JP5690199B2 - 鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両に関し、特に、オフセット衝突時の衝撃を緩和する構体構造を備えた鉄道車両に関する。

図１４に示すように、相対向して走行する２つの鉄道車両３１，３２のうち一方の車両（以下、「停止車両」ともいう）３１が線路から脱線して停止し、他方の車両（以下、「走行車両」ともいう）３２が停止車両３１の一部分に衝突する衝突をオフセット衝突といい、鉄道車両では、このオフセット衝突に対して様々な対策が講じられている。例えば、特許文献１は、妻構体と側構体の双方に対して鈍角に傾斜した隅柱を備えた車両用構体を提案しており、これにより、オフセット衝突時に双方の車両が、衝撃力の一部を緩和することができるとしている。

特許第３９５５８０７号公報（段落００１２〜００１４および図４）

特許文献１は、傾斜した隅柱を備えた車両同士がオフセット衝突する場合を想定し、これらの車両同士がオフセット衝突すれば、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いとしている。

しかしながら、従来の構造を備えた車両と、特許文献１に記載された構造を備えた車両とがオフセット衝突した場合については提案されていない。そのため、これらの車両がオフセット衝突した場合、隅柱等が衝撃を受け流す方向に十分に作用しない場合も考えられる。

そこで、本発明の目的は、対向する車両の構造に拘らず、オフセット衝突時の衝撃を緩和することのできる構体構造を備えた鉄道車両を提供することを目的とする。

本発明の鉄道車両の構体構造は、車体の車幅方向両端部に夫々位置する側外板と、前記車体の車両長手方向前端部に位置し、車幅方向両端部が前記側外板に接合されている妻構体と、を備え、前記妻構体は、車幅方向端部において、前記側外板に向かって車両長手方向後方に傾斜している傾斜部と、前記傾斜部の長手方向前方側にある傾斜面に形成され、前記傾斜部より摩擦抵抗が小さい固体潤滑部とを有する構体構造を備えたものである。

本発明に従えば、傾斜部より摩擦抵抗が小さい固体潤滑部が傾斜面に沿って設けられているので、オフセット衝突した他の鉄道車両が固体潤滑部上、又は固体潤滑部を間に挟んで傾斜面上を車幅方向外側に滑動する。それ故、オフセット衝突時に他の鉄道車両が傾斜部の途中で止まることを防ぐことができ、オフセット衝突した他の鉄道車両が自身の車体にスタックしてしまうことを防ぐことができる。これにより、オフセット衝突時のスタックを防止する機能を更に向上させることができる。

本発明によれば、対向する車両の構造に拘らず、オフセット衝突時の衝撃を緩和することのできる構体構造を備えた鉄道車両を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る鉄道車両の構体を前方から見た正面図である。 図１に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの切断された構体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 図１に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの切断された構体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る鉄道車両の構体を前方から見た正面図である。 図４に示す切断線Ｃ−Ｃで切断したときの切断された構体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 図５に示すカバー部材の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る鉄道車両の構体を前方から見た正面図である。 本発明の第４実施形態に係る鉄道車両の構体を前方から見た正面図である。 本発明の第５実施形態に係る鉄道車両の構体を前方から見た正面図である。 本発明の第６実施形態に係る鉄道車両の構体を、図３と同様に切断したときの切断された構体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の第７実施形態に係る鉄道車両の構体を前方から見た正面図である。 図１１に示す切断線Ｄ−Ｄで切断したときの切断された構体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の第８実施形態に係る鉄道車両の構体を、図２と同様に切断したときの切断された構体の一部分を拡大して示す拡大断面図である。 相対向して走行する２つの鉄道車両がオフセット衝突した時の状態を示す図であり、（ａ）がオフセット衝突する時の鉄道車両を上から見た平面図であり、（ｂ）がオフセット衝突する時の鉄道車両を右側から見た右側面図である。

以下では、前述する図面を参照しながら、本発明の第１乃至第８実施形態の鉄道車両の構体１、１Ａ〜１Ｇについて説明する。各実施形態における方向の概念は、鉄道車両の進行方向を前方とし、前方を向いたときの方向の概念と一致している。以下に説明する鉄道車両の構体１、１Ａ〜１Ｇは、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明は、以下のような実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る鉄道車両の正面図、図２は図１に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面拡大図、図３は切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面拡大図を示す。鉄道車両では、複数の車両が連結されており、先頭及び最後尾の車両の間に中間車両を有している。各車両は、線路上を走行可能に構成された２つの台車（図示せず）を有している。２つの台車は、各車両において長手方向に離れて位置し、それらの上には、図示しない空気ばねを介して図１に示すような構体１が載せられている。構体１は、大略的に中空の直方体形状、つまり箱型になっており、その中には乗客又は貨物を収容する空間が形成されている。構体１は、その底部に台枠２を有している。

