JP3581797B2 - 鉄道車両の連結装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２台の鉄道車両を相互に連結する鉄道車両の連結装置に関する。特には、連結器又は緩衝装置の使用限度を超えるような衝突衝撃力を適切にリリースすることにより、車体の損傷を低く抑えるようにした鉄道車両の連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鉄道車両を連結する際は、車両連結器に連結器作用力（以下、自連力という）が掛かる。この自連力のピーク値を低減するため、車両連結器には車両連結器用緩衝器が備えられている。
【０００３】
図１３及び図１４は、従来の車両連結器及び緩衝器の一例を示す一部断面下面図及び一部断面側面図である。
この連結器１０５は、主として在来線の電車に広く用いられている密着式連結器である。同連結器１０５は、突起状の頭部１０６と角形中空の胴部１０７を備えている。胴部１０７の内部には回転錠（図示されず）が設けられている。この回転錠は、ばね等により軸心に対して約４５°の角度でセットされている。
このような連結器１０５は、相手方の連結器の頭部が接近し、さらに進んで連結面１０８同士が密着すると同時に、回転錠同士が相手方の頭部内側に噛み合って連結される。連結の解除は、解放ハンドル（手動式）や空圧シリンダ（自動式）により行われる。
【０００４】
一方、ゴム緩衝器１１０は、電車（フレーム）１０１の端部下方に固定されている。このゴム緩衝器１１０の端部には、直交配置されたピン１０２、１０３及びピン継手１０４を介して車両連結器１０５が連結されている。ゴム緩衝器１１０は、両面に長方形のゴム製突起を接着した鋼板（パッド）１１１を積層して枠１１２に納めたもので、ゴムの圧縮変形により車両連結器１０５に掛かる衝撃を吸収する。
このような構成のゴム緩衝器１１０は、構造が簡単で安価なことから広く用いられている。ゴム緩衝器１１０は、一般に、変位の増加とともに剛性が高くなる緩衝器変位−緩衝器力（δ−Ｆ）特性を示す。
【０００５】
ところで、車両が他の車両に誤って衝突した際には、一般に車両最前方の車体が後方の車体よりも破損規模が大きい。一方、衝突した車両の速度が大きい場合の方が低い場合よりも破損規模が大きい。このため、衝突に関する対策は、詳細には車体部位や衝突時の状況により、幾つかの異なった手段がある。しかしながら、比較的小規模の衝突であっても、車体の破損を完全に回避するのはほとんど不可能である。したがって、車両衝突時においては、車体の破損箇所を限定して衝撃を吸収し、いかにして乗客、乗務員に与える衝撃を緩和するかが重要な問題となる。
【０００６】
上記した車両衝突の状態を図９〜図１２を参照して説明する。
図９の（Ａ）に示すように、右側の止まっている車両に対して、左側の車両が近づいている。この状態から、図９の（Ｂ）に示すように、衝突が生じたとする。すると、図９の（Ｃ）に示すように、走行していた左側の車両においては、連結されている後側の各車体の例えば前側が浮き上がる方向の力を受けた状態となる。このとき、図９の（Ｄ）に示すように、隣り合う車体同士を連結する連結器は突っ張った状態になる。このような連結器の突っ張りにより問題となるのは、連結器周辺の車体構造部材が局部的に大きく変形して、客室の空間がつぶされてしまうような事態である。
【０００７】
連結器の突っ張りが生じると、車両には次のような変形が起こる。すなわち、図１１の（Ａ）に示すように、走行側の車両において、後方の車体（左側の車体）が前方の車体（右側の車体）に乗り上げて、前方の車体の客室が潰れてしまう場合がある。このような事態は、先頭の車体より中間の車体において起こりやすい。一方、図１１の（Ｂ）に示すように、車体の床面が下方に引っ張られた状態となって、隣り合う車体同士の端面が平行四辺形状に潰れてしまう場合がある。このような事態は、車両端部の連結器周辺台枠の強度が局所的に強いため、連結器荷重が一定以上になると、連結器周辺台枠が座屈することによって車体の床面が変形し、これが車両端部の局所的な車体変形をもたらす。
【０００８】
さらに、図１２の（Ａ）に示すように、連結器が車体の幅方向（左右方向）に座屈変形したとすると、脱線・転覆を引き起こすことがある。この左右方向の座屈変形が生じなければ、図１２の（Ｂ）に示すように、隣り合う車体の端面同士が突き合い、脱線・転覆の可能性は低くなる。
【０００９】
なお、諸外国の鉄道車両においては、図１０に示すように、車両の台枠の左右端にバッファ１２５を設け、台枠の中央にターンバックル１０５を設けているものもある。バッファ１２５は、前端部１２５ａが車体前面から突出し、後端部１２５ｂが車体に形成された凹部１０１ａ内に摺動可能に配置されている。後端部１２５ｂはばね１２７により付勢されている。
この装置においては、ターンバックル１０５の中央部１０５ａを回転させることにより、相互の車両１０１Ａ、１０１Ｂが引き寄せられると同時に、両バッファ１２５同士が突き合う。このとき、バッファ１２５は、ばね１２７の付勢力により圧縮しており、これが車両の連結状態となる。バッファ１２５は、車両走行時も常に突き合っており、車両衝突時にばね１２７が緩衝器として左右安定した状態で作用するため、車体間に座屈を生じさせにくい。
【００１０】
上述のような事態を引き起こす原因としては、連結器周辺の構造が座屈時に不安定であることが挙げられる。しかし、これらの部材は、車体全体のうちの一部分として綿密に強度計算されて設計されているため、簡単に設計変更を行うことができない。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、連結器又は緩衝装置の使用限度を超えるような衝突衝撃力を拘束状態からリリースすることにより、車体の損傷を低く抑えるようにした鉄道車両の連結装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置は、前後の車両を連結する連結器と、 連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合において、該緩衝装置にかかる荷重をリリースするリリース機構と、 上記衝突衝撃を吸収する吸収機構と、 を具備し、上記リリース機構中にシアピンなどの破断する部材が含まれており、上記吸収機構中に、上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた塑性変形する衝撃吸収部材が含まれていることを特徴とする。
リリース機構により連結器の突っ張りがなくなる。これによって、車体の乗り上げ、脱線、車体の大変形等が防止される。また、吸収機構が衝突衝撃を吸収することにより、車体の損傷予防が図れる。損傷の程度が低い場合は、吸収機構部の取り替えのみで済む。
【００１３】
本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記吸収機構が、上記連結器と車体の枕はりとの間に設けられた衝撃吸収部材を含むことができる。
車体構造部材中で、枕はりは強度が大きい部材である。この枕はりに設けた衝撃吸収部材に衝撃力を受け持たせることで、車体端部（特に客室）の局所的変形が小さくて済む。
【００１４】
また、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記衝撃吸収部材が圧縮されて塑性変形する部材であることとすることができる。
