JP2010018109A - 鉄道車両用構体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダブルスキン構造の側構体を備えた鉄道車両用構体の構造を生かして、強度部材の一部を削除するなど簡単な改良で、オフセット衝突時の衝撃を緩和し、かつ相手方車両への食い込みおよび相手方車両の食い込みを防止し、車両内の乗客や乗員の安全性を向上し得る鉄道車両用構体構造を提供する。
【解決手段】 アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体において、車両構体の側構体２の両側面において前端または後端より客室側へ所定距離をあけて上下方向に一定幅でインナースキン２ｃおよびレール方向のリブ２ｄを切り欠くことにより、上下方向の連続するフォールディングスリット９を少なくとも一箇所に設けている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、相対向して走行する一方の軌道(線路)上で脱線した車両に対し、対向方向から走行する車両が衝突した際の、いわゆるオフセット衝突時の衝撃を緩和する対策を施した鉄道車両用構体構造に関するもので、詳しくは主に先頭車両を除く中間車両で、アルミニウム合金製のダブルスキン構造の鉄道車両用構体構造に関するものである。

この種の一般的な鉄道車両用構体を備えた鉄道車両について、走行中の鉄道車両(中間車両）が脱線によって軌道(線路)上から対向車両側へはみ出して停止した状態で、対向方向から走行してきた９両編成の鉄道車両（中間車両）が先頭位置でオフセット衝突することを想定してＦＥＭ解析により車両構体の破損状況を解析した（図８−１〜４参照）。衝突条件は、図９に示すように、脱線車両が、枕はりの位置で、レールの高さおよび空気ばね、軸ばねのたわみの量だけ下方に変位すると想定した。また、脱線車両の軌道からのはみ出し量は、連結器の最大振れ角（２６．２°:胴受けに接触する角度）によって決定した。脱線車両と衝突車両（走行時の時速６０ｋｍ／ｈ）の構体同士の重なりは２２０ｍｍとなる（軌道中心間距離は３６００ｍｍ）。

つぎの解析モデルを作成してＦＥＭ解析して衝突時の車両の状態を検証した。この解析モデルは、図１０に示すように、脱線車両、走行車両ともに、解析モデルの規模を小さくするため、半車長モデルとし、残り部分は剛体ハリでモデル化した。また、列車編成を構成する残りの車両を質点でモデル化し、さらに連結器の緩衝装置を模擬したバネ要素でモデル化することにより、後続車両の影響を考慮したモデル化にした。なお、最悪の条件でのオフセット衝突を想定するため、脱線車両は９両編成の先頭から２番目（８号）の車両とし、走行車両は９両編成とし、中間車両（箱形車両）を先頭位置（１両目）に置いて衝突させた。通常、先頭車両は流線形であるから、衝突時に相手方車両を外方へ引き離す機能を備えているので、箱形の中間車両が先頭位置で衝突する方が被害が大きくなるからである。

従来の鉄道車両用構体構造によるオフセット衝突時の解析結果（図８−１〜４）については、車端部のデッキ（出入口部）の有無で車両構体の構造が異なるので、表３−１〜４に示す４通りの組み合わせでオフセット衝突時のＦＥＭ解析を実施したところ、解析モデル１１・２１・３１・４１のうち、解析モデル３１以外では、評価は×、つまり脱線車両に走行車両側の構体が噛み合い、相互に相手方車両の内面側に食い込んだ状態になった。すなわち、解析モデル３１の評価は△で、この解析モデル３１以外の解析モデルでは、オフセット衝突時に相手方車両の一側方隅角部が相互にめり込んだ状態（評価が×）になった（図８−１−１〜図８−４−１参照）。

