鉄道車両の外幌装置
【課題】外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させ、気密効果を高める。
【解決手段】外幌３は、車体間外周方向に周方向に並ぶように第１および第２のリンクアーム１３，１４にて、自在継ぎ手１７，１８およびヒンジブラケット１９，２０を用いて前後車両の車体に支持され、かつ前後車両の車体間を塞ぐ複数の外板部材３Ａを有し、前後車両の車体間の車体偏倚に応じて各外板部材３Ａが変位する。各外板部材３Ａの内側面には第１および第２のガイドレール部材１５，１６が平行に設けられている。第１のリンクアーム１３の一端部が前後車両のうち一方の車両の車体に回転可能に、他端部が第１のガイドレール部材１５にスライド可能にそれぞれ結合されている。第２のリンクアーム１４の一端部が他方の車両の車体に回転可能に、他端部が第２のガイドレール部材１６にスライド可能にそれぞれ結合される。
【解決手段】外幌３は、車体間外周方向に周方向に並ぶように第１および第２のリンクアーム１３，１４にて、自在継ぎ手１７，１８およびヒンジブラケット１９，２０を用いて前後車両の車体に支持され、かつ前後車両の車体間を塞ぐ複数の外板部材３Ａを有し、前後車両の車体間の車体偏倚に応じて各外板部材３Ａが変位する。各外板部材３Ａの内側面には第１および第２のガイドレール部材１５，１６が平行に設けられている。第１のリンクアーム１３の一端部が前後車両のうち一方の車両の車体に回転可能に、他端部が第１のガイドレール部材１５にスライド可能にそれぞれ結合されている。第２のリンクアーム１４の一端部が他方の車両の車体に回転可能に、他端部が第２のガイドレール部材１６にスライド可能にそれぞれ結合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結器を介して連結される車両間の空間部全周を、外幌外板によって塞ぐ鉄道車両の外幌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道においては、通常、電車、気動車で複数の車両を連結器を介して連結して、列車として運用されるので、車両間には空間部が形成される。その空間部全周を外幌で塞ぐことが知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
しかしながら、そのような特許文献１，２に記載の外幌は全部又は一部が弾性材料で形成されていることから、耐久性が悪く、汚れやすい上に気密性が十分とはいえない。
【０００４】
また、金属板のような硬質の一枚板によって形成される転落防止板を、中央保持機構が車両の動きに応じて作動して、車両間中央部に位置させるようにしたものも知られている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１７０４０号公報
【特許文献２】特開２００９−１９６４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−２６２３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献３に記載の外幌は、金属板のような硬質の一枚板によって形成され、大きいため、それを支持する中央保持機構が大型化し、安定して動かすのが困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させることにより気密性を高めた鉄道車両の外幌装置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】
【０００８】
請求項１の発明は、（例えば連結器または連接台車を介して）連結される前後車両の車体間を塞ぐ鉄道車両の外幌装置であって、(i)前記外幌装置は、車体間外周方向に並ぶように２つあるいはそれ以上の第１および第２のリンクアームにて前記前後の車両の車体に支持され、かつ前記前後車両の車体間を塞ぐ複数の外板部材を有し、前記前後車両の車体間の間隔変化に応じて前記各外板部材が車体内方側と車体外方側との間を変位する構成とされること、(ii)前記各外板部材の内側面には、２つあるいはそれ以上の第１および第２のガイドレール部材が平行に設けられていること、(iii)前記第１のリンクアームの一端部が前記前後車両うち一方の車体に回転可能に、他端部が前記第１のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されていること、(iv)前記第２のリンクアームの一端部が前記前後車両うち他方の車体に回転可能に、他端部が第２のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されることを特徴とする。
【０００９】
このようにすれば、前後車両の車体間の間隔変化に応じて第１および第２のリンクアームの一端部が回転し、他端部がガイドレールに沿ってスライド移動することで、各外板部材の位置が変化し、また、外板部材を金属製とすることもできるので、弾性材料で構成する従来のものと比較して、耐久性の向上を図ることもできる。
【００１０】
特に、外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させることができる。
【００１１】
この場合、請求項２に記載のように、前記第１および第２のリンクアームの一端部は、前記車体の表面に自在継ぎ手を介して支持されるヒンジブラケットに、前記車体の表面に平行な回転軸回りに回転可能に連結されていることが望ましい。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、前記第１および第２のリンクアームの一端部には、各々トーションスプリングが設けられ、前記トーションスプリングによって前記外板部材が前記車体表面に接触するように付勢されていることが望ましい。このようにすれば、車両がすれ違う際の走行風などによって各外板部材がばたつくことが防止され、低騒音化が図れる。
【００１３】
請求項４に記載のように、前記第１および第２のリンクアームの他端部には、それぞれ逆方向に付勢する引張スプリングをさらに備え、各前記引張スプリングによって前記外板部材が前記両ガイドレール部材を介して前記車両間の中心位置に位置するように付勢されていることが望ましい。
【００１４】
請求項５に記載のように、前記車体間外周方向に並ぶ複数の前記外板部材のうち２つの前記外板部材の一方は、他方の前記外板部材側の縁部に前記他方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有する一方、他方は、前記一方の外板部材側の縁部に前記一方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有し、それら両弾性シール部が重複した接触状態を維持して相対移動可能である構成とすることができる。
【００１５】
請求項６に記載のように、前記各外板部材は、前記前後車両の車体側の前後縁部に前記前後車両の車体と接触するように配置されている構成とすることができる。このようにすれば、気密性が高まり、十分な気密効果が得られ、且つ外部からの騒音低減に有利である。
【００１６】
請求項７に記載のように、前記前後車両の車体は、前記外板部材の前後縁部が位置する部分に対応する部位が弾性部材で形成されている構成とすることができる。このようにすれば、さらに気密性がより高まる。
【００１７】
請求項８に記載のように、前記前後車両の車体の端部には、段部が形成され、前後車両の車体間を前記外板部材によって塞ぐ際には、前記車体の外側面と、前記外板部材の外側面とが略面一となるように前記前後車両の車体の段部間に収納される構成とされている構成とすることができる。
【００１８】
このようにすれば、走行抵抗の低減に有利とされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記のように構成したため、前後車両の車体間の間隔変化に応じて第１および第２のリンクアームの一端部が回転し、他端部がガイドレールに沿ってスライド移動することで、各外板部材の位置が変化し、また、外板部材を金属製とすることもできるので、弾性材料で構成する従来のものに比べて、耐久性の向上を図ることもできる。
【００２０】
特に、外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る鉄道車両の外幌装置が適用された鉄道車両を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は前記外幌装置が取り付けられた状態を示す概略断面図（手前側（符号１３，１４側）が車内側、向こう側が車外側）、図２（ｂ）は前記外幌装置を車内側から見た概略図である。
