WO2021260769A1 - 鉄道車両及び鉄道車両の可動カバーの制御方法 - Google Patents

Abstract

走行中の鉄道車両の台車周辺の空間部への空気の流れを抑制して省エネルギー化を図るとともに、台車のメンテナンスを容易にできる鉄道車両を提供することを目的とする。床下部（５４）には、台車（５２）を収容する空間部（５８）を備え、空間部（５８）は、台枠（５５）とほぼ平行に台枠（５５）の下方に備えられる下フサギ板（７）の台車側端部から高さ方向に立ち上がる端部フサギ板（６）と、台枠（５５）の下面と、で仕切られる空間に形成され、可動式カバー装置（１０Ａ）は、端部フサギ板（６）の下端部から空間部（５８）の下方の少なくとも一部を覆う可動カバー（１１ａ）と、可動カバー（１１ａ）を収容する収容部（１５ａ）と、可動カバー（１１ａ）を駆動する駆動装置（１３）とを備える。

Description

鉄道車両及び鉄道車両の可動カバーの制御方法

　本発明は、鉄道車両及び鉄道車両のカバーの制御方法に関し、鉄道の車体を支持する台車の周囲を覆うカバーの構造を備える鉄道車両及びそのカバーの制御方法に関する。

　鉄道車両の運転中におけるエネルギー消費の低減は、環境上及びコスト削減上の理由からますます重要になってきている。鉄道システムのエネルギー消費量は、他の道路車両や航空などのそれに比べて比較的小さいことが知られているが、さらなる省エネルギー化が望まれている。

　鉄道車両が走行しているときには、走行抵抗に逆らうために相当量のエネルギーが消費され、特に高速列車の場合は、空力抵抗が走行抵抗全体の大部分を占める。空力抵抗を低減するため、先頭形状の延長、側面のスカート、段差の低減などが既に利用されている。

　しかし、列車は一般に曲線軌道を走行できる必要があるため、列車の台車は曲線軌道に沿って旋回できる空間を設けなければならない。この空間を提供するキャビティ（空洞部）によって、台車の周りの空力抵抗が増加する。

　特許文献１には、鉄道車両の台車部のキャビティ開口部に対して、開口部に網目のあるカバーを設けられている技術が記載されている。

　特許文献２には、キャビティ部の側面および底面を覆うカバーを台車に装着している技術が記載されている。

特許第４３３１０２５号公報 特許第６１９３３０３号公報

　台車周辺におけるキャビティへの流れを抑制するためには、従来、特許文献１のように、キャビティ開口に可能な限りカバーをし、網目によって風速を遅くすることが有効である。しかし、車両が走行する時には、レールに追従して鉄道車両の台車が回転するため、カバーはその動きに対応することが求められる。

　このため、特許文献２のように、台車にカバーを固定する方法がある。これにより、台車に合わせてカバーも一緒に動くため、台車周辺におけるキャビティへの流れを抑制することが可能になる。一方、台車のメンテナンスをする際には、カバーを取り外す必要がある。

　本発明の目的は、上記課題に鑑みて、走行中の鉄道車両の台車周辺の空間部への空気の流れを抑制して省エネルギー化を図るとともに、台車のメンテナンスを容易にできる鉄道車両及び鉄道車両の可動カバーの制御方法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、車体と、前記車体を支持する台車と、可動式カバー装置とを有し、前記車体は、床面をなす台枠の上方に備えられる客室と、前記台枠の下方に備えられる床下部とを備え、前記床下部には、前記台車を収容する空間部を備え、前記空間部は、前記台枠とほぼ平行に前記台枠の下方に備えられる下フサギ板の前記台車側端部から高さ方向に立ち上がる端部フサギ板と、前記台枠の下面と、で仕切られる空間に形成され、前記可動式カバー装置は、前記端部フサギ板の下端部から前記空間部の下方の少なくとも一部を覆う可動カバーと、前記可動カバーを収容する収容部と、前記可動カバーを駆動する駆動装置とを備えることを特徴とする。

　本発明によれば、鉄道車両及び鉄道車両の可動カバーの制御方法において、走行中の鉄道車両の台車周辺の空間部への空気の流れを抑制して省エネルギー化を図るとともに、台車のメンテナンスを容易にできる。

図１は、可動式カバー装置を備えない場合の鉄道車両の台車部の例を示す側面図である。 図２は、可動式カバー装置を備えない場合の鉄道車両の台車部の例を示す底面図である。 図３は、本発明の実施例１の鉄道車両の台車部の底面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ断面図（実施例１）である。 図５は、図３のＢ－Ｂ断面図（実施例１）である。 図６は、本発明の実施例２の鉄道車両の台車部の底面図である。 図７は、図６のＣ－Ｃ断面図（実施例２）である。 図８は、本発明の実施例３の鉄道車両の台車部の側面図である。 図９は、図８のＤ－Ｄ断面図（実施例３）である。 図１０は、本発明の実施例４の鉄道車両の台車部の底面図である。 図１１は、本発明の実施例４の鉄道車両の底カバーの平面図である 図１２は、図１１のＦ－Ｆ断面図（実施例４）である。 図１３は、図１０のＥ－Ｅ断面図（実施例４）である。 図１４は、本発明の実施例５の鉄道車両の台車部の底面図である。 図１５は、図１４のＧ－Ｇ断面図（実施例５）である。 図１６は、本発明の実施例６の鉄道車両の台車部の底面図である。 図１７は、本発明の鉄道車両に適用されるカバー駆動装置の制御方法を示すフローチャートの例である。

