JP7157653B2 - 鉄道車両 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両に関し、詳しくは、例えば複線線路を走行する鉄道車両において、対向する線路側にはみ出した脱線車両の前端側部と対向する線路を走行する対向車両の前端側部とが衝突するオフセット衝突に対して、その衝突荷重を自車の衝撃吸収部材に効果的に伝達して、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる鉄道車両に関する。

例えば複線線路を走行する鉄道車両において、カーブした線路上では、対向する線路側にはみ出した脱線車両の前端側部と対向する線路を走行する車両の前端側部とが衝突するオフセット衝突事故が、発生する場合がある。この場合、脱線車両はレールの高さ分だけ車高が下がるので、脱線車両の妻構体と側構体に対向車両の台枠が食い込んで、脱線車両の側構体が台枠や妻構体との接合部から引き剥がされるように破壊されることがある。

上記オフセット衝突における鉄道車両の破壊を低減して乗客乗員に対する影響を最小限に止める手段として、例えば、図７、図８に示すように、台枠１０１の側梁１０２の妻側端部１０２ａを端梁１０３と側梁１０２の双方に対して鈍角になるように傾斜させて形成し、側構体１０４の少なくとも腰部の妻側端部１０４ａを妻構体１０５と側構体１０４の双方に対して鈍角になるように傾斜させて形成するとともに、側構体１０４の妻側端部１０４ａを覆う隅柱１０６を側梁１０２の妻側端部１０２ａを覆う長さに一体に形成して側梁１０２及び側構体１０４に接合し、該隅柱１０６に妻構体１０５を接合するように構成され、また、側構体１０４は、腰部側板１０７が、外板１０７ａと内板１０７ｂとの間を両者の隙間を保持して連結する強度確保部材１０７ｃにて結合した、二重構造材で構成されている車両用構体を備えた鉄道車両１００が、特許文献１に開示されている。

上記鉄道車両１００によれば、オフセット衝突した場合に、隅柱１０６が妻構体１０５と側構体１０４の双方に対して鈍角に傾斜しているため、対向車両を受け流して衝撃力の一部を緩和することができる。また、隅柱１０６が台枠１０１下面に至る長さに形成されているため、台枠１０１と隅柱１０６との接合部から破断することを防止できる。さらに、側構体１０４の腰部側板１０７を二重構造材で構成することにより、仮に腰部側板１０７の外板１０７ａが破断されたとしても内板１０７ｂが破断されなければ、台枠１０１と側構体１０４の分離を防ぐことができる。

特開２００４－１０６６３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された上記鉄道車両１００では、隅柱１０６が、側梁１０２の妻側端部１０２ａを覆う長さに一体に形成されて側梁１０２及び側構体１０４に接合され、隅柱１０６を台枠１０１に十分な結合強度で接合した構造である。そのため、上記オフセット衝突事故の場合において、台枠１０１より高い位置で隅柱１０６に作用する衝突荷重が、台枠１０１全体に伝達され、台枠１０１に設けられた衝撃吸収部材（図示しない）に伝達されにくいので、乗客乗員に対する衝撃を緩和しにくいという問題があった。

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、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠より高い位置で隅柱に作用する衝突荷重を、台枠に設けられた衝撃吸収部材に効果的に伝達して、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる鉄道車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る鉄道車両は、以下の構成を備えている。
（１）車両幅方向両端部に一対の隅柱が垂直状に立設された妻構体と、前記隅柱の下端部と溶接接合された端梁及び側梁を有する台枠と、前記端梁の後方で前記台枠に連結された衝撃吸収部材と、を備えた鉄道車両であって、
前記妻構体には、下部が前記端梁の後端部と前記側梁の内端部と前記衝撃吸収部材の前端部とで囲まれた隙間に挿入され、上部が前記端梁及び前記側梁より上方で前記隅柱の後端部内側と溶接接合された補強柱を備えたことを特徴とする。

本発明においては、妻構体には、下部が端梁の後端部と側梁の内端部と衝撃吸収部材の前端部とで囲まれた隙間に挿入され、上部が端梁及び側梁より上方で隅柱の後端部内側と溶接接合された補強柱を備えたので、補強柱は、妻構体の製作工程において、その上部を隅柱の後端部内側と簡単に溶接接合でき、また、妻構体と台枠との組付け工程において、その下部を端梁の後端部と側梁の内端部と衝撃吸収部材の前端部とで囲まれた隙間に簡単に挿入することができる。また、隅柱の下端部と端梁及び側梁との溶接接合は、妻構体と台枠との組付け後に行うことになるので、隅柱と端梁及び側梁との間に、脱線車両等とのオフセット衝突事故の衝突荷重に対して強固に接合するに足る強度上十分な溶接長さを確保できない。そのため、台枠より高い位置で隅柱に上記衝突荷重が作用すると、隅柱の下端部と端梁及び側梁との溶接接合は簡単に分離し、当該衝突荷重は、補強柱を介して台枠に連結された衝撃吸収部材に効果的に伝達される。その結果、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる。

