JP7218060B2 - rail car - Google Patents
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Description
本発明は、台枠と、台枠に対し略直角に配置され、台枠と結合される前面妻構体と、を有する鉄道車両に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a railway vehicle having an underframe and a front end end structure arranged substantially at right angles to the underframe and coupled to the underframe.
鉄道車両の車体は、床面をなす台枠と、台枠の車両長手方向の両端部に立設されることで車体の先頭部または連結部をなす妻構体と、台枠の車両幅方向の両端部に立設されることで車体の側面をなす側構体と、妻構体および側構体の上端部に配置されることで車体の屋根をなす屋根構体とにより6面体をなすように構成される。
台枠と各構体との結合は、台枠の梁や各構体の有する柱などの強度部材同士を直接結合するのではなく、接手板などを介した溶接等によって行われるのが一般的である。図8および図9に示すように、台枠11と、前面妻構体12とを結合する場合、前面妻構体12を台枠11に乗せ、前面妻構体12を構成する妻柱122,123の下端部において、ガセットと呼ばれる接手板23を介して溶接する。このとき、台枠11と妻柱122,123とを突き当てて台枠11と妻柱122,123とを直接溶接するのではなく、接手板23を台枠11および妻柱122,123に溶接することで、台枠11と妻柱122,123とが結合される。接手板23により結合を行うことで、台枠11と妻柱122,123との間に隙間を持たせるなどして、公差による寸法のばらつきを吸収するために前面妻構体12の位置調整を行うことが容易になるのである。例えば、特許文献1に開示される鉄道車両は、台枠の端梁上に妻柱が乗せられ、補強アングルにより台枠と妻柱の結合が行われている。
The body of a railroad vehicle consists of an underframe that forms the floor surface, an end structure that is erected at both ends of the underframe in the longitudinal direction of the vehicle to form a leading part or a connecting part of the vehicle body, and an underframe that extends in the width direction of the vehicle. It is configured to form a hexahedron by a side structure that forms the side of the car body by being erected at both ends, and a roof structure that forms the roof of the car body by being arranged at the upper end of the end structure and the side structure. .
The connection between the underframe and each structure is generally performed by welding or the like via a joint plate, rather than directly connecting the beams of the underframe or the columns of each structure. . As shown in FIGS. 8 and 9, when connecting the
しかしながら、上記従来技術には次のような問題があった。
例えば、踏切内で立ち往生した自動車など、軌道上の障害物に鉄道車両が正面から衝突するという事故が発生した場合、自動車が乗用車などの小型車であれば、鉄道車両の台枠の部分が自動車と衝突する。台枠は枕梁や中梁を備えることから強固な剛性を有しており、衝突により鉄道車両先頭部分が車室内にめり込む可能性が低い。
However, the above prior art has the following problems.
For example, in the event of an accident where a railway vehicle collides head-on with an obstacle on the track, such as a vehicle stuck at a railroad crossing, if the vehicle is a small vehicle such as a passenger car, the underframe of the railway vehicle will not be a vehicle. collide. Since the underframe is provided with bolsters and center sills, it has strong rigidity, and there is a low possibility that the front part of the railway vehicle will sink into the passenger compartment in the event of a collision.
一方で、衝突した自動車が大型トラックなどの大型車である場合、トラックの荷台は、鉄道車両の台枠よりも高い位置に位置していることが多く、図10に示すように、衝突の衝撃力Fが、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に負荷されることがある。台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に衝撃力Fが負荷されると、台枠11と前面妻構体12とがなす略L字形状の角部分が支点となり、前面妻構体12にモーメントが働く。支点となる略L字形状の角部分は、台枠11と前面妻構体12との結合部分であり、台枠11と妻柱123は直接結合されておらず、接手板23を介して結合されているため、接手板23に大きい負荷がかかる。接手板23は剛性が低く容易に変形してしまうことや、溶接長も大きく取れないことから、台枠11と前面妻構体12との結合部分が容易に破壊され、前面妻構体12が車室内へ倒れ込むようにしてめり込む。すると、衝突した障害物が車室内へめり込み、乗客や乗務員が負傷するおそれがある。
On the other hand, when the vehicle that collided with is a large vehicle such as a large truck, the loading platform of the truck is often located at a higher position than the underframe of the railway vehicle, and as shown in FIG. A force F may be applied to the
また、接手板23が容易に変形し、台枠11と前面妻構体12との結合部分が容易に破壊されてしまうため、衝突による衝撃力Fを吸収できず、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することができない。そのため、衝撃を受けた乗客や乗務員が、車室内の座席脇の袖仕切りや、握り棒などに打ち付けられて負傷してしまうおそれがある。
In addition, since the
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、前面妻構体と台枠との結合部分の強度を向上するとともに、衝突に起因する衝撃力を吸収し、衝撃を緩和することが可能な鉄道車両を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and is capable of improving the strength of the joint between the front end structure and the underframe, absorbing the impact force caused by a collision, and mitigating the impact. The purpose is to provide a railway vehicle that is
上記課題を解決するために、本発明の鉄道車両は、次のような構成を有している。
(1)台枠と、台枠に対し略直角に配置され、台枠と結合される前面妻構体と、を有する鉄道車両において、前面妻構体は、台枠に対し略直角に配置される妻柱を有すること、妻柱は、妻柱の鉄道車両の床面側の端部であって、鉄道車両の車室内側の面に、前面妻構体に対して略直角に形成される突出部を有すること、突出部は、台枠の鉄道車両の先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも台枠の上面側と、下面側と、の2箇所で台枠と結合されること、妻柱は、突出部から台枠の側に延伸し、台枠の上端面に接して接合される溶接部を備えること、前面妻構体は、台枠よりも高い位置で衝撃を受けた場合、前面妻構体と台枠とがなす略L字形状の角部分が支点となり、前面妻構体が塑性変形されること、を特徴とする。
または、台枠と、台枠に対し略直角に配置され、台枠と結合される前面妻構体と、を有する鉄道車両において、前面妻構体は、台枠に対し略直角に配置される妻柱を有すること、妻柱は、妻柱の鉄道車両の床面側の端部であって、鉄道車両の車室内側の面に、前面妻構体に対して略直角に形成される突出部を有すること、台枠は、台枠の鉄道車両の長手方向端部を形成する端梁を有し、突出部は、該突出部の車室内側の端面を端梁の鉄道車両の先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも端梁の上面側と、下面側と、の2箇所で台枠と結合されること、を特徴とする。
In order to solve the above problems, the railway vehicle of the present invention has the following configuration.