【図３】図３（ａ）は上下に並んで配置される２つの外幌ユニットの関係を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）の前記２つの外幌ユニットの境界部分の断面図である。
【図４】車両間の間隔が増える場合のＸ軸方向についての動作を示し、図４（ａ）は図２（ａ）に対応する図、図４（ｂ）は図２（ｂ）に対応する図である。
【図５】車両間の間隔が減少する場合のＸ軸方向についての動作を示し、図５（ａ）（ｃ）は図２（ａ）に対応する図、図５（ｂ）は図２（ｂ）に対応する図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）はそれぞれＹ軸方向についての動作を示す図である。
【図７】Ｚ軸方向についての動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明に係る鉄道車両の外幌装置は、連結器（図示せず）を介して連結される前後車両１，２の車体１ａ，２ａ（図２参照）間の空間部Ｓ全周（前後車両１，２の側部の間、屋根部の間および台枠部の間）を、外幌３によって塞ぐものである。外幌３は、後述する、複数の外幌ユニット１１の外板部材３Ａによって構成される。つまり、前記外幌装置は、複数の外幌ユニット１１によって構成される。そして、複数の外板部材３Ａによって外幌３が形成され、これら複数の外板部材３Ａが、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ間の間隙である空間部Ｓの全周を埋めるような形にて取り付けられる。
【００２４】
例えば車両側部において、空間部Ｓの外側を覆う外幌３は、複数の外板部材３Ａが、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ間の空間部Ｓを塞ぐように鉛直方向に並んで配置されている。
【００２５】
各外板部材３Ａは、外幌ユニット１１の一部とされ、図２（ａ）（ｂ）に示すように、外幌ユニット１１を構成する第１および第２のリンクアーム１３，１４にて、自在継ぎ手１７，１８およびヒンジブラケット１９，２０を用いて前後の車両１，２の車体１ａ，２ａに支持され、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ間の間隔変化、つまり車体偏倚に応じて各外板部材３Ａが、車体１ａ，２ａと干渉して損傷しないように車体内方側と車体外方側との間を変位する構成とされている。
【００２６】
また、外幌ユニット１１は、各外板部材３Ａの、車内側の内側面に平行に並んで設けられている第１および第２のガイドレール部材１５，１６を備え、第１のリンクアーム１３の一端部（内端部）が前車両１の車体１ａに回転可能に、他端部（外端部）が第１のガイドレール部材１５にスライド可能にそれぞれ結合されている。また、第２のリンクアーム１４の一端部（内端部）が後車両２の車体２ａに回転可能に、他端部（外端部）が第２のガイドレール部材１６にスライド可能にそれぞれ結合されている。
【００２７】
具体的には、第１および第２のリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａは、車体１ａ，２ａの表面に自在継ぎ手１７，１８（例えば、ボールジョイント）を介して支持されるヒンジブラケット１９，２０に、車体１ａ，１ｂの表面に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている。また、各リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂは、各ガイドレール部材１５，１６にスライド可能に係合するスライダ（図示せず）を備え、前記他端部は、ガイドレール部材１５，１６との係合によって特定方向（レール方向）の相対移動が許容されている。また、各リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂは、前記スライダに回転可能に連結されている。なお、自在継ぎ手１７，１８の動きを拘束し垂れ下がりを防止する板バネ（図示せず）がヒンジブラケット１９，２０の先端部付近に配置されている。
【００２８】
そして、第１および第２のリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａには、トーションスプリング２１，２２が設けられ、トーションスプリング２１，２２によって外板部材３Ａが両ガイドレール部材１５，１６を介して車体１ａ，２ａ表面に接触するように弾性的に付勢される構成とされている。つまり、各リンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａは、ヒンジブラケット１９，２０に回転可能に連結されており、かつヒンジ軸（回転軸）にはリンクアーム１３，１４がヒンジ軸方向への移動を可能とするように間隙が設けられ、この間隙にはトーションスプリング２１，２２がリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａの上下両側に設けられている。このトーションスプリング２１，２２は、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａ表面に接触させる向きに作用力が働くように設置されている。
【００２９】
なお、各リンクアーム１３，１４とヒンジブラケット１９，２０とは、トーションスプリング２１，２２の作用力に対してある一定の位置にてリンクアーム１３，１４の位置が止まるようにストッパー２５，２６が設けてある。
【００３０】
また、第１および第２のリンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂは、図２（ｂ）に示すように、外板部材３Ａに引張スプリング２３，２４を介してそれぞれ連結され、前記引張スプリング２３，２４によって外板部材３Ａが両ガイドレール部材１５，１６を介して車両１，２間の中心位置に位置するように弾性的に常時付勢されている。
【００３１】
外板部材３Ａは矩形板状で、周囲（上下および左右）には弾性シール部３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃ，３Ａｄ（例えば、ゴム製）を備え、上下の弾性シール部３Ａａ，３Ａｂは図３（ｂ）に示すように、リップ形状とされている。
【００３２】
つまり、車両側部において周方向すなわち鉛直方向に並ぶ２つの外板部材３Ａ，３Ａについてみれば、図３（ｂ）に示すように、それらの一方は、他方の外板部材側３Ａの縁部に前記他方の外板部材３Ａ側に延びる弾性シール部３Ａａを有する一方、他方は、前記一方の外板部材３Ａ側の縁部に前記一方の外板部材３Ａ側に延びる弾性シール部３Ａｂを有し、それら両弾性シール部３Ａａ，３Ａｂが重複した接触状態（気密状態）を維持して相対移動可能である。
【００３３】
また、各外板部材３Ａは、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ側の前後縁部に前後車両１，２の車体１ａ，２ａと弾性的に接触する弾性シール部３Ａｃ，３Ａｄが設けられている。
【００３４】
このように、複数の外幌ユニット１１は、前後車両１，２の外側に向かって、第１および第２のガイドレール部材１５，１６、第１および第２のリンクアーム１３，１４、ヒンジブラケット１９，２０および自在継ぎ手１７，１８を介して、車両１，２間の空間部Ｓを埋めるような形にて車体１ａ，２ａ（構体）へ取り付けられている。そして、外幌ユニット１１を前述した構造とすることで、それぞれの外板部材３Ａが変位しても互いに干渉しないように取り付けられている。なお、これらの弾性シール部３Ａａ〜３Ａｄによって気密性も向上する。
【００３５】
続いて、例えば車両１，２の側部に設けられた外幌ユニット１１が、車両１，２の偏倚入力に対してＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸、並びにロール軸、ピッチ軸およびヨー軸についてどのように動作するかについて説明する（各軸については図１参照）。
(i)Ｘ軸（レール方向）
