TWI671223B - 具備保護膜之鐵道車輛台車及附保護膜之板彈簧 - Google Patents

Abstract

鐵道車輛台車具備鐵道車輛台車之保護對象構件、及具有貼附於上述保護對象構件之黏著面之保護膜。上述保護膜係自上述保護對象構件側依序地積層有衝擊吸收層與阻燃層，且上述衝擊吸收層厚於上述阻燃層。

Description

具備保護膜之鐵道車輛台車及附保護膜之板彈簧

本發明係關於一種具備保護膜之鐵道車輛台車及鐵道車輛台車用之附保護膜之板彈簧。

以往，為實現鐵道車輛之輕量化，而開發出使用纖維強化樹脂之台車。專利文獻1之台車具備纖維強化樹脂製之板彈簧、及自上方覆蓋板彈簧之板彈簧蓋板。據此，藉由板彈簧蓋板來防止飛石等撞擊板彈簧，從而防止纖維強化樹脂之損傷。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開2015-3559號公報

然而，專利文獻1之板彈簧蓋板無法保護板彈簧之下表面，從而保護區域之選擇自由度降低。又，板彈簧蓋板較大，從而亦需要用以使板彈簧蓋板跟隨板彈簧之變形而活動之旋動機構，因此，招致車輛重量 之增加。

相對於此，若藉由塗裝而將板彈簧之表面被覆，實現板彈簧之保護，則保護區域之設定自由度提昇，亦可抑制重量增加。然而，維護時為檢查板彈簧之劣化等，而期待板彈簧之表面可簡單地露出。又，於鐵道車輛中，對於使用材料亦要求耐火性能。再者，上述事項不僅限於板彈簧，對於構成鐵道車輛之其他構件亦成立。

因此，本發明之目的在於提供一種即便實現鐵道車輛台車之保護區域之選擇自由度之提昇及車輛輕量化，保護對象構件之表面亦可簡單地露出且具有耐火性能之構成。

本發明之一態樣之具備保護膜之鐵道車輛台車具有鐵道車輛之保護對象構件、及具有貼附於上述保護對象構件之黏著面之保護膜，且上述保護膜係自上述保護對象構件側依序地積層有衝擊吸收層與阻燃層，上述衝擊吸收層厚於上述阻燃層。

根據上述構成，僅於鐵道車輛台車之保護對象構件貼附有保護膜，因此，可實現鐵道車輛台車之保護區域之選擇自由度之提昇及車輛輕量化，並且可藉由厚壁之衝擊吸收層而良好地保護行駛中之鐵道車輛台車之保護對象構件不被碎石或雪塊、及其他飛來物撞擊。又，可藉由將保護膜自保護對象構件剝離，而使保護對象構件之表面簡單地露出，故而，亦可容易地進行維護時之保護對象構件之檢查。進而，可製成藉由保護膜之阻燃層而滿足鐵道車輛所要求之耐火性能之保護膜。

根據本發明，可提供一種即便實現鐵道車輛台車之保護區域之選擇自由度之提昇及車輛輕量化，保護對象構件之表面亦可簡單地露出且具有耐火性能之構成。

1‧‧‧鐵道車輛

2‧‧‧台車

13‧‧‧板彈簧(保護對象構件)

13c‧‧‧中間部(傾斜區域)

20、120‧‧‧保護膜

21‧‧‧黏著層

21a、122a‧‧‧黏著面

22、122‧‧‧衝擊吸收層

23‧‧‧著色層

24‧‧‧阻燃層

圖1係第1實施形態之具備保護膜之鐵道車輛之側視圖。

圖2係圖1所示之保護膜之放大剖面圖。

圖3係第2實施形態之保護膜之放大剖面圖。

以下，參照圖式，說明實施形態。再者，於以下之說明中，將鐵道車輛行駛之方向且車體延伸之方向定義為車輛長度方向，且將與上述方向正交之橫方向定義為車寬方向。

(第1實施形態)

圖1係第1實施形態之具備保護膜20之鐵道車輛1之側視圖。如圖1所示，鐵道車輛1具有台車2、及藉由台車2自下方支持之車體3。台車2具有介隔成為二次懸吊之空氣彈簧4支持車體3之台車框架5。台車框架5具備於車寬方向上延伸之橫樑5a，但不具有自橫樑5a之車寬方向兩端部於車輛長度方向上延伸之側樑。於橫樑5a之車輛長度方向兩側，分別配置有沿車寬方向延伸之一對車軸6。於車軸6之車寬方向兩側之部分設置有車輪7。於車軸6之車寬方向兩側之端部，設置有於較車輪7靠車寬方向外側處自由旋轉地支持車軸6之軸承8，且軸承8收容於軸箱9。