(1) A railway vehicle having an underframe and a front end end structure arranged substantially perpendicular to the underframe and coupled to the underframe, wherein the front end end structure is arranged substantially perpendicular to the underframe Having a pillar, the end pillar is the end of the end of the railroad car on the floor side, and has a protruding portion formed substantially perpendicular to the front end end structure on the surface inside the passenger compartment of the railroad car. the protruding part is abutted against the end face of the underframe on the leading side of the railway vehicle, and is coupled to the underframe at least at two points, the upper surface side and the lower surface side of the underframe ; The front end end structure shall be provided with a welded part extending from the part to the side of the underframe and joined in contact with the upper end surface of the underframe. A substantially L-shaped corner formed by the frame serves as a fulcrum, and the front end structure is plastically deformed .
Alternatively, in a railway vehicle having an underframe and a front end end structure arranged substantially perpendicular to the underframe and coupled to the underframe, the front end end structure is arranged substantially perpendicular to the underframe. The end pillar has a protruding portion formed substantially at a right angle to the front end end structure on the surface inside the passenger compartment of the railway vehicle, which is the end of the end pillar on the floor side of the railroad vehicle. The underframe has end beams that form longitudinal ends of the railroad car of the underframe, and the projecting portion has an end face of the protrusion on the inside of the passenger compartment facing the end face of the railroad car on the head side of the end beam. It is characterized by being butted against each other and joined to the underframe at least at two points, the upper surface side and the lower surface side of the end sill.
(2)(1)に記載の鉄道車両において、突出部は、妻柱と別体であり、妻柱に結合され、一体となっていること、を特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載の鉄道車両において、突出部は、台枠の、鉄道車両の長手方向に沿って配置される梁の延長線上で、台枠と結合されていること、を特徴とする。
(2) The railway vehicle described in (1) is characterized in that the projecting portion is separate from the end post, and is coupled to and integrated with the end post.
(3) In the railway vehicle described in (1) or (2), the projecting portion is coupled to the underframe on an extension line of the beam arranged along the longitudinal direction of the railway vehicle. ,
本発明の鉄道車両は、上記構成を有することにより次のような作用・効果を有する。
(1)に記載の鉄道車両によれば、前面妻構体と台枠との結合部分が容易に破壊されなくなり、衝突に起因する衝撃力を吸収し、衝撃を緩和することが可能となる。
The railway vehicle of the present invention has the following functions and effects by having the above configuration.
According to the railway vehicle described in (1), the connecting portion between the front end structure and the underframe is not easily destroyed, and it is possible to absorb the impact force caused by the collision and mitigate the impact.
すなわち、前面妻構体は妻柱を有し、妻柱は、鉄道車両の床面側の端部に、前面妻構体に対して略直角に形成される突出部を有するため、鉄道車両側面側から見たときに略L字形状となる。そして、突出部が、台枠の鉄道車両の先頭側の端面に突き合わされ、結合されることで、台枠と前面妻構体とが略L字形状をなす。
鉄道車両が軌道上の障害物と衝突し、台枠よりも高い位置で前面妻構体が衝撃を受けた場合、前面妻構体と台枠とがなす略L字形状の角部分が支点となり、前面妻構体にモーメントが働くが、上述のように妻柱が略L字形状となり、突出部が台枠と結合されているため、前面妻構体と台枠とがなす略L字形状の角部分は、前面妻構体と台枠との結合部分ではない。よって、前面妻構体に働くモーメントの支点部分が破壊され、前面妻構体が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減される。前面妻構体が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減されると、衝突した障害物が車室内へめり込むおそれも軽減され、乗客や乗務員が負傷する可能性が低くなる。
また、前面妻構体に働くモーメントの支点部分が容易に破壊されなくなることで、衝突による前面妻構体の塑性変形が促される。前面妻構体が塑性変形することで、衝突による衝撃力を有効に吸収でき、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することが可能である。そのため、乗客や乗務員が、車室内において座席脇の袖仕切りや、握り棒などに打ち付けられて負傷してしまう可能性が軽減される。
That is, the front end end structure has a end post, and the end end on the floor side of the railroad car has a protruding portion that is formed at a substantially right angle to the front end end structure. When viewed, it has a substantially L shape. The protruding portion is abutted against the end face of the railroad car on the head side of the underframe and joined together, so that the underframe and the front end end structure form a substantially L-shape.
When a railway vehicle collides with an obstacle on the track and the front end end structure receives an impact at a position higher than the underframe, the substantially L-shaped corner formed by the front end end structure and the underframe acts as a fulcrum, A moment acts on the end structure, but as mentioned above, the end end structure is approximately L-shaped, and the protruding portion is connected to the underframe. , is not the joint between the front end end structure and the underframe. Therefore, the fulcrum portion of the moment acting on the front end end structure is destroyed, and the risk of the front end end structure collapsing into the passenger compartment is reduced. If the risk of the front end end structure collapsing into the passenger compartment is reduced, the risk of colliding obstacles sinking into the passenger compartment is also reduced, and the possibility of injuring passengers and crew members is reduced.
