JP7129819B2

JP7129819B2 - 台車用カバー

Info

Publication number: JP7129819B2
Application number: JP2018093148A
Authority: JP
Inventors: 健岩波; 知幸遠藤; 大雅横山; 大古屋
Original assignee: East Japan Railway Co; Japan Transport Engineering Co
Current assignee: East Japan Railway Co; Japan Transport Engineering Co
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2022-09-02
Anticipated expiration: 2038-05-14
Also published as: JP2019199114A

Description

本発明は、鉄道車両の台車の少なくとも一部を下方から覆う台車用カバーに関するものである。

鉄道車両の台車には、主電動機やブレーキ装置等をはじめとして、鉄道車両を軌道に沿って進行させるための様々な機材が搭載されている。このため、台車の下部には様々な機材により凹凸が形成されており、この凹凸によって鉄道車両の進行時に空気の流れが乱されることに起因して、特に高速で進行する鉄道車両において、騒音の発生や、路盤から跳ね上げられる飛来物（バラストや雪が押し固められた氷塊等）の衝突が問題視されている。これを解決するために、台車の下部にカバーを設置することで、台車の下部を平滑化して空気の流れを整風する発案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７－１２５６３５号公報

しかしながら、上述したようなカバーを設置した場合であっても、依然として、路盤から跳ね上げられる飛来物が存在しており、この飛来物が衝突することでカバーが破損し、破損具合によっては落下した破損物により鉄道車両の運行に影響が出ることが懸念される。更に、鉄道車両の高速化の観点から、台車に取り付けられるカバーについても軽量化が求められる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軽量かつ高剛性な台車用カバーを実現し、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバーの破損を防止することにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

鉄道車両の台車の少なくとも一部を下方から覆う台車用カバーであって、板状の不織布製基材で構成される少なくとも１枚の母材の、前記台車に取り付けられた状態で少なくとも外側を向く面に、ポリウレア樹脂の被膜が設けられ、前記母材は、複数の板状の不織布製基材が、溶融樹脂を用いた熱溶着により接合されて構成されている台車用カバー（請求項１）。

本項に記載の台車用カバーは、鉄道車両の台車の少なくとも一部を下方から覆うことで、台車の下部を平滑化し、台車の下部の凹凸に起因する騒音を抑制するものである。又、この台車用カバーは、例えば熱成形等で加工された、板状の不織布製基材で構成される少なくとも１枚の母材に、例えば吹き付け等により、ポリウレア樹脂の被膜が設けられた構造を有している。ポリウレア樹脂は、一般的に、軽量でありながらも柔軟性及び強度に優れており、更に、硬化が早く作業性にも優れている。又、母材に用いられる不織布も軽量であり、引張強度等が優れたものもあるため、そのような不織布を用いることが好ましい。このような母材に対し、台車用カバーが台車に取り付けられた状態で少なくとも外側を向く面に、ポリウレア樹脂の被膜が設けられていることで、鉄道車両の走行風等によって跳ね上げられた飛来物は、台車用カバーのポリウレア樹脂が設けられた面に衝突することになる。このため、飛来物の衝突エネルギーがポリウレア樹脂によって効果的に吸収・分散されつつ、不織布及びポリウレア樹脂が有する強度によって、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバーの破損が防止されるものである。

更に、不織布製基材で構成される母材と、ポリウレア樹脂の被膜との双方が軽量であるため、鉄道車両の高速化にも寄与するものとなる。又、本項に記載の台車用カバーは、上記のような構成を有しているため、万が一破損したとしても、破損部分を補うように不織布を配置してポリウレア樹脂で被覆することで修復され、更に、破損個所が小さい場合はポリウレア樹脂のみで修復することも考えられる。加えて、母材の不織布製基材を構成する不織布の積層数及び圧縮率や、被膜を構成するポリウレア樹脂の膜厚及び品種等、調整可能なパラメータを多く有しているため、様々な要求に対応するものとなる。
又、本項に記載の台車用カバーは、複数の板状の不織布製基材によって母材が構成されるものであり、これら複数の不織布製基材が、溶融樹脂を用いた熱溶着によって接合される。この際、接合する不織布製基材の位置関係に応じて、例えば、不織布製基材の突き合わせ部間に溶融樹脂を配置して熱溶着してもよく、不織布製基材の端部に接合代を設け、溶融樹脂を挟み込んで接合代同士を重ね合わせて熱溶着してもよい。又、それと同時に、接合部分を覆うようにして不織布製の薄膜を溶融樹脂により貼り付けてもよい。このようにして構成された母材は、その後、ポリウレア樹脂の被膜によって一体的に覆われることになる。

（２）上記（１）項において、前記被膜が、前記母材の全ての面に設けられた台車用カバー（請求項２）。
本項に記載の台車用カバーは、ポリウレア樹脂の被膜が母材の全ての面に設けられることにより、ポリウレア樹脂によって付与される強度や柔軟性が、より一層向上するものである。このため、飛来物の衝突に起因する、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバーの破損が、より確実に防止されるものとなる。

