(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状態での展開形状が半径の大きな扇形から該半径の大きな扇形と中心角が同一でかつ半径の小さな扇形を除いた部分で構成されるような湾曲形状であって可撓性を有するシート材を円周方向に沿って二つ折り状態にし、該二つ折り状態にしたシート材を車両側面形状が湾曲している鉄道車両の連結部にその湾曲している車両側面に沿って取り付けるようにした外幌において、前記二つ折り状態にしたシート材からなる外幌の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 と前記シート材の平面状態での幅ＷとからＲ1 ＝Ｌ1 Ｗ／（Ｌ1 −Ｌ2 ）の式にて設計理論値として求められる前記シート材の平面状態での外周の曲率半径Ｒ1 に対して、実際に車両に取り付けるシート材の平面状態での外周の曲率半径Ｒ1'を設計理論値である曲率半径Ｒ1 の０．７〜０．９倍にした鉄道車両連結部用外幌。
【請求項２】
前記シート材の中心線の長手方向両端部における曲率半径Ｒ3'を該シート材の中心線の長手方向中央部における曲率半径Ｒ2'よりも小さくした請求項１に記載の鉄道車両連結部用外幌。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の連結部に取り付けるようにした外幌に関し、さらに詳しくは、車両側面形状が著しく湾曲している場合であっても、二つ折り部の座屈現象や車両側面からのはみ出しを防止し、それにより外観及び耐久性を向上するようにした鉄道車両連結部用外幌に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８及び図９に示すように、電車等の車両１１の連結部１２には連結器等を外部から見えないようにして車両１１の外観を向上すると共に走行時の空気抵抗を低減するなどの目的で外幌１３が取り付けられている。
従来、上述のような外幌１３は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、可撓性を有するシート材１４を平板状に製作し、これを二つ折り状態にして鉄道車両の連結部に取り付けるため非常に安価であると共に、二つ折り状態の片面に複数のヒダ１５を成形しているため車両側面形状に合わせて湾曲させることが可能である。
【０００３】
しかしながら、車両形状の湾曲が著しくなると上記ヒダ１５では外幌１３の変形を吸収し切れなくなり、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、二つ折り部１６が座屈したり、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、外幌１３の長手方向両端部付近において二つ折り部１６が直線を維持しようとするため、外幌１３が取り付け部１７から外側に膨らんで車両の外側にはみ出してしまうという問題があった。
【０００４】
このような二つ折り部１６の座屈現象や車両側面からのはみ出しは、外幌１３の外観を悪化させると共に、高速走行時の風圧により外幌１３が暴れるようになるため外幌１３の耐久性を低下させてしまう。特に、近年の鉄道車両は高速化に伴ってより一層丸みを帯びてきており、車両側面形状が著しく湾曲しているため、上述した従来の外幌１３では対応が困難になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、二つ折り部の座屈現象や車両側面からのはみ出しを防止して外観及び耐久性を向上することを可能にした鉄道車両連結部用外幌を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の鉄道車両連結部用外幌は、平面状態での展開形状が半径の大きな扇形から該半径の大きな扇形と中心角が同一でかつ半径の小さな扇形を除いた部分で構成されるような湾曲形状であって可撓性を有するシート材を円周方向に沿って二つ折り状態にし、該二つ折り状態にしたシート材を車両側面形状が湾曲している鉄道車両の連結部にその湾曲している車両側面に沿って取り付けるようにした外幌において、前記二つ折り状態にしたシート材からなる外幌の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 と前記シート材の平面状態での幅ＷとからＲ1 ＝Ｌ1 Ｗ／（Ｌ1 −Ｌ2 ）の式にて設計理論値として求められる前記シート材の平面状態での外周の曲率半径Ｒ1 に対して、実際に車両に取り付けるシート材の平面状態での外周の曲率半径Ｒ1'を設計理論値である曲率半径Ｒ1 の０．７〜０．９倍にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
このようにシート材を湾曲形状に形成すると共に、その平面状態での外周の曲率半径Ｒ1'を二つ折り状態の寸法から求まる設計理論値よりも小さくしたことにより、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、二つ折り部の座屈現象や車両側面からのはみ出しを防止しながら車両形状に整合することが可能になるので、外幌の外観及び耐久性を向上することができる。
【０００８】
また、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、プレス又は裁断等によって平板状に形成したシート材からなる外幌を適用することが可能になるので、この種の車両に対して安価な外幌を提供することができる。