この部材としては、例えばハニカム等を用いることができる。このような部材を用いることで、安価に且つ適切に衝突エネルギーを吸収させることができる。
【００１５】
さらに、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記連結器と緩衝装置間に、上下・左右に首振り可能な回動連結機構が設けられており、 上記リリース機構が、該回動連結機構の拘束を解除することができる。
例えば、回動連結機構中のピンをシアピンとしておけば、簡単に回動連結機構の連結の解除を実現することができる。このような構造は、特に、現状の車体に対する適用・改造が容易である。
【００１６】
本発明のより具体的な態様の鉄道車両の連結装置は、前後の車両を連結する連結器と、 連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、 上記連結器と緩衝装置間に設けられた、上下・左右に首振り可能な回動連結機構と、 上記緩衝装置に対して上記回動連結機構を係脱可能に支持する、シアピンなどの破断する部材を含む支持部材と、 上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる衝撃吸収部材と、 この衝撃吸収部材に当接可能に設けられた当接部材と、 を具備し、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合において、上記シアピンなどの破断する部材が破断して上記支持部材が上記緩衝装置と回動連結機構の連結を解除するとともに、上記当接部材が上記衝撃吸収部材に当接して圧縮させることにより、緩衝装置にかかる荷重をリリースするとともに衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記リリース機構が、 連結器と緩衝装置の間の間隔を可変とするリンク機構と、 使用限度以下の衝撃力が該リンク機構に作用する際には該機構の動作を拘束し、使用限度を超える衝撃力が作用した場合には該動作の拘束を解除する拘束部材と、 を含むことができる。
リンク機構の作動により、連結器と緩衝装置の間が縮んで衝撃力をリリースする。このリンク機構を用いる場合は、連結器と緩衝装置間を完全に切り離さないので、事故後の牽引が可能である。
【００１８】
本発明の第２態様の鉄道車両の連結装置は、前後の車両を連結する連結器と、 連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、 上記連結器と緩衝装置の間を可変とするリンク機構と、 このリンク機構の外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる第１の衝撃吸収部材と、 上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が上記リンク機構に作用する際には該機構の動作を拘束し、使用限度を超える衝撃力が作用した場合には該動作の拘束を解除する、シアピンなどの破断する部材を含む拘束部材と、 上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる第２の衝撃吸収部材と、 上記リンク機構の動作に連動して上記第２の衝撃吸収部材に当接する当接部材と、 を具備し、 上記拘束部材が上記リンク機構の動作を解除した場合において、該リンク機構が上記第１の衝撃吸収部材に当接して圧縮させ、さらに上記当接部材が上記第２の衝撃吸収部材に当接して圧縮されることにより、上記緩衝装置にかかる荷重をリリースするとともに衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
２つの衝撃吸収部材により、吸収可能なエネルギーが増大する。さらに、小衝突時は、第１の衝撃吸収部材のみで衝突エネルギーが吸収できる。この場合は、復旧のために第１の衝撃吸収部材のみを取り替えればよく、メンテナンスが容易である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、通常の鉄道車両の技術におけるのと同様に、レールの長手方向（車両の進行方向）を前後方向、軌道面におけるレール長手方向と直角の方向を左右方向、軌道面に垂直な方向を上下方向と呼ぶ。
【００２２】
｛第１の実施の形態｝
図１は本発明の第１実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は一部断面下面図である。図２は回動連結機構の連結解除状態を示す一部断面側面図である。図３は衝撃吸収部材の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
図１〜３に示すように、鉄道車両の連結装置は、連結器１０と緩衝装置２３を備えている。同連結装置は、鉄道車両の車体１の下面（台枠）に取り付けられている。車体１は枕はり３を備えている。枕はり３の下面には、図示されていない枕ばねを介して台車が位置する。
【００２３】
車体１の前端部には、連結器１０が設けられている。連結器１０は、前後の鉄道車両を連結するものである。同連結器１０の本体１１は、胴受９により車体１の下面側に支持固定されている。この連結器１０としては、自動連結器、密着連結器、中間連結器等の種類があり、それぞれの特性に応じて用いられる。連結器１０自体の構造は、従来提供されているものを使用できる。
【００２４】
一方、連結器１０と枕はり３間には、緩衝装置２３が設けられている。緩衝装置２３は、前後の車両の連結の際に生じる衝撃力を吸収・緩和するものである。同緩衝装置２３の後端は、枕はり３に固定されている。緩衝装置２３の前端には、接続部２７が設けられている。この接続部２７は、二股状の一対の平行突片よりなる。この接続部２７には、左右方向に開口した孔（ピン２９の入る３つの孔）が形成されている。緩衝装置２３自体の構造も、従来提供されているものを使用できる。
【００２５】
連結器１０と緩衝装置２３間には、回動連結機構１８が設けられている。この回動連結機構１８は、スロープ部材２１とクラッシャ１３を備えている。スロープ部材２１の後端（図１〜３における右端）には、後接続部２８が形成されている。同後接続部２８は、緩衝装置２３の接続部２７をなす平行突片間に介入可能な板状をしており、左右方向に開口した孔を有する。スロープ部材２１と緩衝装置２３は、双方の接続部２７、２８に形成された孔にシアピン２９（図１では３本）が挿入されることにより連結されている。
【００２６】
スロープ部材２１の前端（図１〜３における左端）は、クラッシャ１３を介して連結器１０に取り付けられている。スロープ部材２１の前端には、前接続部２５が設けられている。この前接続部２５は、二股状の一対の平行突片よりなる。一方、クラッシャ１３の後端には、接続部１７が形成されている。この接続部１７は、スロープ部材２１の前接続部２５をなす平行突片間に介入可能であり、上下方向に開口した孔を有する。スロープ部材２１とクラッシャ１３は、接続部１７の孔にピン２６が挿入された状態で、同ピン２６が接続部２５をなす両突片間に架設固定されることにより連結されている。
【００２７】
クラッシャ１３は、左右方向両側に張り出している。クラッシャ１３の前端には、鉛直面状に広がる突片１３ａを備えている。同突片１３ａは、連結器１０の後端にピン１５により接続されている。同ピン１５の結合により、連結器１０とクラッシャ１３間は揺動可能になっている。
