JP2018069944A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物に衝突した鉄道車両の乗務員室内に、乗務員を保護するための空間をより確実に確保することができる鉄道車両を実現する。
【解決手段】鉄道車両Ｔの前面側に設けられている乗務員室Ｒの前側の領域を衝突時に保護するために、乗務員室Ｒの後側の領域にクラッシャブルゾーンＣｚが設けられている鉄道車両Ｔにおいて、その鉄道車両Ｔの台枠１００が、端梁１０と、端梁１０の両側の端部にそれぞれ前端部が固定されている側梁２０と、一端部３１が端梁１０に固定され、他端部３２が側梁２０に固定されている衝撃伝達部材３０とを備えた構成にすることで、鉄道車両Ｔが車両幅よりも小さく且つ重量のある障害物に衝突した場合でも、その衝突による衝撃力を衝撃伝達部材３０を介して側梁２０に確実に伝達して、クラッシャブルゾーンＣｚを選択的に変形させて、乗務員室Ｒ内に乗務員を保護するための生存空間をより確実に確保するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、障害物に衝突した鉄道車両の乗務員室内に、乗務員を保護するための空間を確保する構造を備えた鉄道車両に関する。

従来、衝突や脱線転覆時の衝撃から客室を保護するために、車両の端部にクラッシャブルゾーンを設けた鉄道車両が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、図４（ａ）に示すように、先頭車両Ｔにおける乗務員室Ｒの乗降口Ｄ部分がクラッシャブルゾーンＣｚとして機能するように設計して、例えば踏切に立ち往生したトラックに先頭車両Ｔが衝突した際、そのクラッシャブルゾーンＣｚが変形することで、乗務員室Ｒの乗降口Ｄよりも前側の運転席のある空間が確保され、その確保された空間がセーフティゾーンＳｚとして機能するように構成したものが知られている。
この先頭車両Ｔがトラックにフルラップ衝突した場合、その衝撃が図４（ｂ）に示す端梁１０や側梁２０を通じてクラッシャブルゾーンＣｚに伝達され、そのクラッシャブルゾーンＣｚが選択的に変形するようになっている。

特開２０１１−２３５７３１号公報

しかしながら、上記クラッシャブルゾーンＣｚを有する先頭車両Ｔが、車両幅よりも小さく且つ重量のある障害物に衝突した場合、その衝撃で端梁１０と側梁２０の接合部分が破断してしまう虞がある。
端梁１０と側梁２０の接合部分が破断してしまうと、衝突の衝撃が側梁２０に伝わり難くなって、クラッシャブルゾーンＣｚの変形が不十分になってしまい、その分セーフティゾーンＳｚの変形が大きくなって、セーフティゾーンＳｚに確保できる空間が狭くなる虞がある。

本発明の目的は、障害物に衝突した鉄道車両の乗務員室内に、乗務員を保護するための空間をより確実に確保することができる鉄道車両を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明は、
鉄道車両の前面側に設けられている乗務員室の前側の運転席が設置されている領域に、衝突時に生存空間を確保可能にするために、前記乗務員室の後側の領域にクラッシャブルゾーンが設けられている鉄道車両であって、
当該鉄道車両の台枠は、端梁と、前記端梁の両側の端部にそれぞれ前端部が固定されている側梁と、一端部が前記端梁に固定され、他端部が前記側梁に固定されている衝撃伝達部材と、を備え、
前記衝撃伝達部材の他端部は、前記側梁における前記クラッシャブルゾーンの領域よりも前側の箇所に固定されているようにした。

かかる構成の鉄道車両であれば、その車両幅よりも小さく且つ重量のある障害物に衝突した際に、その衝撃で端梁と側梁の接合部分が破断してしまっても、その衝突による衝撃力を衝撃伝達部材によって側梁に確実に伝達して、クラッシャブルゾーンを選択的に変形させることができる。
そして、その衝突のエネルギーを吸収するようにクラッシャブルゾーンが変形することで、運転席のある乗務員室の前側の領域の変形を抑えることができ、その乗務員室内に乗務員を保護するための生存空間をより確実に確保することができる。

