柱共鳴、内幌と外幌で囲まれ上下端を開口とする両端開の気柱共鳴が起こるおそれがあるため、新幹線車両に用いられている側面外幌51では、騒音低減の効果が少ない。
【0007】
▲2▼ 特開平6−270802号公報の接続構造は、発泡性材料に複数組の長さが同一の縦孔が形成されており、各縦孔の下端が開口しているので、高速走行時に各縦孔で気柱共鳴が起こり、騒音が発生する。同公報の図面においては、各縦孔共深さがほぼ同一であると判断され、各縦孔で発生する気柱共鳴の周波数はほぼ同じになるから、かなり大きな騒音が車外はもちろんのこと車室内にも響くおそれがある。
【0008】
▲3▼ 特開平8−253135号公報の接続構造は、車両間に大きな空間があるため、▲2▼の場合と同様に、それらの空間の上面、側面および下面を通過する空気流によって、それぞれの面での気柱共鳴が起こり、また周波数を共通にする前述の気柱共鳴によって、大きな騒音が車室内外に響くおそれがある。
【0009】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、高速走行時における車体間の隙間を要因として起こる気柱共鳴ならびに空力抵抗を大幅に低減することができる鉄道車両の接続構造を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、連結器を介して相互に連結される鉄道車両間を幌装置にて接続する構造において、隣接する前記車両間の各車体妻面の中央部に設けられる連絡通路の外周縁間を可撓性を有する環状の内面幌部材により、また各車体妻面の外周縁間を可撓性を有する環状の外面幌部材によりそれぞれほぼ全周にわたって接続するとともに、前記内面幌部材と前記外面幌部材とを、両環状空間部に軟質ウレタンフォームなどの弾性変形に富む柔軟な軟質発泡樹脂材を介在させて一体化することにより、前記幌装置を構成している。
【0011】
請求項1記載の発明によれば、車両間の連結部における隙間の全部あるいは大部分が柔軟な軟質発泡樹脂材によって埋められるとともに、その外表面が外面幌部材によって覆われることにより、ウインドスロップ現象およびこれを起点とする気柱共鳴の発生が防止され、空力騒音の発生が抑えられる。また、車両間の隙間が軟質発泡樹脂材により埋められ無くなったことによって、連結部においても、車体表面に沿って流れる空気流が、車体外表面と面一の外面幌部材に沿って後方へスムーズに流れるから、空気流の乱れが生じにくく、高速走行時の空力抵抗も低減される。
【0012】
請求項2に記載のように、前記外面幌部材をクロロスルホン化ポリエチレンゴムやエチレンプロロプレンゴムやエチレンプロピレンゴムのような伸縮性、撥水性および耐候性に富む膜状部材で、前記内面幌部材を伸縮性を奏させるように織った布材の表面にクロロスルホン化ポリエチレンゴムやエチレンプロロプレンゴムなどの耐候性ゴム材をコーティングしたものでそれぞれ形成することが望ましい。
【0013】
請求項2記載の発明によれば、外面幌部材が防水性および耐侯性に優れた膜状部材からなり、車体表面と面一に車体連結部の外周面を覆っているので、高速走行時の騒音および空力抵抗の低減が図られる。一方、内面幌部材を伸縮性に優れた布材にしたから、カーブなどでの隣接する車体間の横方向や上下方向などの各方向の変位に対応して伸縮し、追随するとともに、布材に十分な通気性をもたせることにより、軟質発泡樹脂材と車室内の間で空気の流通作用(呼吸作用)が得られる。
【0014】
請求項3に記載のように、前記幌装置の内部を構成する前記軟質発泡樹脂材を連続発泡樹脂材で形成し、前記内面幌部材の適所あるいは前記外面幌部材の下面の適所に通気孔を設けることが望ましい。
【0015】
請求項3記載の発明によれば、内面幌部材あるいは外面幌部材下面の通気孔を通して連続発泡樹脂材の内外で空気が出入り可能であることから、車体間隔が広がる側では、軟質発泡樹脂材内に空気が流入されて、発生しようとする隙間や段差を吸収し、車体間隔が狭くなる側では、軟質発泡樹脂材内の過剰な空気が外部に排出され、適度な弾性にして、隙間や段差を吸収する。これにより、車体間隔の変化時や車体間の横方向等の変位時に連続発泡樹脂材が瞬時に対応して伸縮が行われ、連続発泡樹脂材に無理な力が作用しない。このため、連続発泡樹脂材を含め幌装置が長期にわたり安定して使用される。
【0016】
請求項4に記載のように、前記幌装置により前記車体妻面間を接続する際に、接続後に車体妻面間の幌装置の前記外面幌部材が車体外表面と面一になるように妻面のほぼ全面に対して均等に予圧縮を与えるとよい。
【0017】
請求項4記載の発明によれば、幌装置(とくに軟質発泡樹脂材)を車体妻面に対し予圧縮を与えて接続することで、接続後に幌装置(とくに軟質発泡樹脂材)が復元力を受けて膨張することにより、幌装置の表面(外面幌部材)が車体表面と面一になるように外方へ膨れるから、直線走行時でもカーブ走行時でも、車体間は幌装置の外表面(外面幌部材)によって車体間の隙間を無くし、かつ同車体間の段差を極力小さくしながら、車体間の変位が幌装置の軟質発泡樹脂材の弾性変形で全体的にほぼ均一に平滑化されるので、騒音抑制効果および空力抵抗低減効果が向上される。
【0018】