【００２８】
スロープ部材２１及び緩衝装置２３の左右外側には、衝撃吸収部材２０が設けられている。この衝撃吸収部材２０は、緩衝装置２３と平行に設置された箱状部材である。同衝撃吸収部材２０は、圧縮されて塑性変形する部材（例えばアルミハニカム等）からなる。この衝撃吸収部材２０の後端は枕はり３の側部に固定されており、前端側は開放されている。この前端開口部近くには、上記クラッシャ１３が位置している。
【００２９】
次に、上記の構成からなる鉄道車両連結装置の作用について説明する。
通常状態では、鉄道車両連結装置は図１に示す状態を保っている。この場合、連結器１０の連結時の衝撃力は、回動連結機構１８を介して緩衝装置２３に伝わり、同装置２３により吸収・緩和される。
【００３０】
ここで、車両の衝突時等のように、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合、この衝撃力によりクラッシャ１３とスロープ部材２１の左端を繋ぐピン２６が破断するとともに、緩衝装置２３とスロープ部材２１の右端を繋ぐシアピン２９も破断する。これら両ピン２６、２９が破断すると、図２に示すように、スロープ部材２１が左端側を支点として右端側が下方に向けて回動する。これにより、スロープ部材２１の右端と緩衝装置２３との連結が解除される。これで、連結器１０及び緩衝装置２３間の突っ張りは回避される。
【００３１】
スロープ部材２１と緩衝装置２３との連結が解除されると、衝突衝撃力により、連結器１０及びクラッシャ１３が緩衝装置２３側に押される。これに伴い、図３に示すようにクラッシャ１３が衝撃吸収部材２０の左端側に当接し、これにより衝撃吸収部材２０が圧縮して塑性変形する。衝撃吸収部材２０は枕はり３に固定されているので、最終的には枕はり３によっても衝撃力が受け持たれる。このようにして、緩衝装置２３にかかる荷重がリリースされるとともに、衝突衝撃力が吸収される。
【００３２】
本事例の装置においては、回動連結機構１８におけるピン２６、２９の破断により連結器１０及び緩衝装置２３間の突っ張りがなくなるので、車体相互の乗り上げ、脱線、車体の大変形等が回避される。また、衝撃吸収部材２０が衝突衝撃力を吸収するので、車体への衝撃緩和が図れる。特に、損傷が車体周辺に及ばない程度に小さい場合は、回動連結機構１８及び衝撃吸収部材２０のみを取り替えればよいので、衝突後の修理も容易である。さらに、衝撃吸収部材２０は、車体構造部材中で強度の大きい枕はり３に固定されているので、枕はり３が衝撃力を受け持つことにより、車体端部（特に客室）の変形は軽減される。
【００３３】
｛第２の実施の形態｝
以下、図４〜７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図４は本発明の第２の実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す一部断面下面図である。図５は図４の鉄道車両の連結装置の第１段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。図６は図４の鉄道車両の連結装置の第２段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。図７は図４の鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面下面図である。
【００３４】
第２実施例の第１実施例との相違点は以下である。
まず、緩衝装置２３とクラッシャ１３との間で、スロープ部材や連結ピンに代えてリンク機構３５が設けられている。
このリンク機構３５は、２本のリンク３６、３７を備えている。リンク３６、３７は、緩衝装置２３側では一纏めに取り付けられ、クラッシャ１３側では離れて取り付けられている。両リンク３６、３７は、それぞれ節３６ａ、３７ａを有しており、この節３６ａ、３７ａにおいて屈曲する。両リンク３６、３７の節３６ａ、３７ａは、拘束板３９により繋がれている。この拘束板３９により、リンク機構３５は通常状態では動作が拘束されている。同拘束板３９は、リンク機構３５に使用限度以上の衝撃力が作用した場合に破断する。
【００３５】
次に、衝撃吸収部材（第２の衝撃吸収部材）２０の内側に、さらに小型衝撃吸収部材（第１の衝撃吸収部材）３１が設けられている。
この小型衝撃吸収部材３１は、衝撃吸収部材２０と同様に、緩衝装置２３と平行に設置された箱状部材であり、圧縮されて塑性変形する部材からなる。小型衝撃吸収部材３１は、緩衝装置２３とリンク機構３５の接続部側方に並設されている。
【００３６】
両リンク３６、３７が最も伸びたとき（図４及び図７参照）、クラッシャ１３と衝撃吸収部材２０は互いに離れている。また、小型衝撃吸収部材３１とリンク機構３５も離れている。そして、拘束板３９が破断して、両リンク３６、３７が節３６ａ、３７ａにおいて屈曲することにより、まず小型衝撃吸収部材３１が圧縮変形される。衝突衝撃力が強い場合には、その後さらにクラッシャ１３が衝撃吸収部材２０に当接する。
さらに、クラッシャ１３の左右外側に、サポート３３が設けられている。このサポート３３は、クラッシャ１３のぶれを防止するためのものである。なお、クラッシャ１３と連結器本体１１とは、十字継手により連結してもよい。
【００３７】
次に第２実施例の鉄道車両の連結装置の作用について纏めて説明する。
通常状態では、鉄道車両連結装置は図４に示す状態を保っている。この場合、連結器１０の連結時の衝撃力は、リンク機構３５を介して緩衝装置２３により吸収・緩和される。
【００３８】
ここで、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合、この衝撃力によりリンク機構３５の拘束板３９が破断する。拘束板３９が破断すると、リンク３６、３７が節３６ａ、３７ａにおいて屈曲する。そして、図５に示すように、屈曲したリンク３６、３７に押されて、小型衝撃吸収部材３１が圧縮されて塑性変形される。衝突の程度が軽い場合には、小型衝撃吸収部材３１の塑性変形に伴うエネルギー吸収で充分である。
【００３９】
次いで、衝突の程度が激しい場合には、リンク機構３５にさらに大きな衝突衝撃力が作用し、リンク機構３５がさらに屈曲して、連結器１０及びクラッシャ１３を緩衝装置２３側に引き寄せる。これに伴い、図６に示すようにクラッシャ１３が衝撃吸収部材２０の左端側に当接し、これにより衝撃吸収部材２０が圧縮されて塑性変形する。このようにして、衝撃吸収部材２０が変形する際に衝突衝撃力が吸収され、緩衝装置２３にかかる大きな荷重も吸収される。
【００４０】
この間、リンク機構３５自身は屈曲動作するが、連結器１０と緩衝装置２３との連結状態は確保し続けている。したがって、連結器１０と車体との接続は解除されておらず、連結器１０を使用して衝突して破損した車両の牽引が可能である。牽引時は、図７に示すように、リンク機構３５のリンク３６、３７が伸びた状態になる。
【００４１】
｛第３の実施の形態｝
次に、図８を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図８は本発明の第３実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図である。（Ａ）は鉄道車両の連結装置の一部断面側面図である。（Ｂ）は衝撃吸収部材の例を示す斜視図である。（Ｃ）は鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面側面図である。
