特許 6039359 鉄道車両の先頭衝撃吸収構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6039359

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】鉄道車両の先頭衝撃吸収構造

(51)【国際特許分類】

   B61D 15/06 20060101AFI20161128BHJP

   B61F 1/10 20060101ALI20161128BHJP

   B61D 17/06 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   B61D15/06

   B61F1/10

   B61D17/06

【請求項の数】3

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-235191(P2012-235191)

(22)【出願日】2012年10月24日

(65)【公開番号】特開2014-84010(P2014-84010A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2015年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000163372

【氏名又は名称】近畿車輌株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000196587

【氏名又は名称】西日本旅客鉄道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118924

【弁理士】

【氏名又は名称】廣幸 正樹

(72)【発明者】

【氏名】矢野 亮一

(72)【発明者】

【氏名】清水 隆宏

【審査官】 田合 弘幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１０９８９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０４８０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０４８０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１０９８９１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｄ １５／０６

Ｂ６１Ｄ １７／０６

Ｂ６１Ｆ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両の乗務員室部分が台枠より上の部分で障害物とオフセット正面衝突した時の衝撃を吸収する先頭衝撃吸収構造であって、
前記台枠は、車両幅方向に延在する端梁を有し、
前記台枠には、貫通路柱の端部が挿入される収容部が形成され、
前記貫通路柱の端部は前方側が前記収容部に対向し固定され
ていることを特徴とする、先頭衝撃吸収構造。

【請求項2】

前記台枠は、
車両幅方向に延在する、第１の所定数の第１の横梁を有し、当該第１の横梁はそれぞれ車両長手方向に所定の間隔で配置され、
前記第１の所定数以下の第２の所定数の第２の横梁を有し、当該第２の横梁は、前記第１の横梁より剛性が大きく、
前記第２の横梁は、前記端梁と前記第１の横梁との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の先頭衝撃吸収構造。

【請求項3】

前記台枠は、さらに、
車両長手方向に延在する、第３の所定数の第１の縦梁を有し、当該第１の縦梁はそれぞれ、前記第１の横梁同士、或いは前記第１の横梁と前記第２の横梁とを接続することを特徴とする、請求項２に記載の先頭衝撃吸収構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、障害物が鉄道車両の台枠より上部でオフセット正面衝突した時の衝突エネルギーを吸収する鉄道車両の先頭衝撃吸収構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、障害物に衝突した時に鉄道車両に掛かる衝突エネルギーを吸収する様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、及び３参照）。具体的には、特許文献１は、鉄道車両の床下に設置される衝撃吸収装置を開示している。同衝撃吸収装置は、衝突時に衝撃吸収部材の移動を停止且つ固定させることによって、衝突エネルギーを衝撃吸収部材で吸収している。特許文献２は、壊れ易く且つ衝撃エネルギー吸収量の多い構造を組み込んだ鉄道車両用衝撃吸収台枠構造を開示している。

【0003】

図１５に示すように、特許文献３は、車両のクラッシャブルゾーン１１（図１５（ｂ））に、車両の長手方向に延在する衝撃吸収部材である骨部材１７（図１５（ｂ））を、強度部材１５、１６の間に、上下方向に離散して設けている。骨部材１７は、２枚のフランジ１７ｃ、１７ｄと、同フランジを接続するウエブ１７ｂとからなり、Ｕ字状断面を有する。ウエブ１７ｂ側が外板１８（図１５（ｂ））に隅肉溶接されている。

【0004】

骨部材１７の長手方向の中間の位置のフランジ端部に開口を有する切り欠き２１が設けられている。さらに、ウエブ１７ｂの両端近傍には、開口２２、２３が設けられている。衝突荷重がかかると、切り欠き２１部が外板１８とは反対側に折れ曲がることにより、骨部材１７が座屈しても外板１８を巻き込まずに、衝突荷重を吸収して、クラッシャブルゾーンの外、例えば窓Ｗまで衝撃が及ぶことの防止を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２４１３０５号公報

【特許文献2】特開２０００−５２９８４号公報

【特許文献3】特開２００８−６２８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

先ず、図１６を参照して、本発明に係る先頭衝撃吸収構造が衝撃軽減を図っている、鉄道車両のオフセット正面衝突について説明する。図１６に、先頭の鉄道車両Ｖｃ（以降、「車両Ｖｃ」）の先頭部（以降、「先頭車両先頭部Ｖｃｆ」）を横から見た内部の様子を模式的に示す。本発明においては、先頭車両先頭部Ｖｃｆは、車両Ｖｃにおいて運客仕切部Ｐによって、客室（不図示）と仕切られた運転士室を対象としている。

【0007】

図１７に、車両Ｖｃの台枠Ｆｕｃ（図１６）の一部を示す。図１７における左側が、車両Ｖｃの長手方向Ｄｌにおける前方である。図１７における上側が車両Ｖｃの車両幅方向Ｄｗにおける右側であり、下側が車両幅方向Ｄｗにおける左側である。台枠Ｆｕｃは、車両長手方向Ｄｌに延在する縦梁と車両幅方向Ｄｗに延在する横梁とを有し、平面視した状態で概ね左右対称の形状を有する。

【0008】

台枠Ｆｕｃは、それぞれ１本の側梁２０４Ｒ及び２０４Ｌ（必要に応じて側梁２０４と総称する）と、それぞれ１本の中梁２０６Ｒ及び２０６Ｌ（必要に応じて中梁２０６と総称する）と、それぞれ１本の端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌ（必要に応じて端梁２０２と総称する）と、１本の枕梁２１０と、それぞれ３本の横梁２０８Ｒ（横梁２０８ａＲ、横梁２０８ｂＲ、及び横梁２０８ｃＲ）及び２０８Ｌ（横梁２０８ａＬ、横梁２０８ｂＬ、及び横梁２０８ｃＬ）とを含む。必要に応じて、横梁２０８Ｒ及び横梁２０８Ｌを横梁２０８と総称する。

【0009】

側梁２０４Ｒ及び２０４Ｌはそれぞれ、台枠Ｆｕｃの車両幅方向Ｄｗにおける端部に位置し、車両長手方向Ｄｌに延在する。中梁２０６Ｒ及び２０６Ｌは、車両幅方向Ｄｗにおいて側梁２０４Ｒと２０４Ｌとの間に位置し、車両長手方向Ｄｌに延在する。