橫樑5a之車寬方向之端部係藉由軸臂式之軸箱支持裝置10而連結於軸箱9。軸箱支持裝置10具有自軸箱9於車輛長度方向上朝向橫樑5a側延伸之軸臂11。台車框架5具有自橫樑5a朝向軸臂11突出且於車寬方向上相互隔開間隔之一對軸承座12，且軸臂11之前端部係經由橡膠襯墊(未圖示)彈性結合於軸承座12。車輛長度方向上分離之一對軸箱9係分別支持車輛長度方向上延伸之板彈簧13之長度方向兩側之端部13b。板彈簧13之長度方向之中央部13a係自下方支持橫樑5a之車寬方向之端部。藉此，橫樑5介隔板彈簧13被軸箱9支持。即，板彈簧13兼具一次懸吊之功能與習知之側樑之功能。

板彈簧13係由纖維強化樹脂形成。例如，板彈簧13係其至少包含上表面及下表面之部分由CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics，碳纖維增強塑料)形成。於橫樑5a之車寬方向端部之下部，設置有具有向下方凸起之圓弧狀之下表面之擠壓構件14，且擠壓構件14自上方載置於板彈簧13之中央部13a且可分開地接觸於板彈簧13之中央部13a。即，於未將板彈簧13相對於擠壓構件14於上下方向上固定之狀態下，因來自橫樑5a之重力所產生之下方負載，擠壓構件14接觸於板彈簧13之上表面。即，擠壓構件14成為藉由來自橫樑5a之重力所產生之下方負載與相對於該下方負載之板彈簧13之反作用力之接觸壓力而保持與板彈簧13之上表面之接觸之狀態，而並非藉由固定件固定於板彈簧13。

於軸箱9之上端部安裝有支持構件15，且板彈簧13之端部13b介隔支持構件15由軸箱9自下方支持。支持構件15之上表面係於側視下朝向台車中央側傾斜。板彈簧13之端部13b亦於相對於支持構件15於上 下方向上未固定之狀態下自上方載置於支持構件15。支持構件15具有設置於軸箱9之上之基座構件16(例如，防震橡膠)、及設置於基座構件16之上且由基座構件16定位之固持構件17。

固持構件17具有收容板彈簧13之端部13b之凹部17a，且凹部17a朝向上方及台車中央側開放。於固持構件17之凹部17a之底面與板彈簧13之端部13b之間，夾入有硬度低於板彈簧13及固持構件17之未圖示之片材(例如，橡膠片)。於固持構件17，使用緊固件(例如，螺栓)可裝卸地安裝有自上方將收容於凹部17a之板彈簧13之端部13b覆蓋之蓋板18。

板彈簧13係通過一對軸承座12之間之空間。板彈簧13之中央部13a係較端部13b更低地配置，且板彈簧13具有於側視下向下方凸起之弓形狀。板彈簧13中之中央部13a與端部13b之間之中間區域即中間部13c係自台車2之各零件分離以自由之狀態配置於空中。板彈簧13之中間部13c係朝向台車中央側傾斜。板彈簧13之上表面及下表面係於端部13b及中間部13c，自車寬方向觀察具有相對於水平面傾斜之傾斜區域。

板彈簧13之中間部13c係其上表面及下表面露出於外部。在該處，於板彈簧13之中間部13c之上表面及下表面，貼附有保護膜20。但，於板彈簧13中之被其他構件覆蓋之部位(例如，板彈簧13之中央部13a之上表面、及板彈簧13之端部13b之上下表面)未貼附保護膜20。又，於板彈簧13之與車輛長度方向平行之側面，亦未貼附保護膜20，從而該側面露出於外部。

圖2係圖1所示之保護膜20之放大剖面圖。如圖2所示， 保護膜20具有黏著層21、衝擊吸收層22、著色層23、及阻燃層24。黏著層21、衝擊吸收層22、著色層23及阻燃層24係以此順序自板彈簧13(保護對象構件)側積層而成。黏著層21具有貼附於板彈簧13之黏著面21a，且阻燃層24係於保護膜20之外部露出之表層。如此般，保護膜20成為各層疊合而成之1片之片狀。

黏著層21係於與衝擊吸收層22側之相反側，具有貼附於板彈簧13之黏著面21a。黏著層21較佳為包含黏著面21a對於板彈簧13之黏著力為5N/20mm以上且35N/20mm以下之材料，更佳為包含10N/20mm以上且30N/20mm以下之材料。該黏著力係依據JIS Z 0237(2009)，於貼附於被著體30分鐘後，藉由以拉伸速度300mm/min且拉伸角度180°之條件，自塗裝之被著體(SUS304BA銅板)撕掉而測定。黏著層21具有例如丙烯酸系黏著劑。作為一例，黏著層21既可包含黏著劑層單層，亦可為對不織布等將黏著劑塗佈於單面或兩面而成之黏著膠帶。黏著層21之厚度較佳為10μm以上且200μm以下，更佳為50μm以上且180μm以下，進而較佳為70μm以上且160μm以下。再者，於保護膜20對板彈簧13貼附前之保管時，亦可於黏著層21之黏著面21a安裝未圖示之剝離襯墊(例如，PET片)。

