JP7705355B2

JP7705355B2 - 鉄道車両

Info

Publication number: JP7705355B2
Application number: JP2022000530A
Authority: JP
Inventors: 啓緒方; 隆久山本; 忠藤井
Original assignee: Hitachi Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2022-01-05
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2025-07-09
Anticipated expiration: 2042-01-05
Also published as: US20230211813A1; TWI842280B; JP2023100106A; TW202344420A

Description

本発明は、鉄道車両に関する。

新幹線（登録商標）等の高速で運行される鉄道車両においては、トンネルを高速で通過する時に生じる車外圧力変動が車内圧力を変動させて乗務員や乗客が聴覚に不快を感じることを抑制するために、乗務員室および一般客室等の車内を気密に保つ気密構造が採用されている。より具体的に説明すると、鉄道車両には乗客等が駅ホームから鉄道車両に乗降する際に開放され、鉄道車両が走行する際は閉鎖されるようにスライド可能な側引き戸が設けられている。鉄道車両が所定の速度以上になると、閉じられた側引き戸の周縁が鉄道車両の側面をなす側構体の開口部の周縁に向かって押圧されて気密を維持する。

一方、先頭車両は、乗客等が乗降に供する側引き戸とは別に、乗務員が運転室に乗降する側開き戸を有する。側開き戸は、側開き戸の一方の縦縁に備えられるヒンジを支点に、運転室の車内に向けて回動する扉である。

特許文献１に、高速で走行する鉄道車両の側開き戸装置が開示されている。この側開き戸装置は、車掌室へ通じるドア開口部に設けられる側開き戸装置であって、車体に対してヒンジで取付けられて車体の車掌室へ通じるドア開口部を開閉する内開きのドア本体と、ドア本体を開閉するハンドルと、ハンドルに連動するラッチと、ドア本体の開閉を検知して信号を出力するスイッチと、ドア本体にヒンジで取付けられて窓開口部を開閉する内開きの窓枠と、車体のドア開口部及びドア本体の窓開口部の周縁部に配設してドア本体及びドア本体の窓開口部の窓枠の周縁部に当接する膨張性シールゴムと、膨張性シールゴムへエアを供給する回路を開閉する車体側に設置される制御弁と、を備えている。膨張性シールゴムへエアを供給する回路は、ドア本体の開閉信号及び車両の速度信号により制御される。

特許第４６７３０９１号公報

従来技術において、鉄道車両（乗務員室）の側面をなす側構体に開口部を設けられる側開き戸は、側開き戸を閉じた時に気密を維持するために、側構体の開口部の全周縁部に膨張性シールゴムを備えて、鉄道車両が所定の速度以上になると、この膨張性シールゴムの内部に空気が圧送される機構を備える。

空気が圧送されて膨張した膨張性シールゴムの一部は、側構体の開口部にヒンジを介して回動可能に備えられる側開き戸の全周縁部に当接して、乗務員室を気密に維持する。

鉄道車両の側構体は、溶接等によって組み立てられる。このため、溶接等に伴う歪等によって、側構体に設けられる開口部の周縁部の平面度を必ずしも確保できないおそれがある。そこで、膨張性シールゴムを把持するリテイナーと、側構体（開口部）の周縁部と、の周囲をシール材でシールすることが必要になる。

また、空気が圧送されて側開き戸の周縁部に当接する膨張した膨張性シールゴムの一部は、側開き戸の周縁部に固着することがあるため、側開口部の周縁部に固着した膨張性シールゴムの一部がリテイナーから脱落する懸念があった。

本発明の目的は、小さい製作工数で、信頼性の高い側開き戸のシールを構築できる鉄道車両を提供することである。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の鉄道車両の一つは、
側構体と、
前記側構体に備えられる開口部と、
前記開口部を閉じる側開き戸と、
前記開口部の周縁部の車内側に備えられる戸柱と、
前記戸柱に備えられるリテイナーと、
前記リテイナーに把持されるとともに空気が圧送されて膨張する膨張性シールゴムと、を有する鉄道車両において、
前記リテイナーは、前記開口部に向かって突出し、前記戸柱との間にシール材を充填する空間を形成するシール堰き止め部を有することにより達成される。

