JP7383503B2 - Railroad vehicle obstruction device - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両の排障器に関し、詳しくは、例えば踏切等において普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した場合において、その衝突反力によって生じる車体を回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器に関する。 The present invention relates to an obstacle remover for a railway vehicle, and more specifically, it reduces the moment force that causes the vehicle body to rotate due to the collision reaction force when it collides with a large-mass obstacle such as a regular passenger car at a railroad crossing or the like. The present invention relates to a railcar ejector for a railcar that can reduce the possibility of railcar derailment.
一般に、鉄道車両の先頭部には、線路上の障害物を車体下部に巻き込まないように、障害物を枕木方向へ排除する排障器が装着されている。例えば、特許文献1には、図19に示すように、左側通行が行われる鉄道車両の排障器100において、鉄道車両101の先頭車両のヘッド部101Aに鉄道車両の進行方向左側から右側にかけて進行方向に突出するように形成された傾斜面102Aが設けられた、障害物Sを進行方向左側へ排除する排除方向誘導部材102を具備する鉄道車両の排障器100が開示されている。
BACKGROUND ART Generally, an obstacle remover is installed at the front end of a railway vehicle to remove obstacles on the railroad tracks toward the railroad ties so that they do not get caught in the lower part of the vehicle body. For example, in
しかしながら、上記鉄道車両の排障器100では、踏切等において乗用車が衝突して衝突反力の進行方向及び枕木方向の成分が大きい場合、脱線する可能性が高いという問題があった。
However, the above-mentioned
すなわち、上記鉄道車両の排障器100では、図20に示すように、排障器(排障板)が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、その衝突反力F1は、排障器(排障板)の法線方向に作用し、枕木方向の成分を有する。この衝突反力の枕木方向の成分によって、当該鉄道車両101には、その車体重心J1を通り地面に垂直な軸の周りに回転させるモーメント力が生じることになる。この場合、鉄道車両101の前端側が障害物Sと反対方向へずれ動き、鉄道車両101の後端側が障害物Sの方向へずれ動くことになり、車輪がレールから脱線する可能性があった。
That is, as shown in FIG. 20, in the above-mentioned railway
一方、鉄道車両の排障器300が、図21に示すように、枕木方向と平行な平面形状をしている場合には、排障器が上記同様の障害物Sと衝突した時、その衝突反力F2は、レール方向の反力しか生じない。しかし、障害物Sの枕木方向の重心J2が、鉄道車両301の枕木方向の車体重心J1からずれている場合、鉄道車両301は、障害物との衝突により、車体の左右方向の重心からずれた位置にレール方向の衝突反力F2を受けることになる。このレール方向の衝突反力F2によって、当該鉄道車両301には、その車体重心J1を通り地面に垂直な軸の周りに回転させるモーメント力が生じることになる。この場合、鉄道車両301の前端側が障害物Sの方向へずれ動き、鉄道車両301の後端側が障害物Sと反対方向へずれ動くことになり、車輪がレールから脱線する可能性があった。
On the other hand, when the obstacle remover 300 of the railway vehicle has a planar shape parallel to the sleeper direction as shown in FIG. The reaction force F2 only generates a reaction force in the rail direction. However, if the center of gravity J2 of the obstacle S in the direction of the sleepers deviates from the center of gravity J1 of the
また、鉄道車両の排障器400は、図22に示すように、障害物Sに排障器自体が乗り上げてしまうのを回避するため、排障器400の上端部(車体への取付部)が進行方向後側に位置し、下端部に下がるほど進行方向前側に位置するように、列車側面から見て進行方向前向きの勾配を持つものが、広く用いられている。しかし、この場合には、排障器400が上記同様の障害物Sと衝突した時、その衝突反力F3は、排障器400に対して車体重心J1の斜め下方に作用し、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がるモーメント力が生じることになる。その結果、稀ではあるが、鉄道車両401の後端側において、車輪がレールから脱線する可能性があった。なお、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がる場合、次に述べる車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がる場合(図23を参照)に比較して、脱線する可能性は低い。
In addition, as shown in FIG. 22, the
また、鉄道車両の排障器500は、図23に示すように、排障器500の上端部(車体への取付部)が進行方向前側に位置し、下端部に下がるほど進行方向後側に位置するように、列車側面から見て進行方向後向きの勾配を持つものも、用いられている。しかし、この場合には、排障器500に対して上記同様の障害物Sが衝突した時、その衝突反力F4は、排障器500に対して車体重心J1の斜め上方に作用し、車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がるモーメント力が生じることになる。その結果、鉄道車両501の前端側において、車輪がレールから脱線する可能性があった。
In addition, as shown in FIG. 23, in the
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した場合において、その衝突反力によって生じる車体を回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve this problem, and when a vehicle collides with a large-mass obstacle such as a regular passenger car, it reduces the moment force that causes the vehicle body to rotate due to the collision reaction force. An object of the present invention is to provide a railcar evacuation device that can reduce the possibility of railcar derailment.
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両の排障器は、以下の構成を備えている。
(1)鉄道車両の先頭部に装着され、線路上の障害物を排除可能に形成された鉄道車両の排障器であって、
前記排障器は、水平断面形状が前記鉄道車両の車体重心近傍を通り地面に垂直な軸を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a railcar ejector for a railway vehicle according to the present invention has the following configuration.
(1) A railroad vehicle obstacle remover that is attached to the front end of a railroad vehicle and is configured to be able to remove obstacles on the track,
The barrier remover is characterized in that it includes a barrier plate whose horizontal cross-sectional shape is a curved or polyhedron whose horizontal cross-sectional shape is an arc centered on an axis that passes near the center of gravity of the railway vehicle and is perpendicular to the ground. do.
本発明においては、排障器は、水平断面形状が鉄道車両の車体重心近傍を通り地面に垂直な軸を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板を備えているので、排障板が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した時、その衝突反力は、排障板の法線方向に作用し、鉄道車両の車体重心近傍の位置で車体に伝達される。そのため、この衝突反力による、その車体重心を通り地面に垂直な軸の周りに車体を回転させるモーメント力を生じにくくさせることができる。その結果、例えば、鉄道車両の前端側が障害物と反対方向へずれ動き、鉄道車両の後端側が障害物の方向へずれ動くことを抑制でき、車輪がレールから脱線する可能性を低減できる。 In the present invention, the barrier evacuation device includes a barrier plate made of a curved body or a polyhedron whose horizontal cross-sectional shape forms an arc whose center is an axis passing near the center of gravity of the railway vehicle and perpendicular to the ground. When a barrier plate collides with a large-mass obstacle such as an ordinary passenger car, the reaction force of the collision acts in the normal direction of the plate, and is applied to the body of the railway vehicle at a position near the center of gravity of the vehicle. communicated. Therefore, it is possible to make it difficult for the collision reaction force to generate a moment force that rotates the vehicle body around an axis passing through the center of gravity of the vehicle and perpendicular to the ground. As a result, for example, the front end of the railway vehicle can be prevented from shifting in the direction opposite to the obstacle, and the rear end of the railway vehicle can be prevented from shifting in the direction of the obstacle, reducing the possibility that the wheels will derail from the rails.