＜台枠＞
台枠２は、平面視で大略的に矩形状になっており、２つの台車の上に載せられている。台枠２の左右両端部には、側構体４が夫々立設され、台枠２の前後両端部には、妻構体３が夫々立設されている。つまり、車体の長手方向両端部に妻構体３が夫々位置し、車体の車幅方向両端部に側構体４が夫々位置している。これら妻構体３及び側構体４は、隣接するもの同士が後述する隅柱５によって繋がれている。そして、側構体４及び妻構体３上には、屋根構体６が設けられており、台枠２、２つの側構体４（図２参照）、２つの妻構体３及び屋根構体６によって、箱型の構体１が構成されている。

＜側構体＞
側構体４は、図２に示すように、側外板１１と、複数の側けた１２と、複数の側柱１３とを有している。側外板１１は、左側又は右側から見た側面視で大略的に前後方向に長尺な直方形状の板部材となっており、前方から見た正面視で下裾が内側へと窄んでいる（図１参照）。側外板１１の下端は、台枠２に接合され、上端は、屋根構体６まで延在している。側外板１１には、複数の窓（図示せず）が形成されており、側外板１１の内側には、この窓を避けるようにして複数の側けた１２及び側柱１３が固定されている。側けた１２は、幕帯や腰帯等の骨部材であり、前後方向に延在する。側けた１２は、例えば窓よりも下側に３つ設けられ、窓よりも上側に１つ設けられている。なお、側けた１２の数及び位置は、前述の数及び位置に限定されない。側柱１３は、上下に延在し、複数の側けた１２に渡されて固定されている。

＜妻構体＞
妻構体３は、図１に示すように、妻外板７、貫通路柱８、かもい９、桟部材１０、アーチ桁２３及び隅柱５を有している。図１に示すように妻外板７は、正面視で大略的に逆Ｕ字状の板部材であり、台枠２に立設されている。妻外板７の上端は、後述するアーチ桁２３まで延在しており、妻外板７は、逆Ｕ字状の切欠きが形成され、中央部分に貫通路７ａを有している。貫通路７ａの両側には、貫通路７ａに沿って貫通路柱８が夫々立設されており、貫通路７ａの上側には、かもい９が設けられている。貫通路柱８は、台枠２からアーチ桁２３まで延在しており、かもい９は、これら２つの貫通路柱８の間を渡すように左右に延在している。また、妻外板７の内側には、貫通路柱８より外側に断面ハット状の複数の桟部材１０が上下左右に夫々延在させて設けられている。

＜隅柱＞
隅柱５は、台枠２の前後両端部に１対ずつ配置されている。つまり、隅柱５は、車体の四隅に夫々位置している。各隅柱５は、妻構体３の一部を構成し、妻外板７に接合される受け金１６と側構体４とを繋ぐように接合されている。これら隅柱５は、上下方向に延在するガイドポンツーン１４と支持板１５とによって構成されており、その下端が台枠２の下面まで達し、その上端がアーチ桁２３まで達している。

なお、鉄道車両では、往路と復路とで進行方向が反転するため、往路で後側に位置していた２つの隅柱５が復路では前側に位置する。それ故、往路及び復路で共にオフセット衝突対策を講じるべく同じ形状の隅柱５が前後及び左右対称に四隅に夫々設けられている。以下では、前側の両隅に配置される隅柱５の構成について説明し、それらに対して前後対称に設けられた後側の２つの隅柱５の構成については、説明を省略する。なお、図２及び図３では、前側の左隅に配置される隅柱５が図示されている。

ガイド板であるガイドポンツーン１４は、上下方向に延在する板状の部材であり、妻板側接合部１４ａと、連結部１４ｂと、傾斜部１４ｃと、側板側接合部１４ｄと、妻外板７の左端部（右隅の隅柱５の場合は右端部）と妻板側接合部１４aとを接合する受け金１６とを有している。連結部１４ｂは、妻板側接合部１４ａから前方に延在しており、その前端部が妻外板７よりも前方に突出している。そして、連結部１４ｂの前端部には、傾斜部１４ｃが繋がっている。

傾斜部１４ｃは、連結部１４ｂの前端から車幅方向外側に延在し、側外板１１に向かって後方に傾斜した傾斜面Ｓを有する。この傾斜面Ｓには、それに沿って後述する固体潤滑材１８が取付けられている。

このように構成されるガイドポンツーン１４において、傾斜部１４ｃの傾斜面Ｓの斜度は、所定の角度に設定されており、構体１の前方に連結された車両（以下、単に「前方車両」ともいう、図９の符号３３参照）が左右にヨーイングしたときに構体１の傾斜部１４ｃと前方車両の傾斜部１４ｃとが当たらないようになっている。また、傾斜面Ｓの幅もまた、所定の角度に設定されており、前方車両３３が左右に最大限振ったときに傾斜面Ｓの一部分だけが前方車両から前方に表出するようになっている。つまり妻外板７が前方に表出しないようになっている。