よって、本発明によれば、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠より高い位置で隅柱に作用する衝突荷重を、台枠に設けられた衝撃吸収部材に効果的に伝達して、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる鉄道車両を提供することができる。

（２）（１）に記載された鉄道車両において、
前記台枠には、前記端梁の車両幅方向中央部に接合され車両前後方向に延設された中梁と、前記端梁の後方で前記側梁と前記中梁とに接合され車両幅方向に延設された第２端梁と、前記第２端梁の後方で前記側梁と接合され車両幅方向に延設された枕梁とを備え、
前記衝撃吸収部材の後端部は、前記第２端梁の車両幅方向中間部寄りに連結されていること、
前記第２端梁と前記枕梁との間には、前記衝撃吸収部材の後退を抑制する軸力部材が連結されていることを特徴とする。

本発明においては、台枠には、端梁の車両幅方向中央部に接合され車両前後方向に延設された中梁と、端梁の後方で側梁と中梁とに接合され車両幅方向に延設された第２端梁と、第２端梁の後方で側梁と接合され車両幅方向に延設された枕梁とを備え、また、衝撃吸収部材の後端部は、第２端梁の車両幅方向中間部寄りに連結され、第２端梁と枕梁との間には、衝撃吸収部材の後退を抑制する軸力部材が連結されているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠より高い位置で隅柱に車両斜め内後方へ作用する衝突荷重を、補強柱を介して第２端梁の車両幅方向中間部寄りに連結された衝撃吸収部材に確実に伝達でき、また、衝撃吸収部材は、その後端部が後方へ逃げないように、第２端梁と軸力部材を介して枕梁に固定できる。そのため、衝撃吸収部材が軸方向に確実に短縮して、衝撃吸収部材に伝達された衝突荷重の衝撃エネルギーを効果的に吸収することができる。その結果、乗客乗員に対する衝撃を、より一層緩和することができる。

（３）（２）に記載された鉄道車両において、
前記台枠には、前記側梁の内端部と前記第２端梁の前端部とに接合され車両後方へ行くほど車両内側へ傾斜する第１傾斜規制部が形成された第１規制部材と、前記端梁の後端部と前記第２端梁の前端部とに接合され前記第１傾斜規制部と略平行に離間する第２傾斜規制部が形成された第２規制部材とを備え、
前記衝撃吸収部材は、前記第１傾斜規制部と前記第２傾斜規制部との間に挟まれていることを特徴とする。

本発明においては、台枠には、側梁の内端部と第２端梁の前端部とに接合され車両後方へ行くほど車両内側へ傾斜する第１傾斜規制部が形成された第１規制部材と、端梁の後端部と第２端梁の前端部とに接合され第１傾斜規制部と略平行に離間する第２傾斜規制部が形成された第２規制部材とを備え、また、衝撃吸収部材は、第１傾斜規制部と第２傾斜規制部との間に挟まれているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠より高い位置で隅柱に車両斜め内後方へ作用する衝突荷重が、補強柱を介して衝撃吸収部材に伝達されたとき、第１規制部材と第２規制部材とによって、衝撃吸収部材が、軸方向と異なる方向に屈曲するのを防止できる。そのため、衝撃吸収部材が軸方向に確実に短縮（座屈）して、衝撃吸収部材に伝達された衝突荷重の衝撃エネルギーをより一層効果的に吸収することができる。その結果、乗客乗員に対する衝撃を、更に一層緩和することができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された鉄道車両において、
前記妻構体の上部には、屋根構体との接合部に沿って車両幅方向に延設された上部補強梁を備え、
前記隅柱の上端部は、前記上部補強梁に接合されていること、
前記台枠より高い位置で前記隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したとき、前記隅柱は、前記上部補強梁に接合された上端部を回転中心として、その下端部が前記端梁及び前記側梁から離間して車両斜め内後方に回動することを特徴とする。