よって、本発明によれば、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した場合において、その衝突反力によって生じる車体を回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, when a passenger car collides with a large-mass obstacle such as an ordinary passenger car, the moment force that rotates the car body generated by the collision reaction force is reduced, thereby reducing the possibility of derailment of the railway car. It is possible to provide a rail vehicle exhaust device that can reduce obstacles.
(2)鉄道車両の先頭部に装着され、線路上の障害物を排除可能に形成された鉄道車両の排障器であって、
前記排障器には、当該排障器に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、車体台枠に固定された上端部に対して下端部が進行方向後方へ移動可能に形成された排障板を備え、
前記車体台枠には、前記排障板の上下中間部に対する法線が、前記鉄道車両の車体重心を通過する第1法線を含む所定の範囲を通過する位置で、前記排障板の移動を停止させるストッパ構造を備えていることを特徴とする。
(2) A railway vehicle obstacle remover that is attached to the front end of a railway vehicle and is configured to be able to remove obstacles on the track,
The obstacle remover is formed such that when an external force of more than a predetermined load is applied to the obstacle remover backward in the traveling direction, a lower end portion thereof is movable backward in the traveling direction with respect to an upper end portion fixed to the vehicle body underframe. Equipped with an evacuation plate,
The vehicle body underframe is configured to move the barrier plate at a position where a normal line to the upper and lower intermediate portions of the barrier plate passes through a predetermined range including a first normal line passing through the center of gravity of the vehicle of the railway vehicle. It is characterized by being equipped with a stopper structure for stopping.
本発明においては、排障器には、当該排障器に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、上端部に対して下端部が進行方向後方へ移動可能に形成された排障板を備えているので、所定の荷重以上の外力を生じさせない質量の小さな障害物に対しては、排障板の姿勢を維持して、当該障害物を排除できる。例えば、排障板の上端部が進行方向後側に位置し、下端部に下がるほど進行方向前側に位置するように、列車側面から見て進行方向前向きの勾配を持った姿勢で排障板を装着することによって、所定の荷重以上の外力を生じさせない質量の小さな障害物に対しては、排障板の進行方向前向きの勾配を持った姿勢を維持して、当該障害物を排除できる。 In the present invention, the obstruction device is formed such that its lower end can move rearward in the direction of travel when an external force of more than a predetermined load is applied to the object backward in the direction of travel. Since the barrier plate is provided, the posture of the evacuation plate can be maintained and the obstacle can be removed with respect to a small-mass obstacle that does not generate an external force greater than a predetermined load. For example, when viewed from the side of the train, the barrier board should be positioned so that it has a slope facing forward in the direction of travel, so that the top end of the barrier board is located toward the rear in the direction of travel, and the lower it gets to the bottom, the further forward in the direction of travel. By attaching the device, it is possible to maintain a forward sloped posture of the evacuation plate in the direction of travel and remove the obstacle with a small mass that does not generate an external force exceeding a predetermined load.
また、車体台枠には、排障板の上下中間部に対する法線が、鉄道車両の車体重心を通過する第1法線を含む所定の範囲を通過する位置で、排障板の移動を停止させるストッパ構造を備えているので、排障板が普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突したときに、排障板の上下中間部に対する法線が、鉄道車両の車体重心を通過する第1法線を含む所定の範囲を通過する位置で、排障板の移動をストッパ構造によって停止させ、その質量の大きな障害物から受けた衝突反力による、その車体重心を通り枕木方向に平行な軸の周りに車体を回転させるモーメント力を、生じにくくさせることができる。その結果、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がることを抑制でき、車輪がレールから脱線する可能性を低減できる。 In addition, the movement of the barrier plate is stopped in the car body underframe at a position where the normal line to the upper and lower intermediate parts of the barrier plate passes through a predetermined range including the first normal line passing through the center of gravity of the railway vehicle. Since it is equipped with a stopper structure that allows the removal plate to collide with a large-mass obstacle such as a regular passenger car, the normal line to the upper and lower intermediate parts of the removal plate passes through the center of gravity of the railway vehicle. At a position where it passes through a predetermined range including the first normal line, the movement of the exhaust plate is stopped by the stopper structure, and the collision reaction force received from the large-mass obstacle passes through the center of gravity of the vehicle and is parallel to the sleeper direction. The moment force that causes the vehicle body to rotate around a fixed axis can be made less likely to occur. As a result, it is possible to prevent the front end of the car body from lowering and the rear end of the car body from rising, or vice versa, from raising the front end of the car body and lowering the rear end of the car body, reducing the possibility of the wheels derailing from the rails. Can be reduced.
よって、本発明によれば、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した場合において、その衝突反力によって生じる車体を回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, when a passenger car collides with a large-mass obstacle such as an ordinary passenger car, the moment force that rotates the car body generated by the collision reaction force is reduced, thereby reducing the possibility of derailment of the railway car. It is possible to provide a rail vehicle exhaust device that can reduce obstacles.
(3)(2)に記載された鉄道車両の排障器において、
前記ストッパ構造は、前記排障板の上下中間部に対する法線が前記第1法線の位置で前記排障板の移動を停止させることを特徴とする。
(3) In the railway vehicle exhaust device described in (2),
The stopper structure is characterized in that the movement of the evacuation plate is stopped at a position where a normal line to an upper and lower intermediate portion of the evacuation plate is the first normal line.
本発明においては、ストッパ構造は、排障板の上下中間部に対する法線が第1法線の位置で排障板の移動を停止させるので、排障板が普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突したときに、その障害物から受けた衝突反力を車体重心の位置で車体に伝達させることができる。そのため、車体重心を通り枕木方向に平行な軸の周りに車体を回転させるモーメント力が、より一層生じにくくなる。その結果、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がることをより一層抑制でき、車輪がレールから脱線する可能性をより一層低減できる。 In the present invention, the stopper structure stops the movement of the evacuation plate at the position where the normal line to the upper and lower intermediate parts of the evacuation plate is the first normal line, so the stopper structure stops the movement of the evacuation plate at the position where the normal line to the upper and lower intermediate parts of the evacuation plate is the first normal line. When the vehicle collides with an obstacle, the collision reaction force received from the obstacle can be transmitted to the vehicle body at the location of the vehicle's center of gravity. Therefore, moment force that rotates the vehicle body around an axis passing through the center of gravity of the vehicle and parallel to the sleeper direction is even less likely to occur. As a result, it is possible to further suppress the front end of the car body from lowering and the rear end of the car body from rising, or the reverse movement where the front end of the car body goes up and the rear end of the car body lowers, which can further prevent the wheels from derailing from the rails. It is possible to further reduce the
(4)(2)又は(3)に記載された鉄道車両の排障器において、
前記排障板と前記ストッパ構造との間には、当該ストッパ構造より強度的に弱い圧潰部材が介在されていることを特徴とする。
(4) In the railcar exhaust device described in (2) or (3),
A crushing member having a strength weaker than the stopper structure is interposed between the evacuation plate and the stopper structure.