（３）上記（１）（２）項において、前記母材の前記台車に対する固定部分及びその近傍の領域は、不織布が圧縮されて他の領域よりも厚みが小さくなっている台車用カバー（請求項３）。
本項に記載の台車用カバーは、母材の台車に対する固定部分及びその近傍の領域が、不織布が圧縮されて他の領域よりも厚みが小さくなっているものである。すなわち、母材の台車に対する固定部分及びその近傍の領域は、不織布の積層数等が他の領域と同等のままで圧縮され、厚みが小さくなり密度が上昇する。これにより、母材の台車への固定部分及びその近傍領域の強度が向上するため、固定部分への応力集中に因るクラックの発生等が防止されるものとなる。

（４）上記（１）から（３）項において、平面視で前記台車の中心点に対して位相が互いに１８０°異なるように配置される、同形状を有する少なくとも１組の部位が、平面方向に並べられて前記台車に固定されることで形成されている台車用カバー（請求項４）。
本項に記載の台車用カバーは、同形状を有する少なくとも１組の部位により形成されるものであり、これらの各部位が、不織布製基材で構成される母材に、ポリウレア樹脂の被膜が設けられた構造を有している。そして、少なくとも１組の部位は、平面視で台車の中心点に対して位相が互いに１８０°異なるように、平面方向に並べられて配置された状態で、台車に固定されている。

すなわち、台車用カバー全体は、平面視で台車の中心点に対して点対称形状を有しており、その点対称形状が、互いに位相が１８０°異なる同形状に２分割された一方の側に、少なくとも１組の部位の一方の部位が含まれ、２分割された他方の側に、少なくとも１組の部位のもう一方の部位が含まれることになる。このように、少なくとも１組の部位により形成される分割構造を有することで、各部位の大きさが小さくなるため、台車用カバーの取り付け時等の作業負荷が軽減される。更に、各組の部位同士が同形状であるため、製作が容易になると共に、取り付け時の作業性が向上するものである。

（５）上記（１）から（４）項において、前記台車に取り付けられた状態で、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側の端縁に、前記前方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びる前方流線部が設けられると共に、鉄道車両の進行方向を基準とした後方側の端縁に、前記後方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びる後方流線部が設けられる台車用カバー（請求項５）。
本項に記載の台車用カバーは、台車に取り付けられた状態で、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側の端縁及び後方側の端縁に、前方流線部及び後方流線部が設けられたものである。前方流線部は、前方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びており、後方流線部は、後方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びている。このように、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側及び後方側の双方に、流線形に類似した湾曲構造を備えることにより、鉄道車両の進行時に、台車用カバーに沿って、空気がより滑らかに流れるようになるため、騒音の発生がより抑制されることになる。更に、鉄道車両の進行方向が反対向きになったとしても、問題なく騒音の発生が抑制されるものである。

（６）上記（５）項において、前記複数の板状の不織布製基材は、前記前方流線部を形成する湾曲した板状の不織布製基材と、前記後方流線部を形成する湾曲した板状の不織布製基材とを含む台車用カバー（請求項６）。
本項に記載の台車用カバーは、母材を構成する複数の不織布製基材に、前方流線部を形成する湾曲した板状の不織布製基材と、後方流線部を形成する湾曲した板状の不織布製基材とが含まれている。又、複数の不織布製基材に、台車に下方から対向するように配置される平板部や、鉄道車両の幅方向を基準とした両側の端縁に、上方に向かって立設される側壁部等が含まれていてもよい。更に、不織布製基材の加工時に大きさの制約を受けて、２つ以上に分けて加工した不織布製基材が含まれていてもよい。

そして、上述したような複数の不織布製基材は、上記（１）項に記載したように、溶融樹脂を用いた熱溶着によって接合され、その後、ポリウレア樹脂の被膜によって一体的に覆われることになる。すなわち、前方流線部や後方流線部等の湾曲した形状を含む、複雑な構造であっても、溶融樹脂を用いた不織布製基材間の熱溶着と、ポリウレア樹脂の被膜とによって、複数の不織布製基材が強固に接合された台車用カバーが、容易に製作されるものである。

本発明は上記のような構成であるため、軽量かつ高剛性な台車用カバーを実現し、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバーの破損を防止することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る台車用カバーが取り付けられた台車を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図１に示した台車用カバーの平面図である。図１に示した台車用カバーの同形状を有する１組の部位のうち、一方の部位を示す斜視図である。図１に示した台車用カバーの構造を示す断面図である。図１に示した台車用カバーの同形状を有する１組の部位のうち、一方の部位の母材を構成する複数の不織布製基材を示す平面図である。図５に示した母材を構成する複数の不織布製基材のうち、直交して接続される基材間の接続構造を示すイメージ図である。図５に示した母材を構成する複数の不織布製基材のうち、同平面上で接続される基材間の接続構造を示すイメージ図である。図１に示した台車用カバーの複数の支持部材の取り付け位置を示す概略的な平面図である。図８に示した台車用カバーの複数の支持部材の取り付け位置及びその近傍領域の断面図である。図８に示した台車用カバーと台車或いは取付フレームとの固定構造を示すイメージ図であり、（ａ）は第１形態のボルトとナットとを用いた形態、（ｂ）は第１形態のボルトとねじ座とを用いた形態である。図１０に示した支持部材の平面図である。図１に示した台車用カバーの取付構造を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面からの内部透視イメージ図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体を通して、同一部分若しくは相当する部分は、同一の符号で示している。
図１は、鉄道車両の台車７０に取り付けた状態の、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０を模式的に示しており、図２は、台車用カバー１０単体の平面図である。説明の便宜上、図１（ａ）では、台車用カバー１０で覆われる台車７０の範囲をハッチングで示しており、又、図１及び図２では、図中左方向を鉄道車両の進行方向として説明する。