【0010】

端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌは、台枠Ｆｕｃの車両長手方向Ｄｌにおける前方の端部に位置し、車両幅方向Ｄｗに延在する。端梁２０２Ｒの一端は側梁２０４Ｒの前方端部に接続されており、他端は中梁２０６Ｒの前方端部に接続されている。同様に、端梁２０２Ｌの一端は側梁２０４Ｌの前方端部に接続されており、他端は中梁２０６Ｌの前方端部に接続されている。端梁２０２Ｒの中梁２０６Ｒ側の端部の上面部には、車両Ｖｃの貫通路柱の下端部の下面部が固定されている。同様に、端梁２０２Ｌの中梁２０６Ｌ側の端部には、貫通路柱の下端が固定されている。なお、端梁２０２と側梁２０４とは一体に構成されていてもよい。

【0011】

横梁２０８は、車両長手方向Ｄｌにおいて端梁２０２の後方に配置されている。横梁２０８はそれぞれ車両幅方向Ｄｗに延在すると共に、車両長手方向Ｄｌに所定の間隔で配置されている。横梁２０８は、側梁２０４と中梁２０６とを接続する。台枠Ｆｕｃにおいて端梁２０２と枕梁２１０との間で、側梁２０４Ｒと中梁２０６Ｒとは、３個の横梁２０８Ｒ（横梁２０８ａＲ、横梁２０８ｂＲ、及び横梁２０８ｃＲ）により互いに接続されている。同様に、側梁２０４Ｌと中梁２０６Ｌとは、３個の横梁２０８Ｌ（横梁２０８ａＬ、横梁２０８ｂＬ、及び横梁２０８ｃＬ）により互いに接続されている。

【0012】

中梁２０６Ｒと中梁２０６Ｌとは、所定数ｎ個の横梁２１２により互いに接続されている（図１７、図１９）。横梁２１２はそれぞれ、車両幅方向Ｄｗに延在する。各横梁２１２の車両幅方向Ｄｗにおける両端はそれぞれ、横梁２０８Ｒ及び２０８Ｌの車両幅方向Ｄｗにおける端部に対向している。

【0013】

図１８に、車両長手方向Ｄｌ（図１７）における後方に位置する２つの横梁２１２と、車輪Ｗｈとの位置関係を示す。

【0014】

オフセット正面衝突とは、図１６に示すように、車両Ｖｃの台枠Ｆｕｃより上の先頭車両先頭部Ｖｃｆに、トラック等の障害物Ｏｃが正面衝突することをいう。オフセット正面衝突の場合、障害物Ｏｃが、車両Ｖｃの前面Ｗｆに衝突すると衝撃力Ｆｉが発生する。図２０に、車両Ｖｃにおける、衝撃力Ｆｉに対する反力Ｆｒを縦軸に、経過時間ｔを横軸にとり、図１６と共に、オフセット正面衝突時の先頭車両先頭部Ｖｃｆの状態について説明する。

【0015】

時刻ｔ０に、障害物Ｏｃが車両Ｖｃにオフセット正面衝突すると、次の瞬間である時刻ｔ１において反力Ｆｒは最大Ｆｒ１になる。この時点で、衝撃力Ｆｉによる先頭車両先頭部Ｖｃｆ（壁、天井、前面Ｗｆ）の変形や崩壊が開始する。変形や崩壊された前面Ｗｆを被破壊前面Ｗｆｂと呼ぶ。変形や崩壊は時刻ｔ２迄継続する。この間、図１６で二点鎖線で示すように、衝撃力Ｆｉは減衰しつつ、側壁や天井を破壊しながら被破壊前面Ｗｆｂを客室に向かって押し下げていく。そして、時刻ｔ２で、被破壊前面Ｗｆｂは運客仕切部Ｐに受け止められる。この時刻ｔ１から時刻ｔ２迄の期間を、衝突による「崩壊・変形期間Ｐｄ」と呼ぶ。

【0016】

崩壊・変形期間Ｐｄにおいて、被破壊前面Ｗｆｂの移動によって、被破壊前面Ｗｆｂと運転士Ｏとの間にある運転台Ｄｏなどの機材を運転士Ｏに衝撃的に押し当てたり、運転士Ｏを運客仕切部Ｐに押しつけたりして死傷させてしまう可能性がある。このように、崩壊・変形期間Ｐｄで衝撃力Ｆｉのエネルギーのかなりの部分が消費・吸収され、残った衝撃エネルギーは、運客仕切部Ｐや側壁や天井及び台枠などの車両Ｖｃの構体を経て伝播・吸収される。つまり、台枠より上でのオフセット正面衝突に関しては、崩壊・変形期間Ｐｄでエネルギーを十分に減少させることがポイントである。これは、図２０において、崩壊・変形期間Ｐｄでの反力Ｆｒの積分値を大きくすることを意味する。

【0017】

上述のような、オフセット正面衝突において、特許文献１に開示の衝撃吸収装置は、床（台枠）下に設置されて、台枠の下でのオフセット正面衝突エネルギーは吸収できる。しかし、台枠の上でのオフセット正面衝突エネルギーは吸収できない。特許文献２は鉄道車両用衝撃吸収台枠構造を開示しており、オフセット正面衝突エネルギー吸収に不適であることは言うまでも無い。つまり、特許文献１及び特許文献２のいずれの開示においても、上述の崩壊・変形期間Ｐｄでのエネルギーを十分に減少できないことは明らかである。

【0018】

一方、特許文献３に開示の骨部材１７（図１５）は車両のクラッシャブルゾーン１１に設けられており、本発明と同様に、台枠より上でのオフセット正面衝突を対象としている。しかしながら、衝撃吸収部材である骨部材１７はＵ字状断面の開口部を外板１８と反対側に向けた状態で、車両Ｖｃの進行方向（オフセット正面衝突の衝撃力Ｆｉの伝播方向）に離間する２つの強度部材１５、１６との間に設けられている。つまり、先頭車両先頭部に加えられた衝撃力は、強度部材１５を介して、骨部材１７に対して垂直に伝えられる。この衝撃力により、骨部材１７が切り欠き２１で内部に向かって折れることにより衝撃エネルギーの吸収を図っている。

【0019】

しかしながら、骨部材１７は、Ｕ字状断面という立体構造で、衝撃力Ｆｉの伝播方向に一部材で延在しているため、本来は延在方向に加えられる力に抗する能力が高く、エネルギー吸収の観点からは不利である。そのために、開口部に切り欠き２１を設けて、衝撃力Ｆｉが加わった時に、切り欠き２１から折れやすくしている。そのために、一本の骨部材１７は切り欠き２１で急激に折れる。つまり、骨部材１７の全長（強度部材１５、１６の間）で一度だけ折れる。言い換えれば、骨部材１７は一度折れたらそれ以上、衝撃エネルギーを吸収できない。