本発明においては、排障板とストッパ構造との間には、当該ストッパ構造より強度的に弱い圧潰部材が介在されているので、排障板が普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突したときに、圧潰部材が変形することによって衝突荷重を軽減させた状態で、排障板の上下中間部に対する法線が鉄道車両の車体重心を通過する第1法線を含む所定の範囲を通過する位置又は車体重心を通過する位置で排障板の移動をストッパ構造によって停止させ、その障害物から受けた衝突反力を緩和させることによって、その車体重心を通り枕木方向に平行な軸の周りに車体を回転させるモーメント力が、より一層生じにくくなる。その結果、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がることをより一層抑制でき、車輪がレールから脱線する可能性をより一層低減できる。なお、圧潰部材は、独立した部材には限定されず、溶接等で一体に組み立てられた構造の一部であってもよい。また、圧潰部材は、レール方向又は上下方向に変形しても良く、レール方向及び上下方向に変形してもよい。 In the present invention, a crushing member that is weaker in strength than the stopper structure is interposed between the evacuation plate and the stopper structure, so that the evacuation plate does not interfere with large-mass obstacles such as ordinary passenger cars. When a collision occurs, the crushing member is deformed to reduce the collision load, and the normal line to the upper and lower intermediate parts of the exhaust plate extends within a predetermined range including the first normal line passing through the center of gravity of the railway vehicle. The stopper structure stops the movement of the obstacle plate at the passing position or the position where the vehicle's center of gravity passes, and by mitigating the collision reaction force received from the obstacle, the axis passing through the vehicle's center of gravity and parallel to the sleeper direction is Moment force that rotates the vehicle body around the vehicle body is less likely to occur. As a result, it is possible to further suppress the front end of the car body from lowering and the rear end of the car body from rising, or the reverse movement where the front end of the car body goes up and the rear end of the car body lowers, which can further prevent the wheels from derailing from the rails. It is possible to further reduce the Note that the crushing member is not limited to an independent member, but may be a part of a structure assembled integrally by welding or the like. Moreover, the crushing member may be deformed in the rail direction or the up-down direction, or may be deformed in the rail direction and the up-down direction.
(5)(2)乃至(4)のいずれか1つに記載された鉄道車両の排障器において、
前記排障板は、水平断面形状が前記鉄道車両の車体重心近傍を通り地面に垂直な軸を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなることを特徴とする。
(5) In the railcar exhaust device described in any one of (2) to (4),
The barrier plate is characterized in that it is made of a curved or polyhedral body whose horizontal cross-sectional shape constitutes an arc shape centered on an axis that passes near the center of gravity of the railway vehicle and is perpendicular to the ground.
本発明においては、排障板は、水平断面形状が鉄道車両の車体重心近傍を通り地面に垂直な軸を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなるので、排障板が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した時、この衝突反力による、その車体重心を通り枕木方向に平行な軸の周りに車体を回転させるモーメント力を生じにくく、また、車体重心を通り地面に垂直な軸の周りに車体を回転させるモーメント力も生じにくくさせることができる。その結果、例えば、鉄道車両の前端側が障害物と反対方向へずれ動き、鉄道車両の後端側が障害物の方向へずれ動くことを抑制できると同時に、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がることを抑制でき、車輪がレールから脱線する可能性をより一層低減できる。 In the present invention, the barrier plate is composed of a curved body or a polyhedron whose horizontal cross-sectional shape is an arc whose center is an axis passing near the center of gravity of the railway vehicle and perpendicular to the ground. When colliding with a large-mass obstacle such as a passenger car, this collision reaction force is less likely to generate a moment force that rotates the car body around an axis that passes through the car's center of gravity and is parallel to the sleepers. Moment force that rotates the vehicle body around an axis perpendicular to the road surface can also be made less likely to occur. As a result, for example, the front end of the railway vehicle can be prevented from shifting in the direction opposite to the obstacle, and the rear end of the railway vehicle can be prevented from shifting toward the obstacle. It is possible to prevent the front end of the vehicle body from rising and the rear end of the vehicle body from going up, or the opposite movement, from raising the front end of the vehicle body and lowering the rear end of the vehicle body, further reducing the possibility that the wheels will derail from the rails.
(6)(2)乃至(5)のいずれか1つに記載された鉄道車両の排障器において、
前記排障板の左右中央部には、前記鉄道車両の先頭部に装着された車両連結装置から所定隙間で離間した略U字状の切欠き部が形成されていることを特徴とする。
(6) In the railcar exhaust device described in any one of (2) to (5),
A substantially U-shaped notch is formed in the left and right center portions of the barrier plate and is spaced apart by a predetermined gap from a vehicle coupling device mounted on the front end of the railway vehicle.
本発明においては、排障板の左右中央部には、鉄道車両の先頭部に装着された車両連結装置から所定隙間で離間した略U字状の切欠き部が形成されているので、排障板の左側部又は右側部が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した時、衝突した左側部又は右側部の上下中間部に対する法線が鉄道車両の車体重心を通過する第1法線を含む所定の範囲を通過する位置又は車体重心を通過する位置で排障板の移動をストッパ構造によって停止させた上で、その衝突反力は、円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板に対する法線方向に作用する。このとき、切欠き部が形成された左右中央部が、強度的に変形し易いので、衝突しない反対側の排障板の影響を受けにくく、衝突した左側部又は右側部に対する法線方向の角度が保持されやすい。そのため、この衝突反力による、その車体重心を通り枕木方向に平行な軸の周りに車体を回転させるモーメント力を生じにくく、また、車体重心を通り地面に垂直な軸の周りに車体を回転させるモーメント力も生じにくくさせることができる。その結果、例えば、鉄道車両の前端側が障害物と反対方向へずれ動き、鉄道車両の後端側が障害物の方向へずれ動くことをより一層抑制できると同時に、車体の前端側が下がり、車体の後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体の前端側が上がり、車体の後端側が下がることをより一層抑制でき、車輪がレールから脱線する可能性をより一層低減できる。 In the present invention, a substantially U-shaped notch is formed in the left and right center portions of the barrier plate, which is spaced apart by a predetermined gap from the vehicle coupling device attached to the front end of the railway vehicle. When the left side or right side of the plate collides with a large-mass obstacle such as a regular passenger car, the normal line to the vertical midpoint of the collided left side or right side passes through the center of gravity of the railway vehicle. After the movement of the exhaust plate is stopped by a stopper structure at a position where it passes through a predetermined range including the normal line or a position where it passes through the center of gravity of the vehicle, the collision reaction force is transmitted from a curved body or polyhedron forming an arc shape. Acts in the normal direction to the exhaust plate. At this time, since the left and right center parts where the notches are formed are easily deformed in terms of strength, they are less likely to be affected by the barrier plate on the opposite side that does not collide, and the angle in the normal direction to the collided left or right side. is easily retained. Therefore, this collision reaction force is less likely to generate a moment force that rotates the car body around an axis that passes through the car's center of gravity and is parallel to the sleeper direction, and also causes the car body to rotate around an axis that passes through the car's center of gravity and is perpendicular to the ground. Moment force can also be made less likely to occur. As a result, for example, it is possible to further suppress the front end of the railway vehicle from shifting in the direction opposite to the obstacle, and the rear end of the railway vehicle from shifting toward the obstacle. It is possible to further suppress the end side from rising, or, as a reverse operation, the front end side of the vehicle body rising and the rear end side of the vehicle body falling, and the possibility of the wheels derailing from the rails can be further reduced.