また、ガイドポンツーン１４の後面には、支持板１５が設けられている。支持板１５は、上下方向に延在する板状の部材である。支持板１５は、第１フランジ部１５ａと、ウェブ１５ｂと、第２フランジ部１５ｃとを有している。第１フランジ部１５ａは、傾斜部１４ｃの後面に貼り付けるように接合されている。第２フランジ部１５ｃは、妻外板７側の端部が妻板側接合部１４ａの後面に接合されている。

このように接合された支持板１５は、第１フランジ部１５ａが傾斜部１４ｃより短く、且つ第２フランジ部１５ｃが妻板側接合部１４ａより長く形成されている。それ故、ウェブ１５ｂは、ガイドポンツーン１４の連結部１４ｂから車幅方向に離れて位置しており、支持板１５とガイドポンツーン１４との間には、第２フランジ部１５ｃ、ウェブ１５ｂ、傾斜部１４ｃ、及び連結部１４ｂに囲まれた閉塞空間２７が形成される。つまり、支持板１５とガイドポンツーン１４とは、閉塞空間２７を有する閉断面構造を構成している。

支持板１５の後面には、複数の接合部材１７が設けられている。本実施形態では、側外板１１の側けた１２の１つである幕帯及び腰帯に夫々対応させて２つの接合部材１７が設けられている。接合部材１７は、大略中空の板状の部材であり、補強部材である側柱１３に接合され、またこの側柱１３を介して側けた１２（幕帯又は腰帯）に接続されている。このように接合部材１７は、支持板１５と側けた１２との間に介在し、支持板１５を後方から支持している。

＜固体潤滑材＞
また、隅柱５の傾斜部１４ｃの傾斜面Ｓには、図１に示すような複数枚の固体潤滑材１８が設けられている。本実施形態では、傾斜部１４ｃを上から下まで覆うように、１０枚の固体潤滑材１８が傾斜部１４ｃに設けられている。この固体潤滑材１８は、ガイドポンツーン１４を構成するステンレス鋼やアルミ合金等の金属材料より摩擦抵抗が小さい材料、例えばＰＴＦＥから成る大略正方形のシート状の部材である。固体潤滑材１８は、互いに間隔をあけて上下方向に並べてられており、傾斜面Ｓの略全体を覆っている。

この固体潤滑材１８は、その四隅付近に図２に示す締結ピン１９が夫々設けられており、この締結ピン１９によって傾斜部１４ｃに締結されている。潤滑材用締結具である締結ピン１９は、固体潤滑材１８と同じ材料から成り、その先端部１９ａが中間部分１９ｂより大径になっている。また、締結ピン１９の頭部１９ｃは、その端面が中間部分１９ｂより大径になっており、先端部１９ａ側に向かって先細りのテーパ形状になっている。このように構成されている締結ピン１９は、固体潤滑材１８及び傾斜部１４ｃを貫通しており、その先端部１９ａが傾斜部１４ｃの後側に突き出ている。これにより、締結ピン１９が固体潤滑材１８及び傾斜部１４ｃから抜けないようになっており、固体潤滑材１８とガイドポンツーン１４とが締結ピン１９によってしっかりと締結されている。

このように傾斜部１４ｃに取付けられる固体潤滑材１８は、複数枚に分割されており、個々がシート状に形成されている。それ故、傾斜面Ｓの形状に沿って固体潤滑材１８を取付けることができる。また、締結ピン１９によって固体潤滑材１８の四隅を傾斜部１４ｃに取付けるだけの作業であるので、取付け作業が容易である。

また、締結ピン１９の頭部１９ｃは、その端面が固体潤滑材１８の表面と面一となっており、固体潤滑材１８の表面を含む滑動面の凹凸が少なくなっている。これにより物体が滑動面をスムーズに滑動するようにすることができる。なお、頭部１９ｃの端面と固体潤滑材１８の表面とは、必ずしも面一になっている必要はない。例えば、頭部１９ｃの端面が固体潤滑材１８の表面より没入していてもよく、この場合もまた滑動面の凸部を少なくすることができるので、物体が滑動面をスムーズに滑動するようにすることができる。また、頭部１９ｃの端面が固体潤滑材１８の表面より敢えて突出させて、オフセット衝突時に締結ピン１９を破損させて固体潤滑材１８が傾斜部１４ｃから外れるようにしてもよい。

