JP5219455B2

JP5219455B2 - 鉄道車両用衝突安全装置

Info

Publication number: JP5219455B2
Application number: JP2007277104A
Authority: JP
Inventors: 英樹丹羽
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: JP2009101936A

Description

本発明は、鉄道車両用衝突安全装置に関し、詳しくは、先頭車両に用いられ、対人衝突に有効な鉄道車両用衝突安全装置に関する。

従来、鉄道車両の先頭部下方には、安全走行上障害となる路線上の障害物を排除する排障器が取り付けられている。一方、先頭車両の先端部に、緊急時に圧縮空気にてエアバッグを膨出させ、対人衝突安全性を得るようにしたものがある。このエアバッグは、連結器への衝突を避けるため、膨出時に、軌道敷設面に対し垂直方向中央部分が最も前方に突出した形状となるとともに、このエアバッグによって人が跳ね飛ばされないように、人が掴むことができる把手と、上向きに開口して衝突後の人を収容するネットとを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−４１４２７号公報

しかし、上述のエアバッグでは、エアバッグ膨出時に、衝突した人が跳ね飛ばされないように、人が掴むことができる把手が設けられているものの、車両に衝突した状態の人が、把手を掴むという俊敏な動作を行うことは難しく、衝突後の人をネットに収容できる可能性は低かった。また、膨出したエアバッグに跳ね飛ばされて二次災害が発生するおそれもあった。

そこで本発明は、鉄道車両に人が衝突した際に、人が車両下部に巻き込まれることを防止するとともに、膨出したエアバックで人が跳ね飛ばされないようにし、対人衝突死亡事故を減少させることのできる鉄道車両用衝突安全装置を提供することを特徴としている。

上記目的を達成するため、本発明の鉄道車両用衝突安全装置は、先頭部下方に連結器と排障器とを備えた先頭車両の前記排障器の格納部に収納されたエアバックを前記格納部から先頭車両の前方に向けて膨出させる鉄道車両用衝突安全装置において、前記エアバックは、軌道の上面から前記排障器の前面に沿って前記連結器よりも車体上方までを覆うよう膨出する前面膨出部及び該前面膨出部下部の基部から軌道上面に沿って車両前方に膨出する前方膨出部を有する側面視略Ｌ字状に形成される底部エアバッグと、該底部エアバッグの両側部分にそれぞれ膨出する左右一対の側部エアバッグと、前記底部エアバッグの基部上方に膨出する中央部エアバッグとを有し、前記排障器を前記連結器よりも車両前方に位置させる移動手段を前記排障器の後方に設けるとともに、前記排障器を前記連結器よりも車両前方に位置させた状態で前記各エアバッグを膨出させるエアバッグ作動手段を備えていることを特徴としている。さらに、膨出した前方膨出部は、前記側部エアバッグ及び前記中央部エアバッグよりも車両前方に突出する長さを有するとともに、膨出した状態の前記中央部エアバッグは、前記底部エアバッグの基部側上面で、両側の側部エアバッグの間に隙間なく挟み込まれた状態で配置される。前記前方膨出部の先端部には、円柱状の先端縁部が枕木方向に設けられ、該先端縁部の軌道上面に摺接する部分には、低摩擦係数の底面保護部が設けられている。前記中央部エアバッグは、前記底部エアバッグ及び側部エアバッグよりも柔軟であるとよい。各エアバッグを、前記排障器に脱着可能な格納部に格納すると好適である。

本発明の鉄道車両用衝突安全装置によれば、対人衝突の危険性があるときにエアバッグ作動手段を作動させて各エアバッグを膨出させることにより、人に対する衝突の衝撃を緩和できるとともに、底部エアバッグを他のエアバッグより前方に突出させているので、衝突した人を底部エアバッグ上に受け止めて人が車両下部に巻き込まれることを防止できる。また、前面に人が衝突する中央部エアバッグを他のエアバッグより柔軟にすることにより、人へのダメージを少なくできる。

さらに、連結器と排障器とを有する車両では、各エアバッグを膨出させる際に連結器を排障器の後方に位置させることによって衝突した人が連結器に衝突することを防止でき、各エアバッグを、前記排障器に脱着可能な格納部に格納すれば、衝突安全装置作動後の原状回復作業や、エアバッグの交換作業を短時間で行うことができる。

図１乃至図５は本発明の鉄道車両用衝突安全装置の一形態例を示す図で、図１は衝突安全装置作動時の平面図、図２は同じく衝突安全装置作動時の正面図、図３は作動前の衝突安全装置の正面図、図４は人が線路上に立っている状態の衝突安全装置の説明図、図５は対人衝突時の鉄道車両の説明図である。