請求項5に記載のように、前記幌装置により前記車体妻面間を接続する際に、接続後に車体妻面間の幌装置の前記外面幌部材が車体外表面と面一になるように妻面の外周縁に近づくに従って予圧縮量を増やすことが望ましい。
【0019】
請求項5記載の発明によれば、走行中の車体間の変位量は外周面に近づくにつれて大きくなる傾向があるから、接続状態で幌装置の表面(外面幌部材)が車体表面と面一になるように外方へ膨れるから、直線走行時でもカーブ走行時でも、車体間は幌装置の外表面(外面幌部材)によって車体間の隙間を無くし、かつ同車体間の段差を極力小さくしながら、車体間の変位が幌装置の軟質発泡樹脂材の弾性変形で車体の外周縁に近づくにつれてより効果的に平滑化されるので、騒音および空力抵抗がより一層向上される。一方、幌装置の内面幌部材側は外面幌部材側に比べて膨張割合が小さいから、中央連絡通路側へ内面幌部材が張り出すことがない。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉄道車両の接続構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1(a)は本発明の実施例に係る接続構造を適用した鉄道車両、例えば新幹線車両の連結部を正面より見た図を示している。連結器15を介して互いに対向する車体11の端面(妻面)12は、縦長の略長方形状の中央連絡通路13および台枠下面14の下方を除いてほぼ全面が、幌装置1によって接続されている。つまり、車体11間の端面12の外周縁(台枠下面14の下方を除く部分)が図1(b)のように環状の外面幌部材2で接続され、また車体11間の端面12の中央連絡通路13の周囲が環状の内面幌部材3で接続され、外面幌部材2と内面幌部材3の環状空間部内に非常に柔軟な軟質発泡樹脂材4が充填されるとともに、外面幌部材2と内面幌部材3が軟質発泡樹脂材4と一体に形成されている。いいかえれば、幌装置1は、図2(c)に示すように所定厚みの環状体からなる軟質発泡樹脂材4の外表面に外面幌部材2が一体に形成されて軟質発泡樹脂材4の外周面を被覆するとともに、図2(a)(b)のように軟質発泡樹脂材4の内表面に内面幌部材3が軟質発泡樹脂材4の内周面を覆うように一体に形成されて構成されている。
【0022】
外面幌部材2は伸縮性、撥水性および耐候性に富む膜状の弾性体、例えばクロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)やエチレンプロロプレンゴム(EPM)やエチレンプロピレンゴム(EPDM)から形成され、内面幌部材3は例えば伸縮性を奏させるように織った布材の表面に、CSMやEPMなどの耐候性ゴム材をコーティングした材質のものから形成される。また軟質発泡樹脂材4には、本例では軟質ウレタンフォームが使用されている。
【0023】
図1においては、車体11の端面12の外周縁に沿って外面幌部材2の端部が金具(図示せず)等を用いて取着され、また端面12の中央連絡通路13の周囲の全周にわたって外面幌部材3の端部が金具(図示せず)等を用いて着脱自在に取着される。さらに、軟質発泡樹脂材4の前後両端面には、ベルクロファスナー(図示せず)のように、一対の面が相互に絡み合うような形態で保持する保持手段の一方が間隔をあけて接着剤にて接着されるとともに、車体11の端面12の対応する位置に前記保持手段(図示せず)の他方が接着剤により接着され、これらの保持手段(図示せず)を介して着脱可能に取着されている。
【0024】
図2(a)に示すように、本例では、軟質ウレタンフォーム4の内周面側に一体に形成された内面幌部材3の適所(例えば、所定間隔ごとに)に空気流通口3aで開口させ、空気流通口3aの周囲にハトメ状の円筒金具3bを装着している。これにより、軟質ウレタンフォーム4内の空気が空気流通口3aを通して排出されたり、逆に軟質ウレタンフォーム4内に吸入されたりし、いわゆる軟質ウレタンフォーム4の呼吸が可能になって軟質ウレタンフォーム4を含め幌装置1全体が容易にかつ瞬時に伸縮される。図2(b)は内面幌部材3に空気流通口3aを設ける代わりに、布材の織り方あるいは編み方を工夫して伸縮可能に織成又は編成するとともに、織り糸あるいは編み糸の表面にCSMやEPM・EPDMなどのゴム材をコーティングしたものを使用してなる。内面幌部材3には、織り糸あるいは編み糸間に通気可能な隙間をもたせている。さらに、図3(a)に示すように、軟質ウレタンフォーム4の外周面側に一体に形成された外面幌部材2の下面の適所(例えば、所定間隔ごとに)に空気流通口2aを開口させ、空気流通口2aの周囲にハトメ状の円筒金具2bを装着している。この際に、空気流通口2aから浸水するおそれがある場合には、図3(b)のように基端に外向きフランジ2dを備えた中空管2cの先端側周囲に外ネジ2eを刻設し、座金2fを介してナット2gにより締め付けて固着するとよい。なお、図示は省略するが、中空管2cの先端側をJ状にやや上向きに屈曲させておけば、水の侵入を確実に阻止して、通気性だけを確保できる。これにより、軟質ウレタンフォーム4内の空気が空気流通口3aだけでなく空気流通口2aを通しても排出されたり、逆に軟質ウレタンフォーム4内に吸入されたりして、軟質ウレタンフォーム4の呼吸が一層活発に行われるようになって軟質ウレタンフォーム4を含め幌装置1全体が容易にかつ瞬時に伸縮される。
