JP3955828B2 - 鉄道車両用外幌 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は新幹線等の鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う外幌の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
新幹線等の鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う外幌においては、ジャバラ状の幌ではなく、車体−車体間の連結部を車体に沿った滑らかな平面で連続してつなぐことによって空気抵抗・空力音の低減を図り、騒音発生を低減することが望まれる。そこで、 これまでにも車体に沿って平滑な面を持つ外幌が研究開発されてきたが、現在に至っても好ましい外幌は提供されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その理由は次のような点にあると考えられる。すなわち、軌道の単一曲線部あるいはＳ字曲線部を車両が通過するときに生じる外幌の変位が大きく、非ジャバラ状の滑らかな平面で構成される外幌の場合、変位に伴う伸縮によって幌の材料に伸びの永久歪みが発生したり、伸びの復元性が緩慢である等の理由によって外幌の変形が生じ、車体からはみ出すおそれがあること、また、伸びの復元性が不充分で高速走行時に膨らみ、空気抵抗を増大して空力音を発生したり、幌のバタツキによって騒音を発生する難点があり、また幌寿命を低下するなどの問題点があることなどがその理由と考えられる。
【０００４】
軌道の単一曲線部あるいはＳ字曲線部を車両が通過する際、外幌の変形は単一曲線部では側面部の伸縮、天井部・床面部における略扇状の変形となって現れる。また、Ｓ字曲線部では伸縮を経て横ずれ等の複雑な挙動を示す。このような条件で側面部に発生する伸縮反力、また横ずれで発生する天井部、床面部での剪断反力が車両の転覆限界以内の反力以下にしなければならない。
【０００５】
そこで、この発明の目的とするところは、車体に沿って平滑な面を持ち伸縮復元性、伸縮耐久性を有し、高速走行時に膨らみ、幌のバタツキによる騒音発生や幌寿命の低下を有効に防止し得るとともに、伸縮反力、剪断反力を車両の転覆限界以内の反力に納め得る外幌を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両用外幌は次のように構成される。すなわち、鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う外幌を、天井部、側面部及び床面部の分割幌構造とし、各分割幌は外側シートと内側シート並びに両シート間に配され両シートと接着される高分子合成スポンジ体からなり、側面部を構成する分割幌は張設空間の周方向においてさらに複数の分割幌体で構成され、各分割幌体は内側シート側の面が凹形の湾曲面をなす複数個の高分子合成スポンジ体を周方向において間隔を開けて配して外側シート及び内側シートに接着され、かつ、各分割幌体は互いの連結部において外側シートの余長部分を内側に引き込み互いに接着・縫製することによって周方向のテンションを付与し、互いの連結部に位置する高分子合成スポンジ体の端面が相互に衝合する方向の負荷をかけて張設したことを特徴とするものである。
【０００７】
このように幌部材を外側シートと内側シート並びに両シート間に配され両シートと接着される高分子合成スポンジ体で構成することにより伸縮復元性を持たせ高速走行時の膨らみ、幌のバタツキによる騒音発生や幌寿命の低下を防止するとともに高分子合成スポンジ体を周方向において間隔を開けて配することによって伸縮反力、剪断反力を車両の転覆限界以内の反力に納めるようにしている。
【０００８】
外側シートと内側シートの素材としては、基材を編物で構成し、その一面に伸縮復元性に富むエラストマーをコーティングするのが望ましい。その際、エラストマーは編物の表面繊維にのみ絡ませてコーティングすれば編物の伸縮復元性を阻害することがない。エラストマーをコーティングすることによって耐久性を向上させることができる。伸縮復元性に富んだエラストマーを使用すれば基材としての編物の高伸度を生かすことができる。
【０００９】
基材としての編物は高強度の繊維、例えば芳香族ポリアミド繊維を緯編組織に編成することが望ましく、エラストマーとしては耐久性、伸縮復元性に富んだウレタンエラストマー、オレフィン系エラストマー及びシリコン樹脂のいずれか、高分子合成スポンジ体はネオプレンスポンジで構成するのが望ましい。たとえば、ケブラー（商標）のような高強度の芳香族ポリアミド繊維で緯編組織の編物を構成すれば、編物の引張強度と伸び量によって飛来物の衝撃エネルギーを吸収する良好な緩衝機能を持たせることができ、耐久性、伸縮復元性に富んだエラストマーをコーティングすることによって、繰り返し高速走行によっても車体−車体間を覆う外幌の側面部位において破損・裂傷が発生するおそれのない耐久性に富んだ鉄道車両用外幌を提供することができる。