先頭車両１０の先頭部下方に設けられる衝突安全装置１１は、排障器１２の内部に収納したエアバッグ１３を、対人衝突の危険性があるときに排障器１２の内部から車両前方に向けて膨出させるものであって、エアバッグ１３は、軌道（レール）１４の上面に沿って車両前方に膨出する底部エアバッグ１５と、該底部エアバッグ１５の両側部分にそれぞれ膨出する左右一対の側部エアバッグ１６，１６と、前記底部エアバッグ１５の基部上方に膨出する中央部エアバッグ１７とを有している。

膨出した状態のエアバッグ１３において、底部エアバッグ１５は、レール１４の上面から排障器１２の前面に沿って連結器１８よりも車体上方までを覆う前面膨出部１５ａと、該前面膨出部１５ａの下部からレール１４の上面に沿って車両前方に大きく突出する前方膨出部１５ｂとを備えた側面視略Ｌ字状に形成され、さらに、前方膨出部１５ｂの先端部には、円柱状の先端縁部１５ｃが枕木方向に設けられ、レール１４の上面に摺接する部分には、低摩擦係数の底面保護部１５ｄが設けられている。

また、側部エアバッグ１６は、底部エアバッグ１５の前面膨出部１５ａと略同じ高さと、前方膨出部１５ｂの基端側略１／２を覆う長さとを有するとともに、前方が拡開した形状を有しており、底部エアバッグ１５の基端側両側部で中央部エアバッグ１７の両側を挟み込んだ状態で隙間なく配置される。

中央部エアバッグ１７は、底部エアバッグ１５の基部側上面で、両側の側部エアバッグ１６の間に配置されるもので、他の底部エアバッグ１５及び側部エアバッグ１６よりも柔軟に形成されている。中央部エアバッグ１７を柔軟に形成する手段は適宜に選択できるが、例えば、空気配管に安全弁、調節弁、逆止弁などを設けることにより、膨出時の底部エアバッグ１５及び側部エアバッグ１６の内圧に比べて中央部エアバッグ１７の内圧を１／５〜１／１０となるように制御したり、中央部エアバッグ１７を、スポンジなどの柔軟な材質を用いて形成したりすることによって柔軟性を高めることができる。また、底部エアバッグ１５の先端縁部１５ｃも中央部エアバッグ１７と同様に柔軟に形成しておくことができる。

前記排障器１２の後方には、該排障器１２を連結器１８よりも車両前方に押し出すための一対のシリンダ１９，１９が設けられるとともに、エアバッグ１３及びシリンダ１９を作動させるためのエアバッグ作動手段が設けられている。このエアバッグ作動手段は、先頭車両１０に設置された車載カメラなどの認識部を含む衝突検知装置で衝突を予知したり、運転士の視認により衝突の危険を察知した際に、自動操作あるいは運転士の手動操作により、前記エアバッグ１３及びシリンダ１９に圧縮空気を供給し、シリンダ１９を伸張させて排障器１２を車両前方に押し出して連結器１８より前方に位置させるとともに、エアバッグ１３を速やかに膨出させるように作動する。

例えば、図４に示されるように、鉄道車両走行時に線路上に人Ｐが立っていることを前記衝突検知装置や運転士の視認により認識し、衝突の危険を予知したときに、衝突検知装置から自動的に送信される信号によって、あるいは、運転士による非常ブレーキ操作、警笛鳴動又は別に設けた作動スイッチなどによる手動操作による信号によってエアバッグ作動手段が作動し、図５に示されるように、排障器１２が押し出されるとともにエアバッグ１３が所定形状に膨出する。

このようにエアバッグ１３が膨出した状態で人Ｐに衝突した場合、底部エアバッグ１５の先端縁部１５ｃに人Ｐの脚部が衝突することにより、人Ｐは底部エアバッグ１５の上面に倒れ込む状態になり、続いて中央部エアバッグ１７に衝突することになる。このとき、中央部エアバッグ１７を前述のように柔軟に形成しておくことにより、衝突時のエネルギーを吸収することができ、中央部エアバッグ１７への衝突の衝撃を緩和することができるとともに、中央部エアバッグ１７に衝突した人Ｐが跳ね返されることも極力防止することができる。また、人Ｐが跳ね返されたとしても、側部エアバッグ１６及び中央部エアバッグ１７より車両前方に大きく突出した底部エアバッグ１５の上面に確保することができ、さらに、両側に側部エアバッグ１６を設けていることにより、中央部エアバッグ１７に衝突した人Ｐが隣接する軌道やホームに向かって跳ね飛ばされることも防止でき、二次災害が発生することも防止できる。

