JP2020163955A - Railway vehicle - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a railroad vehicle having an underframe and a front end structure that is arranged substantially at right angles to the underframe and is 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 car body of a railroad car has an underframe that forms the floor surface, a wife structure that forms the leading part or connecting part of the car body by being erected at both ends of the underframe in the vehicle longitudinal direction, and the underframe in the vehicle width direction. It is configured to form a hexahedron by a side structure that forms the side surface of the car body by being erected at both ends, and a roof structure that forms the roof of the car body by being placed at the upper ends of the wife 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, etc., instead of directly connecting the strength members such as the beams of the underframe and the columns of each structure. .. As shown in FIGS. 8 and 9, when 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-mentioned prior art has the following problems.
For example, in the event of an accident in which a railroad vehicle collides head-on with an obstacle on the track, such as a car stuck in a railroad crossing, if the car is a small car such as a passenger car, the underframe of the railroad car will be the car. collide. Since the underframe is equipped with a pillow beam and a middle beam, it has strong rigidity, and it is unlikely that the leading part of the railway vehicle will sink into the passenger compartment due to 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 is a large vehicle such as a large truck, the truck bed is often located higher than the underframe of the railroad vehicle, and as shown in FIG. 10, the impact of the collision. The 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。
Further, 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。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, and it is possible to improve the strength of the joint portion between the front end structure and the underframe, absorb the impact force caused by the collision, and mitigate the impact. The purpose is to provide a variety of railway vehicles.
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、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) In a railroad vehicle having an underframe and a front wife structure that is arranged substantially at right angles to the underframe and is coupled to the underframe, the front wife structure is a wife that is arranged substantially at right angles to the underframe. Having a pillar, the underframe is the end of the underframe on the floor side of the railcar, and has a protruding portion formed on the interior side surface of the railcar at a substantially perpendicular angle to the front railcar structure. It is characterized in that the projecting portion is abutted against the end surface of the underframe on the front side of the railcar, and is connected to the underframe at least at two points, the upper surface side and the lower surface side of the underframe.
(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 railroad vehicle according to (1) is characterized in that the protruding portion is separate from the end pillar, is connected to the end pillar, and is integrated.
(3) In the railway vehicle according to (1) or (2), the protrusion is connected to the underframe on an extension of a beam of the underframe arranged along the longitudinal direction of the railway vehicle. It is characterized by.
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 actions and effects by having the above configuration.
According to the railroad vehicle described in (1), the joint portion between the front end wife structure and the underframe is not easily destroyed, the impact force caused by the collision can be absorbed, and the impact can be mitigated.
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, since the front wife structure has a wife pillar, and the wife pillar has a protrusion formed at an end on the floor side of the railroad vehicle at a substantially perpendicular angle to the front wife structure, the side of the railway vehicle When viewed, it has a substantially L-shape. Then, the protruding portion is abutted against and connected to the end surface of the underframe on the front side of the railroad vehicle, so that the underframe and the front end structure form a substantially L-shape.
When a railroad vehicle collides with an obstacle on the track and the front wife structure is impacted at a position higher than the underframe, the approximately L-shaped corner between the front wife structure and the underframe becomes the fulcrum, and the front A moment acts on the wife structure, but as mentioned above, the wife pillar is approximately L-shaped and the protruding part is connected to the underframe, so the corners of the approximately L-shape formed by the front wife structure and the underframe are , It is not the joint between the front wife structure and the underframe. Therefore, the fulcrum portion of the moment acting on the front wife structure is destroyed, and the possibility that the front wife structure collapses into the vehicle interior is reduced. If the risk of the front wife structure falling into the passenger compartment is reduced, the risk of collision obstacles falling into the passenger compartment is also reduced, and the possibility of injury to passengers and crew is reduced.
Further, since the fulcrum portion of the moment acting on the front wife structure is not easily destroyed, the plastic deformation of the front wife structure due to the collision is promoted. By plastically deforming the front end structure, the impact force due to the collision can be effectively absorbed, and the impact on the passengers and crew due to the collision can be mitigated. Therefore, the possibility that passengers and crew members will be injured by being hit by a sleeve partition on the side of the seat or a grip bar in the passenger compartment is 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 wife structure at a position higher than the underframe, the joint between the protruding part and the underframe becomes a fulcrum, and a moment acts on the front wife structure, causing the protrusion and the underframe to work together. There is a concern that the joint part will be destroyed, but as mentioned above, the substantially L-shaped corner part formed by the front wife structure and the underframe is no longer the joint part, which promotes plastic deformation of the front wife structure. Therefore, since the impact force is absorbed, the stress applied to the joint portion between the protruding portion and the underframe is relaxed. Further, the projecting portion is abutted against the end surface of the underframe on the front side of the railway vehicle, and is connected at least at two points, the upper surface side and the lower surface side of the underframe. Since at least two joints where the projecting portion and the underframe are connected are formed in the vertical direction of the railway vehicle, there are two joints when an impact is applied to the front wife structure at a position higher than the underframe. Of the joints, the joint on the upper surface side of the underframe serves as a fulcrum, and a moment acts on the front wife structure, while the joint on the lower surface side of the underframe serves as the fulcrum on the upper surface side. It will resist the moment acting on the structure. Therefore, the joint portion between the protruding portion and the underframe is not easily broken.
Therefore, the risk of the front wife structure falling into the vehicle interior and being sunk is reduced. If the risk of the front wife structure falling into the passenger compartment is reduced, the risk of collision obstacles falling into the passenger compartment is also reduced, and the possibility of injury to passengers and crew 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 railroad vehicle described in (2), the end pillar and the protrusion, which are separate parts from the end pillar, are combined to form a substantially L-shape between the end pillar and the protrusion.