本発明によれば、小さい製作工数で、信頼性の高い側開き戸のシールを構築できる鉄道車両を提供することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、鉄道車両の先頭車両の水平面内の断面図である。図２は、先頭車両の乗務員室に供される側開き戸の高さ方向に交差する断面図（図１のＡ部拡大図）である。図３は、先頭車両の側構体に備えらえる戸柱と、側開き戸と、の間に備えられる気密機構（開放時）の高さ方向の断面図（図２のＢ部拡大図）である。図４は、先頭車両の側構体に備えらえる戸柱と、側開き戸と、の間に備えられる気密機構（閉鎖時）の高さ方向の断面図（図２のＢ部拡大図）である。図５は、気密機構を構成する膨張性シールゴムを把持するリテイナーの高さ方向に交差する断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、各図における方向を定義する。先頭車両の長手（レール）方向をｘ方向とし、先頭車両の幅（枕木）方向をｙ方向とし、ｘ方向およびｙ方向に交差する先頭車両の高さ方向をｚ方向とする。以降、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と記す場合がある。

図１は、鉄道車両の先頭車両の水平面内の断面図である。先頭車両１は、床面をなす台枠と、台枠のｙ方向の両端部に立設される側構体２０と、側構体２０の上端部に載置される屋根構体と、台枠のｘ方向の一方の端部に立設される妻構体と、からなる。台枠のｘ方向の他方の端部は、ｘ方向に沿ってｘ方向に交差する断面形状を連続的に変化する３次元形状の先頭部であり、運転席（乗務員室４の一部）や識別灯（前照灯など）や連結器等を備える。

先頭車両１は、先端部５と、先端部５に続く乗務員室４と、乗務員室４に続く一般客室６からなる。乗務員室４と外部とを隔てる側構体２０は、乗務員が乗降する乗務員乗降口（開口部ともいう）１０を備えており、乗務員乗降口１０にはｚ軸周りに矢印Ｃの方向に回動する内開きの側開き戸１２が備えられる。同様に、一般客室と外部とを隔てる側構体２０は、乗客等が乗降する開口部を備えており、ｘ方向に沿ってスライドする側引き戸１４を有する。

図２は、先頭車両の乗務員室に供される側開き戸の高さ方向に交差する断面図（図１のＡ部拡大図）である。外形を二点鎖線で示す側開き戸１２は、乗務員室の車内側に向けて回動する開き戸であり、側開き戸１２の回動軸は、ｚ軸方向に沿って側構体２０に併設される戸柱２２の近傍に備えられる。側開き戸１２が乗務員乗降口１０を閉鎖したときに、側開き戸１２の一部は側構体２０と同一面を形成し、先頭車両の車外側表面に沿って流れる空気の乱れを抑制する。

図３は先頭車両の側構体に備えられる戸柱と、側開き戸と、の間に備えられる気密機構（開放時）の高さ方向の断面図（図２のＢ部拡大図）であり、図４は先頭車両の側構体に備えられる戸柱と、側開き戸と、の間に備えられる気密機構（閉鎖時）の高さ方向の断面図（図２のＢ部拡大図）である。図５は、気密機構を構成する膨張性シールゴムを把持するリテイナーの高さ方向に交差する断面図である。

戸柱２２は、側構体２０（図１）から乗務員室４の車内側に向かう（略ｙ方向に沿って設けられる）戸柱傾斜部２２ｓと、戸柱傾斜部２２ｓに接続するとともにｘ方向に沿う戸柱平行部２２ｈと、を有する。側開き戸１２を閉めた状態で、戸柱平行部２２ｈは、側開き戸１２の外縁部に設けられる側開き戸平行部１２ｈと対向する。