【0020】

これは、骨部材１７は、クラッシャブルゾーン１１で衝撃エネルギーを瞬間的に一度だけ吸収すると、後は衝撃エネルギーを吸収できない。つまり、クラッシャブルゾーン１１は急激に変形・破壊することを意味する。つまり、クラッシャブルゾーン１１は、連続的にではなく断続的に変形・破壊する。そのため、衝撃もなめらかに吸収できずに、ショックと共に断続的に吸収するので、乗員への衝撃を抑えることができない。

【0021】

なお、１本の骨部材１７に切り欠き２１を複数設けることにより、骨部材１７を多段に折ることが考えられる。しかし、骨部材１７は立体的（Ｕ字状断面）構造のために、複数の切り欠き２１を有しても、１つの切り欠き２１で折れれば、その部分の変形が進行して、残りの切り欠き２１が折れたとしても、エネルギー吸収に対する寄与は小さい。

【0022】

また、車両Ｖｃの台枠上の高さ方向に、数本（図１５（ｂ）の例では５本）の骨部材１７が離間して設けられている。つまり、クラッシャブルゾーン１１のスペースの一部のみが衝撃力Ｆｉの吸収に利用されているに過ぎない。なお、車両Ｖｃにオフセット正面衝突した障害物Ｏｃは、強度部材１５によって受け止められて、衝撃力Ｆｉは離間した数本の骨部材１７に分散して伝えられるようにみえる。しかしながら、強度部材１５は剛体ではないので、やはり障害物Ｏｃが実際に当たっている部分に近い骨部材１７に、衝撃力Ｆｉは集中して伝えられる。

【0023】

そのため、数本の骨部材１７の内の一本が折れても残りの骨部材１７は折れないことがある。この場合、折れた骨部材１７の周囲部分が極度に破壊されるが他の部分は破壊されない。つまり、数本の骨部材１７の全てを衝撃エネルギー吸収に使用できない。これは、骨部材１７を離間させないで、互いに隣接させてクラッシャブルゾーン１１の全域に配しても、全ての骨部材１７を有効的に使用できないことを意味している。つまり、クラッシャブルゾーン１１で吸収できる衝撃力は極めて低いことを意味している。

【0024】

よって、上述の問題に鑑みて、本発明は、障害物が鉄道車両の台枠より上部でオフセット正面衝突した時の衝突エネルギーを吸収する鉄道車両の先頭衝撃吸収構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0025】

上記の課題を解決する為に、本発明は、鉄道車両の乗務員室部分が台枠より上の部分で障害物とオフセット正面衝突した時の衝撃を吸収する先頭衝撃吸収構造であって、
前記台枠は、車両幅方向に延在する端梁を有し、前記台枠には、貫通路柱の端部が挿入される収容部が形成され、前記貫通路柱の端部は前方側が前記収容部に対向し固定されている。

【発明の効果】

【0026】

本発明は、障害物が鉄道車両の台枠より上部でオフセット正面衝突したときの衝突エネルギーを効率良くかつなめらかに吸収できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態に係る先頭衝撃吸収構造が組み込まれた鉄道車両の構体を前から見た正面図である。

【図2】図１の鉄道車両の乗務員室の構体を上から見た平面図である。

【図3】図１の鉄道車両の乗務員室の側面図である。

【図4】図３において、直線ＩＶ−ＩＶで切った、乗務員室の断面図である。

【図5】図１において、直線Ｖ−Ｖで切った、乗務員室の上部の断面図である。

【図6】図１に示す台枠の構造を示す図である。

【図7】図６におけるＶＩＩ部を拡大した図である。

【図8】図６において、直線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩで切った、台枠の断面図である。

【図9】図６において、ＩＸ−Ａ−Ｂ−ＩＸ線で切った、台枠の断面図である。

【図10】図６において、直線Ｘ−Ｘで切った、台枠の断面図である。

【図11】図６において、直線ＸＩ−ＸＩで切った、台枠の断面図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る乗務員室部分における先頭衝撃吸収構造を模式的に示す図である。

【図13】図１２に示す乗務員室部分における、オフセット正面衝突時の衝撃吸収を説明する図である。

【図14】図１３に示したステージ毎のオフセット正面衝突時の乗務員室部分の状態を示す図である。

【図15】従来の鉄道車両のクラッシャブルゾーン及び当該クラッシャブルゾーンに設けられた衝撃吸収部材を示す図である。

【図16】オフセット正面衝突時の、鉄道車両の先頭車両先頭部の状態を示す図である。

【図17】図１６に示す台枠を上から見た平面図である。

【図18】図１７において、直線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩで切った、台枠の断面図である。

【図19】図１７において、直線ＸＩＸ−ＸＩＸで切った、台枠の断面図である。

【図20】図１６に示す先頭車両先頭部の、オフセット正面衝突時の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０、及び図１１を参照して、本発明の実施の形態に係る先頭衝撃吸収構造について説明する。図１は、本発明の先頭衝撃吸収構造が組み込まれた鉄道車両Ｖｐ（以降、「車両Ｖｐ」）の先頭部である乗務員室部分Ｖｐｆ（図３）の構体を正面から見た状態を示す。図２は、図１の乗務員室部分Ｖｐｆの構体を上からみた状態を示す。同図において、左半分はアーチ桁１３９及びアーチ桁１４０で支えられている屋根の外板１０２（以降、「屋根外板１０２」）で覆われている状態を表し、右半分は屋根外板１０２が無い状態を表している。図３は、図１において、運転士側の乗務員室部分Ｖｐｆの側面を見た状態を示している。図４は、図３において、直線ＩＶ−ＩＶで乗務員室部分Ｖｐｆの構体を切った断面を示す。図５は、図１において、直線Ｖ−Ｖで切ったアーチ桁１３９及びアーチ桁１４０と、カモイ１１４との間の部分、つまり図２の右衝撃吸収部材１７５Ｒの部分を右から見た状態を示す。図６〜図１１は、車両Ｖｐの台枠Ｆｕの構造を示す。

【0029】

図１に示すように、車両Ｖｐ（乗務員室部分Ｖｐｆ）の前面中央には、天井より高い位置から台枠Ｆｕの中まで貫通して延在するＨ字状に構成された貫通路柱Ｐｔが配設されている。貫通路柱Ｐｔは、同図において向かって右側（車両Ｖｐの内部から見て左側）に示す左貫通路柱ユニットＵＬと、左側（車両Ｖｐの内部から見て右側）に示す右貫通路柱ユニットＵＲと、カモイ１１４とを含む。なお、車両Ｖｐの正面から見て、左貫通路柱ユニットＵＬより右側が運転士側であり、右貫通路柱ユニットＵＲより左側が助士側である。左右の側壁の外板１０１（以降、「側外板１０１」）の内側にはそれぞれ、複数の補強板１３４Ｌ及び１３４Ｒが設けられている。

