(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両台車の保護対象部材と、
前記保護対象部材に貼り付けられる粘着面を有する保護フィルムと、を備え、
前記保護フィルムは、前記保護対象部材側から順に、衝撃吸収層と難燃層とが積層され、
前記衝撃吸収層が、前記難燃層よりも軟質な軟質材であり、
前記衝撃吸収層が、前記難燃層よりも厚くて、前記衝撃吸収層の厚さが、５００μｍ以上かつ４０００μｍ以下であり、
前記難燃層が、前記衝撃吸収層よりも引張強度が高く且つ熱膨張率が低く、
前記保護対象部材側から、前記粘着面を有する粘着層が前記衝撃吸収層に積層され、
前記保護対象部材に対する前記粘着層の粘着力は、前記粘着層に対する前記衝撃吸収層の粘着力よりも小さい、鉄道車両台車。
【請求項２】
前記保護対象部材に対する前記粘着面の粘着力は、５Ｎ／２０ｍｍ以上かつ３５Ｎ／２０ｍｍ以下である、請求項１に記載の鉄道車両台車。
【請求項３】
前記難燃層と前記衝撃吸収層との間に着色層が積層され、
前記難燃層は、透明又は半透明である、請求項１または２に記載の鉄道車両台車。
【請求項４】
前記難燃層は、ポリイミド又は塩化ビニルから選ばれる樹脂、難燃材を含有する熱可塑性樹脂、ガラス繊維シート、又は、金属膜である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鉄道車両台車。
【請求項５】
前記難燃層の厚さは、１０μｍ以上かつ４００μｍ以下である、請求項４に記載の鉄道車両台車。
【請求項６】
鉄道車両台車に搭載され、繊維強化樹脂製の板バネと、
前記板バネに貼り付けられた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の保護フィルムと、を備える、鉄道車両台車用の保護フィルム付き板バネ。
【請求項７】
前記板バネの上下面は、車幅方向から見て水平面に対して傾斜した傾斜領域を有し、
前記保護フィルムは、前記傾斜領域のうち外部に露出する箇所であって、前記板バネの上下面に貼り付けられている、請求項６に記載の鉄道車両台車用の保護フィルム付き板バネ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護フィルムを備えた鉄道車両台車及び鉄道車両台車用の保護フィルム付き板バネに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両の軽量化を図るために、繊維強化樹脂を用いた台車が開発されている。特許文献１の台車は、繊維強化樹脂製の板バネと、板バネを上方から覆う板バネカバーとを備える。これによれば、板バネカバーにより飛石等が板バネに衝突することが防がれ、繊維強化樹脂の損傷が防がれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の板バネカバーは、板バネの下面を保護することはできず、保護領域の選択自由度が低くなる。また、板バネカバーが大きく、板バネカバーを板バネの変形に追随させて動かすための回動機構も必要であるため、車両重量の増加を招くことになる。
【０００５】
これに対し、板バネの表面を塗装により被覆して板バネの保護を図れば、保護領域の設定自由度が高まり、重量増も抑制できる。しかし、メンテナンス時に板バネの劣化等を検査するためには、板バネの表面が簡単に露出可能であることが望まれる。また、鉄道車両においては、使用材料に耐火性能も求められる。なお、前記した事項は、板バネに限られず、鉄道車両を構成する他の部材にも言えることである。
【０００６】
そこで本発明は、鉄道車両台車の保護領域の選択自由度の向上及び車両軽量化を図りながらも、保護対象部材の表面が簡単に露出可能で且つ耐火性能を有する構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る保護フィルムを備えた鉄道車両台車は、鉄道車両の保護対象部材と、前記保護対象部材に貼り付けられる粘着面を有する保護フィルムと、を備え、前記保護フィルムは、前記保護対象部材側から順に、衝撃吸収層と難燃層とが積層され、前記衝撃吸収層が、前記難燃層よりも厚い。