In addition, since the fulcrum portion of the moment acting on the front end end structure is not easily destroyed, plastic deformation of the front end end structure due to collision is promoted. By plastically deforming the front end structure, it is possible to effectively absorb the impact force due to the collision, and to mitigate the impact on the passengers and crew caused by the collision. Therefore, the possibility that passengers and crew members are injured by being hit by the sleeve partitions on the sides of the seats, the grip bars, etc. in the passenger compartment can be reduced.
さらにまた、前面妻構体に対して台枠よりも高い位置で衝撃が加わった場合、突出部と台枠との結合部分が支点となり、前面妻構体にモーメントが働き、突出部と台枠との結合部分が破壊されることが懸念されるが、上述のように前面妻構体と台枠とがなす略L字形状の角部分が結合部分でなくなったことで、前面妻構体の塑性変形が促され、衝撃力を吸収するため、突出部と台枠との結合部分に負荷される応力が緩和される。さらに、突出部は、台枠の鉄道車両先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも台枠の上面側と、下面側の2箇所で結合される。突出部と台枠とが結合された結合部分が鉄道車両の上下方向に少なくとも2箇所形成されることとなるため、台枠よりも高い位置で前面妻構体に衝撃が加わった場合、2箇所ある結合部分のうち、台枠の上面側の結合部分が支点となって、前面妻構体にモーメントが働く一方で、台枠の下面側の結合部分が、上面側の結合部分を支点として、前面妻構体に働くモーメントに抗することとなる。よって、突出部と台枠との結合部分が容易に破壊されることがない。
よって、前面妻構体が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減される。前面妻構体が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減されると、衝突した障害物が車室内へめり込むおそれも軽減され、乗客や乗務員が負傷する可能性が低くなる。
Furthermore, when an impact is applied to the front end end structure at a position higher than the underframe, the connecting part between the projecting part and the underframe becomes a fulcrum, and a moment acts on the front end end structure, causing the projecting part and the underframe to become separated. Although there is concern that the connecting part will be destroyed, plastic deformation of the front end end structure is accelerated because the corner part of the approximately L shape formed by the front end end structure and the underframe is no longer a connecting part as described above. and absorbs the impact force, the stress applied to the connecting portion between the projecting portion and the underframe is relieved. Furthermore, the protruding portion abuts against the end surface of the underframe on the front side of the railroad vehicle, and is coupled at least at two points, namely, the upper surface side and the lower surface side of the underframe. Since there are at least two connecting portions where the protruding portion and the underframe are connected in the vertical direction of the railway vehicle, there are two connecting portions when the front end end structure is impacted at a position higher than the underframe. Among the connecting parts, the connecting part on the upper side of the underframe acts as a fulcrum, and a moment acts on the front end end structure. It will resist the moment acting on the structure. Therefore, the connecting portion between the projecting portion and the underframe is not easily broken.
Therefore, the risk of the front end end structure collapsing into the passenger compartment is reduced. If the risk of the front end end structure collapsing into the passenger compartment is reduced, the risk of colliding obstacles sinking into the passenger compartment is also reduced, and the possibility of injuring passengers and crew members is reduced.
(2)に記載の鉄道車両によれば、妻柱と、妻柱とは別部品である突出部と、が結合されることで、妻柱と突出部とが略L字形状をなす。
妻柱はステンレスや鋼,アルミ合金などの金属板を曲げ加工して生産されるのが一般的であり、略L字形状とするには、削り出しを行わなければならないなど、材料の質量や製造コストが増大するおそれがある。突出部が妻柱と別体であれば、妻柱と突出部とをそれぞれ製造してから溶接により結合すれば良く、生産が容易であり、材料の質量や製造コストの増大を抑えることができる。
鉄道車両が軌道上の障害物と衝突し、台枠よりも高い位置で前面妻構体が衝撃を受けた場合、前面妻構体と台枠とがなす略L字形状の角部分が支点であり、当該支点が妻柱と突出部との溶接部分であるため、溶接部分が強度的に弱点となり破壊されることが懸念される。しかし、前面妻構体の高さは3m程度であるため、溶接姿勢に合わせて前面妻構体をあらゆる方向に方向転換させながら溶接することが可能である。したがって、理想的な溶接姿勢を保ちながら溶接作業を行うことができるため、溶接品質が向上し、結合強度を向上させることが可能である。結合強度の向上により、衝突時に妻柱と突出部との溶接部分が破壊されるおそれが軽減される。
よって、前面妻構体に働くモーメントの支点部分である溶接部分が容易に破壊されなくなり、衝突による前面妻構体の塑性変形が促される。前面妻構体が塑性変形することで、衝突による衝撃力を有効に吸収でき、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することが可能である。
According to the railway vehicle described in (2), the end post and the protruding portion, which is a separate part from the end post, are coupled together, so that the end post and the protruding portion form a substantially L-shape.
The pillars are generally produced by bending a metal plate such as stainless steel, steel, or aluminum alloy. Manufacturing costs may increase. If the protruding part is separate from the end post, the end post and the protruding part may be manufactured separately and then joined together by welding. .
When a railway vehicle collides with an obstacle on the track and the front end structure receives an impact at a position higher than the underframe, the substantially L-shaped corner formed by the front end structure and the underframe is the fulcrum. Since the fulcrum is the welded portion between the end post and the projecting portion, there is concern that the welded portion will become a weak point in terms of strength and be destroyed. However, since the height of the front end end structure is about 3 m, welding can be performed while changing the direction of the front end end structure in all directions according to the welding posture. Therefore, the welding work can be performed while maintaining an ideal welding posture, so that the welding quality can be improved and the bonding strength can be improved. Improving the strength of the joint reduces the risk of breaking the welded portion between the end post and the projecting portion in the event of a collision.
Therefore, the welded portion, which is the fulcrum portion of the moment acting on the front end end structure, is not easily destroyed, and plastic deformation of the front end end structure due to collision is promoted. By plastically deforming the front end structure, it is possible to effectively absorb the impact force due to the collision, and to mitigate the impact on the passengers and crew caused by the collision.
