JP2008297898A - 鉄道車両の転倒防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地震等の際に、鉄道車両が転倒するのを防止することができる鉄道車両の転倒防止構造を提供する。
【解決手段】レール６，６の両側に、車両転倒防止用側壁１０，１１をレール６，６を挟むようにして設け、車両転倒防止用側壁１０，１１は、建築限界ＫＧの外側５００ｍｍ以内に位置しており、かつ、鉄道車両７の側面に対向して、レール６，６に沿って延在している。したがって、鉄道車両７が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両が車両転倒防止用側壁１０，１１に当接（衝突）して、この車両転倒防止用側壁１０，１１によって支持されてそれ以上の傾きが阻止される。したがって、鉄道車両７の転倒を未然に防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、地震等の際に、鉄道車両が転倒するのを防止する鉄道車両の転倒防止構造に関する。

車両（鉄道車両）が橋梁・高架橋上で地震力を受けた場合、その上を走行する車両は水平方向慣性力を受けて脱線する可能性がある。
そこで、地震時に車両の走行安全性を確保する方法の一つとして、特許文献１に記載のように、高架橋の固有振動数を高め、鉄道車両の水平方向の固有振動数と離す技術がある。
この技術は、互いに対向する位置にて立設された一対の柱状橋脚と該柱状橋脚の頂部に架け渡された梁とからラーメン構造を形成するとともに前記一対の柱状橋脚及び前記梁を含む面内空間に逆Ｖ字状をなすブレース材を配置し、該ブレース材の頂部近傍を所定のエネルギー吸収ダンパーを介して前記梁の中央近傍に接合し、両端を前記一対の柱状橋脚の中間高さ位置近傍にそれぞれ接合してなる鉄道用高架橋の下部構造であって、該鉄道用高架橋の橋軸直交方向の固有振動数が２Ｈz以上となるように構成したものである。
また、急曲線など、鉄道車両の走行性が悪くなることが予測される箇所には予め脱線防止レールなどが設置されている。
特開平１１−３２３８２６号公報

しかし、上記のような従来技術においては、特に、高架橋等の高さの高い構造物では、構造物の水平方向の振動が大きく、かつ車両にとっても最も厳しい固有振動数で振動するため、脱線を防ぐことは困難である。
そして、脱線が起きた場合には、車両はレールによる水平方向の拘束を失い、高架橋等の構造物上を不安定な状態で走行することになり、場合によっては車両が転倒するに至ることもある。このような車両の転倒を防止する技術については現在のところ具体的なものがない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、地震等の際に、鉄道車両が転倒するのを防止することができる鉄道車両の転倒防止構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１および図２に示すように、鉄道車両の転倒防止構造であって、
鉄道車両７が走行するレール６，６の両側に、車両転倒防止用側壁１０，１１が前記レール６，６を挟むようにして設けられており、
前記車両転倒防止用側壁１０，１１は、建築限界ＫＧの外側５００ｍｍ以内に位置して
おり、かつ、鉄道車両７の側面に対向して、前記レール６，６に沿って延在しており、
前記車両転倒防止用側壁１０，１１の上面は鉄道車両７の重心位置より上方でかつ前記鉄道車両７の窓より下方に位置しており、
前記車両転倒防止用側壁１０，１１は、側壁部１０ａ，１１ａと、この側壁部１０ａ，１１ａの上端部に設けられ、該側壁部１０ａ，１１ａより両側に突出している支持部１０ｂ，１１ｂとで構成されていることを特徴とする。

ここで、建築限界とは、あらかじめ車両の安全な運行を確保するために空間上に設けられた限界であり、レールの周囲で、建造物などが存在してはならない範囲のことをいう。この建築限界についての基準はレールの位置が基準となる。
したがって、例えば図１および図２に示すような車両転倒防止用側壁１０，１１は、建
築限界すなわち軌道中心から２２００ｍｍ（新幹線の場合）、または１９００ｍｍ（在来線の場合）の位置より外側５００ｍｍ以内に位置することになる。