また、望ましくは、
前記台枠の幅方向の中央側には、前端部が前記端梁に固定されて、その台枠の長手方向に延在している中梁が配設されており、
前記衝撃伝達部材の一端部は、前記端梁に固定されている前記側梁と前記中梁の略中間の箇所に固定されているようにする。
こうした衝撃伝達部材であれば、衝撃伝達部材の一端部が、端梁において側梁から台枠の幅方向全幅の約四分の一に相当する位置に固定されているので、鉄道車両が車両幅よりも小さな障害物に衝突した際の衝撃力が直接的に衝撃伝達部材に作用し易くなっている。

また、望ましくは、
当該鉄道車両の側面には前記乗務員室用の乗降口が設けられており、その乗降口部分が前記クラッシャブルゾーンとして機能するように構成されているようにする。
鉄道車両の側面に設けられた乗降口部分は開口部であり、他の側面よりも壁材などが少ない領域であるので、クラッシャブルゾーンとして好適に機能させることができる。

また、望ましくは、
前記衝撃伝達部材にはＣ形鋼が用いられており、そのＣ形鋼のウェブが前記端梁と前記側梁との接続箇所に対向した姿勢で前記端梁と前記側梁の間に固定されているようにする。
こうすることで、例えば、通常走行する鉄道車両が、隣の軌道で脱線した鉄道車両と掠るようにオフセット衝突した際、衝突した車両の先端角部がＣ形鋼のウェブ面に沿って移動することで車両同士を離反させるように機能させることができる。
つまり、鉄道車両の隅部同士がぶつかるようにオフセット衝突した場合、衝撃伝達部材（Ｃ形鋼）の延在方向にその衝突の衝撃を逃がすように車両同士を離反させるようにして、鉄道車両の損傷を低減させることができる。

本発明によれば、障害物に衝突した鉄道車両の乗務員室内に、乗務員を保護するための空間をより確実に確保することができる。

本実施形態の鉄道車両の台枠を示す斜視図である。 本実施形態の鉄道車両の台枠を示す平面図である。 通常走行する鉄道車両が、隣の軌道で脱線した鉄道車両とオフセット衝突した状態を示す説明図である。 先頭車両となる鉄道車両の一例を示す斜視図（ａ）と、従来の鉄道車両の台枠を示す斜視図（ｂ）である。

以下、図面を参照して、本発明に係る鉄道車両の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本実施形態の鉄道車両Ｔの台枠１００を示す斜視図であり、図２はその台枠１００の平面図である。
図１に示すように、先頭車両となる鉄道車両Ｔの前面側には乗務員室Ｒが設けられている（図４（ａ）参照）。
本実施形態の鉄道車両Ｔでは、乗務員室Ｒにおいて運転席が設置されている前側の領域をセーフティゾーンＳｚとして機能させるように、乗務員室Ｒの後側の領域にクラッシャブルゾーンＣｚが設けられている。
鉄道車両Ｔの側面には乗務員室用の乗降口Ｄが設けられており、この乗降口Ｄ部分がクラッシャブルゾーンＣｚとして機能するように構成されている。
なお、この鉄道車両Ｔの乗務員室Ｒよりも後方の領域が客室となっている。

この鉄道車両Ｔの台枠１００は、図１、図２に示すように、車両の幅方向に延在している端梁１０と、端梁１０と直交するように端梁１０の両側の端部にそれぞれ前端部が固定されている側梁２０と、一端部３１が端梁１０に固定され、他端部３２が側梁２０に固定されている衝撃伝達部材３０と、両端部がそれぞれ両側の側梁２０に固定されている枕梁４０と、前端部が端梁１０に固定され、後端部が枕梁４０に固定されている中梁５０等を備えている。

端梁１０は、台枠１００の幅方向に延在した向きに配設された鋼材であり、側梁２０は、台枠１００の長手方向に延在した向きに配設された鋼材であって、端梁１０と側梁２０は互いに垂直に接合されている。
端梁１０と側梁２０の接合部分は、ボルトやナットなどの締結具や溶接などによって固定されている。

