JP4047528B2 - 鉄道車両の骨組み構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の骨組み構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両では、台枠の側梁と端梁との結合部分に隅柱を立設して骨組みを構成しているが、鉄道車両の衝突事故対策として、編成の異なる車両同士が同じ高さで正面衝突する場合の対策としては、前面強化あるいは衝突時のエネルギー吸収構造が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、図８に示されるように、脱線した編成の車両Ａと健全な編成の車両Ｂの先頭同士が衝突した場合や、図９に示されるように、脱線した編成の車両Ａと健全な編成の車両Ｂの中間車両が衝突した場合、端梁が相手方の側梁や隅柱から受ける衝撃力によって局所的に変形する。また、衝突した車両同士に高低差が生じている場合、側梁、端梁、隅柱等の主要構造部材が集中している車体の角部が直接相手方車体の妻外板や側外板に損傷を与えることになる。これらの局所的な変形が発生すると、互いの構造が巻き込みあってしまうため、その後の車体の損傷が著しく大きなものとなる。
【０００４】
そこで本発明は、万一、車両同士がオフセット衝突した場合に車体の損傷を低減させる鉄道車両の骨組み構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【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、側梁と端梁とを結合し、その結合部分に隅柱を立設した鉄道車両の構体構造において、前記端梁と前記隅柱との間を斜めに結合する補強斜材を設け、前記側梁の端梁側端部に、軸線方向の強い外力を受けた際に座屈変形する衝撃吸収部材を連結し、該衝撃吸収部材の先端と前記端梁とを結合するとともに、側梁の衝撃吸収部材連結部分と前記端梁との間を斜めに結合する傾斜端梁を設け、妻面同士がオフセット衝突した場合に、前記端梁と前記隅柱と前記補強斜材とで構成される三角形構造により、側構体へ伝達された衝撃荷重が、前記衝撃吸収部材に集中して、衝撃吸収部材が軸線方向の強い外力を受けて座屈変形し、前記端梁の前記傾斜端梁の結合部分よりも端部側が折れ曲がる構成としたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。骨組み１は、側梁２、端梁３、中梁４、横梁５を結合した台枠６と、該台枠６の側梁２に隅柱７、側柱８を立設し、さらに、長桁９、幕帯１０、腰帯１１等を結合した側構体１２と、台枠６の端梁３に隅柱７と、妻柱１３とを立設した妻構体１４とで構成されている。側梁２は、端梁側端部に衝撃吸収部材１５を連結し、該衝撃吸収部材１５を介して端梁３と結合しており、両側梁２，２の衝撃吸収部材連結部分の車内側と端梁３の車体中央部寄りとの間を連結部材である傾斜端梁１６でそれぞれ斜めに結合している。衝撃吸収部材１５は、軸線方向の強い外力を受けた際に座屈変形する。端梁３は、両側の隅柱７，７との間をそれぞれ連結部材である補強斜材１７で斜めに結合している。
【０００７】
このように構成することにより、妻面同士がオフセット衝突した場合に、妻構体１４は、相手方車体２０の高さが低い位置にあるときは、相手の隅柱２１から受ける衝撃を端梁３と補強斜材１７の両方で支持することができ、逆に、相手方車体２０の高さが高い位置にあっても、補強斜材１７が相手の隅柱２１から受ける衝撃を受けることができるので、相手方車体２０から受ける衝撃荷重を効率よく側構体１２へ伝達できる。また、妻構体１４の外板への直接的損傷を防ぐことができるとともに、衝撃荷重を端梁３と隅柱７と補強斜材１７とで構成される三角形構造の面で受けることによって、従来の点で受ける場合に発生しやすい妻構造の倒れ込みを防ぐことができる。
【０００８】
端梁３と隅柱７と補強斜材１７とで構成された三角形構造により、側構体１２へ伝達された衝撃荷重に対しては、衝撃吸収部材１５に荷重が集中するので、衝撃吸収部材１５が軸線方向の強い外力を受けて座屈変形し、端梁３の傾斜端梁１６との結合部分よりも端部側が折れ曲がる。衝突した車体同士が破壊の過程において、両車体が分離しにくい状態になった場合、車体の広域的な破断によって完全に構造が切り離されるか、衝突エネルギーが車体構成部分の塑性変形等によって全て吸収されるまで車体の損傷は進行し続けるが、衝撃吸収部材１５の座屈変形で端梁３の端部側が折れ曲がることにより、相手方車体２０を外へ逃がすので、車体の著しい損傷を防ぐことができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鉄道車両の骨組み構造は、オフセット衝突の場合に、端梁と隅柱との間を斜めに結合する補強斜材を設けることにより、端梁と隅柱と補強斜材とで構成される三角形構造の面で相手方の衝撃荷重を受けるため、一部の部材に荷重が集中することを防ぐことができ、側構体への荷重の伝達を安定して行うことが可能となり、側構体へ伝達された衝撃荷重で衝撃吸収部材が座屈変形し、端梁の傾斜端梁との結合部分よりも端部側が折れ曲がり、相手方車体を外へ逃がして、車体の著しい損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態例を示す妻構体の正面図
【図２】 同じく台枠の平面図
【図３】 同じく側構体の正面図
【図４】 オフセット衝突の概略を示す斜視図
【図５】 オフセット衝突の概略を示す妻構体の正面図
【図６】 オフセット衝突した際の側梁と端梁と隅柱との結合部分の拡大斜視図
【図７】 オフセット衝突した際の側梁と端梁との結合部分の拡大平面図
【図８】 脱線した編成の車両と健全な編成の車両の先頭同士が衝突した場合の概略平面図
【図９】 脱線した編成の車両と健全な編成の車両の中間車両が衝突した場合の概略平面図
【符号の説明】
１…骨組み、２…側梁、３…端梁、６…台枠、７…隅柱、１２…側構体、１４…妻構体、１５…衝撃吸収部材、１６…傾斜端梁、１７…補強斜材
Claims (1)
- 側梁と端梁とを結合し、その結合部分に隅柱を立設した鉄道車両の構体構造において、前記端梁と前記隅柱との間を斜めに結合する補強斜材を設け、前記側梁の端梁側端部に、軸線方向の強い外力を受けた際に座屈変形する衝撃吸収部材を連結し、該衝撃吸収部材の先端と前記端梁とを結合するとともに、側梁の衝撃吸収部材連結部分と前記端梁との間を斜めに結合する傾斜端梁を設け、妻面同士がオフセット衝突した場合に、前記端梁と前記隅柱と前記補強斜材とで構成される三角形構造により、側構体へ伝達された衝撃荷重が、前記衝撃吸収部材に集中して、衝撃吸収部材が軸線方向の強い外力を受けて座屈変形し、前記端梁の前記傾斜端梁の結合部分よりも端部側が折れ曲がる構成としたことを特徴とする鉄道車両の骨組み構造。
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