車両間は連結器を介して連結されているので、車両が加速する際あるいは減速する際には、図示しない前記連結器の緩衝器が伸びたり、縮んだりする。この偏倚入力に対して、外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００３６】
停止時や定常走行時には、各外板部材３Ａは車体１ａ，２ａの外側面に接触している。また、リンクアーム１３，１４と外板部材３Ａとの間には引張スプリング２３，２４が設置されているので、それらのスプリング力によって絶えず外板部材３Ａは車両１，２間の中心位置に維持されることになる。この状態では、第１および第２のリンクアーム１３，１４は、ハの字状に配置されていることになる。なお、車体１ａ，２ａの端部には、段部１ａａ，２ａａが形成され、外板部材３Ａによって車体１ａ，２ａ間を塞ぐ場合には、車体１ａ，２ａの外側面と、外板部材３Ａの外側面とが略面一となるように前後車両１，２の車体１ａ，２ａの段部１ａａ，２ａａ間に収納され、高速走行時において走行抵抗が低減されるようになっている。
【００３７】
そして、例えば、車両１，２間の間隔が増える場合（車両が加速する場合）には、車両１，２間の距離が増えるので、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ヒンジブラケット１９，２０間の距離が増し、ガイドレール部材１５，１６に沿ってリンクアーム１３，１４の一端部１３ｂ，１４ｂ（スライダ）が互いに離れる方向に滑っていく。その結果、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａの外側面より離れて車体内方側に変位する。このとき、ヒンジブラケット１９，２０とリンクアーム１３，１４の間には、ある一定の位置にてリンクアーム１３，１４の開き（回転）を規制して止めるストッパー２５，２６を設けているので、外板部材３Ａが車体内方に入りすぎたりすることはない。その結果、ストッパー２５，２６によってヒンジブラケット１９，２０とリンクアーム１３，１４とがなす角度は、１８０°未満とされる。また、リンクアーム１３，１４と外板部材３Ａとの間には引張スプリング２３，２４が設置されているので、絶えず外板部材３Ａは車両間の中心位置に維持されるようになっている。尚、車両間の距離が元に戻る場合は上記の反対の動作を行う。
【００３８】
一方、車両１，２間の間隔が減少する場合（車両が減速する場合）には、前記緩衝器が縮んで、車両１，２間の距離が減少するので、図５に示すように、ガイドレール部材１５，１６に沿ってリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａ（スライダ）が互いに近づく方向に滑っていく。その結果、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａの外側面と離れて車体外方側に変位する。そして、車両間の距離がある一定の値より小さくなると、ガイドレール部材１５，１６上のストッパー２７，２８にリンクアーム１３，１４が当たる。さらに車両間の距離が減ってくる場合には、リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂの部位で折れ曲がり、外板部材３Ａを車体外方側へ押し出すよう動作を行う。つまり車両間の距離が狭くなり過ぎて、外板部材３Ａが存在するスペースがなくなってくると、リンクアーム１３，１４により外板部材３Ａを車体外方側へ追いやられ、干渉が発生しないように動作する。
【００３９】
また、車両１，２間の間隔が元に戻る場合は、上記の反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。なお、車体１ａ，２ａの端部には、案内傾斜部１ａｂ，２ａｂが形成され、外板部材３Ａが車体外方側より車体内方側に入った場合に、外板部材３Ａが案内傾斜部１ａｂ，２ａｂに接触することによって、車体内方側から車体外方側への、外板部材３Ａの復帰変位がスムーズに行われる。
前述したように、ストッパー２７，２８は、外板部材３Ａに取り付けられたガイドレール部材１５，１６の前記スライダの動きを制限することで、リンクアーム１３，１４の回転を促すようになっており、ストッパー２７，２８の位置が、隣り合う外幌ユニット１１ごとに交互に異なるため、先にストッパー２７，２８に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動し、その後で、次にストッパー２５，２６に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動する。
このように、先にストッパー２５，２６に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動した後に、次にストッパー２５，２６に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動するため、同時に隣り合った外板部材３Ａが同時に車体外方へ移動することがなく、スムーズな動きが可能となる。また外板部材３Ａの上下にある弾性シール部３Ａａ，３Ａｂが車体外方側と車体内方側とで隣り合い、先に車体外方に移動する外板部材３Ａとその後で車体外方へ移動する外板部材３Ａとの弾性シール部３Ａａ，３Ａｂが車体外方側と車体内方側に交互に取付けられているため（図３（ｂ）参照）、スムーズな動きが可能となる。
(ii)Ｙ軸（枕木方向）
車両１，２間が枕木方向に動作する場合（台車が横動する場合）に対して、外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００４０】
車両１，２間が枕木方向に相対的にずれてくると、図６に示すように、リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂとヒンジブラケット１９，２０との連結部分およびリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａとガイドレール部材１５，１６との連結部分における回転軸回りに相対回転し、前記ずれによる偏倚入力が吸収される。このとき、外板部材３Ａと車両車体１ａ，２ａの外表面は接触し続けている。
【００４１】
車両間の枕木方向のずれが戻る場合には、上記の場合とは反対方向に相対回転して、元の状態に復帰する。
(iii)Ｚ軸（高さ方向）
軌道（線路）の継ぎ目、台車の空気ばねの伸縮等によって生じる高さ方向の偏倚入力に対して外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００４２】
車両間が高さ方向でずれて＜ると、図７に示すように、ヒンジブラケット１９，２０が車体１ａ，２ａに、任意の平面内で回転又は傾くことができる自在継ぎ手１７，１８にて連結されているので、外板部材３Ａが斜めになることで、前記ずれによる偏倚入力が吸収される。また見かけの車両間の間隔とは異なり、実際には外幌ユニット１１が取り付けられている点の間では距離が長くなるが、これについてはＸ軸方向での動作（ガイドレール部材１５，１６との関係動作）により吸収される。
【００４３】
車両間の高さ方向のずれが元に戻る場合上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
(iv)ロール軸（車両間の捩れ）
台車の空気ばねの左右高さが違ってくると、前後の車両がレール方向において捩れたような位置関係になる。この偏倚入力に関しては次のように動作する。
【００４４】
車両１，２間の位置関係が捩れてくると、ヒンジブラケット１９，２０の車体１ａ，２ａ側の自在継ぎ手１７，１８が回転し、捩れを吸収するよう動作する。車両１，２間の捩れの回転中心は自在継ぎ手１７，１８の中心ではないので、外幌ユニット１１の捩れ中心と車両１，２間の捩れ中心との距離に応じて車両１，２間の距離は増加する。つまり外幌ユニット１１の取付間隔は見かけの車両間距離より長くなるが、これについてはＸ軸方向における動作が行われることにより吸収される。
【００４５】
なお、ヒンジブラケット１９，２０はリンクアーム１３，１４との間にあるトーションスプリング２１，２２を介して外板部材３Ａとヒンジブラケット１９，２０間で車体を挟み込む形でその位置を保持している。
【００４６】
車両１，２間の捩れがもとに戻る場合には上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
(v)ピッチ軸（山谷軌道による偏倚）
