(57)【要約】【課題】車体と台車間の空間を閉鎖し、隙間や段差を無くして平滑化することにより空気抵抗・空力音を低減するフェアリングにおいて、車両の走行方向に拘らず空気抵抗・空力音の低減を達成し得るとともに、耐久性を有するフェアリングを提供する。【解決手段】それ自体で伸縮性を有するフェアリング部材を取付部材を介して車体と台車間に取り付けるようにしたもので、外側シート１、内側シート２並びに両シート間に配された高分子合成スポンジ体３からなり、外側シート１及び内側シート２は縦方向に低伸度、横方向に高伸度の異方弾性性能をもつ編物等の異方弾性シート材で構成され、外側シート１と内側シート２を両者の間に配設した剛性を有する高分子合成スポンジ体３に接着してなるフェアリング部材Ａを取付部材４、５を介して車体Ｂと台車Ｃの間の隙間を塞いで取り付ける構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニア車両等の鉄道車両の車体と台車の間の隙間や段差を無くして平滑化するフェアリングにおいて、外側シート、内側シート並びに両シート間に配された高分子合成スポンジ体からなり、外側シート及び内側シートは縦方向に低伸度、横方向に高伸度の異方弾性性能をもつ編物等の異方弾性シート材で構成され、外側シートと内側シートを両者の間に配設した剛性を有する高分子合成スポンジ体に接着してなるフェアリング部材を取付部材を介して車体と台車の間の隙間を塞いで取り付けてなるフェアリング。
【請求項２】
フェアリング部材を構成する外側シート及び内側シートが、基材となる編物等の異方弾性シート材とその一面にコーティングした伸縮復元性に富むエラストマーからなり、エラストマーは編物等の異方弾性シート材の全体または表面繊維にのみ絡ませてコーティングしてなる請求項１記載のフェアリング。
【請求項３】
フェアリング部材を構成する編物等の異方弾性シート材は芳香族ポリアミド繊維の緯編組織からなり、エラストマーはウレタンエラストマー、オレフィン系エラストマー及びシリコン樹脂のいずれかで、高分子合成スポンジ体はネオプレンスポンジからなる請求項２記載のフェアリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニア車両等の鉄道車両の車体と台車の間等の隙間や段差を無くして平滑化することにより、空気抵抗・空力音を低減するために車体と台車間等に取り付けられるフェアリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リニア車両に代表される、最近の鉄道車両は高速化が進み車体の構造は航空機の構造に類似する。鉄道車両と航空機の違いは、鉄道車両は車輪または超伝導磁石を備えた台車を有し、軌道に沿って走行する必要があることである。  走行する軌道は直線だけではなく、カーブ、上下の勾配、直線・カーブ・勾配の組み合わせ等、軌道の変化があり、そのような軌道変化に合わせて変位する台車と車体間の空間部分が、高速走行時において空気抵抗となり、また、その空間において空気の乱れを起こし騒音を発生するという問題があった。
【０００３】
従って、従来からもこの点に対処するために車体と台車間の隙間や段差を無くして平滑化することを目的としたフェアリングが提供されている。例えば、図３に示す如く、車体Ｂ、Ｃ間の変位に対応するように、台車と車体間の空間に数枚の擦り合せ板で伸縮可能に構成されたフェアリング部材Ｄを取付金具で取り付けるフェアリングの構成が提案されている（特許文献１  参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平７−４０３４４号公報（図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このフェアリングは車両の走行方向が一定の向きである場合は格別問題はないが、走行方向が逆の方向になった場合は板を重ね合せた隙間に空気が入り、高速の流体による動圧によって破損するおそれがあった。また、この動圧に耐えるように隙間の密着強度を向上させた場合、その強度のために台車の動く抵抗が大きくなりすぎて軌道の変化に追随出来ず、また乗り心地が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
そこで、この発明の目的とするところは、車体と台車間の空間を閉鎖し、隙間や段差を無くして平滑化することにより空気抵抗・空力音を低減するフェアリングにおいて、車両の走行方向に拘らず空気抵抗・空力音の低減を達成し得るとともに、耐久性を有するフェアリングを提供するところにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においてはそれ自体で伸縮性を有するフェアリング部材を開発し、このフェアリング部材を取付部材を介して車体と台車間に取り付けることにより、上記問題点を解消したものである。