本発明においては、妻構体の上部には、屋根構体との接合部に沿って車両幅方向に延設された上部補強梁を備え、隅柱の上端部は、上部補強梁に接合され、台枠より高い位置で隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したとき、隅柱は、上部補強梁に接合された上端部を回転中心として、その下端部が端梁及び側梁から離間して車両斜め内後方に回動するので、隅柱の後端部内側と溶接接合された補強柱は、その下部が端梁の後端部と側梁の内端部と衝撃吸収部材の前端部とで囲まれた隙間に挿入された状態を維持しつつ、隅柱と共に車両斜め内後方に回動することができる。そのため、補強柱の下部が端梁の後端部と側梁の内端部と衝撃吸収部材の前端部とで囲まれた隙間に挿入された状態を維持するためのガイド機構等を不要として、本鉄道車両の構造を簡素化できる。その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠より高い位置で隅柱に作用する衝突荷重を、補強柱を介して台枠に連結された衝撃吸収部材に簡単かつ確実に伝達して、乗客乗員に対する衝撃をより一層効果的に緩和できる。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された鉄道車両において、
前記衝撃吸収部材には、前端部と後端部との間に軸方向の長さが異なる複数の角パイプを備え、
前記角パイプは、パイプ側壁が水平状に、かつその軸方向が車両斜め外前方から車両斜め内後方向に向いて配置されていること、
前記補強柱の下部は、最下端の前記パイプ側壁より下方まで延設されていることを特徴とする。

本発明においては、衝撃吸収部材には、前端部と後端部との間に軸方向の長さが異なる複数の角パイプを備え、角パイプは、パイプ側壁が水平状に、かつその軸方向が車両斜め外前方から車両斜め内後方向に向いて配置され、また、補強柱の下部は、最下端のパイプ側壁より下方まで延設されているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、補強柱の下部が、衝撃吸収部材の軸方向の長さが異なる複数の角パイプの全てを、長さの長い順に軸方向に押し潰すことができる。そのため、衝撃吸収部材は、衝突荷重の衝撃エネルギーを時間的に分散しながら吸収することができる。その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、衝撃吸収部材が、台枠より高い位置で隅柱に作用する衝突荷重の急激な増加を抑制しつつ、衝撃エネルギーを滑らかに吸収して、乗客乗員に対する衝撃をより一層効果的に緩和できる。

（６）（１）乃至（５）のいずれか１つに記載された鉄道車両において、
前記隅柱は、前端部と外端部とがそれぞれ鈍角状に交差する面取り部を有して多角筒状に形成され、前記外端部に側構体の外板が接合されていることを特徴とする。

本発明においては、隅柱は、前端部と外端部とがそれぞれ鈍角状に交差する面取り部を有して多角筒状に形成され、外端部に側構体の外板が接合されているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、主に面取り部に作用する衝突荷重が隅柱を確実に車両斜め内後方へ移動させることができる。そのため、隅柱の外端部に接合された側構体の外板が車両外方へ突出して剥ぎ取られる恐れを低減できると同時に、隅柱の後端部内側と溶接接合された補強柱の下部が、衝突荷重を衝撃吸収部材に効果的に伝達することができる。その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、側構体の外板が車両外方へ突出して剥ぎ取られる破損を低減しつつ、衝撃吸収部材が衝撃エネルギーを吸収して、乗客乗員に対する衝撃をより一層効果的に緩和できる。

本発明によれば、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠より高い位置で隅柱に作用する衝突荷重を、台枠に設けられた衝撃吸収部材に効果的に伝達して、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる鉄道車両を提供することができる。

本発明の実施形態に係る鉄道車両における構体（主に骨格構造を表示）の概略正面図である。 図１に示す鉄道車両における台枠の概略平面図である。 図１に示すＡ－Ａ断面図である。 図２に示す衝撃吸収部材の斜視図である。 図１に示す鉄道車両において、台枠より高い位置で隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したときのＡ－Ａ断面図である。 図１に示す鉄道車両において、台枠より高い位置で隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したときの概略下部平面図である。 特許文献１に開示された鉄道車両における構体の概略斜視図である。 図７に示すＢ－Ｂ断面図である。

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、本実施形態に係る鉄道車両の構成を詳細に説明した上で、台枠より高い位置で隅柱にオフセット衝突の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したときの衝撃吸収方法を簡単に説明する。