本発明によれば、普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した場合において、その衝突反力によって生じる車体を回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器を提供することができる。 According to the present invention, in the case of a collision with a large-mass obstacle such as a regular passenger car, the moment force that rotates the car body generated by the collision reaction force can be reduced, thereby reducing the possibility of the railway car derailing. It is possible to provide obstruction devices for railway vehicles.
次に、本実施形態に係る鉄道車両について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的には、本実施形態に係る第1実施例の鉄道車両の排障器を詳細に説明した上で、排障器の排障板に普通乗用車等のように質量の大きな障害物が衝突したときの衝突反力が、車体重心近傍の位置で車体に伝達される状況を簡単に説明する。次に、第1実施例の排障器を構成する排障板の変形例を説明する。また、本実施形態に係る第2実施例の鉄道車両の排障器を詳細に説明した上で、排障器の排障板に普通乗用車等のように質量の大きな障害物が衝突したとき、排障板が回動して、その衝突反力が、車体重心近傍の位置で車体に伝達される状況を簡単に説明する。 Next, the railway vehicle according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Specifically, after explaining in detail the barrier remover of the railway vehicle of the first example according to the present embodiment, it will be explained that a large-mass obstacle such as a regular passenger car collides with the barrier plate of the barrier remover. A situation in which the collision reaction force is transmitted to the vehicle body at a position near the center of gravity of the vehicle will be briefly explained. Next, a modification of the evacuation plate constituting the evacuation device of the first embodiment will be described. Further, after explaining in detail the barrier remover for a railway vehicle according to the second example of the present embodiment, when an obstacle with a large mass such as a regular passenger car collides with the barrier plate of the barrier remover, A situation in which the collision plate rotates and its collision reaction force is transmitted to the vehicle body at a position near the center of gravity of the vehicle will be briefly described.
<第1実施例における鉄道車両の排障器>
まず、第1実施例の鉄道車両の排障器について、図1~図5を用いて説明する。図1に、本発明の実施形態に係る第1実施例の鉄道車両の排障器を備えた鉄道車両の概略側面図を示す。図2に、図1に示す鉄道車両の排障器におけるA視底面図を示す。図3に、図1に示す鉄道車両の排障器に障害物が衝突したときの当該鉄道車両におけるA視底面図を示す。図4に、図1に示す鉄道車両の排障器の変形例1におけるA視底面図を示す。図5に、図1に示す鉄道車両の排障器の変形例2におけるA視底面図を示す。
<Railway vehicle ejector in the first embodiment>
First, the obstruction device for a railway vehicle according to the first embodiment will be explained using FIGS. 1 to 5. FIG. 1 shows a schematic side view of a railway vehicle equipped with a first example of a railway vehicle obstruction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a bottom view of the obstruction device of the railway vehicle shown in FIG. 1 when viewed from A. FIG. 3 shows a bottom view of the railway vehicle shown in FIG. 1 when viewed from A when an obstacle collides with the obstacle remover of the railway vehicle. FIG. 4 shows a bottom view, viewed from A, of Modified Example 1 of the obstruction device for a railway vehicle shown in FIG. FIG. 5 shows a bottom view, viewed from A, of
図1~図3に示すように、本鉄道車両の排障器10は、鉄道車両1の先頭部1Sに装着され、線路上の障害物Sを排除可能に形成された鉄道車両の排障器である。また、本排障器10は、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成する曲面体からなる排障板11(11A)を備えている。ここで、車体重心SJの平面位置は、概ね車体1aの前後方向及び左右方向の中央部に位置する。また、車体重心SJの上下位置は、概ね車体1aの床面近傍に位置する。例えば、鉄道車両1の車体1aの前後長が20メートル程度である場合、排障板11における水平断面の円弧形状は、車体重心SJに対して10メートル程度の半径Rで描く曲面体として形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, an
なお、本鉄道車両1は、車体台枠2の上に、車両前側と車両後側に妻構体1bが配置され、車両幅方向両側に側構体1cが配置され、車両上側に屋根構体1dが配置されて、全体として箱型車両を構成している。また、車体台枠2には、車輪41を備えた台車4が、車両の前後に1つずつ配置され、バネ装置を介して装着されている。また、車体台枠2の端梁には、図示しない車両連結装置が装着されている。
In addition, in this
また、排障板11は、鉄道車両1の先頭部1Sで、車体1aの上下方向へ略垂直状に延設され、排障板11の上端部111は、車体台枠2に固定されている。また、排障板11の下端部112は、台車4の車輪41が走行するレールRa上面に対して、所定の隙間を有するように形成されている。排障板11の左右幅は、車体1aの左右幅と略同一に形成されている。排障板11の左右端には、車体1aの側面に沿って進行方向後方へ延設された側端部12が接続されている。
Further, the
また、図3に示すように、排障板11は、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成する曲面体からなるので、排障板11の左右方向の任意の位置で、排障板11の表面に対して垂直に交差する法線HSは、いずれも車体重心SJ近傍を通過する。そのため、排障板11が、排障板11の左右方向の任意の位置で、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突したとき、その衝突反力P1は、排障板11の法線方向に作用し、鉄道車両1の車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達されることになる。
Further, as shown in FIG. 3, the
したがって、この衝突反力P1によって、その車体重心SJを通り地面に垂直な軸SJ1の周りに、車体1aを回転させるモーメント力が生じにくい。その結果、例えば、排障板11の左側方位置で、排障板11が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突したとき、鉄道車両1の前端側が障害物Sと反対方向へずれ動き、鉄道車両1の後端側が障害物Sの方向へずれ動くことを抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性を低減できる。
Therefore, this collision reaction force P1 hardly generates a moment force that rotates the
ここで、排障板11は、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成する多面体からなるものでもよい。例えば、図4に示すように、排障板11Bは、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成するように、左右方向に3等分した位置で、等角度で折れ曲がる構成でもよい。また、図5に示すように、排障板11Cは、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成するように、左右方向に5等分した位置で、等角度で折れ曲がる構成でもよい。なお、排障板11は、上記3等分、又は5等分に限る必要はない。
Here, the
<第2実施例における鉄道車両の排障器>