【００１０】
また、好ましくは外側シート及び内側シートは連結部の周方向空間を覆う長さ方向（Ｚ方向）と連結部の幅方向空間を覆う幅方向（Ｘ方向）の伸度が異なる異方弾性性能をもつ編物で構成し、外側シートはＺ方向に低伸度、Ｘ方向に高伸度を有し、内側シートはＺ方向に高伸度、Ｘ方向に低伸度とする。このように外側シートを連結部の周方向空間を覆う長さ方向（Ｚ方向）に低伸度の構成とすれば、外幌の膨らみの原因となるＺ方向の伸びを抑えることができる。また、外側シートをＸ方向に高伸度に構成することにより、曲線での車体同士の相対変位を吸収することができるとともに、飛来物衝突時に衝突エネルギーを吸収する緩衝機能を持たせることができる。また前述の通り、エラストマーのコーティングに際し、編物の表面繊維にのみ絡ませるようにすれば、繊維がループ状をなす編物の繊維の遊び代を生かし、編物の異方弾性性能を生かすことができるとともに、編物自体の引裂強度を低下させることがない。
【００１１】
また、主として伸縮性能が問われる側面部を構成する分割幌は張設空間の周方向においてさらに複数の分割幌体で構成することによって好適な伸縮性能を発揮させることができ、しかも、各分割幌体を互いの連結部において外側シートの余長部分を内側に引き込み互いに接着・縫製することによって周方向のテンションを付与し、互いの連結部に位置する高分子合成スポンジ体の端面が相互に衝合する方向の負荷をかけて張設したので、連結部の幅方向（Ｘ方向）の伸びにより周方向（Ｚ方向）の縮み分を抑制することができるため、各連結部において隙間が発生するようなこともない。またこの場合、側面部を構成する複数の分割幌体の連結部において、互いに対向する高分子合成スポンジ体の端面を相互に凸形の湾曲面としておけばさらに有効に隙間の発生を防止することができる。
【００１２】
さらにまた、各分割幌において外側シートと高分子合成スポンジ体と接着する場合、外側シートの裏面にスポンジシートを介して接着するようにすれば、外幌が剪断方向にくり返し変形した場合にも外側シートにしわが発生することを防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る新幹線等の鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う鉄道車両用外幌の一例を示す概略縦断面図で、中央部の一点鎖線部分は通路を示している。本発明に係る外幌は、天井部１、側面部２及び床面部３の分割幌構造とされ、各分割幌は図５に示す通り、外側シート４と内側シート５並びに両シート間に配され両シートと接着される高分子合成スポンジ体６で構成されている。高分子合成スポンジ体６は図５の如く、内側シート５側の面が凹形の湾曲面６ａをなし、図７に示す通り、外幌の周方向において複数の高分子合成スポンジ体６が間隔をあけて配され、外側シート４及び内側シート５に接着されている。このように幌部材を外側シート４、内側シート５及び両者間において周方向に間隔を開けて配して接着した高分子合成スポンジ体６で構成することにより伸縮復元性を持たせ、高速走行時の膨らみ、幌のバタツキによる騒音発生や幌寿命の低下を防止している。また、高分子合成スポンジ体６は周方向において間隔を開けて配することにより伸縮反力、剪断反力を車両の転覆限界以内の反力に納めている。
【００１４】
なお、外側シート４は裏面に配したスポンジシート７を介して高分子合成スポンジ体６に接着することにより、くり返し永剪断歪みが加わった場合において外側シート４にしわが発生するのを防止している。
【００１５】
分割幌のうち側面部２を構成する分割幌は周方向においてさらに複数の分割幌体２ａで構成され、各分割幌体２ａは周方向のテンションを付与し、互いの連結部２ｂに位置する高分子合成スポンジ体６の端面が相互に衝合する方向の負荷をかけて張設されている。すなわち、図７に示す通り、互いの連結部２ｂにおいて外側シート４の余長部分８を内側に引き込み互いに接着・縫製することによってテンションを付与している。この互いの連結部２ｂに位置する高分子合成スポンジ体６は、互いに対向する端面を相互に凸形の湾曲面として衝合させることにより連結部における隙間発生の抑止効果を高めている。
【００１６】