【０００８】
前記構成によれば、鉄道車両台車の保護対象部材に保護フィルムを貼り付けるだけであるので、鉄道車両台車の保護領域の選択自由度の向上及び車両軽量化を図ることができると共に、厚肉の衝撃吸収層により走行中の鉄道車両台車の保護対象部材を、バラストや雪塊、その他の飛来物の衝突から良好に保護できる。また、保護フィルムを保護対象部材から剥がすことで、保護対象部材の表面を簡単に露出できるため、メンテナンス時における保護対象部材の検査も容易に行うことができる。更に、保護フィルムの難燃層により、鉄道車両に求められる耐火性能を満たした保護フィルムとすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、鉄道車両台車の保護領域の選択自由度の向上及び車両軽量化を図りながらも、保護対象部材の表面が簡単に露出可能で且つ耐火性能を有する構成を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る保護フィルムを備えた鉄道車両の側面図である。
【図２】図１に示す保護フィルムの拡大断面図である。
【図３】第２実施形態に係る保護フィルムの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向を車両長手方向とし、それに直交する横方向を車幅方向として定義する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る保護フィルム２０を備えた鉄道車両１の側面図である。図１に示すように、鉄道車両１は、台車２と、台車２により下方から支持される車体３とを備える。台車２は、二次サスペンションとなる空気バネ４を介して車体３を支持する台車枠５を備える。台車枠５は、車幅方向に延びる横梁５ａを備えるが、横梁５ａの車幅方向両端部から車両長手方向に延びる側梁を備えていない。横梁５ａの車両長手方向両側には、それぞれ車幅方向に沿って延びる一対の車軸６が配置される。車軸６の車幅方向両側の部分には車輪７が設けられる。車軸６の車幅方向両側の端部には、車輪７よりも車幅方向外側にて車軸６を回転自在に支持する軸受８が設けられ、軸受８は軸箱９に収容される。
【００１３】
横梁５ａの車幅方向の端部は、軸梁式の軸箱支持装置１０によって軸箱９に連結される。軸箱支持装置１０は、軸箱９から車両長手方向に横梁５ａ側に向けて延びた軸梁１１を備える。台車枠５は、横梁５ａから軸梁１１に向けて突出して且つ車幅方向に互いに間隔をあけた一対の受け座１２を有し、軸梁１１の先端部は、受け座１２にゴムブッシュ（図示せず）を介して弾性結合される。車両長手方向に離れた一対の軸箱９は、車両長手方向に延びた板バネ１３の長手方向両側の端部１３ｂを夫々支持する。板バネ１３の長手方向の中央部１３ａは、横梁５ａの車幅方向の端部を下方から支持する。これにより、横梁５は、板バネ１３を介して軸箱９に支持される。即ち、板バネ１３は、一次サスペンションの機能と従来の側梁の機能とを兼ねる。
【００１４】
板バネ１３は、繊維強化樹脂により形成される。例えば、板バネ１３は、その少なくとも上面及び下面を含む部分がＣＦＲＰにより形成される。横梁５ａの車幅方向端部の下部には、下方に凸な円弧状の下面を有する押圧部材１４が設けられ、押圧部材１４が板バネ１３の中央部１３ａに上方から載せられて離間可能に接触する。即ち、板バネ１３を押圧部材１４に対して上下方向に固定しない状態で、横梁５ａからの重力による下方荷重によって押圧部材１４が板バネ１３の上面に接触する。即ち、押圧部材１４は、固定具により板バネ１３に固定されることなく、横梁５ａからの重力による下方荷重とそれに対する板バネ１３の反力との接触圧によって板バネ１３の上面との接触が保たれた状態となる。
【００１５】