　本発明を実施するための形態を図１～１７を用いて説明する。最初に、各図における各方向を定義する。鉄道車両５１の進行方向あるいは長手方向（前後方向）をｘ方向、鉄道車両５１の幅方向（左右方向）をｙ方向、鉄道車両５１の高さ方向（上下方向）をｚ方向とする。以下、単に、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と記す場合がある。

＜可動式カバー装置を備えない場合の鉄道車両＞
　図１は可動式カバー装置を備えない場合の鉄道車両の台車部の例を示す側面図であり、図２は底面図である。

　鉄道車両５１は、車体と、台車５２を有しており、車体は、ｘ方向の両端部を軌道７０に沿って移動する台車５２に支持される。鉄道車両５１の車体は、床面をなす台枠５５よりｚ方向の上方に位置する客室５３と、台枠５５よりｚ方向の下方に位置する床下部５４とを備えている。

　床下部５４は、鉄道車両５１の軌道７０に面する下面を覆う下フサギ板７と、下フサギ板７に連続してほぼ垂直に立ち上がる端部フサギ板６とを備えている。さらに、床下部５４には、台車５２を配置する空間部（キャビティ部）５８を有している。この空間部５８は、台車５２の上方の台枠５５の下面と、台車５２のｘ方向（前後方向）の両側に備えられる端部フサギ板６とで仕切られる空間により構成される。電機品５６は、下フサギ板７を有する部分の床下部５４に備えられる。

　台車５２は、空間部５８内に配置され、水平面内でｚ方向に沿う中心ピン５周りに台枠５５に対して旋回可能に備えられる。台車５２は、台車枠４と、台車枠４に対して回転可能に保持される車軸３と、車軸３のｙ方向の両端部に固定される車輪２と、台車枠４に支持される主電動機１等を備えている。車軸３は台車５２に対して前後（ｘ方向）の両側に２つ設けられている。台車５２は、ｘ方向中央付近のｙ方向両側に設けられた空気ばね３０を介して台枠５５を支持している。台車枠４のｘ方向の中央部の下側には、台車５２の主電動機１等へ走行中の空気の流れが衝突することを抑制する風防板８を備える。

　可動式カバー装置を備えない場合は、図１に示すように鉄道車両５１が高速で走行する時、空間部５８に空気の流れ８０ａが流れ込み、台車５２に衝突する。台車５２に衝突して乱れた空気の流れ８０ａは、台車５２のｘ方向の後方の端部フサギ板６に衝突する。さらに、空間部５８の内部のｚ方向の上方には、ｙ軸に沿う軸周りの空気の流れ（渦）８０ｂが発生する。これら、空間部５８の内部に流れ込む空気の流れ８０ａや、空間部５８の内部に生じる空気の流れ８０ｂは、鉄道車両５１の進行方向に逆らう空気抵抗となるため、高速で走行する鉄道車両５１は大きな走行エネルギーを消費する。

＜実施例１＞
　図３は、本発明の実施例１の鉄道車両の台車部の底面図である。図４は図３のＡ－Ａ断面図（実施例１）であり、図５は図３のＢ－Ｂ断面図（実施例１）である。実施例１では、図１、２に示した可動式カバー装置を備えない場合の鉄道車両に対して、可動式カバー装置１０Ａの構成を追加したものである。図１、２と同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

　図３、４に示すように、可動式カバー装置１０Ａは、空間部５８の下方を覆う可動カバー１１ａと、可動カバー１１ａを収容する収容部１５ａと、可動カバー１１ａを駆動する駆動装置１３とを備えている。

　一対の可動カバー１１ａは、空間部５８の下方となる下フサギ板７の高さに配置される。また、可動カバー１１ａは、ｘ方向においては空間部５８の前後方向の端部フサギ板６から空間部５８に水平に突出するように可動する。また、可動カバー１１ａは、ｙ方向においては空間部５８の幅全体に渡って覆う。

　収容部１５ａは、下フサギ板７側の床下部５４に台枠５５（図１参照）とほぼ平行に設けられる。収容部１５ａの配置高さは、端部フサギ板６の下端部と下フサギ板７との接続部付近に、下フサギ板７とほぼ同じ高さの位置に設けられる。空間部５８を開くときは、可動カバー１１ａが収容部１５ａに収納される。

　駆動装置１３は、下フサギ板７側の床下部５４内に設けられ、シリンダ１３ａと、シリンダ１３ａが接続するロッド１３ｂとを備えて、シリンダ方式を構成する。ロッド１３ｂの先端部は可動カバー１１ａの一端（台車５２側とは反対側の端部）に接続している。