【０００８】
すなわち、本発明のフェアリングは、リニア車両等の鉄道車両の車体と台車の間の隙間や段差を無くして平滑化するフェアリングにおいて、外側シート、内側シート並びに両シート間に配された高分子合成スポンジ体からなり、外側シート及び内側シートは縦方向に低伸度、横方向に高伸度の異方弾性性能をもつ編物等の異方弾性シート材で構成され、外側シートと内側シートを両者の間に配設した剛性を有する高分子合成スポンジ体に接着してなるフェアリング部材を取付部材を介して車体と台車の間の隙間を塞いで取り付ける構成とした。
【０００９】
なお、ここで、外側シートとは車体と台車間に取り付けた状態において車輌の外部側に位置するシートを指称し、内側シートとは同取付状態において車輌の内部側に位置するシートをいう。また、両シートの縦方向、横方向とは長尺側を縦方向、短尺側を横方向と称している。
【００１０】
このように、外側シート及び内側シートは縦方向に低伸度、横方向に高伸度の異方弾性性能をもつ編物等の異方弾性シート材で構成すれば、車体と台車間に取り付ける場合、編物等の異方弾性シート材の縦方向を長手方向に配すれば、風圧を受けた際に膨らみの原因となる長手方向の伸びを抑えることができる。ここで、長手方向とは、台車の側面における車体との空間部を覆う場合には車体の上下方向を指し、台車の上部における車体との空間部を覆う場合は車体の前後方向を指称する。横方向には高伸度を有するため、カーブ、上下の勾配等、軌道変化に合わせて台車が変位する場合にもスムーズに追随可能である。
【００１１】
また、外側シートと内側シートの間に剛性を有する高分子合成スポンジ体を配し、両シートを接着しているので、フェアリング部材全体としての断面剛性を向上させることができるとともに、風圧によるシートのバタツキを抑えることができる。
【００１２】
従って、車両高速走行時の外気圧変化による膨らみを抑え、外側シートが空気抵抗によって波打つことによるバタツキを軽減し、かつ車両の変位に対して柔軟に対応できるフェアリング部材を提供し得る。
【００１３】
外側シート及び内側シートは、基材を編物等の異方弾性シート材で構成し、その一面に伸縮復元性に富むエラストマーをコーティングするのが望ましく、その際、エラストマーは編物等の異方弾性シート材の表面繊維にのみ絡ませてコーティングすることが望ましい。ループ状にした繊維の遊び代を一側方向に配列すれば、容易に高伸度の方向と低伸度の方向を持った異方弾性性能を有する編物等の異方弾性シート材を構成することができ、エラストマーをコーティングすることによって耐久性を向上させることができる。伸縮復元性に富んだエラストマーを使用すれば基材としての編物等の異方弾性シート材の高伸度を生かすことができる。またエラストマーのコーティングに際し、編物等の異方弾性シート材の表面繊維にのみ絡ませるようにすれば、繊維がループ状をなす異方弾性シート材の繊維の遊び代を生かし、異方弾性シート材の異方弾性性能を生かすことができるとともに、異方弾性シート材自体の引裂強度を低下させることがない。
【００１４】
また、基材としての編物等の異方弾性シート材は高強度の繊維、例えば芳香族ポリアミド繊維を緯編組織に編成することが望ましく、エラストマーとしては耐久性、伸縮復元性に富んだウレタンエラストマー、オレフィン系エラストマー及びシリコン樹脂のいずれか、高分子合成スポンジ体はネオプレンスポンジで構成するのが望ましい。
【００１５】
たとえば、ケブラー（商標）のような高強度の芳香族ポリアミド繊維で緯編組織の異方弾性シート材を構成すれば、異方弾性シート材の引張強度と伸び量によって飛来物の衝撃エネルギーを吸収する良好な緩衝機能を持たせることができ、耐久性、伸縮復元性に富んだシリコン樹脂をコーティングすることによって、繰り返し高速走行によっても破損・裂傷が発生するおそれのない耐久性に富んだフェアリング部材並びにフェアリングを提供することができる。
【００１６】
フェアリングは高速走行時、車両の進行方向に対して向かい合う場合は、空気流による動圧によってへこむ方向にあるが、フェアリング部材の裏側を軽量かつ高強度の金属板によって裏当てし、フェアリング部材の支持間隔を狭めてやれば、凹み量を少なくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るフェアリング部材を使用したフェアリングの一実施態様を示す概略水平断面図で、台車の側面における車体との空間部を覆う場合を例示している。図２は超電導磁気浮上式鉄道車両の概略側面図で、車体Ｂと台車Ｃ間の連結部を覆うフェアリングとしては、台車Ｃの上部と車体Ｂの連結部を覆う上部フェアリングＦ１、車両進行方向に対して台車Ｃの前後と車体Ｂの連結部を覆う端部フェアリングＦ２、上部フェアリングＦ１と端部フェアリングＦ２のコーナー部における連結部を覆う隅部フェアリングＦ３及び車両の底面側において台車Ｃの前後と車体Ｂの連結部を覆う底面フェアリング（図示せず）などが設けられる。本発明に係るフェアリングは主として、車両進行方向に対して台車Ｃの前後と車体Ｂの連結部を覆う端部フェアリングＦ２として好適に使用し得るものである。