車両が山や谷といった変曲点を通過する際には車両間距離が屋根部で最も広く、また台枠付近で最も狭い状態になる場合や、反対に、両間距離が屋根部で最も狭く、また台枠付近で最も広い状態になる場合がある。このような偏倚入力に対して外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００４７】
外板部材３Ａにピッチ軸の偏倚が加わると、はじめに屋根部側の外板部材３ＡがＸ軸での動作及びヒンジブラケット１９，２０の自在継ぎ手１７，１８の回転を利用して動作を開始する。追って隣接する外幌ユニット１１が次々に同じ動作を繰り返し、車両１，２を枕木方向外側から見た場合、車両１，２間の間隙がＶの字のようになったとしても各外幌ユニット１１が独立して動作することにより車両偏倚入力を吸収する。また、気密性についても外幌ユニット１１の連続性があることから確保することが可能となる。
【００４８】
車両１，２間の距離が元に戻る場合には上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
(vi)ヨー軸（カーブ軌道による偏倚）
車両１，２が走行する軌道が直線状である場合（曲率半径が４０００ｍ〜６５００ｍ程度の曲線状の場合も含む）には、各外板部材３Ａは車体１ａ，２ａの外側面に接触している。また、リンクアーム１３，１４と外板部材３Ａとの間には引張スプリング２３，２４が設置されているので、それらのスプリング力によって絶えず外板部材３Ａは車両１，２間の中心位置に維持されることになる。
【００４９】
車両がカーブを通過する際にはカーブ内側では車両間の距離が最も近く、外側では最も遠くなる。特に、車両基地などにおいて、小さな曲率半径の軌道が多くなる場合である。
【００５０】
このような偏倚入力があった場合には外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００５１】
車両１，２がカーブにさしかかかるとカーブ内側に設置してある外幌ユニット１１は一斉にＸ軸の圧縮方向に動作する。また車体間折れ（前後車両間に生じる角度）に対してはヒンジブラケット１９，２０の車体１ａ，２ａ側に設置してある自在継ぎ手１７，１８の回転により動作を吸収する。また車両１，２間の距離が一定の値を超えると、Ｘ軸方向動作時に説明したように外板部材３Ａは車両の外側面からせり出し、より狭い車両間距離に対応することが可能となる。他方、カーブの外側に設置してある外幌ユニット１１も一斉にＸ軸引張の方向に移動する。この場合の車両１，２の折れに対してもヒンジブラケット１９，２０の自在継ぎ手１７，１８の回転により動作を吸収する。
【００５２】
車両間の距離が元に戻る場合には上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
【００５３】
以上の動作により車両間の、６軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、ロール軸、ピッチ軸およびヨー軸）の偏倚に対して円滑に動作を行うことができる。尚、実際の車両の動作は上記各軸単独での動作はほとんどなく、各軸の動作の組み合わせによって車両１，２間の偏倚が吸収されることになる。
【００５４】
本装置によって、高速走行可能な軌道上（例えば曲率半径４０００ｍ以上の軌道上）では、通常走行時の曲線軌道による変位や車両間の前後左右等の動揺によっても、外幌３（外板部材３Ａ）と車体１ａ，２ａ間および外板部材３Ａ同士の継ぎ目部分も隙間がなく密着しており、気密性に優れる。
【００５５】
また、車庫内の急曲線軌道（例えば曲率半径２００ｍ程度の軌道）や渡り線軌道は、車体１ａ，２ａ間の前後の動きが大であるが、走行速度が遅く気密性を保持する必要がない。よって、外幌３（外板部材３Ａ）と車体１ａ，２ａ間および外板部材３Ａ同士の継ぎ目部分において、車体１ａ，２ａ間の距離が小さくなり接近する曲線軌道の内側では、図５（ａ）に示されるように、外板部材３Ａが曲線軌道の中心側に移動する。よって、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａと干渉することがないので、外幌３（外板部材３Ａ）は変形することを防止できる。反対に、前記曲線軌道の外側では、図４（ａ）に示されるように、車体１ａ，２ａと外板部材３Ａと間に間隔を積極的にあけることによって、無理な力がかかることを防止し、外幌３（外板部材３Ａ）が変形することを防止できる。また、同様に、急曲線軌道や渡り線軌道の部分において、車体１ａ，２ａ間の枕木方向において相互の動きが大である場合でも、図６（ｂ）で示されるように、車体１ａ，２ａと外幌３（外板部材３Ａ）間に間隔をあけることによって、各外幌ユニット１１に無理な力がかかることを防止し、各外幌ユニット１１が変形することを防止できる。
【００５６】
前記実施の形態では、車両側部において鉛直方向（周方向）に並ぶように配置される複数の外板部材３Ａによって形成される、車両側部における外幌３の部分について説明しているが、屋根部や台枠部において周方向である水平方向に並ぶように配置される複数の外板部材によって形成される、屋根部や台枠部における外幌も、同様な動作を行うのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ 空間部
１，２ 車両
１ａ，２ａ 車体
１ａａ，２ａａ 段部
１ａｂ，２ａｂ 案内傾斜部
３ 外幌
３Ａ 外板部材
３Ａａ〜３Ａｄ 弾性シール部
１１ 外幌ユニット
１３，１４ リンクアーム
１３ａ，１４ａ 一端部
１３ｂ，１４ｂ 他端部
１５，１６ ガイドレール部材
１７，１８ 自在継ぎ手
１９，２０ ヒンジブラケット
２１，２２ トーションスプリング
２３，２４ 引張スプリング
２５，２６ ストッパー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結器を介して連結される車両間の空間部全周を、外幌外板によって塞ぐ鉄道車両の外幌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道においては、通常、電車、気動車で複数の車両を連結器を介して連結して、列車として運用されるので、車両間には空間部が形成される。その空間部全周を外幌で塞ぐことが知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
しかしながら、そのような特許文献１，２に記載の外幌は全部又は一部が弾性材料で形成されていることから、耐久性が悪く、汚れやすい上に気密性が十分とはいえない。
【０００４】
また、金属板のような硬質の一枚板によって形成される転落防止板を、中央保持機構が車両の動きに応じて作動して、車両間中央部に位置させるようにしたものも知られている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１７０４０号公報
【特許文献２】特開２００９−１９６４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−２６２３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献３に記載の外幌は、金属板のような硬質の一枚板によって形成され、大きいため、それを支持する中央保持機構が大型化し、安定して動かすのが困難である。
【０００７】
そこで、本発明は、外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させることにより気密性を高めた鉄道車両の外幌装置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】
【０００８】
請求項１の発明は、（例えば連結器または連接台車を介して）連結される前後車両の車体間を塞ぐ鉄道車両の外幌装置であって、(i)前記外幌装置は、車体間外周方向に並ぶように２つあるいはそれ以上の第１および第２のリンクアームにて前記前後の車両の車体に支持され、かつ前記前後車両の車体間を塞ぐ複数の外板部材を有し、前記前後車両の車体間の間隔変化に応じて前記各外板部材が車体内方側と車体外方側との間を変位する構成とされること、(ii)前記各外板部材の内側面には、２つあるいはそれ以上の第１および第２のガイドレール部材が平行に設けられていること、(iii)前記第１のリンクアームの一端部が前記前後車両うち一方の車体に回転可能に、他端部が前記第１のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されていること、(iv)前記第２のリンクアームの一端部が前記前後車両うち他方の車体に回転可能に、他端部が第２のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されることを特徴とする。
