特開 2023-45204 鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023045204

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   B61F 19/04 20060101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

B61F19/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021153473

(22)【出願日】2021-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】閔 子

(72)【発明者】

【氏名】石井 優治

(72)【発明者】

【氏名】小林 太一

(57)【要約】

【課題】鉄道車両において衝突時に作用する衝撃力の吸収性能の向上を図る。
【解決手段】実施形態の鉄道車両は、エネルギー吸収体を備える。エネルギー吸収体は、ベース部材と、複数の壁と、底部材と、複数の円柱部材と、を有する。複数の壁は、第１の方向および前記第３の方向と直交する第５の方向に間隔を空けて並びベース部材に固定された一対の端部から第５の方向の中央部に向かうにつれて第３の方向に向かう凸状に形成され、ベース部材に対して前記第３の方向側に互いに並んで配置され、第３の方向に隣り合う二つの間に収容室が設けられている。底部材は、収容室に対して第１の方向側に位置し、ベース部材に固定されている。複数の円柱部材は、第１の方向に延び、一対の端部の一方から他方に向けて壁に沿って一例に並んで収容室に収容されるとともに底部材に置かれている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

台枠と、
前記台枠に対して第１の方向側に位置し、前記台枠に固定された台車と、
前記台枠に対して前記第１の方向の反対の第２の方向側に位置し、前記台枠に固定された中間構体と、
前記中間構体に対して前記第１の方向と直交する第３の方向側に並び、前記台枠に固定された先頭構体と、
前記中間構体に対して前記第３の方向の反対の第４の方向側に並び、前記台枠に固定された被保護構体と、
前記先頭構体の前記第３の方向側の端部と前記中間構体の前記第３の方向側の端部と前記被保護構体の前記第３の方向側の端部とのうち少なくともいずれか一つに対して前記第３の方向側に並んで固定されたエネルギー吸収体と、
を備え、
前記エネルギー吸収体は、
前記エネルギー吸収体が固定された前記端部に固定された板状のベース部材と、
前記第１の方向および前記第３の方向と直交する第５の方向に間隔を空けて並び前記ベース部材に固定された一対の端部から前記第５の方向の中央部に向かうにつれて前記第３の方向に向かう凸状に形成され、前記ベース部材に対して前記第３の方向側に互いに並んで配置され、前記第３の方向に隣り合う二つの間に収容室が設けられた、複数の壁と、
前記収容室に対して前記第１の方向側に位置し、前記ベース部材に固定された板状の底部材と、
前記第１の方向に延び、前記一対の端部の一方から他方に向けて前記壁に沿って一例に並んで前記収容室に収容されるとともに前記底部材に置かれた複数の円柱部材と、
を有した、
鉄道車両。

【請求項2】

前記エネルギー吸収体は、
前記ベース部材に対して前記第３の方向側に位置し互いに前記第３の方向に並んだ複数の板部材を有し、
前記板部材は、前記第５の方向に間隔を空けて位置し前記ベース部材に固定された一対の被固定部と、前記壁と、を有し、
前記壁の前記一対の端部は、前記一対の被固定部を介して前記ベース部材に固定された、
請求項１に記載の鉄道車両。

【請求項3】

前記壁は、湾曲状である、または、前記一対の端部の一方から他方に向けて一列に並び、曲部を介して接続された複数の平板部を有した、
請求項１または２に記載の鉄道車両。

【請求項4】

前記円柱部材には、肉抜き部が設けられた、
請求項１～３のうちいずれか一つに記載の鉄道車両。

【請求項5】

前記円柱部材の降伏応力は、前記壁の降伏応力よりも小さい、
請求項１～４のうちいずれか一つに記載の鉄道車両。

【請求項6】

前記壁は、前記収容室に対向する面を有した板状の基材と、前記収容室に対向する面を有し前記基材の前記面に積層された積層部と、を有し、
前記積層部の前記面は、前記基材の前記面よりも摩擦係数が大きい、
請求項１～５のうちいずれか一つに記載の鉄道車両。

【請求項7】

前記円柱部材は、前記収容室に対向する外周面を有した円柱状の基材と、前記収容室に対向する外周面を有し前記外周面に積層される積層部と、を有し、
前記円柱部材の前記積層部の前記外周面は、前記円柱部材の前記基材の前記外周面よりも摩擦係数が大きい、
請求項１～６のうちいずれか一つに記載の鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、鉄道車両に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両は、衝突時に運転室や客室などに作用する衝撃力を吸収して緩和するエネルギー吸収体を備えるものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平０６－０１３９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の鉄道車両では、衝突時に作用する衝撃力の吸収性能の向上を図ることができれば有益である。