まず、図１を参照して、本実施例における台車７０の構成について簡単に説明すると、台車７０は、一対の側梁とそれらを接続する横梁とを含む台車枠７２、夫々２つの車輪７６を有する一対の輪軸７４、車輪７６毎に設けられたブレーキ装置７８、輪軸７４を回転させるための一対の主電動機８０、主電動機８０の回転動力を減速させながら輪軸７４へと伝える一対の歯車装置８２、台車枠７２と車体９０との間に配置される一対の空気ばね８４、及び、蛇行動を抑える一対のヨーダンパ８６等を含んでいる。そして、図１（ａ）で確認できるように、台車７０は、ヨーダンパ８６を除いた上記の各構成要素が、平面視で台車７０の中心点７０ｂを基準とした点対称位置に配置されている。

上記のような台車７０に対し、台車用カバー１０は、輪軸７４、車輪７６、ブレーキ装置７８、歯車装置８２、空気ばね８４の一部、及び、ヨーダンパ８６を除いた、台車枠７２の一部や主電動機８０等を含む、台車７０の大部分を下方から覆うように、後述する取付フレーム６０を介して取り付けられている。より詳しくは、台車用カバー１０は、図２に示すように、平面視で中心点１０ａを基準とする点対称形状を有しており、台車用カバー１０の中心点１０ａが、平面視で台車７０の中心点７０ｂと重なる位置に設置されている。又、本実施例の台車用カバー１０は、上述の如く台車７０を覆いながらも一部を露出させるように、平面視で鉄道車両の進行方向を基準とした前方側及び後方側（図中左側及び右側）の端縁に、複数の凹凸が形成されている。なお、図示の台車用カバー１０の形状は一例であり、台車用カバー１０の形状を限定するものではない。

更に、本実施例において、台車用カバー１０は、同形状を有する１組の部位２４Ａ、２４Ｂが、平面方向に並べられて台車７０に固定されることで形成されている。部位２４Ａ、２４Ｂの各々は、図３に示すような形状を有しており、このような同一の形状を有する１組の部位２４Ａ、２４Ｂが、図２で確認できるように、平面視で台車７０の中心点７０ｂに対して、位相が互いに１８０°異なるように配置されている。なお、台車用カバー１０を形成する同形状を有する部位の組数は、１組に限定されるものではなく、２組以上であってもよい。２組以上の場合であっても、同形状を有する部位同士が、中心点７０ｂに対して位相が互いに１８０°異なるように配置されることになる。

台車用カバー１０は、１組の部位２４Ａ、２４Ｂが上記のように配置された状態で、台車用カバー１０の基礎部分を構成する平板部３０、平板部３０の平面視での各端縁に沿って設けられた、前方流線部２６、後方流線部２８、及び、側壁部３２を含んでいる。図２及び図３を参照して、平板部３０は、台車用カバー１０が台車７０に取り付けられた状態で、路盤と対向して配置される平板状の部分であり、本実施例では、部位２４Ａに含まれる平板部３０Ａと、部位２４Ｂに含まれる平板部３０Ｂとで構成されている。前方流線部２６は、平板部３０の、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側（図２中左側）の端縁に沿って設けられ、前方に向かうにつれて上方側（図２中左側に向かうにつれて図２中紙面手前側）へと、湾曲して延びている。

又、上述したように、台車用カバー１０の前方側の端縁には、複数の凹凸が形成されているため、これら複数の凹凸に対応するように、本実施例では、前方流線部２６として４つの前方流線部２６Ａ～２６Ｄが設けられている。ここで、台車用カバー１０の前方側の端縁の中で、最も前方側に突出すると共に、最も幅方向（図２中上下方向）の長さが大きい端縁に設けられた、前方流線部２６Ｃは、他の前方流線部２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｄと比較して、湾曲の曲率が小さくなっている。なお、前方流線部２６Ａ、２６Ｂは部位２４Ａ側に含まれ、前方流線部２６Ｃ、２６Ｄは部位２４Ｂ側に含まれている。

後方流線部２８は、平板部３０の、鉄道車両の進行方向を基準とした後方側（図２中右側）の端縁に沿って設けられ、後方に向かうにつれて上方側（図２中右側に向かうにつれて図２中紙面手前側）へと、湾曲して延びている。又、上述したように、台車用カバー１０の後方側の端縁には、複数の凹凸が形成されているため、これら複数の凹凸に対応するように、本実施例では、後方流線部２８として４つの後方流線部２８Ａ～２８Ｄが設けられている。ここで、台車用カバー１０の後方側の端縁の中で、最も後方側に突出すると共に、最も幅方向（図２中上下方向）の長さが大きい端縁に設けられた、後方流線部２８Ｂは、他の後方流線部２８Ａ、２８Ｃ、２８Ｄと比較して、湾曲の曲率が小さくなっている。なお、後方流線部２８Ａ、２８Ｂは部位２４Ａ側に含まれ、後方流線部２８Ｃ、２８Ｄは部位２４Ｂ側に含まれている。

