(57)【要約】【課題】  軽量、且つ、台車周りの騒音を効果的に吸収すると共に、雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーを提供する。【解決手段】  高速鉄道車両１の台車カバー５に、所定形状の凹部６を備えた支持部材７と、支持部材７の凹部６に装着される騒音吸収パネル８と、騒音吸収パネル８の表面側に配置されるシート状の発熱部材９と、発熱部材９の表面側に配置され、音を吸収可能な表面部材１０とを具備し、支持部材７、騒音吸収パネル８、発熱部材９および表面部材１０を夫々結合させる。【選択図】        図１
2005255003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の凹部を備えた支持部材と、
該支持部材の前記凹部に装着される騒音吸収パネルと、
該騒音吸収パネルの表面側に配置されるシート状の発熱部材と、
該発熱部材の表面側に配置され、音を吸収または透過可能な表面部材とを具備し、
前記支持部材、前記騒音吸収パネル、発熱部材および表面部材が夫々結合されていることを特徴とする高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項２】
前記騒音吸収パネルは、
表面側に配置され、短繊維をマット状に形成した多孔質吸音材と、
該多孔質吸音材の一方の面に接着されるハニカムコアと、
該ハニカムコアの各セル内に充填され、発泡樹脂からなる充填材と
から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項３】
前記騒音吸収パネルは、
前記ハニカムコアの前記多孔質吸音材を接着した側とは反対側に接着される板材をさらに構成に加えられることを特徴とする請求項２に記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項４】
前記発熱部材は、
耐熱性樹脂からなるシート状の被覆部材と、
該被覆部材内に所定間隔で配置され、通電することで発熱する繊維状の発熱体と、
該発熱体の間に前記発熱部材を貫通するように形成された開口と
から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項５】
前記発熱部材の前記開口の形状は、丸孔または長孔形状とされていることを特徴とする請求項４に記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項６】
前記騒音吸収パネル、前記発熱部材および前記表面部材は、夫々耐熱性両面接着剤で貼り付け結合されていることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項７】
前記騒音吸収パネル、前記発熱部材および前記表面部材は、ボルト・ナットまたはリベットにより一体に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項８】
前記発熱部材における所定間隔で配置された前記発熱体は、
複数本を互いに並列に結線して一組が構成され、且つ、各組を互いに直列に結線したことを特徴とする請求項４から請求項７までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【請求項９】
前記支持部材は、炭素繊維を強化繊維とする複合材からなることを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか一つに記載の高速鉄道車両の台車カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速鉄道車両の台車カバーに関するものであり、特に、高速鉄道車両の台車周りの騒音を吸収すると共に、台車カバーに雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、新幹線などの高速鉄道車両においては、種々の騒音対策を施すことにより、その騒音レベルが所定の騒音環境規制値を下回るようにしている。鉄道車両の走行に伴って発生する騒音は、図９（Ａ）に示すように、車輪１０１とレール１０２との接触音や車輪１０１の駆動音など台車１０３周りからの騒音、パンタグラフ１０４の風切り音やパンタグラフ１０４と架線１０５との接触音などパンタグラフ１０４周りからの騒音、車体１０６と空気との摩擦による空力音などの車体１０６周りからの騒音など三つに大別することができる。
【０００３】
台車１０３や鉄道車両１００の床下機器から発生する騒音に対しては、図９（Ａ）に示すように、防音壁１１３などを設けることで対応しており、車両側においては何ら対策が施されていないのが現状である。
【０００４】