更に、シート材の中心線の長手方向両端部における曲率半径Ｒ3'を該シート材の中心線の長手方向中央部における曲率半径Ｒ2'よりも小さくすれば、二つ折り部の車両側面からのはみ出しを更に効果的に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１〜５は本発明の実施形態からなる鉄道車両連結部用外幌を例示するものである。本発明の外幌１は、図５に示すように、ゴム又は樹脂等の可撓性を有する材料から平面状態での展開形状が半径の大きな扇形から該半径の大きな扇形と中心角が同一でかつ半径の小さな扇形を除いた部分で構成されるような湾曲形状であるシート材２を形成し、このシート材２を円周方向に沿って二つ折り状態にして鉄道車両の連結部に取り付けるようになっている。このようにシート材２は平面状態での展開形状が湾曲形状であるため、円周方向に沿って二つ折り状態にすることにより、従来のようなヒダを設けることなく鉄道車両の形状に対応させて湾曲させることが可能である。但し、必要に応じてシート材２にヒダを設けるようにしても良い。
【００１０】
しかしながら、シート材２の平面状態での外周の曲率半径を取り付け時の二つ折り状態の寸法から求まる設計理論値にした場合、二つ折り部３が展開時の半径をそのままを維持しようとして湾曲が不完全となり、依然として車両側面からはみ出してしまう。そこで、本発明では、シート材２の半径を二つ折り状態から求まる理論値よりも小さくなるように設計し、取り付け時に外幌１の取り付け部４を半径方向に開いてセットすることにより、取り付け状態で外幌１が車両形状に整合するようにしたのである。
【００１１】
図１及び図２に示す外幌１の取り付け形状において、外幌１の外周長をＬ1 とし、内周長をＬ2 とし、外周の曲率半径（車両側面の曲率半径と略一致）をｒ1 とし、内周の曲率半径をｒ2 とし、外幌１の周長を規定する角度をθ’とし、シート材２の幅をＷとすると、外幌１の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 はそれぞれ下記（１），（２）式にて表される。
【００１２】
Ｌ1 ＝２πｒ1 θ’／３６０                              ・・・（１）
Ｌ2 ＝２πｒ2 θ’／３６０                              ・・・（２）
一方、シート材２の設計理論値は、上記二つ折り状態の寸法から求めることができる。即ち、図３に示す展開形状において、シート材２の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 は外幌１の寸法と同一であり、外周の曲率半径をＲ1 とし、内周の曲率半径を（Ｒ1 −Ｗ）とし、シート材２の周長を規定する角度をθとすると、シート材２の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 はそれぞれ下記（３），（４）式にて表される。
【００１３】
Ｌ1 ＝２πＲ1 θ／３６０                                ・・・（３）
Ｌ2 ＝２π（Ｒ1 −Ｗ）θ／３６０                        ・・・（４）
また、上記（３），（４）式より外周の曲率半径Ｒ1 及び角度θはそれぞれ下記（５），（６）式にて表される。
Ｒ1 ＝Ｌ1 Ｗ／（Ｌ1 −Ｌ2 ）                            ・・・（５）
θ＝１８０（Ｌ1 −Ｌ2 ）／πＷ                          ・・・（６）
従って、上記（５）及び（６）式に上記（１）及び（２）式を代入することにより、シート材２の設計理論値として曲率半径Ｒ1 及び角度θを求めることができる。
【００１４】
本発明では、上記設計理論値に基づいてシート材２の寸法を設計するに当たって、図５に示すように、シート材２の曲率半径Ｒ1'を設計理論値の曲率半径Ｒ1 よりも小さく設計する。この曲率半径Ｒ1'は設計理論値からなる曲率半径Ｒ1 の０．７〜０．９倍にする。曲率半径Ｒ1'が設計理論値の０．７倍未満であると外幌１を車両に取り付けることが困難になり、逆に０．９倍を超えると二つ折り部３の車両側面からのはみ出しを防止できなくなる。
【００１５】
上述のように構成される外幌１は、図４に示すように、シート材２の二つ折り状態での曲率半径ｒ1'が取り付け位置の曲率半径ｒ1 よりも小さくなり、取り付け時にシート材２の取り付け部４を半径方向に開いてセットすることにより、取り付け状態で外幌１が車両形状に整合する。
このようにシート材２を湾曲形状に形成すると共に、その平面状態での外周の曲率半径Ｒ1'を二つ折り状態の寸法から求まる設計理論値（Ｒ1 ）よりも小さくしたことにより、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、二つ折り部３の座屈現象や車両側面からのはみ出しを防止しながら車両形状に整合することができる。従って、外幌１の外観を向上することが可能であると共に、高速走行時の風圧により外幌１が暴れることを防止して耐久性を向上することが可能である。
【００１６】