【０００９】
このようにすれば、前後車両の車体間の間隔変化に応じて第１および第２のリンクアームの一端部が回転し、他端部がガイドレールに沿ってスライド移動することで、各外板部材の位置が変化し、また、外板部材を金属製とすることもできるので、弾性材料で構成する従来のものと比較して、耐久性の向上を図ることもできる。
【００１０】
特に、外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させることができる。
【００１１】
この場合、請求項２に記載のように、前記第１および第２のリンクアームの一端部は、前記車体の表面に自在継ぎ手を介して支持されるヒンジブラケットに、前記車体の表面に平行な回転軸回りに回転可能に連結されていることが望ましい。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、前記第１および第２のリンクアームの一端部には、各々トーションスプリングが設けられ、前記トーションスプリングによって前記外板部材が前記車体表面に接触するように付勢されていることが望ましい。このようにすれば、車両がすれ違う際の走行風などによって各外板部材がばたつくことが防止され、低騒音化が図れる。
【００１３】
請求項４に記載のように、前記第１および第２のリンクアームの他端部には、それぞれ逆方向に付勢する引張スプリングをさらに備え、各前記引張スプリングによって前記外板部材が前記両ガイドレール部材を介して前記車両間の中心位置に位置するように付勢されていることが望ましい。
【００１４】
請求項５に記載のように、前記車体間外周方向に並ぶ複数の前記外板部材のうち２つの前記外板部材の一方は、他方の前記外板部材側の縁部に前記他方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有する一方、他方は、前記一方の外板部材側の縁部に前記一方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有し、それら両弾性シール部が重複した接触状態を維持して相対移動可能である構成とすることができる。
【００１５】
請求項６に記載のように、前記各外板部材は、前記前後車両の車体側の前後縁部に前記前後車両の車体と接触するように配置されている構成とすることができる。このようにすれば、気密性が高まり、十分な気密効果が得られ、且つ外部からの騒音低減に有利である。
【００１６】
請求項７に記載のように、前記前後車両の車体は、前記外板部材の前後縁部が位置する部分に対応する部位が弾性部材で形成されている構成とすることができる。このようにすれば、さらに気密性がより高まる。
【００１７】
請求項８に記載のように、前記前後車両の車体の端部には、段部が形成され、前後車両の車体間を前記外板部材によって塞ぐ際には、前記車体の外側面と、前記外板部材の外側面とが略面一となるように前記前後車両の車体の段部間に収納される構成とされている構成とすることができる。
【００１８】
このようにすれば、走行抵抗の低減に有利とされる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記のように構成したため、前後車両の車体間の間隔変化に応じて第１および第２のリンクアームの一端部が回転し、他端部がガイドレールに沿ってスライド移動することで、各外板部材の位置が変化し、また、外板部材を金属製とすることもできるので、弾性材料で構成する従来のものに比べて、耐久性の向上を図ることもできる。
【００２０】
特に、外幌を複数の外板部材で構成することで、構造が簡単で、各外板部材をスムーズに変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る鉄道車両の外幌装置が適用された鉄道車両を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は前記外幌装置が取り付けられた状態を示す概略断面図（手前側（符号１３，１４側）が車内側、向こう側が車外側）、図２（ｂ）は前記外幌装置を車内側から見た概略図である。
【図３】図３（ａ）は上下に並んで配置される２つの外幌ユニットの関係を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）の前記２つの外幌ユニットの境界部分の断面図である。
【図４】車両間の間隔が増える場合のＸ軸方向についての動作を示し、図４（ａ）は図２（ａ）に対応する図、図４（ｂ）は図２（ｂ）に対応する図である。
【図５】車両間の間隔が減少する場合のＸ軸方向についての動作を示し、図５（ａ）（ｃ）は図２（ａ）に対応する図、図５（ｂ）は図２（ｂ）に対応する図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）はそれぞれＹ軸方向についての動作を示す図である。
【図７】Ｚ軸方向についての動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明に係る鉄道車両の外幌装置は、連結器（図示せず）を介して連結される前後車両１，２の車体１ａ，２ａ（図２参照）間の空間部Ｓ全周（前後車両１，２の側部の間、屋根部の間および台枠部の間）を、外幌３によって塞ぐものである。外幌３は、後述する、複数の外幌ユニット１１の外板部材３Ａによって構成される。つまり、前記外幌装置は、複数の外幌ユニット１１によって構成される。そして、複数の外板部材３Ａによって外幌３が形成され、これら複数の外板部材３Ａが、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ間の間隙である空間部Ｓの全周を埋めるような形にて取り付けられる。
【００２４】
例えば車両側部において、空間部Ｓの外側を覆う外幌３は、複数の外板部材３Ａが、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ間の空間部Ｓを塞ぐように鉛直方向に並んで配置されている。
【００２５】
各外板部材３Ａは、外幌ユニット１１の一部とされ、図２（ａ）（ｂ）に示すように、外幌ユニット１１を構成する第１および第２のリンクアーム１３，１４にて、自在継ぎ手１７，１８およびヒンジブラケット１９，２０を用いて前後の車両１，２の車体１ａ，２ａに支持され、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ間の間隔変化、つまり車体偏倚に応じて各外板部材３Ａが、車体１ａ，２ａと干渉して損傷しないように車体内方側と車体外方側との間を変位する構成とされている。
【００２６】
また、外幌ユニット１１は、各外板部材３Ａの、車内側の内側面に平行に並んで設けられている第１および第２のガイドレール部材１５，１６を備え、第１のリンクアーム１３の一端部（内端部）が前車両１の車体１ａに回転可能に、他端部（外端部）が第１のガイドレール部材１５にスライド可能にそれぞれ結合されている。また、第２のリンクアーム１４の一端部（内端部）が後車両２の車体２ａに回転可能に、他端部（外端部）が第２のガイドレール部材１６にスライド可能にそれぞれ結合されている。
【００２７】
具体的には、第１および第２のリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａは、車体１ａ，２ａの表面に自在継ぎ手１７，１８（例えば、ボールジョイント）を介して支持されるヒンジブラケット１９，２０に、車体１ａ，１ｂの表面に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている。また、各リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂは、各ガイドレール部材１５，１６にスライド可能に係合するスライダ（図示せず）を備え、前記他端部は、ガイドレール部材１５，１６との係合によって特定方向（レール方向）の相対移動が許容されている。また、各リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂは、前記スライダに回転可能に連結されている。なお、自在継ぎ手１７，１８の動きを拘束し垂れ下がりを防止する板バネ（図示せず）がヒンジブラケット１９，２０の先端部付近に配置されている。
