JP4913626B2 - スカート取付構造を有する鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、スカート取付構造を有する鉄道車両に関し、詳しくは、鉄道車両の車体側部下方に取り付けられるスカートの取付構造であって、特に、台車部分に配設されるスカートの取付構造に関する。

従来から、新幹線（登録商標）等の高速鉄道車両では、各種機器から発生する音や空力音を低減させるために、車体側部下方にスカートを取り付けることが広く行われている。従来のスカートの取付構造は、一般的に、車体側に固着したスカート取付ブラケットにスカートをボルトで固定する構造が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。また、台車部分に配設されるスカート（台車スカート）では、遮音性を損なうことなく台車のメンテナンスを容易に行えるように、スカートの車体前後方向の断面形状を略く字状に形成するとともに、前部側及び後部側に曲線部を形成することも行われている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平５−１３９２９８号公報 特開２００５−２１９５５５号公報

しかし、スカートには製作誤差や変形が発生することがあり、スカート取付ブラケットを含む車体側にも製作誤差や取付誤差が発生することがあるため、スカートとスカート取付ブラケットとの位置合わせが困難であり、無理に取り付けるとスカートが変形したり、締結面が密着しない虞があった。さらに、特許文献２に記載されたスカートのように、複雑な形状を有するスカートでは、位置や角度の調整が面倒であり、ボルト挿通孔を現場合わせで行うようにしたり、様々なライナーを用いたりしなければならないことがあり、スカートの取付作業に多大な手間と時間とを要することがあった。

また、スカート取付ブラケットを含めた車体側の材質と、スカートの材質とが異なる場合、大きなスカートをボルトで固定すると、両材質の線膨張係数の違いによる熱伸縮差を吸収することができず、スカートやスカート取付ブラケットが変形したり、損傷したりする虞があった。

そこで本発明は、車体へのスカートの取り付けを簡単かつ確実に行うことができ、熱伸縮も吸収することができるスカート取付構造を有する鉄道車両を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のスカート取付構造を有する鉄道車両は、鉄道車両の車体側部下方に設けられるスカートの取付構造において、車体側に設けられる車体側取付ブラケットと、スカート側に設けられるスカート側取付ブラケットと、両ブラケットを連結する連結軸とを有し、前記車体側取付ブラケットは、車体に固着される車体固着部と、前記連結軸を介して前記スカート側取付ブラケットに連結される連結腕とを有し、該連結腕には前記連結軸が車体前後方向に挿通され、かつ、車体幅方向に位置調節可能に保持される長孔からなる連結軸挿通孔が設けられ、前記スカート側取付ブラケットは、前記連結軸を介して前記連結腕に連結される回動腕と、前記スカートが取り付けられるスカート取付腕とを有し、前記回動腕には前記連結軸が装着される連結軸装着孔が設けられ、前記スカート取付腕には、該スカート取付腕に前記スカートを取り付けるためのボルトが上下方向に位置調整可能に挿通される長孔からなるスカート取付孔が設けられ、前記スカート側取付ブラケットは、前記連結軸を中心として角度調整可能、連結軸の軸線方向に位置調整可能、かつ、連結軸挿通孔に沿って車体幅方向に位置調整可能な状態で前記車体側取付ブラケットに連結され、前記スカートは、前記スカート取付孔に挿通されるボルトを介して上下方向に位置調節可能な状態で前記スカート側取付ブラケットに取り付けられることを特徴としている。

さらに、本発明のスカート取付構造を有する鉄道車両は、前記車体側取付ブラケット、スカート側取付ブラケット及び連結軸を備えたスカート連結部を、前記スカートの車体前後方向の複数箇所に設け、該複数のスカート連結部の内の一つのスカート連結部を、前記車体側取付ブラケットに対する前記スカート側取付ブラケットの車体前後方向の移動を規制した状態で連結した基準連結部としたことを特徴としている。