次に、第2実施例の鉄道車両の排障器について、図6~図9を用いて説明する。図6に、本発明の実施形態に係る第2実施例の鉄道車両の排障器を備えた鉄道車両の概略側面図を示す。図7に、図6に示す鉄道車両の排障器におけるB視正面図を示す。図8に、図7に示すC-C断面図を示す。図9に、図6に示す鉄道車両の排障器に障害物が衝突したときの当該鉄道車両の側面図であって、(A)は、排障板が回動前の側面図を示し、(B)は、排障板が回動途中の側面図を示し、(C)は、排障板の法線が所定の範囲を通過する位置で、排障板が停止した状態の側面図を示し、(D)は、排障板の法線が車両重心を通過する位置で、排障板が停止した状態の側面図を示す。
<Obstruction device for railway vehicle in second embodiment>
Next, a second embodiment of the obstruction remover for a railway vehicle will be explained using FIGS. 6 to 9. FIG. 6 shows a schematic side view of a railway vehicle equipped with a second example of a railway vehicle obstruction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a front view of the obstruction device of the railway vehicle shown in FIG. 6 when viewed from B. FIG. 8 shows a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. FIG. 9 is a side view of the railway vehicle shown in FIG. 6 when an obstacle collides with the obstruction plate of the railway vehicle, and (A) shows a side view before the displacement plate is rotated; (B) shows a side view of the evacuation plate in the middle of rotation, and (C) shows a side view of the evacuation plate stopped at a position where the normal line of the evacuation plate passes through a predetermined range. (D) is a side view of a state where the exhaust plate is stopped at a position where the normal line of the exhaust plate passes through the center of gravity of the vehicle.
図6~図9に示すように、本鉄道車両の排障器20は、鉄道車両1の先頭部1Sに装着され、線路上の障害物Sを排除可能に形成された鉄道車両の排障器である。また、本排障器20には、当該排障器20に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、車体台枠2に固定された上端部211を中心に下端部212が進行方向後方へ回動可能に形成された排障板21を備え、車体台枠2には、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1を含む所定の範囲Wを通過する位置で排障板21の回動を停止させるストッパ構造22を備えている(図9(C)を参照)。ここでは、上記所定の範囲Wは、排障板21の上下中間部に対する法線HSが、鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲(斜線で示す範囲)を意味するが、後述する変形例で示すように、排障板21が進行方向前向きの勾配を持った姿勢を維持している場合には、上記所定の範囲Wを前台車と交差する位置まで下方に拡大させることができる。なお、ストッパ構造22は、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1の位置で排障板21の移動を停止させることが好ましい(図9(D)を参照)。また、ストッパ構造22は、後述する圧潰部材23よりも強度的に強い構造であって、単一又は複数のストッパ部材22aから構成されていてもよい。ここでは、ストッパ部材22aは、逆三角形状に形成され、その底辺が車体台枠2の側梁に固定されている。
As shown in FIGS. 6 to 9, the
ここで、「所定の荷重以上の外力」とは、「例えば、鉄道車両が踏切等において普通乗用車と衝突したときに進行方向後方に受ける衝突反力」等が該当する。また、排障板21を回動させる外力の大きさは、車体台枠2に固定された排障板21の上端部211における左右方向の長さ又は前後方向の板厚等によって、又は、排障板21を後方で支持する衝撃吸収部材(図示しない)を備え、この衝撃吸収部材によって、調節することができる。
Here, the "external force greater than a predetermined load" corresponds to "a collision reaction force received rearward in the direction of travel when a railway vehicle collides with an ordinary passenger car at a railroad crossing, etc.," for example. Further, the magnitude of the external force that rotates the
なお、本鉄道車両1は、車体台枠2の上に、車両前側と車両後側に妻構体1bが配置され、車両幅方向両側に側構体1cが配置され、車両上側に屋根構体1dが配置されて、全体として箱型車両を構成している。また、車体台枠2には、車輪41を備えた台車4が、車両の前後に1つずつ配置され、バネ装置を介して装着されている。
In addition, in this
また、排障板21は、その上端部211が進行方向後側に位置し、下端部212に下がるほど進行方向前側に位置するように、列車側面から見て進行方向前向きの勾配を持った姿勢で、車体台枠2に固定されている。したがって、所定の荷重以上の外力を生じさせない質量の小さな障害物に対しては、排障板21は、進行方向前向きの勾配を持った姿勢を維持して、当該障害物を排除できる。
Moreover, the
上述したように、本実施例では、排障器20には、当該排障器20に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、車体台枠2に固定された上端部211を中心に下端部212が進行方向後方へ回動可能に形成された排障板21を備え、車体台枠2には、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲Wを通過する位置又は車体重心SJを通過する第1法線HS1の位置で排障板21の回動を停止させるストッパ構造22を備えている。また、排障板21は、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる。
As described above, in this embodiment, when an external force of more than a predetermined load is applied to the
したがって、排障板21が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲Wを通過する位置又は車体重心SJを通過する第1法線HS1の位置で排障板21の回動をストッパ構造22によって停止させた上で、その衝突反力P2は、円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板21に対する法線方向に作用し、鉄道車両1の車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達される。そのため、この衝突反力P2によって、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力が生じにくく、また、車体重心SJを通り地面に垂直な軸SJ1の周りに車体1aを回転させるモーメント力も生じにくい。
Therefore, when the
さらに、排障板21の左右中央部21Cには、鉄道車両1の先頭部1Sに装着された車両連結装置3から所定隙間で離間した略U字状の切欠き部213が形成されている。したがって、排障板21の左側部21A又は右側部21Bが、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、衝突した左側部21A又は右側部21Bの上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲Wを通過する位置又は車体重心SJを通過する第1法線HS1の位置で排障板21の回動を衝突した側のストッパ構造22によって停止させた上で、その衝突反力P2は、円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板21(21A、21B)に対する法線方向に作用し、鉄道車両1の車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達される。
Further, a substantially
このとき、切欠き部213が形成された左右中央部21Cが、強度的に変形し易いので、衝突しない反対側の排障板21(21A、21B)の影響を受けにくく、衝突した左側部21A又は右側部21Bに対する法線方向の角度が保持されやすい。そのため、この衝突反力P2による、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力を生じにくく、また、車体重心SJを通り地面に垂直な軸SJ1の周りに車体1aを回転させるモーメント力も生じにくくさせることができる。
At this time, since the left and
<作用効果>