一方、側壁部３２は、鉄道車両の進行方向（図２中左右方向）に沿って、平板部３０から上方側（図２中紙面手前側）へ向かって立設されるものであり、本実施例では、８つの側壁部３２Ａ～３２Ｈが設けられている。側壁部３２Ｂ、３２Ｆは、平板部３０の、鉄道車両の幅方向を基準とした両側（図２中下側及び上側）の端縁に沿って設けられ、他の側壁部３２は、前方流線部２６同士或いは後方流線部２８同士を接続するように設けられている。具体的に、側壁部３２Ａは、前方流線部２６Ａ、２６Ｂ間を接続するように、側壁部３２Ｈは、前方流線部２６Ｂ、２６Ｃ間を接続するように、側壁部３２Ｇは、前方流線部２６Ｃ、２６Ｄ間を接続するように、夫々設けられている。又、側壁部３２Ｃは、後方流線部２８Ａ、２８Ｂ間を接続するように、側壁部３２Ｄは、後方流線部２８Ｂ、２８Ｃ間を接続するように、側壁部３２Ｅは、後方流線部２８Ｃ、２８Ｄ間を接続するように、夫々設けられている。なお、側壁部３２Ａ～３２Ｄは部位２４Ａ側に含まれ、側壁部３２Ｅ～３２Ｈは部位２４Ｂ側に含まれている。

ここで、上述したように、台車用カバー１０は、同一形状を有する１組の部位２４Ａ、２４Ｂが、平面視で台車７０の中心点７０ｂに対して、位相が互いに１８０°異なるように配置されて形成され、その際に台車７０の中心点７０ｂと重なる台車用カバー１０の中心点１０ａを基準として、平面視で点対称形状を有している。このため、以下に列挙する各部の組は、平面視で向きが１８０°異なるだけの同形状の部分である。すなわち、図３に示すように、前方流線部２６Ａ及び後方流線部２８Ｄ、前方流線部２６Ｂ及び後方流線部２８Ｃ、後方流線部２８Ａ及び前方流線部２６Ｄ、後方流線部２８Ｂ及び前方流線部２６Ｃ、平板部３０Ａ及び平板部３０Ｂ、側壁部３２Ａ及び側壁部３２Ｅ、側壁部３２Ｂ及び側壁部３２Ｆ、側壁部３２Ｃ及び側壁部３２Ｇ、側壁部３２Ｄ及び側壁部３２Ｈは、夫々、同形状の部分である。

次に、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０の構造について説明する。台車用カバー１０は、その全体にわたって、図４に示すような断面構造を有しており、板状の不織布製基材１４で構成された母材１２の両面に、ポリウレア樹脂の被膜２０が設けられている。母材１２に用いられる不織布は、例えば、プレス型で熱成形をするように圧縮されて、板状に成形される。又、母材１２に用いられる不織布の材料として、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）繊維とガラス繊維との組み合わせが挙げられ、入手性や強度等の観点から、特にホモポリマーＰＰ繊維とロービングガラス繊維との組み合わせが好ましい。しかしながら、状況に応じて、他の材料の不織布を用いてもよい。

ポリウレア樹脂の被膜２０は、例えば、母材１２に吹き付け等で形成される。被膜２０に用いられるポリウレア樹脂は、一般的に、軽量性、柔軟性及び強度に優れており、母材１２に粘り強い変形追従性を付加する。又、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０に用いるポリウレア樹脂は、難燃性に優れた配合のものを用いることが好ましい。一例として、母材１２の厚みｔ１及び被膜２０の厚みｔ２を挙げると、母材１２の厚みｔ１は５ｍｍ程度、被膜２０の厚みｔ２は２ｍｍ程度であるが、これらに限定されることなく、台車用カバー１０に要求される性能等に応じて、適切な値を取り得るものである。又、本実施例では、母材１２の両面にポリウレア樹脂の被膜２０が設けられているが、これに限定されることなく、母材１２の、台車７０に取り付けられた状態で外側を向く面１２ａにのみ、ポリウレア樹脂の被膜２０が設けられていてもよい。

上記のような断面構造を有する台車用カバー１０は、まず、複数の板状の不織布製基材１４が組み合わされて、台車用カバー１０を形成する１つの部位２４の母材１２が形成された後に、ポリウレア樹脂の被膜２０が設けられる。図５には、台車用カバー１０を形成する１組の部位２４Ａ、２４Ｂのうち、一方の部位２４の母材１２を示している。これに限定されるものではないが、図５の例において、母材１２は、１０枚の板状の不織布製基材１４Ａ～１４Ｊが接合されて形成されている。更に図３も参照して、具体的に、１０枚の板状の不織布製基材１４Ａ～１４Ｊは、部位２４の以下の部分を構成するものである。

すなわち、不織布製基材１４Ｃは前方流線部２６Ａ又は後方流線部２８Ｄを、不織布製基材１４Ｄは前方流線部２６Ｂ又は後方流線部２８Ｃを、不織布製基材１４Ｅは後方流線部２８Ａ又は前方流線部２６Ｄを、不織布製基材１４Ｆは後方流線部２８Ｂ又は前方流線部２６Ｃを、夫々構成するものである。これら４枚の不織布製基材１４Ｃ～１４Ｆは、湾曲した板状に成形される。又、不織布製基材１４Ａ及び１４Ｂは平板部３０Ａ又は３０Ｂを、不織布製基材１４Ｇは側壁部３２Ａ又は側壁部３２Ｅを、不織布製基材１４Ｈは側壁部３２Ｂ又は側壁部３２Ｆを、不織布製基材１４Ｉは側壁部３２Ｃ又は側壁部３２Ｇを、不織布製基材１４Ｊは側壁部３２Ｄ又は側壁部３２Ｈを、夫々構成するものである。これら６枚の不織布製基材１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｇ～１４Ｊは、平坦な板状に成形される。なお、本実施例では、不織布製基材１４を成形する成形機の大きさの制約が考慮されて、平板部３０Ａ又は３０Ｂを構成する不織布製基材１４が、不織布製基材１４Ａと１４Ｂとに分けられている。

