JP3955807B2

JP3955807B2 - 車両用構体

Info

Publication number: JP3955807B2
Application number: JP2002270114A
Authority: JP
Inventors: 憲昭坪坂
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP2004106637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用構体に関し、詳しくは、衝突時の乗客や乗務員の安全性を向上させた車両用構体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鉄道車両のように、台枠、側構体、屋根構体及び妻構体を接合して構成される箱形断面を持つ車両が踏切に立ち往生した自動車等の障害物に衝突した場合、あるいは車両同士が正面衝突した場合に、車両先頭部の一部の部材が変形することにより衝撃を緩和して、以て乗客や乗務員の安全を図る車両用構体として、妻構体に妻面よりも突出するとともに、変形により衝突時の衝撃を緩和する緩衝部材を設け、正面衝突時に、緩衝部材を介して妻構体に曲げモーメントが作用して、妻構体が湾曲・変形するとともに、この曲げモーメントにより、側構体及び屋根構体の妻構体との接合箇所近傍が外側に変形することにより、衝突エネルギーを吸収し、客室内への影響を緩和するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９２９４１号公報（第２〜３頁、第１図、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、最近になって、車両が障害物と斜めに衝突する、いわゆるオフセット衝突事故が発生した。このオフセット衝突は、図７に示すように、複線の鉄道路線曲線部にある引き込み線のポイントで引き込み線側に脱線した鉄道車両の車輪が引き込み線のレールによって対向方向の線路に向かって押し出され、そこに対向方向から来た車両が衝突するものであった。この場合、衝突の初期段階で、脱線車両はレールの高さの分だけ車高が下がり、そこに対向車両が乗り上げるように衝突するため、脱線車両の側構体に対向車両の台枠が楔のように作用し、脱線車両の側構体が台枠や妻構体との継ぎ目から引き剥がされるように破壊される（図８参照）。
【０００５】
特に従来の車両用構体は、側構体と妻構体とを接合する隅柱が台枠上面に溶接接合されており、対向車両が乗り上げるように衝突した場合、対向車両の台枠が隅柱と台枠の接合部付近に衝突して楔のように作用し、隅柱と台枠の接合部から破断して側構体が削り取られるように破壊される。また、隅柱及び側構体車端部が衝突に対する充分な強度、剛性を有していない場合、隅柱及び側構体車端部が衝突物体を抱えるように内側に変形する。このため、側構体は、端部に加わる車両長手方向の衝撃力を受け流すことができず、対向車両の台枠が楔のように作用し、側構体が引き剥がされるように破壊される。
【０００６】
そこで本発明は、上述のオフセット衝突が起きた場合でも、車両の破壊を局限し、乗客や乗務員の被害を最小限に止める車両用構体を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明は、台枠、側構体、妻構体及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、前記側構体の腰部側板を、外板と内板との間を両者の間隔を保持して連結する強度確保部材にて結合した二重構造材で構成し、少なくとも前記腰部側板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し、前記台枠の四隅に立設される隅柱を、前記腰部側板の傾斜部分を覆う車体外側面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斜めに形成し、該車体外側面に、車体前後方向に伸びる側構体内板接合部と、車体幅方向に伸びて前記妻構体の外板が接合される妻構体接合部とを連続形成した横断面変形ｙ字状に形成し、かつ、前記車体外側面の下端を前記台枠の傾斜部分を覆うように台枠の下面に至る長さに一体に形成し、前記側構体内板接合部及び前記妻構体接合部を、それぞれ前記台枠の上面に接合される長さに一体に形成し、前記車体外側面の下端を前記台枠の側梁端部下面から上面に接合し、前記側構体内板接合部と妻構体接合部とを前記台枠の上面に接合するとともに、前記車体外側面の先端に前記腰部側板の外板を、前記側構体内板接合部の室外側に前記腰部側板の内板を、前記妻構体接合部に前記妻構体の外板をそれぞれ接合したことを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る車両用構体は、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。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を鉄道車両の構体に適用した実施形態例を図１乃至図６に基づいて説明する。車両用構体１は、台枠２に前後の妻構体３と左右の側構体４とを接合し、その上に屋根構体５を接合して構成されている。妻構体３と側構体４とは、台枠２の四隅に立設された隅柱６を介して接合されている。
【００１０】
前記台枠２は、車体前後方向の側梁２ａの内側に端梁２ｂを接合する構成で、側梁２ａの妻側端部２ｃは、側梁２ａと端梁２ｂの双方に対して鈍角になるように斜めに形成されている。
【００１１】
前記妻構体３は、従来と同様に骨組みに一枚の外板３ａを張った構成である。側構体４は、隅柱６に接合される妻側端部では、台枠２と窓との間の腰部側板７の、外板７ａと内板７ｂとの間を、両者の間隔を保持して連結する強度確保部材としての複数のリブ７ｃにて結合した二重構造材で構成されている。この二重構造材は、外板７ａと内板７ｂとの間を所定間隔を保持するように連結するリブ７ｃとからなる閉断面形状を有するアルミニウム合金製中空押し出し材から構成されている。この腰部側板７は、妻側端部７ｄを前記妻構体３と側構体４の双方に対して鈍角になるように斜めに形成されている。