【0030】

図２に示すように、左貫通路柱ユニットＵＬは、車両Ｖｐの長手（進行）方向Ｄｌに関して、前方（車両Ｖｐの正面）に位置する左前方ユニット１１２Ｌと後方に位置する左後方ユニット１１３Ｌとで、内側と外側のそれぞれに段差を有する（図２）ように一体的に構成されている。同様に、右貫通路柱ユニットＵＲは、前方に位置する右前方ユニット１１２Ｒと後方に位置する右後方ユニット１１３Ｒとで、内側と外側のそれぞれに段差を有するように一体的に構成されている。この内側の段差に、カモイ１１４の両端が当接して、右貫通路柱ユニットＵＲと左貫通路柱ユニットＵＬは一体的に連結（図１参照）されている。さらに、外側の段差に、脇骨１２４Ｌと１２４Ｒの端部がそれぞれ当接して、側外板１０１に連結（図１参照）されている。

【0031】

左貫通路柱ユニットＵＬ及び右貫通路柱ユニットＵＲは、車両長手方向Ｄｌに運客仕切部Ｐに向かって延在している。左貫通路柱ユニットＵＬ及び右貫通路柱ユニットＵＲのこの延在端部と運客仕切部Ｐとの間に、それぞれ左衝撃吸収部材１７５Ｌ及び右衝撃吸収部材１７５Ｒが連結されている。なお、前述の複数（本例では、それぞれ４枚）の補強板１３４Ｌ及び補強板１３４Ｒが、側外板１０１の正面からアーチ桁１３９までの領域に設けられている。

【0032】

図３に示すように、乗務員室部分Ｖｐｆの左側壁には、車両の先頭正面からアーチ桁１３９までの領域には補強板１３４Ｌが設けられ、アーチ桁１３９からアーチ桁１４０までの領域には、出入口Ｄが開口されている。図４に示すように、複数（本例では、４枚）の補強板１３４Ｌが、側外板１０１に対して、ほぼ垂直（車両幅方向Ｄｗと平行）に突出して、車両高さ方向Ｄｖ方向に延在している。結果、隣接する補強板１３４Ｌと側外板１０１によって、台枠から天井にかけて延在するコの字状の空間Ｓｖが形成される。この空間Ｓｖは、配管や配線などの収容に利用できる。

【0033】

図３に戻って、出入口Ｄの上部を、左衝撃吸収部材１７５Ｌがカモイ１１４と運客仕切部Ｐとに連結されているのが見て取れる。なお、乗務員室部分Ｖｐｆの右側壁にも同様に、補強板１３４Ｒが側外板１０１に対してほぼ垂直（車両幅方向Ｄｗと平行）に突出して、車両高さ方向Ｄｖ方向に延在している。そして、隣接する補強板１３４Ｒと側外板１０１によって、台枠から天井にかけて延在するコの字状の空間Ｓｖが形成される。この空間Ｓｖは、配管や配線などの収容に利用できる。そして、出入口Ｄの上部を、右衝撃吸収部材１７５Ｒがカモイ１１４の後端部と運客仕切部Ｐとに連結されている。

【0034】

図５を参照して、右衝撃吸収部材１７５Ｒの構成について説明する。本例においては、右衝撃吸収部材１７５Ｒは、カモイ１１４と横梁１５１とに接続されるものと、横梁１５１と横梁１５２とに接続されるものとの二体物として構成されている。この理由を述べると、右衝撃吸収部材１７５Ｒが変形或いは崩壊することによって、オフセット正面衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。そのためには、衝撃力Ｆｉを受けた時に大きく変形あるいは移動すると引き続き衝撃力Ｆｉを受けることができなくなるので、基本的な位置を保つために２以上の別体物として、それぞれを横梁などのしっかりした反力受で保持している。左衝撃吸収部材１７５Ｌについても同様である。なお、右衝撃吸収部材１７５Ｒ及び左衝撃吸収部材１７５Ｌは、一体物として構成されてもよいことは言うまでも無い。

【0035】

つまり、衝撃力Ｆｉに対して右衝撃吸収部材１７５Ｒが逃げてしまわないようにするために、複数の部材に分割してそれぞれを、衝撃力Ｆｉの伝播進路上に保持している。よって、右衝撃吸収部材１７５Ｒの個数は２に限らず適宜決められるものである。なお、左衝撃吸収部材１７５Ｌについても同様である。衝撃吸収部材１７５（右衝撃吸収部材１７５Ｒ及び左衝撃吸収部材１７５Ｌを総称）は、通常の荷重に耐える強度を有しながら、衝突荷重に対しては座屈変形しやすい部材である必要がある。衝撃吸収部材１７５の具体例として、金属製の角型のパイプや、複数個の穴を形成した金属製のチューブ状の部材が挙げられる。衝撃吸収部材１７５の素材は、アルミニウム合金材や鋼材等である。

【0036】

次に、図６、図７、図８、図９、図１０、及び図１１を参照して、車両Ｖｐの台枠Ｆｕ（図１、図３）について説明する。図１を参照して述べたように、台枠Ｆｕには貫通路柱Ｐｔの下端が挿入されて保持されている。台枠Ｆｕは、基本的に上述の台枠Ｆｕｃ（図１７）に複数種類の部材が追加或いは変更された構造を有している。具体的には、図６に示すように、台枠Ｆｕは車両長手方向Ｄｌに延在する縦梁と車両幅方向Ｄｗに延在する横梁とを有し、平面視した状態で概ね左右対称の形状を有する。台枠Ｆｕは、収容部Ｃｐｔ（収容部ＣｐｔＲ及びＣｐｔＬ）、横梁２２４、長手梁２２６、及び側梁補強部材Ｒｅ２０４が追加されると共に、横梁２０８（横梁２０８Ｒ及び２０８Ｌ）及び端梁２０２（端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌ）がそれぞれ、横梁２２８（横梁２２８Ｒ及び２２８Ｌ）及び端梁２２２（端梁２２２Ｒ及び２２２Ｌ）に置き換えられている。