【００２８】
そして、第１および第２のリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａには、トーションスプリング２１，２２が設けられ、トーションスプリング２１，２２によって外板部材３Ａが両ガイドレール部材１５，１６を介して車体１ａ，２ａ表面に接触するように弾性的に付勢される構成とされている。つまり、各リンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａは、ヒンジブラケット１９，２０に回転可能に連結されており、かつヒンジ軸（回転軸）にはリンクアーム１３，１４がヒンジ軸方向への移動を可能とするように間隙が設けられ、この間隙にはトーションスプリング２１，２２がリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａの上下両側に設けられている。このトーションスプリング２１，２２は、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａ表面に接触させる向きに作用力が働くように設置されている。
【００２９】
なお、各リンクアーム１３，１４とヒンジブラケット１９，２０とは、トーションスプリング２１，２２の作用力に対してある一定の位置にてリンクアーム１３，１４の位置が止まるようにストッパー２５，２６が設けてある。
【００３０】
また、第１および第２のリンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂは、図２（ｂ）に示すように、外板部材３Ａに引張スプリング２３，２４を介してそれぞれ連結され、前記引張スプリング２３，２４によって外板部材３Ａが両ガイドレール部材１５，１６を介して車両１，２間の中心位置に位置するように弾性的に常時付勢されている。
【００３１】
外板部材３Ａは矩形板状で、周囲（上下および左右）には弾性シール部３Ａａ，３Ａｂ，３Ａｃ，３Ａｄ（例えば、ゴム製）を備え、上下の弾性シール部３Ａａ，３Ａｂは図３（ｂ）に示すように、リップ形状とされている。
【００３２】
つまり、車両側部において周方向すなわち鉛直方向に並ぶ２つの外板部材３Ａ，３Ａについてみれば、図３（ｂ）に示すように、それらの一方は、他方の外板部材側３Ａの縁部に前記他方の外板部材３Ａ側に延びる弾性シール部３Ａａを有する一方、他方は、前記一方の外板部材３Ａ側の縁部に前記一方の外板部材３Ａ側に延びる弾性シール部３Ａｂを有し、それら両弾性シール部３Ａａ，３Ａｂが重複した接触状態（気密状態）を維持して相対移動可能である。
【００３３】
また、各外板部材３Ａは、前後車両１，２の車体１ａ，２ａ側の前後縁部に前後車両１，２の車体１ａ，２ａと弾性的に接触する弾性シール部３Ａｃ，３Ａｄが設けられている。
【００３４】
このように、複数の外幌ユニット１１は、前後車両１，２の外側に向かって、第１および第２のガイドレール部材１５，１６、第１および第２のリンクアーム１３，１４、ヒンジブラケット１９，２０および自在継ぎ手１７，１８を介して、車両１，２間の空間部Ｓを埋めるような形にて車体１ａ，２ａ（構体）へ取り付けられている。そして、外幌ユニット１１を前述した構造とすることで、それぞれの外板部材３Ａが変位しても互いに干渉しないように取り付けられている。なお、これらの弾性シール部３Ａａ〜３Ａｄによって気密性も向上する。
【００３５】
続いて、例えば車両１，２の側部に設けられた外幌ユニット１１が、車両１，２の偏倚入力に対してＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸、並びにロール軸、ピッチ軸およびヨー軸についてどのように動作するかについて説明する（各軸については図１参照）。
(i)Ｘ軸（レール方向）
車両間は連結器を介して連結されているので、車両が加速する際あるいは減速する際には、図示しない前記連結器の緩衝器が伸びたり、縮んだりする。この偏倚入力に対して、外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００３６】
停止時や定常走行時には、各外板部材３Ａは車体１ａ，２ａの外側面に接触している。また、リンクアーム１３，１４と外板部材３Ａとの間には引張スプリング２３，２４が設置されているので、それらのスプリング力によって絶えず外板部材３Ａは車両１，２間の中心位置に維持されることになる。この状態では、第１および第２のリンクアーム１３，１４は、ハの字状に配置されていることになる。なお、車体１ａ，２ａの端部には、段部１ａａ，２ａａが形成され、外板部材３Ａによって車体１ａ，２ａ間を塞ぐ場合には、車体１ａ，２ａの外側面と、外板部材３Ａの外側面とが略面一となるように前後車両１，２の車体１ａ，２ａの段部１ａａ，２ａａ間に収納され、高速走行時において走行抵抗が低減されるようになっている。
【００３７】
そして、例えば、車両１，２間の間隔が増える場合（車両が加速する場合）には、車両１，２間の距離が増えるので、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ヒンジブラケット１９，２０間の距離が増し、ガイドレール部材１５，１６に沿ってリンクアーム１３，１４の一端部１３ｂ，１４ｂ（スライダ）が互いに離れる方向に滑っていく。その結果、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａの外側面より離れて車体内方側に変位する。このとき、ヒンジブラケット１９，２０とリンクアーム１３，１４の間には、ある一定の位置にてリンクアーム１３，１４の開き（回転）を規制して止めるストッパー２５，２６を設けているので、外板部材３Ａが車体内方に入りすぎたりすることはない。その結果、ストッパー２５，２６によってヒンジブラケット１９，２０とリンクアーム１３，１４とがなす角度は、１８０°未満とされる。また、リンクアーム１３，１４と外板部材３Ａとの間には引張スプリング２３，２４が設置されているので、絶えず外板部材３Ａは車両間の中心位置に維持されるようになっている。尚、車両間の距離が元に戻る場合は上記の反対の動作を行う。
【００３８】
一方、車両１，２間の間隔が減少する場合（車両が減速する場合）には、前記緩衝器が縮んで、車両１，２間の距離が減少するので、図５に示すように、ガイドレール部材１５，１６に沿ってリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａ（スライダ）が互いに近づく方向に滑っていく。その結果、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａの外側面と離れて車体外方側に変位する。そして、車両間の距離がある一定の値より小さくなると、ガイドレール部材１５，１６上のストッパー２７，２８にリンクアーム１３，１４が当たる。さらに車両間の距離が減ってくる場合には、リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂの部位で折れ曲がり、外板部材３Ａを車体外方側へ押し出すよう動作を行う。つまり車両間の距離が狭くなり過ぎて、外板部材３Ａが存在するスペースがなくなってくると、リンクアーム１３，１４により外板部材３Ａを車体外方側へ追いやられ、干渉が発生しないように動作する。
【００３９】
また、車両１，２間の間隔が元に戻る場合は、上記の反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。なお、車体１ａ，２ａの端部には、案内傾斜部１ａｂ，２ａｂが形成され、外板部材３Ａが車体外方側より車体内方側に入った場合に、外板部材３Ａが案内傾斜部１ａｂ，２ａｂに接触することによって、車体内方側から車体外方側への、外板部材３Ａの復帰変位がスムーズに行われる。
前述したように、ストッパー２７，２８は、外板部材３Ａに取り付けられたガイドレール部材１５，１６の前記スライダの動きを制限することで、リンクアーム１３，１４の回転を促すようになっており、ストッパー２７，２８の位置が、隣り合う外幌ユニット１１ごとに交互に異なるため、先にストッパー２７，２８に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動し、その後で、次にストッパー２５，２６に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動する。