【0025】
上記のようにして第1実施例に係る接続構造が構成されるが、この接続構造によると、車両の端面12間に幌装置1を装着した状態で、図1(b)・(c)のように車体11の屋根11a間や側面11b間は、幌装置1の外面幌部材2によりほぼ面一になるとともに、台枠下面14の下方の連結器15や台車(図示せず)などを除いて車体11間の隙間が幌装置1で埋められるから、ウインドスロップ現象を起点とした気柱共鳴の発生が確実に防止され、空力騒音が発生せず、また車両走行時の空気抵抗が減少する。本例の接続構造によれば、急なカーブやSカーブ走行時には、図4に示すように幌装置1のカーブ内側に当たる箇所が圧縮されてやや外方に膨出する一方、幌装置1のカーブ外側に当たる箇所が引っ張られて伸長される。また、中央連絡通路13の周囲は常態(圧縮も伸長もされない状態)に近く、線路のカーブに沿うように中央連絡通路13を挟んで両側の内面幌部材3の近傍が湾曲する。なお、図4において、符号15は前後の渡り板、16は中間渡り板である。
【0026】
図5は上記した幌装置1の車体端面12に対する取付手段の別の例を示すものである。車体11の端面12にあらかじめ複数本のスタッドボルト17を埋設して外方に突出させておき、軟質ウレタンフォーム4の前後両端面に薄い金属板又は硬質の薄い合成樹脂板などの薄板18を接着しておく。薄板18のスタッドボルト17と対応する位置にあらかじめボルト孔18aを穿設しておくとともに、少なくともボルト孔18aの周辺における軟質ウレタンフォーム4には、手を入れて作業可能な切欠き部(空洞部)4aを形成しておく。そして、ボルト孔18aをスタッドボルト17に通し、座金(図示せず)を嵌め、ナット19をスタッドボルト17のネジ部に螺合して締め付ける。なお、スタッドボルト17は車体端面12の少なくとも外周縁部に一定間隔をあけて設けるが、中央連絡通路13の周囲の内周縁部にも設けることが望ましい。当然のことながら、軟質ウレタンフォーム4の前後両端面に対する薄板18を接着する箇所は、図5(a)のようにスタッドボルト17の周辺はカバーできるようにかなり広く(広い幅に)設定する。つまり、薄板18は一定幅で、車体11の端面12の外周縁部をほぼ一周する形状あるいはこれと中央連絡通路13の周囲を一周する形状からなる。
【0027】
スタッドボルト17にナット19等で薄板18を介して幌装置1を取り付けたのち、例えば各スタッドボルト17に対応した図5(b)(c)に示す個々の埋め材20により、軟質ウレタンフォーム4の空洞部4aを埋める。埋め材20は、正面中央部に収容穴20aを開口した軟質ウレタンフォームからなる略椀形で、埋め材20の一側面20bは平坦面に形成される。
【0028】
図5(d)(e)に示す埋め材21は、断面形状については埋め材20と共通しているが一連に帯体状に連続しており、各スタッドボルト17に対応する位置に収容穴21aを間隔をあけて開口させている。材質も軟質ウレタンフォームからなり、連続する一側平坦面21bが接着剤で外面幌部材2あるいは内面幌部材3の裏面に接着される。この帯状の埋め材21も埋め材20と同様に接着剤で外面幌部材2あるいは内面幌部材3の裏面に接着、あるいは単体で装着されるが、いずれの場合にも切欠き部4aの内面には、この部分から軟質ウレタンフォーム4内に水が浸み込むことがないように、一連に連続させているので、作業は容易である。
【0029】
図6は本発明の接続構造の他の実施例を示すもので、これらの図に示すように本例の場合には、幌装置11 の軟質発泡樹脂材4としての軟質ウレタンフォームを前後方向の中間位置で切断して2つに分割し、分割面で相互に分離したり接続したりできるようにしている。各軟質ウレタンフォーム4の分割面4Aは、車体端面12に対する着脱可能な取付構造と同様に、分割面4Aの外周縁部と内周縁部とにそれぞれ薄い金属板又は合成樹脂板などの薄板22を接着し、薄板22の相対向する位置に間隔をあけてボルト孔(図示せず)を穿設し、各ボルト孔にボルトを通してナットで締め付けて結合するようにしている。なお、軟質ウレタンフォーム4の分割面4A付近に空洞部が生じる場合には、上記した埋め材20又は21を充填して埋めることができる。本例の場合には、車両の連結を解除して切り離す際に、分割面4Aで分離できるので便利である。しかし、反面、構造が複雑になり、製造コストがアップする。
【0030】
なお、図7および図8は上記した幌装置1を車体11の端面12間に装着する方法を示すもので、図7では図7(b)のように幌装置1の一面を一方の車体端面12に全体的にやや伸長する状態で取り付ける。そして、車両が連結器15で連結された状態で、図7(b)の一点鎖線のように車体11間の間隔が狭くなって幌装置1の外周面が厚み方向に車体11の外面と面一になるようにすることが望ましい。いいかえれば、幌装置1を車体端面12間に装着する際に、幌装置1の軟質発泡樹脂材4に対しほぼ全面にわたり均等に予圧縮を与えて取り付けるものである。
【0031】