＜オフセット衝突＞
以下では、構体１を備えた車両３１と、隅柱に傾斜部１４ｃを有しない車両３２とがオフセット衝突した場合について図２及び図１４を参照しながら説明する。図１４において、車両３１は、線路から脱線した停止車両であり、車両３３は停止車両３１に連結されている。また、車両３２は走行車両である。ここで、停止車両３１に対して走行車両３２が衝突した場合を想定する。かかる場合、停止車両３１は、進行方向に連結された前方車両３３に対して走行車両３２の軌道側に脱線して振られており、走行中は前方車両３３の後に隠れている固体潤滑材１８の一部分が前方車両３３から走行車両３２の軌道側にはみ出している。それ故、走行車両３２の隅柱３６の角部分（図２の二点鎖線参照）と各車両３１の固体潤滑材１８とが当たり、２つの車両３１，３２がオフセット衝突する。（図１４（ａ）参照）。

固体潤滑材１８は、傾斜部１４ｃの傾斜面Ｓに沿わせて取付けられている。そのため、固体潤滑材１８にオフセット衝突した走行車両３２の隅柱３６は、停止車両３１の傾斜面Ｓに沿って車幅方向外側へと滑動する。他方、停止車両３１は、走行車両３２から傾斜面Ｓに衝突荷重を受け、その衝突荷重の分力が停止車両３１を走行車両３２から離す方向に作用する。それ故、走行車両３２は、停止車両３１の固体潤滑材１８により停止車両３１から離れる方向に受け流され、停止車両３１は、走行車両３２の隅柱３６により走行車両３２から離れる方向に押される。

この固体潤滑材１８は、傾斜部１４ｃを構成する材料よりも摩擦抵抗が小さくなっており、固体潤滑材１８がない場合よりも走行車両３２の隅柱３６が滑らかに移動するようになっている。それ故、固体潤滑材１８は、走行車両３２の隅柱３６を滑動面の途中で止めることなく車幅方向外側に受け流すことができる。これにより、同様の構成を備えていない車両にオフセット衝突した場合においても、衝撃力を緩和することができる。また、固体潤滑材１８の表面と締結ピン１９の頭部の端面とが面一になっているので、滑動面の凹凸が少ない。これにより、滑動面における走行車両３２の隅柱３６の引っ掛かりを更に抑えることができる。

このように構体１を有する停止車両３１は、傾斜部１４ｃを有しない走行車両３２に対しても車体を受け流すことができる。なお、オフセット衝突時にその衝撃により固体潤滑材１８が傾斜部１４ｃから外れた場合、傾斜部１４ｃと隅柱３６との間に固体潤滑材１８を介在させて走行車両３２を受け流す。従って、オフセット衝突時にその衝撃により固体潤滑材１８が傾斜部１４ｃから外れた場合でも、構体１は走行車両３２を受け流すことができるようになっている。

このような作用効果を奏する構体１は、前述のように停止車両３１だけでなく走行車両３２も構体１を備えていることが望ましい。停止車両３１及び走行車両３２が共に構体１を備えている場合、一方しか備えていない場合に比べて受け流す効果は更に高い。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る鉄道車両の構体１Ａは、第１実施形態に係る鉄道車両の構体１と構成が類似している。それ故、以下の説明では、第２実施形態に係る鉄道車両の構体１Ａの構成について、第１実施形態に係る鉄道車両の構体１の構成と異なる点についてだけ説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。第３乃至第８実施形態に係る鉄道車両の構体１Ｂ〜１Ｇについても同様である。

＜転落防止幌＞
図４は、第２実施形態に係る鉄道車両の正面図であり、図５は、図４に示す切断線Ｃ−Ｃで切断した時の断面拡大図である。第２実施形態に係る鉄道車両の構体１Ａは、図４に示すように転落防止幌２０とカバー部材２１とを備えている。転落防止幌２０は、隅柱５の傾斜部１４ｃに夫々設けられており、そこから前方に突き出るように延在している。この転落防止幌２０は、幕帯及び腰帯の間の位置から隅柱５の下裾の上端部あたりまで上下方向に延在しており、転落防止幌２０の下端が駅のプラットホームと略面一又はそれより若干低くなっている。転落防止幌２０は、車両同士が連結された時に前方の車両の転落防止幌２０と突き合わせられており、突き合わされた２つの転落防止幌２０により前後車両の連結部分にある凹所の開口を塞いでそこに転落することを防いでいる。

このように構成される転落防止幌２０は、図示しないボルト及びリベット等の複数の締結具により傾斜部１４ｃに締結されている。各締結具は、転落防止幌２０の締結用溝を夫々貫通している。この締結用溝は、車幅方向内側に開口部を有する切欠き部が形成されているので、転落防止幌２０は、車幅方向外側に外れやすく、逆に車幅方向内側に外れない構造としている。転落防止幌２０を構成することにより、前後車両の連結部分の空間に車両側面からの進入を防ぐことができる。他方、衝突時等において車両内方から力が掛かると外れるようになっている。