また、前記スカートが車体前後方向に分割された２枚以上の分割スカートパネルで形成され、両分割スカートパネルの分割側端部に対応する位置に、前記基準連結部をそれぞれ配設したこと、前記両分割スカートパネルの分割側端部に対応する位置にそれぞれ配設された基準連結部は、一方の分割スカートパネルの基準連結部と他方の分割スカートパネルの基準連結部とが車体前後方向に隣接配置され、両基準連結部の車体側取付ブラケットとスカート側取付ブラケットとが、両基準連結部を貫通する１本の連結軸で連結されていることを特徴としている。

本発明のスカート取付構造を有する鉄道車両によれば、スカート側取付ブラケットが車体側取付ブラケットに対して角度調整可能、連結軸の軸線方向（車体前後方向）に位置調整可能、かつ、連結軸挿通孔に沿って車体幅方向に位置調整可能であり、さらに、スカートがスカート側取付ブラケットに対して上下方向に位置調節可能となっているので、スカートの取付角度や車体幅方向、車体前後方向及び上下方向の取付位置を簡単に調整することができる。また、スカート取付後に車体前後方向に移動可能にしておくことにより、線膨張係数が異なる場合でも熱膨張や熱収縮を良好に吸収することができる。

加えて、基準連結部を設けてスカートの車体前後方向の移動を規制することにより、車体に対するスカートの位置決めを確実に行うことができる。特に、運搬や製作性を考慮してスカートを車体前後方向に分割した場合は、分割部に前記基準連結部を配設することにより、分割部に大きな隙間が発生することを防止できる。また、分割部に設ける基準連結部を隣接配置し、両方の車体側取付ブラケットとスカート側取付ブラケットとを１本の連結軸で連結することにより、作業性の向上や位置精度の向上が図れる。

図１乃至図８は本発明を新幹線用鉄道車両に適用したスカート取付構造を有する鉄道車両の一形態例を示すもので、図１は車体とスカートと連結部との状態を示す側面図、図２は基準連結部の要部断面側面図、図３は基準連結部の要部断面平面図、図４は図１のIV-IV断面図、図５は図７のV-V断面図、図６は図７のVI−VI断面図、図７は一般のスカート連結部の要部平面図、図８は図１のVIII−VIII断面図である。

図１に示されるように、新幹線用鉄道車両の車体１の側部下方に設けられるスカート１０は、例えば炭素繊維強化樹脂で形成されるもので、走行時の空気抵抗を減らして走行性能を向上させるために長手方向に連続して設けられ、本形態例では、台車が位置する部分に設けられる長尺な台車部スカート１１と、それ以外の部分に設けられる機器覆い用のスカート１２とを備えている。

台車部スカート１１は、車体前後方向に２分割された分割スカートパネル１１ａ，１１ｂにより形成されるもので、スカート全体の形状は、前記特許文献２に記載されたスカートと略同様に、車体前後方向の断面形状が略く字状で、スカート下方が外方に広がるように形成されている。分割スカートパネル１１ａ，１１ｂは、車体１の側部下方に複数のスカート連結部Ａ１，Ａ２を介して取り付けられており、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの分割側端部に対応する位置に設けられるスカート連結部Ａ１を車体前後方向の位置決めを行うための基準連結部とし、その他のスカート連結部Ａ２を車体前後方向に移動可能な一般の連結部としている。

基準連結部であるスカート連結部Ａ１は、図２乃至図４に示すように、車体１の底部２に垂下されたブラケット支持部材３に固着される車体側取付ブラケット２０と、該車体側取付ブラケット２０に連結軸３０を介して連結されるスカート側取付ブラケット４０とを有しており、該スカート側取付ブラケット４０に分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの分割側端部が連結されるボルト３１にて取り付けられる。