また、図8では幌装置1を車体11の端面12間に装着する際に、車体端面12の内周縁側から外周縁に近づくにしたがって幌装置1の軟質発泡樹脂材4に作用する圧縮力が徐々に高くなるようにあらかじめ圧縮させて取り付けている。したがって、図8の装着方法の方は常態で幌装置1の内周縁側は予備圧縮の影響がほとんどなく、中央連絡通路13側に内面幌部材3が迫り出すことがない。しかも、車両間が連結器15を介して連絡された状態で、図8(b)(c)のように車体11の外表面と幌装置1の外面幌部材2が面一になるとともに、幌装置1の厚みもほぼ一定になる。とくに円弧状曲線やS字形曲線部の走行時における車両間の相対変位は、外周面に近くなるほど大きくなるので、外周面に近くなるほど予圧縮量を増やした本例の接続構造は極めて有効である。
【0032】
図9は車体端面12間にヨーイング防止用のダンパー25が装着された車両に適用した実施例を示すもので、L形クランク26の直角部26aがこれに直角な軸を中心に回転自在に軸着され、クランク26の一端がダンパー25の上端に枢着されている。そして相対向する車両の反対側に装着されたダンパー25のL形クランク26の他端(上端)間が連接リンク27により車体11間に跨がってそれぞれ枢支連結されている。そこで、図6に示した幌装置11 の車体端面12取付面における軟質ポリウレタンフォーム4において、ダンパー25、L形クランク26および連接リンク27に該当する箇所をくりぬいて空洞部4cに形成している。この構成により、本例の幌装置12 を車体端面12に取り付けた状態でダンパー25、L形クランク26および連接リンク27が軟質ウレタンフォーム4により覆われるとともに、図9のように幌装置12 の外周縁は上記各実施例と同様に車体11の端面12の外周面と面一に覆われるので、空力騒音および走行抵抗の低減効果が十分に発揮される。
【0033】
図10は一方の車体端面12に開放型のダクト28が配備された車両に適用した実施例を示すもので、ダクト28は下端に空気の吸排口28aをもつので、図1に示した幌装置1の車体端面12に対する取付面に臨む軟質ポリウレタンフォーム4において、ダクト28に該当する箇所およびその下方を下端まで切り欠いて通風路4eを設けている。この通風路4eは気柱共鳴を避けるように、ダクト28の上端から幌装置1の下端までの長さL1 でダクト28と同一幅の空洞領域4e1と、下端までの長さLがL1 よりも徐々に短くなる緩傾斜空洞領域4e2と、長さLがL1 よりも急傾斜して短くなる急傾斜空洞領域4e3とを幅方向の中心線寄りに設けている。したがって、本例の幌装置13 は図10(b)のようにダクト28の厚みに相当する前後方向の長さで下端開放の通風路4eが形成されているが、各空洞領域4e1〜4e3で下端間での長さを変化させ、気柱共鳴を生じにくくしているので、走行による空力騒音が低減されるとともに、走行抵抗も十分に低減される。
【0034】
上記した各実施例の接続構造によれば、車両が高速で直線走行するとき、車体1に沿って流れる気流は、途中で乱れずに、車体11の前後方向に沿って流れるるから、走行抵抗が従来の接続構造に比べて大幅に低減される。また高速でカーブ走行するような小変位となる車体11間変位時には、幌装置1のとくに軟質ウレタンフォーム4が弾性変形して、隙間を無くして段差を極力小さく抑制して、車体11間の隙間を平滑な面に維持していく。かくして、車体11間は、高速走行の直線走行時でも、高速走行の車体間変位(カーブ走行)時でも、幌装置1によって、車体11間の隙間を無くし、かつ車体11間の段差を極力小さくしながら平滑化される。したがって、車体11間の隙間,段差を要因とした高速走行時における騒音および空力抵抗を大幅に低減できる。しかも、車体11間変位に追従して変位可能な幌装置1で、車体11間の隙間を覆ったので、低速走行の急カーブなど、車体間隔が大きく変位するような走行時は、車体間隔が大きく伸びる側では、図2に示されるように外面幌部材2および軟質ウレタンフォーム4が伸長して車体11の間隔の変化に対応し、また車体11の間隔が狭くなる側では外面幌部材2および軟質ウレタンフォーム4が圧縮されて車体11の間隔の変化に対応する。
【0035】
上記に本発明に係る接続構造の実施例を示したが、本発明は下記のように実施することができる。
【0036】
▲1▼ 図5に示した埋め材20・21を用いずに、薄板18のスタッドボルト17と対応する位置の軟質発泡樹脂材4に切れ目を入れて作業を行い、その切れ目を軟質発泡樹脂材4の復元弾性力により自然に塞ぐようにしてもよい。
【0037】
▲2▼ 軟質ポリウレタンフォームに代えて、例えば軟質塩化ビニール発泡体を使用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明に係る鉄道車両の接続構造には次のような優れた効果がある。
【0039】
(1) 請求項1記載の発明は、車両間の連結部における隙間に幌装置を介在させることにより隙間の全部あるいは大部分をなくしたので、ウインドスロップ現象およびこれを起点とする気柱共鳴の発生が防止され、空力騒音の発生が抑えられる。また、車両間の隙間をなくしたので、車体表面に沿って流れる空気流が連結部においても車体表面とほぼ面一の外面幌部材に沿って後方へスムーズに流れるから、空気流の乱れが生じにくく、高速走行時の空力抵抗も低減される。
