(57)【要約】【課題】車内騒音を低減させると共に、耐久性に優れた鉄道車両用全周外幌及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】外幌は、前後車両の連結部における車両間の空間部を覆う外幌で、前方車両の後端部と後方車両の前端部における車両底部を除く全周にわたり、それぞれ対向して取り付けた断面略Ｕ字状の可撓性板状体からなる。ここで、外幌の両肩部を構成する材料の弾性率を、天井部及び両側部を構成する材料の弾性率の８０〜２５％とする。外幌の製造方法は、弾性率の異なるゴム材料からなる外幌の各部位の全部又は一部を一体的に成形加硫する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後車両の連結部における車両間の空間部を覆う外幌であって、前記外幌が、前方車両の後端部と後方車両の前端部における車両底部を除く全周にわたり、それぞれ対向して取り付けられた断面略Ｕ字状の可撓性板状体から成り、前記外幌の両肩部を構成する材料の弾性率が、天井部及び両側部を構成する材料の弾性率より小さく設定した鉄道車両用全周外幌。
【請求項２】
前記両肩部を構成する材料の弾性率が、天井部及び両側部を構成する材料の弾性率の８０〜２５％である請求項１に記載の鉄道車両用全周外幌。
【請求項３】
前後車両の連結部における車両間の空間部の車両底部を除く全周を覆う断面略Ｕ字状のゴム製の板状体からなる外幌を製造するに際して、天井部及び両側部のゴム材料と、該ゴム材料より低い弾性率を有する両肩部のゴム材料を成形金型内に配置して一体的に加硫成形する鉄道車両用全周外幌の製造方法。
【請求項４】
前後車両の連結部における車両間の空間部の車両底部を除く全周を覆う断面略Ｕ字状のゴム製の板状体からなる外幌を製造するに際して、天井部及び両側部のゴム材料と、該ゴム材料より低い弾性率を有する両肩部のゴム材料を用意し、天井部と両肩部、または肩部と側部のゴム材料を成形金型内に配置して一体的に加硫成形し、残りの両側部、または天井部のゴム材料を成形金型内で加硫し、これらを合体して一体的に成形する鉄道車両用全周外幌の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両用全周外幌及びその製造方法に係わり、更に詳しくは、前後車両間の空間部の車両底部を除く全周を覆い、風切り音、車輪とレ−ルの摩擦音、車輪の転動音等が拡散するのを防止して車内騒音を低減すると共に、幌を構成する材料の物性を特定して耐久性を向上させる鉄道車両用全周外幌及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速鉄道車両間の空間部を覆う車両用幌は、車両間の内側全周を覆う内幌と、その外側の車両の左右側面のみを覆う外幌から構成されている。前記車両連結部に設けられた内幌は、蛇腹構造に形成され、車内を風雪、ほこり等から保護する役割を果たし、外幌は前後車両の各々の側面に取り付けられた断面Ｕ字状のゴム板からなり、車両連結部の美観を呈すると共に、乗客が駅のプラットホームから車両間の空間部の線路に転落するのを防止する役割を果たしてきた（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００３】
上記のような車両用幌は、風雪、ほこり等の侵入を防止するために密封性は考慮されているが、騒音に対しては十分な対策が施されておらず、特に外幌は車両の連結部の全周に配設されていないため、風切り音、車輪とレ−ルの摩擦音、レ−ル継ぎ目でのたたき音、車輪の転動音、パンタグラフ擦り音、等が車両連結部の隙間を通って拡散し、これが床、ガラス窓、内幌等の車体構成物を通って車内に進入し車内騒音の原因となっていた。
【０００４】
上記する風切り音、車輪とレ−ルの摩擦音等の騒音が拡散するのを一次的に防止させるには、車両連結部を幌で覆い車両同志を柔軟性に富む材料でシ−ルするのが好ましく、このことから発明者等は先ず車両連結部における車両底部を除く全周を外幌で覆うことを考えた。
【０００５】
然しながら、外幌を上記のように配置すると車両の両肩部では外幌の形状を車両の両肩部に沿った形状にする必要があるため、特に操車場等のような曲率半径の小さい軌道を走行する場合には、外幌の両肩部が柔軟に対応できず、外幌の両肩部が早期に摩耗、損傷し製品寿命を短くするという問題に直面した。
【特許文献１】特開２００３−１９９５４号公報
【特許文献２】特開２００４−９０８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、車内騒音を低減させると共に、耐久性に優れた鉄道車両用全周外幌及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の鉄道車両用全周外幌は、前後車両の連結部における車両間の空間部を覆う外幌であって、前記外幌が、前方車両の後端部と後方車両の前端部における車両底部を除く全周にわたり、それぞれ対向して取り付けられた断面略Ｕ字状の可撓性板状体から成り、前記外幌の両肩部を構成する材料の弾性率が、天井部及び両側部を構成する材料の弾性率より小さく設定したことを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記両肩部を構成する材料の弾性率が、天井部及び両側部を構成する材料の弾性率の８０〜２５％である。