請求項１に記載の発明によれば、車両転倒防止用側壁が、建築限界の外側５００ｍｍ以内に位置しており、かつ、鉄道車両の側面に対向して、レールに沿って延在しているので、鉄道車両が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両が車両転倒防止用側壁に当接（衝突）して、この車両転倒防止用側壁によって支持されてそれ以上の傾きが阻止される。したがって、鉄道車両の転倒を未然に防止できる。

請求項２に記載の発明は、例えば図１および図２に示すように、請求項１に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
前記レール６，６が橋梁または高架橋１上に設置されている場合に、前記車両転倒防止
用側壁１０，１１を、橋梁の主桁、または高架橋１の縦梁として兼用したことを特徴とす
る。

橋梁または高架橋には、主桁や縦梁等が下方に突出するようにして設けられている場合があるが、請求項２に記載の発明によれば、前記車両転倒防止用側壁を、橋梁の主桁、または高架橋の縦梁として兼用したので、橋梁または高架橋に、上述したような下方に突出する主桁や縦梁を設ける必要がなく、よって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。

請求項３に記載の発明は、例えば図６に示すように、
請求項１または２に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
前記車両転倒防止用側壁１０に、防音性を備えた上部壁１６または上部高欄を設けることによって、前記車両転倒防止用側壁１０を防音壁の下部または高欄の下部として兼用したことを特徴とする。

このように、車両転倒防止用側壁１０を、防音壁または高欄の下部として兼用するために、防音壁または高欄の上部（上部壁１６または上部高欄）を車両転倒防止用側壁に設ける。

請求項３に記載の発明によれば、車両転倒防止用側壁に、防音性を備えた上部壁または上部高欄を設けることによって、車両転倒防止用側壁を防音壁の下部または高欄の下部として兼用したので、防音壁や高欄の全体を形成する必要がなく、よって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。

請求項４に記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
前記車両転倒防止用側壁１０，１１には、緩衝材１２が車両転倒防止用側壁１０，１１の長手方向に沿って設けられていることを特徴とする。

ここで、前記緩衝材としては、ゴムやセメントアスファルトモルタル等、車両転倒防止用側壁より弾力性、柔軟性があるものを使用する。また、緩衝材は車両転倒防止用側壁の全域に設けてもよいが、鉄道車両が脱線傾斜した場合に衝突する高さの部位に集中的に設けるのが経済上好ましい。

請求項４に記載の発明によれば、鉄道車両が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両が車両転倒防止用側壁に当接（衝突）するが、その際に緩衝材にも当接（衝突）して、この緩衝材によって鉄道車両への衝撃が軽減されるので、鉄道車両の損傷を軽減できる。

請求項５に記載の発明は、例えば図４および図５に示すように、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
前記鉄道車両７の側面に、ガイド部材１５が少なくともその一部を鉄道車両の側面から突出して設けられており、
前記ガイド部材１５は前記鉄道車両７が脱線した際に、前記車両転倒防止用側壁１０，
１１上を摺動または転動することを特徴とする。

ここで、ガイド部材としては、例えば、鉛直に設けられた軸回りに回転可能な車輪、ローラ等が挙げられる。この場合、この車輪、ローラ等のガイド部材は、鉄道車両が脱線した際に、車両転倒防止用側壁上を転動する。
また、ガイド部材としては、車輪、ローラ以外のものでもよい。例えば、板状のガイド部材を側面から突出して設け、該ガイド部材に摩擦を軽減する処理（コーティング等）を施したものでもよい。この場合、ガイド部材は、鉄道車両が脱線した際に、車両転倒防止用側壁上を摺動する。

請求項５に記載の発明によれば、鉄道車両が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両が車両転倒防止用側壁に当接（衝突）するが、その際にガイド部材が車両転倒防止用側壁上を摺動または転動するので、鉄道車両が車両転倒防止用側壁に当接（衝突）した際の衝撃が軽減され、よって、鉄道車両の損傷を軽減できる。