(3)に記載の鉄道車両によれば、突出部は、台枠の、鉄道車両の長手方向に沿って配置される梁の延長線上で、台枠と結合されていること、を特徴とするので、鉄道車両が軌道上の障害物と正面衝突した場合に前面妻構体が受けた衝撃を、台枠の車両長手方向に沿って配置される梁で受けることができ、衝突による台枠の変形を軽減することができる。
すなわち、台枠の鉄道車両の先頭側の端部は、車両幅方向に延在する端梁によって形成されるのが一般的であり、妻柱が有する突出部は、該端梁に結合される。鉄道車両が軌道上の障害物に衝突し、前面妻構体が衝撃を受けたとき、端梁は、突出部が結合されている箇所において局所的に衝撃力が負荷される可能性がある。そして、この局所的に負荷される衝撃力は、端梁の長手方向に対して直角方向から負荷されることとなるため、端梁が容易に変形してしまうおそれがある。
そこで、台枠は、端梁に対して略直角方向、すなわち鉄道車両の長手方向、に沿って配置され結合される、側梁と、中梁とを有するのが一般的であるため、側梁や、中梁の延長線上で、端梁と突出部とを結合することで、結合部分において端梁に対して局所的な衝撃力が負荷されても、側梁や、中梁が支えとなり、端梁の変形を防止することができ、ひいては台枠の変形を防止することが可能である。
According to the railway vehicle described in (3), the protruding portion is connected to the underframe on an extension line of the beam of the underframe arranged along the longitudinal direction of the railway vehicle. Therefore, when a railway vehicle collides head-on with an obstacle on the track, the impact received by the front end structure can be received by the beams arranged along the vehicle longitudinal direction of the underframe, resulting in deformation of the underframe due to collision. can be reduced.
That is, the end of the underframe on the leading side of the railcar is generally formed by an end beam extending in the vehicle width direction, and the projecting portion of the end beam is coupled to the end beam. . When a railway vehicle collides with an obstacle on the track and the front end structure receives an impact, the end beam may be locally subjected to an impact force at the point where the projecting portion is connected. Since this locally applied impact force is applied in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the end beam, the end beam may easily deform.
Therefore, since the underframe generally has side beams and middle beams that are arranged and coupled along a direction substantially perpendicular to the end beams, that is, along the longitudinal direction of the railway vehicle, the side beams Or, by connecting the end beam and the projecting part on the extension line of the middle beam, even if a local impact force is applied to the end beam at the joint part, the side beam and the middle beam will be supported, It is possible to prevent the deformation of the end beams, and thus the deformation of the underframe.
本発明の鉄道車両1の第1の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る鉄道車両1の側面図である。図1に示されるように、鉄道車両1の車体2は、床面をなす台枠11と、台枠11の車両長手方向の一方の端部に立設されることで車体2の先頭部をなす前面妻構体12と、台枠11の他方の端部に立設されることで車体2の連結部をなす連妻構体15と、台枠11の車両幅方向の両端部に立設されることで車体2の側面をなす側構体13と、前面妻構体12,連妻構体15および側構体13の上端部に配置されることで車体2の屋根をなす屋根構体14とにより6面体をなすように構成される。そして、車体2は、枕ばね24を介して車輪17を備えた台車16によって支持されている。側構体13には、運転席に通じる乗務員昇降口19A、客室に通じる乗客乗降口19Bおよび窓19Cが設けられている。
また、台枠11の車両長手方向の両端部には、前面妻構体12および連妻構体15よりも車両長手方向の外方向に突出するように連結器18が設けられており、隣接する鉄道車両同士を連結することが可能である。
A first embodiment of a
FIG. 1 is a side view of a
図2は、台枠11と、前面妻構体12との結合状態を示す斜視図である。
図2に示されるように、台枠11は、端梁111と、一対の側梁112と、枕梁113と、一対の中梁114とからなる。端梁111が台枠11の車両長手方向の端部を形成し、端梁111の両端部には、側梁112の端部が、端梁111と側梁112とが直交するように結合されている。対向する一対の側梁112の間には、台車16が取り付けられる枕梁113が車両幅方向に延在し、枕梁113の車両幅方向の両端部は、側梁112に結合されている。枕梁113と端梁111との間には、側梁112と平行に、一対の中梁114が延在し、中梁114の車両長手方向の端部は、それぞれ端梁111と、枕梁113に結合されている。
なお、端梁111、側梁112、枕梁113および中梁114、はステンレスや鋼,アルミ合金などの金属板により断面略コの字型、または筒状に形成されるのが一般的であり、それぞれの梁同士の結合は溶接により行われる。
FIG. 2 is a perspective view showing the joint state between the
As shown in FIG. 2 , the
The
そして、台枠11の車両長手方向の端部には、前面妻構体12が、台枠11に対して略直角に結合されている。
前面妻構体12は、妻外板121と、妻柱122,123とからなる。妻柱122,123は、ステンレスや鋼,アルミ合金などの金属製であり、妻外板に溶接されている。
妻外板121は、運転席の窓を形成する窓開口部121aを有している。また、妻外板121の車両幅方向の両端部には、妻外板121の車両高さ方向の長さと略同一の長さを有する妻柱122が、鉄道車両1の高さ方向に沿って延在し、結合されている。さらに、妻外板121の車両幅方向の中央部には、妻外板121の車両高さ方向の下端部から、窓開口部121aまでの長さと略同一の長さを有する妻柱123が、鉄道車両1の高さ方向に沿って延在し、結合されている。