【０００９】
また、この発明の他の鉄道車両用全周外幌は、前後車両の連結部における車両間の空間部の車両底部を除く全周を覆う断面略Ｕ字状のゴム製の板状体からなる外幌を製造するに際して、天井部及び両側部のゴム材料と、該ゴム材料より低い弾性率を有する両肩部のゴム材料を成形金型内に配置して一体的に加硫成形することを要旨とするものである。
【００１０】
これにより、風切り音、車輪とレ−ルの摩擦音、レ−ル継ぎ目でのたたき音、車輪の転動音、パンタグラフ擦り音、等が拡散するのを防止して車内騒音を低減させる。ここで、外幌を構成する前記可撓性板状体をゴム製の板状体とし、外幌の両肩部を構成する材料の弾性率を、天井部及び両側部を構成する材料の弾性率の８０〜２５％とすることが好ましい。
【００１１】
この結果、外幌の肩部における外側面と内側面との曲率差に起因する剛性の違いを小さくして変形しやすくし早期摩耗を防ぎ外幌の耐久性を向上させる。
【００１２】
また、この発明の鉄道車両用全周外幌の製造方法は、前後車両の連結部における車両間の空間部の車両底部を除く全周を覆う断面略Ｕ字状のゴム製の板状体からなる外幌を製造するに際して、天井部及び両側部のゴム材料と、該ゴム材料より低い弾性率を有する両肩部のゴム材料を用意し、天井部と両肩部、または肩部と側部のゴム材料を成形金型内に配置して一体的に加硫成形し、残りの両側部、または天井部のゴム材料を成形金型内で加硫し、これらを合体して一体的に成形することを要旨とするものである。
【００１３】
これにより、外幌の継ぎ目を少なくして防音性を改善し、さらには外幌の生産性を向上させる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の鉄道車両用全周外幌は、上記のように、車両間の空間部の車両底部を除く全周を環状に覆って配置したため、車外で発生した騒音が拡散するのを防止して車内の騒音を低減させる。また、外幌の両肩部における材料の弾性率を天井部及び両側部の材料の弾性率に比して小としたことにより、両肩部における耐摩耗性を向上させて外幌としての耐久性を向上させる。
【００１５】
この発明による鉄道車両用全周外幌の製造方法は、弾性率の異なるゴム材料からなる外幌の各部位の全部又は一部を一体的に成形加硫することにより、出来上がった外幌の継ぎ目を少なくして防音性を高め、さらには一体的に成形加硫することにより外幌の生産性を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
なお、各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。      
【００１７】
図１は、この発明の外幌が片側の車両の端部に取り付けられた状態を示す一部斜面図で、外幌１は車両２の底部を除く全周にわたり取付けられる。
【００１８】
ここで、図１に示すように、車両２の天井部に沿って取り付ける外幌の部位を外幌の天井部ａ、車両２の両肩部に沿って取り付ける外幌の部位を外幌の両肩部ｓ、車両２の両側部に沿って取り付ける外幌の部位を外幌の両側部ｂと定義し、以下この定義に使用して説明する。図２は前後車両の連結部を側面から見た説明図で、この発明の外幌１が前方車両の後端部と後方車両の前端部にそれぞれ対向して取付けられている状態を示している。
【００１９】
図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図で、外幌２は断面略Ｕ字状の可撓性板状体からなり、可撓性板状体の材料としては、一般に、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等の群から選択される１種以上のゴムが使用される。
【００２０】
車両１は、操車場、駐車場から営業路線内の軌道上全てを走行するので、特に操車場から車両１を引き出す時等には曲率半径の小さい軌道上を走行するために、互いに対向して取り付けられた外幌１同士が圧縮／伸長の繰り返しによる応力を受け、外幌１の摩耗、破損が避けられない。
【００２１】
特に、図１に示す両肩部ｓでは、車両中心から見た外幌１の外側面と内側面の曲率差が大きく、天井部ａや両側部ｂに比べて自由変形が拘束されるために、外幌１の摩耗、損傷が早期に発生する。
【００２２】
この発明は上記する欠陥を回避するために、両肩部ｓの材料の硬さを天井部ａ及び両側部ｂの材料より柔らかくして変形しやすくし、両肩部ｓの早期損傷により外幌１の製品寿命が短縮するのを回避するものである。
【００２３】
具体的には、両肩部ｓを構成する材料の弾性率を天井部ａ及び両側部ｂを構成する材料の弾性率の８０〜２５％とし、さらに好ましくは７０〜３０％とする。
【００２４】
前記弾性率の差が８０％超となると摩耗、損傷に対する有意差が認められず、２５％未満では変形が大きくなり過ぎて外幌としての機能が損なわれる。
【００２５】
