JP4015725B2

JP4015725B2 - 鉄道車両用台枠

Info

Publication number: JP4015725B2
Application number: JP22382197A
Authority: JP
Inventors: 謙一栗田
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: JPH1159415A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右両側に配置された側梁と両側梁をつなぐ枕梁とを備えた鉄道車両用台枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図３に示すように、鉄道車両用台枠は、左右両側に配置された側梁５０，５２と、図示しない台車に乗せられ両側梁５０，５２をつなぐ枕梁５４とを備えている（特開昭６２−１３９７５３号公報）。また、両側梁５０，５２は更に所定間隔で横梁５６によりつながれており、ほぼ中央に設けられた一対の中梁５８，６０が長手方向に横梁５６と枕梁５４とをつないでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の側梁５０，５２、枕梁５４、横梁５６、中梁５８，６０を備えた鉄道車両用台枠では、衝突した際に、図４に示すように、破損する。即ち、側梁５０，５２の前端側をつなぐ端梁６２が激しく押しつぶされると共に、中梁５８，６０の一部が折り曲げられ、衝突時の荷重は中梁５８，６０及び枕梁５４を介して、枕梁５４よりも後方の側梁５０，５２にも加わる。よって、枕梁５４よりも後方の側梁５０，５２が座屈してしまう。このように、衝突時の衝撃が、枕梁５４よりも後方に伝わってしまい、客室内の乗客の多くに大きな衝撃が加わってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、衝突時の衝撃を緩和できる鉄道車両用台枠を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
左右両側に配置された側梁と、該両側梁をつなぐ横梁と、台車に乗せられ前記両側梁をつなぐ枕梁とを備えた鉄道車両用台枠において、
前記枕梁よりも車端寄りの前記横梁から前記両側梁に向かって左右一対の中梁をハ字状にそれぞれ斜めに設けると共に、前記横梁と前記枕梁との間で、前記中梁に沿った前記側梁に、前記側梁の他の箇所よりも剛性が低い低剛性部を形成したことを特徴とする鉄道車両用台枠がそれである。また、前記中梁の断面形状を箱形としてもよい。更に、前記中梁は一端を前記横梁のほぼ中央につなぐと共に、他端を前記側梁に前記枕梁と重ねてつないでもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１，２は左右両側に設けられた側梁で、側梁１，２の車端は横梁４によりつながれている。尚、以下この横梁４を端梁４という。また、側梁１，２は図示しない台車に乗せられる枕梁６によりつながれている。
【０００７】
枕梁６は２本の角梁部材８，１０を備え、角梁部材８，１０は両側梁１，２に台形型の座部材１２，１４により接続されている。座部材１２，１４は図示しない台車の空気ばね等に乗せられる。端梁４と枕梁６との間には、両側梁１，２をつなぐ横梁１６が設けられている。端梁４と横梁１６との間には、中梁１８が設けられており、中梁１８は両側梁１，２間のほぼ中央で端梁４と横梁１６とをつないでいる。
【０００８】
枕梁６よりも車端寄りの横梁１６とこの枕梁６との間には、横梁１６のほぼ中央から、両側梁１，２に向かって斜めに、ほぼ「ハ」字状に中梁２０，２２が設けられており、両中梁２０，２２は中梁１８と反対側の横梁１６の側面に接続されると共に、両中梁２０，２２には座部材１２，１４が重ねられて両側梁１，２につながれている。
【０００９】
即ち、中梁２０，２２と側梁１，２との接続箇所の剛性が、他の箇所よりも低くならないように、座部材１２，１４を中梁２０，２２と重ねて、座部材１２，１４と共に中梁２０，２２を側梁１，２につないでいる。両中梁２０，２２には、曲げモーメントに対して高い剛性を有するように、その断面形状が箱形の部材が用いられている。
【００１０】
また、横梁１６と枕梁６との間で、両中梁２０，２２に沿った両側梁１，２には、それぞれ低剛性部１ａ，２ａが形成されている。低剛性部１ａ，２ａは、両側梁１，２の他の箇所の断面が小さく形成されて、他の箇所よりも剛性が低くなるように形成されている。一方、枕梁６の後方には両側梁１，２をつなぐ複数の横梁２４（一部のみ図示する）が設けられている。尚、枕梁６と横梁２４との間には中梁は設けられていない。