本発明によれば、鉄道車両が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両が車両転倒防止用側壁に当接して、この車両転倒防止用側壁によって支持されてそれ以上の傾きが阻止されるので、鉄道車両の転倒を未然に防止できる。
また、車両転倒防止用側壁を、橋梁の主桁、または高架橋の縦梁として兼用することによって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。
さらに、車両転倒防止用側壁を、防音壁または高欄の下部として兼用することによって、防音壁や高欄の全体を形成する必要がなく、よって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。

また、車両転倒防止用側壁に、緩衝材を設けることによって、この緩衝材によって鉄道車両への衝撃が軽減されるので、鉄道車両の損傷を軽減できる。
加えて、鉄道車両の側面に、ガイド部材を設けることによって、鉄道車両が車両転倒防止用側壁に当接した際の衝撃が軽減され、よって、鉄道車両の損傷を軽減できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１および図２は本発明に係る鉄道車両の転倒防止構造の一例を示すもので、図１はその斜視図、図２は横断面図である。

図１および図２において、符号１は高架橋を示す。この高架橋１は、ラーメン高架橋であり、横断面視において、鉄筋コンクリート造りの橋脚２，２と、これら橋脚２，２の上端部間に設けられて、橋脚２，２によって支持されている鉄筋コンクリート造りの床版３とを備えている。左右一対の橋脚２，２は、図２において紙面と直交する方向（レールの延在方向）に所定間隔で多数設けられており、一対の橋脚２，２間には横梁２ａが設けられている。そして、床版３はレールの延在方向に所定間隔で多数設けられた一対の橋脚２，２と横梁２ａとによって下方から支持されている。

また、床版３上には、左右一対の道床４，４が設置されており、該道床上４，４上にまくら木５，５が設置されている。まくら木５は、レールの延在方向に所定間隔で多数設置されており、これらまくら木５に左右一対のレール６，６が固定されている。そして、この一対のレール６，６を鉄道車両７が走行するようになっている。

また、床版３の左右両側部には、それぞれ車両転倒防止用側壁１０，１０が立設されており、これら車両転倒防止用側壁１０，１０間の中央部において車両転倒防止用側壁１１がレール６に沿って延在するようにして立設されている。
つまり、上り線用のレール６，６の両側にそれぞれ車両転倒防止用側壁１０，１１がレール６，６を挟むようにして設けられており、同様に、下り線用のレール６，６の両側にそれぞれ車両転倒防止用側壁１０，１１がレール６，６を挟むようにして設けられている。

車両転倒防止用側壁１０は、側壁部１０ａと支持部１０ｂとで構成されており、支持部１０ｂは側壁１０ａより両側に突出している。支持部１０ｂは鉄道車両７が脱線した際に、鉄道車両７の側面に当接可能なものであり、その上面は鉄道車両７の重心位置より上方に位置している。
車両転倒防止用側壁１１も同様に、側壁部１１ａと支持部１１ｂとで構成されており、支持部１１ｂは側壁１１ａより両側に突出している。支持部１１ｂは鉄道車両７が脱線した際に、鉄道車両７の側面に当接可能なものであり、その上面は鉄道車両７の重心位置より上方に位置している。なお、支持部１１ｂの厚さは支持部１０ｂより薄くなっている。

さらに、車両転倒防止用側壁１０，１１は、それぞれ建築限界の外側５００ｍｍ以内に位置している。
ここで、建築限界は、あらかじめ車両の安全な運行を確保するために空間上に設けられた限界で、レールの周囲で、建造物などが存在してはならない範囲のことをいい、図２において二点鎖線ＫＧで示している。
この建築限界ＫＧについての基準はレール６，６の位置が基準となり、本例では例えば、建築限界すなわち軌道中心から２２００ｍｍ（新幹線の場合）、または１９００ｍｍ（在来線の場合）の位置より外側５００ｍｍ以内に位置している。
車両転倒防止用側壁１０，１１の位置を建築限界の外側５００ｍｍ以内にしたのは、建築限界より内側にあると車両７の安全な走行が確保できないからであり、また、５００ｍｍを超えると、車両７が脱線した際に、車両転倒防止用側壁１０，１１に有効に当たり難くなるからである。
なお、建築限界ＫＧは、車両の大きさ等によって適宜設定されるが、例えば、軌道の中心から１９００ｍｍ〜２２００ｍｍと設定される。また、建築限界ＫＧは、上下方向においてはレール面からの距離で設定される。