ところで、オフセット衝突時の衝撃緩和構造に関する先行技術について、台枠、側構体、妻構体および屋根構体を接合して構成される車両用構体において、前記台枠の側梁の妻側端部を端梁と前記側梁の双方に対して鈍角になるように傾斜させて形成し、前記側構体の少なくとも腰部の妻側端部を前記妻構体と側構体の双方に対して鈍角になるように傾斜させて形成するとともに、前記側構体の妻側端部を覆う隅柱を前記側梁の妻側端部を覆う長さに一体に形成して前記側梁及び前記側構体に接合し、該隅柱に前記妻構体を接合した車両用構体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この車両用構体では、オフセット衝突した場合に、隅柱が妻構体と側構体の双方に対して鈍角に傾斜しているため、対向車両を受け流して衝撃力の一部を緩和することができる。また、隅柱が台枠下面に至る長さに形成されているため、台枠と隅柱との接合部から破断することを防止できる。さらに、側構体の腰部側板を二重構造材で構成することにより、仮に腰部側板の外板が破断されたとしても内板が破断されなければ、台枠と側構体の分離を防ぐことができる。

その他の先行技術として、鉄道車両下部の台枠前端部分で衝撃エネルギーを吸収する鉄道車両用衝撃吸収台枠構造が多数提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１０６６３７号公報 特開平１１−３０１４７６号公報

従来の鉄道車両構体構造では、オフセット衝突時に相手方車両の隅角部が客室内に侵入し、乗客に被害を及ぼした事故例がある。一方、特許文献１に記載の車両用構体によれば、オフセット衝突時の乗客や乗務員の安全性が向上すると考えられる。しかし、側構体の少なくとも腰部の妻側端部を妻構体と側構体の双方に対して鈍角になるように傾斜させて形成するなど、構造が複雑で製作が難しいという不都合がある。また、特許文献２に記載の車両用構体は、オフセット衝突の条件によって、妻面同士のラップ量が隅柱の面を斜めにするだけではカバーしきれないほど大きくなり、十分に効果が発揮されないおそれがある。しかも、車端部にデッキ（出入口部）を備える場合には、隅柱が出入口柱を兼ねるために適用できない。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、ダブルスキン構造の側構体を備えた鉄道車両用構体の構造を生かして、強度部材の一部を削除するなど簡単な改良で、オフセット衝突時の衝撃を緩和し、かつ相手方車両への食い込みおよび相手方車両の食い込みを防止し、車両内の乗客や乗員の安全性を向上し得る鉄道車両用構体構造を提供することを課題としている。
また、オフセット衝突時に、前後の妻面側縁部に相手方車両を外側方へ誘導するためのガイド部材を付加するだけの簡単な改良で、相手方車両の外側方への誘導を確実に行え、相手方車両への食い込み防止を図れ、車両内の乗客や乗員の安全性を確保し得る鉄道車両用構体構造を提供することも課題としている。

上記の課題を解決するために本発明に係る鉄道車両用構体構造は、アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体構造において、前記車両構体の側構体の両側面において前端または後端より客室側へ所定距離をあけて上下方向にインナースキンの一部およびレール方向のリブの一部を一連に切り欠くことにより、上下方向に連続するフォールディングスリットを少なくとも一箇所に設けたことを特徴とする。

上記の構成を有する請求項１に記載の鉄道車両用構体構造によれば、例えば脱線して線路上から相対向する走行車両側へ車両妻面がオフセットして張り出した状態で停止した脱線車両に、相対向する方向から走行してきた本発明の構体構造を備えた走行車両が衝突した際に、このオフセット衝突時の衝撃が車両前端の妻面から前後方向（レール方向）の荷重として側構体側面（以下、側板ともいう）に入力される。この入力荷重は、側板のフォールディングスリット部の変形（折れ曲がりや湾曲および一部破壊など）によって吸収・緩和されると同時に、側板の前端部分がフォールディングスリットを頂点とした車両内側へ折れ曲がり、この内側へ折れ曲がって傾斜する、妻面と接する側板の前端部分が相手方車両を外方へ誘導し、相互に相手方車両の前端隅角部の車両内方への喰い込みが防止される。これにより、車両内部の乗客や乗員への被害が最小限に抑えられ、乗客や乗員の安全が確保される。