＜本鉄道車両の構成＞
まず、本鉄道車両の構成について、図１～図４を用いて説明する。図１に、本発明の実施形態に係る鉄道車両における構体（主に骨格構造を表示）の概略正面図を示す。図２に、図１に示す鉄道車両における台枠の概略平面図を示す。図３に、図１に示すＡ－Ａ断面図を示す。図４に、図２に示す衝撃吸収部材の斜視図を示す。なお、図１、図２、図３において、矢印Ｘは車両前後方向を示し、矢印Ｙは車両幅方向を示し、矢印Ｚは車両上下方向を示す。また、図２において、仮想線ＣＬは本鉄道車両の車両幅方向中心線を示す。

図１～図３に示すように、本鉄道車両１０は、車両幅方向両端部に一対の隅柱１１が垂直状に立設された妻構体１と、隅柱１１の下端部１１１と溶接接合された端梁２１及び側梁２２を有する台枠２と、端梁２１の後方で台枠２に連結された衝撃吸収部材３と、を備えた鉄道車両である。なお、本鉄道車両１０は、台枠２の上に、車両前側と車両後側に妻構体１が配置され、車両幅方向両側に側構体６が配置され、車両上側に屋根構体５が配置されて、全体として箱型車両を構成している。また、台枠２には、下方へ延びる排障器（２９１、２９２）２９が接合されている。また、端梁２１には、図示しない連結器が接合されている。

また、妻構体１には、下部４１が端梁２１の後端部２１２と側梁２２の内端部２２２と衝撃吸収部材３の前端部３２１とで囲まれた隙間に挿入され、上部４２が端梁２１及び側梁２２より上方で隅柱１１の後端部１１２内側と溶接接合された補強柱４を備えている。補強柱４は、略四角筒状の断面に形成されている。補強柱４は、隅柱１１の１／２～１／３程度の長さに形成されている。また、隅柱１１は、前端部１１３と外端部１１４とがそれぞれ鈍角状に交差する面取り部１１５を有して多角筒状に形成され、外端部１１４に側構体６の外板６１が接合されている。なお、補強柱４は、妻構体１の製作工程において、隅柱１１の後端部１１２内側と溶接接合される。隅柱１１の下端部１１１は、妻構体１と台枠２とを組み付けた後に、端梁２１及び側梁２２の上端部２１１、２２１と溶接接合される。隅柱１１の外端部１１４には、妻構体１と側構体６と台枠２とを組み付けた後に、側構体６の外板６１が溶接接合される。

また、妻構体１の上部には、屋根構体５との接合部に沿って車両幅方向に延設された上部補強梁１３を備え、隅柱１１の上端部１１６は、上部補強梁１３に接合されている。また、台枠２より高い位置で隅柱１１にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したとき、隅柱１１は、上部補強梁１３に接合された上端部１１６を回転中心として、その下端部１１１が端梁２１及び側梁２２から離間して車両斜め内後方に回動するように形成されている。

また、妻構体１には、車両幅方向中央部に一対の妻柱１２が垂直状に立設されている。また、妻構体１には、前面壁を構成する妻外板１４が隅柱１１及び妻柱１２の前端部と接合され、妻外板１４は、端梁２１の前端部にも接合されている。妻外板１４を端梁２１の前端部に接合するのは、妻構体１と台枠２とを組み付けた後に行う。

また、台枠２には、端梁２１の車両幅方向中央部に接合され車両前後方向に延設された中梁２３と、端梁２１の後方で側梁２２と中梁２３とに接合され車両幅方向に延設された第２端梁２４と、第２端梁２４の後方で側梁２２と接合され車両幅方向に延設された枕梁２５とを備えている。また、台枠２には、端梁２１、側梁２２、第２端梁２４、及び枕梁２５の各上端に接合された上板２８を備えている。上板２８には、補強柱４の下部４１を挿入する挿入孔２８１が形成されている。

また、衝撃吸収部材３の後端部３１１は、第２端梁２４の車両幅方向中間部寄りに連結され、第２端梁２４と枕梁２５との間には、衝撃吸収部材３の後退を抑制する軸力部材２６が連結されている。なお、枕梁２５には、車輪を懸架する台車（図示しない）が連結されている。

また、台枠２には、側梁２２の内端部２２２と第２端梁２４の前端部２４１とに接合され車両後方へ行くほど車両内側へ傾斜する第１傾斜規制部２７１ａが形成された第１規制部材２７ａと、端梁２１の後端部２１２と第２端梁２４の前端部２４１とに接合され第１傾斜規制部２７１ａと略平行に離間する第２傾斜規制部２７１ｂが形成された第２規制部材２７ｂとを備えている。また、衝撃吸収部材３は、傾斜規制部２７を構成する第１傾斜規制部２７１ａと第２傾斜規制部２７１ｂとの間に挟まれている。なお、第１傾斜規制部２７１ａと第２傾斜規制部２７１ｂとが車両前後方向に対して傾斜する傾斜角は、例えば、１０～２０度程度である。