妻柱122,123の下端部には、突出部122a,123aが、前面妻構体12に対して略直角に突出するように設けられており、妻柱122,123は略L字形状となっている。突出部122a,123aは、端梁111の車両長手方向外側の端面に突き合わされるようにして、端梁111と結合している。
A front
The front
The
突出部122aは、側梁112の車両長手方向の延長線上に位置するように結合されており、かつ、突出部123aは、中梁114の車両長手方向の延長線上に位置するように結合されているため、鉄道車両1が軌道上の障害物と正面衝突した場合に前面妻構体12が受けた衝撃を、側梁112または中梁114で受けることができ、衝突による台枠11の変形を軽減することができる。
すなわち、鉄道車両1が軌道上の障害物に衝突し、前面妻構体12が衝撃を受けたとき、端梁111は、妻柱122,123の突出部122a,123aが結合されている箇所において局所的に衝撃力が負荷される可能性がある。そして、この局所的に負荷される衝撃力は、端梁111の長手方向に対して直角方向から負荷されることとなるため、端梁111が容易に変形してしまうおそれがある。
そこで、車両長手方向に沿って配置され、端梁111に結合される側梁112や、中梁114の延長線上で、端梁111と突出部122a,123aとを結合することで、端梁111に対して突出部122a,123aが結合されている箇所における局所的な衝撃力が負荷されても、側梁112や、中梁114が支えとなり、端梁111の変形を防止することができ、ひいては台枠11の変形を防止することが可能である。
Protruding
That is, when the
Therefore, by connecting the
図3を用いて、台枠11と前面妻構体12との結合部分についてより詳しく説明する。
妻柱122,123から突出する突出部122a,123aの端面と、台枠11を構成する端梁111の車両先頭側の端面とを、スペーサ22を介して突き合わせるように配置する。スペーサ22は、公差による寸法のばらつきを吸収するために突出部122a,123aと端梁111との隙間調整の役割を担うとともに、鉄道車両1が軌道上の障害物に衝突し、前面妻構体12に衝撃が加わった場合に、妻柱122,123から台枠11へ、衝撃力を伝達する役割を有する。
The connecting portion between the
The end faces of the projecting
端梁111と突出部122a,123aとは、端梁111および突出部122a,123aの上端面側と下端面側との2箇所において、溶接され結合されている。
すなわち、突出部122a,123aの端梁111に対向する端面の上端部からは、溶接部122b,123bが車両長手方向に突出しており、溶接部122b,123bが端梁111の上端面に乗せられるようにして接している。そして、溶接部122b,123bと端梁111の上端面とが溶接される。
さらに、突出部122a,123aの下端面と、端梁111の下端面とには、結合板21が接するように配置され、突出部122a,123aの下端面と結合板21とが溶接され、かつ端梁111の下端面と結合板21とが溶接される。
The
That is, welded
Further, the connecting
次に、図4を用いて、鉄道車両1が軌道上の障害物に正面衝突し、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に衝撃力Fが加わった場合を説明する。
鉄道車両1が正面衝突した障害物が大型トラックなどの大型車である場合、トラックの荷台は、鉄道車両の台枠11よりも高い位置に位置していることが多く、図4に示すように、衝突の衝撃力Fが、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に負荷されることがある。台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に衝撃力Fが負荷されると、台枠11と前面妻構体12とがなす略L字形状の角部分が支点となり、前面妻構体12にモーメントが働く。
従来技術においては、支点となる略L字形状の角部分は、台枠11と前面妻構体12との結合部分であり、台枠11と妻柱122,123は直接結合されておらず、接手板23を介して結合されているため、接手板23に大きい負荷がかかる。接手板23は剛性が低く容易に変形してしまうことや、溶接長も大きく取れないことから、台枠11と前面妻構体12との結合部分が容易に破壊されてしまう(図9および図10参照)。
Next, with reference to FIG. 4, the case where the
When the obstacle with which the
In the prior art, the substantially L-shaped corner portion serving as the fulcrum is the connecting portion between the
一方で、本願発明において、妻柱122,123には、突出部122a,123aが前面妻構体12に対して略直角に突出して形成されているため、鉄道車両1側面側から見たときに略L字形状となっている。そして、突出部122a,123aが、台枠11の鉄道車両1の先頭側の端面に突き合わされ、結合されることで、台枠11と前面妻構体12とが略L字形状をなすため、台枠11と前面妻構体12とがなす略L字形状の角部分が、台枠11と前面妻構体12との結合部分ではない。よって、前面妻構体12に働くモーメントの支点部分が破壊され、前面妻構体12が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減される。そのため、衝突した障害物が車室内へめり込むおそれも軽減され、乗客や乗務員が負傷する可能性が低くなる。
また、前面妻構体12に働くモーメントの支点部分が容易に破壊されなくなることで、図4に示すように、衝撃力Fによって前面妻構体12が曲がるようにして塑性変形される。前面妻構体12が塑性変形することで、衝突による衝撃力Fを有効に吸収でき、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することが可能である。そのため、乗客や乗務員が、車室内において座席脇の袖仕切りや、握り棒などに打ち付けられて負傷してしまう可能性が軽減される。
On the other hand, in the present invention, the
Further, since the fulcrum portion of the moment acting on the front
ここで、突出部122a,123aと台枠11との結合部分が支点となり、前面妻構体12にモーメントが働き、突出部122a,123aと台枠11との結合部分が破壊されることが懸念されるが、上述のように前面妻構体12の塑性変形が促され、衝撃力Fを吸収するため、突出部122a,123aと台枠11との結合部分に負荷される応力が緩和される。さらに、突出部122a,123aは、台枠11の鉄道車両先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも台枠11の上面側と、下面側の2箇所で結合される。突出部122a,123aと台枠11とが結合された結合部分が鉄道車両1の上下方向に少なくとも2箇所形成されることとなるため、台枠11よりも高い位置で前面妻構体に衝撃が加わった場合、2箇所ある結合部分のうち、台枠11の上面側の結合部分が支点となって、前面妻構体12にモーメントが働く一方で、台枠11の下面側の結合部分が、上面側の結合部分を支点として、前面妻構体12に働くモーメントに抗することとなる。よって、突出部122a,123aと台枠11との結合部分が容易に破壊されることがない。
Here, there is a concern that the connecting portions between the projecting
以上説明したように、第1の実施形態の鉄道車両1によれば、