請求項２に記載のように、前記フォールディングスリットを間隔をあけて相互に平行に二箇所ずつ設けることができる。

請求項２に記載の鉄道車両用構体構造によれば、オフセット衝突時に上記したように車両の前端寄りのフォールディングスリット部が変形するが、このときの変形による側構体側面（側板）の歪みが隣接する第二のフォールディングスリット部で吸収される。また、衝突時の衝撃が前後二箇所のフォールディングスリットで吸収されるので、衝撃の吸収・緩和作用が向上する。

請求項３に記載のように、隣接する前記鉄道車両間の相対向する妻面において、両測縁部の外端縁より内側前方あるいは内側後方に向けて傾斜するガイド板を備えた、横断面が略直角三角形状の左右一対のガイドポンツーンを、突設することが望ましい。

請求項３に記載の鉄道車両用構体構造によれば、オフセット衝突時に、妻面側縁部の略直角三角形状のガイドポンツーンが相手方車両を外側方へ誘導するので、上記フォールディングスリットと相俟って相手方車両への食い込み防止とともに、相手方車両の外側方への誘導を確実に行える。なお、妻面の両側縁部の上下方向にガイドポンツーンだけを設けた構体構造では、デッキ無し車両の場合には相手方車両が大きく破壊される(表３−２解析モデル22GP参照）おそれがあるが、側構体のフォールディングスリットと組み合わせて設けることにより、フォールディングスリットの上記作用により相手方車両への加害性が低減される。

請求項４に記載のように、前記各フォールディングスリット内に前記フォールディングスリットの内側形状に対応する凹状部を有する（横断面コの字枠状の）覆い板を配設することができる。

請求項４に記載の鉄道車両用構体構造によれば、上記フォールディングスリットを戸袋部に配置する場合には塞ぎ板により水密作用が図られるとともに、戸袋部以外に配置される場合に戸袋内の配置を含め、塞ぎ板によって周辺の剛性を任意に調整することができる。

請求項５に記載のように、前記フォールディングスリットの幅を，１００〜４００ｍｍにすることができる。

請求項５に記載の鉄道車両用構体構造によれば、フォールディングスリットの幅を、例えば１００ｍｍ、２００ｍｍあるいは３００ｍｍ，４００ｍｍと設定し、その位置を車両の側板の前後方向に沿って適切な位置を設定することにより、表１に示すように１箇所に設けるだけでもオフセット衝突に有効になる。

請求項６に記載の鉄道車両用構体構造は、アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体構造において、前記車両構体の前後の妻面両側縁部に沿って、前記妻面の外端縁より内側前方あるいは内側後方に向けて傾斜する所定幅のガイド板を備えた、横断面が略直角三角形状の左右一対のガイドポンツーンを、上下方向のほぼ全長にわたって突設したことを特徴とする。

請求項６に記載の鉄道車両構体構造によれば、オフセット衝突する両方の車両がデッキ（出入口部）有りの場合には、いずれか一方の車両にガイドポンツーンを設けておけば、とくにフォールディングスリットと組み合わせなくても有効であり、またオフセット衝突する両方の車両にガイドポンツーンを設けておけば、脱線車両がデッキ有りで走行車両がデッキ無しの場合にはフォールディングスリットと組み合わせなくても有効である（表３−１解析モデル12GP・13GP・14GPおよび表３−３解析モデル34GP参照）。

請求項７に記載のように、前記車両構体が前端部あるいは後端部の少なくとも一方に出入口部であるデッキを備え、前記ガイド板が幅２００〜２５０ｍｍで傾斜角度が１５〜３０°であることが好ましい。

請求項７に記載の鉄道車両構体構造によれば、相手方車両がデッキを備えた車両であれば、とくにフォールディングスリットと組み合わせて設けなくても、オフセット衝突時の衝撃を緩和し、相手方車両の車両内部への侵入を防止することができる。