戸柱平行部２２ｈは、ｚ方向に沿って備えられるリテイナー２４を有しており、リテイナー２４は膨張性シールゴム２５を保持する。膨張性シールゴム２５は、鉄道車両（先頭車両１）が所定の速度以上になると、その内部に空気が圧入され、リテイナー２４の一対のシールゴム把持部２４ｃ（図５）に案内されてｙ方向に膨張する。膨張した膨張性シールゴム２５は、側開き戸平行部１２ｈに当接して、側構体２０（戸柱２２を含む）と側開き戸１２との間の隙間を確実にシールする。以下、膨張性シールゴム２５を単にシールゴム２５と記す。

リテイナー２４は、側構体２０に接続する戸柱２２の戸柱平行部２２ｈの車内側に、ｙ方向の取付寸法を調整するライナー２７を介して、ねじ２６で戸柱２２（戸柱平行部２２ｈ）に固定される。ねじ２６は、ｚ方向に沿って離散的に備えられるため、ねじ２６とねじ２６との間に位置する戸柱２２（戸柱平行部２２ｈ）と、ライナー２７と、リテイナー２４と、の間の微小（局所的な）な隙間を埋める必要がある。そこで、気密性を高めるとともに雨水等の侵入を抑制するため、リテイナー２４の長手方向（ｚ方向）に沿ってシール部４０ａ、４０ｂ、４０ｃを配設して封止を行う。

高速で走行する鉄道車両がトンネル内を通過する時、トンネル内部の空気は、突入した鉄道車両によって圧縮されて鉄道車両の進行方向に向かって音速で伝搬する圧縮波が発生する。この圧縮波は、トンネルの出口で位相を反転して膨張波となってトンネル入口に向かってトンネル内を伝搬する。このため、トンネルを通過する鉄道車両の車外圧力は、大気圧に対して圧縮波によるプラス側、または膨張波によるマイナス側に、短い時間の間に大きく変動する。

乗客等の乗降に供する側引き戸１４に加えて、乗務員が乗降する側開き戸１２を備える先頭車両は、側構体２０に多くの開口部を有する。したがって、車外圧力の変動により、乗務員乗降口１０の周縁部と側開き戸１２の周囲部との間から、雨水等が乗務員室４の内部に侵入したり、空気が出入りしないように、側開き戸１２の周縁部と乗務員乗降口１０の周縁部との間のシール性を高めて、気密を維持する必要がある。

気密の維持に貢献するシールは、リテイナー２４のシール堰き止め部２４ａとライナー２７の一方の側面と戸柱２２に跨るシール部４０ａと、リテイナー２４の底部２４ｅ（図５）とライナー２７の戸柱２２の側の反対側の面との間のシール部４０ｂと、リテイナー２４の側面とライナー２７の他方の側面と戸柱２２とに跨るシール部４０ｃと、からなる。

＜シール構成＞
図５に示すように、シールゴム２５を把持するリテイナー２４のシールゴム収容部２４ｂは、底部２４ｅと、底部２４ｅのｘ方向の両端部に接続するとともにｙ方向に立設する一対のシールゴム把持部２４ｃと、からなる溝状である。一方のシールゴム把持部２４ｃはｘ方向に突出する態様でシール堰き止め部２４ａを備える。シール堰き止め部２４ａと、戸柱２２との間には、シール材を充填する空間（凹状のくぼみ）が形成される。

リテイナー２４が戸柱平行部２２ｈに固定された時、シール堰き止め部先端部２４ａｐは、戸柱２２の戸柱傾斜部２２ｓの側開き戸１２の側を延長した仮想延長面２２ｓｐ（図３）の近傍に位置する。乗務員乗降口１０の側に向けて突出するシール堰き止め部２４ａは、リテイナー２４と別部品で構成した後、リテイナー２４のシールゴム把持部２４ｃに接続してしても良いし、図５に示すようにリテイナー２４の一方のシールゴム把持部２４ｃと一体に備えても良い。一体に備える場合は、ｚ方向に沿って押出成形されるアルミ合金製の押し出し形材で構成しても良い。