軸箱９の上端部には支持部材１５が取り付けられ、板バネ１３の端部１３ｂは支持部材１５を介して軸箱９に下方から支持される。支持部材１５の上面は、側面視で台車中央側に向けて傾斜している。板バネ１３の端部１３ｂも、支持部材１５に対して上下方向に固定しない状態で支持部材１５に上方から載せられる。支持部材１５は、軸箱９の上に設置されたベース部材１６（例えば、防振ゴム）と、ベース部材１６の上に設置されてベース部材１６に位置決めされた受部材１７とを有する。
【００１６】
受部材１７は、板バネ１３の端部１３ｂが収容される凹部１７ａを有し、凹部１７ａは、上方及び台車中央側に向けて開放されている。受部材１７の凹部１７ａの底面と板バネ１３の端部１３ｂとの間には、板バネ１３及び受部材１７よりも硬度が低い図示しないシート（例えば、ゴムシート）が挟まれている。受部材１７には、凹部１７ａに収容された板バネ１３の端部１３ｂを上方から覆うカバー１８が締結具（例えば、ボルト）を用いて着脱可能に取り付けられている。
【００１７】
板バネ１３は、一対の受け座１２の間の空間を通過する。板バネ１３の中央部１３ａは端部１３ｂよりも低く配置され、板バネ１３は、側面視で下方に凸な弓形状を有する。板バネ１３のうち中央部１３ａと端部１３ｂとの間の中間領域である中間部１３ｃは、台車２の各部品から離間して空中に自由な状態で配置される。板バネ１３の中間部１３ｃは、台車中央側に向けて傾斜している。板バネ１３の上面及び下面は、端部１３ｂ及び中間部１３ｃにおいて、車幅方向から見て水平面に対して傾斜した傾斜領域を有する。
【００１８】
板バネ１３の中間部１３ｃは、その上面及び下面が外部に露出している。そこで、板バネ１３の中間部１３ｃの上面及び下面には、保護フィルム２０が貼り付けられる。但し、板バネ１３のうち他部材に覆われる部位（例えば、板バネ１３の中央部１３ａの上面、及び、板バネ１３の端部１３ｂの上下面）には、保護フィルム２０が貼り付けられていない。また、板バネ１３の車両長手方向に平行な側面にも、保護フィルム２０は貼り付けられず、当該側面は外部に露出している。
【００１９】
図２は、図１に示す保護フィルム２０の拡大断面図である。図２に示すように、保護フィルム２０は、粘着層２１と、衝撃吸収層２２と、着色層２３と、難燃層２４とを有する。粘着層２１、衝撃吸収層２２、着色層２３及び難燃層２４は、この順に板バネ１３（保護対象部材）側から積層されている。粘着層２１が、板バネ１３に貼り付けられる粘着面２１ａを有し、難燃層２４が、保護フィルム２０の外部に露出する表層である。このように保護フィルム２０は、各層が合わさった１枚のシート状である。
【００２０】
粘着層２１は、衝撃吸収層２２側とは反対側において、板バネ１３に貼り付けられる粘着面２１ａを有する。粘着層２１は、板バネ１３に対する粘着面２１ａの粘着力が５Ｎ／２０ｍｍ以上かつ３５Ｎ／２０ｍｍ以下の材料からなることが好ましく、１０Ｎ／２０ｍｍ以上かつ３０Ｎ／２０ｍｍ以下の材料からなると更に好ましい。この粘着力は、JIS Z 0237 (2009) に準拠して、被着体に貼り付け後３０分後に、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、引張角度１８０°の条件で、塗装された被着体（ＳＵＳ３０４ＢＡ鋼板）から引き剥がすことにより測定される。粘着層２１は、例えば、アクリル系粘着剤を有する。一例として、粘着層２１は、粘着剤層単層からなってもよいし、不織布などへ片面もしくは両面に粘着剤を塗布してなる粘着テープであってもよい。粘着層２１の厚さは、１０μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上かつ１８０μｍ以下であればより好ましく、７０μｍ以上かつ１６０μｍ以下であれば更に好ましい。なお、保護フィルム２０の板バネ１３への貼付前の保管時には、粘着層２１の粘着面２１ａに図示しない剥離ライナー（例えば、ＰＥＴシート）が取り付けられているとよい。
【００２１】