本発明に係る鉄道車両用構体構造は上記の構成を有するので、つぎのような優れた効果がある。

アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体構造において上下方向に一定幅でインナースキンおよびレール方向のリブを削除するという、比較的簡単な改造で形成される上下方向の連続するフォールディングスリットにより、オフセット衝突時の衝撃を吸収・緩和し、同時にダブルスキン側板（側外板）がフォールディングスリットを頂点として車両内側へ傾斜するように折れ曲がり変形し、この内側へ折れ曲がった傾斜側板の前端部分が衝突する両方の車両を相互に外方へ誘導し、車両内方への相手方車両の喰い込みを防止し、これにより、車両内の乗客や乗員への被害が最小限に抑えられ、安全性の向上が図られる。

また、アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体構造において車両構体の前後の妻面両側縁部に沿って、妻面の外端縁より内側前方あるいは内側後方に向けて傾斜する所定幅のガイド板を備え横断面が略直角三角形状の左右一対のガイドポンツーンを、上下方向のほぼ全長にわたって突設するという比較的簡単な改良で、オフセット衝突する両方の車両がデッキ（出入口部）有りの場合には、いずれか一方の車両にガイドポンツーンを設けておけば、とくにフォールディングスリットと組み合わせなくても効果があり、またオフセット衝突する両方の車両にガイドポンツーンを設けておけば、脱線車両がデッキ有りで走行車両がデッキ無しの場合にはフォールディングスリットと組み合わせなくても効果がある。

以下、本発明に係る鉄道車両用構体構造について実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態の鉄道車両用構体１の基本構造１Ａは全体的にアルミニウム合金製のダブルスキン構造からなり、側構体２・２、台枠３、屋根構体４がそれぞれアウタースキン２ｂ〜４ｂとインナースキン２ｃ〜４ｃを長手方向(レール方向）に連続する複数本の断面略Ｖ字状リブ２ｄ〜４ｄで一体に連結した構造の一定幅（短寸）の押出形材２ａ〜４ａを、複数枚ほど幅方向に一連に突き合わせた状態で突き合わせ部をＦＳＷ接合あるいはミグ溶接接合してそれぞれ所定幅に形成される。この状態で、台枠３上の両側縁部に沿って左右の側構体２の下端がそれぞれ一体に接合され、左右の各側構体２の上端間に屋根構体４が跨がるように一体に接合される。そして、左右の各側構体２、台枠３および屋根構体４の前面と後面に、例えば図６−２に示すように骨組みの直交するフレーム材に板材を貼り付けた構造の妻面５がそれぞれ一体に接合され、妻面５と屋根構体４の両側接合箇所の隅角部内側に沿って隅柱が上下方向に接合されている。なお、図１中の符号２ｅは窓用開口、３ｅは台枠３のスカートで、台枠３の両側部からそれぞれ下向きに延設されている。

図２は客室８に隣接する前後両端部分にそれぞれデッキ７を設けた構造の鉄道車両用構体１で、上記のような基本構造１Ａにおいて、前後のデッキ７には両側の各側構体２に出入口７ａが開口されている。また、出入口７ａの内側周縁部には補強用フレーム７ｂが一体に取り付けられ、図示を省略した扉が開放時に客室８側の戸袋７ｃ内に収納される。そして、本実施形態の鉄道車両用構体１では、図２・図３に示すように戸袋７ｃ内において左右の側構体２の、ダブルスキン構造からなる側板２ａの側内板(インナースキン)２ｃとリブ２ｄとを所定幅（１００ｍｍ・２００ｍｍ・３００ｍｍ）で上下方向に連続して切り欠いて、フォールディングスリット９を設けている。本実施形態では、例えば幅１００ｍｍの２本のフォールディングスリット９を戸袋７ｃ内の前端寄りと客室寄りに一定の間隔(例えば１００ｍｍ）をあけて平行に設けている。