【0037】

端梁２２２Ｒ及び２２２Ｌの形状は、端梁２０２Ｒ及び２０２Ｌの形状（図１７）と若干異なるが、この相違は車両のデザインの相違によるものである。以下に従来の台枠Ｆｕｃの部材に対応する部材には同じ符号を付して、特に必要で無い限りその説明を省略し、本発明に固有の部材及び特徴について重点的に説明する。

【0038】

横梁２２８同士の車両長手方向Ｄｌにおける間隔は、横梁２０８（図１７）同士の車両長手方向Ｄｌにおける間隔より小さい。このことにより、横梁２２８Ｒ（２２８Ｌ）による台枠Ｆｕの剛性補強は、横梁２０８Ｒ（２０８Ｌ）による台枠Ｆｕｃ（図１７）の剛性補強よりも大きい。

【0039】

台枠Ｆｕにおいて端梁２２２と枕梁２１０との間で、側梁２０４Ｒと中梁２０６Ｒとは、３個の横梁２２８Ｒ（横梁２２８ａＲ、横梁２２８ｂＲ、及び横梁２２８ｃＲ）により互いに接続されている。同様に、側梁２０４Ｌと中梁２０６Ｌとは、３個の横梁２２８Ｌ（横梁２２８ａＬ、横梁２２８ｂＬ、及び横梁２２８ｃＬ）により互いに接続されている。このように、本例においては、それぞれ３本の横梁２２８Ｒ及び２２８Ｌが台枠Ｆｕに配設されているが、３本に限定されるものではなく、それぞれ任意の所定数Ｎ本の横梁２２８Ｒ及び２２８Ｌを設けることができる。所定数Ｎは、台枠Ｆｕに要求される強度や、車両Ｖｐの車両長手方向Ｄｌの長さに基づいて決定される。図６に示す例では、Ｎ＝３である。

【0040】

次に、図６及び図７を参照して、貫通路柱Ｐｔの下端が挿入される収容部Ｃｐｔについて説明する。収容部Ｃｐｔは、収容部ＣｐｔＲと収容部ＣｐｔＬとを含む。収容部ＣｐｔＲ及びＣｐｔＬは、端梁２２２Ｒの中梁２０６Ｒ側の端部と、端梁２２２Ｌの中梁２０６Ｌ側の端部とにそれぞれ形成されている。図７に示すように、収容部Ｃｐｔ（ＣｐｔＬ）は、端梁２２２（２２２Ｌ）の上面部から内部に向かって（図７（ｂ）参照）、貫通路柱Ｐｔの下端部の外形状に相当する形状（図７（ａ）参照）に部分的に切り欠かれて形成される凹部である。この凹部に貫通路柱Ｐｔの下端部が挿入されて、貫通路柱Ｐｔが台枠Ｆｕの端梁２２２に保持される。この意味において、以下、収容部Ｃｐｔを切欠Ｃｐｔと呼ぶ。

【0041】

切欠ＣｐｔＬには貫通路柱Ｐｔの下端が挿入される。同様に、切欠ＣｐｔＲにも貫通路柱Ｐｔの下端部が挿入される。この状態で、貫通路柱Ｐｔが台枠Ｆｕに固定且つ保持される。収容部Ｃｐｔは貫通穴であってもよく、また端梁２２２を部分的に折り曲げることにより形成してもよい。そして、貫通路柱Ｐｔの下端は台枠Ｆｕを貫通していてもよい。

【0042】

次に図６及び図８を参照して、横梁２２４について説明する。横梁２２４は、それぞれ１本の横梁２２４Ｒと横梁２２４Ｌとを含む。横梁２２４Ｒは、端梁２２２Ｒと最前方に位置する横梁２２８Ｒ（横梁２２８ａＲ）との間に配置されて、車両幅方向Ｄｗに延在する。なお、横梁２２４Ｒの中梁２０６Ｒに対する位置は、従来の台枠Ｆｕｃにおいて、先頭側の横梁２０８ａＲの中梁２０６Ｒに対する位置と同じである。つまり、台枠Ｆｕｃにおける３本の横梁２０８Ｒが配されている領域と同等の領域に、１本の横梁２２４Ｒと３本の横梁２２８Ｒが配されている。同様に、横梁２２４Ｌは、端梁２２２Ｌと最前方に位置する横梁２２８Ｌ（横梁２２８ａＬ）との間に配置されて、車両幅方向Ｄｗに延在する。つまり、台枠Ｆｕにおいては、台枠Ｆｕｃに比べてより多くの横梁２２４及び２２８によって強度補強されている。

【0043】

図８に示すように、横梁２２４の断面は、直角四辺形の１辺が除去された３辺からなる所謂コ字状（Ｃ字状）である。横梁２２４は、互いに対向する横梁水平部２２４ｕ及び２２４ｂと、横梁水平部２２４ｕと横梁水平部２２４ｂとを接続する横梁鉛直部２２４ｖとを含む。図６及び図８から見てとれるように、横梁２２４は、横梁鉛直部２２４ｖが端梁２２２に対向するように配置されている。横梁水平部２２４ｕ及び２２４ｂ間に形成される開放部は、最前方に位置する断面コ字状の横梁２２８の開放部に対向する（図６（ｂ）参照）。

【0044】

横梁２２４の幅ｗ２２４（横梁水平部２２４ｕの車両長手方向Ｄｌにおける長さ）は、横梁２２８の幅（車両長手方向Ｄｌにおける長さ）より大きい。図示例では、横梁２２４の幅ｗ２２４は、横梁２２８の幅の約２倍である。また、横梁２２４の厚さｔ２２４は、横梁２２８の厚さより大きい。図示例では、横梁２２４の厚さｔ２２４は、横梁２２８の厚さの約２倍である。つまり、横梁２２４の剛性は、横梁２２８の剛性より大きい。この意味において、以降、横梁２２４を必要に応じて強化梁と呼ぶ。なお、横梁２２４の幅ｗ２２４及び厚さｔ２２４は必要に応じて適宜決定することができる。

【0045】

台枠Ｆｕは、車両長手方向Ｄｌにおいて強化梁２２４（横梁２２４を含む）から車両後方側に向かって延在する後方領域と、強化梁２２４（横梁２２４を含まず）から車両前方側（端梁２２２）に向かって延在する前方領域とに分類される。つまり、後方領域は横梁２２４及びＮ×２本の横梁２２８によって強度補強されており、強度補強されていない前方領域に比べてより大きな構造強度及び剛性を有している。