このように、先頭車両１０の先頭部に、レール１４の上面に延設される底部エアバッグ１５と、左右一対の側部エアバッグ１６，１６と、衝撃緩和用の中央部エアバッグ１７とを有するエアバッグ１３を設けておくことにより、衝突した人Ｐが車両下部に巻き込まれることを防止できるとともに、人Ｐへの衝撃を大幅に緩和することができ、二次災害の発生も防止することができる。

また、連結器１８を有する先頭車両１０では、排障器１２を車両前方に押し出して連結器１８を排障器１２の後方に位置させることにより、衝突した人Ｐが連結器１８に衝突して大きなダメージを受けることを防止できる。なお、排障器１２を車両前方に押し出すのに代えて連結器１８を後方に引き込むように形成することも可能であり、連結器を持たない先頭車両や連結器を排障器内に格納した先頭車両では、排障器や連結器を前後に移動させる機構は不要である。また、エアバッグ１３は、図４に示されるように、排障器１２に着脱可能に設けられた格納部２０に格納されることが好ましく、この場合の空気配管は、クイックカプラ等を用いて連結すればよい。

さらに、エアバッグ１３の膨出源には、鉄道車両が有する圧縮空気を用いることができるが、自動車用エアバッグのような火薬を用いたり、火薬と圧縮空気とを併用することもでき、底部エアバッグ１５、側部エアバッグ１６，１６、中央部エアバッグ１７でこれらの膨出源を使い分けてもよい。また、レール上を走行する鉄道車両に限らず、ガイドウエイ上を走行する案内軌条方式の鉄道車両にも適用することが可能である。また、エアバッグ作動手段には、高速走行時に不用意にエアバッグ１３が膨出して車両の走行に支障を来すことを防止するための安全機構を設けておくことが好ましい。

本発明の一形態例を示す衝突安全装置作動時の平面図である。同じく衝突安全装置作動時の正面図である。同じく衝突安全装置作動前の鉄道車両の正面図である。同じく人が線路上に立っている状態の衝突安全装置の説明図である。同じく対人衝突時の衝突安全装置の説明図である。

符号の説明

１０…先頭車両、１１…衝突安全装置、１２…排障器、１３…エアバッグ、１４…軌道（レール）、１５…底部エアバッグ、１５ａ…前面膨出部、１５ｂ…前方膨出部、１５ｃ…先端縁部、１５ｄ…底面保護部、１６…側部エアバッグ、１７…中央部エアバッグ、１８…連結器、１９…シリンダ、２０…格納部

Claims

先頭部下方に連結器と排障器とを備えた先頭車両の前記排障器の格納部に収納されたエアバックを前記格納部から先頭車両の前方に向けて膨出させる鉄道車両用衝突安全装置において、
前記エアバックは、軌道の上面から前記排障器の前面に沿って前記連結器よりも車体上方までを覆うよう膨出する前面膨出部及び該前面膨出部下部の基部から軌道上面に沿って車両前方に膨出する前方膨出部を有する側面視略Ｌ字状に形成される底部エアバッグと、該底部エアバッグの両側部分にそれぞれ膨出する左右一対の側部エアバッグと、前記底部エアバッグの基部上方に膨出する中央部エアバッグとを有し、
前記排障器を前記連結器よりも車両前方に位置させる移動手段を前記排障器の後方に設けるとともに、
前記排障器を前記連結器よりも車両前方に位置させた状態で前記各エアバッグを膨出させるエアバッグ作動手段を備えている
ことを特徴とする鉄道車両用衝突安全装置。
膨出した前方膨出部は、前記側部エアバッグ及び前記中央部エアバッグよりも車両前方に突出する長さを有するとともに、膨出した状態の前記中央部エアバッグは、前記底部エアバッグの基部側上面で、両側の側部エアバッグの間に隙間なく挟み込まれた状態で配置されることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用衝突安全装置。
前記前方膨出部の先端部には、円柱状の先端縁部が枕木方向に設けられ、該先端縁部の軌道上面に摺接する部分には、低摩擦係数の底面保護部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄道車両用衝突安全装置。
前記中央部エアバッグは、前記底部エアバッグ及び側部エアバッグよりも柔軟であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の鉄道車両用衝突安全装置。
前記各エアバッグは、前記排障器に脱着可能な格納部に格納されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の鉄道車両用衝突安全装置。