【００４２】
第３実施例の特徴は以下である。
（１）緩衝装置２３とクラッシャ１３との間で、スロープ部材やリンク機構に代えて単リンク４１が設けられている。
この単リンク４１は、前端（図８の左端）が連結器１０に取り付けられ、後端（図８の右端）が緩衝装置２３に取り付けられている。単リンク４１は節４１ａを有し、この節４１ａにおいて屈曲する。
単リンク４１が最も伸びたとき（図８（Ａ）参照）、連結器１０は車両端面から突出している。そして、単リンク４１が節４１ａにおいて屈曲すると（図８（Ｃ）参照）、連結器１０が緩衝装置２３側に引き寄せられる。
【００４３】
（２）衝撃吸収部材２０が、単リンク４１の外周に設けられている。この衝撃吸収部材２０は、図８（Ｂ）に示すように、断面溝型の上側部材２０Ａと、この上側部材２０Ａの内側に組み合わされた断面溝型の下側部材２０Ｂからなる。両部材２０Ａ、２０Ｂは、リベット２０Ｃにより接合されている。各リベット２０Ｃは、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合に破断する。同衝撃吸収部材２０は、中空部２０ａ内に単リンク４１を収容している。単リンク４１は、衝撃吸収部材２０により、通常状態では動作が阻止されている。
【００４４】
次に第３実施例の鉄道車両の連結装置の作用について説明する。
通常状態では、鉄道車両連結装置は図８（Ａ）に示す状態を保っている。この場合、連結器１０の連結時の衝撃力は、単リンク４１を介して緩衝装置２３により吸収・緩和される。
【００４５】
ここで、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合、この衝撃力が単リンク４１に作用して、単リンク４１は節４１ａにおいて屈曲する。そして、図８（Ｃ）に示すように、単リンク４１の屈曲により、衝撃吸収部材２０においてリベット２０Ｃが破断する。リベット２０Ｃが破断すると、下側部材２０Ｂは落下し、上側部材２０Ａが破壊される。この上側部材２０Ａの破壊時に衝突衝撃力が吸収され、緩衝装置２３にかかる大きな荷重も吸収される。
【００４６】
なお、上述した第１〜第３の実施の形態における各構造は、連結器１０及び緩衝装置２３を備えた既存の鉄道車両に対して、簡単な改造で適用することができる。したがって、車両の大幅な設計変更や、コスト高を引き起こすことがない。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、以下の効果がある。
（１）リリース機構により連結器の突っ張りがなくなるので、車体相互の乗り上げ、脱線、車体の大変形等を防止することができる。また、吸収機構が衝突衝撃を吸収することにより、車体の損傷予防を図ることができる。
（２）損傷の程度が低い場合は、吸収機構部のみを取り替えればよいので、簡単でコストがかからない。
（３）枕はりに衝撃吸収部材を取り付けた場合は、枕はりにも衝撃力を受け持たせることができるので、車体（特に客室）の変形が小さくて済む。
【００４８】
（４）現状の車体に対して簡単な改造で適用することができる。
（５）連結器と緩衝装置間にリンク機構を設けた場合には、事故後の車体の牽引を行うことができる。
（６）第１及び第２の２つの衝撃吸収部材を設けた場合には、吸収エネルギーをアップさせることができる。また、小衝突時は、第１の衝撃吸収部材のみで十分なエネルギー吸収を実現することができる。この場合は、第１の衝撃吸収部材のみを取り替えればよいので、メンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図である。（Ａ）は側面断面図であり、（Ｂ）は一部断面下面図である。
【図２】同回動連結機構の連結解除状態を示す一部断面側面図である。
【図３】同衝撃吸収部材の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す一部断面下面図である。
【図５】図４の鉄道車両の連結装置の第１段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
【図６】図４の鉄道車両の連結装置の第２段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
【図７】図４の鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面下面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図である。（Ａ）は鉄道車両の連結装置の一部断面側面図であり、（Ｂ）は衝撃吸収部材の例を示す斜視図であり、（Ｃ）は鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面側面図である。
【図９】鉄道車両の衝突過程を説明する模式図である。
【図１０】従来の鉄道車両におけるバッファの例を示す模式図である。
【図１１】鉄道車両の衝突後の車体破損状態を説明する模式図である。
【図１２】鉄道車両の衝突時の脱線状態を説明する模式図である。
【図１３】従来の鉄道車両の連結装置の一例を示す一部断面下面図である。
【図１４】同一部断面側面図である。
【符号の説明】
１ 車体 ３ 枕はり
１０ 連結器 １３ クラッシャ
１７ （クラッシャの）接続部 １８ 回動連結機構
２０ 衝撃吸収部材 ２１ スロープ部材
２３ 緩衝装置 ２６ ピン
２７ （緩衝装置の）接続部 ２９ シアピン
３１ 小型衝撃吸収部材 ３５ リンク機構
３９ 拘束板 ４１ 単リンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、２台の鉄道車両を相互に連結する鉄道車両の連結装置に関する。特には、連結器又は緩衝装置の使用限度を超えるような衝突衝撃力を適切にリリースすることにより、車体の損傷を低く抑えるようにした鉄道車両の連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
鉄道車両を連結する際は、車両連結器に連結器作用力（以下、自連力という）が掛かる。この自連力のピーク値を低減するため、車両連結器には車両連結器用緩衝器が備えられている。
【０００３】
図１３及び図１４は、従来の車両連結器及び緩衝器の一例を示す一部断面下面図及び一部断面側面図である。
この連結器１０５は、主として在来線の電車に広く用いられている密着式連結器である。同連結器１０５は、突起状の頭部１０６と角形中空の胴部１０７を備えている。胴部１０７の内部には回転錠（図示されず）が設けられている。この回転錠は、ばね等により軸心に対して約４５°の角度でセットされている。
このような連結器１０５は、相手方の連結器の頭部が接近し、さらに進んで連結面１０８同士が密着すると同時に、回転錠同士が相手方の頭部内側に噛み合って連結される。連結の解除は、解放ハンドル（手動式）や空圧シリンダ（自動式）により行われる。
【０００４】
一方、ゴム緩衝器１１０は、電車（フレーム）１０１の端部下方に固定されている。このゴム緩衝器１１０の端部には、直交配置されたピン１０２、１０３及びピン継手１０４を介して車両連結器１０５が連結されている。ゴム緩衝器１１０は、両面に長方形のゴム製突起を接着した鋼板（パッド）１１１を積層して枠１１２に納めたもので、ゴムの圧縮変形により車両連結器１０５に掛かる衝撃を吸収する。