また、図３、図４に示すように、衝撃吸収部材３には、前端部３２１と後端部３１１との間に、軸方向の長さが異なる複数の角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）を備え、角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）は、パイプ側壁が水平状に配置され、かつパイプの軸方向が車両前後方向に対して所定の傾斜角（例えば、１０～２０度程度）を有して配置されている。また、補強柱４の下部４１は、最下端のパイプ側壁より下方まで延設されている。また、各角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）の前端には、衝突荷重を受けたときの座屈のきっかけとなる切欠き部３１１ａ、３１１ｂが形成されている。

ここでは、補強柱４の下部４１が各角パイプ３１を押し潰すとき、軸方向に座屈しやすいように、軸方向の長さが長い２つの角パイプ３１ｂと軸方向の長さが短い２つの角パイプ３１ａとが、それぞれ隣り合わせに配置されている。また、補強柱４の下部４１と衝撃吸収部材３の前端部３２１とは、接合されず、補強柱４の下部４１と衝撃吸収部材３の前端部３２１との間には、所定の隙間（例えば、５～１０ｍｍ程度）が形成されている。

＜本鉄道車両の衝撃吸収方法＞
次に、本鉄道車両１０において、台枠２より高い位置で隅柱１１にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したときの衝撃吸収方法を、図４～図６を用いて簡単に説明する。図４に、図２に示す衝撃吸収部材の斜視図を示す。図５に、図１に示す鉄道車両において、台枠より高い位置で隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したときのＡ－Ａ断面図を示す。図６に、図１に示す鉄道車両において、台枠より高い位置で隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したときの概略下部平面図を示す。なお、図５、図６において、矢印Ｘは車両前後方向を示し、矢印Ｙは車両幅方向を示し、矢印Ｚは車両上下方向を示す。

図４～図６に示すように、台枠２より高い位置で隅柱１１にオフセット衝突事故の衝突荷重（Ｆ）が車両斜め内後方へ向けて作用したとき、隅柱１１は、上部補強梁１３に接合された上端部１１６を回転中心として、その下端部１１１が端梁２１及び側梁２２から離間して車両斜め内後方に回動する。衝突荷重（Ｆ）としては、例えば、衝突時の車両速度が４０～６０ｋｍ／ｈとしたとき、１つの隅柱１１に１００（トン）程度の荷重が作用する。このとき、隅柱１１の下端部１１１と端梁２１及び側梁２２の上端部２１１、２２１との溶接接合は、切断される。そして、隅柱１１の後端部１１２内側と溶接接合された補強柱４は、その下部４１が第１傾斜規制部２７１ａと第２傾斜規制部２７１ｂとの間に挿入された状態を維持しつつ、隅柱１１と共に車両斜め内後方に回動する。

また、補強柱４が隅柱１１と共に車両斜め内後方に回動することによって、補強柱４の下部４１は、衝撃吸収部材３の前端部３２１を軸方向に押圧する。また、上記衝突荷重（Ｆ）が、補強柱４を介して衝撃吸収部材３に伝達されたとき、衝撃吸収部材３は、その後端部３１１が後方へ逃げないように、第２端梁２４と軸力部材２６を介して枕梁２５に固定されている。また、衝撃吸収部材３は、第１傾斜規制部２７１ａと第２傾斜規制部２７１ｂとの間に挟まれているので、上記衝突荷重（Ｆ）が、補強柱４を介して衝撃吸収部材３に伝達されたとき、第１規制部材２７ａと第２規制部材２７ｂとによって、衝撃吸収部材３が、軸方向と異なる方向に屈曲するのを防止できる。また、隅柱１１の外端部１１４に接合された側構体６の外板６１は、車両斜め内後方へ屈曲される。そのため、衝撃吸収部材３が軸方向に確実に座屈して短縮するともに、側構体６の外板６１が車両外方へ突出して剥ぎ取られる恐れを低減できる。なお、衝撃吸収部材３の座屈量は、例えば、３００～４００ｍｍ程度である。