以上、詳細に説明した本実施形態に係る鉄道車両の排障器10によれば、本排障器10は、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板11(11A、11B、11C)を備えているので、排障板11が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、その衝突反力P1は、排障板11の法線方向に作用し、鉄道車両1の車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達される。そのため、この衝突反力P1によって、その車体重心SJを通り地面に垂直な軸SJ1の周りに車体1aを回転させるモーメント力を生じにくい。その結果、例えば、鉄道車両1の前端側が障害物Sと反対方向へずれ動き、鉄道車両1の後端側が障害物Sの方向へずれ動くことを抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性を低減できる。
<Effect>
According to the
よって、本実施形態によれば、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した場合において、その衝突反力P1によって生じる車体1aを回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器10を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, in the case of a collision with a large-mass obstacle S such as an ordinary passenger car, the moment force that rotates the
また、本実施形態によれば、排障器20には、当該排障器20に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、上端部211に対して下端部212が進行方向後方へ移動可能に形成された排障板21を備えているので、所定の荷重以上の外力を生じさせない質量の小さな障害物に対しては、排障板21の姿勢を維持して、当該障害物を排除できる。例えば、排障板21の上端部211が進行方向後側に位置し、下端部212に下がるほど進行方向前側に位置するように、列車側面から見て進行方向前向きの勾配を持った姿勢で排障板21を装着することによって、所定の荷重以上の外力を生じさせない質量の小さな障害物に対しては、排障板21の進行方向前向きの勾配を持った姿勢を維持して、当該障害物を排除できる。
Further, according to the present embodiment, when an external force of more than a predetermined load is applied to the
また、車体台枠2には、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲Wを通過する位置で排障板21の移動を停止させるストッパ構造22を備えているので、排障板21が普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突したときに、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲Wを通過する位置で排障板21の移動をストッパ構造22によって停止させ、その質量の大きな障害物Sから受けた衝突反力P2を車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達させることができる。そのため、この衝突反力P2による、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力を、生じにくくさせることができる。その結果、車体1aの前端側が下がり、車体1aの後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体1aの前端側が上がり、車体1aの後端側が下がることを抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性を低減できる。
Further, the
よって、本実施形態によれば、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した場合において、その衝突反力P2によって生じる車体1aを回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両1の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器20を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, when a vehicle collides with a large-mass obstacle S such as an ordinary passenger car, the moment force that rotates the
また、本実施形態によれば、ストッパ構造22は、排障板21の上下中間部に対する法線HSが第1法線HS1の位置で排障板21の移動を停止させるので、排障板21が普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突したときに、その障害物Sから受けた衝突反力P2を車体重心SJの位置で車体1aに伝達させることができる。そのため、車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力が、より一層生じにくくなる。その結果、車体1aの前端側が下がり、車体1aの後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体1aの前端側が上がり、車体1aの後端側が下がることをより一層抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性をより一層低減できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、排障板21とストッパ構造22との間には、当該ストッパ構造22より強度的に弱い圧潰部材23が介在されているので、排障板21が普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突したときに、圧潰部材23が変形することによって衝突荷重を軽減させた状態で、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線から地面と平行な第2法線までの範囲Wを通過する位置又は車体重心を通過する位置で排障板21の移動をストッパ構造22によって停止させ、その障害物Sから受けた衝突反力P2を緩和させつつ、車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達させることができる。そのため、衝突反力P2が緩和されることによって、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力が、より一層生じにくくなる。その結果、車体1aの前端側が下がり、車体1aの後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体1aの前端側が上がり、車体1aの後端側が下がることを抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性をより一層低減できる。なお、圧潰部材23は、独立した部材には限定されず、溶接等で一体に組み立てられた構造の一部であってもよい。また、圧潰部材23は、レール方向又は上下方向に変形しても良く、レール方向及び上下方向に変形しても良い。
Furthermore, according to the present embodiment, the crushing
また、本実施形態によれば、排障板21は、水平断面形状が鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通り地面に垂直な軸SJ1を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなるので、排障板21が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通過する位置で排障板21の移動をストッパ構造22によって停止させた上で、その衝突反力P2は、円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板21に対する法線方向に作用し、鉄道車両1の車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達される。そのため、この衝突反力P2による、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力を生じにくく、また、車体重心SJを通り地面に垂直な軸SJ1の周りに車体1aを回転させるモーメント力も生じにくくさせることができる。その結果、例えば、鉄道車両1の前端側が障害物Sと反対方向へずれ動き、鉄道車両1の後端側が障害物Sの方向へずれ動くことを抑制できると同時に、車体1aの前端側が下がり、車体1aの後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体1aの前端側が上がり、車体1aの後端側が下がることを抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性をより一層低減できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、排障板21の左右中央部21Cには、鉄道車両1の先頭部1Sに装着された車両連結装置3から所定隙間で離間した略U字状の切欠き部213が形成されているので、排障板21の左側部21A又は右側部21Bが、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、衝突した左側部21A又は右側部21Bの上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲Wを通過する位置又は車体重心SJを通過する位置で排障板21(21A、21B)の回動を停止させた上で、その衝突反力P2は、円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板21(21A、21B)に対する法線方向に作用し、鉄道車両1の車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達される。このとき、切欠き部213が形成された左右中央部21Cが、強度的に変形し易いので、衝突しない反対側の排障板21(21A、21B)の影響を受けにくく、衝突した左側部21A又は右側部21Bに対する法線方向の角度が保持されやすい。そのため、この衝突反力P2による、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力を生じにくく、また、車体重心SJを通り地面に垂直な軸SJ1の周りに車体1aを回転させるモーメント力も生じにくくさせることができる。その結果、例えば、鉄道車両1の前端側が障害物Sと反対方向へずれ動き、鉄道車両1の後端側が障害物Sの方向へずれ動くことをより一層抑制できると同時に、車体1aの前端側が下がり、車体1aの後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体1aの前端側が上がり、車体1aの後端側が下がることをより一層抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性をより一層低減できる。