車体側取付ブラケット２０は、ブラケット支持部材３から水平方向に突出したステー４に固着される水平方向の車体固着部２１と、該車体固着部２１から上下方向に直角に折り曲がった前後一対の連結腕２２とを有している。この連結腕２２は、車体内側の基板部２２ａと、その車体前後方向両側から車体外側に向けて突出した軸支持部２２ｂとを有するもので、平面視で車体外側が開口した断面コ字状に形成されている。各軸支持部２２ｂには、車体幅方向に長い長孔からなる連結軸挿通孔２３が設けられ、この連結軸挿通孔２３に前記連結軸３０が軸線を車体前後方向に向けて挿通される。この基準連結部における車体側取付ブラケット２０は、同一形状のものが、両分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの各分割側端部に対応する位置で、車体前後方向に隣接させるようにして前記ステー４の上下にそれぞれ対称位置に計４個が設けられており、ここで使用する連結軸３０は、車体前後方向に隣接する２個の車体側取付ブラケット２０を貫通する十分な長さを有している。

一方、スカート側取付ブラケット４０は、金属厚板を加工して形成されるもので、前記連結軸３０を介して前記連結腕２２の軸支持部２２ｂに連結される回動腕４１と、該回動腕４１の一側方に突出したスカート取付腕４２とを有している。回動腕４１は、軸支持部２２ｂの内面間寸法より幅狭の円盤状に形成され、その中央部に連結軸３０が装着される連結軸装着孔４３が設けられている。スカート取付腕４２は、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの内面に沿うように形成されたボルト挿通部４２ａと、該ボルト挿通部４２ａの車体内側に設けられた補強ブリッジ４２ｂとで形成され、ボルト挿通部４２ａには、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂを取り付けるための前記ボルト３１を上下方向に位置調整可能に挿通するための上下方向に長い長孔からなるスカート取付孔４４が設けられている。

さらに、スカート取付腕４２には、ナット保持部材４５を介して前記ボルト３１が螺着されるナット４６が保持されている。ナット保持部材４５は、金属薄板をスカート取付腕４２の外形に対応させて略コ字状に折曲げ形成するとともに、スカート取付腕４２の内外各片の所定位置に通孔をそれぞれ設け、内側片外面にナット４６を固着したものであって、スカート取付腕４２に装着後に保持片４５ａを折り曲げることにより、金属薄板の弾性でスカート取付腕４２を抱持し、ナット４６の脱落を防止して所定位置に保持するとともに、ボルト３１を螺着する際のナット４６の回転を防止している。

このように形成されたスカート側取付ブラケット４０は、中央部に通孔をそれぞれ有する円盤状の座金３２及び複数の適宜な厚さのスペーサー３４を介して車体前後方向に隣接配置した両スカートパネル１１ａ，１１ｂ用の車体側取付ブラケット２０の一対の軸支持部２２ｂ間にそれぞれ挿入され、該軸支持部２２ｂに設けられた連結軸挿通孔２３、回動腕４１の連結軸装着孔４３、座金３２及びスペーサー３４の通孔に１本の連結軸３０を挿通し、連結軸先端の雄ネジ３０ａにナット３３を締結することによって車体側取付ブラケット２０に取り付けられる。

また、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂは、各スカートパネル１１ａ，１１ｂの分割側端部所定位置にそれぞれ設けられたボルト装着孔１３，１３にそれぞれボルト３１を挿通し、スカートパネル１１ａ，１１ｂ間の隙間を塞ぐ連結板１４の通孔、スカート取付腕４２のスカート取付孔４４、ナット保持部材４５の両通孔を介してナット４６に螺着することにより、スカート連結部Ａ１に取り付けられる。

このスカートパネルの取り付けに際しては、連結軸３０とナット３３、ボルト３１とナット４６のそれぞれを仮止めした状態で行われ、スカートパネル１１ａ，１１ｂの形状や各部品の取付位置、通孔の位置等に応じて各部の位置調整を行ってから連結軸３０とナット３３、ボルト３１とナット４６のそれぞれを締結固定する。すなわち、スカートパネル１１ａ，１１ｂの車体幅方向の位置については、連結軸挿通孔２３に挿入した連結軸３０を車体幅方向に移動させて調整し、スカートパネル１１ａ，１１ｂの断面形状、特に略く字状に屈曲した部分の角度については、連結軸３０に対してスカート側取付ブラケット４０を回動させて調整し、さらに、スカートパネル１１ａ，１１ｂのボルト装着孔１３の上下方向の位置については、ナット保持部材４５を介してナット４６を上下方向に移動させて調整する。