　ここで、図３の左側の可動式カバー装置１０Ａの可動カバー１１ａは、台車５２が配置される空間部５８を覆っていない状態（空間部５８が開いている状態）を示している。図３の右側の可動式カバー装置１０Ａの可動カバー１１ａは、空間部５８を覆っている状態（空間部５８が閉じている状態）を示す。これらは説明のための例示であり、いずれの可動カバー１１ａが覆う場合、覆わない場合とすることができる。以降の図に記される（開）、（閉）の記載も、上述した態様と同等の態様を意味する。

　図３に示すように、一対の可動カバー１１ａのｘ方向寸法の合計は、空間部５８のｘ方向寸法より小さいため、可動式カバー装置１０Ａの可動カバー１１ａは、空間部５８の全体ではなく、その一部（ｘ方向の両端部分）を覆う。覆っている状態では、可動カバー１１ａは、底部側から見て、台車枠４のｘ方向の両端部と、車輪２の一部を覆う。このとき、可動カバー１１ａは車輪２と干渉しない程度に覆われている。

　図５に示すように、可動カバー１１ａは、そのｙ方向の両端部をガイドレール１４ａによってｘ方向に摺動可能に保持されている。そして、駆動装置１３のシリンダ１３ａを摺動させることで可動カバー１１ａがｘ方向に駆動される。ガイドレール１４ａは、図３に示すように空間部５８のｙ方向の両側端部付近にｘ方向に沿って設けられ、ｙ方向中心側が開口したコの字形状である。可動カバー１１ａのｙ方向の両側端部では、図５に示すように、ガイドレール１４ａに対して上下から挟むようにして、それぞれ摺動部１６を介して保持される。摺動部１６は、部材間の摩擦を減らして滑らかに摺動するための部品である。また、可動カバー１１ａの両側に保持される部分の内側に段部１１ａ１を設けることで、可動カバー１１ａとガイドレール１４ａの底面のｚ方向の位置を合わせることが可能となる。

　このガイドレール１４ａの構成によって、可動カバー１１ａに空気の流れ８０ａの圧力変動が作用しても、可動カバー１１ａがｚ方向に振動したり、振動に起因する騒音が発生したりすることを抑制できる。このため、可動カバー１１ａの交換周期を延伸し、可動カバー１１ａの振動に起因する騒音の発生を抑制できる。

　上述した構成の可動式カバー装置１０Ａを備える鉄道車両５１は、可動カバー１１ａにより空間部５８のｘ方向の両側から一部を閉じることによって、空間部５８の解放される範囲を小さくできる。このため、鉄道車両５１が高速で走行する時に、台車５２の空間部５８に向かって下フサギ板７の下方を流れる空気８０ａは、下フサギ板７に連続する上流側の可動カバー１１ａの表面に沿って流れ、空間部５８の一部を飛び越えて台車５２が備える風防板８の下面を流れ、再度、空間部５８の一部を飛び越えて、下流側の可動カバー１１ａおよび下フサギ板７へと流れ去る。

　このため、空間部５８に流れ込む空気が減少するので、台車５２を通過して下流側の端部フサギ板６に衝突する空気の流れ８０ａと、空間部５８の上方で渦巻く空気の流れ８０ｂと、を小さくできるので、鉄道車両５１の空気抵抗、および、走行エネルギーを低減でき、省エネルギー化を図れる。

　さらに、鉄道車両５１が所定の速度より速い速度で走行する時は、可動式カバー装置１０Ａの可動カバー１１ａは、空間部５８の一部を閉じるようにする。このことにより、鉄道車両５１の台車５２が収納される空間部５８に起因する空気抵抗を低減する。一方、鉄道車両５１が所定の速度より遅い速度で走行したり、停車したりするときは、可動式カバー装置１０Ａの可動カバー１１ａは、空間部５８を開いた状態に維持する。このことにより、台車５２を容易に保守点検できる。

＜実施例２＞
　図６は本発明の実施例２の鉄道車両の台車部の底面図であり、図７は図６のＣ－Ｃ断面図（実施例２）である。実施例２では、実施例１と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

　実施例２の可動式カバー装置１０Ｂは、空間部５８の下方を覆う可動カバー１１ａ’と、可動カバー１１ａ’を収容する収容部１５ｂと、可動カバー１１ａ’を駆動する駆動装置１３’とを備えている。ここで、駆動装置１３’は、一対のアーム１３ｃとアーム駆動装置１３ｄを有するスパイダ方式である。スパイダ方式は、２のアーム１３ｃを中心付近で接続して、２つのアーム１３ｃの角度を変えることで、アーム１３ｃの端部に接続された部材の相対位置（ｘ方向の位置）を変化させることができる。一対のアーム１３ｃの端部には、可動カバー１１ａ’と下フサギ板７がそれぞれ接続されている。収容部１５ｂは、端部フサギ板６の下端部と下フサギ板７との接続部付近に、下フサギ板７とほぼ同じ高さの位置に設けられる。空間部５８を開くときは、可動カバー１１ａ’が収容部１５ｂに収納される。