このような構成のゴム緩衝器１１０は、構造が簡単で安価なことから広く用いられている。ゴム緩衝器１１０は、一般に、変位の増加とともに剛性が高くなる緩衝器変位−緩衝器力（δ−Ｆ）特性を示す。
【０００５】
ところで、車両が他の車両に誤って衝突した際には、一般に車両最前方の車体が後方の車体よりも破損規模が大きい。一方、衝突した車両の速度が大きい場合の方が低い場合よりも破損規模が大きい。このため、衝突に関する対策は、詳細には車体部位や衝突時の状況により、幾つかの異なった手段がある。しかしながら、比較的小規模の衝突であっても、車体の破損を完全に回避するのはほとんど不可能である。したがって、車両衝突時においては、車体の破損箇所を限定して衝撃を吸収し、いかにして乗客、乗務員に与える衝撃を緩和するかが重要な問題となる。
【０００６】
上記した車両衝突の状態を図９〜図１２を参照して説明する。
図９の（Ａ）に示すように、右側の止まっている車両に対して、左側の車両が近づいている。この状態から、図９の（Ｂ）に示すように、衝突が生じたとする。すると、図９の（Ｃ）に示すように、走行していた左側の車両においては、連結されている後側の各車体の例えば前側が浮き上がる方向の力を受けた状態となる。このとき、図９の（Ｄ）に示すように、隣り合う車体同士を連結する連結器は突っ張った状態になる。このような連結器の突っ張りにより問題となるのは、連結器周辺の車体構造部材が局部的に大きく変形して、客室の空間がつぶされてしまうような事態である。
【０００７】
連結器の突っ張りが生じると、車両には次のような変形が起こる。すなわち、図１１の（Ａ）に示すように、走行側の車両において、後方の車体（左側の車体）が前方の車体（右側の車体）に乗り上げて、前方の車体の客室が潰れてしまう場合がある。このような事態は、先頭の車体より中間の車体において起こりやすい。一方、図１１の（Ｂ）に示すように、車体の床面が下方に引っ張られた状態となって、隣り合う車体同士の端面が平行四辺形状に潰れてしまう場合がある。このような事態は、車両端部の連結器周辺台枠の強度が局所的に強いため、連結器荷重が一定以上になると、連結器周辺台枠が座屈することによって車体の床面が変形し、これが車両端部の局所的な車体変形をもたらす。
【０００８】
さらに、図１２の（Ａ）に示すように、連結器が車体の幅方向（左右方向）に座屈変形したとすると、脱線・転覆を引き起こすことがある。この左右方向の座屈変形が生じなければ、図１２の（Ｂ）に示すように、隣り合う車体の端面同士が突き合い、脱線・転覆の可能性は低くなる。
【０００９】
なお、諸外国の鉄道車両においては、図１０に示すように、車両の台枠の左右端にバッファ１２５を設け、台枠の中央にターンバックル１０５を設けているものもある。バッファ１２５は、前端部１２５ａが車体前面から突出し、後端部１２５ｂが車体に形成された凹部１０１ａ内に摺動可能に配置されている。後端部１２５ｂはばね１２７により付勢されている。
この装置においては、ターンバックル１０５の中央部１０５ａを回転させることにより、相互の車両１０１Ａ、１０１Ｂが引き寄せられると同時に、両バッファ１２５同士が突き合う。このとき、バッファ１２５は、ばね１２７の付勢力により圧縮しており、これが車両の連結状態となる。バッファ１２５は、車両走行時も常に突き合っており、車両衝突時にばね１２７が緩衝器として左右安定した状態で作用するため、車体間に座屈を生じさせにくい。
【００１０】
上述のような事態を引き起こす原因としては、連結器周辺の構造が座屈時に不安定であることが挙げられる。しかし、これらの部材は、車体全体のうちの一部分として綿密に強度計算されて設計されているため、簡単に設計変更を行うことができない。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、連結器又は緩衝装置の使用限度を超えるような衝突衝撃力を拘束状態からリリースすることにより、車体の損傷を低く抑えるようにした鉄道車両の連結装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置は、前後の車両を連結する連結器と、 連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合において、該緩衝装置にかかる荷重をリリースするリリース機構と、 上記衝突衝撃を吸収する吸収機構と、 を具備し、上記リリース機構中にシアピンなどの破断する部材が含まれており、上記吸収機構中に、上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた塑性変形する衝撃吸収部材が含まれていることを特徴とする。
リリース機構により連結器の突っ張りがなくなる。これによって、車体の乗り上げ、脱線、車体の大変形等が防止される。また、吸収機構が衝突衝撃を吸収することにより、車体の損傷予防が図れる。損傷の程度が低い場合は、吸収機構部の取り替えのみで済む。
【００１３】
本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記吸収機構が、上記連結器と車体の枕はりとの間に設けられた衝撃吸収部材を含むことができる。
車体構造部材中で、枕はりは強度が大きい部材である。この枕はりに設けた衝撃吸収部材に衝撃力を受け持たせることで、車体端部（特に客室）の局所的変形が小さくて済む。
【００１４】
また、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記衝撃吸収部材が圧縮されて塑性変形する部材であることとすることができる。
この部材としては、例えばハニカム等を用いることができる。このような部材を用いることで、安価に且つ適切に衝突エネルギーを吸収させることができる。
【００１５】
さらに、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記連結器と緩衝装置間に、上下・左右に首振り可能な回動連結機構が設けられており、 上記リリース機構が、該回動連結機構の拘束を解除することができる。
例えば、回動連結機構中のピンをシアピンとしておけば、簡単に回動連結機構の連結の解除を実現することができる。このような構造は、特に、現状の車体に対する適用・改造が容易である。
【００１６】
本発明のより具体的な態様の鉄道車両の連結装置は、前後の車両を連結する連結器と、 連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、 上記連結器と緩衝装置間に設けられた、上下・左右に首振り可能な回動連結機構と、 上記緩衝装置に対して上記回動連結機構を係脱可能に支持する、シアピンなどの破断する部材を含む支持部材と、 上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる衝撃吸収部材と、 この衝撃吸収部材に当接可能に設けられた当接部材と、 を具備し、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合において、上記シアピンなどの破断する部材が破断して上記支持部材が上記緩衝装置と回動連結機構の連結を解除するとともに、上記当接部材が上記衝撃吸収部材に当接して圧縮させることにより、緩衝装置にかかる荷重をリリースするとともに衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第１態様の鉄道車両の連結装置においては、上記リリース機構が、 連結器と緩衝装置の間の間隔を可変とするリンク機構と、 使用限度以下の衝撃力が該リンク機構に作用する際には該機構の動作を拘束し、使用限度を超える衝撃力が作用した場合には該動作の拘束を解除する拘束部材と、 を含むことができる。