【0046】

次に図６及び図９を参照して、長手梁２２６について説明する。長手梁２２６は、横梁２２４と枕梁２１０との間に配置されて、車両長手方向Ｄｌに延在する。長手梁２２６は、横梁２２４Ｒと枕梁２１０との間に配置される所定数Ｌ（Ｌは自然数）個の長手梁２２６Ｒと、横梁２２４Ｌと枕梁２１０との間に配置される所定数Ｌ個の長手梁２２６Ｌとを含む。図示例では、Ｌ＝８である。

【0047】

長手梁２２６Ｒは、長手梁２２６ａＲと、長手梁２２６ｂＲと、長手梁２２６ｃＲと、長手梁２２６ｄＲと、長手梁２２６ｅＲと、長手梁２２６ｇＲとを含む。同様に、長手梁２２６Ｌは、長手梁２２６ａＬと、長手梁２２６ｂＬと、長手梁２２６ｃＬと、長手梁２２６ｄＬと、長手梁２２６ｆＬと、長手梁２２６ｇＬとを含む。

【0048】

長手梁２２６ａＲは、横梁２２４Ｒと横梁２２８ａＲとの間に配置されて、横梁２２４Ｒと横梁２２８ａＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ａＲは２個配置されている。同様に、長手梁２２６ａＬは、横梁２２４Ｌと横梁２２８ａＬとの間に配置されて、横梁２２４Ｌと横梁２２８ａＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ａＬは２個配置されている。長手梁２２６ａＲ及び２２６ａＬの断面はコ字状（Ｃ字状）である。

【0049】

長手梁２２６ｂＲは、横梁２２８ａＲと横梁２２８ｂＲとの間に配置されて、横梁２２８ａＲと横梁２２８ｂＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｂＲは２個配置されている。同様に、長手梁２２６ｂＬは、横梁２２８ａＬと横梁２２８ｂＬとの間に配置されて、横梁２２８ａＬと横梁２２８ｂＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｂＬは２個配置されている。長手梁２２６ｂＲ及び２２６ｂＬの断面はコ字状（Ｃ字状）である。

【0050】

長手梁２２６ｃＲは、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとの間に配置されて、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｃＲは１個配置されている。同様に、長手梁２２６ｃＬは、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとの間に配置されて、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｃＬは１個配置されている。図９から読み取れるように、長手梁２２６ｃＬの断面は、直角四辺形の隣接する２辺が除去された２辺からなる所謂Ｌ字状である。

【0051】

長手梁２２６ｄＲと長手梁２２６ｅＲとは、横梁２２８ｃＲと枕梁２１０との間に配置されて、横梁２２８ｃＲと枕梁２１０とを接続する。図示例では、長手梁２２６ｄＲ及び２２６ｅＲは１個ずつ配置されている。図９から読み取れるように、長手梁２２６ｄＲ及び２２６ｅＲの断面はコ字状（Ｃ字状）である。同様に、長手梁２２６ｄＬと長手梁２２６ｆＬとは、横梁２２８ｃＬと枕梁２１０との間に配置されて、横梁２２８ｃＬと枕梁２１０とを接続する。図示例では、長手梁２２６ｄＬ及び２２６ｆＬは１個ずつ配置されている。

【0052】

長手梁２２６ｇＲは、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとの間に配置されて、横梁２２８ｂＲと横梁２２８ｃＲとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｇＲは１個配置されている。同様に、長手梁２２６ｇＬは、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとの間に配置されて、横梁２２８ｂＬと横梁２２８ｃＬとを接続する。図示例では、長手梁２２６ｇＬは１個配置されている。図９から読み取れるように、長手梁２２６ｇＬの断面はＬ字状である。

【0053】

車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ｃＲと長手梁２２６ｇＲとの間の距離は、車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ａＲと長手梁２２６ａＲとの間の距離よりも大きい。同様に、車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ｃＬと長手梁２２６ｇＬとの間の距離は、車両幅方向Ｄｗにおける長手梁２２６ａＬと長手梁２２６ａＬとの間の距離よりも大きい。つまり、長手梁２２６ｃＲと長手梁２２６ｇＲとは、車両Ｖｐの床下に取り付けられる床下機器（不図示）を避けるように配置されている。同様に、長手梁２２６ｃＬと長手梁２２６ｇＬとは、床下機器を避けるように配置されている。

【0054】

上述のように、横梁２２４と横梁２２８によって強度補強された台枠Ｆｕの後方領域は、長手梁２２６によってさらに強度補強と共に剛性も向上されている。つまり、後方領域の前方領域に対する構造強度及び剛性の差は拡大されている。

【0055】

次に図６及び図１１を参照して、側梁補強部材Ｒｅ２０４について説明する。側梁補強部材Ｒｅ２０４は、側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｒと側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｌとを含む。側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｒ及びＲｅ２０４Ｌは、車両長手方向Ｄｌに延在する。図１１から読み取れるように、断面コ字状（Ｃ字状）の側梁２０４Ｌの開口部を塞ぐように平板状の側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｌが配置されている。同様に、側梁補強部材Ｒｅ２０４Ｒは、断面コ字状（Ｃ字状）の側梁２０４Ｒの開口部を塞ぐように配置されている。このように、台枠Ｆｕの後方領域は、側梁補強部材Ｒｅ２０４によってさらに、強度及び剛性が向上されている。

【0056】

要約すると台枠Ｆｕは、従来の台枠Ｆｕｃと比較して、主に下記の３つの特徴を有する。第１に、台枠Ｆｕには、貫通路柱Ｐｔが挿入されて固定される収容部（切欠）Ｃｐｔが設けられている。第２に、台枠Ｆｕは、車両幅方向Ｄｗに延在する強化梁（横梁）２２４を新たに備えている。第３に、台枠Ｆｕは、車両長手方向Ｄｌに延在する長手梁２２６と、側梁補強部材Ｒｅ２０４とを新たに備えている。

【0057】

上述の構成を有する台枠Ｆｕは、車両長手方向Ｄｌにおける、強化梁２２４（横梁２２４を含む）から後方の部分の構造強度が、従来の台枠Ｆｕｃに比して向上している。台枠Ｆｕにおいて、強化梁２２４より前方の部分（横梁２２４を含まず）の構造強度は、従来の台枠Ｆｕｃと同程度である。つまり台枠Ｆｕには、上述のように、強化梁２２４を境にして、剛性（構造強度）の異なる２つの領域（後方領域及び前方領域）が形成されている。