【0040】
(2) 請求項2記載の発明では、上記請求項1の効果に加えて幌装置が長期にわたり使用でき、また軟質発泡樹脂材と車室内の間で空気の流通作用が得られる。
【0041】
(3) 請求項3記載の発明では、車体間隔の変化時や車体間の横方向等の変位時に連続発泡樹脂材が瞬時に対応して伸縮が行われ、連続発泡樹脂材に無理な力が作用せず、連続発泡樹脂材を含め幌装置が長期にわたり安定して使用される。
【0042】
(4) 請求項4に記載の発明では、幌装置の表面が車体表面と面一になるから、直線走行時でもカーブ走行時でも、車体間は幌装置の外表面(外面幌部材)によって車体間の隙間を極力小さく、かつ同車体間の段差を極力小さくしながら、車体間の変位が幌装置の軟質発泡樹脂材の弾性変形で全体的にほぼ均一に平滑化されるので、騒音および空力抵抗が向上される。
【0043】
(5) 請求項5記載の発明では、請求項4と同様の効果が得られ、しかも中央連絡通路側へ幌装置の内周面側が迫り出すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の実施例に係る接続構造を適用した鉄道車両、例えば新幹線車両の連結部を示す正面より見た断面図、図1(b)は図1(a)のB−B線断面図、図1(c)は図1(a)のC−C線断面図である。
【図2】図2(a)は図1(a)のa−a線拡大断面図、図2(b)は図1(a)のb−b線拡大断面図、図2(c)は図1(a)のc−c線拡大断面図である。
【図3】図3(a)は図1の幌装置の下面の通気孔を拡大して示す断面図で、図3(b)は図1の幌装置の下面の通気孔を拡大して示す、他の実施例に係る断面図である。
【図4】車両が曲線走行する際の、図1の幌装置の高さ方向のほぼ中間位置を通る横断面図である。
【図5】図5は上記した幌装置1の車体端面12に対する取付手段の別の例を示すもので、図5(a)は取付手段の要部を示す断面図、図5(b)は埋め材の中央断面図、図5(c)は埋め材の正面図、図5(d)は他の実施例に係る埋め材を示す、一部を断面で表し、一部を欠除した側面図、図5(e)は同埋め材の正面図ある。
【図6】本発明の接続構造の他の実施例を示す図で、図6(a)は図6(c)のA−A線断面図、図6(b)は図6(a)のB−B線断面図、図6(c)は図6(a)のC−C線断面図である。
【図7】幌装置1を車体11の端面12間に装着する方法の一例を示すもので、図7(a)は図7(c)のA−A線断面図、図7(b)は図7(a)のB−B線断面図、図7(c)は図7(a)のC−C線断面図である。
【図8】幌装置1を車体11の端面12間に装着する方法の他の例を示すもので、図8(a)は図8(c)のA−A線断面図、図8(b)は図8(a)のB−B線断面図、図8(c)は図8(a)のC−C線断面図である。
【図9】車体端面12間にヨーイング防止用のダンパー25が装着された車両に適用した接続構造の実施例を示すもので、図9(a)は連結部を正面より見た右半分を示す断面図、図9(b)は図9(a)のB−B線断面図である。
【図10】一方の車体端面12に開放型のダクト28が配備された車両に適用した接続構造の実施例を示すもので、図10(a)は図10(b)のA−A線断面図、図10(b)は図10(a)のB−B線断面図である。
【図11】図11は鉄道車両(新幹線車両)が高速走行した際のある地点において計測した騒音レベルを示すグラフである。
【図12】気柱共鳴の原理を説明するための図で、一端開口の例を示す。
【図13】従来の一般的な鉄道車両間の接続構造を示すもので、図13(a)は連結部を正面より見た図、図13(b)は同平面図である。
【符号の説明】
1 幌装置
2 外面幌部材
3 内面幌部材
4 軟質発泡樹脂材
11 車体
12 妻面(端面)
13 中央連絡通路
14 台枠下面
15 連結器[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a structure in which railcars connected to each other via a coupler are connected by a hood device, and is particularly suitable for preventing noise generated between vehicles of a railcar traveling at a high speed such as a Shinkansen vehicle. Connection structure.