リンク機構の作動により、連結器と緩衝装置の間が縮んで衝撃力をリリースする。このリンク機構を用いる場合は、連結器と緩衝装置間を完全に切り離さないので、事故後の牽引が可能である。
【００１８】
本発明の第２態様の鉄道車両の連結装置は、前後の車両を連結する連結器と、 連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、 上記連結器と緩衝装置の間を可変とするリンク機構と、 このリンク機構の外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる第１の衝撃吸収部材と、 上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が上記リンク機構に作用する際には該機構の動作を拘束し、使用限度を超える衝撃力が作用した場合には該動作の拘束を解除する、シアピンなどの破断する部材を含む拘束部材と、 上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる第２の衝撃吸収部材と、 上記リンク機構の動作に連動して上記第２の衝撃吸収部材に当接する当接部材と、 を具備し、 上記拘束部材が上記リンク機構の動作を解除した場合において、該リンク機構が上記第１の衝撃吸収部材に当接して圧縮させ、さらに上記当接部材が上記第２の衝撃吸収部材に当接して圧縮されることにより、上記緩衝装置にかかる荷重をリリースするとともに衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
２つの衝撃吸収部材により、吸収可能なエネルギーが増大する。さらに、小衝突時は、第１の衝撃吸収部材のみで衝突エネルギーが吸収できる。この場合は、復旧のために第１の衝撃吸収部材のみを取り替えればよく、メンテナンスが容易である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、通常の鉄道車両の技術におけるのと同様に、レールの長手方向（車両の進行方向）を前後方向、軌道面におけるレール長手方向と直角の方向を左右方向、軌道面に垂直な方向を上下方向と呼ぶ。
【００２２】
｛第１の実施の形態｝
図１は本発明の第１実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は一部断面下面図である。図２は回動連結機構の連結解除状態を示す一部断面側面図である。図３は衝撃吸収部材の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
図１〜３に示すように、鉄道車両の連結装置は、連結器１０と緩衝装置２３を備えている。同連結装置は、鉄道車両の車体１の下面（台枠）に取り付けられている。車体１は枕はり３を備えている。枕はり３の下面には、図示されていない枕ばねを介して台車が位置する。
【００２３】
車体１の前端部には、連結器１０が設けられている。連結器１０は、前後の鉄道車両を連結するものである。同連結器１０の本体１１は、胴受９により車体１の下面側に支持固定されている。この連結器１０としては、自動連結器、密着連結器、中間連結器等の種類があり、それぞれの特性に応じて用いられる。連結器１０自体の構造は、従来提供されているものを使用できる。
【００２４】
一方、連結器１０と枕はり３間には、緩衝装置２３が設けられている。緩衝装置２３は、前後の車両の連結の際に生じる衝撃力を吸収・緩和するものである。同緩衝装置２３の後端は、枕はり３に固定されている。緩衝装置２３の前端には、接続部２７が設けられている。この接続部２７は、二股状の一対の平行突片よりなる。この接続部２７には、左右方向に開口した孔（ピン２９の入る３つの孔）が形成されている。緩衝装置２３自体の構造も、従来提供されているものを使用できる。
【００２５】
連結器１０と緩衝装置２３間には、回動連結機構１８が設けられている。この回動連結機構１８は、スロープ部材２１とクラッシャ１３を備えている。スロープ部材２１の後端（図１〜３における右端）には、後接続部２８が形成されている。同後接続部２８は、緩衝装置２３の接続部２７をなす平行突片間に介入可能な板状をしており、左右方向に開口した孔を有する。スロープ部材２１と緩衝装置２３は、双方の接続部２７、２８に形成された孔にシアピン２９（図１では３本）が挿入されることにより連結されている。
【００２６】
スロープ部材２１の前端（図１〜３における左端）は、クラッシャ１３を介して連結器１０に取り付けられている。スロープ部材２１の前端には、前接続部２５が設けられている。この前接続部２５は、二股状の一対の平行突片よりなる。一方、クラッシャ１３の後端には、接続部１７が形成されている。この接続部１７は、スロープ部材２１の前接続部２５をなす平行突片間に介入可能であり、上下方向に開口した孔を有する。スロープ部材２１とクラッシャ１３は、接続部１７の孔にピン２６が挿入された状態で、同ピン２６が接続部２５をなす両突片間に架設固定されることにより連結されている。
【００２７】
クラッシャ１３は、左右方向両側に張り出している。クラッシャ１３の前端には、鉛直面状に広がる突片１３ａを備えている。同突片１３ａは、連結器１０の後端にピン１５により接続されている。同ピン１５の結合により、連結器１０とクラッシャ１３間は揺動可能になっている。
【００２８】
スロープ部材２１及び緩衝装置２３の左右外側には、衝撃吸収部材２０が設けられている。この衝撃吸収部材２０は、緩衝装置２３と平行に設置された箱状部材である。同衝撃吸収部材２０は、圧縮されて塑性変形する部材（例えばアルミハニカム等）からなる。この衝撃吸収部材２０の後端は枕はり３の側部に固定されており、前端側は開放されている。この前端開口部近くには、上記クラッシャ１３が位置している。
【００２９】
次に、上記の構成からなる鉄道車両連結装置の作用について説明する。
通常状態では、鉄道車両連結装置は図１に示す状態を保っている。この場合、連結器１０の連結時の衝撃力は、回動連結機構１８を介して緩衝装置２３に伝わり、同装置２３により吸収・緩和される。
【００３０】
ここで、車両の衝突時等のように、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合、この衝撃力によりクラッシャ１３とスロープ部材２１の左端を繋ぐピン２６が破断するとともに、緩衝装置２３とスロープ部材２１の右端を繋ぐシアピン２９も破断する。これら両ピン２６、２９が破断すると、図２に示すように、スロープ部材２１が左端側を支点として右端側が下方に向けて回動する。これにより、スロープ部材２１の右端と緩衝装置２３との連結が解除される。これで、連結器１０及び緩衝装置２３間の突っ張りは回避される。
【００３１】
スロープ部材２１と緩衝装置２３との連結が解除されると、衝突衝撃力により、連結器１０及びクラッシャ１３が緩衝装置２３側に押される。これに伴い、図３に示すようにクラッシャ１３が衝撃吸収部材２０の左端側に当接し、これにより衝撃吸収部材２０が圧縮して塑性変形する。衝撃吸収部材２０は枕はり３に固定されているので、最終的には枕はり３によっても衝撃力が受け持たれる。このようにして、緩衝装置２３にかかる荷重がリリースされるとともに、衝突衝撃力が吸収される。