このように、先にストッパー２５，２６に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動した後に、次にストッパー２５，２６に当たるリンクアーム１３，１４を有する外板部材３Ａが車体外方に移動するため、同時に隣り合った外板部材３Ａが同時に車体外方へ移動することがなく、スムーズな動きが可能となる。また外板部材３Ａの上下にある弾性シール部３Ａａ，３Ａｂが車体外方側と車体内方側とで隣り合い、先に車体外方に移動する外板部材３Ａとその後で車体外方へ移動する外板部材３Ａとの弾性シール部３Ａａ，３Ａｂが車体外方側と車体内方側に交互に取付けられているため（図３（ｂ）参照）、スムーズな動きが可能となる。
(ii)Ｙ軸（枕木方向）
車両１，２間が枕木方向に動作する場合（台車が横動する場合）に対して、外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００４０】
車両１，２間が枕木方向に相対的にずれてくると、図６に示すように、リンクアーム１３，１４の他端部１３ｂ，１４ｂとヒンジブラケット１９，２０との連結部分およびリンクアーム１３，１４の一端部１３ａ，１４ａとガイドレール部材１５，１６との連結部分における回転軸回りに相対回転し、前記ずれによる偏倚入力が吸収される。このとき、外板部材３Ａと車両車体１ａ，２ａの外表面は接触し続けている。
【００４１】
車両間の枕木方向のずれが戻る場合には、上記の場合とは反対方向に相対回転して、元の状態に復帰する。
(iii)Ｚ軸（高さ方向）
軌道（線路）の継ぎ目、台車の空気ばねの伸縮等によって生じる高さ方向の偏倚入力に対して外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００４２】
車両間が高さ方向でずれて＜ると、図７に示すように、ヒンジブラケット１９，２０が車体１ａ，２ａに、任意の平面内で回転又は傾くことができる自在継ぎ手１７，１８にて連結されているので、外板部材３Ａが斜めになることで、前記ずれによる偏倚入力が吸収される。また見かけの車両間の間隔とは異なり、実際には外幌ユニット１１が取り付けられている点の間では距離が長くなるが、これについてはＸ軸方向での動作（ガイドレール部材１５，１６との関係動作）により吸収される。
【００４３】
車両間の高さ方向のずれが元に戻る場合上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
(iv)ロール軸（車両間の捩れ）
台車の空気ばねの左右高さが違ってくると、前後の車両がレール方向において捩れたような位置関係になる。この偏倚入力に関しては次のように動作する。
【００４４】
車両１，２間の位置関係が捩れてくると、ヒンジブラケット１９，２０の車体１ａ，２ａ側の自在継ぎ手１７，１８が回転し、捩れを吸収するよう動作する。車両１，２間の捩れの回転中心は自在継ぎ手１７，１８の中心ではないので、外幌ユニット１１の捩れ中心と車両１，２間の捩れ中心との距離に応じて車両１，２間の距離は増加する。つまり外幌ユニット１１の取付間隔は見かけの車両間距離より長くなるが、これについてはＸ軸方向における動作が行われることにより吸収される。
【００４５】
なお、ヒンジブラケット１９，２０はリンクアーム１３，１４との間にあるトーションスプリング２１，２２を介して外板部材３Ａとヒンジブラケット１９，２０間で車体を挟み込む形でその位置を保持している。
【００４６】
車両１，２間の捩れがもとに戻る場合には上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
(v)ピッチ軸（山谷軌道による偏倚）
車両が山や谷といった変曲点を通過する際には車両間距離が屋根部で最も広く、また台枠付近で最も狭い状態になる場合や、反対に、両間距離が屋根部で最も狭く、また台枠付近で最も広い状態になる場合がある。このような偏倚入力に対して外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００４７】
外板部材３Ａにピッチ軸の偏倚が加わると、はじめに屋根部側の外板部材３ＡがＸ軸での動作及びヒンジブラケット１９，２０の自在継ぎ手１７，１８の回転を利用して動作を開始する。追って隣接する外幌ユニット１１が次々に同じ動作を繰り返し、車両１，２を枕木方向外側から見た場合、車両１，２間の間隙がＶの字のようになったとしても各外幌ユニット１１が独立して動作することにより車両偏倚入力を吸収する。また、気密性についても外幌ユニット１１の連続性があることから確保することが可能となる。
【００４８】
車両１，２間の距離が元に戻る場合には上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
(vi)ヨー軸（カーブ軌道による偏倚）
車両１，２が走行する軌道が直線状である場合（曲率半径が４０００ｍ〜６５００ｍ程度の曲線状の場合も含む）には、各外板部材３Ａは車体１ａ，２ａの外側面に接触している。また、リンクアーム１３，１４と外板部材３Ａとの間には引張スプリング２３，２４が設置されているので、それらのスプリング力によって絶えず外板部材３Ａは車両１，２間の中心位置に維持されることになる。
【００４９】
車両がカーブを通過する際にはカーブ内側では車両間の距離が最も近く、外側では最も遠くなる。特に、車両基地などにおいて、小さな曲率半径の軌道が多くなる場合である。
【００５０】
このような偏倚入力があった場合には外幌ユニット１１は次のように動作する。
【００５１】
車両１，２がカーブにさしかかかるとカーブ内側に設置してある外幌ユニット１１は一斉にＸ軸の圧縮方向に動作する。また車体間折れ（前後車両間に生じる角度）に対してはヒンジブラケット１９，２０の車体１ａ，２ａ側に設置してある自在継ぎ手１７，１８の回転により動作を吸収する。また車両１，２間の距離が一定の値を超えると、Ｘ軸方向動作時に説明したように外板部材３Ａは車両の外側面からせり出し、より狭い車両間距離に対応することが可能となる。他方、カーブの外側に設置してある外幌ユニット１１も一斉にＸ軸引張の方向に移動する。この場合の車両１，２の折れに対してもヒンジブラケット１９，２０の自在継ぎ手１７，１８の回転により動作を吸収する。
【００５２】
車両間の距離が元に戻る場合には上記と反対の動作が行われ、元の状態に復帰される。
【００５３】
以上の動作により車両間の、６軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、ロール軸、ピッチ軸およびヨー軸）の偏倚に対して円滑に動作を行うことができる。尚、実際の車両の動作は上記各軸単独での動作はほとんどなく、各軸の動作の組み合わせによって車両１，２間の偏倚が吸収されることになる。
【００５４】
本装置によって、高速走行可能な軌道上（例えば曲率半径４０００ｍ以上の軌道上）では、通常走行時の曲線軌道による変位や車両間の前後左右等の動揺によっても、外幌３（外板部材３Ａ）と車体１ａ，２ａ間および外板部材３Ａ同士の継ぎ目部分も隙間がなく密着しており、気密性に優れる。
【００５５】
また、車庫内の急曲線軌道（例えば曲率半径２００ｍ程度の軌道）や渡り線軌道は、車体１ａ，２ａ間の前後の動きが大であるが、走行速度が遅く気密性を保持する必要がない。よって、外幌３（外板部材３Ａ）と車体１ａ，２ａ間および外板部材３Ａ同士の継ぎ目部分において、車体１ａ，２ａ間の距離が小さくなり接近する曲線軌道の内側では、図５（ａ）に示されるように、外板部材３Ａが曲線軌道の中心側に移動する。よって、外板部材３Ａが車体１ａ，２ａと干渉することがないので、外幌３（外板部材３Ａ）は変形することを防止できる。反対に、前記曲線軌道の外側では、図４（ａ）に示されるように、車体１ａ，２ａと外板部材３Ａと間に間隔を積極的にあけることによって、無理な力がかかることを防止し、外幌３（外板部材３Ａ）が変形することを防止できる。また、同様に、急曲線軌道や渡り線軌道の部分において、車体１ａ，２ａ間の枕木方向において相互の動きが大である場合でも、図６（ｂ）で示されるように、車体１ａ，２ａと外幌３（外板部材３Ａ）間に間隔をあけることによって、各外幌ユニット１１に無理な力がかかることを防止し、各外幌ユニット１１が変形することを防止できる。
【００５６】
前記実施の形態では、車両側部において鉛直方向（周方向）に並ぶように配置される複数の外板部材３Ａによって形成される、車両側部における外幌３の部分について説明しているが、屋根部や台枠部において周方向である水平方向に並ぶように配置される複数の外板部材によって形成される、屋根部や台枠部における外幌も、同様な動作を行うのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ 空間部