また、傾斜部１４ｃに取付けられた複数の固体潤滑材１８Ａは、図４に示すように転落防止幌２０を避けるように配置されている。このように傾斜部１４ｃに取付けられた複数の固体潤滑材１８Ａには、更にカバー部材２１が覆い被せられている。なお、固体潤滑材１８Ａを図１に示すように傾斜部１４ｃ全体に取付け、固体潤滑材１８Ａの上から転落防止幌２０を取付けてもよい。

＜カバー部材＞
図６は、カバー部材の一部分を拡大した拡大断面図である。カバー部材２１は、ステンレス鋼板やアルミ合金等の金属から成る板状の部材であり、前方から見た正面視で傾斜部１４ｃと略同じ形状をしている。カバー部材２１は、固体潤滑材１８Ａと同様に転落防止幌２０を避けるようにそれと重なる領域が切り欠かれており、固体潤滑材１８Ａを前方から覆うようにそれに被せられて傾斜部１４ｃに取付けられている。このカバー部材２１は、固体潤滑材１８Ａの剥がれを防ぐと共に固体潤滑材１８の汚れを防止することができる。また、固体潤滑材１８Ａの汚れを防ぐことで、固体潤滑材１８の表面に異物が付着して固体潤滑材１８Ａの摩擦抵抗の上昇を防ぐことができる。

このように構成されるカバー部材２１の取付け方について、以下で説明する。カバー部材２１には、貫通穴２１ａが設けられ、複数のリベット３０により、カバー部材２１と固体潤滑材１８Ａ及び傾斜部１４ｃとが締結される。貫通孔２１ａは、図６に示すように傾斜部１４ｃに向かって狭まるようなテーパ形状になっており、傾斜部１４ｃ側の開口端が鋭利になっている。他方、各リベット３０は、略円柱状になっており、カバー部材２１が傾斜面Ｓに沿う方向の荷重を受けると傾斜部１４ｃ側の開口端から剪断力を集中的に受けて切断されるようになっている。

また、カバー部材２１は、取付金具２１ｂを有しており、取付金具２１ｂには、鎖やゴムチューブ等によって構成されている連結部材３５が設けられている。連結部材３５の一端は取付金具２１ｂに取付けられ、他端は台枠２に取付けられている。

このように構成される第２実施形態に係る構体１Ａを有する停止車両３１と、傾斜部１４ｃを有しない走行車両３２がオフセット衝突すると、まず転落防止幌２０が走行車両３２の隅柱３６に接触する。転落防止幌２０は、傾斜部１４ｃに設けられ且つ前方（又は後方）に突出しているので、カバー部材２１に当たることで車幅方向外側への力を受ける。転落防止幌２０は、前述の通り車幅方向外側に外れやすくなっているので、転落防止幌２０が隅柱３６に当たることで傾斜部１４ｃから外れる。

外れた後、隅柱３６はカバー部材２１に当たる。カバー部材２１の表面は傾斜面Ｓと同様に傾斜しているため、カバー部材２１もまた走行車両３２の隅柱３６を自身の車両から離れる方向に受け流そうとする。しかし、カバー部材２１の摩擦抵抗が大きいため、受け流す際にカバー部材２１には傾斜面Ｓに沿った外側の方向に大きな荷重が作用する。これにより、各リベット３０が貫通孔２１ａの開口端から大きな剪断力を受けて切断され、カバー部材２１が傾斜部１４ｃから外れる。傾斜部１４ｃから外れたカバー部材２１は、走行車両３２の隅柱３６と共に固体潤滑材１８Ａ上を滑動する。それ故、走行車両３２は、停止車両３１から離れる方向に受け流され、停止車両３１から逸れていく。逸れた後、傾斜部１４ｃから外れたカバー部材２１は走行車両３２と共に傾斜部１４ｃから離れるが、連結部材３５によって台枠２に繋がっているためカバー部材２１を台枠２付近に留めておくことができる。

このようにオフセット衝突する２つの車両３１，３２の隅柱５，３６の間にカバー部材２１を介在させることで、このカバー部材２１によりオフセット衝突時に局所的に作用する荷重を分散し、各固体潤滑材１８に作用する荷重を低減させることができる。これにより、オフセット衝突時において、何れかの固体潤滑材１８Ａに大きな荷重が作用して局所的に摩擦抵抗が大きくなることを防ぐことができる。それ故、走行車両３２を円滑に受け流すことができる。