　可動カバー１１ａ’は、ｙ方向に隔置されるとともにｘ方向に沿って備えられる２本のガイドレール１４ｂによって、ｘ方向に摺動（開閉）可能に備えられる。ガイドレール１４ｂは、下フサギ板７から空間部５８内に突出して設けられている。図７に示すように、ガイドレール１４ｂは、上部が下フサギ板７に固定され、下部はｙ方向両側に突出してｘ方向に沿って設けられる案内部１４ｂ１を備えている。この案内部を１４ｂ１は、可動カバー１１ａ’内にｘ方向に沿って設けられた空間１１ａ２内に配置される。そして、両側に突出した案内部１４ｂ１は、空間１１ａ２内で上下から挟むようにして摺動部１６を介して保持される。

　これらの構成により、駆動装置１３’を駆動させると一対のアーム１３ｃが下フサギ板７の面内を中心として展開又は縮小動作する。このことにより、可動カバー１１ａ’を下フサギ板７に対してｘ方向に駆動することができる。このとき、ガイドレール１４ｂの構成により可動カバー１１ａ’はスムーズに摺動できる。

　このスパイダ方式の駆動装置１３’を備える可動式カバー装置１０Ｂのｘ方向寸法は、実施例１のシリンダ方式の駆動装置１３を備える可動式カバー装置１０Ａのｘ方向寸法に比較して小さくできる。このため、鉄道車両５１の床下部５４に、電機品５６等を搭載するより大きい空間を確保できる。

　実施例２の可動式カバー装置１０Ｂを備える鉄道車両のその他の効果は、実施例１で記した効果と同様である。すなわち、高速で走行する時の鉄道車両５１の空気抵抗、および、走行エネルギーを低減できるとともに、台車５２を容易に保守点検できる。

＜実施例３＞
　図８は本発明の実施例３の鉄道車両の台車部の側面図であり、図９は図８のＤ－Ｄ断面図（第３実施例）である。実施例３では、実施例１、２と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

　実施例３の可動式カバー装置１０Ｃは、空間部５８の下方と側方を覆う可動カバー１２と、可動カバー１２を収容する収容部１５ｃと、可動カバー１２を駆動する駆動装置１３とを備えている。駆動装置１３は、実施例１と同様でシリンダ方式の構成である。

　図９に示すように、可動カバー１２は、底部を覆う底カバー１２ａと、底カバー１２ａのｙ方向の両端部から連続してｚ方向に立ち上り、台車５２のｙ方向の両端部を覆う側カバー１２ｂを一体に備える。底カバー１２ａの構成や覆う範囲は実施例１の可動カバー１１ａと同様である。また、側カバー１２ｂは、空間部５８の側方を高さ方向（ｚ方向）全体に渡って覆う。

　収容部１５ｃは、空間部５８を開くときに、底カバー１２ａ及び側カバー１２ｂを収納できるように、下フサギ板７を備える側の床下部５４に設けられる。ここで、底カバー１２ａを収納する部分の収容部１５ｃの高さは、端部フサギ板６と下フサギ板７との接続部付近とほぼ同じ高さの位置（すなわち下フサギ板７とほぼ同じ高さの位置）に設けられる。また、側カバー１２ｂを収納する部分は、床下部５４の側面に沿って設けられる。

　図示を省略したが、底カバー１２ａの底部は、実施例２で説明した図７に示すガイドレール１４ｂの構成によってｘ方向に案内されている。また、側カバー１２ｂのｚ方向の端部は、鉄道車両５１の台枠５５のｙ方向の両側（両面）にｘ方向に沿って備えられるガイドレール１４ａ’に案内される。ガイドレール１４ａ’は、図９に示すようにｙ方向の両端部に設けられ、下側が開口したコの字形状である。側カバー１２ｂの上端部を、ガイドレール１４ａ’に対して左右から挟むようにして、それぞれ摺動部１６を介して保持される。

　可動カバー１２は、駆動装置１３によってｘ方向に移動する。これにより、鉄道車両５１は、底カバー１２ａおよび側カバー１２ｂで空間部５８の一部を閉じることによって、空間部５８の解放される範囲を小さくできる。空間部５８を開くときは、可動カバー１２が収容部１５ｃに収納される。

　このため、可動カバー１２を有する鉄道車両５１は、実施例１および実施例２で説明した効果に加えて、側カバー１２ｂによって、台車５２の側方（ｙ方向の両端部）に風の流れが衝突することを抑制できる。これにより、鉄道車両５１の走行抵抗を低減して省エネルギーを実現できる。さらに、可動カバー１２により、空間部５８で生じる騒音が外部に伝搬することが抑制されるため鉄道車両５１の走行時の車外騒音を低減することができる。

＜実施例４＞
　図１０は、本発明の実施例４の鉄道車両の台車部の底面図である。図１１は本発明の実施例４の底カバーの平面図であり、図１２は図１１のＦ－Ｆ断面図（実施例４）である。
　図１３は、図１０のＥ－Ｅ断面図（実施例４）である。実施例４では、実施例１～３と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