リテイナー２４において、一対のシールゴム把持部２４ｃの底部２４ｅとの接続部の近傍には、ｘ方向に対向する態様で突出する一対の凸部２４ｄが設けられる。また、リテイナー２４において、底部２４ｅのシールゴム収容部２４ｂの反対側の面（戸柱２２の側の面）には、ｚ方向に沿って形成される２条の凹部２４ｆ（図５参照）が備えられる。

図４に示すように、リテイナー２４に収容されるシールゴム２５は、シールゴム底部２５ｅとシールゴム底部２５ｅに接続する胴部２５ｇとからなる。シールゴム底部２５ｅと胴部２５ｇとに囲われる空間には、鉄道車両が所定の速度以上になると高圧空気が圧送される空気袋２５ａが形成される。シールゴム底部２５ｅと胴部２５ｇとの接続部の近傍には、リテイナー２４の凸部２４ｄが嵌合する一対のシールゴム凹部２５ｄが設けられる。

＜シール効果＞
リテイナー２４がシール堰き止め部２４ａを備えるので、シール部４０ａを堰き止める別部材を準備する作業（手配）、および、固定する作業を省略できるので、リテイナー２４のシール堰き止め部２４ａとライナー２７の一方の側面と戸柱２２に跨るシール部４０ａを、小さい製作工数で形成することができる。

さらに、リテイナー２４が戸柱平行部２２ｈに固定された時、シール堰き止め部先端部２４ａｐは、戸柱２２の戸柱傾斜部２２ｓの側開き戸１２の側を延長した仮想延長面２２ｓｐの近傍に位置するので、シール部４０ａを施工する時に、流動体状のシール材を成形するヘラを戸柱傾斜部２２ｓとシール堰き止め部先端部２４ａｐとに跨る態様でｚ方向に沿って移動させれば、シール材を短時間でくぼみに押し込んで充填することができるとともに、戸柱傾斜部２２ｓに沿うような形に精度よく成形できる。

さらに、リテイナー２４の底部２４ｅにシール材を保持する凹部２４ｆを備えるので、凹部２４ｆ内にシール材を充填した後にリテイナー２４をライナー２７に取り付けることで、リテイナー２４の底部２４ｅとライナー２７の戸柱２２（戸柱平行部２２ｈ）の側の反対側の面との間を密封するシール部４０ｂを、容易に形成することができる。

さらに、リテイナー２４がシールゴム把持部２４ｃを備えるので、ヘラなどを用いて、シールゴム把持部２４ｃの側面とライナー２７の他方の側面と戸柱２２とに跨るようにして、シール部４０ｃを容易に形成することができる。

以上の構成によって、戸柱２２とリテイナー２４との間に、小さい作業工数でシール部４０ａ、４０ｂ、４０ｃを形成することができる。それにより、先頭車両１の側開き戸の１２と側構体２０の乗務員乗降口との間の気密および水密を維持することができ、特に矢印Ｄで示される経路で示される雨水等の侵入や空気の出入りを、より確実に防ぐことができる。

また、シールゴム２５を把持するリテイナー２４が凸部２４ｄを備えているため、この凸部２４ｄが嵌合するシールゴム凹部２５ｄをシールゴム２５に備えることによって、シールゴム２５の空気袋２５ａに空気が圧送されて、シールゴム２５を膨張させる場合であっても、シールゴム２５がリテイナー２４に把持される状態を確実に維持できる。

このため、万が一、シールゴム２５の当接部２５ｂが、側開き戸１２に対して高い圧力で密着した際に、仮に当接部２５ｂが側開き戸１２に固着する場合であっても、シールゴム２５はリテイナー２４から脱落することを抑制できる。

したがって、小さい製作工数で、膨張性シールゴムを把持するリテイナーと側構体の開口部周縁との間を確実にシールできるとともに、膨張性シールゴムが側開き戸の周縁部に固着する場合であっても、膨張性シールゴムがリテイナーから脱落しにくい信頼性の高い膨張性シールゴムを有する側開き戸を備える鉄道車両を提供することができる。