【0058】

後方領域は、強化梁である横梁２２４に接続された複数の縦梁（長手梁２２６）を含む。そのため、横梁２２４より後方の部分の剛性は、前方領域の剛性より高い（大きい）。この意味において、以降、台枠Ｆｕにおける横梁２２４より前方の部分（前方領域）を台枠柔部分ＶｐＦｒ（図６）と呼び、横梁２２４より後方の部分（後方領域）を台枠剛部分ＶｐＲｉ（図６）と呼ぶ。台枠剛部分ＶｐＲｉは、特に車両長手方向Ｄｌに働く圧縮・引張荷重に対する強度が向上している。

【0059】

車両Ｖｐが障害物にオフセット正面衝突した時の台枠Ｆｕによる衝撃吸収について、図１３を参照して説明する。障害物が車両Ｖｐの貫通路柱Ｐｔに衝突すると、貫通路柱Ｐｔが車両長手方向Ｄｌにおける後方に向かって倒れる。本発明においては、貫通路柱Ｐｔの下端が台枠Ｆｕに設けられた切欠Ｃｐｔに挿入されて固定されている。よって、オフセット正面衝突時にも、貫通路柱Ｐｔは、切欠Ｃｐｔに挿入されて固定されている部分を支点として、回転しながら運客仕切部Ｐに近づき、貫通路柱Ｐｔは従来の前面Ｗｆ（図１６参照）のように被破壊前面Ｗｆｂとして、運転士Ｏに向かって平行移動することはない。なお、貫通路柱Ｐｔの回転により、台枠Ｆｕは端梁２２２から横梁２２４の手前までまくれ上がる。この時に、衝突エネルギーが吸収される。

【0060】

台枠Ｆｕにおいては、台枠剛部分ＶｐＲｉの、車両長手方向Ｄｌに働く圧縮・引張荷重に対する構造強度が向上している。そのため、衝突エネルギーの吸収は主に、台枠柔部分ＶｐＦｒがまくれあがることと、台枠柔部分ＶｐＦｒに含まれる骨部材が変形することとにより行われる。

【0061】

次に、図１２、図１３、及び図１４を参照して、本発明の実施の形態に係る先頭衝撃吸収構造による、オフセット正面衝突時の衝撃吸収について以下に説明する。図１２に、乗務員室部分Ｖｐｆにおける先頭衝撃吸収構造を模式的に示す。同図において、運客仕切部Ｐより左側が乗務員室部分Ｖｐｆであり、右側が客室部分Ｖｐｐである。本発明に係る先頭衝撃吸収構造は、貫通路柱Ｐｔの端部が台枠Ｆｕの収容部Ｃｐｔに貫入されている構造（以降、「貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆ」）と、台枠Ｆｕに剛性（構造強度）の異なる２つの領域（台枠柔部分ＶｐＦｒ及び台枠剛部分ＶｐＲｉ）が設けられている構造（以降、「台枠柔−剛構造」）と、複数（本例では、３つ）の衝撃吸収部材１７５が貫通路柱Ｐｔのカモイ１１４と運客仕切部Ｐとの間で保持されている構造（以降「天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃ」」）と、複数（本例では、４枚）の補強板１３４が側外板１０１に対して垂直に且つ台枠から天井に向かって延在している構造（以降、「側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓ」）とを含んでいる。

【0062】

次に、図１３を参照して、図１２に示した乗務員室部分Ｖｐｆがオフセット正面衝突した時の貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとによる衝撃吸収について、ステージＳ１〜Ｓ５の５段階に分けて説明する。

【0063】

ステージＳ１では、障害物Ｏｃ（たとえば、２５トントラック）が時速６０ｋｍの速度で車両Ｖｐの貫通路柱Ｐｔに衝突する。

【0064】

ステージＳ２では、貫通路柱Ｐｔが倒れる。本発明においては、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆによって、貫通路柱Ｐｔの下端が台枠Ｆｕの収容部Ｃｐｔに挿入されて固定されているので、貫通路柱Ｐｔは従来の前面Ｗｆのように被破壊前面Ｗｆｂとして、運転士Ｏに向かって平行移動することはない。貫通路柱Ｐｔは、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆの部分を支点として、回転しながら運客仕切部Ｐに近づく。貫通路柱Ｐｔの回転により、台枠Ｆｕは先頭から第２端梁（強化梁２２４（図６））までまくれ上がる。この時に、衝突エネルギーが吸収される。これを、衝突エネルギーの一次吸収Ａｅｃ１と呼ぶ。

【0065】

ステージＳ３では、貫通路柱Ｐｔが天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃの衝撃吸収部材１７５ごと、乗務員室部分Ｖｐｆの屋根部と側部を押しつぶす。このとき、ステージＳ２で吸収されなかった衝突エネルギーが衝撃吸収部材１７５によって吸収（以降、「二次吸収Ａｅｃ２」）されると共に乗務員室部分Ｖｐｆの屋根部と側部によって吸収（以降、「三次吸収Ａｅｃ３」）される。

【0066】

ステージＳ４では、貫通路柱Ｐｔ（及び、押しつぶされた衝撃吸収部材１７５）が運客仕切部Ｐで受け止められて、ステージＳ３で吸収されなかったエネルギーは、運客仕切部Ｐから客室部分Ｖｐｐに伝播される。

【0067】

ステージＳ５では、崩壊・変形が終息し、伝播されたエネルギーが後方の構造で緩やかに低減される。この状態では障害物と列車の速度はほぼ等しくなっているが、障害物を引きずる抵抗があるために、反力Ｆｒは０とならない。

【0068】

図１４に、図２０と対比して、ステージＳ１〜ステージＳ５までの車両Ｖｐにおけるオフセット正面衝突時の乗務員室部分Ｖｐｆの状態について説明する。同図において、二点鎖線Ｌｃは、図２０に示した車両Ｖｃにおける反力Ｆｒ−時刻ｔの関係を示す。実線Ｌｐは本発明の実施の形態に係る貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆ及び天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃを組み込んだ車両Ｖｐ（乗務員室部分Ｖｐｆ）における反力Ｆｒ−時刻ｔの関係を示す。なお、対比のために、崩壊・変形期間Ｐｄの開始時刻ｔ１及び終了時刻ｔ２は同じとして表示しているが、実際にそれぞれ乗務員室部分Ｖｐｆや貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆ及び天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃによって異なることは言うまでもない。

【0069】

図１４に示すように、本発明に係る先頭衝撃吸収構造を用いることにより、衝撃力のピーク値がＦｒ１からＦｒｐに下がると共に、特にステージＳ３においては、直線Ｌｐの傾きが、直線Ｌｃの傾きに比して小さくなっているため、効果的にエネルギーが吸収されていることが見て取れる。このように、衝撃力ピークつまり、Ｆｒｐ（Ｆｒ１）は時間の短いステージＳ１にある。エネルギー吸収の効果の観点からは、衝撃力ピークを大きくすることも有効であるが、加速度が増すために乗員が被る損傷が大きくなる傾向がある。また、崩壊時間Ｐｄを長くすることもエネルギー吸収を増大させる。