【００３２】
本事例の装置においては、回動連結機構１８におけるピン２６、２９の破断により連結器１０及び緩衝装置２３間の突っ張りがなくなるので、車体相互の乗り上げ、脱線、車体の大変形等が回避される。また、衝撃吸収部材２０が衝突衝撃力を吸収するので、車体への衝撃緩和が図れる。特に、損傷が車体周辺に及ばない程度に小さい場合は、回動連結機構１８及び衝撃吸収部材２０のみを取り替えればよいので、衝突後の修理も容易である。さらに、衝撃吸収部材２０は、車体構造部材中で強度の大きい枕はり３に固定されているので、枕はり３が衝撃力を受け持つことにより、車体端部（特に客室）の変形は軽減される。
【００３３】
｛第２の実施の形態｝
以下、図４〜７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図４は本発明の第２の実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す一部断面下面図である。図５は図４の鉄道車両の連結装置の第１段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。図６は図４の鉄道車両の連結装置の第２段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。図７は図４の鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面下面図である。
【００３４】
第２実施例の第１実施例との相違点は以下である。
まず、緩衝装置２３とクラッシャ１３との間で、スロープ部材や連結ピンに代えてリンク機構３５が設けられている。
このリンク機構３５は、２本のリンク３６、３７を備えている。リンク３６、３７は、緩衝装置２３側では一纏めに取り付けられ、クラッシャ１３側では離れて取り付けられている。両リンク３６、３７は、それぞれ節３６ａ、３７ａを有しており、この節３６ａ、３７ａにおいて屈曲する。両リンク３６、３７の節３６ａ、３７ａは、拘束板３９により繋がれている。この拘束板３９により、リンク機構３５は通常状態では動作が拘束されている。同拘束板３９は、リンク機構３５に使用限度以上の衝撃力が作用した場合に破断する。
【００３５】
次に、衝撃吸収部材（第２の衝撃吸収部材）２０の内側に、さらに小型衝撃吸収部材（第１の衝撃吸収部材）３１が設けられている。
この小型衝撃吸収部材３１は、衝撃吸収部材２０と同様に、緩衝装置２３と平行に設置された箱状部材であり、圧縮されて塑性変形する部材からなる。小型衝撃吸収部材３１は、緩衝装置２３とリンク機構３５の接続部側方に並設されている。
【００３６】
両リンク３６、３７が最も伸びたとき（図４及び図７参照）、クラッシャ１３と衝撃吸収部材２０は互いに離れている。また、小型衝撃吸収部材３１とリンク機構３５も離れている。そして、拘束板３９が破断して、両リンク３６、３７が節３６ａ、３７ａにおいて屈曲することにより、まず小型衝撃吸収部材３１が圧縮変形される。衝突衝撃力が強い場合には、その後さらにクラッシャ１３が衝撃吸収部材２０に当接する。
さらに、クラッシャ１３の左右外側に、サポート３３が設けられている。このサポート３３は、クラッシャ１３のぶれを防止するためのものである。なお、クラッシャ１３と連結器本体１１とは、十字継手により連結してもよい。
【００３７】
次に第２実施例の鉄道車両の連結装置の作用について纏めて説明する。
通常状態では、鉄道車両連結装置は図４に示す状態を保っている。この場合、連結器１０の連結時の衝撃力は、リンク機構３５を介して緩衝装置２３により吸収・緩和される。
【００３８】
ここで、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合、この衝撃力によりリンク機構３５の拘束板３９が破断する。拘束板３９が破断すると、リンク３６、３７が節３６ａ、３７ａにおいて屈曲する。そして、図５に示すように、屈曲したリンク３６、３７に押されて、小型衝撃吸収部材３１が圧縮されて塑性変形される。衝突の程度が軽い場合には、小型衝撃吸収部材３１の塑性変形に伴うエネルギー吸収で充分である。
【００３９】
次いで、衝突の程度が激しい場合には、リンク機構３５にさらに大きな衝突衝撃力が作用し、リンク機構３５がさらに屈曲して、連結器１０及びクラッシャ１３を緩衝装置２３側に引き寄せる。これに伴い、図６に示すようにクラッシャ１３が衝撃吸収部材２０の左端側に当接し、これにより衝撃吸収部材２０が圧縮されて塑性変形する。このようにして、衝撃吸収部材２０が変形する際に衝突衝撃力が吸収され、緩衝装置２３にかかる大きな荷重も吸収される。
【００４０】
この間、リンク機構３５自身は屈曲動作するが、連結器１０と緩衝装置２３との連結状態は確保し続けている。したがって、連結器１０と車体との接続は解除されておらず、連結器１０を使用して衝突して破損した車両の牽引が可能である。牽引時は、図７に示すように、リンク機構３５のリンク３６、３７が伸びた状態になる。
【００４１】
｛第３の実施の形態｝
次に、図８を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図８は本発明の第３実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図である。（Ａ）は鉄道車両の連結装置の一部断面側面図である。（Ｂ）は衝撃吸収部材の例を示す斜視図である。（Ｃ）は鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面側面図である。
【００４２】
第３実施例の特徴は以下である。
（１）緩衝装置２３とクラッシャ１３との間で、スロープ部材やリンク機構に代えて単リンク４１が設けられている。
この単リンク４１は、前端（図８の左端）が連結器１０に取り付けられ、後端（図８の右端）が緩衝装置２３に取り付けられている。単リンク４１は節４１ａを有し、この節４１ａにおいて屈曲する。
単リンク４１が最も伸びたとき（図８（Ａ）参照）、連結器１０は車両端面から突出している。そして、単リンク４１が節４１ａにおいて屈曲すると（図８（Ｃ）参照）、連結器１０が緩衝装置２３側に引き寄せられる。
【００４３】
（２）衝撃吸収部材２０が、単リンク４１の外周に設けられている。この衝撃吸収部材２０は、図８（Ｂ）に示すように、断面溝型の上側部材２０Ａと、この上側部材２０Ａの内側に組み合わされた断面溝型の下側部材２０Ｂからなる。両部材２０Ａ、２０Ｂは、リベット２０Ｃにより接合されている。各リベット２０Ｃは、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合に破断する。同衝撃吸収部材２０は、中空部２０ａ内に単リンク４１を収容している。単リンク４１は、衝撃吸収部材２０により、通常状態では動作が阻止されている。
【００４４】
次に第３実施例の鉄道車両の連結装置の作用について説明する。
通常状態では、鉄道車両連結装置は図８（Ａ）に示す状態を保っている。この場合、連結器１０の連結時の衝撃力は、単リンク４１を介して緩衝装置２３により吸収・緩和される。
【００４５】