外幌１の材料の弾性率としては種々の場合が想定されるが、各部位の材料を相対的に上記のようにすることにより製品寿命を延ばすことができ、外幌１の耐久性が向上する。
【００２６】
この発明の外幌１は、全体の重量が車体２への取り付け作業に支障をきたさない限りにおいて、できるだけ長尺の寸法で製造され装着されることが防音性や生産性にとって有利である。
【００２７】
従って、この発明の外幌１を製造するには、（１）天井部ａ及び両側部ｂのゴム材料と、これより低い弾性率を有する両肩部ｓのゴム材料を成形金型内に配置して一体に加硫する、又は（２）予め各部位のゴム材料を用意しておき、天井部ａと両肩部ｓ又は肩部ｓと側部ｂのゴム材料を成形金型内に配置して一体に加硫し、残りの両側部ｂ又は天井部ａのゴム材料を成形金型内で加硫し、これらを合体する、ことにより行う。
【００２８】
これにより、出来上がった外幌１は継ぎ目が少なくなり防音性を高めると共に、各部を一体的に成形加硫することにより外幌の生産性が向上する。
【実施例１】
【００２９】
外幌１の肩部ｓを構成するゴム材料の弾性率が摩耗及び損傷にどの程度の影響を及ぼすかを調べるために、弾性率の異なるゴム材料を使用して外幌１の肩部ｓの試験品を実物大の略１／２の大きさで製造し、各試験品について以下の試験方法に従い摩耗状況と損傷状況を調べた。
【００３０】
試験に先立ち弾性率の異なるゴム材料を得るため、加硫促進剤と硫黄を除く配合材料を２０リットル容量のニ−ダ−ミキサ−により約１５分混合した後、これを１８インチの練りロ−ルに巻き付けて加硫促進剤と硫黄を添加し、約１０分間混練りした。
【００３１】
これを必要な厚さに圧延して裁断した後、成形金型を使用して１５０°Ｃにて２時間の缶加硫を行い以下に述べる各試験品を得た。
【００３２】
試験品としては、現在使用されている外幌１の天井部ａ及び両側部ｂのゴムと同じゴムを使用した試験品Ａと、このゴムと異なる弾性率を有する４種のゴムを使用した試験品Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々４個ずつ製造した。
【００３３】
各試験品についての試験結果を、ゴム材料の配合内訳（重量部）とその物性と共に〔表１〕に示した。
【００３４】
なお、〔表１〕の試験結果において摩耗量（％）が２段に併記されているのは対向する各試験品の摩耗量を示し、摩耗量（％）は横擦り試験により減少した重量を試験前の重量で除して、これを１００倍にして表示した。
〔試験方法〕
荷重変位特性試験機に取り付け金具を用いて試験品を取り付け、以下の要領により圧縮試験と横擦り試験を行った。
(1)圧縮試験
図４に示すように試験品を上下位置に対応させて、頂上部が互いに接触するように図示しない試験機の面に取り付け、試験機面間が２５０ｍｍから１５０ｍｍとなるように往復運動させて試験品同志を押しつけ、これを４５００回往復させた後、試験品の破損状況（穴あき個数、ゴム−補強層間の剥がれ状況）を観察した。
【００３５】
なお、試験品の高さは片側１２５ｍｍであった。
(2)横擦り試験
図５に示すように試験品を試験機面間が１５０ｍｍとなるように左右に向かい合わせて試験機に取り付け、この位置から一方の試験機を上下に１２０ｍｍずつ変位させ、試験品の壁同志を繰り返し擦らせた。これを４５００回往復させた後、試験品の摩耗状況を観察した。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
〔表１〕より、試験品Ａを基準として比較すると、試験品Ｂのようにゴムの弾性率（100%モシ゛ュラス(MP) ）が高くなると摩耗状況がさらに悪化し、弾性率の低下と共に摩耗状況と損傷状況が改善することを確認した。ただし、前記するように肩部ｓのゴムの弾性率を天井部ａ及び両側部ｂのゴムの弾性率に比して相対的にあまり低下させ過ぎると本来の外幌の形状を維持することができなくなる。
【実施例２】
【００３８】
この実施例２は、実施例１と同様な試験方法により、配合材を変えて試験品Ｆを試験したもので、その結果を表２に示し、表１の試験品Ａを基準として比較すると、弾性率の低下と共に摩耗状況と損傷状況が改善することを確認した。
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の外幌が片側の車両の端部に取り付けられた状態を示す一部斜面図である。
【図２】この発明の外幌を装着した前後車両の連結部を側面から見た説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】この発明の外幌の肩部を構成するゴム材料の圧縮試験の要領を説明するための説明図である。
【図５】この発明の外幌の肩部を構成するゴム材料の横擦り試験の要領を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  外幌          ２  車両
ａ  天井部        ｂ  側部          ｓ  肩部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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