また、車体１０６周りの騒音を低減させるものとして、図９（Ｂ）に示すような構造の吸音パネル１０７が知られている。この吸音パネル１０７は、車体１０６側に取り付けられるベース部材１０８と、断面コ字形状の間隔保持部材１０９と、間隔保持部材１０９によりベース部材１０８から所定距離離間した位置に配置され、発泡アルミなどの多孔質素材からなる吸音材１１０と、吸音材１１０の表面側に配置され、吸音材１１０を間隔保持部材１０９に固定する帯板１１１とで構成されている。
【０００５】
この吸音パネル１０７には、吸音材１１０の裏面側に、ベース部材１０８と間隔保持部材１０９とにより空洞部１１２が形成されており、この空洞部１１２により共振させることで騒音を低減させ、さらに、吸音材１１０と共に作用させることで騒音を吸収するようになっている。なお、この吸音パネル１０７の表面側にさらにパンチングメタルと布を配置して、空力音をさらに低減させると共に、吸音パネルを台車カバーの内側、詳しくは台車側に取り付けて、台車周りからの騒音を低減させるものも提案されている。
【０００６】
出願人は、本願出願時において、以上の技術情報が記載されている文献として、以下のものを知見している。
【特許文献１】特開２００２−６７９４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、今後、高速鉄道車両のより高速化が予想され、例えば、現在、最高営業速度が２７５ｋｍ／ｈであるのに対し、これが３６０ｋｍ／ｈとなった場合、騒音は速度の二乗に略比例することから、その騒音は現行のおよそ７０％以上増大する恐れがあるが、パンタグラフ１０４周り、車体１０６周り、および、床下機器などからの騒音については、現行の技術によりある程度対応することが可能であるのに対して、車体１０６下部の台車１０３周りから発生する騒音については、さらなる騒音対策をする必要がある。
【０００８】
しかしながら、従来の吸音パネル１０７は、その空洞部１１２の共振作用により吸音特性を得るようにしているため、空洞部１１２に所定量の厚さが必要であった（４５ｍｍ以上）。また、吸音パネル１０７は、平板状に形成されているため、台車カバーの内側に配置した場合、円弧状の台車カバーの曲面に対し、吸音パネル１０７が弦状に配置されるので、吸音パネル１０７が台車側へ大きく突出していた。これらのことから、上記の特開２００２−６７９４１号公報に提案されているようなものでは、台車カバーに吸音パネル１０７を備えることで、台車カバーの厚みが増し、台車と干渉してしまったり、台車カバーの重量が増加するといった問題があった。
【０００９】
また、従来の吸音パネル１０７では、空洞部１１２の共振により騒音を吸収しており、そのため、図５に一点鎖線で示すように、特定の周波数において吸音特性を発揮するものであり、吸収できる騒音の周波数帯域が狭く、例えば、５００Ｈｚ〜２０００Ｈｚといった広い周波数帯域において吸音特性を発揮することができなかった。
【００１０】
さらに、従来の吸音パネル１０７において、その表面側の吸音材１１０は、構造的には弱く、高速鉄道車両がトンネルに出入りする際に、およそ２００Ｐａの気圧変動が発生し、その気圧変動により吸音材１１０が大きく変形するため、間隔保持部材１０９の間隔を狭くすると共に数を増やすことで吸音材１１０の変形を防ぐようにすることが考えられるが、吸音材１１０は、間隔保持部材１０９のフランジ部分と帯板１１１とで取り付けられており、この取り付け部分では吸音効果が望めず、間隔保持部材１０９を増やすと吸音効果を発揮しない部分が増えることとなり、所望の吸音特性を得られなくなるという問題がある。
【００１１】
また、台車の周辺部では気流の乱れが大きく、地上にある小石など異物が気流により巻き上げられて、台車カバーに衝突する恐れがあるが、従来の吸音パネル１０７を台車カバーの内側に配置した場合、表面側の吸音材１１０の強度が弱く、吸音パネル１０７が破損する恐れがある。
【００１２】
ところで、従来、台車カバーとしては、軽量なアルミ合金により構成されたものが提案されているが、軽量とはいえ、その重量は１００ｋｇを超えるものもあり、安全運行の要となる台車を整備・点検するために台車カバーを脱着する際に、その取り扱いを容易に行えるものではなかった。
【００１３】
また、台車は車体に対して操向可能に取り付けられており、台車カバーが台車と干渉しないように、台車カバーを三次元曲面形状に成形する必要があるが、アルミ合金を三次元曲面に成形するためには、大掛かりなプレス成形型が必要となり、台車カバーの製造にかかるコストが増大する恐れがあった。そのため、これまで台車カバーは、台車の整備・点検性、およびコストの面からも採用されてこなかった。
【００１４】