　実施例４の可動式カバー装置１０Ｄは、空間部５８を覆う可動カバー１１ｂと、可動カバー１１ｂを収容する収容部１５ｄと、可動カバー１１ｂを駆動する駆動装置１３’とを備えている。また、実施例４では、風防板８は備えていない。

　図１０に示すように、可動カバー１１ｂは、第１底カバー１１ｂ１と第２底カバー１１ｂ２とにｘ方向に２分割される態様で、鉄道車両５１に備えられる。第１底カバー１１ｂ１は一方の下フサギ板７側の床下部５４から、第２底カバー１１ｂ２は他方の下フサギ板７側の床下部５４から水平に突出するように可動する。可動カバー１１ｂは、第１底カバー１１ｂ１と第２底カバー１１ｂ２の先端同士が当接して空間部５８を閉じることができる。このとき、空間部５８の下方の全面を覆うことができる。このため、第１底カバー１１ｂ１と第２底カバー１１ｂ２のそれぞれには、台車５２に備えられる車輪２と干渉しないために、ｘ方向に沿う２列のスリット部１１ｓを備える。スリット部１１ｓは、第１底カバー１１ｂ１と第２底カバー１１ｂ２のｘ方向の先端側が開口している。可動カバー１１ｂにより空間部５８が閉じられたときにスリット部１１ｓからは車輪２が下側へ突出する。

　収容部１５ｄは、下フサギ板７側の床下部５４内に台枠５５とほぼ平行に設けられ、高さ方向（ｚ方向）の位置は実施例１の収容部１５ａと同様である。空間部５８を閉鎖しない時（開時）は、第１底カバー１１ｂ１はｘ方向の一方の下フサギ板７側の収容部１５ｄに収納され、第２底カバー１１ｂ２はｘ方向の他方の下フサギ板７側の収容部１５ｄに収納される。これにより、空間部５８は開いた状態になる。

　駆動装置１３’は、実施例２と同様のスパイダ方式の駆動装置である。駆動装置１３’は、ｘ－ｙ平面内で交差する一対のアーム１３ｃと、アーム１３ｃを駆動するアーム駆動装置１３ｄとを有する。駆動装置１３’は、第１底カバー１１ｂ１、第２底カバー１１ｂ２のそれぞれに設けられ、一対のアーム１３ｃの端部には、可動カバー１１ｂ（第１底カバー１１ｂ１又は第２底カバー１１ｂ２）と下フサギ板７がそれぞれ接続されている。これにより、駆動装置１３’は、可動カバー１１ｂを開閉駆動する。

　第１底カバー１１ｂ１と第２底カバー１１ｂ２とを閉じた時に対向する端面には、両カバー１１ｂ１、１１ｂ２を閉じた時にかみ合う凹凸が設けてある。２つの底カバー１１ｂ１、１１ｂ２の対向する側の端面では、ｘ－ｙ平面（図１１参照）で見た場合に、互いにかみ合う凹部１１ｑと凸部１１ｐが複数（図１１では交互に４個ずつ）設けてある。また、ｘ－ｚ平面（図１２参照）で見た場合にかみ合う凹部１１ｗと凸部１１ｖとが設けてある。凹部１１ｑは、開口する側に向かってｙ方向に広がる傾斜部をｙ方向両側に設けてある。凸部１１ｐは、突出する側に向かってｙ方向に狭まる傾斜部をｙ方向両側に設けてある。凹部１１ｗは、開口する側に向かってｚ方向に広がる傾斜部をz方向両側に設けてある。凸部１１ｖは、突出する側に向かってｚ方向に狭まる傾斜部をz方向両側に設けてある。このとき、かみ合う凹部と凸部のそれぞれの傾斜部を略同じ角度にすることで、適切な位置へ案内することが可能となる。

　２つの底カバー１１ｂ１、１１ｂ２を閉じた時、凹部１１ｑと凸部１１ｐとのかみ合いにより、ｙ方向のずれを防止し、食い違いを抑制する。また、凹部１１ｗと凸部１１ｖとのかみ合いにより、ｚ方向のずれを防止し、食い違いを抑制する。これらにより、可動カバー１１ｂの連続した面を構成できるので、２つの底カバー１１ｂ１、１１ｂ２が対向する部位から生じる空力騒音が生じることを抑制できる。さらに、２つの底カバー１１ｂ１、１１ｂ２が対抗する部位で生じる空気の乱れに起因する走行抵抗の増大を抑制できる。

　上述した構成によって、図１で示したような下フサギ板７の下方の空気の流れ８０ａは、台車５２を収容する空間部５８の内部に流れ込まない。このため、台車５２の上部の空気の流れ８０ｂの出現を防止できる。さらに、空気の流れ８０ａが台車５２の下流側の端部フサギ板６へ衝突することを抑制できる。これらにより、鉄道車両５１の走行エネルギーを小さくでき、省エネルギー化を図れる。さらに、台車５２の主電動機１と車軸３に架け渡される継手等から生じる騒音の周囲への伝搬が、可動カバー１１ｂによって遮蔽されて抑制されるため車外騒音が低減される。