(1)台枠11と、台枠11に対し略直角に配置され、台枠11と結合される前面妻構体12と、を有する鉄道車両1において、前面妻構体12は、台枠11に対し略直角に配置される妻柱122,123を有すること、妻柱122,123は、妻柱122,123の鉄道車両1の床面側の端部であって、鉄道車両1の車室内側の面に、前面妻構体12に対して略直角に形成される突出部122a,123aを有すること、突出部122a,123aは、台枠11の鉄道車両1の先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも台枠11の上面側と、下面側と、の2箇所で台枠11と結合されること、を特徴とするので、前面妻構体12と台枠11との結合部分が容易に破壊されなくなり、衝突に起因する衝撃力を吸収し、衝撃を緩和することが可能となる。
As described above, according to the
(1) In a
すなわち、前面妻構体12は、鉄道車両1の側面側から見たときに略L字形状となる。そして、突出部122a,123aが、台枠11の鉄道車両1の先頭側の端面に突き合わされ、結合されることで、台枠11と前面妻構体12とが略L字形状をなす。
鉄道車両1が軌道上の障害物と衝突し、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12が衝撃を受けた場合、前面妻構体12と台枠11とがなす略L字形状の角部分が支点となり、前面妻構体12にモーメントが働くが、上述のように妻柱122,123が略L字形状となり、突出部122a,123aが台枠と結合されているため、前面妻構体12と台枠11とがなす略L字形状の角部分は、前面妻構体12と台枠11との結合部分ではない。よって、前面妻構体12に働くモーメントの支点部分が破壊され、前面妻構体12が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減される。そのため、衝突した障害物が車室内へめり込むおそれも軽減され、乗客や乗務員が負傷する可能性が低くなる。
また、前面妻構体12に働くモーメントの支点部分が容易に破壊されなくなることで、衝突による前面妻構体12の塑性変形が促される。前面妻構体12が塑性変形することで、衝突による衝撃力Fを有効に吸収でき、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することが可能である。そのため、乗客や乗務員が、車室内において座席脇の袖仕切りや、握り棒などに打ち付けられて負傷してしまう可能性が軽減される。
That is, the front
When the
In addition, since the fulcrum portion of the moment acting on the front
さらにまた、前面妻構体12に対して台枠11よりも高い位置で衝撃が加わった場合、突出部122a,123aと台枠11との結合部分が支点となり、前面妻構体12にモーメントが働き、突出部122a,123aと台枠11との結合部分が破壊されることが懸念されるが、上述のように前面妻構体12と台枠11とがなす略L字形状の角部分が結合部分でなくなったことで、前面妻構体12の塑性変形が促され、衝撃力Fを吸収するため、突出部122a,123aと台枠11との結合部分に負荷される応力が緩和される。さらに、突出部122a,123aは、台枠11の鉄道車両1の先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも台枠11の上面側と、下面側の2箇所で結合される。突出部122a,123aと台枠11とが結合された結合部分が鉄道車両1の上下方向に少なくとも2箇所形成されることとなるため、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に衝撃が加わった場合、2箇所ある結合部分のうち、台枠11の上面側の結合部分が支点となって、前面妻構体12にモーメントが働く一方で、台枠11の下面側の結合部分が、上面側の結合部分を支点として、前面妻構体12に働くモーメントに抗することとなる。よって、突出部122a,123aと台枠11との結合部分が容易に破壊されることがない。
よって、前面妻構体12が車室内へ倒れ込むようにしてめり込むおそれが軽減される。そのため、衝突した障害物が車室内へめり込むおそれも軽減され、乗客や乗務員が負傷する可能性が低くなる。
Furthermore, when an impact is applied to the front
Therefore, the risk of the front
(3)(1)または(2)に記載の鉄道車両1において、突出部122a,123aは、台枠11の車両長手方向に沿って配置される側梁112や中梁114の延長線上で、台枠11と結合されていること、を特徴とするので、鉄道車両1が軌道上の障害物と正面衝突した場合に前面妻構体12が受けた衝撃を、台枠の車両長手方向に沿って配置される側梁112や中梁114で受けることができ、衝突による台枠11の変形を軽減することができる。
すなわち、台枠11の鉄道車両1の先頭側の端部は、車両幅方向に延在する端梁111によって形成されるのが一般的であり、妻柱122,123が有する突出部122a,123aは、端梁111に結合される。鉄道車両1が軌道上の障害物に衝突し、前面妻構体12が衝撃を受けたとき、端梁111は、突出部122a,123aが結合されている箇所において局所的に衝撃力が負荷される可能性がある。そして、この局所的に負荷される衝撃力は、端梁111の長手方向に対して直角方向から負荷されることとなるため、端梁111が容易に変形してしまうおそれがある。
そこで、台枠11は、端梁111に対して略直角方向、すなわち鉄道車両1の長手方向、に沿って配置され結合される、側梁112と、中梁114とを有するのが一般的であるため、側梁112や、中梁114の延長線上で、端梁111と突出部122a,123aとを結合することで、端梁111に対して突出部122a,123aとの結合部における局所的な衝撃力が負荷されても、側梁112や、中梁114が支えとなり、端梁111の変形を防止することができ、ひいては台枠11の変形を防止することが可能である。
(3) In the
That is, the end portion of the
Therefore, the
次に、本発明の鉄道車両1の第2の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
鉄道車両1の形態は、図1に示される第1の実施形態と同様である。
図5は、台枠11と、前面妻構体12との結合状態を示す斜視図である。
台枠11の構成は、第1の実施形態と同様であり、台枠11の車両長手方向の端部を形成する端梁111には、結合部材20を介して、前面妻構体12が、台枠11に対して略直角に結合されている。
Next, a second embodiment of the
The form of the
FIG. 5 is a perspective view showing the joint state between the
The structure of the
前面妻構体12は、妻外板121と、妻柱124,125とからなる。妻外板121は、運転席の窓を形成する窓開口部121aを有している。また、妻外板121の車両幅方向の両端部には、妻外板121の車両高さ方向の長さと略同一の長さを有する妻柱124が、鉄道車両1の高さ方向に沿って延在し、結合されている。さらに、妻外板121の車両幅方向の中央部には、妻外板121の車両高さ方向の下端部から、窓開口部121aまでの長さと略同一の長さを有する妻柱125が、鉄道車両1の高さ方向に沿って延在し、結合されている。そして、妻柱124,125の、下端部であって、鉄道車両1の車室内側の端面には結合部材20が結合されており、妻柱124,125と、結合部材20とで略L字形状を形成している。
The front
第1の実施形態においては、妻柱122,123に突出部122a,123aが形成され、妻柱122,123が略L字形状であったが、妻柱はステンレスや鋼,アルミ合金などの金属板を曲げ加工して生産することが一般的であり、略L字形状とするには、削り出しを行わなければならないなど、材料の質量や製造コストが増大するおそれがある。第2の実施形態のように結合部材20が妻柱124,125と別体であれば、妻柱124,125と結合部材20とをそれぞれ製造してから溶接により結合すれば良く、生産が容易であり、材料の質量や製造コストの増大を抑えることができる。