また、高速鉄道車両は、寒冷地においてもその性能を十分に発揮することが求められており、図１０に示すように、台車１０３周りでは、着雪したり着氷したりし易く、付着した雪１１４や氷により、台車１０３や車体１０６に不具合が発生する恐れがある。そのため、現状では、停車中などに付着した雪１１４や氷を除去する作業を行っており、その除去作業は大変であり、作業が遅れると列車の定時運行に影響を及ぼすものとなっていた。
【００１５】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、軽量、且つ、台車周りの騒音を効果的に吸収すると共に、雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、「所定形状の凹部を備えた支持部材と、該支持部材の前記凹部に装着される騒音吸収パネルと、該騒音吸収パネルの表面側に配置されるシート状の発熱部材と、該発熱部材の表面側に配置され、音を吸収または透過可能な表面部材とを具備し、前記支持部材、前記騒音吸収パネル、発熱部材および表面部材が夫々結合されている」構成とするものである。
【００１７】
ここで、本発明の高速鉄道車両の台車カバーは、台車の下側を除く、前後、左右および上側を覆うものに適用するものである。また、支持部材の凹部は、少なくとも台車カバーの裏側（台車側）に設けられるものであり、台車カバーの両面に設けても良い。
【００１８】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、支持部材の凹部に騒音吸収パネルが装着され、その上にシート状の発熱部材を介して表面部材が配置され、それらが一体的に結合されている。この台車カバーの表面部材は、音を吸収または透過可能とされているので、台車周りの騒音を表面部材および騒音吸収パネルにより効果的に吸収することができる。
【００１９】
また、発熱部材を備えているので、この発熱部材を発熱させることで台車カバーに雪や氷が付着するのを防止することができると共に、発熱部材の表面側に表面部材を配置しているので、発熱部材に直接小石などの異物が衝突して、発熱部材が破損するのを防止することができる。
【００２０】
なお、騒音吸収パネルを断熱性の高いものとした場合、発熱部材から発生する熱が、騒音吸収パネルに吸収されるのを防ぐことができ、これにより、発熱部材からの熱が効率的に表面部材側に伝わるようになり、熱効率を上げることができると共に、発熱部材の消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００２１】
また、騒音吸収パネルとして、台車カバーの曲面形状に沿うように形成したものを用いることが望ましく、これにより、台車カバーの厚さを可及的に薄くすることが可能となり、台車に台車カバーが干渉するのを回避することができる。
【００２２】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネルは、表面側に配置され、短繊維をマット状に形成した多孔質吸音材と、該多孔質吸音材の一方の面に接着されるハニカムコアと、該ハニカムコアの各セル内に充填され、発泡樹脂からなる充填材とから構成されている」構成とすることもできる。ここで、短繊維としては、具体的な構成を何ら限定するものではないが、軽量且つ難燃または不燃性の金属または非金属を短繊維状に形成したものを用いることができる。
【００２３】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、騒音吸収パネルを、多孔質吸音材とハニカムコアとを接着結合し、ハニカムコアの各セル内に充填材を充填したものであり、これにより、騒音吸収パネルをハニカム構造とすることで、その剛性と強度を高めることができ、高速鉄道車両がトンネルなどに出入りする際の気圧変動により騒音吸収パネル、すなわち、台車カバーが破損したりするのを防止することが可能となる。なお、ハニカムコアの多孔質吸音材を接着した側と反対側を、支持部材と接着結合しても良く、さらに台車カバーの剛性と強度を高めることが可能となる。
【００２４】
また、多孔質吸音材をハニカムコアと接着結合しているので、従来のコ字形状の間隔保持部材１０９のフランジ部と比較してその接着部分は極めて細く、多孔質吸音材の吸音面積の減少が数％以下となり、多孔質吸音材の吸音特性を十分に発揮させることができる。
【００２５】
さらに、ハニカム構造により剛性と強度が高められているので、ハニカムコアの各セル内に吸音特性に優れた発泡樹脂からなる充填材を充填することで、多孔質吸音材と強度の低い充填材とを組み合わせることが可能となり、それらの組み合わせにより優れた吸音特性を発揮することができる。また、従来のように空洞部の共振作用により吸音特性を発揮させる場合に比べて、より広い範囲の周波数帯域において吸音特性を発揮することが可能となる。さらに、騒音吸収パネルの厚さを薄くすることが可能となると共に、騒音吸収パネルの重量を大幅に軽減させることができる。つまり、台車に台車カバーが干渉するのを回避することができると共に、台車カバーを軽量なものとすることができ、台車を整備・点検する際に、台車カバーを容易に取り扱うことが可能となる。