ここで、連結器１０又は緩衝装置２３の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合、この衝撃力が単リンク４１に作用して、単リンク４１は節４１ａにおいて屈曲する。そして、図８（Ｃ）に示すように、単リンク４１の屈曲により、衝撃吸収部材２０においてリベット２０Ｃが破断する。リベット２０Ｃが破断すると、下側部材２０Ｂは落下し、上側部材２０Ａが破壊される。この上側部材２０Ａの破壊時に衝突衝撃力が吸収され、緩衝装置２３にかかる大きな荷重も吸収される。
【００４６】
なお、上述した第１〜第３の実施の形態における各構造は、連結器１０及び緩衝装置２３を備えた既存の鉄道車両に対して、簡単な改造で適用することができる。したがって、車両の大幅な設計変更や、コスト高を引き起こすことがない。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、以下の効果がある。
（１）リリース機構により連結器の突っ張りがなくなるので、車体相互の乗り上げ、脱線、車体の大変形等を防止することができる。また、吸収機構が衝突衝撃を吸収することにより、車体の損傷予防を図ることができる。
（２）損傷の程度が低い場合は、吸収機構部のみを取り替えればよいので、簡単でコストがかからない。
（３）枕はりに衝撃吸収部材を取り付けた場合は、枕はりにも衝撃力を受け持たせることができるので、車体（特に客室）の変形が小さくて済む。
【００４８】
（４）現状の車体に対して簡単な改造で適用することができる。
（５）連結器と緩衝装置間にリンク機構を設けた場合には、事故後の車体の牽引を行うことができる。
（６）第１及び第２の２つの衝撃吸収部材を設けた場合には、吸収エネルギーをアップさせることができる。また、小衝突時は、第１の衝撃吸収部材のみで十分なエネルギー吸収を実現することができる。この場合は、第１の衝撃吸収部材のみを取り替えればよいので、メンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図である。（Ａ）は側面断面図であり、（Ｂ）は一部断面下面図である。
【図２】同回動連結機構の連結解除状態を示す一部断面側面図である。
【図３】同衝撃吸収部材の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す一部断面下面図である。
【図５】図４の鉄道車両の連結装置の第１段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
【図６】図４の鉄道車両の連結装置の第２段階の衝撃吸収状態を示す一部断面下面図である。
【図７】図４の鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面下面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る鉄道車両の連結装置を示す図である。（Ａ）は鉄道車両の連結装置の一部断面側面図であり、（Ｂ）は衝撃吸収部材の例を示す斜視図であり、（Ｃ）は鉄道車両の連結装置の作動後の状態を示す一部断面側面図である。
【図９】鉄道車両の衝突過程を説明する模式図である。
【図１０】従来の鉄道車両におけるバッファの例を示す模式図である。
【図１１】鉄道車両の衝突後の車体破損状態を説明する模式図である。
【図１２】鉄道車両の衝突時の脱線状態を説明する模式図である。
【図１３】従来の鉄道車両の連結装置の一例を示す一部断面下面図である。
【図１４】同一部断面側面図である。
【符号の説明】
１ 車体 ３ 枕はり
１０ 連結器 １３ クラッシャ
１７ （クラッシャの）接続部 １８ 回動連結機構
２０ 衝撃吸収部材 ２１ スロープ部材
２３ 緩衝装置 ２６ ピン
２７ （緩衝装置の）接続部 ２９ シアピン
３１ 小型衝撃吸収部材 ３５ リンク機構
３９ 拘束板 ４１ 単リンク
Claims (5)
- 前後の車両を連結する連結器と、
連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合において、該緩衝装置にかかる荷重をリリースするリリース機構と、
上記衝突衝撃を吸収する吸収機構と、
を具備し、
上記リリース機構中にシアピンなどの破断する部材が含まれており、
上記吸収機構中に、上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた塑性変形する衝撃吸収部材が含まれていることを特徴とする鉄道車両の連結装置。 - 上記連結器と緩衝装置間に、上下・左右に首振り可能な回動連結機構が設けられており、
上記リリース機構が、該回動連結機構の拘束を解除するものであることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の連結装置。 - 前後の車両を連結する連結器と、
連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、
上記連結器と緩衝装置間に設けられた、上下・左右に首振り可能な回動連結機構と、
上記緩衝装置に対して上記回動連結機構を係脱可能に支持する、シアピンなどの破断する部材を含む支持部材と、
上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる衝撃吸収部材と、
この衝撃吸収部材に当接可能に設けられた当接部材と、
を具備し、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が発生した場合において、上記シアピンなどの破断する部材が破断して上記支持部材が上記緩衝装置と回動連結機構の連結を解除するとともに、上記当接部材が上記衝撃吸収部材に当接して圧縮させることにより、緩衝装置にかかる荷重をリリースするとともに衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする鉄道車両の連結装置。 - 上記リリース機構が、
連結器と緩衝装置の間の間隔を可変とするリンク機構と、
使用限度以下の衝撃力が該リンク機構に作用する際には該機構の動作を拘束し、使用限度を超える衝撃力が作用した場合には該動作の拘束を解除する拘束部材と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両の連結装置。 - 前後の車両を連結する連結器と、
連結時の衝撃力を吸収・緩和する前記連結器と車体構造部材間に配置された緩衝装置と、
上記連結器と緩衝装置の間を可変とするリンク機構と、
このリンク機構の外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる第１の衝撃吸収部材と、
上記連結器又は緩衝装置の使用限度を超える衝突衝撃力が上記リンク機構に作用する際には該機構の動作を拘束し、使用限度を超える衝撃力が作用した場合には該動作の拘束を解除する、シアピンなどの破断する部材を含む拘束部材と、
上記連結器と車体の枕はりとの間の上記緩衝器の左右外側に設けられた、圧縮されて塑性変形する部材からなる第２の衝撃吸収部材と、
上記リンク機構の動作に連動して上記第２の衝撃吸収部材に当接する当接部材と、
を具備し、
上記拘束部材が上記リンク機構の動作を解除した場合において、該リンク機構が上記第１の衝撃吸収部材に当接して圧縮させ、さらに上記当接部材が上記第２の衝撃吸収部材に当接して圧縮されることにより、上記緩衝装置にかかる荷重をリリースするとともに衝撃を吸収するようにしたことを特徴とする鉄道車両の連結装置。
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