枕梁４０は、台枠１００の幅方向に延在した向きに配設された鋼材であり、枕梁４０と側梁２０は互いに垂直に接合されている。
枕梁４０と側梁２０の接合部分は、ボルトやナットなどの締結具や溶接などによって固定されている。
本実施形態での枕梁４０は、鉄道車両Ｔの乗務員室Ｒと客室との境界に相当する位置に設けられている。

中梁５０は、台枠１００の幅方向の中央側で、台枠１００の長手方向に延在した向きに配設された鋼材であって、中梁５０と端梁１０、中梁５０と枕梁４０は互いに垂直に接合されている。
中梁５０と端梁１０の接合部分、中梁５０と枕梁４０の接合部分は、ボルトやナットなどの締結具や溶接などによって固定されている。

衝撃伝達部材３０は、台枠１００の隅部に平面視略直角三角形構造を形成するように、一端部３１が端梁１０に接合され、他端部３２が側梁２０に接合されている鋼材であり、その一端部３１と端梁１０の接合部分、他端部３２と側梁２０の接合部分は、ボルトやナットなどの締結具や溶接などによって固定されている。
つまり、衝撃伝達部材３０は、端梁１０と側梁２０に斜めに架け渡されて固定されている。

この衝撃伝達部材３０は、鉄道車両Ｔが障害物に衝突した際の衝撃力で端梁１０が後方に押し下げられる作用を側梁２０に伝達するために設けられている。
特に、衝撃伝達部材３０の一端部３１は、端梁１０に固定されている側梁２０と中梁５０の略中間の箇所に固定されており、衝撃伝達部材３０の他端部３２は、側梁２０におけるクラッシャブルゾーンＣｚの領域よりも前側の箇所に固定されている。
つまり、衝撃伝達部材３０の一端部３１は、端梁１０において側梁２０から台枠１００の幅方向全幅の約四分の一に相当する位置に固定されており、鉄道車両Ｔが車両幅よりも小さな障害物に衝突した際の衝撃力が直接的に衝撃伝達部材３０に作用し易くなっている。

このような配置に衝撃伝達部材３０が取り付けられているので、この鉄道車両Ｔが車両幅よりも小さく且つ重量のある障害物に衝突した際に、その衝撃で端梁１０と側梁２０の接合部分が破断してしまっても、その衝突による衝撃力は衝撃伝達部材３０によって側梁２０に確実に伝達され、クラッシャブルゾーンＣｚが選択的に変形するようになっている。
そして、その衝突のエネルギーを吸収するようにクラッシャブルゾーンＣｚが変形することで、運転席のある乗務員室Ｒの前側の領域を変形させないようにすることが可能になる。

本実施形態では、クラッシャブルゾーンＣｚの領域のより近くの側梁２０に衝撃伝達部材３０の他端部３２を固定するように、セーフティゾーンＳｚとクラッシャブルゾーンＣｚの境界近傍の側梁２０に衝撃伝達部材３０の他端部３２を固定した。
こうすることで、衝突による衝撃力をより確実にクラッシャブルゾーンＣｚに伝達でき、クラッシャブルゾーンＣｚを確実に変形させることができる。
なお、鉄道車両Ｔがトラックなどの大型の障害物にフルラップ衝突した場合、衝突の衝撃力は端梁１０から側梁２０を通じてクラッシャブルゾーンＣｚに伝達されるとともに、端梁１０から衝撃伝達部材３０を通じてクラッシャブルゾーンＣｚに伝達されるので、この場合でも確実にクラッシャブルゾーンＣｚを変形させることができる。