上述した１０枚の不織布製基材１４Ａ～１４Ｊは、例えば、図６及び図７に示すような、溶融樹脂３４を利用した熱溶着によって接合される。図６には、不織布製基材１４Ａと１４Ｈとの接合や、不織布製基材１４Ｃと１４Ｈとの接合等の、略直交する位置関係で接合される不織布製基材１４同士の接合方法を示している。この接合方法では、まず、接合する２つの不織布製基材１４の突き合わせ部の間に、接合用の溶融樹脂３４を流し込んで２つの不織布製基材１４を接合する。更に、この接合箇所の延在方向（図６における紙面と直交する方向）に沿って、接合箇所を両側から挟み込むようにして、２枚の不織布製の薄膜３６を溶融樹脂３４により貼り付けるものである。

一方、図７には、不織布製基材１４Ａと１４Ｂとの接合等の、同平面上で接合される不織布製基材１４同士の接合方法を示している。この接合方法では、まず、接合する２枚の不織布製基材１４の双方に、同じ面積の接合代１４ａを、互いに向き合うように接合箇所に沿って形成する。この接合代１４ａは、不織布製基材１４を他の領域の１／２程度の厚みまで圧縮することによって形成する。そして、２枚の不織布製基材１４の接合代１４ａの間に溶融樹脂３４を流し込み、接合代１４ａ同士を密着させて、全体が平坦になるように接合するものである。なお、この接合方法で接合する不織布製基材１４は、接合代１４ａを形成することを考慮した大きさに、予め成形しておくものとする。又、不織布製基材１４同士の接合方法は、上記の方法に限定されるものではなく、溶融樹脂３４を用いた別の接合方法や、溶融樹脂３４を用いない他の接合方法であってもよい。

続いて、図８には、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０に設けられる、複数の支持部材４２の位置を模式的に示している。これら複数の支持部材４２は、台車用カバー１０が台車７０に対して取り付けられる際に用いられるものであり、図示の例では、部位２４Ａ、２４Ｂ毎に１６箇所の、合計で３２箇所に支持部材４２が設けられている。各支持部材４２が設けられた位置は、台車７０に対する固定部分となる。そして、台車用カバー１０は、図９に示すように、不織布製基材１４で構成される母材１２の、台車７０に対する固定部分及びその近傍の領域１２ｂが、他の領域よりも厚みが小さくなっている。このような母材１２の固定部分及びその近傍の領域１２ｂは、不織布製基材１４が圧縮されることで形成される。一例として、母材１２の固定部分及びその近傍の領域１２ｂの厚みｔ３は、母材１２の他の領域の厚みｔ１の４５～５５％であるが、これに限定されることなく、他の値であってもよい。

なお、不織布製基材１４が圧縮されることで形成される、母材１２の厚みが小さい領域は、上述した母材１２の固定部分及びその近傍の領域１２ｂに限定されることはなく、例えば、台車用カバー１０の剛性を高めることが要求される、任意の部分的な領域に形成してもよい。更に、上述した母材１２の固定部分及びその近傍の領域１２ｂを含み、台車用カバー１０の剛性を部分的に高める方法は、不織布製基材１４を圧縮して母材１２の厚みを小さくする方法に限定されるものではなく、他の方法であってもよい。例えば、母材１２の一方の面の任意領域に金属板を配置し、ポリウレア樹脂の被膜２０によって金属板ごと覆うことで、金属板を配置した領域の剛性を高めることとしてもよい。

図８に示した複数の支持部材４２の各々は、例えば金属製で、図１０及び図１１に示すような形状を有しており、本実施例では、台車用カバー１０の台車７０への取り付け時に、頭部５２及び軸部５４を有する第１形態のボルト（六角ボルト）５０が挿入される。より詳しくは、支持部材４２は、有底の円筒状をなしており、その底部４２ａに挿通孔４４を備えると共に、開放端４２ｂには外周方向に広がるフランジ部４６が形成されている。支持部材４２は、その内部にボルト５０の頭部５２を配置可能な内径を有しており、挿通孔４４は、ボルト５０の頭部５２の頭部径より小さく、ボルト５０の軸部５４の軸部径より大きい内径を有している。

そして、上記のような形状の支持部材４２は、図１０に示すように、底部４２ａ側を先端にして、母材１２に設けられた貫通孔１６に挿入又は圧入されている。この際、支持部材４２は、開放端４２ｂに設けられたフランジ部４６が、貫通孔１６の軸方向一方側（図中下側）の周縁に設けられた座繰り部１８に当接するまで、挿入又は圧入される。すなわち、母材１２には、複数の支持部材４２を挿入又は圧入するための複数の貫通孔１６が形成され、各貫通孔１６の軸方向一方側の周縁に座繰り部１８が設けられている。例えば、貫通孔１６は、母材１２が繰り抜かれることで形成され、座繰り部１８は、母材１２が僅かに圧縮されることで形成される。

