JP2001048016A - 鉄道車両用構体 - Google Patents
鉄道車両用構体Info
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- JP2001048016A JP2001048016A JP11225390A JP22539099A JP2001048016A JP 2001048016 A JP2001048016 A JP 2001048016A JP 11225390 A JP11225390 A JP 11225390A JP 22539099 A JP22539099 A JP 22539099A JP 2001048016 A JP2001048016 A JP 2001048016A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】衝突時の衝撃を緩和できる鉄道車両用構体を得
る。 【解決手段】車両端に高剛性の衝突部材１６を設けると
共に、側梁８，１０、中梁１２等の縦梁間に掛渡された
高剛性の横梁２０を設ける。衝突部材１６と横梁２０と
の間に、塑性変形により衝突時の衝撃を緩和する衝撃吸
収部材２２を配置した。衝撃吸収部材２２は、車両前後
方向に徐々に変化する断面形状を有するように構成し
た。また、衝突部材１６は車両前後方向に垂直な衝突面
１８ａを有するように形成した。
る。 【解決手段】車両端に高剛性の衝突部材１６を設けると
共に、側梁８，１０、中梁１２等の縦梁間に掛渡された
高剛性の横梁２０を設ける。衝突部材１６と横梁２０と
の間に、塑性変形により衝突時の衝撃を緩和する衝撃吸
収部材２２を配置した。衝撃吸収部材２２は、車両前後
方向に徐々に変化する断面形状を有するように構成し
た。また、衝突部材１６は車両前後方向に垂直な衝突面
１８ａを有するように形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、衝突時の衝撃を緩
和できる鉄道車両用構体に関する。
和できる鉄道車両用構体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図７に示すように、鉄道車両
用構体は、左右両側の側構体５０，５２と、屋根構体５
４と、妻構体５６とを備えており、これらが台枠５８に
一体的に固定されている。また、台枠５８は、左右両側
に配置された側梁６０，６２と、図示しない台車に乗せ
られ両側梁６０，６２をつなぐ枕梁６４とを備えてい
る。また、両側梁６０，６２の端は端梁６５によりつな
がれると共に、所定間隔で横梁６６によりつながれてお
り、ほぼ中央に設けられた一対の中梁６８，７０が長手
方向に横梁６６と枕梁６４とをつないでいる。
用構体は、左右両側の側構体５０，５２と、屋根構体５
４と、妻構体５６とを備えており、これらが台枠５８に
一体的に固定されている。また、台枠５８は、左右両側
に配置された側梁６０，６２と、図示しない台車に乗せ
られ両側梁６０，６２をつなぐ枕梁６４とを備えてい
る。また、両側梁６０，６２の端は端梁６５によりつな
がれると共に、所定間隔で横梁６６によりつながれてお
り、ほぼ中央に設けられた一対の中梁６８，７０が長手
方向に横梁６６と枕梁６４とをつないでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、車両が衝突、特に車両同士が衝突し
た際に、図８に示すように破損する。即ち、台枠５８で
は、中梁６８，７０が大きく折り曲げられると共に、側
梁６０，６２も大きく折り曲げられる。また、妻構体５
６同士の衝突により、妻構体５６の変形は少ないが、側
構体５０，５２及び屋根構体５４が大きく変形する。従
って、衝突時に側構体５０，５２、屋根構体５４、台枠
５８が大きく変形し、客室内に衝撃が加わりやすいとい
う問題があった。
た従来のものでは、車両が衝突、特に車両同士が衝突し
た際に、図８に示すように破損する。即ち、台枠５８で
は、中梁６８，７０が大きく折り曲げられると共に、側
梁６０，６２も大きく折り曲げられる。また、妻構体５
６同士の衝突により、妻構体５６の変形は少ないが、側
構体５０，５２及び屋根構体５４が大きく変形する。従