また、図３（ｂ）に示すように、戸袋７ｃ部内で側板２ａのインナースキン(側内板）２ｃを切り欠いているので、室内への浸水を防止するために、フォールディングスリット９の凹所９ａをなす内側形状に対応する凹状部(断面コの字枠)１２ａを備えた断面ハット状の塞ぎ板１２を用いてスリット９の内側を覆うことにより水密化を図っている。本実施形態では、塞ぎ板１２は厚さを例えば２ｍｍ程度と非常に薄くし、強度部材としては機能しないようにしている。これは、フォールディングスリット９を設けたことによる衝撃緩和作用が、塞ぎ板１２によって妨げられないようにするためである。ただし、この塞ぎ板１２は、図４のようにフォールディングスリット９を設ける位置が戸袋７ｃ部以外の場合でも、側構体２（戸袋７ｃ内も含む）の剛性を調整するために設けることがあり、この場合には塞ぎ板１２の厚さを適宜変更（厚く）し得ることは言うまでもない。

図４はデッキ７の設けられていない(図２）鉄道車両用構体１’で、本実施形態では両側の各側構体２の前端から例えば３５０ｍｍの間隔をあけて、例えば幅１００ｍｍの２本のフォールディングスリット９を一定の間隔(例えば１００ｍｍ）をあけて平行に設けている。

さらに、図５（ａ）に示すように妻面５の外面の両側縁部には、幅が２２５ｍｍのガイド板１０ａを外端から内端にかけて内端側が対向方向(前方）へ張り出すように傾斜（角度α：１５〜３０°）させた、横断面が直角三角形状のガイドポンツーン１０を、図５（ｂ）に示すように上下方向のほぼ全長（全高）にわたり突設している。このガイドポンツーン１０のガイド板１０ａと妻面５との間には、厚さ８ｍｍ前後の３枚の支持板１１を幅方向に７５ｍｍピッチで妻面５に対し直角にかつ上下方向にわたって介設しており、本例ではガイドポンツーン１０のガイド板１０ａ内端側の、妻面５に対する突出寸法を６０ｍｍにしている。なお、支持板１１のピッチや枚数およびガイド板１０ａの内端側の妻面５に対する突出寸法は一例であって、適宜変更できることは言うまでもなく、例えば３０〜１００ｍｍの範囲で、車両間の偏奇を考慮して決定することができる。また、ガイド板１０ａの幅も２２５ｍｍに限るものではなく、例えば２００〜２５０ｍｍの範囲で、車両間の偏奇を考慮して決定できる。ただし、２２５ｍｍ幅のガイド板１０ａを取り付けた場合、車両間の偏奇を考慮すると、ガイド板１０ａ内端側の、妻面５に対する突出寸法を最大で６０ｍｍにする必要がある。つまり、車両間の妻面５の両側縁部において相対向位置にガイドポンツーン１０をそれぞれ突設する場合には、とくに単純曲線やＳ字曲線を通ってもガイドポンツーン１０同士が接触しないように、各寸法を調整する必要があり、突出寸法が６０ｍｍを超えると、車両間の妻面５に相対向して取り付けられるポンツーン１０が相互に干渉するおそれがあるからである。

さらに、妻面５に対する支持板１１の取り付けは、両側隅肉の断続溶接で行うのが好ましい。連続の開先溶接や全面溶接では、妻面５の歪みが大きくなるからである。

図６−１（ａ）は解析モデル42で、戸袋７ｃ内の車端寄りに幅１００ｍｍのフォールディングスリット９−(1)とこのスリット９−(1)から客室８側へ１００ｍｍの間隔をあけて幅１００ｍｍの第２フォールディングスリット９−(2)を平行に設けている。