このように、スカート側取付ブラケット４０を連結軸３０を中心として角度調整可能に形成し、連結軸３０を連結軸挿通孔２３に沿って車体幅方向に位置調整可能に形成し、スカート取付用のボルトをスカート取付孔４４に沿って上下方向に位置調節可能に形成したことにより、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの製作誤差や製作後の変形、車体側取付ブラケット２０及びスカート側取付ブラケット４０の製作誤差や取付時の誤差を吸収して分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの分割側端部を所定位置に容易に取り付けることができる。また、車体前後方向の位置については、スカート側取付ブラケット４０の車体前後方向の移動が座金３２及びスペーサー３４によって車体側取付ブラケット２０に対して規制され、さらに、連結板１４によって連結されているため、基準となる分割スカートパネル１１ａ，１１ｂの分割側端部を所定位置に所定の姿勢で確実に位置決めして固定することができ、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂ間の隙間が大きく拡がったりすることを防止できる。さらに、軸支持部２２ｂを挟むようにして適当な大きさの座金３２を設けることにより、連結軸３０の軸線が車体前後方向から傾くことを抑えることができる。

一方、図５乃至図８に示すように、一般の連結部であるスカート連結部Ａ２は、上述のスカート連結部Ａ１と横断面形状が同形状の車体側取付ブラケット２０と、一つの車体側取付ブラケット２０に対応した長さの連結軸３０と、円盤状の回動腕５１及び該回動腕５１から車体外方に突出したスカート取付腕５２を有するスカート側取付ブラケット５０とを備えている。回動腕５１の中央部には前記連結軸装着孔４３より大きな内径を有する連結軸装着孔５３が設けられ、スカート取付腕５２は、分割スカートパネル１１ａの内面に沿うように形成されたボルト挿通部５２ａと、該ボルト挿通部５２ａの車体内側方向上下に設けられた補強ブリッジ５２ｂとで形成されている。さらに、ボルト挿通部５２ａには、前記同様に、分割スカートパネル１１ａを取り付けるためのボルト３１を上下方向に位置調整可能に挿通するための上下方向に長い長孔からなるスカート取付孔５４が設けられ、ボルト挿通部５２ａを囲むように装着されたナット保持部材４５によってナット４６が保持されている。また、車体側取付ブラケット２０の車体１への取り付けは、車体１の底部２に近いスカート連結部は車体側取付ブラケット２０を車体１に直接固着すればよく、車体１の底部２から離れたスカート連結部は前記同様にブラケット支持部材３やステー４を介して車体１に固着すればよい。

車体側取付ブラケット２０とスカート側取付ブラケット５０とは、連結軸３０の外周に装着されるカラー５５と、連結軸装着孔５３の内周に装着されるブッシュ５６と、該ブッシュ５６の内周に装着されるＯリング５７とを介して連結される。すなわち、あらかじめＯリング５７を装着したブッシュ５６の内周にカラー５５を挿通した状態で、内側の座金３２を介して車体側取付ブラケット２０の一対の軸支持部２２ｂ間に挿入し、軸支持部２２ｂの連結軸挿通孔２３、カラー５５及び軸支持部２２ｂの両側に配される４枚の座金３２を貫通させて連結軸３０を車体前後方向に挿入し、連結軸先端の雄ネジ３０ａにナット３３を仮止めする。