って、衝突時に側構体５０，５２、屋根構体５４、台枠
５８が大きく変形し、客室内に衝撃が加わりやすいとい
う問題があった。
【０００４】本発明の課題は、衝突時の衝撃を緩和でき
る鉄道車両用構体を提供することにある。
る鉄道車両用構体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、車両端に高剛性の衝突部材を設けると共に、縦梁間
に掛渡された高剛性の横梁を設け、かつ、前記衝突部材
と前記横梁との間に、塑性変形により衝突時の衝撃を緩
和する衝撃吸収部材を配置したことを特徴とする鉄道車
両用構体がそれである。
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、車両端に高剛性の衝突部材を設けると共に、縦梁間
に掛渡された高剛性の横梁を設け、かつ、前記衝突部材
と前記横梁との間に、塑性変形により衝突時の衝撃を緩
和する衝撃吸収部材を配置したことを特徴とする鉄道車
両用構体がそれである。
【０００６】また、前記衝撃吸収部材は、車両前後方向
に徐々に変化する断面形状を有する構成でもよい。更
に、前記衝突部材は車両前後方向に垂直な衝突面を有す
る構成でもよく、あるいは、前記縦梁は、側梁、中梁で
もよい。
に徐々に変化する断面形状を有する構成でもよい。更
に、前記衝突部材は車両前後方向に垂直な衝突面を有す
る構成でもよく、あるいは、前記縦梁は、側梁、中梁で
もよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、鉄道車両
用構体Ａは、側構体１と、屋根構体２とを備えており、
これらが台枠４に固定されている。側構体１には、窓枠
６等が形成されている。
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、鉄道車両
用構体Ａは、側構体１と、屋根構体２とを備えており、
これらが台枠４に固定されている。側構体１には、窓枠
６等が形成されている。
【０００８】台枠４は、その両側に縦方向に設けられた
側梁８，１０（図３参照）を備えており、台枠４の中央
には中梁１２が縦方向に設けられている。これらの縦梁
としての側梁８，１０と中梁１２とは横方向に設けられ
た複数の横梁１４により接続されている。
側梁８，１０（図３参照）を備えており、台枠４の中央
には中梁１２が縦方向に設けられている。これらの縦梁
としての側梁８，１０と中梁１２とは横方向に設けられ
た複数の横梁１４により接続されている。
【０００９】また、鉄道車両用構体Ａの端には、衝突部
材１６が設けられている。本実施形態では、衝突部材１
６は、図２に示すように、板厚が９ｍｍの板材１７をほ
ぼ直角の山型状に折曲げ、更に、鉄道車両用構体Ａの外
側に補強板１８を張り付けて形成されている。これによ
り、衝突部材１６は、高剛性を有するように形成されて
いる。
材１６が設けられている。本実施形態では、衝突部材１
６は、図２に示すように、板厚が９ｍｍの板材１７をほ
ぼ直角の山型状に折曲げ、更に、鉄道車両用構体Ａの外
側に補強板１８を張り付けて形成されている。これによ
り、衝突部材１６は、高剛性を有するように形成されて
いる。
【００１０】衝突部材１６は補強板１８が車両前後方向
と垂直になるように立てられて配置されており、補強板
１８の平坦面により、車両前後方向と垂直な衝突面１８
ａが形成されている。尚、衝突部材１６は、複数の車両
を連結している場合には、先頭車両の鉄道車両用構体Ａ
の前側端と、最後尾車両の鉄道車両用構体Ａの後側端と
に設けられていればよい。
と垂直になるように立てられて配置されており、補強板
１８の平坦面により、車両前後方向と垂直な衝突面１８
ａが形成されている。尚、衝突部材１６は、複数の車両
を連結している場合には、先頭車両の鉄道車両用構体Ａ
の前側端と、最後尾車両の鉄道車両用構体Ａの後側端と
に設けられていればよい。
【００１１】図１に示すように、側梁８，１０や中梁１
２の端側を接続する横梁２０が設けられており、この横
梁２０は、本実施形態では、図２に示すように、板厚が
９ｍｍの断面長方形でパイプ状のものである。その中空
内部には図示しない仕切板が複数箇所に設けられてお