図６−１（ｂ）は解析モデル42SFS1で、戸袋７ｃ内の車端寄りに幅１００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図６−１（ｃ）は解析モデル42SFS2で、戸袋７ｃ内の客室８寄りに幅１００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図６−１（ｄ）は解析モデル42SFS3で、戸袋７ｃ内の車端寄りに幅２００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図６−１（ｅ）は解析モデル42SFS4で、戸袋７ｃ内の客室８寄りに幅２００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図６−１（ｆ）は解析モデル42SFS5で、戸袋７ｃ内の車端寄りに幅３００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

衝突条件は上記したとおり図９に示しているが、脱線車両は、枕はりの位置で、レールの高さおよび空気ばね、軸ばねのたわみの量だけ下方に変位するとした。また、脱線車両の軌道からのはみ出し量は、連結器の最大振れ角（２６．２°:胴受けに接触する角度）によって決定した。脱線車両と衝突車両（走行時の時速６０ｋｍ／ｈ）の構体同士の重なりは２２０ｍｍとなる（軌道中心間距離は３６００ｍｍ）。解析モデルを作成してＦＥＭ解析してオフセット衝突時の車両の破壊状態を検証した。

脱線車両は上記したアルミニウム合金製のダブルスキン構造で、オフセット衝突時の対策を施していない、デッキ無しの従来構造とした。走行車両には上記図６−１（ａ）〜（ｆ）に示した解析モデルを適用したが、これらの解析モデルには、図５に示すガイドポンツーン１０も設けている。走行車両ともに、解析モデルの規模を小さくするため、半車長モデルとし、残り部分は剛体ハリでモデル化した。また、列車編成を構成する残りの車両を質点でモデル化し、さらに連結器の緩衝装置を模擬したバネ要素でモデル化することにより、後続車両の影響を考慮したモデル化となった。

ところで、本実施形態の鉄道車両用構体構造１の上記解析モデル(図６−１）とそれらの解析結果（図６−２〜７）については、下記の表１に示すとおりである。

表１における評価の判断基準は、◎：相手方車両の侵入（食い込み）が無く、相手方車両の破損が少ない、○:相手方車両の侵入無し、△：相手方車両の侵入は無いが、いずれかの車両の側板が大きく外方にめくれる、×：相手方車両の側板または相手方車両が侵入する、である。すなわち、フォールディングスリット９を幅１００ｍｍで２本設けた解析モデル42のほか、解析モデル42SFS2・42SFS3・42SFS5のようにフォールディングスリット９は１本でも設ける位置とスリット幅を適切に選ぶことで、オフセット衝突に有効であることが確認された。また、その解析結果から、解析モデル42SFS3が最も有効であることが確認された（図６−２〜７参照）。

つぎに、図７はデッキ７(図２）無しの鉄道車両において本発明の構体構造を適用した実施形態の鉄道車両用構体１’の解析モデルを示すもので、下記の表２はそれらの解析結果を示すものである。

解析モデルで符号「H」付きは、フォールディングスリット９に断面ハット状の塞ぎ板１２を取り付けたモデルをいう。ただし、解析モデル22Hでは２本のフォールディングスリット９のうち、客室８側のスリット（１００ｍｍ幅）にだけ塞ぎ板１２を取り付けている。

図７−１（ａ）は解析モデル22Hと22で、車端から３５０〜７５０ｍｍの範囲に幅２００ｍｍのフォールディングスリット９−(1)とこのスリット９−(1)から客室８側へ１００ｍｍの間隔をあけて幅１００ｍｍの第２フォールディングスリット９−(2)を平行に設けている。

図７−１（ｂ）は解析モデル22SFS1と22SFS1Hで、車端から３５０〜５５０ｍｍの範囲に幅２００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図７−１（ｃ）は解析モデル22SFS2と22SFS2Hで、車端から５５０〜７５０ｍｍの範囲に幅３００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図７−１（ｄ）は解析モデル22SFS3と22SFS3Hで、車端から３５０〜６５０ｍｍの範囲に幅３００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図７−１（ｅ）は解析モデル22SFS4と22SFS4Hで、車端から４５０〜７５０ｍｍの範囲に幅３００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