鉄道車両1が軌道上の障害物と衝突し、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12が衝撃を受けた場合、妻柱124,125と結合部材20との溶接部分が強度的に弱点となることが懸念されるが、前面妻構体12の高さは3m程度であるため、溶接姿勢に合わせて前面妻構体12をあらゆる方向に方向転換させながら妻柱124,125と結合部材20とを溶接することが可能である。よって、理想的な溶接姿勢を保ちながら溶接作業を行うことができるため、溶接品質が向上し、結合強度を向上させることが可能である。結合強度の向上により、衝突時に妻柱124,125と結合部材20との溶接部分が破壊されるおそれが軽減される。
In the first embodiment,
When the
結合部材20は、端梁111の車両長手方向外側の端面に突き合わされるようにして、端梁111と結合している。
そして、妻柱124,125および結合部材20は、側梁112または中梁114の車両長手方向の延長線上に位置するように結合されているため、鉄道車両1が軌道上の障害物と正面衝突した場合に前面妻構体12が受けた衝撃を、側梁112または中梁114で受けることができ、第1の実施形態と同様に衝突による台枠11の変形を軽減することができる。
The connecting
Since the end posts 124, 125 and the connecting
図6を用いて、台枠11と前面妻構体12との結合部分についてより詳しく説明する。
妻柱124,125に結合された結合部材20の車両後方側端面と、台枠11を構成する端梁111の車両先頭側の端面とを、スペーサ22を介して突き合わせるように配置する。スペーサ22は、公差による寸法のばらつきを吸収するために結合部材20と端梁111との隙間調整の役割を担うとともに、鉄道車両1が軌道上の障害物に衝突し、前面妻構体12に衝撃が加わった場合に、妻柱124,125から台枠11へ、衝撃力を伝達する役割を有する。
The connecting portion between the
The vehicle rear side end surface of the
端梁111と結合部材20とは、端梁111および結合部材20の上端面側と下端面側との2箇所において、溶接され結合されている。
すなわち、結合部材20の端梁111に対向する端面の上端部からは、溶接部20aが車両長手方向に突出しており、溶接部20aが端梁111の上端面に乗せられるようにして接している。そして、溶接部20aと端梁111の上端面とが溶接される。
さらに、結合部材20の下端面と、端梁111の下端面とには、結合板21が接するように配置され、結合部材20の下端面と結合板21とが溶接され、かつ端梁111の下端面と結合板21とが溶接される。
The
That is, the welded
Further, a connecting
次に、図7を用いて、鉄道車両1が軌道上の障害物に正面衝突し、台枠11よりも高い位置で前面妻構体に衝撃力Fが加わった場合を説明する。
鉄道車両1が正面衝突した障害物が大型トラックなどの大型車である場合、トラックの荷台は、鉄道車両の台枠よりも高い位置に位置していることが多く、図7に示すように、衝突の衝撃力Fが、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12に負荷され、前面妻構体12にモーメントが働く。
前面妻構体12に働くモーメントの支点が、妻柱124,125と結合部材20との溶接部分になるため、前面妻構体12にモーメントが働くと、当該溶接部分が強度的に弱点となることが懸念されるが、上述のように、理想的な溶接姿勢を保ちながら溶接作業を行うことができるため、溶接品質が向上し、結合強度を向上させることが可能である。結合強度の向上により、衝突時に妻柱124,125と結合部材20との溶接部分が破壊されるおそれが軽減される。
妻柱124,125と結合部材20との溶接部分が破壊されなければ、図7に示すように、衝撃力Fによって前面妻構体12が曲がるようにして塑性変形される。前面妻構体12が塑性変形することで、衝突による衝撃力Fを有効に吸収でき、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することが可能である。そのため、乗客や乗務員が、車室内において座席脇の袖仕切りや、握り棒などに打ち付けられて負傷してしまう可能性が軽減される。
Next, with reference to FIG. 7, a case where the
When the obstacle with which the
Since the fulcrum of the moment acting on the front
If the welded portions between the end posts 124, 125 and the connecting
また、結合部材20と端梁111との結合部分が、台枠11の上面側と、下面側と、の2箇所で台枠と結合されている点は、第1の実施形態において突出部122a,123aと、端梁111とが、台枠11の上面側と、下面側と、の2箇所で結合されているのと同様である。
In addition, the connecting portion between the connecting
以上説明したように、第2の実施形態の鉄道車両1によれば、
(2)(1)に記載の鉄道車両1において、結合部材20は、妻柱124,125と別体であり、妻柱124,125に結合され、一体となっていること、を特徴とするので、妻柱124,125と、妻柱124,125とは別部品である結合部材20と、が結合されることで、妻柱124,125と結合部材20とが略L字形状をなす。
結合部材20が妻柱と別体であれば、妻柱124,125と結合部材20とをそれぞれ製造してから溶接により結合すれば良く、生産が容易であり、材料の質量や製造コストの増大を抑えることができる。
As described above, according to the
(2) In the
If the connecting
鉄道車両1が軌道上の障害物と衝突し、台枠11よりも高い位置で前面妻構体12が衝撃を受けた場合、前面妻構体12と台枠11とがなす略L字形状の角部分が支点であり、当該支点が妻柱124,125と結合部材20との溶接部分であるため、溶接部分が強度的に弱点となり破壊されることが懸念される。しかし、上述のように、理想的な溶接姿勢を保ちながら溶接作業を行うことができるため、溶接品質が向上し、結合強度を向上させることが可能である。結合強度の向上により、衝突時に妻柱124,125と結合部材20との溶接部分が破壊されるおそれが軽減される。
よって、前面妻構体12に働くモーメントの支点部分である溶接部分が容易に破壊されなくなり、衝突による前面妻構体12の塑性変形が促される。前面妻構体12が塑性変形することで、衝突による衝撃力を有効に吸収でき、衝突に起因する乗客や乗務員への衝撃を緩和することが可能である。
When the
Therefore, the welded portion, which is the fulcrum portion of the moment acting on the front
なお、上記実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。
例えば、第1および第2の実施形態においては、側梁112および中梁114の車両長手方向の延長線上で、端梁111と、突出部122a,123aまたは結合部材20と、が結合されているが、台枠11が、側梁112や中梁114の他にも車両長手方向に補強梁を備える場合、当該補強梁の延長線上で、端梁111と、突出部122a,123aまたは結合部材20と、を結合することも可能である。
また、第1および第2の実施形態においては、鉄道車両1の先頭部分に貫通路が設けられていないが、貫通路を設けることも可能である。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example, and does not limit the present invention in any way. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the scope of the invention.