１…先頭車両、４…乗務員室、
５…先端部、６…一般客室、
１０…乗務員乗降口（開口部）、１２…側開き戸（乗務員用）、
１２ｈ…側開き戸平行部、１４…側引き戸（乗客用）、
２０…側構体、２２…戸柱、
２２ｓ…戸柱傾斜部、２２ｓｐ…仮想延長面、
２２ｈ…戸柱平行部、
２４…リテイナー、２４ａ…シール堰き止め部、
２４ａｐ…シール堰き止め部先端部、２４ｂ…シールゴム収容部、
２４ｃ…シールゴム把持部、２４ｄ…凸部、
２４ｄｐ…凸部先端部、２４ｅ…底部、
２４ｆ…凹部、２５…シールゴム、
２５ａ…空気袋、２５ｂ…当接部、
２５ｄ…シールゴム凹部、２５ｅ…シールゴム底部、
２５ｇ…胴部、２６…ねじ、
２７…ライナー、４０ａ～４０ｃ…シール部、
Ｃ…開閉方向を示す矢印、
Ｄ…空気や雨水等の侵入経路を示す矢印、
ｘ…長手（レール方向）、ｙ…幅（枕木）方向、
ｚ…高さ方向

Claims

側構体と、
前記側構体に備えられる開口部と、
前記開口部を閉じる側開き戸と、
前記開口部の周縁部の車内側に備えられる戸柱と、
前記戸柱に備えられるリテイナーと、
前記リテイナーに把持されるとともに空気が圧送されて膨張する膨張性シールゴムと、を有する鉄道車両において、
前記リテイナーは、前記開口部に向かって突出し、前記戸柱との間にシール材を充填する空間を形成するシール堰き止め部を有する、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項１に記載された鉄道車両において、
前記戸柱は、
前記鉄道車両の略幅方向に沿う戸柱傾斜部と、
前記戸柱傾斜部に接続するとともに前記鉄道車両の長手方向に沿う戸柱平行部と、を有しており、
前記リテイナーは、前記戸柱平行部に固定されており、
前記戸柱傾斜部と前記シール堰き止め部との間をシールするシール部を有する、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項２に記載された鉄道車両において、
前記リテイナーは、
前記戸柱平行部に固定される底部と、
前記底部の前記鉄道車両の長手方向の両端部に接続するとともに前記鉄道車両の幅方向に向けて立設する一対のシールゴム把持部と、
前記底部の近傍の前記シールゴム把持部から前記鉄道車両の長手方向に沿って対向する態様で突出する一対の凸部と、を有し、
前記シール堰き止め部は、一方の前記シールゴム把持部に接続する、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項３に記載された鉄道車両において、
前記膨張性シールゴムは、
シールゴム底部と、
前記シールゴム底部に接続する胴部と、
前記シールゴム底部と前記胴部とからなる空気袋と、
前記シールゴム底部と前記胴部との接続部の近傍に一対のシールゴム凹部と、を有しており、
前記膨張性シールゴムは、前記リテイナーの前記凸部に前記シールゴム凹部が嵌合する態様で前記リテイナーに把持される、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項１に記載された鉄道車両において、
前記リテイナーは、ライナーを介して前記戸柱に連結される、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項５に記載された鉄道車両において、
前記戸柱と、前記ライナーと、前記シール堰き止め部とに跨るようにして、シール部が形成される、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項５に記載された鉄道車両において、
前記リテイナーは、前記ライナーに対向して凹部を有し、
前記凹部と前記ライナーとの間に、シール部が形成される、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項３に記載された鉄道車両において、
前記リテイナーは、ライナーを介して前記戸柱に連結され、
前記戸柱と、前記ライナーと、前記シールゴム把持部とに跨るようにして、シール部が形成される、
ことを特徴とする鉄道車両。
請求項１に記載された鉄道車両において、
前記リテイナーは、押し出し形材から形成される、
ことを特徴とする鉄道車両。