この状態では、スカート側取付ブラケット５０は連結軸３０を中心として回動可能、かつ、連結軸３０に沿って軸方向（車体前後方向）に移動可能であり、連結軸３０は連結軸挿通孔２３に沿って車体幅方向に移動可能であり、分割スカートパネル１１ａを固定するボルト３１はスカート取付孔５４に沿って上下方向に移動可能であるから、前記基準連結部のスカート連結部Ａ１で位置決めされた分割スカートパネル１１ａのボルト装着孔１５の位置や分割スカートパネル１１ａの内面状態に応じてスカート側取付ブラケット５０及びボルト３１の位置調整を行った後、連結軸３０やボルト３１とナット３３，４６を締結して分割スカートパネル１１ａを固定する。

このようにして分割スカートパネル１１ａを固定した状態でも、カラー５５とブッシュ５６とは、Ｏリング５７を介して摺動可能な状態になっているので、取付後の分割スカートパネル１１ａの材質と車体側の材質とが異なる線膨張率を有しており、温度変化によって車体１と分割スカートパネル１１ａとの熱伸縮量が異なっていたとしても、カラー５５とブッシュ５６とが軸線方向に移動し、車体１に固着された車体側取付ブラケット２０と、分割スカートパネル１１ａに固定されたスカート側取付ブラケット５０とが相対的に車体前後方向に移動することにより、熱伸縮量の差を吸収することができ、分割スカートパネル１１ａや車体側取付ブラケット２０が変形したり、破損したりすることを防止できる。

本形態例は以上のように構成され、基準となるスカート連結部Ａ１において、車体側取付ブラケット２０、連結軸３０及びスカート側取付ブラケット４０を介して分割スカートパネル１１ａ，１１ｂを取り付けることにより、分割スカートパネル１１ａ，１１ｂのボルト装着孔１３に挿通されるボルト３１とナット４６との位置合わせを簡単かつ確実に行うことができ、複雑な形状をしたスカートも容易に取り付けることができ、スカートが変形することもなくなる。そして、車体前後方向の移動を規制した状態としているので、スカートの基準部分を所定位置に確実に固定して保持することができる。

また、その他の一般の連結部であるスカート連結部Ａ２では、スカート連結部Ａ１の構造に加えてスカート側取付ブラケット５０が車体前後方向に移動可能となっているので、スカート製作時と取付時との気温差でボルト装着孔１５が車体前後方向にずれていてもスカート取付用のボルト３１とナット４６との位置合わせを簡単かつ確実に行うことができる。さらに、スカート取付後における熱伸縮は、スカート側取付ブラケット５０が車体側取付ブラケット２０に対して車体前後方向に移動することで吸収できる。

加えて、台車のメンテナンスの際に台車部スカート１１を取り外す場合は、ボルト３１を抜き取ることで車体１から台車部スカート１１を取り外すことができる。このとき、連結軸３０はナット３３により固定され、ナット４６はナット保持部材４５で保持された状態になっているので、スカート側取付ブラケット４０の車体幅方向の位置や角度、ナット４６の位置は台車部スカート１１を取り外した状態に保持され、また、スカート連結部Ａ２におけるカラー５５とブッシュ５６とは、Ｏリング５７によって両者の相対的位置が保持される。したがって、メンテナンス終了後に台車部スカート１１を取り付けるときには、スカート側取付ブラケット４０の位置等の再調整をほとんど行うことなくボルト３１の締結を行うことができる。

なお、上述の形態例では、スカートを車体前後方向に分割したパネルを用いているが、１枚のパネルを使用する場合にも適用できる。また、車体側取付ブラケット及びスカート側取付ブラケットは、車体側の状態やスカート側の状態に応じて任意の形状を採用することができ、使用数も任意である。さらに、分割パネルを用いたときの基準連結部は、各分割側端部を別個に独立した状態で連結するようにしてもよく、各分割パネルの他端や中央部に基準連結部を位置させることもできる。