更に、支持部材４２は、上記のように母材１２に挿入又は圧入された状態で、少なくともフランジ部４６が被膜２０により覆われることで、台車用カバー１０に固定されている。図示の例では、ポリウレア樹脂の被膜２０が、支持部材４２の内部まで入り込んでおり、又、母材１２の図中上側の面に設けられた被膜２０が、支持部材４２の底部４２ａ側を僅かに覆っている。すなわち、台車用カバー１０は、図５のような母材１２が形成された後、上述したように複数の支持部材４２が母材１２に挿入又は圧入され、この状態でポリウレア樹脂の被膜２０が設けられることで、図３に示した部位２４Ａ及び２４Ｂが形成されるものである。なお、図２及び図３では、支持部材４２の図示を省略している。

ここで、図１０に示されている台車用カバー１０の領域は、図９に示した母材１２の固定部分及びその近傍の領域１２ｂに対応する部分である。又、母材１２の貫通孔１６の周縁には、座繰り部１８が設けられていなくてもよく、この場合は、フランジ部４６が貫通孔１６の周縁に当接するまで、支持部材４２が貫通孔１６に挿入又は圧入され、この状態で少なくともフランジ部４６が被膜２０により覆われる。更に、図１０の例における支持部材４２は、母材１２の貫通孔１６に挿入又は圧入された状態で、母材１２の図中上側の面から、その面に設けられる被膜２０の厚みと略同じ距離まで突出しているが、被膜２０の厚みよりも大きく突出していてもよい。

次に、図１０～図１２を参照して、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０の取付構造について説明する。図１２に示すように、台車用カバー１０の取付構造４０は、複数の衝撃吸収部材４８と、取付フレーム６０とを含んでいる。複数の衝撃吸収部材４８は、図８に示した台車用カバー１０の複数の支持部材４２の位置に対応した３２箇所に配置される。衝撃吸収部材４８の各々は、例えばゴム等の弾性を有する材料で形成され、本実施例では円筒状をなしている。又、衝撃吸収部材４８は、図１０に示すように、図中上下方向に貫通した中空部４８ａが、ボルト５０の軸部径より僅かに大きい内径を有している。そして、衝撃吸収部材４８は、支持部材４２の貫通孔４４と中空部４８ａとが連通するように配置される。

又、図１２を参照して、本実施例では、３２箇所に配置される衝撃吸収部材４８のうち、符号４８Ａで示す衝撃吸収部材４８から図中左上方向に並ぶ４つの衝撃吸収部材４８と、符号４８Ｂで示す衝撃吸収部材４８から図中右下方向に並ぶ４つの衝撃吸収部材４８とを除いた、残り２４箇所の衝撃吸収部材４８の上に、取付フレーム６０が設置される。取付フレーム６０は、衝撃吸収部材４８を介して台車用カバー１０に固定されるフレーム部６０ａと、フレーム部６０ａから上方へ延びる複数の脚部６０ｂとを含んでいる。そして、衝撃吸収部材４８の上に取付フレーム６０が設置された状態で、図１０（ａ）に示すように、本実施例では、頭部５２及び軸部５４を有する第１形態のボルト（六角ボルト）５０と、このボルト５０に対応するナット５６とによって、台車用カバー１０に対して取付フレーム６０が固定される。

具体的には、ボルト５０が軸部５４側を先端にして、支持部材４２の開放端４２ｂから底部４２ａの挿通孔４４に挿入され、挿通孔４４に続いて衝撃吸収部材４８の中空部４８ａに挿入される。更に、衝撃吸収部材４８の上に設置された取付フレーム６０の、フレーム部６０ａに予め設けられた挿入孔６０ｃに挿入された後、軸部５４の先端からナット５６が締め付けられている。なお、ナット５６と取付フレーム６０のフレーム部６０ａとの間には、スプリングワッシャ５８が介在している。

上記のようにして、取付フレーム６０が固定された台車用カバー１０は、図１（ｂ）に示したように、取付フレーム６０側を上方にして、下方から台車７０に対して取り付けられる。このとき、取付フレーム６０の複数の脚部６０ｂの先端が、台車７０の適切な箇所に固定されると共に、取付フレーム６０が固定されていない台車用カバー１０の残りの固定部分は、台車７０（本実施例では主電動機８０）に直結される。すなわち、図１２に示した、衝撃吸収部材４８Ａから図中左上方向に並ぶ４つの衝撃吸収部材４８と、衝撃吸収部材４８Ｂから図中右下方向に並ぶ４つの衝撃吸収部材４８とは、図１に示す台車７０の一対の主電動機８０に下方から当接する。そして、図１０（ａ）に示すように、ボルト５０の軸部５４が、主電動機８０に予め設けられた挿入孔８０ａに挿入され、ナット５６により締め付けられることで、主電動機８０に対して台車用カバー１０が直結される。なお、台車用カバー１０を直結する台車７０の部位は、主電動機８０以外の部位であってもよい。