For example, in the first and second embodiments, the
Further, in the first and second embodiments, no through-passage is provided at the head portion of the
1 鉄道車両
2 車体
11 台枠
12 前面妻構体
13 側構体
14 屋根構体
122,123 妻柱
122a,123a 突出部
1
Claims (4)
前記前面妻構体は、前記台枠に対し略直角に配置される妻柱を有すること、
前記妻柱は、前記妻柱の前記鉄道車両の床面側の端部であって、前記鉄道車両の車室内側の面に、前記前面妻構体に対して略直角に形成される突出部を有すること、
前記突出部は、前記台枠の前記鉄道車両の先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも前記台枠の上面側と、下面側と、の2箇所で前記台枠と結合されること、
前記妻柱は、前記突出部から前記台枠の側に延伸し、前記台枠の上端面に接して接合される溶接部を備えること、
前記前面妻構体は、前記台枠よりも高い位置で衝撃を受けた場合、前面妻構体と台枠とがなす略L字形状の角部分が支点となり、前面妻構体が塑性変形されること、
を特徴とする鉄道車両。 A railway vehicle having an underframe and a front end end structure arranged substantially perpendicular to the underframe and coupled to the underframe,
The front end end structure has end posts arranged substantially at right angles to the underframe;
The end pillar is an end of the end on the floor side of the railway vehicle, and has a projecting portion formed substantially perpendicular to the front end end structure on the inner surface of the passenger compartment of the railway vehicle. to have
The protruding portion is abutted against an end surface of the underframe on the front end side of the railroad vehicle, and is coupled to the underframe at least at two points, namely, an upper surface side and a lower surface side of the underframe;
The end post includes a welded portion extending from the projecting portion toward the underframe and joined in contact with the upper end surface of the underframe;
When the front end end structure receives an impact at a position higher than the underframe, the substantially L-shaped corner formed by the front end end structure and the underframe serves as a fulcrum, and the front end end structure is plastically deformed.
A railway vehicle characterized by
前記前面妻構体は、前記台枠に対し略直角に配置される妻柱を有すること、The front end end structure has end posts arranged substantially at right angles to the underframe;
前記妻柱は、前記妻柱の前記鉄道車両の床面側の端部であって、前記鉄道車両の車室内側の面に、前記前面妻構体に対して略直角に形成される突出部を有すること、The end pillar is an end of the end on the floor side of the railway vehicle, and has a projecting portion formed substantially perpendicular to the front end end structure on the inner surface of the passenger compartment of the railway vehicle. to have
前記台枠は、前記台枠の前記鉄道車両の長手方向端部を形成する端梁を有し、The underframe has end beams forming longitudinal ends of the railway vehicle of the underframe,
前記突出部は、該突出部の車室内側の端面を前記端梁の前記鉄道車両の先頭側の端面に突き合わされ、少なくとも前記端梁の上面側と、下面側と、の2箇所で前記台枠と結合されること、The protruding portion has an end surface on the interior side of the protruding portion that abuts against an end surface of the end beam on the front end side of the railway vehicle, and the platform is mounted at least at two locations, namely, the upper surface side and the lower surface side of the end beam. be combined with a frame,
を特徴とする鉄道車両。A railway vehicle characterized by
前記突出部は、前記妻柱と別体であり、前記妻柱に結合され、一体となっていること、
を特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 1 or 2 ,
The projecting portion is separate from the end post, and is coupled to and integrated with the end post;
A railway vehicle characterized by
前記突出部は、前記台枠の、前記鉄道車両の長手方向に沿って配置される梁の延長線上
で、前記台枠と結合されていること、
を特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to any one of claims 1 to 3 ,
The projecting portion is coupled to the underframe on an extension line of a beam of the underframe arranged along the longitudinal direction of the railway vehicle;
A railway vehicle characterized by
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