ここで、衝撃吸収部材３には、前端部３２１と後端部３１１の間に、軸方向の長さが異なる複数の角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）を備え、各角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）の前端には、衝突荷重（Ｆ）を受けたときの座屈のきっかけとなる切欠き部３１１ａ、３１１ｂが形成されている。そのため、上記衝突荷重（Ｆ）を受けた補強柱４の下部４１が、衝撃吸収部材３の軸方向の長さが異なる複数の角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）の全てを、長さの長い順に軸方向に押し潰すことができる。

その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、端梁２１の後方に設けられた衝撃吸収部材３が、台枠２より高い位置で隅柱１１に作用する衝突荷重（Ｆ）の急激な増加を抑制しつつ、衝撃エネルギーを滑らかに吸収して、乗客乗員に対する衝撃を効果的に緩和できる。また、側構体６の外板６１が車両外方へ突出して剥ぎ取られる恐れを低減できる。

なお、隅柱１１の下端部１１１と端梁２１及び側梁２２の上端部２１１、２２１との溶接接合は、通常の車両走行時における上下荷重、連結器の胴受け荷重、構体のねじり荷重、排障器２９の自重による荷重、排障器２９の雪かき荷重等によって、破断しない程度の溶接長が確保されている。

＜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１０によれば、妻構体１には、下部４１が端梁２１の後端部２１２と側梁２２の内端部２２２と衝撃吸収部材３の前端部３２１とで囲まれた隙間に挿入され、上部４２が端梁２１及び側梁２２より上方で隅柱１１の後端部１１２内側と溶接接合された補強柱４を備えたので、補強柱４は、妻構体１の製作工程において、その上部４２を隅柱１１の後端部１１２内側と簡単に溶接接合でき、また、妻構体１と台枠２との組付け工程において、その下部４１を端梁２１の後端部２１２と側梁２２の内端部２２２と衝撃吸収部材３の前端部３２１とで囲まれた隙間に簡単に挿入することができる。また、隅柱１１の下端部１１１と端梁２１及び側梁２２との溶接接合は、妻構体１と台枠２との組付け後に行うことになるので、隅柱１１と端梁２１及び側梁２２との間に、脱線車両等とのオフセット衝突事故の衝突荷重（Ｆ）に対して強固に接合するに足る強度上十分な溶接長さを確保できない。そのため、台枠２より高い位置で隅柱１１に上記衝突荷重（Ｆ）が作用すると、隅柱１１の下端部１１１と端梁２１及び側梁２２との溶接接合は簡単に分離し、当該衝突荷重（Ｆ）は、補強柱４を介して台枠２に連結された衝撃吸収部材３に効果的に伝達される。その結果、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる。

よって、本実施形態によれば、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠２より高い位置で隅柱１１に作用する衝突荷重（Ｆ）を、台枠２に設けられた衝撃吸収部材３に効果的に伝達して、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる鉄道車両１０を提供することができる。

また、本実施形態によれば、台枠２には、端梁２１の車両幅方向中央部に接合され車両前後方向に延設された中梁２３と、端梁２１の後方で側梁２２と中梁２３とに接合され車両幅方向に延設された第２端梁２４と、第２端梁２４の後方で側梁２２と接合され車両幅方向に延設された枕梁２５とを備え、また、衝撃吸収部材３の後端部３１１は、第２端梁２４の車両幅方向中間部寄りに連結され、第２端梁２４と枕梁２５との間には、衝撃吸収部材３の後退を抑制する軸力部材２６が連結されているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠２より高い位置で隅柱１１に車両斜め内後方へ作用する衝突荷重（Ｆ）を、補強柱４を介して第２端梁２４の車両幅方向中間部寄りに連結された衝撃吸収部材３に確実に伝達でき、また、衝撃吸収部材３は、その後端部３１１が後方へ逃げないように、第２端梁２４と軸力部材２６を介して枕梁２５に固定できる。そのため、衝撃吸収部材３が軸方向に確実に短縮して、衝撃吸収部材３に伝達された衝突荷重（Ｆ）の衝撃エネルギーを効果的に吸収することができる。その結果、乗客乗員に対する衝撃を、より一層緩和することができる。