【００２６】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネルは、前記ハニカムコアの前記多孔質吸音材を接着した側とは反対側に接着される板材をさらに構成に加えられる」構成とすることもできる。
【００２７】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、騒音吸収パネルにおいて、ハニカムコアの多孔質吸音材を接着した側と反対側に板材を接着結合したもので、これにより、騒音吸収パネル自体の剛性と強度を高めることができる。
【００２８】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記発熱部材は、耐熱性樹脂からなるシート状の被覆部材と、該被覆部材内に所定間隔で配置され、通電することで発熱する繊維状の発熱体と、該発熱体の間に前記発熱部材を貫通するように形成された開口とから構成されている」構成とすることもできる。ここで、繊維状の発熱体としては、具体的な構成を何ら限定するものではないが、炭素繊維、ニクロム線などからなるものを例示することができる。また、単線、撚線、或いは、束線の何れの状態として用いても良い。
【００２９】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材は、シート状の被覆部材内に所定間隔で繊維状の発熱体を配置し、それら発熱体の間に開口を形成した構成としたものであり、これにより、発熱体に通電することで発熱させることが可能となると共に、発熱体は被覆部材により被覆されているので漏電などを防止することができる。なお、発熱体を炭素繊維とした場合、ニクロム線の場合よりも、発熱部材をより軽量なものとすることが可能となる。
【００３０】
また、シート状の被覆部材内に発熱体を配置しているので、発熱部材の厚さを薄くすることができる。さらに、発熱部材を貫通する開口を備えているので、その開口を通じて、発熱部材の裏面側に配置された騒音吸収パネルに騒音を伝達させて台車カバーの吸音特性を高めることが可能となる。
【００３１】
さらに、各発熱体を互いに並列に結線した場合、発熱部材に小石などの異物が衝突して発熱体が断線しても、断線していない他の発熱体により通電が維持されるので、発熱部材の作動を維持することができ、雪や氷が付着するのを防止し続けることができる。
【００３２】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記発熱部材の前記開口の形状は、丸孔または長孔形状とされている」構成とすることもできる。
【００３３】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材に形成された開口の形状を丸孔または長孔形状としたものであり、これにより、開口をパンチやカッターなどの容易な手段により形成することができるので、開口を簡便に形成することができ、その形成にかかるコストを低く抑えることができる。
【００３４】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネル、前記発熱部材および前記表面部材は、夫々耐熱性両面接着剤で貼り付け結合されている」構成とすることもできる。
【００３５】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材を騒音吸収パネルおよび表面部材に耐熱性両面接着剤を用いて結合するようにしており、それらを容易に結合することが可能となる。なお、耐熱性両面接着剤としては、テープ状、或いは、シート状の他に、液状のものであっても良く、適宜選択することができる。
【００３６】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記騒音吸収パネル、前記発熱部材および前記表面部材は、ボルト・ナットまたはリベットにより一体に結合されている」構成とすることもできる。
【００３７】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、騒音吸収パネル、発熱部材および表面部材を、ボルト・ナットまたはリベットにより一体に結合しており、それらを機械的に結合することでそれらが分離するのを防止することができる。なお、上記の耐熱性両面接着剤と合わせて用いることにより、結合の信頼性をさらに高めることができる。
【００３８】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記発熱部材における所定間隔で配置された前記発熱体は、複数本を互いに並列に結線して一組が構成され、且つ、各組を互いに直列に結線した」構成とすることもできる。