その他、第２実施形態に係る構体１Ａは、第１実施形態に係る構体１と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係る鉄道車両の正面図である。本発明の第３実施形態に係る構体１Ｂの傾斜部１４ｃには、図７に示すように正面視で幕帯１２ａと重なる位置より下側の領域にのみ固体潤滑材１８Ｂが設けられている。図１４（ａ）に示すように脱線した停止車両３１と走行車両３２とオフセット衝突した場合、走行車両３２のうち、剛性の高い台枠及び腰帯と接触する領域に大きな荷重を受けやすく、これら領域を重点的に受け流すようにすることが好ましい。また、脱線すると、図１４（ｂ）に示すように、停止車両３１の上下方向の位置が走行車両３２より低くなる。それ故、走行車両３２の台枠が停止車両３１の腰帯１２ｂ及びその付近に接触し、走行車両３２の腰帯は、停止車両３１の腰帯１２ｂの上側に接触する。これら腰帯１２ｂ及びその付近に固体潤滑材１８Ｂを設けることで、走行車両３２の台枠及び腰帯に掛かる荷重を受け流しやすくなる。これにより、オフセット衝突時に走行車両３２の台枠及び腰帯が傾斜部１４ｃの途中で止まって、スタックすることを防ぐことができる。また、傾斜部１４に部分的に固体潤滑材１８Ｂを設けることで、部品点数を低減すると共に取付け作業時間を短くすることができる。これにより、製造コストを低減することができる。

その他、第３実施形態に係る構体１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る構体１と同様の作用効果を奏する。なお、第３実施形態に係る構体１Ｂでは、第２実施形態と同様に傾斜部１４ｃに転落防止幌２０及びカバー部材２１を設けてもよく、以下で説明する第４及び第５実施形態でも同様である。

［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態に係る鉄道車両の正面図である。本発明の第４実施形態に係る構体１Ｃでは、図８に示すように第３実施形態に係る構体１Ｂから更に傾斜部１４ｃの上端部に固体潤滑材１８Ｃが設けられている。この固体潤滑材１８Ｃが設けられる領域は、オフセット衝突時に走行車両３２の幕帯に当たる領域である。このような領域に固体潤滑材１８Ｃを設けることで、走行車両３２のうち剛性の高い幕帯付近で受ける荷重を受け流すことができる。これにより、オフセット衝突時に走行車両３２の幕帯が傾斜部１４ｃの途中で止まって、スタックすることを防ぐことができる。

その他、第４実施形態に係る構体１Ｃは、第３実施形態に係る構体１Ｂと同様の作用効果を奏する。

［第５実施形態］
図９は、本発明の第５実施形態に係る鉄道車両の正面図である。本発明の第５実施形態に係る構体１Ｄでは、図９に示すように傾斜部１４ｃの上端部、並びに腰帯及びそれより下側の領域にだけ固体潤滑材１８Ｄが設けられている。このように固体潤滑材１８Ｄを配置することで、少なくとも走行車両３２の台枠及び幕帯付近を受け流しやすくなり、オフセット衝突時に走行車両３２の幕帯が傾斜部１４ｃの途中で止まって、スタックすることを防ぐことができる。

その他、第５実施形態に係る構体１Ｄは、第３実施形態に係る構体１Ｂと同様の作用効果を奏する。

［第６実施形態］
図１０は、本発明の第６実施形態に係る鉄道車両の構体を図３と同様に切断したときの拡大断面図である。本発明の第６実施形態に係る構体１Ｅでは、構体１、１Ａ〜１Ｄと異なり、図１０に示すように傾斜部１４ｃの傾斜面Ｓに固体潤滑剤をコーティングすること（図１０の網掛け部分参照）により傾斜面Ｓ上に膜状の固体潤滑部１８Ｅが形成されている。ここで、固体潤滑剤は例えば、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、窒化ホウ素を含有したものが用いられるが、これに限られない。固体潤滑剤を傾斜面Ｓにコーティングすることで、傾斜面Ｓの摩擦係数を低減することができ、また傾斜面Ｓの全体の摩擦係数を均一化することができる。また、組立て前から傾斜面Ｓに固体潤滑部をコーティングしておくことができるので、組み立て時間を短縮することができる。

その他、第６実施形態に係る構体１Ｅは、第１実施形態に係る構体１と同様の作用効果を奏する。

［第７実施形態］
図１１は、本発明の第７実施形態に係る鉄道車両の正面図であり、図１２は、図１１の切断線Ｄ−Ｄで切断したときの拡大断面図である。本発明の第７実施形態に係る構体１Ｆでは、傾斜面Ｓに、固体潤滑材１８，１８Ａ乃至１８Ｄに代えて図１１及び１２に示すようなＳＵＳ板５０が設けられている。なお、板の材質はＳＵＳに限定されず、他の金属や合成樹脂材料であってもよい。取付板であるＳＵＳ板５０は、前方から見て傾斜面Ｓと略同じ形状を有する厚みが均一な板状部材であり、傾斜面Ｓの略全面を覆うように傾斜部１４ｃに例えばスポット溶接やリベットによる締結等により取付けられている。また、ＳＵＳ板５０の前方側表面には、固体潤滑剤が略全体的にコーティングされている（図１１及び図１２の網掛け部分参照）。なお、本実施形態では、ＳＵＳ板５０の四隅及び高さ方向中央領域の６箇所（６箇所に限定されず、それより多い又は少ない箇所でもよい）においてスポット溶接又は締結を行なうべく、そこでは固体潤滑剤がコーティングされていない。