また、本実施形態によれば、台枠２には、側梁２２の内端部２２２と第２端梁２４の前端部２４１とに接合され車両後方へ行くほど車両内側へ傾斜する第１傾斜規制部２７１ａが形成された第１規制部材２７ａと、端梁２１の後端部２１２と第２端梁２４の前端部２４１とに接合され第１傾斜規制部２７１ａと略平行に離間する第２傾斜規制部２７１ｂが形成された第２規制部材２７ｂとを備え、また、衝撃吸収部材３は、第１傾斜規制部２７１ａと第２傾斜規制部２７１ｂとの間に挟まれているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠２より高い位置で隅柱１１に車両斜め内後方へ作用する衝突荷重（Ｆ）が、補強柱４を介して衝撃吸収部材３に伝達されたとき、第１規制部材２７ａと第２規制部材２７ｂとによって、衝撃吸収部材３が、軸方向と異なる方向に屈曲するのを防止できる。そのため、衝撃吸収部材３が軸方向に確実に短縮（座屈）して、衝撃吸収部材３に伝達された衝突荷重（Ｆ）の衝撃エネルギーをより一層効果的に吸収することができる。その結果、乗客乗員に対する衝撃を、更に一層緩和することができる。

また、本実施形態によれば、妻構体１の上部には、屋根構体５との接合部に沿って車両幅方向に延設された上部補強梁１３を備え、隅柱１１の上端部１１６は、上部補強梁１３に接合され、台枠２より高い位置で隅柱１１にオフセット衝突事故の衝突荷重（Ｆ）が車両斜め内後方へ向けて作用したとき、隅柱１１は、上部補強梁１３に接合された上端部１１６を回転中心として、その下端部１１１が端梁２１及び側梁２２から離間して車両斜め内後方に回動するので、隅柱１１の後端部１１２内側と溶接接合された補強柱４は、その下部４１が端梁２１の後端部２１２と側梁２２の内端部２２２と衝撃吸収部材３の前端部３２１とで囲まれた隙間に挿入された状態を維持しつつ、隅柱１１と共に車両斜め内後方に回動することができる。そのため、補強柱４の下部４１が端梁２１の後端部２１２と側梁２２の内端部２２２と衝撃吸収部材３の前端部３２１とで囲まれた隙間に挿入された状態を維持するためのガイド機構等を不要として、本鉄道車両１０の構造を簡素化できる。その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、台枠２より高い位置で隅柱１１に作用する衝突荷重（Ｆ）を、補強柱４を介して台枠２に連結された衝撃吸収部材３に簡単かつ確実に伝達して、乗客乗員に対する衝撃をより一層効果的に緩和できる。

また、本実施形態によれば、衝撃吸収部材３には、前端部３２１と後端部３１１との間に軸方向の長さが異なる複数の角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）を備え、角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）は、パイプ側壁が水平状に、かつその軸方向が車両斜め外前方から車両斜め内後方向に向いて配置され、また、補強柱４の下部４１は、最下端のパイプ側壁より下方まで延設されているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、補強柱４の下部４１が、衝撃吸収部材３の軸方向の長さが異なる複数の角パイプ３１（３１ａ、３１ｂ）の全てを、長さの長い順に軸方向に押し潰すことができる。そのため、衝撃吸収部材３は、衝突荷重（Ｆ）の衝撃エネルギーを時間的に分散しながら吸収することができる。その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、衝撃吸収部材３が、台枠２より高い位置で隅柱１１に作用する衝突荷重（Ｆ）の急激な増加を抑制しつつ、衝撃エネルギーを滑らかに吸収して、乗客乗員に対する衝撃をより一層効果的に緩和できる。

また、本実施形態によれば、隅柱１１は、前端部１１３と外端部１１４とがそれぞれ鈍角状に交差する面取り部１１５を有して多角筒状に形成され、外端部１１４に側構体６の外板６１が接合されているので、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、主に面取り部１１５に作用する衝突荷重（Ｆ）が隅柱１１を確実に車両斜め内後方へ移動させることができる。そのため、隅柱１１の外端部１１４に接合された側構体６の外板６１が車両外方へ突出して剥ぎ取られる恐れを低減できると同時に、隅柱１１の後端部１１２内側と溶接接合された補強柱４の下部４１が、衝突荷重（Ｆ）を衝撃吸収部材３に効果的に伝達することができる。その結果、脱線車両等とのオフセット衝突事故の場合において、側構体６の外板６１が車両外方へ突出して剥ぎ取られる破損を低減しつつ、衝撃吸収部材３が衝撃エネルギーを吸収して、乗客乗員に対する衝撃をより一層効果的に緩和できる。

＜変形例＞
以上、本実施形態に係る鉄道車両１０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。例えば、本実施形態では、補強柱４の下部４１と衝撃吸収部材３の前端部３２１とは、接合されず、補強柱４の下部４１と衝撃吸収部材３の前端部３２１との間には、所定の隙間（例えば、５～１０ｍｍ程度）が形成されている。しかし、必ずしも、これに限る必要はなく、補強柱４の下部４１と衝撃吸収部材３の前端部３２１とを直接又は連結部材を介して連結しても良い。