り、高剛性を有するように形成されている。
２の端側を接続する横梁２０が設けられており、この横
梁２０は、本実施形態では、図２に示すように、板厚が
９ｍｍの断面長方形でパイプ状のものである。その中空
内部には図示しない仕切板が複数箇所に設けられてお
り、高剛性を有するように形成されている。
【００１２】前述した衝突部材１６と横梁２０との間に
は、衝撃吸収部材２２が設けられている。衝撃吸収部材
２２は、本実施形態では、各板厚が４．５ｍｍの上下の
板の間に仕切板を縦に挟んで、溶接により接続した中空
状のものである。衝撃吸収部材２２は、衝突部材１６側
の幅が狭く、横梁２０側の幅が広くなるように、テーパ
状に形成されて、車両前後方向に徐々に変化する断面形
状を有している。衝撃吸収部材２２に大きな荷重が加わ
った場合には、衝撃吸収部材２２が塑性変形するよう
に、衝突部材１６や横梁２０よりも低強度に形成されて
いる。衝撃吸収部材２２の一端が衝突部材１６に接続さ
れると共に、衝撃吸収部材２２の他端が横梁２０に接続
されている。
は、衝撃吸収部材２２が設けられている。衝撃吸収部材
２２は、本実施形態では、各板厚が４．５ｍｍの上下の
板の間に仕切板を縦に挟んで、溶接により接続した中空
状のものである。衝撃吸収部材２２は、衝突部材１６側
の幅が狭く、横梁２０側の幅が広くなるように、テーパ
状に形成されて、車両前後方向に徐々に変化する断面形
状を有している。衝撃吸収部材２２に大きな荷重が加わ
った場合には、衝撃吸収部材２２が塑性変形するよう
に、衝突部材１６や横梁２０よりも低強度に形成されて
いる。衝撃吸収部材２２の一端が衝突部材１６に接続さ
れると共に、衝撃吸収部材２２の他端が横梁２０に接続
されている。
【００１３】図３に示すように、本実施形態では、両側
梁８，１０は、鉄道車両用構体Ａの端側で内側に曲げら
れており、衝突部材１６から両側梁８，１０の先端に端
部材２４が掛け渡されている。衝突部材１６に荷重が加
わったときには、曲げモーメントが作用して両側梁８，
１０が内側に塑性変形し易いように構成されている。
梁８，１０は、鉄道車両用構体Ａの端側で内側に曲げら
れており、衝突部材１６から両側梁８，１０の先端に端
部材２４が掛け渡されている。衝突部材１６に荷重が加
わったときには、曲げモーメントが作用して両側梁８，
１０が内側に塑性変形し易いように構成されている。
【００１４】次に、前述した本実施形態の鉄道車両用構
体の作動について、構造解析を行った結果と共に説明す
る。図４は、２４Ｋｍ／ｈで走行中の鉄道車両用構体Ａ
が、停止状態にある鉄道車両用構体Ｂに衝突する直前の
状態を示す。図５、図６は衝突後の変形状態を示す。鉄
道車両用構体Ａ，Ｂ同士が衝突する際には、衝突部材１
６の衝突面１８ａ同士が接触する。
体の作動について、構造解析を行った結果と共に説明す
る。図４は、２４Ｋｍ／ｈで走行中の鉄道車両用構体Ａ
が、停止状態にある鉄道車両用構体Ｂに衝突する直前の
状態を示す。図５、図６は衝突後の変形状態を示す。鉄
道車両用構体Ａ，Ｂ同士が衝突する際には、衝突部材１
６の衝突面１８ａ同士が接触する。
【００１５】そして、衝突部材１６を介して、それぞれ
衝撃吸収部材２２に圧縮荷重が作用する。衝撃吸収部材
２２はこの圧縮荷重を受けて、塑性変形する。衝撃吸収
部材２２はその断面形状が徐々に変化するので、塑性変
形は衝突部材１６側から順に塑性変形が進行して、座屈
する。
衝撃吸収部材２２に圧縮荷重が作用する。衝撃吸収部材
２２はこの圧縮荷重を受けて、塑性変形する。衝撃吸収
部材２２はその断面形状が徐々に変化するので、塑性変
形は衝突部材１６側から順に塑性変形が進行して、座屈
する。
【００１６】衝突の際に、衝突部材１６は高剛性である
ので、その塑性変形は小さく、両衝突部材１６同士が衝
突面１８ａで密着している状態となる。これにより、衝
撃吸収部材２２が塑性変形する間に、衝撃吸収部材２２
の位置等が多少ずれても、衝突部材１６と横梁２０との
間の衝撃吸収部材２２に圧縮荷重が作用し続ける。よっ
て、衝撃吸収部材２２が塑性変形して衝突時のエネルギ
を吸収する。また、衝突部材１６は、衝突面１８ａが車
両端にあるので、外部からの被衝突物の侵入から乗務員
を防護する。
ので、その塑性変形は小さく、両衝突部材１６同士が衝