衝擊吸收層22係包含用以機械性保護板彈簧13不被飛來物撞擊之軟質材。例如，該軟質材中，於-50℃至50℃之間，存在以頻率1Hz測定所得之動態黏彈性測定中之tan δ之峰值。例如，衝擊吸收層22包含多孔質狀樹脂。多孔質樹脂之孔隙率較佳為0.1~50體積%。衝擊吸收層22具有黏著性。衝擊吸收層22之黏著力大於黏著層21之黏著力。換言之，黏 著層21對板彈簧13之黏著力小於衝擊吸收層22對黏著層21之黏著力。作為一例，衝擊吸收層22係丙烯酸發泡體黏著劑。衝擊吸收層22之厚度較佳為500μm以上且4000μm以下，更佳為700μm以上且1000μm以下。

著色層23係夾於衝擊吸收層22與阻燃層24之間，且包含著色劑(例如顏料)。作為一例，著色層23係將黏著劑塗佈於不織布之兩面且使黏著劑中含有著色劑而成之兩面黏著膠帶。著色層23之黏著劑係例如丙烯酸系黏著劑。著色層23之厚度較佳為1μm以上且200μm以下，更佳為3μm以上且160μm以下。作為其他例，著色層23亦可為藉由印刷等塗佈於阻燃層24之著色劑。

阻燃層24具有阻燃性，且薄於衝擊吸收層22。阻燃層24之拉伸強度高於黏著層21、衝擊吸收層22及著色層23之任一層之拉伸強度。阻燃層24之熱膨脹率低於黏著層21、衝擊吸收層22及著色層23之任一層之熱膨脹率。阻燃層24係例如選自聚醯亞胺或氯乙烯之樹脂、含有阻燃材(例如磷系阻燃材、鹵素系阻燃劑、金屬氫氧化物系阻燃劑等)之熱塑性樹脂、玻璃纖維片、或金屬膜(例如鋁、不鏽鋼、銅、鈦或鐵)。阻燃層24為透明或半透明。於本實施形態，阻燃層24中採用耐候性較高之聚醯亞胺。阻燃層24之厚度較佳為10μm以上且400μm以下，更佳為30μm以上且350μm以下。阻燃層24之厚度較佳為衝擊吸收層22之厚度之1%以上且50%以下，更佳為5%以上且40%以下。

根據以上說明之構成，僅憑藉於鐵道車輛1之板彈簧13上貼附保護膜20便可保護板彈簧13，從而實現鐵道車輛1之保護區域之選擇自由度之提昇及車輛輕量化。又，因衝擊吸收層22相較阻燃層24為厚壁， 故可藉由衝擊吸收層22而良好地保護行駛中之鐵道車輛1之板彈簧13不受飛來物之撞擊。又，可藉由將保護膜20自板彈簧13剝離，而使板彈簧13之表面簡單地露出，故而，亦可容易地進行維護時之板彈簧13之檢查(例如，超音波探傷檢查)。進而，可製成藉由保護膜20之阻燃層24而滿足對於鐵道車輛所要求之耐火性能之保護膜。

黏著層21對於板彈簧13之黏著力小於衝擊吸收層22對於黏著層21之黏著力，因此，可於將保護膜20自板彈簧13撕掉時，防止保護膜20一部分地殘存於板彈簧13，從而可正確地實施維護時之板彈簧13之檢查。因黏著層21之黏著力小於衝擊吸收層22之黏著力，故於將保護膜20自板彈簧13撕掉時，可於黏著層21與板彈簧13之間之交界處而並非於黏著層21與衝擊吸收層22之間之交界處穩定地產生剝離。

因貼附於板彈簧13之黏著面21a之黏著力為35N/20mm以下，故於將保護膜20自板彈簧13撕掉時，可更佳地防止保護膜20一部分地殘存於板彈簧13。因貼附於板彈簧13之黏著面21a之黏著力為5N/20mm以上，故即便於鐵道車輛1之行駛中板彈簧13中產生撓曲或振動，亦可防止保護膜20之偏移或脫落。

因作為表層之阻燃層24為透明或半透明，故不變更阻燃層24而變更著色層23之顏色，便可變更自外部看到之保護膜20之顏色。由此，可無需變更阻燃層24之性能而提昇顏色之選擇自由度。