本発明は、例えば複線線路を走行する鉄道車両において、対向する線路側にはみ出した脱線車両の前端側部と対向する線路を走行する対向車両の前端側部とが衝突するオフセット衝突に対して、その衝突荷重を衝撃吸収部材に効果的に伝達して、乗客乗員に対する衝撃を緩和できる鉄道車両として利用できる。

１ 妻構体
２ 台枠
３ 衝撃吸収部材
４ 補強柱
５ 屋根構体
６ 側構体
１０ 鉄道車両
１１ 隅柱
１２ 妻柱
１３ 上部補強梁
２１ 端梁
２２ 側梁
２３ 中梁
２４ 第２端梁
２５ 枕梁
２６ 軸力部材
２７ａ 第１規制部材
２７ｂ 第２規制部材
３１、３１ａ、３１ｂ 角パイプ
４１ 下部
４２ 上部
６１ 外板
１１１ 下端部
１１２ 後端部
１１５ 面取り部
１１６ 上端部
２１２ 後端部
２２２ 内端部
２４１ 前端部
２７１ａ 第１傾斜規制部
２７１ｂ 第２傾斜規制部
３１１ 後端部
３２１ 前端部
Ｆ 衝突荷重

Claims (6)

1. 車両幅方向両端部に一対の隅柱が垂直状に立設された妻構体と、前記隅柱の下端部と溶接接合された端梁及び側梁を有する台枠と、前記端梁の後方で前記台枠に連結された衝撃吸収部材と、を備えた鉄道車両であって、
   前記妻構体には、下部が前記端梁の後端部と前記側梁の内端部と前記衝撃吸収部材の前端部とで囲まれた隙間に挿入され、上部が前記端梁及び前記側梁より上方で前記隅柱の後端部内側と溶接接合された補強柱を備えたことを特徴とする鉄道車両。
2. 請求項１に記載された鉄道車両において、
   前記台枠には、前記端梁の車両幅方向中央部に接合され車両前後方向に延設された中梁と、前記端梁の後方で前記側梁と前記中梁とに接合され車両幅方向に延設された第２端梁と、前記第２端梁の後方で前記側梁と接合され車両幅方向に延設された枕梁とを備え、
   前記衝撃吸収部材の後端部は、前記第２端梁の車両幅方向中間部寄りに連結されていること、
   前記第２端梁と前記枕梁との間には、前記衝撃吸収部材の後退を抑制する軸力部材が連結されていることを特徴とする鉄道車両。
3. 請求項２に記載された鉄道車両において、
   前記台枠には、前記側梁の内端部と前記第２端梁の前端部とに接合され車両後方へ行くほど車両内側へ傾斜する第１傾斜規制部が形成された第１規制部材と、前記端梁の後端部と前記第２端梁の前端部とに接合され前記第１傾斜規制部と略平行に離間する第２傾斜規制部が形成された第２規制部材とを備え、
   前記衝撃吸収部材は、前記第１傾斜規制部と前記第２傾斜規制部との間に挟まれていることを特徴とする鉄道車両。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された鉄道車両において、
   前記妻構体の上部には、屋根構体との接合部に沿って車両幅方向に延設された上部補強梁を備え、
   前記隅柱の上端部は、前記上部補強梁に接合されていること、
   前記台枠より高い位置で前記隅柱にオフセット衝突事故の衝突荷重が車両斜め内後方へ向けて作用したとき、前記隅柱は、前記上部補強梁に接合された上端部を回転中心として、その下端部が前記端梁及び前記側梁から離間して車両斜め内後方に回動することを特徴とする鉄道車両。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された鉄道車両において、
   前記衝撃吸収部材には、前端部と後端部との間に軸方向の長さが異なる複数の角パイプを備え、
   前記角パイプは、パイプ側壁が水平状に、かつその軸方向が車両斜め外前方から車両斜め内後方向に向いて配置されていること、
   前記補強柱の下部は、最下端の前記パイプ側壁より下方まで延設されていることを特徴とする鉄道車両。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された鉄道車両において、
   前記隅柱は、前端部と外端部とがそれぞれ鈍角状に交差する面取り部を有して多角筒状に形成され、前記外端部に側構体の外板が接合されていることを特徴とする鉄道車両。

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