突面１８ａで密着している状態となる。これにより、衝
撃吸収部材２２が塑性変形する間に、衝撃吸収部材２２
の位置等が多少ずれても、衝突部材１６と横梁２０との
間の衝撃吸収部材２２に圧縮荷重が作用し続ける。よっ
て、衝撃吸収部材２２が塑性変形して衝突時のエネルギ
を吸収する。また、衝突部材１６は、衝突面１８ａが車
両端にあるので、外部からの被衝突物の侵入から乗務員
を防護する。
【００１７】衝突時の荷重は衝撃吸収部材２２を介して
横梁２０にも作用するが、横梁２０はその強度が高いの
で、横梁２０の塑性変形は小さい。また、衝突時の車両
前後方向の衝撃力は側梁８，１０、中梁１２に分散され
る。よって、横梁２０より客室側の破壊は小さく、衝撃
吸収部材２２の塑性変形により、衝突時のエネルギが吸
収されて、客室への衝撃が小さくなる。
横梁２０にも作用するが、横梁２０はその強度が高いの
で、横梁２０の塑性変形は小さい。また、衝突時の車両
前後方向の衝撃力は側梁８，１０、中梁１２に分散され
る。よって、横梁２０より客室側の破壊は小さく、衝撃
吸収部材２２の塑性変形により、衝突時のエネルギが吸
収されて、客室への衝撃が小さくなる。
【００１８】図５、図６の場合では、衝突側の鉄道車両
用構体Ａでは破壊の進行が途中で止まっており、衝突さ
れた側の鉄道車両用構体Ｂでは破壊が完了しているが、
これは同一構造を有する車両同士の衝突の場合、どちら
の先頭部から破壊するかはおよそ確率的に決定されるも
のである。破壊の進行が速い側の破壊が大きくなる。
用構体Ａでは破壊の進行が途中で止まっており、衝突さ
れた側の鉄道車両用構体Ｂでは破壊が完了しているが、
これは同一構造を有する車両同士の衝突の場合、どちら
の先頭部から破壊するかはおよそ確率的に決定されるも
のである。破壊の進行が速い側の破壊が大きくなる。
【００１９】尚、衝撃吸収部材２２は、前述した構成の
ものに限らず、衝撃を吸収できる構造の部材であれば実
施可能である。また、台枠４だけに衝撃吸収部材２２を
設けるのではなく、側構体１や屋根構体２にも設けても
よい。以上本発明はこの様な実施形態に何等限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々なる態様で実施し得る。
ものに限らず、衝撃を吸収できる構造の部材であれば実
施可能である。また、台枠４だけに衝撃吸収部材２２を
設けるのではなく、側構体１や屋根構体２にも設けても
よい。以上本発明はこの様な実施形態に何等限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々なる態様で実施し得る。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の鉄道車両用
構体は、衝突による客室・乗務員室の破壊、及び過大な
加速度から乗客・乗務員を保護することができるという
効果を奏する。また、車両前後方向に徐々に変化する断
面形状を有する衝撃吸収部材を有すると、衝撃吸収部材
が衝撃に応じて順に塑性変形して衝撃を吸収する。更
に、衝突部材が車両前後方向に垂直な衝突面を有する
と、他の鉄道車両に衝突した際に衝突面同士が接触し
て、衝撃吸収部材に荷重が適正に加わり、また、被衝突
物の侵入を防止する。
構体は、衝突による客室・乗務員室の破壊、及び過大な
加速度から乗客・乗務員を保護することができるという
効果を奏する。また、車両前後方向に徐々に変化する断
面形状を有する衝撃吸収部材を有すると、衝撃吸収部材
が衝撃に応じて順に塑性変形して衝撃を吸収する。更
に、衝突部材が車両前後方向に垂直な衝突面を有する
と、他の鉄道車両に衝突した際に衝突面同士が接触し
て、衝撃吸収部材に荷重が適正に加わり、また、被衝突
物の侵入を防止する。
【図１】本発明の一実施形態としての鉄道車両用構体を
前後方向に中央で破断して示す要部斜視図である。
前後方向に中央で破断して示す要部斜視図である。
【図２】本実施形態の衝突部材、衝撃吸収部材、横梁の
分解拡大斜視図である。
分解拡大斜視図である。
【図３】本実施形態の衝突部材、衝撃吸収部材、横梁の
拡大平面図である。
拡大平面図である。
【図４】本実施形態の鉄道車両用構体の衝突直前の状態