Further, according to the present embodiment, in the left and
<変形例>
以上、本実施形態に係る鉄道車両の排障器10、20を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
<Modified example>
Although the
例えば、第1実施例の排障器10では、排障板11は、鉄道車両1の先頭部1Sで車体1aの上下方向へ略垂直状に延設され、排障板11の上端部111は、車体台枠2に固定されている。しかし、必ずしも、これに限る必要はない。例えば、鉄道車両1の先頭部1Sで、排障板21の上端部211が進行方向前側に位置し、下端部212に下がるほど進行方向後側に位置するように、列車側面から見て進行方向後向きの勾配を持った姿勢で排障板21を装着してもよい。この場合には、排障板21が、普通乗用車等のように質量の大きな障害物Sと衝突した時、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通過するので、衝突反力P2による、その車体重心SJを通り枕木方向に平行な軸SJ2の周りに車体1aを回転させるモーメント力を生じにくくさせることができて、車体1aの前端側が下がり、車体1aの後端側が上がること、あるいは逆の動作としての、車体1aの前端側が上がり、車体1aの後端側が下がることを抑制でき、車輪41がレールRaから脱線する可能性をより一層低減できる。
For example, in the
また、第2実施例の排障器20では、当該排障器20に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、車体台枠2に固定された上端部211を中心に下端部212が進行方向後方へ回動可能に形成された排障板21を備えている。しかし、排障板21は、上記回動する形態に限る必要はなく、上端部に対して下端部212が進行方向後方へ移動可能に形成されていれば良い。例えば、排障板21が塑性変形することで、下端部212が上端部211よりも進行方向後方へ移動する形態も含まれる。また、排障板21は、上端部211以外の位置で車体台枠2に支持されていても良い。
In addition, in the obstacle remover 20 of the second embodiment, when an external force of more than a predetermined load acts on the
また、第2実施例の排障器20では、車体台枠2には、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1の位置で排障板21の回動を停止させるストッパ構造22を備えている(図9(D)を参照)。しかし、図6に示すように、排障板21とストッパ構造22との間に隙間が形成された構造の排障器20に限る必要はない。例えば、図10に示すように、排障板21とストッパ構造22との間には、ストッパ構造22より強度的に弱い圧潰部材23を介在させる構造の排障器20Bでも良い。圧潰部材23は、例えば、ストッパ構造22のストッパ部材22aより板厚が薄く、屈曲しやすく形成されている。この場合、排障器20Bに進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、圧潰部材23がレール方向に潰れることによって、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通過する位置で排障板21の移動をストッパ構造22によって停止させ、その質量の大きな障害物Sから受けた衝突反力P2を緩和させながら車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達させることができる(図9(D)を参照)。
Further, in the
また、排障板21とストッパ構造22との間に、ストッパ構造22より強度的に弱い圧潰部材23Bを介在させる構造として、図11~図14に示す構造の排障器20Cを採ることもできる。ここでは、排障板21の背面に支持部材24が連結され、支持部材24の上端部が圧潰部材23Bに連結され、圧潰部材23Bの上端部がストッパ構造22に連結されている。この場合、排障器20Cに進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、圧潰部材23Bが上下方向に潰れることによって、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJ近傍を通過する位置で排障板21の移動をストッパ構造22によって停止させ、その質量の大きな障害物Sから受けた衝突反力P2を緩和させながら車体重心SJ近傍の位置で車体1aに伝達させることができる(図12(A)、(B)(C)を参照)。
Further, as a structure in which a crushing
なお、圧潰部材23Bと支持部材24は、以下のように構成することができる。例えば、図13、図14に示すように、圧潰部材23Bは、台枠2の下端に水平状に固定されたストッパ構造22と連結され上下方向に延設された複数(例えば、3つ)の縦板231Bと、各縦板231Bと連結され水平方向に延設された横板232Bとから構成し、支持部材24は、排障板21の背面に連結され上下方向に延設された複数(例えば、2つ)の縦板241から構成しても良い。支持部材24の縦板241は、圧潰部材23Bの縦板231Bと枕木方向で異なる位置に配置されている。この場合、排障器20Cに進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、支持部材24の縦板241は、圧潰部材23Bの縦板231Bの間に入り込み、横板232Bが上下方向へ波状に変形することによって、衝撃荷重を緩和させる。
Note that the crushing
また、第2実施例の排障器20には、当該排障器20に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、車体台枠2に固定された上端部211を中心に下端部212が進行方向後方へ回動可能に形成された排障板21を備え、車体台枠2には、排障板21の上下中間部に対する法線HSが鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1を含む所定の範囲Wを通過する位置で排障板21の回動を停止させるストッパ構造22を備えている(図9(C)を参照)。第2実施例では、上記所定の範囲Wは、排障板21の上下中間部に対する法線HSが、鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲(斜線で示す範囲)を意味するが、図15に示すように、排障板21が進行方向前向きの勾配を持った姿勢を維持している場合には、上記所定の範囲Wを、排障板21の上下中間点Pと、前台車4Aの前後中心を通過する垂線FBがレール上面RLと交差する点Kとを結ぶ第3法線HS3の領域まで、下方に拡大させることができる。なお、直線HS1は、P点と車体重心SJを通過する第1法線を示し、直線HS2は、P点を通りレール上面RLと平行な第2法線を示し、直線HNは、P点を通り、排障板21と垂直な法線を示す。
Furthermore, when an external force of more than a predetermined load is applied to the
以下に、上記所定の範囲Wを、排障板21の上下中間点Pと、前台車4Aの前後中心を通過する垂線FBがレール上面RLと交差する点Kとを結ぶ第3法線HS3の領域まで、下方に拡大させることができる理由を説明する。
Below, the above-mentioned predetermined range W is defined by a third normal line HS3 that connects the vertical midpoint P of the
すなわち、図16に示すように、車体重心SJには、垂直下向きの重力SGが作用し、この重力SGに対抗するため、車体1aには、前台車4Aと後台車4Bとから垂直上向きの支持力VF、VRが作用している。通常、車体重心SJは、前台車4Aと後台車4Bとの中間点と一致するように設計されているので、定常走行時における前台車4Aの支持力VF0と、後台車4BのVR0は、それぞれ等しく、重力SGの1/2となる。
That is, as shown in FIG. 16, vertical downward gravity SG acts on the vehicle center of gravity SJ, and in order to counteract this gravity SG, the
そして、図17に示すように、排障板21のP点に障害物による衝突反力PF2が、法線HNに沿って作用したとする。この場合、ベクトルPX2が衝突反力PF2の水平成分を示し、ベクトルPZ2が衝突反力PF2の垂直成分を示す。このとき、車体重心SJには、衝突反力PF2の水平成分(PX2)と等しい見かけ上の慣性力SX2が前向きに作用する。ここで、車体重心SJに作用する重力SGは、不変であるので、車体重心SJには、上記慣性力SX2と重力SGとの合成力SF2が、車体1aの斜め前下方に向けて傾斜する傾斜線SW2上の力として作用する。
As shown in FIG. 17, it is assumed that a collision reaction force PF2 due to an obstacle acts on point P of the
また、図17に示すように、上記傾斜線SW2と法線HNとの交点M2を通る垂直線MB2は、前台車4Aの前後中心を通過する垂線FBと近接し、後台車4Bの前後中心を通過する垂線RBから大きく離間している。そのため、車体重心SJに作用する重力SGと衝突反力PF2の垂直成分PZ2との合力に対抗する台車4の支持力として、前台車4Aの支持力VF2が大きくなり、後台車4Bの支持力VR2が相当程度小さくなる。しかし、この場合は、後台車4Bの支持力VF2は完全には失われていないので、脱線する可能性は小さい。