The end pillar is generally produced by bending a metal plate such as stainless steel, steel, or aluminum alloy, and in order to make it approximately L-shaped, it must be machined, and the mass of the material and Manufacturing costs may increase. If the projecting portion is separate from the end column, the end column and the projecting portion may be manufactured and then joined by welding, which facilitates production and suppresses an increase in material mass and manufacturing cost. ..
When a railroad vehicle collides with an obstacle on the track and the front wife structure is impacted at a position higher than the underframe, the approximately L-shaped corner between the front wife structure and the underframe is the fulcrum. Since the fulcrum is the welded portion between the end column and the protruding portion, there is a concern that the welded portion becomes a weak point in terms of strength and is destroyed. However, since the height of the front wife structure is about 3 m, it is possible to weld while changing the direction of the front wife structure in all directions according to the welding posture. Therefore, since the welding work can be performed while maintaining the ideal welding posture, the welding quality can be improved and the bonding strength can be improved. By improving the bond strength, the possibility that the welded portion between the end column and the protruding portion will be broken at the time of collision is reduced.
Therefore, the welded portion, which is the fulcrum portion of the moment acting on the front end structure, is not easily broken, and the plastic deformation of the front end structure due to the collision is promoted. By plastically deforming the front end structure, the impact force due to the collision can be effectively absorbed, and the impact on the passengers and crew due to the collision can be mitigated.
(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 railcar according to (3), the protruding portion is coupled to the underframe on an extension of a beam of the underframe arranged along the longitudinal direction of the railcar. Therefore, when a railroad vehicle collides head-on with an obstacle on the track, the impact received by the front wife structure can be received by the beams arranged along the vehicle longitudinal direction of the underframe, and the underframe is deformed due to the collision. Can be reduced.
That is, the leading end of the underframe railcar is generally formed by an end beam extending in the vehicle width direction, and the protrusion of the end column is connected to the end beam. .. When a railroad vehicle collides with an obstacle on the track and the front end structure is impacted, the end beam may be locally impacted where the protrusions are joined. Then, since the locally applied impact force is applied from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the end beam, the end beam may be easily deformed.
Therefore, since the underframe generally has a side beam and a middle beam that are arranged and connected along a direction substantially perpendicular to the end beam, that is, a longitudinal direction of the railroad vehicle, the side beam. Or, by connecting the end beam and the protruding 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 serve as a support. It is possible to prevent the deformation of the end beam and, by extension, 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。
The first embodiment of the railway vehicle 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of a railroad vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
Further,
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 a connected state between the
As shown in FIG. 2, the
The end beams 111, side beams 112, corbel beams 113 and
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
The
The
At the lower ends of 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。
The projecting
That is, when the railroad vehicle 1 collides with an obstacle on the track and the front
Therefore, 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 joint 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, the welded
Further, the lower end surfaces of the protruding
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, a case where the railroad vehicle 1 collides head-on with an obstacle on the track and an impact force F is applied to the front
When the obstacle that the railcar 1 collides head-on with is a large truck or the like, the truck bed is often located higher than 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, since the projecting
Further, since the fulcrum portion of the moment acting on the
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 joint portion between the protruding
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 railway vehicle 1 of the first embodiment,
(1) In a railroad vehicle 1 having an
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 railroad vehicle 1 collides with an obstacle on the track and the
Further, since the fulcrum portion of the moment acting on the
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 possibility that the
(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 railcar 1 according to (1) or (2), the protruding
That is, the leading end of the railcar 1 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 railway vehicle 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The form of the railroad vehicle 1 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a connected state between the
The configuration 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
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, the projecting
When the railcar 1 collides with an obstacle on the track and 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
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 joint portion between the
The end face on the vehicle rear side 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, the lower end surface of the
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 railroad vehicle 1 collides head-on with an obstacle on the track and an impact force F is applied to the front wife structure at a position higher than the
When the obstacle that the railcar 1 collides head-on with is a large truck or the like, the truck bed is often located higher than the underframe of the railcar, as shown in FIG. The impact force F of the collision is applied to the
Since the fulcrum of the moment acting on the
If the welded portion between the
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。
Further, the point that 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 railway vehicle 1 of the second embodiment,
(2) In the railroad vehicle 1 according to (1), the connecting
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 railroad vehicle 1 collides with an obstacle on the track and 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 embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way. Therefore, as a matter of course, the present invention can be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, in the first and second embodiments, the
Further, in the first and second embodiments, the through-passage is not provided at the head portion of the railway vehicle 1, but it is possible to provide the through-passage.
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 (3)
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、
を特徴とする鉄道車両。 In a railroad vehicle having an underframe and a front end structure that is arranged substantially at right angles to the underframe and is coupled to the underframe.
The front wife structure has a wife column arranged at a substantially right angle to the underframe.
The end pillar is an end portion of the end pillar on the floor side of the railroad vehicle, and has a protruding portion formed on the surface of the railroad vehicle on the vehicle interior side at a substantially right angle to the front end end structure. To have
The protruding portion is abutted against the front end surface of the railroad vehicle of the underframe, and is connected to the underframe at least at two positions, the upper surface side and the lower surface side of the underframe.
A railroad vehicle featuring.
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,
The protruding portion is separate from the end pillar, and is connected to and integrated with the end pillar.
A railroad vehicle featuring.
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 claim 1 or 2.
The protrusion is connected to the underframe on an extension of a beam of the underframe arranged along the longitudinal direction of the railway vehicle.
A railroad vehicle featuring.
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