【００３９】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、発熱部材を、発熱体を複数本ずつ互いに並列に結線して一組を構成し、それらの組を互いに直列に結線した構成としており、これにより、一組の発熱体の本数を調整することにより発熱部材の消費電力を調整することが可能となると共に、一組では複数本の発熱体を備えているので、小石などの異物が衝突して発熱体が断線しても、断線していない他の発熱体により通電を維持することができ、発熱部材の機能が停止するのを防ぐことができる。
【００４０】
本発明に係る高速鉄道車両の台車カバーは、上記の構成に加えて、「前記支持部材は、炭素繊維を強化繊維とする複合材からなる」構成とすることもできる。
【００４１】
本発明の高速鉄道車両の台車カバーによると、支持部材を炭素繊維により強化された複合材とするもので、これにより、支持部材を軽量、且つ、高剛性・高強度とすることが可能となると共に、様々な形状に容易に成形することが可能であり、台車カバーを三次元曲面形状に容易に成形することができ、台車に台車カバーが干渉するのを防止することが可能となる。また、大掛かりなプレス成形型が必要なく、台車カバーの製造にかかるコストを安価に抑えることができる。さらに、支持部材を軽量とすることができるので、台車の整備・点検の際に台車カバーを容易に取り扱うことが可能となる。
【発明の効果】
【００４２】
上記のように本発明によると、軽量、且つ、台車周りの騒音を効果的に吸収すると共に、雪や氷が付着するのを防止することのできる高速鉄道車両の台車カバーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明を実施するための最良の形態である高速鉄道車両の台車カバーについて、図１乃至図５に基づき説明する。図１（Ａ）は本発明の高速鉄道車両の台車カバーを備えた鉄道車両の外観斜視図であり、（Ｂ）は高速鉄道車両の台車カバーを含む断面図であり、（Ｃ）は高速鉄道車両の台車カバーの要部拡大断面図である。図２は本発明の高速鉄道車両の台車カバーを分解して示す断面図であり、図３は図２におけるの台車カバーの分解斜視図であり、図４（Ａ）は本発明の高速鉄道車両の台車カバーにおける発熱部材を概略で示す平面図であり、（Ｂ）は発熱部材の一部を示す拡大平面図であり、図５は本発明の高速鉄道車両の台車カバーの周波数と吸音率との関係を従来のものと比較して示すグラフである。
【００４４】
図１（Ａ）に示すように、高速鉄道車両１の車体下部２には、図示しない床下機器を覆うカバー３と共に、台車４周りを覆う三次元曲面形状に成形された台車カバー５が備えられている（図１（Ｂ）参照）。この台車カバー５は、台車４周りから発生する騒音を吸収すると共に、防音壁から反射してくる騒音も吸収することのできるものである。また、この台車カバー５には後述する発熱部材が備えられており、台車カバー５に雪や氷が付着するのを防止することのできるものである。
【００４５】
台車カバー５は、図１（Ｃ）に拡大して示すように、所定形状の凹部６をその両面に備えた支持部材７と、支持部材７の凹部６に装着される騒音吸収パネル８と、騒音吸収パネル８の表面側に配置されるシート状の発熱部材９と、発熱部材９のさらに表面側に配置される表面部材１０とから構成されている。なお、本例では、発熱部材９は、図２に示すように、騒音吸収パネル８および表面部材１０に耐熱性両面接着剤１１により貼り付け結合されている。
【００４６】
図２および図３に分解して示すように、台車カバー５の支持部材７は、断面矩形状のフレーム部材１２を台車カバー５の周縁部に配置して枠状に形成した周縁枠部１３と、周縁枠部１３により形成される開口を閉鎖するように備えられ台車カバー５の厚さ方向略中間部に備えられた板状部１４と、ポリエーテルイミドなどの発泡樹脂からなりフレーム部材１２の内部に充填されるコア材１５と、周縁枠部１３の外周に設けられたフランジ部１６とから構成されている。
【００４７】
この支持部材７は、コア材１５を除く、周縁枠部１３、板状部１４およびフランジ部１６が炭素繊維を強化繊維とする複合材からなり、周知の方法により製造されるものであり、高い剛性と強度とを備えているとともに、アルミ合金製と比べて極めて軽量となっている。
【００４８】
この支持部材７は、周縁枠部１３と板状部１４とにより所定形状の凹部６が形成されており、板状部１４を挟んで両側に凹部６が形成された形態となっている。また、支持部材７は、台車カバー５に台車４が干渉しないように、三次元曲面形状に成形されている。
【００４９】