因阻燃層24之拉伸強度較高，故於將保護膜20自板彈簧13撕掉時，可防止保護膜20因拉伸力而斷裂導致保護膜20一部分地殘存於板彈簧13。

因阻燃層24之厚度為10μm以上，故於將保護膜20自板彈簧13撕掉時，可更佳地防止保護膜20因拉伸力而斷裂。又，可藉由阻燃層24之厚度而防止於保護膜20之表面上產生褶皺，從而亦可確保美觀性。因阻燃層24之厚度為400μm以下，故即便抑制保護膜20整體之厚壁化，仍可充分地確保衝擊吸收層22之厚度，從而獲得良好之耐衝擊性。又，因衝擊吸收層22厚度充分，故即便板彈簧13反覆地彈性變形，仍可利用衝擊吸收層22吸收該變形造成之應變，抑制朝向阻燃層24之應力傳遞。

再者，阻燃層24中，藉由選擇聚醯亞胺等紫外線造成之劣化較少之材料而不易變色，從而可保持良好之美觀。

因將保護膜20選擇性地貼附於板彈簧13之上下表面之傾斜區域中之露出於外部之部位，因此，即便抑制保護膜20之使用量，亦可於高速行駛中之鐵道車輛1之板彈簧13之傾斜區域中之露出於外部之部位於行駛方向上撞擊到飛來物時，良好地防止板彈簧13之破損。保護膜20係未貼附於未露出於外部之部位(例如，板彈簧13之端部13b之上下表面等)而貼附於露出於外部之中間部13c，故可保持著台車2為整車狀態，容易地對板彈簧13裝卸保護膜20。

(第2實施形態)

圖3係第2實施形態之保護膜120之放大剖面圖。如圖3所示，第2實施形態之保護膜120係於不具有黏著層21之方面不同於第1實施形態之保護膜20。即，保護膜120係將衝擊吸收層122、著色層23、阻燃層24依次順序自板彈簧13側積層而成。作為一例，衝擊吸收層122係丙烯酸發泡體黏著劑。衝擊吸收層122係於與著色層23側之相反側，具有貼附於板彈 簧13之黏著面122a。

衝擊吸收層122之黏著面122a若其黏著力為35N/20mm以下，則於將保護膜120自板彈簧13撕掉時，可防止保護膜120一部分地殘存於板彈簧13，故而較佳。衝擊吸收層122之黏著面122a若其黏著力為5N/20mm以上，則即便於鐵道車輛1之行駛中，板彈簧13中產生撓曲或振動，亦可防止保護膜120之偏移或脫落，故而較佳。再者，其他構成因與上述第1實施形態相同而省略說明。

再者，本發明並非限定於上述各實施形態，可對其構成進行變更、追加、或刪除。鐵道車輛之保護對象構件不僅限於板彈簧，且包含台車之其他零件、台車台架或車體之一部分、地板下之封閉板等應保護不被飛來物等撞擊之構件。此時，保護對象構件較佳為纖維強化樹脂製。又，保護膜中，亦可不設置著色層。

Claims (8)

1. 一種鐵道車輛台車，其具備：鐵道車輛台車之保護對象構件、及具有貼附於上述保護對象構件之黏著面之保護膜，上述保護膜係自上述保護對象構件側依序地積層有衝擊吸收層與阻燃層，且上述衝擊吸收層厚於上述阻燃層。
2. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛台車，其中自上述保護對象構件側，將具有上述黏著面之黏著層積層於上述衝擊吸收層，且上述黏著層對於上述保護對象構件之黏著力小於上述衝擊吸收層對於上述黏著層之黏著力。
3. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛台車，其中上述黏著面對於上述保護對象構件之黏著力為5N/20mm以上且35N/20mm以下。
4. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛台車，其中於上述阻燃層與上述衝擊吸收層之間積層有著色層，且上述阻燃層為透明或半透明。
5. 如申請專利範圍第1或2項之鐵道車輛台車，其中上述阻燃層係選自聚醯亞胺或氯乙烯之樹脂、含有阻燃材之熱塑性樹脂、玻璃纖維片、或金屬膜。
6. 如申請專利範圍第5項之鐵道車輛台車，其中上述阻燃層之厚度為10μm以上且400μm以下。
7. 一種鐵道車輛台車用之附保護膜之板彈簧，其具備：搭載於鐵道車輛台車之纖維強化樹脂製之板彈簧、及貼附於上述板彈簧之如申請專利範圍第1至6項中任一項之保護膜。
8. 如申請專利範圍第7項之鐵道車輛台車用之附保護膜之板彈簧，其中上述板彈簧之上下表面係自車寬方向觀察具有相對於水平面傾斜之傾斜區域，且上述保護膜係貼附於上述傾斜區域中之露出於外部之部位且上述板彈簧之上下表面。