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a graph showing the noise level measured at a certain point when the railway vehicle (Shinkansen vehicle) travels at a high speed. The mountain x where the noise level first increased is the noise at the time of passage at the head portion of the vehicle. Two noise level peaks y indicate noise when passing through the pantograph, and a small noise level peak z indicates noise when passing through the connecting portion of the vehicle. As the speed of a railway vehicle increases, the aerodynamic noise increases in proportion to the sixth power of the traveling speed. Therefore, the aerodynamic noise is one of the major factors that hinder the speeding up of the vehicle. Especially at the connecting part of the vehicle, the air flow is likely to be turbulent, and aerodynamic noise is frequently generated. This is caused by wind slop phenomenon and air column resonance in the gap between the vehicles. This increases the aerodynamic noise. Note that the air column resonance is a phenomenon in which the intensity of sound is increased by resonating with the length of the air column as shown in FIG. 12, for example, in the gap at the upper open end, and the same air column length (one air column). Even so, low-order to high-order resonance can occur. Further, if there is something that resonates at the same frequency in a close position such as an adjacent place, the sound intensity is further increased.
[0003]
As a prior art of a connection structure between railway vehicles, there is a rubber side
[0004]
Other prior arts are described in JP-A-6-270802 and JP-A-8-253135. The former eliminates noise sources by filling the gap between the central communication passage between the vehicles (passenger through-passage portion) and the outer periphery excluding the lower surface of the vehicle with a foaming material. A skin material rich in stretchability and flexibility is integrally provided on the peripheral surface. The latter uses a rubber hood device in which a pair of substantially U-shaped hood folds are connected with a metal frame, and each hood fold is provided with a fixed-thickness mountain-shaped foam block provided with a substantially U-shaped groove. And a known rubber side outer hood is mounted on the side periphery of the end face of the vehicle end.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional side hood and the connection structure described in the above publication have room for improvement in the following points.