本発明の一形態例を示す車体とスカートと連結部との状態を示す側面図である。 基準連結部を示す要部断面側面図である。 基準連結部を示す要部断面平面図である。 図１のIV-IV断面図である。 図７のV-V断面図である。 図７のVI−VI断面図である。 その他の一般の連結部を示す要部平面図である。 図１のVIII-VIII断面図である。

符号の説明

１…車体、２…底部、３…ブラケット支持部材、４…ステー、１０，１２…スカート、１１…台車部スカート、１１ａ，１１ｂ…分割スカートパネル、１３，１５…ボルト装着孔、１４…連結板、２０…車体側取付ブラケット、２１…車体固着部、２２…連結腕、２２ａ…基板部、２２ｂ…軸支持部、２３…連結軸挿通孔、３０…連結軸、３０ａ…雄ネジ、３１…ボルト、３２…座金、３３，４６…ナット、３４…スペーサー、４０，５０…スカート側取付ブラケット、４１，５１…回動腕、４１，４２…スカート取付腕、４２ａ，５２ａ…ボルト挿通部、４２ｂ，５２ｂ…補強ブリッジ、４３，５３…連結軸装着孔、４４，５４…スカート取付け孔、４５…ナット保持部材、４５ａ…保持片、５５…カラー、５６…ブッシュ、５７…Ｏリング、Ａ１…基準連結部、Ａ２…一般の連結部

Claims (4)

1. 鉄道車両の車体側部下方に設けられるスカートの取付構造において、車体側に設けられる車体側取付ブラケットと、スカート側に設けられるスカート側取付ブラケットと、両ブラケットを連結する連結軸とを有し、前記車体側取付ブラケットは、車体に固着される車体固着部と、前記連結軸を介して前記スカート側取付ブラケットに連結される連結腕とを有し、該連結腕には前記連結軸が車体前後方向に挿通され、かつ、車体幅方向に位置調節可能に保持される長孔からなる連結軸挿通孔が設けられ、前記スカート側取付ブラケットは、前記連結軸を介して前記連結腕に連結される回動腕と、前記スカートが取り付けられるスカート取付腕とを有し、前記回動腕には前記連結軸が装着される連結軸装着孔が設けられ、前記スカート取付腕には、該スカート取付腕に前記スカートを取り付けるためのボルトが上下方向に位置調整可能に挿通される長孔からなるスカート取付孔が設けられ、前記スカート側取付ブラケットは、前記連結軸を中心として角度調整可能、連結軸の軸線方向に位置調整可能、かつ、連結軸挿通孔に沿って車体幅方向に位置調整可能な状態で前記車体側取付ブラケットに連結され、前記スカートは、前記スカート取付孔に挿通されるボルトを介して上下方向に位置調節可能な状態で前記スカート側取付ブラケットに取り付けられることを特徴とするスカート取付構造を有する鉄道車両。
2. 前記車体側取付ブラケット、スカート側取付ブラケット及び連結軸を備えたスカート連結部は、前記スカートの車体前後方向の複数箇所に設けられ、該複数のスカート連結部の内の一つのスカート連結部を、前記車体側取付ブラケットに対する前記スカート側取付ブラケットの車体前後方向の移動を規制した状態で連結した基準連結部としたことを特徴とする請求項１記載のスカート取付構造を有する鉄道車両。
3. 前記スカートは、車体前後方向に分割された２枚以上の分割スカートパネルで形成され、両分割スカートパネルの分割側端部に対応する位置に、前記基準連結部をそれぞれ配設したことを特徴とする請求項２記載のスカート取付構造を有する鉄道車両。
4. 前記両分割スカートパネルの分割側端部に対応する位置にそれぞれ配設された基準連結部は、一方の分割スカートパネルの基準連結部と他方の分割スカートパネルの基準連結部とが車体前後方向に隣接配置され、両基準連結部の車体側取付ブラケットとスカート側取付ブラケットとが、両基準連結部を貫通する１本の連結軸で連結されていることを特徴とする請求項３記載のスカート取付構造を有する鉄道車両。

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