また、前記車両転倒防止用側壁１０，１１は、高架橋１の縦梁として兼用したものとなっている。つまり、高架橋には、通常、縦梁が下方に突出するようにして設けられているが、本例では、床版３から下方に突出する縦梁を設ける代わりに、車両転倒防止用側壁１０，１１を、高架橋の縦梁として兼用している。したがって、上述したような下方に突出する主桁や縦梁を設ける必要がなく、よって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。

このような転倒防止構造では、車両転倒防止用側壁１０，１１が、建築限界ＫＧの外側５００ｍｍ以内に位置しており、かつ、鉄道車両７の側面に対向して、レール６，６に沿って延在しているので、鉄道車両７が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両７の側面が車両転倒防止用側壁１０，１１の支持部１０ｂ，１１ｂに衝突（当接）して、この車両転倒防止用側壁によって支持されてそれ以上の傾きが阻止されるので、鉄道車両７の転倒を未然に防止できる。
また、支持部１０ｂ，１１ｂの上面が、鉄道車両７の重心より上方に位置しているので、支持部１０ｂ，１１ｂは、鉄道車両７が脱線して傾いた場合に、その重心より上方位置で鉄道車両７を支持することができ、よって、より確実に鉄道車両７の転倒を未然に防止できる。

また、図３に示すように、車両転倒防止用側壁１１の支持部１１ｂに、緩衝材１２を設けてもよい。この緩衝材１２は、ゴムやセメントアスファルトモルタル等、車両転倒防止用側壁１１より弾力性、柔軟性がある材料で形成されており、車両転倒防止用側壁１１の長手方向に沿って設けられている。
なお、図３においては、車両転倒防止用側壁１１の支持部１１ｂに緩衝材１２を設けたものを図示しているが、実際には車両転倒防止用側壁１０の支持部１０ｂにも設けられている。
このように緩衝材１２を設けると、鉄道車両７が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両７が車両転倒防止用側壁１０，１１の支持部１０ｂ，１１ｂに当接するが、その際に緩衝材１２，１２にも当接して、この緩衝材１２，１２によって鉄道車両７への衝撃が軽減されるので、鉄道車両７の損傷を軽減できる。

さらに、図４および図５に示すように、鉄道車両７の両側面に、それぞれガイド部材１５を、その一部が鉄道車両７の側面から突出するようにして設けてもよい。
ガイド部材１５は、本例では、鉛直に設けられた軸回りに回転可能な車輪１５であり、この車輪１５の外周の一部が鉄道車両７の側面から突出している。また、ガイド部材（車輪）１５は、鉄道車両７の対向する両側面それぞれに、前後に離間して２つ設けられている、つまり、一両の鉄道車両７に前後左右合計４つ設けらえている。
このようにガイド部材１５を設けると、鉄道車両７が地震等によって脱線して傾いた場合、鉄道車両７が車両転倒防止用側壁１０，１１の支持部１０ｂ，１１ｂに当接するが、その際にガイド部材１５が支持部材１０ｂ，１１ｂを転動するので、鉄道車両７が車両転倒防止用側壁１０，１１に当接した際の衝撃が軽減され、よって、鉄道車両７の損傷を軽減できる。

（第２の実施の形態）
図６は第２の実施の形態を示すもので、鉄道車両の転倒防止構造の横断面図である。本実施の形態が、前記第１実施の形態と異なる点は、車両転倒防止用側壁の形状と、防音壁を設置した点であるので、この点について詳しく説明し、第１の実施の形態と共通部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