[0006]
(1) The side outer hood 51 (FIG. 13) certainly reduces the gaps in the side, but the
[0007]
(2) The connection structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-270802 has a plurality of sets of vertical holes having the same length formed in the foamable material, and the lower ends of the vertical holes are open. Air column resonance occurs in each vertical hole, and noise is generated. In the drawing of this publication, it is judged that the depth of each longitudinal hole is almost the same, and the frequency of air column resonance generated in each longitudinal hole is almost the same. There is a risk of reverberation indoors.
[0008]
(3) Since the connection structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-253135 has a large space between vehicles, as in the case of (2), the air flow passing through the upper, side and lower surfaces of these spaces There is a possibility that a large noise will reverberate inside and outside the vehicle interior due to the above-described air column resonance with a common frequency.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a railcar connection structure capable of greatly reducing air column resonance and aerodynamic resistance caused by a gap between vehicle bodies during high-speed traveling. The purpose is that.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to
[0011]
According to the first aspect of the present invention, all or most of the gaps in the connecting portions between the vehicles are filled with the flexible soft foamed resin material, and the outer surface thereof is covered with the outer surface hood member, thereby causing the wind slop phenomenon. Also, the occurrence of air column resonance starting from this is prevented, and the generation of aerodynamic noise is suppressed. In addition, since the gap between the vehicles is no longer filled with the soft foam resin material, the airflow flowing along the vehicle body surface is Outside surface And face Since the air flows smoothly rearward along one outer surface hood member, the air flow is less likely to be disturbed, and the aerodynamic resistance during high-speed traveling is also reduced.
[0012]
As claimed in
[0013]
According to the invention of
[0014]
According to a third aspect of the present invention, the soft foamed resin material constituting the interior of the hood device is formed of a continuous foamed resin material, and vent holes are provided at appropriate positions on the inner surface hood member or on the lower surface of the outer surface hood member. It is desirable to provide it.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, since air can enter and exit from the inside and outside of the continuous foamed resin material through the vent holes on the lower surface of the inner surface hood member or the outer surface hood member, When air is introduced into the vehicle, it absorbs gaps and steps that are about to be generated, and on the side where the distance between the vehicle bodies becomes narrow, excess air in the soft foam resin material is discharged to the outside, making it moderately elastic and making gaps and steps Absorbs. As a result, the continuous foamed resin material instantly expands and contracts when the vehicle body interval changes or when the vehicle body is displaced in the lateral direction or the like, and no excessive force acts on the continuous foamed resin material. For this reason, the hood device including the continuous foamed resin material is used stably over a long period of time.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, when connecting the vehicle body wife surfaces with the hood device, the outer surface hood member of the hood device between the vehicle body wife surfaces is flush with the vehicle body outer surface after connection. It is advisable to pre-compress evenly over almost the entire surface.
[0017]
According to the fourth aspect of the present invention, the hood device (particularly the soft foam resin material) is connected to the body surface by applying precompression to the hood device (particularly the soft foam resin material). By receiving and expanding, the surface of the hood device (outside hood member) swells outward so that it is flush with the surface of the vehicle body. While the gap between the vehicle bodies is eliminated by the outer hood member) and the step between the vehicle bodies is minimized, the displacement between the vehicle bodies is smoothed almost uniformly by the elastic deformation of the soft foam resin material of the hood device. So noise Suppression effect And aerodynamic resistance Reduction effect Is improved.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, when connecting the vehicle body wife surfaces with the hood device, the outer surface hood member of the hood device between the vehicle body wife surfaces is flush with the vehicle body outer surface after the connection. It is desirable to increase the amount of precompression as it approaches the outer periphery of the surface.
[0019]
According to the fifth aspect of the present invention, the displacement amount between the traveling vehicle bodies tends to increase as it approaches the outer peripheral surface, so that the surface of the hood device (outer hood member) is flush with the vehicle body surface in the connected state. Because it swells outwards so that the gap between the vehicle bodies is eliminated by the outer surface of the hood device (outer hood member) between the vehicle bodies during straight running or curve running, and the step between the vehicle bodies is made as small as possible. Since the displacement between the vehicle bodies is smoothed more effectively as it approaches the outer periphery of the vehicle body due to the elastic deformation of the soft foam resin material of the hood device, noise and aerodynamic resistance are further improved. On the other hand, since the expansion rate is smaller on the inner surface hood member side of the hood device than on the outer surface hood member side, the inner surface hood member does not protrude to the central communication passage side.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a railcar connection structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
Fig.1 (a) has shown the figure which looked at the connection part of the railway vehicle which applied the connection structure based on the Example of this invention, for example, a Shinkansen vehicle from the front. The end surface (wife surface) 12 of the
[0022]
The
[0023]
In FIG. 1, the end portion of the outer
[0024]
As shown in FIG. 2 (a), in this example, an air circulation port 3a is opened at an appropriate position (for example, at predetermined intervals) of the inner
[0025]
The connection structure according to the first embodiment is configured as described above. According to this connection structure, the
[0026]
FIG. 5 shows another example of attachment means for the vehicle body end face 12 of the
[0027]
After attaching the
[0028]
5 (d) and 5 (e) have the same cross-sectional shape as that of the
[0029]
FIG. 6 shows another embodiment of the connection structure of the present invention. As shown in these figures, in the case of this example, the flexible urethane foam as the soft foamed
[0030]
7 and 8 show a method of mounting the above-described
[0031]
Further, in FIG. 8, when the
[0032]
FIG. 9 shows an embodiment applied to a vehicle in which a
[0033]
FIG. 10 shows an embodiment applied to a vehicle in which an open-
[0034]
According to the connection structure of each embodiment described above, when the vehicle runs straight at a high speed, the airflow flowing along the
[0035]
Although the embodiment of the connection structure according to the present invention has been described above, the present invention can be implemented as follows.