衝撃吸収層２２は、飛来物から板バネ１３を機械的に保護するための軟質材からなる。例えば、その軟質材には、−５０℃から５０℃の間に、周波数１Ｈｚで測定した動的粘弾性測定でのｔａｎδのピークが存在する。例えば、衝撃吸収層２２は、多孔質状樹脂からなる。多孔質樹脂の空孔率は、０．１〜５０体積％が好ましい。衝撃吸収層２２は、粘着性を有する。衝撃吸収層２２の粘着力は、粘着層２１の粘着力よりも大きい。換言すると、板バネ１３に対する粘着層２１の粘着力は、粘着層２１に対する衝撃吸収層２２の粘着力よりも小さい。一例として、衝撃吸収層２２は、アクリルフォーム粘着剤である。衝撃吸収層２２の厚さは、５００μｍ以上かつ４０００μｍ以下であることが好ましく、７００μｍ以上かつ１０００μｍ以下であれば更に好ましい。
【００２２】
着色層２３は、衝撃吸収層２２と難燃層２４との間に挟まれ、着色剤（例えば、顔料）を含んでいる。一例として、着色層２３は、不織布の両面に粘着剤を塗布して且つ粘着剤に着色剤を含有させてなる両面粘着テープである。着色層２３の粘着剤は、例えば、アクリル系粘着剤である。着色層２３の厚さは、１μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上かつ１６０μｍ以下であれば更に好ましい。他の例として、着色層２３は、難燃層２４に印刷等により塗布された着色剤でもよい。
【００２３】
難燃層２４は、難燃性を有し、衝撃吸収層２２よりも薄い。難燃層２４の引張強度は、粘着層２１、衝撃吸収層２２及び着色層２３の何れの層の引張強度よりも高い。難燃層２４の熱膨張率は、粘着層２１、衝撃吸収層２２及び着色層２３の何れの層の熱膨張率よりも低い。難燃層２４は、例えば、ポリイミド又は塩化ビニルから選ばれる樹脂、難燃材（例えば、リン系難燃材、ハロゲン系難燃剤、金属水酸化物系難燃剤など）を含有する熱可塑性樹脂、ガラス繊維シート、又は、金属膜（例えば、アルミニウム、ステンレス、銅、チタン又は鉄）である。難燃層２４は、透明又は半透明である。本実施形態では、難燃層２４に、耐候性の高いポリイミドが用いられる。難燃層２４の厚さは、１０μｍ以上かつ４００μｍ以下であると好ましく、３０μｍ以上かつ３５０μｍ以下であれば更に好ましい。難燃層２４の厚さは、衝撃吸収層２２の厚さの１％以上かつ５０％以下であることが好ましく、５％以上かつ４０％以下であれば更に好ましい。
【００２４】
以上に説明した構成によれば、鉄道車両１の板バネ１３に保護フィルム２０を貼り付けるだけで板バネ１３が保護され、鉄道車両１の保護領域の選択自由度の向上及び車両軽量化を図ることができる。また、衝撃吸収層２２は難燃層２４よりも厚肉であるので、衝撃吸収層２２により走行中の鉄道車両１の板バネ１３を飛来物の衝突から良好に保護できる。また、保護フィルム２０を板バネ１３から剥がすことで、板バネ１３の表面を簡単に露出できるため、メンテナンス時における板バネ１３の検査（例えば、超音波探傷検査）も容易に行うことができる。更に、保護フィルム２０の難燃層２４により、鉄道車両に求められる耐火性能を満たした保護フィルムとすることができる。
【００２５】
板バネ１３に対する粘着層２１の粘着力は、粘着層２１に対する衝撃吸収層２２の粘着力よりも小さいため、保護フィルム２０を板バネ１３から引き剥がす際に、保護フィルム２０が部分的に板バネ１３に残存することが防止され、メンテナンス時における板バネ１３の検査を正確に実施できる。粘着層２１の粘着力が衝撃吸収層２２の粘着力よりも小さいため、保護フィルム２０を板バネ１３から引き剥がす際に、粘着層２１と衝撃吸収層２２との間の境界ではなく粘着層２１と板バネ１３との間の境界にて安定して剥離を生じさせることができる。
【００２６】
板バネ１３に貼り付けられる粘着面２１ａの粘着力が３５Ｎ／２０ｍｍ以下であるので、保護フィルム２０を板バネ１３から引き剥がす際に、保護フィルム２０が部分的に板バネ１３に残存することをより好適に防止できる。板バネ１３に貼り付けられる粘着面２１ａの粘着力が５Ｎ／２０ｍｍ以上であるので、鉄道車両１の走行中に板バネ１３に撓みや振動が生じても、保護フィルム２０のズレや脱落を防止できる。
【００２７】