ここで、台車用カバー１０を、取付フレーム６０又は台車７０に固定する際に使用する締結部材は、第１形態のボルト５０とナット５６とに限定されるものではなく、他の組み合わせであってもよい。例えば、図１０（ｂ）には、ナット５６に代えて、取付フレーム６０又は台車７０に溶接されたタップ穴付のねじ座５７を利用した形態を示している。この形態の場合、ボルト５０の頭部５２と支持部材４２の底部４２ａとの間に、スプリングワッシャ５８が介在した状態で、ねじ座５７に対して第１形態のボルト５０が締め付けられることで、台車用カバー１０と取付フレーム６０或いは台車７０とが固定される。

加えて、第１形態のボルト５０は、六角ボルトに限定されるものではなく、六角穴ボルト等の、頭部５２と軸部５４とを有する他のボルトであってもよい。更に、第１形態のボルト５０に代えて、頭部５２を有さずに軸部５４を有する、植込みボルト等の第２形態のボルトを利用してもよい。この場合は、図１０（ａ）を参照して、支持部材４２の挿通孔４４と、衝撃吸収部材４８の中空部４８ａと、取付フレーム６０の挿入孔６０ｃ或いは主電動機８０の挿入孔８０ａとに、第２形態のボルトが挿通される。そして、支持部材４２側の第２形態のボルトの先端と、取付フレーム６０或いは主電動機８０側の第２形態のボルトの先端との双方から、第２形態のボルトに対応するナットが締め付けられることによって、台車用カバー１０と取付フレーム６０又は主電動機８０とが固定される。

さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、図１に示すように、鉄道車両の台車７０の少なくとも一部を下方から覆うことで、台車７０の下部７０ａを平滑化し、台車７０の下部７０ａの凹凸に起因する騒音を抑制可能なものである。又、この台車用カバー１０は、図４に示すように、例えば熱成形等で加工された、板状の不織布製基材１４で構成される少なくとも１枚の母材１２に、例えば吹き付け等により、ポリウレア樹脂の被膜２０が設けられた構造を有している。

ポリウレア樹脂は、一般的に、軽量でありながらも柔軟性及び強度に優れており、更に、硬化が早く作業性にも優れている。又、母材１２に用いられる不織布も軽量であり、引張強度等が優れたものもある。このような母材１２に対し、台車用カバー１０が台車７０に取り付けられた状態で少なくとも外側を向く面１２ａに、ポリウレア樹脂の被膜２０が設けられていることで、鉄道車両の走行風等によって跳ね上げられた飛来物は、台車用カバー１０のポリウレア樹脂が設けられた面に衝突することになる。このため、飛来物の衝突エネルギーをポリウレア樹脂によって効果的に吸収・分散しつつ、不織布及びポリウレア樹脂が有する強度によって、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバー１０の破損を防止することができる。

更に、不織布製基材１４で構成される母材１２と、ポリウレア樹脂の被膜２０との双方が軽量であるため、鉄道車両の高速化にも寄与することができる。又、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、上記のような構成を有しているため、万が一破損したとしても、破損部分を補うように不織布を配置してポリウレア樹脂で被覆することで修復することができ、更に、破損個所が小さい場合はポリウレア樹脂のみで修復することも可能である。加えて、母材１２の不織布製基材１４を構成する不織布の積層数及び圧縮率や、被膜２０を構成するポリウレア樹脂の膜厚及び品種等、調整可能なパラメータを多く有しているため、様々な要求に対応することが可能となる。

又、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、ポリウレア樹脂の被膜２０が、母材１２の外側を向く面１２ａだけではなく、母材１２の全ての面に設けられていてもよい。この場合には、ポリウレア樹脂によって付与される強度や柔軟性を、より一層向上することができるため、飛来物の衝突に起因する、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバー１０の破損を、より確実に防止することが可能となる。
加えて、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、図２及び図３に示すように、同形状を有する少なくとも１組の部位２４、図示の例では１組の部位２４Ａ、２４Ｂにより形成されるものである。そして、これらの各部位２４Ａ、２４Ｂが、不織布製基材１４で構成される母材１２に、ポリウレア樹脂の被膜２０が設けられた構造を有している。これら１組の部位２４Ａ、２４Ｂは、平面視で台車７０の中心点７０ｂに対して位相が互いに１８０°異なるように、平面方向に並べられて配置された状態で、台車７０に固定されている。

すなわち、台車用カバー１０全体は、平面視で台車７０の中心点７０ｂに対して点対称形状を有しており、その点対称形状が、互いに位相が１８０°異なる同形状に２分割された一方の側に、１組の部位２４の一方の部位２４Ａが含まれ、２分割された他方の側に、１組の部位２４のもう一方の部位２４Ｂが含まれることになる。このように、１組の部位２４により形成される分割構造を有することで、各部位２４Ａ、２４Ｂの大きさが小さくなるため、台車用カバー１０の取り付け時等の作業負荷を軽減することができる。更に、各組の部位２４同士が同形状であるため、製作が容易になると共に、取り付け時の作業性を向上することができる。

又、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、台車７０に取り付けられた状態で、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側（図２中左側）の端縁及び後方側（図２中右側）の端縁に、前方流線部２６及び後方流線部２８が設けられたものである。前方流線部２６は、前方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びており、後方流線部２８は、後方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びている。このように、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側及び後方側の双方に、流線形に類似した湾曲構造を備えることにより、鉄道車両の進行時に、台車用カバー１０に沿って、空気がより滑らかに流れるようになるため、騒音の発生をより抑制することができる。更に、鉄道車両の進行方向が反対向きになったとしても、問題なく騒音の発生を抑制することができる。