また、本実施形態の衝撃伝達部材３０には、Ｃ形鋼（Ｃチャンネル鋼、リップ溝形鋼ともいう）が用いられている。
そして、図１に示すように、Ｃ形鋼のウェブを端梁１０と側梁２０との接続箇所（台枠１００の角）に対向させて、その衝撃伝達部材３０が台枠１００に固定されている。
台枠１００の隅部にＣ形鋼からなる衝撃伝達部材３０がこのような向きで取り付けられていれば、例えば、図３（図１）に示すように、通常走行する鉄道車両Ｔが、隣の軌道で脱線した鉄道車両Ｔと掠るようにオフセット衝突した際、衝撃伝達部材３０（ここではＣ形鋼のウェブ面）に沿って車両同士を離反させるようにすることができる。
つまり、鉄道車両Ｔの隅部同士がぶつかるようにオフセット衝突した場合、衝撃伝達部材３０の延在方向にその衝突の衝撃を逃がすように車両同士を離反させるようにして、鉄道車両Ｔの損傷を低減させることが可能になっている。

以上のように、本実施形態の鉄道車両Ｔであれば、車両幅よりも小さく且つ重量のある障害物に衝突した場合でも、その衝突による衝撃力を衝撃伝達部材３０を介して側梁２０に確実に伝達して、クラッシャブルゾーンＣｚを選択的に変形させることができる。
そして、その衝突のエネルギーを吸収するようにクラッシャブルゾーンＣｚが変形することで、運転席のある乗務員室Ｒの前側の領域の変形を抑えることができ、その乗務員室Ｒ内に乗務員を保護するための生存空間をより確実に確保することができる。

また、Ｃ形鋼からなる衝撃伝達部材３０が台枠１００の隅部に斜めに架け渡されて固定されていることによって、例えば、通常走行する鉄道車両Ｔが、隣の軌道で脱線した鉄道車両Ｔと掠るようにオフセット衝突した際、衝撃伝達部材３０に沿って互いの車両を離反させるようにして、鉄道車両Ｔの損傷を低減させることができる。

なお、以上の実施の形態においては、衝撃伝達部材３０にＣ形鋼を用いて、そのＣ形鋼のウェブを端梁１０と側梁２０との接続箇所（台枠１００の角）に向けて台枠１００に固定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、衝撃伝達部材３０にＨ形鋼を用いて、そのＨ形鋼のフランジの面を端梁１０と側梁２０との接続箇所に向けて台枠１００に固定するようにしてもよい。
Ｈ形鋼を用いた衝撃伝達部材３０であっても、衝突による衝撃力をクラッシャブルゾーンＣｚに伝達することができる。また、通常走行する鉄道車両Ｔが、隣の軌道で脱線した鉄道車両Ｔと掠るようにオフセット衝突した際、衝撃伝達部材３０（Ｈ形鋼）のフランジ面に沿って互いの車両を離反させることができる。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１０ 端梁
２０ 側梁
３０ 衝撃伝達部材
３１ 一端部
３２ 他端部
４０ 枕梁
５０ 中梁
１００ 台枠
Ｔ 鉄道車両
Ｒ 乗務員室
Ｄ 乗降口
Ｃｚ クラッシャブルゾーン
Ｓｚ セーフティゾーン

Claims (4)

1. 鉄道車両の前面側に設けられている乗務員室の前側の運転席が設置されている領域に、衝突時に生存空間を確保可能にするために、前記乗務員室の後側の領域にクラッシャブルゾーンが設けられている鉄道車両であって、
   当該鉄道車両の台枠は、端梁と、前記端梁の両側の端部にそれぞれ前端部が固定されている側梁と、一端部が前記端梁に固定され、他端部が前記側梁に固定されている衝撃伝達部材と、を備え、
   前記衝撃伝達部材の他端部は、前記側梁における前記クラッシャブルゾーンの領域よりも前側の箇所に固定されていることを特徴とする鉄道車両。
2. 前記台枠の幅方向の中央側には、前端部が前記端梁に固定されて、その台枠の長手方向に延在している中梁が配設されており、
   前記衝撃伝達部材の一端部は、前記端梁に固定されている前記側梁と前記中梁の略中間の箇所に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
3. 当該鉄道車両の側面には前記乗務員室用の乗降口が設けられており、その乗降口部分が前記クラッシャブルゾーンとして機能するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両。
4. 前記衝撃伝達部材にはＣ形鋼が用いられており、そのＣ形鋼のウェブが前記端梁と前記側梁との接続箇所に対向した姿勢で固定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の鉄道車両。

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