床版３の両側部に立設されている車両転倒防止用側壁１０は、側壁１０ａと支持部１０ｃとを備えている。支持部１０ｃは側壁１０ａよりレール側に突出している。支持部１０ｃは鉄道車両７が脱線した際に、鉄道車両７の側面に当接可能なものであり、その上面は鉄道車両７の重心位置より上方に位置している。
また、支持部１０ｃの上面外縁部には、防音性を備えた上部壁１６が設置されている。この上部壁１６は、車両転倒防止用側壁１０とともに防音壁を構成するものであり、鉄道車両７の下部における騒音は車両転倒防止用側壁１０で防音し、鉄道車両７の上部における騒音は上部壁１６によって防音するようになっている。
つまり、本例では車両転倒防止用側壁１０に、防音性を備えた上部壁１６を設けることによって、車両転倒防止用側壁１０を、防音壁の少なくとも一部（下部）として兼用している。

このように、本実施の形態では車両転倒防止用側壁１０を、防音壁の少なくとも一部（下部）として兼用したので、防音壁全体を形成する必要がなく、よって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。
なお、本実施の形態では、車両転倒防止用側１０に上部壁１６を設けることによって防音壁を構成したが、これに限ることなく、車両転倒防止用側壁１０を上方に延長することで、車両転倒防止用側壁１０のみによって防音壁を構成してもよい。
また、本実施の形態では、車両転倒防止用側壁１０に上部壁１６を設けたが、この上部壁１６に代えて、上部高欄を設け、車両転倒防止用側壁１０の下部とともに高欄を構成してもよい。この場合も高欄の全体を形成する必要がなく、よって、経済的にも設計上も優れた転倒防止構造となる。

なお、上記第１および第２の実施の形態では、本発明に係る転倒防止構造を、レールを設置する高架橋に適用した場合を例にとって説明したが、本発明はレールを設置する橋梁、盛土、トンネル等にも適用できる。

本発明の鉄道車両の転倒防止構造の第１実施の形態を示すもので、その斜視図である。 同、横断面図である。 同、車両転倒防止用側壁に緩衝材を取付けた状態を示す斜視図である。 同、鉄道車両にガイド部材を取付け状態を示す横断面図である。 同、鉄道車両にガイド部材を取付け状態を示す平面図である。 本発明の鉄道車両の転倒防止構造の第２実施の形態を示すもので、その横断面図である。

符号の説明

１ 高架橋
６ レール
７ 鉄道車両
１０，１１ 車両転倒防止用側壁
１２ 緩衝材
１５ ガイド部材
１６ 上壁部
ＫＧ 建築限界

Claims (5)

1. 鉄道車両がその下面に設けられた車輪によって走行するレールの両側に、車両転倒防止用側壁が前記レールを挟むようにして設けられており、
   前記車両転倒防止用側壁は、建築限界の外側５００ｍｍ以内に位置しており、かつ、鉄道車両の側面に対向して、前記レールに沿って延在しており、
   前記車両転倒防止用側壁の上面は鉄道車両の重心位置より上方でかつ前記鉄道車両の窓より下方に位置しており、
   前記車両転倒防止用側壁は、側壁部と、この側壁部の上端部に設けられ、該側壁部より両側に突出している支持部とで構成されていることを特徴とする鉄道車両の転倒防止構造。
2. 請求項１に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
   前記レールが橋梁または高架橋上に設置されている場合に、前記車両転倒防止用側壁を、橋梁の主桁、または高架橋の縦梁として兼用したことを特徴とする鉄道車両の転倒防止構造。
3. 請求項１または２に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
   前記車両転倒防止用側壁に、防音性を備えた上部壁または上部高欄を設けることによって、前記車両転倒防止用側壁を防音壁の下部または高欄の下部として兼用したことを特徴とする鉄道車両の転倒防止構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
   前記車両転倒防止用側壁には、緩衝材が車両転倒防止用側壁の長手方向に沿って設けられていることを特徴とする鉄道車両の転倒防止構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の鉄道車両の転倒防止構造において、
   前記鉄道車両の側面に、ガイド部材が少なくともその一部を鉄道車両の側面から突出して設けられており、
   前記ガイド部材は前記鉄道車両が脱線した際に、前記車両転倒防止用側壁上を摺動または転動することを特徴とする鉄道車両の転倒防止構造。

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