【００１１】
次に、前述した本実施形態の鉄道車両用台枠の作動について説明する。
前述した鉄道車両用台枠を固定壁に衝突させた際のシミュレーション結果を図２に示す。図２に示すように、衝突した際には、端梁４は大きく押しつぶされると共に、端梁４と横梁１６との間の側梁１，２及び中梁１８は、衝突時の荷重に応じて座屈変形する。この荷重は、それぞれ側梁１，２及び中梁１８により分担されるので、側梁１，２及び中梁１８の変形は比較的小さい。しかも、側梁１，２及び中梁１８は座屈に対して剛性が高いので、変形は小さい。
【００１２】
また、荷重は、端梁４と横梁１６との間の側梁１，２及び中梁１８を介して、横梁１６と枕梁６との間の側梁１，２及び中梁２０，２２に加わる。この加わる荷重方向に対して、中梁２０，２２は斜めになっているので、中梁２０，２２には荷重により曲げモーメントが加わる。曲げモーメントにより変形は、座屈による変形よりも小さな荷重で発生するので、中梁２０，２２は、衝突時の荷重により変形し易い。
【００１３】
一方、端梁４と横梁１６との間の側梁１，２には低剛性部１ａ，２ａがあり、低剛性部１ａ，２ａには座屈荷重として作用する。低剛性部１ａ，２ａは低剛性であるので変形し易く、低剛性部１ａ，２ａがこの座屈荷重により変形すると共に、中梁２０，２２が曲げモーメントにより変形する。低剛性部１ａ，２ａの変形と中梁２０，２２の変形とにより、衝突時のエネルギーが吸収される。
【００１４】
これにより、衝突時のエネルギーの多くが吸収され、枕梁６よりも後方の側梁１，２に加わる荷重は小さい。よって、枕梁６よりも後方の客室内に伝わる衝撃荷重は小さく、乗客が衝撃荷重から保護される。また、中梁２０，２２の断面形状を箱形にすることにより、曲げモーメントに対する剛性が高くなり、より多くのエネルギーを吸収できる。
【００１５】
更に、中梁２０，２２を側梁１，２に、枕梁６の座部材１２，１４と重ねてつなぐことにより、中梁２０，２２と側梁１，２との接続箇所が他の箇所よりも低剛性となることを防止でき、確実に低剛性部１ａ，２ａと中梁２０，２２との変形で衝突時のエネルギーを吸収できる。
【００１６】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の鉄道車両用台枠は、低剛性部と中梁との変形により、衝突時のエネルギーが吸収され、枕梁よりも後方の客室内に伝わる衝撃荷重は小さく、衝突時の衝撃を緩和でき、乗客を衝撃荷重から保護することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、中梁の断面形状を箱形にすることにより、曲げモーメントに対する剛性が高くなり、より多くのエネルギーを吸収できる。更に、中梁を側梁に、枕梁と重ねてつなぐことにより、中梁と側梁との接続箇所が他の箇所よりも低剛性となることを防止でき、確実に低剛性部と中梁との変形で衝突時のエネルギーを吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての鉄道車両用台枠の前方の一部を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の鉄道車両用台枠の衝突時のシミュレーション結果を示す斜視図である。
【図３】従来の鉄道車両用台枠の前方の一部を示す斜視図である。
【図４】従来の鉄道車両用台枠の衝突時のシミュレーション結果を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２，５０，５２…側梁
４，６２…端梁６，５４…枕梁
１２，１４…座部材１６，２４，５６…横梁
１８，２０，２２，５８，６０…中梁

Claims

左右両側に配置された側梁と、該両側梁をつなぐ横梁と、台車に乗せられ前記両側梁をつなぐ枕梁とを備えた鉄道車両用台枠において、
前記枕梁よりも車端寄りの前記横梁から前記両側梁に向かって左右一対の中梁をハ字状にそれぞれ斜めに設けると共に、前記横梁と前記枕梁との間で、前記中梁に沿った前記側梁に、前記側梁の他の箇所よりも剛性が低い低剛性部を形成したことを特徴とする鉄道車両用台枠。
前記中梁の断面形状を箱形としたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用台枠。
前記中梁は一端を前記横梁のほぼ中央につなぐと共に、他端を前記側梁に前記枕梁と重ねてつないだことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鉄道車両用台枠。