【００１２】
前記隅柱６は、腰部側板７の傾斜部分を覆う車体外側面６ａを前記妻構体３と側構体４の双方に対して鈍角になるように斜めに形成され、該車体外側面６ａに、車体前後方向に伸びて腰部側板７の内板７ｂが接合される側構体内板接合部６ｂと、車体幅方向に伸びて妻構体３の外板３ａが接合される妻構体接合部６ｃとを連続形成した横断面変形ｙ字状に形成されている。
【００１３】
また、前記車体外側面６ａは、下端を台枠２の傾斜部分を覆うように台枠２の下面に至る長さに一体に形成され、前記側構体内板接合部６ｂと前記妻構体接合部６ｃとは、それぞれ前記台枠２の上面に接合される長さに一体に形成されている。この隅柱６は、想定される衝突条件において、隅柱６が局部変形を起こさないように、車体外側面６ａ及び側構体内板接合部６ｂはその肉厚を設定されている。
【００１４】
なお、側構体４の腰部側板７よりも上部の妻側端部を腰部側板７と同様に斜めに形成した場合は、隅柱６の車体外側面６ａを前記妻構体３と側構体４の双方に対して鈍角になるように斜めに形成する。
【００１５】
この隅柱６は、車体外側面６ａの下端を台枠２の側梁２ａ端部下面から上面に接合し、側構体内板接合部６ｂと妻構体接合部６ｃとを台枠２の上面に接合して台枠２の四隅に立設され、車体外側面６ａの先端に腰部側板７の外板７ａを、側構体内板接合部６ｂの室外側に腰部側板７の内板７ｂを、妻構体接合部６ｃに妻構体３の外板３ａをそれぞれ接合している。
【００１６】
次に、このように構成された車両用構体１を有する車両８が、オフセット衝突した場合のシミュレーション結果について説明する。図７に示されるように、複線の線路９，１０の曲線部分にポイントがあり、線路９を走行中の車両８が脱線して、車輪が引き込み線のレールによって対向方向の線路１０に向かって押し出され、対向方向の線路１０を走行中の車両１１と衝突する。
【００１７】
この場合に、対向車両１１が脱線車両８の隅柱６に衝突すると、隅柱６は、衝撃力の方向に高強度を有する縦通材である側梁２ａと腰部側板７とに接合されており、しかも、想定された衝突条件内であれば、これに対応するようにその肉厚を設定されているから、局部変形を起こすことがない。そして、車体外側面６ａの傾斜により、衝撃力の一部が脱線車両８と対向車両１１とを互いに引き離す方向に作用する。また、車体外側面６ａが側梁２ａ端部下面から上面に接合されているから、隅柱６と台枠２の接合部からの破断が起こりにくくなる。
【００１８】
よって、脱線車両８が対向車両１１を抱え込むことがなく、衝突の初期段階において対向車両１１が楔のように作用することを防いで、脱線車両８の側構体４が破壊されることや、引き剥がされることを防止する。
【００１９】
また、図８に示されるように、脱線により車高が下がった脱線車両８に対向車両１１が乗り上げるようにオーバーライドして衝突した場合は、対向車両１１の台枠が脱線車両８の側構体４を削り取るように作用するが、脱線車両８の側構体４は、前記腰部側板７が二重構造材で構成されているので、例え外板７ａが破断したとしても、内板７ｂが破壊されなければ、台枠２と側構体４の分離を防ぐことができる。
【００２０】
なお、上記実施形態例では、本発明を鉄道車両の構体に適用したもので説明したが、本発明は、バス、トラック等オフセット衝突が起こり得る車両の構体に適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両用構体は、車両が障害物と斜めに衝突する、いわゆるオフセット衝突した場合に、側構体、台枠側梁及び隅柱が衝撃を受け流す方向に作用するとともに、隅柱と台枠の接合部からの破断が起こりにくいため、衝突物体を抱え込むことがなく、衝突の初期段階において衝突物体が楔のように作用することを防ぐ。また、側構体の二重構造により、外板が台枠と破断・分離しても、内板が台枠との結合を保持する。したがって、衝突部位での衝突物体の抱え込みと、衝突の初期段階で発生する衝突物体のオーバーライドによる側構体の変形・亀裂を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用構体の斜視図
【図２】車両用構体を車内側から見た拡大図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】図２のＶ−Ｖ矢視図
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ断面図
【図７】オフセット衝突の一例を示す平面図
【図８】オフセット衝突時の脱線車両と対向車両を示す側面図
【符号の説明】
１…車両用構体、２…台枠、２ａ…側梁、２ｃ…妻側端部、３…妻構体、４…側構体、６…隅柱、６ａ…車体外側面、７…腰部側板、７ａ…腰部側板の外板、７ｂ…腰部側板の内板、７ｃ…腰部側板のリブ、７ｄ…妻側端部、８…脱線車両、１１…対向車両

Claims

台枠、側構体、妻構体及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、前記側構体の腰部側板を、外板と内板との間を両者の間隔を保持して連結する強度確保部材にて結合した二重構造材で構成し、少なくとも前記腰部側板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し、前記台枠の四隅に立設される隅柱を、前記腰部側板の傾斜部分を覆う車体外側面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斜めに形成し、該車体外側面に、車体前後方向に伸びる側構体内板接合部と、車体幅方向に伸びて前記妻構体の外板が接合される妻構体接合部とを連続形成した横断面変形ｙ字状に形成し、かつ、前記車体外側面の下端を前記台枠の傾斜部分を覆うように台枠の下面に至る長さに一体に形成し、前記側構体内板接合部及び前記妻構体接合部を、それぞれ前記台枠の上面に接合される長さに一体に形成し、前記車体外側面の下端を前記台枠の側梁端部下面から上面に接合し、前記側構体内板接合部と妻構体接合部とを前記台枠の上面に接合するとともに、前記車体外側面の先端に前記腰部側板の外板を、前記側構体内板接合部の室外側に前記腰部側板の内板を、前記妻構体接合部に前記妻構体の外板をそれぞれ接合したことを特徴とする車両用構体。