を示す拡大斜視図である。
を示す拡大斜視図である。
【図５】本実施形態の鉄道車両用構体の衝突後の状態を
走行車両側から見た拡大斜視図である。
走行車両側から見た拡大斜視図である。
【図６】本実施形態の鉄道車両用構体の衝突後の状態を
停止車両側から見た拡大斜視図である。
停止車両側から見た拡大斜視図である。
【図７】従来の鉄道車両用構体の要部斜視図である。
【図８】従来の鉄道車両用構体の衝突後の状態を示す斜
視図である。
視図である。
１，５０…側構体 ２，５４…屋根構体 ４，５８…台枠 ８，１０…側梁 １２…中梁 １６…衝突部材 １８ａ…衝突面 ２０…横梁 ２２…衝撃吸収部材
Claims (4)
- 【請求項１】 車両端に高剛性の衝突部材を設けると共
に、縦梁間に掛渡された高剛性の横梁を設け、かつ、前
記衝突部材と前記横梁との間に、塑性変形により衝突時
の衝撃を緩和する衝撃吸収部材を配置したことを特徴と
する鉄道車両用構体。 - 【請求項２】 前記衝撃吸収部材は、車両前後方向に徐
々に変化する断面形状を有することを特徴とする請求項
１記載の鉄道車両用構体。 - 【請求項３】 前記衝突部材は車両前後方向に垂直な衝
突面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記
載の鉄道車両用構体。 - 【請求項４】 前記縦梁は、側梁、中梁であることを特
徴とする請求項１ないし請求項３記載の鉄道車両用構
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11225390A JP2001048016A (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 鉄道車両用構体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11225390A JP2001048016A (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 鉄道車両用構体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001048016A true JP2001048016A (ja) | 2001-02-20 |
Family
ID=16828619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11225390A Pending JP2001048016A (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 鉄道車両用構体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001048016A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2002316639A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-10-29 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 鉄道車両の先頭部構体構造 |
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| US8327773B2 (en) | 2010-01-04 | 2012-12-11 | Nippon Sharyo, Ltd. | Railway vehicle |
| US8689702B2 (en) | 2010-05-10 | 2014-04-08 | Nippon Sharyo, Ltd. | Railway vehicle |
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-
1999
- 1999-08-09 JP JP11225390A patent/JP2001048016A/ja active Pending
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