このように固定潤滑剤がコーティングされているＳＵＳ板５０は、固体潤滑部１８Ｆとしての役割を果たしている。ＳＵＳ板５０の全表面に固体潤滑剤をコーティングすることで、ＳＵＳ板５０の摩擦係数が低減され、またＳＵＳ板５０の全表面の摩擦係数が均一化される。また、ＳＵＳ板５０が傾斜面Ｓ全体を覆うような形状であるため、一枚のＳＵＳ板５０を傾斜部１４ｃに取り付けるだけで取付作業が済むので、取付が簡単であり組立て工数を低減することができる。

なお、本実施形態では、ＳＵＳ板５０の前側表面にだけ固体潤滑剤がコーティングされているが、後側表面にも固体潤滑剤をコーティングしてもよい。これにより、２つの車両３１，３２がオフセット衝突してＳＵＳ板５０が傾斜部１４ｃから外れた時に、ＳＵＳ板５０を傾斜面Ｓに沿って車幅方向外側に更に滑動しやすくなる。それ故、傾斜部１４ｃから外れたＳＵＳ板５０が２つの車両３１，３２の間に介在していても、このＳＵＳ板５０により走行車両３２が停止車両３１にスタックすることを防ぐことができる。

［第８実施形態］
図１３は、本発明の第８実施形態に係る鉄道車両の構体を図３と同様に切断したときの拡大断面図である。前述の各実施形態では、図１乃至図３に示すように、隅柱５が妻外板７より前方へと突出するように車体の四隅に設けられた構体構造について説明したが、このような構体構造に限られるものではく、例えば図１３に示すような構体構造であっても良い。以下では、そのような構体構造を有する本発明の第８実施形態に係る鉄道車両の構体１Ｇについて、図１３を参照しながら説明する。

構体１Ｇでは、隅柱５Ｇが平面視で大略Ｌ字状になっており、その前面が前後方向に略直交するように位置している。この隅柱５Ｇの前面を覆うように妻外板７は、車体の車幅方向の両端付近まで延在しており、隅柱５Ｇの前面に接合されている。また、隅柱５Ｇの車幅方向外側の側面には、そこを外側から覆うようにして側外板１１の前端部分が接合されている。このように設けられている隅柱５Ｇは、妻外板７及び側外板１１の内面に接合され、妻外板７及び側外板１１に対して車内側に位置している。

また、構体１Ｇの妻構体３Ｇは、ガイド板１４Ｇ及び固体潤滑材１８Ｇを備えている。ガイド板１４Ｇは、隅柱５Ｇ毎に設けられており、隅柱５Ｇと同様に前後及び左右対称に配置されている。ガイド板１４Ｇは、隅柱５Ｇを外側から覆うように配置されており、接合部１４ｅと傾斜部１４ｆとを有している。接合部１４ｅは、大略平板状になっており、前後方向に延在している。接合部１４ｅは、側外板１１の前端部分に外側から重ねるように接合されている。この接合部１４ｅの先端部に傾斜部１４ｆが繋がっている。

傾斜部１４ｆは、この接合部１４ｅの先端部から車幅方向内側に向かって斜め前方に延在している。傾斜部１４ｆは、前記隅柱５Ｇの前面を全て覆うようにその前（つまり、長手方向外方）に配置されている。このように配置されている傾斜部１４ｆの前面は、前記隅柱５Ｇの前面を全て覆うように車幅方向に延在し、側外板１１に向かって後方（つまり、長手方向内方）に傾斜する傾斜面Ｓを成している。この傾斜面Ｓには、第１実施形態と同様に固体潤滑材１８Ｇが取付けられている。また、傾斜部１４ｆと妻外板７との間には、ガイド板支持部材１５Ｇが介在しており、傾斜部１４ｆは、ガイド板支持部材１５Ｇによって後方から支持されている。

このように構成される第８実施形態の構体１Ｇは、側外板１１に接合するだけで側外板１１に取付けることができるので、取付が容易である。また、側外板１１に外側から取り付けることができるので、既存の車両に取付けることも可能である。