又、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、図５に示すように、複数の板状の不織布製基材１４によって母材１２が構成されるものである。これら複数の不織布製基材１４には、前方流線部２６を形成する湾曲した板状の不織布製基材（１４Ｃ及び１４Ｄ、或いは、１４Ｅ及び１４Ｆ）と、後方流線部２８を形成する湾曲した板状の不織布製基材１４（１４Ｅ及び１４Ｆ、或いは、１４Ｃ及び１４Ｄ）とが含まれている。又、図示の例では、複数の不織布製基材１４に、台車７０に下方から対向するように配置される平板部３０（図２及び図３参照）を構成する不織布製基材１４Ａ、１４Ｂが含まれており、これらは、不織布製基材１４の加工時の大きさの制約を加味して、２つに分けて加工されている。更に、複数の不織布製基材１４として、鉄道車両の幅方向を基準とした両側の端縁に沿って上方に向かって立設される、側壁部３２（図２及び図３参照）を構成する不織布製基材１４Ｇ～１４Ｊが含まれている。

そして、上述したような複数の不織布製基材１４は、図６及び図７に示すように、溶融樹脂３４を用いた熱溶着によって接合される。この際、接合する不織布製基材１４の位置関係に応じて、図６のように、不織布製基材１４の突き合わせ部間に溶融樹脂３４を配置して熱溶着してもよく、図７のように、不織布製基材１４の端部に接合代１４ａを設け、溶融樹脂３４を挟み込んで接合代１４ａ同士を重ね合わせて熱溶着してもよい。又、それらと同時に、接合部分を覆うようにして不織布製の薄膜３６を溶融樹脂３４により貼り付けてもよい。このようにして構成された母材１２は、その後、ポリウレア樹脂の被膜２０によって一体的に覆われることになる。すなわち、前方流線部２６や後方流線部２８等の湾曲した形状を含む、複雑な構造であっても、溶融樹脂３４を用いた不織布製基材１４間の熱溶着と、ポリウレア樹脂の被膜２０とによって、複数の不織布製基材１４を強固に接合することができ、このような台車用カバー１０を、容易に製作することが可能となる。

更に、本発明の実施の形態に係る台車用カバー１０は、図９に示すように、母材１２の台車７０に対する固定部分及びその近傍の領域１２ｂが、不織布が圧縮されて他の領域よりも厚みが小さくなっている（ｔ３＜ｔ１）ものである。すなわち、母材１２の台車７０に対する固定部分及びその近傍の領域１２ｂは、不織布の積層数等が他の領域と同等のままで圧縮されることで、厚みが小さくなり密度が上昇する。これにより、母材１２の台車７０への固定部分及びその近傍領域１２ｂの強度が向上するため、固定部分への応力集中に因るクラックの発生等を防止することができる。なお、母材１２の全体を圧縮することも考えられるが、この場合、台車用カバー１０全体の剛性は高まるものの、弾性力が低くなるので、鉄道車両の運行に影響を与えるような台車用カバー１０の破損を防止できない虞がある。このため、必要な箇所だけ母材１２を圧縮して剛性を高めるようにすることが望ましい。

１０：台車用カバー、１２：母材、１２ａ：外側を向く面、１２ｂ：固定部分及びその近傍の領域、１４（１４Ａ～１４Ｊ）：不織布製基材、２０：被膜、２４（２４Ａ、２４Ｂ）：部位、２６（２６Ａ～２６Ｄ）：前方流線部、２８（２８Ａ～２８Ｄ）：後方流線部、３４：溶融樹脂、７０：台車、７０ｂ：中心点、ｔ１：母材の厚み、ｔ３：母材の固定部分及びその近傍の領域の厚み

Claims

鉄道車両の台車の少なくとも一部を下方から覆う台車用カバーであって、
板状の不織布製基材で構成される少なくとも１枚の母材の、前記台車に取り付けられた状態で少なくとも外側を向く面に、ポリウレア樹脂の被膜が設けられ、
前記母材は、複数の板状の不織布製基材が、溶融樹脂を用いた熱溶着により接合されて構成されていることを特徴とする台車用カバー。
前記被膜が、前記母材の全ての面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の台車用カバー。
前記母材の前記台車に対する固定部分及びその近傍の領域は、不織布が圧縮されて他の領域よりも厚みが小さくなっていることを特徴とする請求項１又は２記載の台車用カバー。
平面視で前記台車の中心点に対して位相が互いに１８０°異なるように配置される、同形状を有する少なくとも１組の部位が、平面方向に並べられて前記台車に固定されることで形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の台車用カバー。
前記台車に取り付けられた状態で、鉄道車両の進行方向を基準とした前方側の端縁に、前記前方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びる前方流線部が設けられると共に、鉄道車両の進行方向を基準とした後方側の端縁に、前記後方に向かうにつれて上方側へと湾曲して延びる後方流線部が設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の台車用カバー。
前記複数の板状の不織布製基材は、前記前方流線部を形成する湾曲した板状の不織布製基材と、前記後方流線部を形成する湾曲した板状の不織布製基材とを含むことを特徴とする請求項５記載の台車用カバー。