＜実施例５＞
　図１４は本発明の実施例５の鉄道車両の台車部の底面図であり、図１５は図１４のＧ－Ｇ断面図（実施例５）である。実施例５では、実施例１～４と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

　実施例５の可動式カバー装置１０Ｅは、空間部５８の下方を覆う可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２と、可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２を収容する収容部１５ｅと、可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２を駆動する駆動装置１３とを備えている。さらに、鉄道車両５１が備える台車５２が備えられる空間部５８には、そのｘ方向の中央部に固定式のカバーである、台車側底カバー２０を備える。駆動装置１３は、実施例１と同様でシリンダ方式の構成である。

　台車側底カバー２０は、ｙ方向において空間部５８の端部から端部まで設けられており、台車５２の一方の側方から台車５２の底部を経て他方の側方へ至るまで設けられる。台車側底カバー２０のｙ方向の両端に立設する側板の上端部が、台枠（床）５５（図１参照）のｙ方向の両端部に接続される。台車側底カバー２０は、台車５２のｘ方向およびｙ方向の中央部の下方に備えられる風防板８（図２参照）と同様の効果を奏する。このため、実施例４では、風防板８を備えていない。

　可動カバー１１ｃ１は、ｘ方向において、一方の端部フサギ板６の下方の端部からの対向する台車側底カバー２０の端部までの空間部５８の底部を覆う。可動カバー１１ｃ２は、ｘ方向において、他方の端部フサギ板６の下方の端部から対向する台車側底カバー２０の端部までの空間部５８の底部を覆う。このため、可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２のｘ方向寸法は、台車側底カバー２０のｘ方向長さ分だけ実施例４の底カバー１１ｂ１、１１ｂ２に比較して短く設定される。可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２は、空間部５８のｙ方向全体に渡って覆う。また、可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２は、車輪２と干渉しないように、車輪２の位置に合わせた先端部側が開口した２つのスリット部１１ｓを備える。

　収容部１５ｅは、下フサギ板７側の床下部５４内に台枠５５とほぼ平行に設けられ、高さ方向（ｚ方向）の位置は実施例１の収容部１５ａと同様である。空間部５８を覆わない状態では、可動カバー１１ｃ１はｘ方向の一方の下フサギ板７側の収容部１５ｅに収納される。また、可動カバー１１ｃ２はｘ方向の他方の下フサギ板７側の収容部１５ｅに収納される。これにより、空間部５８は開いた状態になる。

　可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２により空間部５８を閉じると、台車５２の底部は、鉄道車両５１の一方の下フサギ板７から、可動カバー１１ｃ１と、台車側底カバー２０と、可動カバー１１ｃ２と、を経て、鉄道車両５１の他方の下フサギ板７に至る連続した面を構成する。

　上述した構成によって、下フサギ板７の下方の空気の流れ８０ａ（図１参照）は、台車５２を収容する空間部５８の内部に流れ込まない。このため、台車５２の上部の空気の流れ８０ｂの出現を防止できる。さらに、空気の流れ８０ａが台車５２の下流側の端部フサギ板６へ衝突することを抑制できる。これらにより、鉄道車両５１の走行エネルギーを小さくでき、省エネルギー化を図れる。さらに、台車５２の主電動機１と車軸３に架け渡される継手等から生じる騒音の周囲への伝搬が、可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２によって遮蔽されて抑制されるため車外騒音が低減される。また、可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２は空間部５８を開いた状態に維持することもでき、台車５２を容易に保守点検できる。

＜実施例６＞
　図１６は、本発明の実施例６の鉄道車両の台車部の底面図である。実施例６では、実施例１～５と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してあり、特に説明がない部分は同じ説明を省略している。

　実施例６の可動式カバー装置１０Ｆは、空間部５８を覆う可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２と、可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２を収容する収容部１５ｅと、可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２を駆動する駆動装置１３とを備えている。さらに、鉄道車両５１が備える台車５２が備えられる空間部５８には、そのｘ方向の中央部に固定式のカバーである、実施例５と同様の台車側底カバー２０を備える。駆動装置１３は、実施例１と同様でシリンダ方式の構成である。

　可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２は、実施例５の可動カバー１１ｃ１、１１ｃ２と全体としては類似の構成である。可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２は、実施例５と同様に、車輪２と干渉しないように、車輪２の位置に合わせた先端部側が開口した２つのスリット部１１ｓを備える。また、収容部１５ｅは実施例５と同様である。

　一方で、可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２では、スリット部１１ｓよりもｙ方向の一端部側に位置する板の部分のｘ方向寸法Ｌ２（空間部５８を閉じた時の端部フサギ板６から先端部までの寸法）が、そのｙ方向の中央部の板の部分のｘ方向寸法Ｌ１より小さく設定されている。これにより、可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２を引き出して、空間部５８を閉じた時、ｘ方向寸法Ｌ２の部分の先端部と、台車側底カバー２０との間に開口部６０が形成される。開口部６０は、可動カバー１１ｄ１のｙ方向の一方の端部に設けられるとともに、可動カバー１１ｄ２のｙ方向の他方の端部に設けられる。このため、台車側底カバー２０を介して備えられる一対の開口部６０は、ｙ方向の側の異なる端部に設けられる。このため、開口部６０は、鉄道車両５１のｘ方向に沿って、ｙ方向の位置が一方の端部から他方の端部に移動するように配置される。