【0070】

しかしながら、時間に比例した変形量を伴うので、乗員を保護する空間が減少する。これらに基づき、乗員の保護の観点から言えば、クラッシャブルゾーンを設ける構造は、エネルギー吸収要素と許容変形量を組み合わせることで、ステージＳ３の部分を反力の高い位置で長い時間保持するものである。

【0071】

なお、衝撃吸収部材１７５や補強板１３４の個数は図示例に限られず、適宜決定することができる。また図示例において、衝撃吸収部材１７５は車両幅方向Ｄｗに２個（左衝撃吸収部材１７５Ｌ及び右衝撃吸収部材１７５Ｒ）配置されているが、衝撃吸収部材１７５の配置はこれに限られず、適宜決定することができる。例えば、衝撃吸収部材１７５を車両幅方向Ｄｗに３個配置してもよい。また、車両幅方向Ｄｗにおける所定の位置において、複数個の衝撃吸収部材１７５を、台枠Ｆｕからの高さが異なるように配置してもよい。

【0072】

図１３及び図１４を参照して、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの組み合わせにおける衝撃エネルギー吸収について説明した。天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは、その構造が異なるため、厳密に言えば、衝撃吸収パターンは天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとは異なる。

【0073】

つまり、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓの補強板１３４は側外板１０１の内面上に設けられているので、衝突時に外板が側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓ（側外板１０１或いは補強板１３４）に当たることはない。つまり、障害物Ｏｃが貫通路柱Ｐｔに当たった後に、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓに当たる。以降の動作は、基本的に貫通路柱Ｐｔと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの動作と同様である。

【0074】

但し、車両長手方向Ｄｌに、複数枚の補強板１３４が平行に配されているので、障害物Ｏｃによって側外板１０１が面外変形すると、対応する補強板１３４は車両長手方向Ｄｌ方向に移動して、変形した側外板１０１と共に次の補強板１３４に当接する。衝撃の伝播及び吸収と、側外板１０１の変形とが進行するにつれて、当接する補強板１３４の枚数が増える。これにより、最初の補強板１３４に加えられた衝撃力Ｆｉは、補強板１３４の枚数が増えるごとに吸収されると共に、より分散される。

【0075】

つまり、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓにおいては、補強板１３４が側外板１０１の破断や破壊を抑えることによって、側外板１０１が変形することにより、衝撃エネルギーを吸収することを促進する、これにより、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓが設けられている側外板１０１の面外変形をエネルギー吸収に利用することができる。さらに、衝撃が補強板１３４ごとに分散されるので、衝撃エネルギーをよりなめらかに低減できる。上述のように、縦骨や横骨の骨材と外板とから成る骨皮構造においては、皮に相当する外板を破断させずに変形させることが、衝突時の車両の衝撃エネルギー吸収の観点から望ましい。

【0076】

また、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは、乗務員室部分Ｖｐｆの側壁の全幅にではなく、正面からアーチ桁１３９までの長さを幅とする領域に設けられている。よって、乗務員室部分Ｖｐｆがオフセット正面衝突した際にも、乗務員室部分Ｖｐｆの側壁の変形は側外板１０１の面外変形のみに抑えられて、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓの後端から運客仕切部Ｐまでの側壁は変形・崩壊を免れる。結果、運客仕切部Ｐから側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓまでの空間が乗務員のために確保できる。なお、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは運客仕切部Ｐに接続する必要がないので、路面電車など運客仕切部Ｐを有しない車両にも適用できる。

【0077】

このように、衝撃エネルギーの吸収の仕方は異なるものの、側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓは、基本的には天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと類似の衝撃吸収性能を有している。よって、本発明においては、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの組み合わせ、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせ、さらに貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせによって実施することができる。また、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと台枠柔−剛構造と天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃとの組み合わせ、貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと台枠柔−剛構造と側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせ、さらに貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆと台枠柔−剛構造と天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓとの組み合わせによって実施することができる。天井部衝撃吸収構造Ｓｐｃと側壁衝撃吸収構造Ｓｐｓを同時に実施すれば、ステージＳ１〜Ｓ５のタイミングは両者で異なり得るもののその衝撃吸収能力は足し算されるので、効果的に貫通路柱台枠固定構造Ｓｐｆの衝撃的な破壊を防止し、乗務員の安全を図ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明は、鉄道車両の構体に利用することができる。

【符号の説明】

【0079】

Ｖｐ、Ｖｃ 鉄道車両
Ｖｐｆ 乗務員室部分
Ｖｐｐ 客室部分
Ｐ 運客仕切部
Ｆｕ 台枠
Ｄｗ 車両幅方向
Ｄｖ 車両高さ方向
Ｄｌ 車両長手（進行）方向
Ｓｐｆ 貫通路柱台枠固定構造
Ｓｐｃ 天井部衝撃吸収構造
Ｓｐｓ 側壁衝撃吸収構造
Ｏｃ 障害物
Ｆｉ 衝撃力
Ｐｔ 貫通路柱
ＵＬ 左貫通路柱ユニット
ＵＲ 右貫通路柱ユニット
１１４ カモイ
１０１ 側外板
１３４、１３４Ｌ、１３４Ｒ 補強板
１２４Ｌ、１２４Ｒ 脇骨
１０２ 屋根外板
１３９、１４０ アーチ桁
１５１、１５２ 横梁
１７５、１７５Ｌ、１７５Ｒ 衝撃吸収部材
Ｃｐｔ、ＣｐｔＬ、ＣｐｔＲ 収容部
２０４、２０４Ｒ、２０４Ｌ 側梁
２０６、２０６Ｒ、２０６Ｌ 中梁
２１０ 枕梁
２２２、２２２Ｌ、２２２Ｒ 端梁
２２８、２２８Ｌ、２２８Ｒ 横梁
２２４、２２４Ｌ、２２４Ｒ 横梁（強化梁）
２２６、２２６Ｌ、２２６Ｒ 長手梁
Ｖｃｆ 先頭車両先頭部
ＶｐＦｒ 台枠柔部分
ＶｐＲｉ 台枠剛部分
Ｆｕｃ 台枠
Ｗｆ 前面
Ｗｆｂ 被破壊前面
Ｒｅ２０４ 側梁補強部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】