[0036]
(1) Without using the filling
[0037]
(2) Instead of the flexible polyurethane foam, for example, a soft vinyl chloride foam can be used.
[0038]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the railway vehicle connection structure according to the present invention has the following excellent effects.
[0039]
(1) Since the invention according to
[0040]
(2) In the invention according to
[0041]
(3) In the invention described in
[0042]
(4) In the invention according to
[0043]
(5) In the invention described in
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of a connecting portion of a railway vehicle, for example, a bullet train, to which a connection structure according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG. ) Is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
2A is an enlarged sectional view taken along the line aa in FIG. 1A, FIG. 2B is an enlarged sectional view taken along the line bb in FIG. 1A, and FIG. It is the cc line expanded sectional view of Fig.1 (a).
3 (a) is an enlarged cross-sectional view of the vent hole on the lower surface of the hood device of FIG. 1, and FIG. 3 (b) is an enlarged view of the vent hole on the lower surface of the hood device of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view according to another embodiment.
4 is a transverse cross-sectional view passing through a substantially intermediate position in the height direction of the hood device of FIG. 1 when the vehicle travels in a curve. FIG.
FIG. 5 shows another example of attachment means for the vehicle
6A and 6B are diagrams showing another embodiment of the connection structure of the present invention. FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 6C, and FIG. BB sectional drawing, FIG.6 (c) is CC sectional view taken on the line of Fig.6 (a).
7 shows an example of a method for mounting the
8 shows another example of a method for mounting the
FIG. 9 shows an embodiment of a connection structure applied to a vehicle in which a
FIG. 10 shows an embodiment of a connection structure applied to a vehicle in which an
FIG. 11 is a graph showing a noise level measured at a certain point when a railway vehicle (bullet train) travels at a high speed.
FIG. 12 is a diagram for explaining the principle of air column resonance and shows an example of one end opening.
FIGS. 13A and 13B show a conventional connection structure between general railway vehicles, in which FIG. 13A is a view of a connecting portion viewed from the front, and FIG. 13B is a plan view of the connecting portion.
[Explanation of symbols]
1 Top device
2 Exterior hood members
3 Inner hood member
4 Soft foam resin material
11 Body
12 Wife face (end face)
13 Central access passage
14 Underside of underframe
15 coupler
Claims (5)
隣接する前記車両間の各車体妻面の中央部に設けられる連絡通路の外周縁間を可撓性を有する環状の内面幌部材により、また各車体妻面の外周縁間を可撓性を有する環状の外面幌部材によりそれぞれ全周にわたって接続するとともに、前記外面幌部材を車体外表面と面一になるようにし、
前記内面幌部材と前記外面幌部材とを、両環状空間部に軟質ウレタンフォームなどの弾性変形に富む柔軟な軟質発泡樹脂材を介在させて一体化することにより、前記幌装置を構成したことを特徴とする鉄道車両間の接続構造。In the structure that connects the railway vehicles connected to each other via a coupler with a hood device,
A flexible inner ring-shaped hood member is provided between the outer peripheral edges of the connecting passages provided at the center of each vehicle body face between the adjacent vehicles, and there is flexibility between the outer peripheral edges of each vehicle body face. with connecting the entire periphery, respectively whereby an annular outer surface hood member, in such a manner that the outer surface hood member on the vehicle body outer surface flush,
The hood device is configured by integrating the inner surface hood member and the outer surface hood member with a flexible soft foamed resin material rich in elastic deformation such as soft urethane foam interposed in both annular spaces. Characteristic connecting structure between railway vehicles.
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