表層としての難燃層２４が透明又は半透明であるので、難燃層２４を変更することなく着色層２３の色を変更することで外部から見た保護フィルム２０の色を変更できる。よって、難燃層２４の性能を変更することなく色の選択自由度を高めることができる。
【００２８】
難燃層２４の引張強度が高いため、保護フィルム２０を板バネ１３から引き剥がす際に、引張力により保護フィルム２０が切れて保護フィルム２０が部分的に板バネ１３に残存することを防止できる。
【００２９】
難燃層２４の厚さが１０μｍ以上であるので、保護フィルム２０を板バネ１３から引き剥がす際に、引張力により保護フィルム２０が切れることをより好適に防止できる。また、難燃層２４の厚みにより保護フィルム２０の表面に皺が生じることを防ぐことができ、美観性も確保することができる。難燃層２４の厚さが４００μｍ以下であるので、保護フィルム２０全体の厚肉化を抑制しながらも衝撃吸収層２２の厚みが十分に確保され、良好な耐衝撃性を得ることができる。また、衝撃吸収層２２が十分に厚いので、板バネ１３が繰り返し弾性変形しても、当該変形による歪みが衝撃吸収層２２で吸収され、難燃層２４への応力伝達を抑制できる。
【００３０】
なお、難燃層２４には、ポリイミド等、紫外線による劣化が少ない材料を選択することにより変色が起きにくく、良好な美観を保つことができる。
【００３１】
保護フィルム２０は、板バネ１３の上下面の傾斜領域のうち外部に露出する箇所に選択的に貼り付けられるので、保護フィルム２０の使用量を抑えながらも、高速走行中の鉄道車両１の板バネ１３の傾斜領域のうち外部に露出する箇所が飛来物に走行方向に衝突したときに、板バネ１３の破損を良好に防止できる。保護フィルム２０は、外部に露出しない部位（例えば、板バネ１３の端部１３ｂの上下面等）には貼り付けられずに外部に露出した中間部１３ｃに貼り付けられるので、台車２が在姿状態のままで板バネ１３に保護フィルム２０を容易に着脱できる。
【００３２】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る保護フィルム１２０の拡大断面図である。図３に示すように、第２実施形態の保護フィルム１２０は、粘着層２１を有さない点で第１実施形態の保護フィルム２０と異なる。即ち、保護フィルム１２０は、衝撃吸収層１２２と、着色層２３と、難燃層２４とが、この順に板バネ１３側から積層されてなる。一例として、衝撃吸収層１２２は、アクリルフォーム粘着剤である。衝撃吸収層１２２は、着色層２３側とは反対側において、板バネ１３に貼り付けられる粘着面１２２ａを有する。
【００３３】
衝撃吸収層１２２の粘着面１２２ａは、その粘着力が３５Ｎ／２０ｍｍ以下であると、保護フィルム１２０を板バネ１３から引き剥がす際に、保護フィルム１２０が部分的に板バネ１３に残存することを防止できて好ましい。衝撃吸収層１２２の粘着面１２２ａは、その粘着力が５Ｎ／２０ｍｍ以上であると、鉄道車両１の走行中に板バネ１３に撓みや振動が生じても、保護フィルム１２０のズレや脱落を防止できて好ましい。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３４】
なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。鉄道車両の保護対象部材は、板バネに限られず、台車の他の部品、台車台枠又は車体の一部、床下のフサギ板等、飛来物等から保護すべき部材が含まれる。その際、保護対象部材は、繊維強化樹脂製であると好ましい。また、保護フィルムには、着色層を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  鉄道車両
２  台車
１３  板バネ（保護対象部材）
１３ｃ  中間部（傾斜領域）
２０，１２０  保護フィルム
２１  粘着層
２１ａ，１２２ａ  粘着面
２２，１２２  衝撃吸収層
２３  着色層
２４  難燃層
【図１】
0006741430.tif 000002
【図２】
0006741430.tif 000003
【図３】
0006741430.tif 000004