１，２ 車両
１ａ，２ａ 車体
１ａａ，２ａａ 段部
１ａｂ，２ａｂ 案内傾斜部
３ 外幌
３Ａ 外板部材
３Ａａ〜３Ａｄ 弾性シール部
１１ 外幌ユニット
１３，１４ リンクアーム
１３ａ，１４ａ 一端部
１３ｂ，１４ｂ 他端部
１５，１６ ガイドレール部材
１７，１８ 自在継ぎ手
１９，２０ ヒンジブラケット
２１，２２ トーションスプリング
２３，２４ 引張スプリング
２５，２６ ストッパー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結される前後車両の車体間を塞ぐ鉄道車両の外幌装置であって、
前記外幌装置は、車体間外周方向に並ぶように２つあるいはそれ以上の第１および第２のリンクアームにて前記前後の車両の車体に支持され、かつ前記前後車両の車体間を塞ぐ複数の外板部材を有し、前記前後車両の車体間の間隔変化に応じて前記各外板部材が車体内方側と車体外方側との間を変位する構成とされること、
前記各外板部材の内側面には、２つあるいはそれ以上の第１および第２のガイドレール部材が平行に設けられていること、
前記第１のリンクアームの一端部が前記前後車両うち一方の車体に回転可能に、他端部が前記第１のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されていること、
前記第２のリンクアームの一端部が前記前後車両うち他方の車体に回転可能に、他端部が第２のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されること
を特徴とする鉄道車両の外幌装置。
【請求項２】
前記第１および第２のリンクアームの一端部は、前記車体の表面に自在継ぎ手を介して支持されるヒンジブラケットに、前記車体の表面に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている、請求項１記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項３】
前記第１および第２のリンクアームの一端部には、各々トーションスプリングが設けられ、前記トーションスプリングによって前記外板部材が前記車体表面に接触するように付勢されている、請求項１または２記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項４】
前記第１および第２のリンクアームの他端部には、それぞれ逆方向に付勢する引張スプリングをさらに備え、
各前記引張スプリングによって前記外板部材が前記両ガイドレール部材を介して前記車両間の中心位置に位置するように付勢されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項５】
前記車体間外周方向に並ぶ複数の前記外板部材のうち２つの前記外板部材の一方は、他方の前記外板部材側の縁部に前記他方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有する一方、他方は、前記一方の外板部材側の縁部に前記一方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有し、
それら両弾性シール部が重複した接触状態を維持して相対移動可能である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項６】
前記各外板部材は、前記前後車両の車体側の前後縁部に前記前後車両の車体と接触するように配置されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項７】
前記前後車両の車体は、前記外板部材の前後縁部が位置する部分に対応する部位が弾性部材で形成されている、請求項７記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項８】
前記前後車両の車体の端部には、段部が形成され、前後車両の車体間を前記外板部材によって塞ぐ際には、前記車体の外側面と前記外板部材の外側面とが略面一となるように前記前後車両の車体の段部間に収納される構成とされている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項１】
連結される前後車両の車体間を塞ぐ鉄道車両の外幌装置であって、
前記外幌装置は、車体間外周方向に並ぶように２つあるいはそれ以上の第１および第２のリンクアームにて前記前後の車両の車体に支持され、かつ前記前後車両の車体間を塞ぐ複数の外板部材を有し、前記前後車両の車体間の間隔変化に応じて前記各外板部材が車体内方側と車体外方側との間を変位する構成とされること、
前記各外板部材の内側面には、２つあるいはそれ以上の第１および第２のガイドレール部材が平行に設けられていること、
前記第１のリンクアームの一端部が前記前後車両うち一方の車体に回転可能に、他端部が前記第１のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されていること、
前記第２のリンクアームの一端部が前記前後車両うち他方の車体に回転可能に、他端部が第２のガイドレール部材にスライド可能にそれぞれ結合されること
を特徴とする鉄道車両の外幌装置。
【請求項２】
前記第１および第２のリンクアームの一端部は、前記車体の表面に自在継ぎ手を介して支持されるヒンジブラケットに、前記車体の表面に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている、請求項１記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項３】
前記第１および第２のリンクアームの一端部には、各々トーションスプリングが設けられ、前記トーションスプリングによって前記外板部材が前記車体表面に接触するように付勢されている、請求項１または２記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項４】
前記第１および第２のリンクアームの他端部には、それぞれ逆方向に付勢する引張スプリングをさらに備え、
各前記引張スプリングによって前記外板部材が前記両ガイドレール部材を介して前記車両間の中心位置に位置するように付勢されている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項５】
前記車体間外周方向に並ぶ複数の前記外板部材のうち２つの前記外板部材の一方は、他方の前記外板部材側の縁部に前記他方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有する一方、他方は、前記一方の外板部材側の縁部に前記一方の外板部材側に延びるリップ状の弾性シール部を有し、
それら両弾性シール部が重複した接触状態を維持して相対移動可能である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項６】
前記各外板部材は、前記前後車両の車体側の前後縁部に前記前後車両の車体と接触するように配置されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項７】
前記前後車両の車体は、前記外板部材の前後縁部が位置する部分に対応する部位が弾性部材で形成されている、請求項７記載の鉄道車両の外幌装置。
【請求項８】
前記前後車両の車体の端部には、段部が形成され、前後車両の車体間を前記外板部材によって塞ぐ際には、前記車体の外側面と前記外板部材の外側面とが略面一となるように前記前後車両の車体の段部間に収納される構成とされている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の鉄道車両の外幌装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０３５９２（Ｐ２０１３−１０３５９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８２３２（Ｐ２０１１−２４８２３２）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
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