図７−１（ｆ）は解析モデル22SFS5と22SFS5Hで、車端から３５０〜７５０ｍｍの範囲に幅４００ｍｍのフォールディングスリット９を設けている。

本実施形態の鉄道車両用構体構造１’の上記解析モデル(図７−１）とそれらの解析結果(図７−２〜７）については、表２に示すとおりであるが、ＦＥＭ解析のオフセット衝突条件は表１と同一であり、表２における評価の判断基準は表1の評価の判断基準と共通する。

解析結果は、解析モデル22H・22SFS4・22SFS4Hがオフセット衝突に有効であることが確認され、それらはほぼ同等であったが、脱線車両の破損の少ない22Hが最も優れていた。さらに、その解析結果では、ハット状の塞ぎ板１２の有無で大きな際は現れていないので，ハット上の上塞ぎ板１２を取り付けることによる効果は小さいと考えられる。

つぎに、下記の表３−１〜表３−４は上記したガイドポンツーン１０のみによるオフセット衝突時の有効性を示すもので、ガイドポンツーン１０については図５に示すとおりである。すなわち、それらの解析結果については表３−１〜表３−４に示すとおりで、解析のオフセット衝突条件は表１・表２と同一であり、また表３における評価の判断基準は表1・表２の評価の判断基準と共通する。

解析結果（図８−１−１〜４・図８−２−１〜４・図８−３−１〜４・図８−４−１〜４）については、解析モデル11の従来構造（ガイドポンツーン１０無し）では、表３−１（デッキ有り車両同士の衝突）に示すように、デッキ有り車両同士の衝突でも評価は×（相手方車両が脱線車両の客室部に侵入する）であるが、デッキ有り車両同士の衝突では，解析モデル12GP・13GP・14GPの構体構造１”（図５参照）のように走行車両または脱線車両のいずれかにガイドポンツーン１０を設けるだけで、有効（評価が○）であった。また、表３−３（脱線車両がデッキ有りで走行車両がデッキ無し）に示すように、解析モデル34GPの構体構造のとおり、衝突対策構造の車両同士の場合には走行車両がデッキ無しでも（脱線車両がデッキ有り）、有効（評価が○）であった。そのほか、表３−２はデッキ無し車両同士の衝突、表３−４は脱線車両がデッキ無しで走行車両がデッキ有りの場合の衝突である。なお、解析モデルの符号「GP」はガイドポンツーン１０を取り付けた衝突対策構造の車両を現している。