Further, as shown in FIG. 17, a vertical line MB2 passing through the intersection M2 of the inclined line SW2 and the normal line HN is close to a perpendicular line FB passing through the longitudinal center of the front bogie 4A, and a vertical line MB2 passing through the longitudinal center of the rear bogie 4B. It is far away from the perpendicular line RB that it passes through. Therefore, the supporting force VF2 of the front bogie 4A increases as the supporting force of the
ところが、図18に示すように、排障板21の法線HN3が、点Kを通過する第3法線HS3より下方に位置する場合、前記傾斜線SW2と法線HN3との交点M3を通過する垂線MB3が、点Kより前方に位置することになる。そして、交点M3の位置に、衝突反力PF3の垂直成分PZ3と重力SGとの合力が垂直下方に作用するので、車体1aに対する後台車4Bの支持力が負の値となり、後台車4Bの位置で車体1aが浮き上がる可能性が大となる。そのため、排障板21の法線HN3が、点Kを通過する第3法線HS3と一致するところが、脱線の可能性を軽減できる限界と言える。
However, as shown in FIG. 18, when the normal line HN3 of the
よって、ストッパ構造22によって、排障板21の回動を停止させる所定の範囲Wは、排障板21の上下中間部に対する法線HSが、鉄道車両1の車体重心SJを通過する第1法線HS1から地面と平行な第2法線HS2までの範囲(図9(C)の斜線で示す範囲)に限らず、図15に示すように、排障板21が進行方向前向きの勾配を持った姿勢を維持している場合には、上記所定の範囲Wを、排障板21の上下中間点Pと、前台車4Aの前後中心を通過する垂線FBがレール上面RLと交差する点Kとを結ぶ第3法線HS3の位置まで下方に拡大させることができる。
Therefore, the predetermined range W in which the rotation of the
本発明は、例えば、踏切等において普通乗用車等のように質量の大きな障害物と衝突した場合において、その衝突反力によって生じる車体を回転させるモーメント力を低減させて、鉄道車両の脱線する可能性を軽減できる鉄道車両の排障器として利用できる。 The present invention reduces the moment force that rotates the vehicle body caused by the collision reaction force when it collides with a large-mass obstacle such as a regular passenger car at a railroad crossing, etc., thereby reducing the possibility of derailment of the railway vehicle. It can be used as a barrier remover for railway vehicles that can reduce the risk of damage.
1 鉄道車両
1a 車体
1S 先頭部
2 車体台枠
3 車両連結装置
10、20、20B、20C 排障器
11、21 排障板
11A、11B、11C 排障板
21C 左右中央部
22 ストッパ構造
23、23B 圧潰部材
111、211 上端部
112、212 下端部
213 切欠き部
HS 法線
HS1 第1法線
HS2 第2法線
S 障害物
SJ 車体重心
SJ1、SJ2 軸
W 範囲
1
Claims (5)
前記排障器は、水平断面形状が前記鉄道車両の車体重心近傍を通り地面に垂直な軸を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなる排障板を備えていることを特徴とする鉄道車両の排障器。 A railway vehicle obstacle remover mounted on the front end of a railway vehicle and configured to be able to remove obstacles on the track,
The barrier remover is characterized in that it includes a barrier plate whose horizontal cross-sectional shape is a curved or polyhedron whose horizontal cross-sectional shape is an arc centered on an axis that passes near the center of gravity of the railway vehicle and is perpendicular to the ground. Obstructor for railway vehicles.
前記排障器には、当該排障器に進行方向後方へ所定の荷重以上の外力が作用した時に、上端部に対して下端部が進行方向後方へ移動可能に形成された排障板を備え、
車体台枠には、前記排障板の上下中間部に対する法線が前記鉄道車両の車体重心を通過する第1法線を含む所定の範囲を通過する位置で前記排障板の移動を停止させるストッパ構造を備えていること、
前記排障板は、水平断面形状が前記鉄道車両の車体重心近傍を通り地面に垂直な軸を中心とする円弧形状を構成する曲面体又は多面体からなることを特徴とする鉄道車両の排障器。 A railway vehicle obstacle remover mounted on the front end of a railway vehicle and configured to be able to remove obstacles on the track,
The obstacle evacuation device includes an evacuation plate formed such that a lower end portion can move rearward in the traveling direction with respect to an upper end portion when an external force of a predetermined load or more is applied to the obstacle evacuation device backward in the traveling direction. ,
The vehicle body underframe is configured to stop the movement of the barrier plate at a position where a normal line to the upper and lower intermediate portions of the barrier plate passes through a predetermined range including a first normal line passing through the center of gravity of the vehicle of the railway vehicle. Equipped with a stopper structure ,
The barrier plate for a railway vehicle is characterized in that the horizontal cross-sectional shape is a curved body or a polyhedron whose horizontal cross-sectional shape constitutes an arc shape centered on an axis that passes near the center of gravity of the vehicle and is perpendicular to the ground. .
前記ストッパ構造は、前記排障板の上下中間部に対する法線が前記第1法線の位置で前記排障板の移動を停止させることを特徴とする鉄道車両の排障器。 In the railcar evacuation device according to claim 2,
A barrier ejector for a railway vehicle, wherein the stopper structure stops the movement of the barrier plate at a position where a normal line to an upper and lower intermediate portion of the barrier plate is the first normal line.
前記排障板と前記ストッパ構造との間には、当該ストッパ構造より強度的に弱い圧潰部材が介在されていることを特徴とする鉄道車両の排障器。 In the railcar exhaust device according to claim 2 or 3,
A barrier remover for a railway vehicle, wherein a crushing member having a strength weaker than the stopper structure is interposed between the barrier plate and the stopper structure.
前記排障板の左右中央部には、前記鉄道車両の先頭部に装着された車両連結装置から所定隙間で離間した略U字状の切欠き部が形成されていることを特徴とする鉄道車両の排障器。 In the railcar ejector for a railway vehicle according to any one of claims 2 to 4 ,
A railway vehicle characterized in that a substantially U-shaped notch is formed in the left and right center portions of the barrier plate and is spaced apart by a predetermined gap from a vehicle coupling device mounted on the front end of the railway vehicle. Obstruction device.
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