騒音吸収パネル８は、金属または非金属からなる短繊維をマット状に形成した多孔質吸音材１７と、多孔質吸音材１７の一方の面に接着結合され、セラミック繊維をハニカム状に成形した後に不燃性樹脂を含浸して形成されたハニカムコア１８と、ハニカムコア１８の内部に充填する発泡樹脂からなる充填材１９と、ハニカムコア１８の多孔質吸音材１７とは反対側の面に接着結合される板材２０とから構成されており、予め支持部材７の三次元曲面形状に沿うように形成されていると共に、外形が支持部材７の凹部６内に挿入可能な大きさとされている。なお、ハニカムコア１８をセラミック繊維を主体とすることで、難燃性を高めると共に、不燃性樹脂を含浸させることで、吸湿性を抑制している。また、板材２０は必須ではなく、板材２０に代えて支持部材７に直接騒音吸収パネル８のハニカムコアを接着結合しても良い。
【００５０】
この騒音吸収パネル８は、多孔質吸音材１７側から入射される騒音を効果的に吸収することができるもので、支持部材７の両面に取り付けられる騒音吸収パネル８は、夫々その多孔質吸音材１７側が騒音の入射してくる方向に、すなわち、騒音吸収パネル８の板材２０側が支持部材７の板状部１４と接するようにその向きが向けられている。なお、この騒音吸収パネル８の厚さはおよそ３０ｍｍであり、従来の吸音パネルと比較しても薄くて軽量なものとなっている。
【００５１】
発熱部材９は、図４に示すように、耐熱性樹脂からなるシート状の被覆部材２１と、被覆部材２１内に所定間隔で配置された炭素繊維からなる発熱体２２と、各発熱体２２の間に発熱部材９を貫通するように形成された開口２３とを備えた構成とされている。なお、本例では、発熱部材の開口の形状が長孔形状とされている。
【００５２】
また発熱部材９は、図４（Ｂ）に示すように、発熱体２２を所定間隔に保持するための絶縁性の保持繊維２４と、発熱体２２に電力を供給するための導電性の給電繊維２５とをさらに備えており、例えば、保持繊維２４により織られた布に、発熱体２２を緯糸として所定間隔ごとに織り込むと共に、発熱体２２の両端において、給電繊維２５を経糸として織り込むことで給電繊維２５を介して発熱体２２に電力を供給するようにしている。
【００５３】
この発熱部材８は、発熱体２２、保持繊維２４および給電繊維２５により織られた布体の両面に、耐熱性樹脂シートを配し、二枚の耐熱性樹脂シートを互いに融着あるいは接着することで形成されており、薄くて軽量なものとなっている。
【００５４】
表面部材１０は、本例では、騒音吸収パネル８における多孔質吸音材１７と略同等のものとされており、金属または非金属からなる短繊維をマット状に形成したもので、吸音特性を備えたものとなっている。また、耐熱性両面接着剤１１は、本例では、テープ状に形成されており、発熱部材９の開口２３を避けるように貼り付けられており、開口２３以外の全面、或いは、部分的に貼り付けられている。なお、耐熱性両面接着剤１１を発熱部材９における発熱体２２の繊維方向に対して直角方向に貼り付けることが望ましく、これにより、発熱体２２からの熱による劣化を抑制することが可能となる。
【００５５】
本実施形態の台車カバー５は、図１（Ｂ）および図３に示すように、支持部材７の上縁部内側には、複数のヒンジ部材２６を介して高速鉄道車両１の車体下部２に取り付けられており、車体に対して開閉可能に軸支されている。この台車カバー５は、極めて軽量であり、台車４の整備・点検の際に、図中二点鎖線で示すように容易に上方に開くことができ、図示しないラッチ機構により台車カバー５の開状態が維持されるようになっている。
【００５６】
次に、図５は、本実施形態の高速鉄道車両の台車カバー５における周波数と吸音率との関係を示すグラフである。本例の台車カバー５の吸音率は実線で示すように、広い周波数帯域において高い吸音率を示していることが判る。特に５００〜４０００Ｈｚの間の周波数帯域において、０．７以上の高い吸音率を示している。一方、同図において破線で示す従来の吸音パネルでは、８００〜２０００Ｈｚと狭い範囲内でしか高い吸音率を発揮しておらず、本発明品がいかに優れているかが判る。
【００５７】
続いて、本実施形態の高速鉄道車両の台車カバー５の作用について説明する。この台車カバー５は、その支持部材７が炭素繊維を強化繊維とする複合材により形成されており、高速鉄道車両の台車カバーとして十分な剛性と強度を備えている。そして、支持部材７の両面に形成された凹部６内に、夫々騒音吸収パネル８が装着されている。この騒音吸収パネル８はハニカム構造とされており、その表面側に多孔質吸音材１７を備えると共に、ハニカムコア１８のセル内に吸音特性に優れた発泡樹脂からなる充填材１９を備えている。そのため、騒音吸収パネル８は、軽量且つ優れた吸音特性を備えていると共に、高速鉄道車両の台車カバーとして十分な剛性と強度とを備えたものとなっている。また、この台車カバー５は、騒音吸収パネル８の表面側に開口２３を備えたシート状の発熱部材９を介して吸音特性の優れた表面部材１０が配置され、それらが一体に結合されている。
【００５８】