　一対の開口部６０をこのように配置することによって、鉄道車両５１の一方の下フサギ板７の下方を流れる空気の流れ８０ｃの一部は、可動カバー１１ｄ１の一方の開口部６０から空間部５８の内部に流入する。空間部５８に流入した空気の流れ８０ｃの一部は、台車５２に備えられる主電動機１を冷却した後、可動カバー１１ｄ２の他方の開口部６０から流出して、他方の下フサギ板７の下方へ流れ去る。

　上述した構成によって、下フサギ板７の下方の空気の流れ８０ｃの一部は、台車５２を収容する空間部５８の内部に流れ込んで、主電動機１を効果的に冷却できる。さらに、空気の流れ８０ｃの大部分は、空間部５８の内部に流れ込まない。このため、図１に示したような台車５２の上部の空気の流れ８０ｂ、及び、台車５２の下流側の端部フサギ板６への衝突する空気の流れ８０ａの出現を抑制することができる。これにより、鉄道車両５１の走行エネルギーを小さくでき、省エネルギー化を図れる。

　さらに、台車５２の主電動機１と車軸３に架け渡される継手等から生じる騒音の周囲への伝搬が、可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２によって遮蔽されて抑制されるため車外騒音が低減される。また、可動カバー１１ｄ１、１１ｄ２は空間部５８を開いた状態に維持することもでき、台車５２を容易に保守点検できる。

＜フローチャート＞
　図１７は、本発明の鉄道車両に適用されるカバー駆動装置の制御方法を示すフローチャートの例である。図１７のフローチャートは、実施例１から実施例６で説明した可動カバー（１１ａ、１１ａ’、１１ｂ、１１ｃ１、１１ｃ２、１１ｄ１、１１ｄ２、１２）を開閉動作する時のフローチャートである。このための処理は、鉄道車両５１に備える制御部等で行うことができる。

　ステップＳ１０で、処理を開始する。

　次にステップＳ２０で、鉄道車両５１が所定の速度以上の速度で運行されているか否かを判断する。ステップＳ２０で所定の速度以上の速度で運行されていないと判断した場合は、ステップＳ２０の上位へ戻って可動カバーが覆っていない状態（空間部５８が開放されている状態）を維持する。ステップＳ２０で所定の速度以上の速度で運行されていると判断した場合は次のステップＳ３０へ進む。

　ステップＳ３０で、駆動装置１３、１３’を駆動して、可動カバーを展開して、空間部５８の一部またはすべてを閉じる。

　鉄道車両５１は、所定の速度以上で走行する場合、軌道７０の曲率半径が所定以上大きく設定される本線を走行し、曲率半径が小さい軌道は走行しない。このため、この条件で走行する場合は、台車５２の水平面内での旋回の程度は小さい範囲内となる。ステップＳ２０（所定の速度以上で運行される）とステップＳ３０（可動カバーを展開（空間部５８を閉じる））の構成を備えることによって、可動カバーを展開するのは、台車５２の水平面内での旋回の程度が小さい場合に限られる。このため、例えば、可動カバーに備えられるスリット部１１ｓのｙ方向寸法を小さく設定して、走行抵抗を低減して、騒音の増大をより効果的に抑制できる。仮に、（可動カバーではなく）固定式のカバーを備える場合は、低速走行時の台車５２の大きな旋回を許容するために、スリット部１１ｓのｙ方向寸法を大きく設定する必要がある。この場合は、走行抵抗増大や騒音発生を効果的に抑制することが困難となる。

　次にステップＳ４０で、鉄道車両５１が所定の速度以上の速度で運行されているか否かを判断する。ステップＳ４０で所定の速度以上の速度で運行されていると判断した場合、ステップＳ４０の上位へ戻って可動カバーが引き出されている（展開される）状態（空間部５８の一部またはすべてが閉じられる状態）を維持する。ステップＳ４０で所定の速度以上の速度で運行されていないと判断した場合は次のステップ５０へ進む。

　ステップＳ５０で、駆動装置１３、１３’を駆動して、可動カバーを収納して（畳んで）、空間部５８を開ける。

　ステップＳ６０で、鉄道車両５１の運行終了か否かを判断する。ステップＳ６０で運行終了しないと判断する場合、ステップＳ２０へ戻る。ステップＳ６０で運行終了すると判断する場合、可動カバーで覆っていない状態（空間部５８が開放されている状態）を維持して、ステップＳ７０で運行を終了する。運用を終了して検修庫へ戻った鉄道車両５１は、可動カバーで空間部５８を覆っていないので、台車５２およびその周囲を容易に点検できる。