また、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、プレス又は裁断等によって平板状に形成したシート材２からなる外幌１を適用することが可能になるので、高速走行を要求される流線型の鉄道車両に対して安価な外幌１を提供することができる。
なお、上記シート材２の設計において、曲率半径Ｒ1'を設計理論値よりも小さく設定し、シート材２の周長を規定する角度θを設計理論値のまま適用すると、結果的に内周長Ｌ2 が短く設定されてしまう。しかし、シート材２の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 は外幌１の取り付け時の寸法と同一である必要があるため、シート材２の周長を規定する角度をθ1 ，θ2 の２種類に設定し、内周長Ｌ2 を調整すればよい。
【００１７】
図６及び図７は、本発明の他の実施形態からなる鉄道車両連結部用外幌を例示するものである。この実施形態では、上記実施形態と同様にシート材２の平面状態での外周の曲率半径が二つ折り状態の寸法から求まる設計理論値よりも小さくなっていると共に、シート材２の二つ折り部の長手方向両端部における曲率半径が長手方向中央部における曲率半径よりも更に小さくなっている。
【００１８】
即ち、図６に示すように、シート材２の中心線の長手方向中央部における曲率半径をＲ2'（＝Ｒ1'−Ｗ／２）とし、その長手方向両端部における曲率半径をＲ3'とすると、Ｒ3'＜Ｒ2'の関係を満足するようになっている。
このようにシート材２の中心線の長手方向両端部における曲率半径Ｒ3'を長手方向中央部の曲率半径Ｒ2'よりも小さくすることにより、二つ折り部３の車両側面からのはみ出しを更に効果的に防止することができる。
【００１９】
なお、本発明では外幌をシート材から形成することが必要であるが、二つ折り状態にしたシート材の内側に高発砲フォーム材等の緩衝材を挿入したり、或いはシート材の内側に高発砲フォーム材等からなる他のシート材を積層するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、平面状態での展開形状が半径の大きな扇形から該半径の大きな扇形と中心角が同一でかつ半径の小さな扇形を除いた部分で構成されるような湾曲形状であって可撓性を有するシート材を円周方向に沿って二つ折り状態にし、該二つ折り状態にしたシート材を車両側面形状が湾曲している鉄道車両の連結部にその湾曲している車両側面に沿って取り付けるようにした外幌において、前記二つ折り状態にしたシート材からなる外幌の外周長Ｌ1 及び内周長Ｌ2 と前記シート材の平面状態での幅ＷとからＲ1 ＝Ｌ1 Ｗ／（Ｌ1 −Ｌ2 ）の式にて設計理論値として求められる前記シート材の平面状態での外周の曲率半径Ｒ1 に対して、実際に車両に取り付けるシート材の平面状態での外周の曲率半径Ｒ1'を設計理論値である曲率半径Ｒ1 の０．７〜０．９倍にしたことにより、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、二つ折り部の座屈現象や車両側面からのはみ出しを防止することができ、それによって外幌の外観及び耐久性を向上することができる。
【００２１】
また、車両形状が著しく湾曲している場合であっても、プレス又は裁断等によって平板状に形成したシート材からなる外幌を適用することが可能になるので、高速走行を要求される流線型の鉄道車両に対して安価な外幌を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における鉄道車両連結部用外幌の取り付け形状を例示する平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１の外幌を構成するシート材の設計理論値を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態からなる鉄道車両連結部用外幌を例示する平面図である。
【図５】図４の外幌を構成するシート材を示す平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態からなる鉄道車両連結部用外幌のシート材を示す部分拡大平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】従来の車両の連結部を示す上面図である。
【図９】従来の車両の連結部を示す側面図である。
【図１０】（ａ）は従来の外幌を構成するシート材を示す斜視図であり、（ｂ）はそのシート材を二つ折り状態にした外幌を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は従来の外幌の二つ折り部に座屈現象を生じた状態を示す斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図１２】（ａ）は従来の外幌の二つ折り部が外側へ膨らんだ状態を示す平面図であり、（ｂ）はそのＣ−Ｃ矢視断面図であり、（ｃ）はそのＤ−Ｄ矢視断面図である。
【符号の説明】
１  外幌
２  シート材
３  二つ折り部
４  取り付け部
Ｒ1'  シート材の平面状態での外周の曲率半径
【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】
0004187813.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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