そして、台車４周りから発生する騒音が、台車カバー５に入射すると、詳しくは、表面部材１０に入射すると、その騒音は表面部材１０によりある程度吸収され、吸収されなかった騒音は発熱部材９の開口２３を通じてさらに騒音吸収パネル８へと入り、騒音吸収パネル８の多孔質吸音材１７と充填材１９に吸収され、騒音のレベルが所定値以下となる。
【００５９】
一方、この台車カバー５は、車体に対し外側にも騒音吸収パネル８が装着されており、この外側の騒音吸収パネル８により、車体の空力騒音、パンタグラフ周りからの騒音や、軌道に沿って設けられた防音壁１１３などからの反射音などを吸収し、高速鉄道車両１全体の騒音を低減させることに寄与する。
【００６０】
この台車カバー５の外側の騒音吸収パネル８では、その多孔質吸音材１７の外周が、ハニカムコア１８などよりもさらに延出され、支持部材７の周縁枠部１３を覆うように構成されており、台車カバー５における吸音特性を発揮する有効面積が広くなるようにしている。なお、多孔質吸音材１７を支持部材１７全面を覆うように延出しても良い。
【００６１】
また、台車カバー５には、発熱部材９が備えられており、この発熱部材９に通電することで発熱させ、台車カバー５に雪や氷が付着するのを防止したり、付着した雪や氷を溶かすことができる。
【００６２】
このように、本実施形態の高速鉄道車両１の台車カバー５によると、支持部材７の凹部６に騒音吸収パネル８が装着され、その上にシート状の発熱部材９を介して表面部材１０が配置され、それらが一体的に結合されているので、台車４周りの騒音を表面部材１０および騒音吸収パネル８により効果的に吸収することが可能となる。
【００６３】
また、発熱部材９を発熱させることで台車カバー５に雪や氷が付着するのを防止することができると共に、発熱部材９の表面側に表面部材１０を配置しているので、発熱部材９に直接小石などの異物が衝突して、発熱部材９が破損するのを防止することができる。
【００６４】
また、騒音吸収パネル８は断熱性が高いので、発熱部材９から発生した熱が、騒音吸収パネル８に吸収されことがなく、発熱部材９からの熱が効率的に表面部材１０側に伝わるようになり、熱効率を上げることができると共に、発熱部材９の消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００６５】
さらに、発熱部材９は、各発熱体２２を給電繊維２５により互いに並列に結線しているので、発熱部材９に小石などの異物が衝突して発熱体２２が断線しても、断線していない他の発熱体２２により通電が維持されるので、発熱部材９の作動を維持することができ、雪や氷が付着するのを防止し続けることができる。
【００６６】
また、騒音吸収パネル８をハニカム構造とすることで、その剛性と強度を高めることができ、高速鉄道車両１がトンネルなどに出入りする際の気圧変動により騒音吸収パネル８、すなわち、台車カバー５が破損するのを防止することができる。
【００６７】
さらに、多孔質吸音材１７をハニカムコア１８と接着結合しているので、その接着部分は極めて細く、多孔質吸音材１７の吸音面積の減少が数％以下となり、多孔質吸音材１７の吸音特性を十分に発揮させることができる。
【００６８】
また、本実施形態の台車カバー５は、従来の吸音パネルに比べて、より広い範囲の周波数帯域において高い吸音特性を発揮しており、台車カバー５の厚さを薄くすることが可能となると共に、台車に台車カバーが干渉するのを回避することができる。
【００６９】
さらに、支持部材７を炭素繊維により強化された複合材としており、支持部材７を軽量、且つ、高剛性・高強度とすることが可能となると共に、様々な形状に容易に成形することが可能であり、台車カバー５を三次元曲面形状に容易に成形することができ、台車４に台車カバー５が干渉するのを防止することができる。また、大掛かりなプレス成形型が必要なく、台車カバー５の製造にかかるコストを安価に抑えることができる。さらに、支持部材７を軽量とすることができるので、台車４の整備・点検の際に台車カバー５を容易に取り扱うことが可能となる。
【００７０】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００７１】
すなわち、上記の実施形態における高速鉄道車両１の台車カバー５では、その発熱部材９の開口２３の形状を長孔形状のものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、図６に示すような、丸孔形状としても良く、この場合でも、開口２３を容易に形成することができると共に、形成にかかるコストを低く抑えることができる。
【００７２】