　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　例えば、可動カバー１２は、底カバー１２ａと側カバー１２ｂは、一体に構成することを説明したが、分離可能な別体で構成してもよい。また、可動カバー１２に、騒音を吸収する吸音材を貼付してもよい。

１…主電動機、 ２…車輪、３…車軸、４…台車枠、５…中心ピン、６…端部フサギ板、７…下フサギ板、   ８…風防板、１０Ａ～１０Ｆ…可動式カバー装置、１１ａ、１１ａ’、１１ｂ、１１ｃ１、１１ｃ２、１１ｄ１、１１ｄ２、１２…可動カバー、１１ｂ１…第１底カバー、１１ｂ２…第２底カバー、１２ａ…底カバー、１２ｂ…側カバー、１３、１３’…駆動装置、１３ａ…シリンダ、１３ｂ…ロッド、１３ｃ…アーム、１３ｄ…アーム駆動装置、１４ａ、１４ａ’、１４ｂ…ガイドレール、１５ａ～１５ｅ…収容部、１６…摺動部、２０…台車側底カバー、５１…鉄道車両、５２…台車、５３…客室、５４…床下部、５５…台枠（床）、５６…電機品、５８…空間部（キャビティー部）、６０…開口部、７０…軌道、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ…空気の流れ

Claims (11)

1. 　車体と、前記車体を支持する台車と、可動式カバー装置とを有し、
   　前記車体は、床面をなす台枠の上方に備えられる客室と、前記台枠の下方に備えられる床下部とを備え、
   　前記床下部には、前記台車を収容する空間部を備え、
   　前記空間部は、前記台枠とほぼ平行に前記台枠の下方に備えられる下フサギ板の前記台車側端部から高さ方向に立ち上がる端部フサギ板と、前記台枠の下面と、で仕切られる空間に形成され、
   　前記可動式カバー装置は、前記端部フサギ板の下端部から前記空間部の下方の少なくとも一部を覆う可動カバーと、前記可動カバーを収容する収容部と、前記可動カバーを駆動する駆動装置とを備える
   ことを特徴とする鉄道車両。
2. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記駆動装置により前記可動カバーを移動して、前記空間部の下方の少なくとも一部を覆う状態及び前記空間部の下方を覆わない状態に変更可能である
   ことを特徴とする鉄道車両。
3. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記収容部は、前記端部フサギ板の下端部と前記下フサギ板の長手方向の端部との接続部に、前記下フサギ板とほぼ同一高さに前記台枠とほぼ平行に備えられることを特徴とする鉄道車両。
4. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記下フサギ板に前記可動カバーを前記鉄道車両の長手方向に案内するガイドレールを有し、
   　前記ガイドレールは、前記可動カバーの前記鉄道車両の車幅方向の両側で摺動可能に案内することを
   を特徴とする鉄道車両。
5. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記駆動装置は、一対のアームと、前記アームを駆動するアーム駆動装置とを備えるスパイダ方式であり、
   　前記アームは、中心が前記下フサギ板の面内に位置して前記可動カバーを駆動すること
   を特徴とする鉄道車両。
6. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記可動カバーは、前記可動カバーの幅方向の両端部から高さ方向に立ち上がる側カバーを一体に備えること
   を特徴とする鉄道車両。
7. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記可動カバーは、前記空間部の底部のほぼ全体を覆う一対の底カバーにより形成され、前記台車が備える車輪との干渉を避けるためのスリット部を備えること
   を特徴とする鉄道車両。
8. 　請求項７に記載の鉄道車両において、
   　前記一対の底カバーの対向部側の先端には、前記一対の底カバーの前記鉄道車両の車幅方向および垂直方向の相対変位を抑制する凹部と凸部とが設けられ、
   　前記一対の底カバーが前記空間部を閉じた時に前記凹部と前記凸部とがかみ合うこと
   を特徴とする鉄道車両。
9. 　請求項１に記載の鉄道車両において、
   　前記台車に備えられ前記鉄道車両の長手方向における前記台車の中央部を覆うとともに、前記鉄道車両の幅方向における前記台車の底部全体を覆う台車側底カバーを備えており、
   　前記可動カバーは、一方の前記端部フサギ板の下方の端部から前記台車側底カバーの一端部までと、他方の前記端部フサギ板の下方の端部から前記台車側底カバーの他端部までを覆うこと
   を特徴とする鉄道車両。
10. 　請求項９に記載の鉄道車両において、
    　前記可動カバーは、前記台車に備える車輪との干渉を避けるためのスリット部を有すること
    を特徴とする鉄道車両。
11. 　請求項１から請求項１０に記載のいずれか一項の請求項に記される鉄道車両が備える可動カバーの制御方法であって、
    　前記鉄道車両の速度が、所定の速度より大きい時に前記可動カバーが前記空間部の下方の少なくとも一部を覆うステップと、
    　前記鉄道車両の速度が、所定の速度より小さい時に前記可動カバーが前記収容部に収納され前記空間部の下方を開くステップと、を有すること
    を特徴とする鉄道車両が備える可動カバーの制御方法。

Images