本発明に係る鉄道車両用構体構造の基本構造１Ａの一部を示す斜視図で、妻面５を接合する前の状態を表している。 本発明に係る鉄道車両用構体構造の実施の形態を示す、フォールディングスリットを戸袋部に設けた図面で、（ａ）は屋根構体を省略した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は図２に示す鉄道車両用構体構造の主要部を内側から見た正面図で、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ拡大断面図である。 本発明に係る鉄道車両用構体構造の他の実施の形態を示す、フォールディングスリットをデッキ無し車両に設けた図面で、（ａ）は屋根構体を省略した斜視図、（ｂ）は（ａ）の鉄道車両用構体構造の主要部を内側から見た正面図である。 （ａ）は本発明に係るガイドポンツーンを備えた鉄道車両構体構造の実施の形態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ拡大断面図である。 図６−１（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るデッキ有り車両の戸袋内にフォールディングスリットを設けた鉄道車両構体構造の実施の形態を示す説明図である。 図６−１（ａ）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図６−１（ｂ）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図６−１（ｃ）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図６−１（ｄ）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図６−１（ｅ）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図６−１（ｆ）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るデッキ無し車両の戸袋内にフォールディングスリットを設けた鉄道車両構体構造の実施の形態を示す説明図である。 図７−１（ａ）（のハット補強有り）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ａ）（のハット補強無し）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｂ）（のハット補強無し）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｃ）（のハット補強無し）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｄ）（のハット補強無し）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｅ）（のハット補強無し）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｆ）（のハット補強無し）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｂ）（のハット補強有り）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｃ）（のハット補強有り）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｄ）（のハット補強有り）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｅ）（のハット補強有り）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 図７−１（ｆ）（のハット補強有り）に対応する解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図である。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ有り車両同士の衝突でガイドポンツーン無しの場合を示している。なお、図８−１〜４の１はガイドポンツーン無し、図８−１〜４の２〜４はガイドポンツーン有りを示している。また、図８−１はデッキ有り車両同士の衝突を、図８−２はデッキ無し車両同士の衝突を、図８−３は脱線車両がデッキありで走行車両がデッキ無しの衝突を、図８−４は脱線車両がデッキ無しで走行車両がデッキ有りの衝突をそれぞれ表している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ有り車両同士の衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ有り車両同士の衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ有り車両同士の衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ無し車両同士の衝突でガイドポンツーン無しの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ無し車両同士の衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ無し車両同士の衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、デッキ無し車両同士の衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキありで走行車両がデッキ無しの衝突でガイドポンツーン無しの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキありで走行車両がデッキ無しの衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキありで走行車両がデッキ無しの衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキありで走行車両がデッキ無しの衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキ無しで走行車両がデッキ有りの衝突でガイドポンツーン無しの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキ無しで走行車両がデッキ有りの衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキ無しで走行車両がデッキ有りの衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 ガイドポンツーンの有効性を示すための解析結果を表す、脱線車両と走行車両の各斜視図で、脱線車両がデッキ無しで走行車両がデッキ有りの衝突でガイドポンツーン有りの場合を示している。 オフセット衝突時の衝突条件を示す説明図で、上段は平面図、下段は側面図である。 オフセット衝突時のＦＥＭ解析に使用する解析モデルの説明図および各車両の車体質量を示す表である。

符号の説明

１・１’・１”鉄道車両用構体
１Ａ 基本構造
２ 側構体
２ａ〜４ａ 押出形材
２ｂ〜４ｂ アウタースキン
２ｃ〜４ｃ インナースキン
２ｄ〜４ｄ リブ
３ 台枠
４ 屋根構体
５ 妻面

Claims (7)

1. アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体構造において、
   前記車両構体の側構体の両側面において前端または後端より客室側へ所定距離をあけて上下方向にインナースキンの一部およびレール方向のリブの一部を一連に切り欠くことにより、上下方向に連続するフォールディングスリットを少なくとも一箇所に設けたことを特徴とする鉄道車両用構体構造。
2. 前記フォールディングスリットを間隔をあけて相互に平行に二箇所ずつ設けたことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用構体構造。
3. 隣接する前記鉄道車両間の相対向する妻面において、両側縁部の外端縁より内側前方あるいは内側後方に向けて傾斜するガイド板を備えた、横断面が略直角三角形状の左右一対のガイドポンツーンを、突設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄道車両用構体構造。
4. 前記各フォールディングスリット内に前記フォールディングスリットの内側形状に対応する凹状部を有する覆い板を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鉄道車両用構体構造。
5. 前記フォールディングスリットの幅を，１００〜４００ｍｍにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の鉄道車両用構体構造。
6. アルミニウム合金製のダブルスキン構造の車両構体を備えた鉄道車両用構体構造において、
   前記車両構体の前後の妻面両側縁部に沿って、前記妻面の外端縁より内側前方あるいは内側後方に向けて傾斜する所定幅のガイド板を備えた、横断面が略直角三角形状の左右一対のガイドポンツーンを、上下方向のほぼ全長にわたって突設したことを特徴とする鉄道車両構体構造。
7. 前記車両構体が前端部あるいは後端部の少なくとも一方に出入口部であるデッキを備え、前記ガイド板が幅２００〜２５０ｍｍで傾斜角度が１５〜３０°であることを特徴とする請求項６に記載の鉄道車両用構体構造。