また、本実施形態の高速鉄道車両１の台車カバー５における発熱部材９の発熱体２２の結線が、全て並列に結線されたものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、図７に示すように、発熱体２２を複数本ずつ互いに並列に結線して一組を構成し、それらの組を互いに直列に結線した構成としても良く、これにより、一組の発熱体２２の本数を調整することにより発熱部材９の消費電力を調整することが可能となると共に、一組では複数本の発熱体２２を備えているので、小石などの異物が衝突して発熱体２２が断線しても、断線していない他の発熱体２２により通電を維持することができ、発熱部材９の機能が停止するのを防ぐことができる。
【００７３】
さらに、本実施形態の高速鉄道車両１の台車カバー５では、その両面に騒音吸収パネル８を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、台車カバー５の何れか一方にのみ騒音吸収パネル８を備えるようにしても良く、例えば、図８に示すように、台車カバー５の車体に対して内側、すなわち、台車４側にのみ騒音吸収パネル８を備えるようにしても良い。これにより、両面に騒音吸収パネル８を備える場合に比べて、台車カバー５の重量をさらに軽減させることができるので、台車４を整備・点検する際に、台車カバー５を容易に取り扱うことが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態の高速鉄道車両１の台車カバー５では、発熱部材９を台車カバー５における台車４側にのみ備えたものを示したが、これに限定するものではなく、台車カバー５の両面に発熱部材９を備えても良く、これにより、台車カバー５の外側に対しても、雪や氷が付着するのを防止することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態の高速鉄道車両１の台車カバー５では、発熱部材９を騒音吸収パネル８および表面部材１０に耐熱性両面テープ１１を用いて結合したものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、耐熱性両面テープ１１に代えて、ボルト・ナットまたはリベットなどにより一体的に結合しても良く、さらには、耐熱性両面テープ１１と、ボルト・ナットまたはリベットなどとを併用して結合するようにしても良い。これにより、結合の信頼性をさらに高めることができる。
【００７６】
また、本実施形態の高速鉄道車両１の台車カバー５では、騒音吸収パネル８として、板材２０を備えたものを示したが、これに限定するものではなく、板材２０を備えていない騒音吸収パネルとしても良く、これにより、板材２０の分だけ台車カバー５のコストを低下させると供に、その重量を軽減させることが可能となる。なお、板材２０に代えて支持部材７に直接ハニカムコア１８を接着結合して台車カバー５と騒音吸収パネルを一体のものとしても良いし、夫々別体として支持部材７に装着するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】（Ａ）は本発明の高速鉄道車両の台車カバーを備えた鉄道車両の外観斜視図であり、（Ｂ）は高速鉄道車両の台車カバーを含む断面図であり、（Ｃ）は高速鉄道車両の台車カバーの要部拡大断面図である。
【図２】本発明の高速鉄道車両の台車カバーを分解して示す断面図である。
【図３】図２におけるの台車カバーの分解斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の高速鉄道車両の台車カバーにおける発熱部材を概略で示す平面図であり、（Ｂ）は発熱部材の一部を示す拡大平面図である。
【図５】本発明の高速鉄道車両の台車カバーの周波数と吸音率との関係を従来のものと比較して示すグラフである。
【図６】図４とは異なる形態の発熱部材を示す一部拡大平面図である。
【図７】発熱部材の結線の他の形態を概略で示す平面図である。
【図８】本発明の高速鉄道車両の台車カバーの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は従来の鉄道車両における騒音の問題点を示す説明図であり、（Ｂ）は従来の吸音パネルを示す断面図である。
【図１０】従来の高速鉄道車両における台車周りに着雪した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  高速鉄道車両
２  車体下部
３  カバー
４  台車
５  台車カバー
６  凹部
７  支持部材
８  騒音吸収パネル
９  発熱部材
１０  表面部材
１１  耐熱性両面接着剤
１７  多孔質吸音材
１８  ハニカムコア
１９  充填材
２０  板材
２１  被覆部材
２２  発熱体
２３  開口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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