【００１９】
図１において、フェアリング部材Ａは、外側シート１、内側シート２並びに両シート間に配された剛性を有する高分子合成スポンジ体３によって構成されている。両シートは縦方向に低伸度、横方向に高伸度の異方弾性性能をもつ編物等の異方弾性シート材で構成され、縦方向を車体の上下方向に配することにより、風圧を受けた際に膨らみの原因となる長手方向の伸びを抑えるとともに、横方向には高伸度とすることにより、カーブ、上下の勾配等、軌道変化に合わせて台車が変位する場合にもスムーズに追随可能としている。
【００２０】
外側シート１及び内側シート２は、いずれも基材を高強度の芳香族ポリアミド繊維であるケブラー（商標）を用いて緯編組織として天竺編で編成した異方弾性シート材で構成し、その一面に伸縮復元性に富むエラストマーであるシリコン樹脂をコーティングしている。このシリコン樹脂のコーティングに際しては編物等の異方弾性シート材の表面繊維にのみ絡ませてコーティングすることにより、異方弾性シート材の繊維の遊び代を生かし、異方弾性シート材の異方弾性性能を生かすとともに、異方弾性シート材自体の引裂強度を低下させないようにしている。シリコン樹脂の代りにウレタンエラストマーあるいはオレフィン系エラストマーを用いてもよい。
【００２１】
外側シート１と内側シート２の中間層に配された高分子合成スポンジ体３は硬質のネオプレンスポンジを使用している。  外側シート１と内側シート２の間に剛性を有する高分子合成スポンジ体３を配して両シートを接着することによって、フェアリング部材に厚みをもたせ、断面剛性を向上させ、膨らみの低減作用を持たせるとともに、鉄道車両の高速走行時の空気振動による外側シート１のバタツキを防止している。なお、この例では、複数個の高分子合成スポンジ体３を縦横方向において複数列に配置しているが、台車と車体間の空間部が狭い個所、例えば台車上部の空間部に使用する場合などには長手方向に複数個の高分子合成スポンジ体３を一列に配しても良い。
【００２２】
車体Ｂには取付部材４がボルト等で固定され、台車Ｃには取付部材５がボルト等で固定されている。前記フェアリング部材Ａは、外側シート１及び内側シート２の端部を押え部材６と裏当て部材７の間に挟み込んでボルト・ナット８で取付部材４、５に取り付けられている。
【００２３】
軽量かつ高強度の裏当て部材７を設けることにより、フェアリング部材Ａの支持間隔が狭まり、空気流による動圧によって生じるへこみ量を抑制している。
【００２４】
高速走行時に飛来する障害物による衝撃負荷エネルギーに対しては、高強度の繊維を用いて、縦方向に伸び難く、横方向に伸び易くした異方弾性性能を有する編物等の異方弾性シート材を基材として耐久性、伸縮復元性、耐候性に富んだシリコン樹脂をコーティングすることにより、エネルギーを吸収する良好な緩衝機能を持たせるとともに、その材料の持つ高強度によって対応可能としている。
【００２５】
フェアリング部材Ａの縦方向には、車両の上下方向の変位に対して剪断力が働き、平面において斜めの剪断線（剪断座屈後の剪断皺）が発生するが、内外両シート間に高分子合成スポンジ体３を設けて接着しているので、外側シート１の表面に生じる皺高さを抑えることが可能になる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の通り、それ自体で伸縮性を有するフェアリング部材を開発し、このフェアリング部材を取付部材を介して車体と台車間に取り付けることにより鉄道車両の車体と台車の間の隙間や段差を無くして平滑化するフェアリングとしたので、車両の走行方向に拘らず空気抵抗・空力音の低減を達成し得たのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフェアリング部材を使用したフェアリングの一実施態様を示す概略水平断面図
【図２】本発明に係るフェアリングを好適に使用できる超電導磁気浮上式鉄道車両の概略側面図。
【図３】従来のフェアリングの一例を示す断面図
【符号の説明】
Ａ…フェアリング部材
Ｂ…車体
Ｃ…台車
１…外側シート
２…内側シート
３…高分子合成スポンジ体
４、５…取付部材
６…押え部材
７…裏当て部材
８…ボルト・ナット
【図１】
2004268605.tif 000003
【図２】
2004268605.tif 000004
【図３】
2004268605.tif 000005