その他、第８実施形態に係る構体１Ｇは、第１実施形態に係る構体１と同様の作用効果を奏する。

＜その他の実施形態＞
本実施形態では、固体潤滑材１８が樹脂製のシート状の部材で構成されているが、発泡性金属に油を含浸させて摩擦抵抗を低下させたプレート状の部材を固体潤滑材１８として採用してもよい。この場合、衝突時に含浸させた油が切れないように発泡性金属に十分な油を含浸させておくことが好ましい。また、傾斜部１４ｃに摩擦抵抗が小さい材料、例えばポリテトラフルオロエチレン等の樹脂やＮｉで表面処理を施し、その表面に固体潤滑材１８として機能する保護膜を形成してもよい。例えば、アルミ合金の場合、衝突時に接触面が荒れて摩擦抵抗が上昇するためＮｉで表面処理を施すことで、衝突時の摩擦抵抗の上昇を抑えることができ、走行車両がＮｉの保護膜上を滑動するようになる。

また、第１乃至第８実施形態に係る構体１では、シングルスキン構造が適用されているが、ダブルスキン構造でも適用することができる。また、傾斜部１４ｃと固体潤滑材１８及びカバー部材２１の取付け方法も、本実施のように締結具による取付に限られず、接着剤や溶接等を用いて取付けてもよい。

本発明は、鉄道車両の構体構造に関するものであり、特に、オフセット衝突時の衝撃を緩和する対策を施す必要がある鉄道車両の構体構造に適用することができる。

１，１Ａ〜１Ｇ 構体
３，３Ｇ 妻構体
５ 隅柱
７ 妻外板
１１ 側外板
１２ 側けた
１４ ガイドポンツーン
１４Ｇ ガイド板
１４ｃ，１４ｆ 傾斜部
１８，１８Ａ〜１８Ｄ 固体潤滑材
１９ 締結ピン
１９ｃ 頭部
２１ カバー部材
２１ｂ 取付金具
３０ リベット
３５ 連結部材
５０ ＳＵＳ板（取付板）

Claims (11)

1. 車体の車幅方向両端部に夫々位置し、車両長手方向に延在する側外板と、
   前記車体の車両長手方向前端部に位置し、車幅方向両端部が前記側外板に接合されている妻構体と、を備え、
   前記妻構体は、
   車幅方向端部において、前記側外板に向かって車両長手方向後方に傾斜している傾斜部と、
   前記傾斜部の車両長手方向前方側にある傾斜面に形成され、前記傾斜部より摩擦抵抗が小さい固体潤滑部とを有する構体構造を備えた鉄道車両。
2. 前記妻構体は、
   妻外板と、
   前記車体の車幅方向両隅に位置し、両端部が前記妻外板と前記側外板に夫々接合され、前記傾斜面を有する第１隅柱とを備える、請求項１に記載の鉄道車両。
3. 前記妻構体は、
   妻外板と、
   前記車体の車幅方向両隅であって、前記妻外板及び前記側外板に対して車内側に位置し、前記妻外板と前記側外板とを接合する第２隅柱とを備え、
   前記傾斜部は、前記第２隅柱及び前記妻外板より前記車両長手方向外方に位置し、前記第２隅柱より前記車幅方向外側まで延在している、請求項１に記載の鉄道車両。
4. 前記固体潤滑部は、シート状の固体潤滑材によって構成されており、
   前記固体潤滑材は、潤滑材用締結具により前記傾斜部に締結されて前記傾斜面に取付けられている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の鉄道車両。
5. 前記潤滑材用締結具は、その頭部が前記固体潤滑材側に位置し、且つ前記頭部が前記固体潤滑材の表面から車両長手方向外方に突出しないようになっている、請求項４に記載の鉄道車両。
6. 前記固体潤滑材は、車両長手方向外方から見て前記側外板に設けられる腰帯と重なる位置及びその近傍に少なくとも設けられている、請求項１乃至５の何れか１つに記載の鉄道車両。
7. 前記固体潤滑材を長手方向外方から覆うように前記傾斜部に取付けられたカバー部材を備える、請求項１乃至６の何れか１つに記載の鉄道車両。
8. 前記傾斜部と前記カバー部材とは、カバー用締結具によって締結されており、
   前記カバー部材は、前記カバー用締結具が貫通する貫通孔を有しており、
   前記貫通孔は、前記傾斜部に向かって狭まるようにテーパ状に形成されている、請求項７に記載の鉄道車両。
9. 前記カバー部材と前記車体とを繋ぐ連結部材を備える、請求項７又は８に記載の鉄道車両。
10. 前記固体潤滑部は、前記傾斜面に固体潤滑剤をコーティングすることによって前記傾斜面に形成されている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の鉄道車両。
11. 前記固体潤滑部は、前記傾斜面に沿わせるように設けられた取付板を有し、
    前記取付板は、固体潤滑剤がコーティングされている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の鉄道車両。