外側シート４と内側シート５は基材を編物で構成し、その一面に伸縮復元性に富むエラストマー９をコーティングして耐久性を持たせている。その際、エラストマー９は編物の表面繊維にのみ絡ませてコーティングすることにより編物の伸縮復元性を阻害しないようにしている。基材としての編物は高強度の繊維である芳香族ポリアミド繊維を緯編組織に編成しており、編物の引張強度と伸び量によって飛来物の衝撃エネルギーを吸収する緩衝機能を持たせている。エラストマー９としては耐久性、伸縮復元性に富んだウレタンエラストマーを用いており、繰り返し高速走行によっても破損・裂傷が発生するおそれのない外幌としている。高分子合成スポンジ体６としてはネオプレンスポンジを採用している。
【００１７】
外側シート４及び内側シート５は連結部の周方向空間を覆う長さ方向（Ｚ方向）と連結部の幅方向空間を覆う幅方向（Ｘ方向）の伸度が異なる異方弾性性能をもつ編物で構成しており、外側シートはＺ方向に低伸度、Ｘ方向に高伸度を有し、内側シートはＺ方向に高伸度、Ｘ方向に低伸度としており、外幌の膨らみの原因となるＺ方向の伸びを抑え、また曲線での車体同士の相対変位を吸収させるとともに、飛来物衝突時に衝突エネルギーを吸収する緩衝機能を持たせている。
【００１８】
なお、上記実施態様は一例を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨に沿う限りその構成上において種々の修正・変更が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
上述の通り、本発明においては、新幹線等の鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う鉄道車両用外幌の幌部材を、外側シートと内側シート並びに両シート間に配され両シートと接着される高分子合成スポンジ体で構成することにより伸縮復元性を持たせ、また、高分子合成スポンジ体を周方向において間隔を開けて配することによって伸縮反力、剪断反力を調整可能とすることにより、車体に沿って平滑な面を持ち伸縮復元性、伸縮耐久性を有し、高速走行時に膨らみ、幌のバタツキによる騒音発生や幌寿命の低下を有効に防止し得るとともに、伸縮反力、剪断反力を車両の転覆限界以内の反力に納め得る外幌を提供し得たのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る新幹線等の鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う鉄道車両用外幌の一例を示す概略縦断面図。
【図２】 同概略平面図。
【図３】 同概略側面図。
【図４】 同部分拡大側面図。
【図５】 図５におけるＡ−Ａ線断面図。
【図６】 図５におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図７】 図５におけるＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
１…天井部
２…側面部 ２ａ…分割幌体 ２ｂ…連結部
３…床面部
４…外側シート
５…内側シート
６…高分子合成スポンジ体
６ａ…湾曲面
７…スポンジシート
８…余長部分
９…エラストマー

Claims (5)

1. 鉄道車両の車体−車体間の連結部を覆う外幌を、天井部、側面部及び床面部の分割幌構造とし、各分割幌は外側シートと内側シート並びに両シート間に配され両シートと接着される高分子合成スポンジ体からなり、側面部を構成する分割幌は張設空間の周方向においてさらに複数の分割幌体で構成され、各分割幌体は内側シート側の面が凹形の湾曲面をなす複数個の高分子合成スポンジ体を周方向において間隔を開けて配して外側シート及び内側シートに接着され、かつ、各分割幌体は互いの連結部において外側シートの余長部分を内側に引き込み互いに接着・縫製することによって周方向のテンションを付与し、互いの連結部に位置する高分子合成スポンジ体の端面が相互に衝合する方向の負荷をかけて張設してなる鉄道車両用外幌。
2. 各分割幌の外側シートが裏面に配したスポンジシートを介して高分子合成スポンジ体に接着されている請求項１記載の鉄道車両用外幌。
3. 側面部を構成する複数の分割幌体の連結部において、互いに対向する高分子合成スポンジ体の端面が相互に凸形の湾曲面をなす請求項１又は２記載の鉄道車両用外幌。
4. 外側シート及び内側シートが、基材となる編物とその一面にコーティングした伸縮復元性に富むエラストマーからなり、エラストマーは編物の表面繊維にのみ絡ませてコーティングしてなる請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄道車両用外幌。
5. 編物は芳香族ポリアミド繊維の緯編組織からなり、エラストマーは、ウレタンエラストマー、オレフィン系エラストマー及びシリコン樹脂のいずれかで、高分子合成スポンジ体はネオプレンスポンジからなる請求項４記載の鉄道車両用外幌。

Images