【0005】

本発明が解決しようとする課題の一つは、鉄道車両において衝突時に作用する衝撃力の吸収性能の向上を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の鉄道車両は、台枠と、台車と、中間構体と、先頭構体と、被保護構体と、エネルギー吸収体と、を備える。前記台車は、前記台枠に対して第１の方向側に位置し、前記台枠に固定されている。前記中間構体は、前記台枠に対して前記第１の方向の反対の第２の方向側に位置し、前記台枠に固定されている。前記先頭構体は、前記中間構体に対して前記第１の方向と直交する第３の方向側に並び、前記台枠に固定されている。前記被保護構体は、前記中間構体に対して前記第３の方向の反対の第４の方向側に並び、前記台枠に固定されている。前記エネルギー吸収体は、前記先頭構体の前記第３の方向側の端部と前記中間構体の前記第３の方向側の端部と前記被保護構体の前記第３の方向側の端部とのうち少なくともいずれか一つに対して前記第３の方向側に並んで固定されている。前記エネルギー吸収体は、ベース部材と、複数の壁と、底部材と、複数の円柱部材と、を有する。前記ベース部材は、板状であり、前記エネルギー吸収体が固定された前記端部に固定されている。前記複数の壁は、前記第１の方向および前記第３の方向と直交する第５の方向に間隔を空けて並び前記ベース部材に固定された一対の端部から前記第５の方向の中央部に向かうにつれて前記第３の方向に向かう凸状に形成され、前記ベース部材に対して前記第３の方向側に互いに並んで配置され、前記第３の方向に隣り合う二つの間に収容室が設けられている。前記底部材は、板状であり、前記収容室に対して前記第１の方向側に位置し、前記ベース部材に固定されている。前記複数の円柱部材は、前記第１の方向に延び、前記一対の端部の一方から他方に向けて前記壁に沿って一例に並んで前記収容室に収容されるとともに前記底部材に置かれている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態の鉄道車両の例示的な斜視図である。

【図2】図２は、実施形態の鉄道車両におけるエネルギー吸収体の例示的な斜視図である。

【図3】図３は、図２のIII-III断面図である。

【図4】図４は、実施形態の鉄道車両の前端部の例示的な断面図である。

【図5】図５は、実施形態の鉄道車両における衝突シミュレーションの結果を例示的に示す図である。

【図6】図６は、実施形態の第１の変形例の鉄道車両におけるエネルギー吸収体の例示的な平面図である。

【図7】図７は、実施形態の第２の変形例の鉄道車両におけるエネルギー吸収体の例示的な平面図である。

【図8】図８は、実施形態の第３の変形例の鉄道車両におけるエネルギー吸収体の例示的な平面図である。

【図9】図９は、実施形態の第４の変形例の鉄道車両における円柱部材の例示的な斜視図である。

【図10】図１０は、実施形態の第５の変形例の鉄道車両における円柱部材の例示的な斜視図である。

【図11】図１１は、実施形態の第６の変形例の鉄道車両における板部材の一部の例示的な断面図である。

【図12】図１２は、実施形態の第７の変形例の鉄道車両における円柱部材の一部の例示的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。また、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

【0009】

［実施形態］
＜鉄道車両の構成＞
図１は、実施形態の鉄道車両１０の例示的な斜視図である。図１は、斜め前方から見た鉄道車両の概略形状を示している。以下の説明では、鉄道車両１０の進行方向を前方と称し、鉄道車両の後退方向を後方と称し、前方および後方を含む方向を前後方向と称する。以下、特に言及しない限り、上下方向、幅方向、および前後方向は、鉄道車両１０の上下方向、幅方向、および前後方向である。

【0010】

また、以下の説明では、便宜上、三方向が定義されている。Ｘ方向は、前方に沿う。Ｙ方向は、鉄道車両１０の幅方向に沿う。Ｚ方向は、鉄道車両１０の上下方向（高さ方向）の上方に沿う。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交する。Ｘ方向は、第３の方向の一例である。Ｘ方向の反対方向は、第４の方向の一例である。Ｙ方向は、第５の方向の一例である。Ｚ方向は、第２の方向の一例である。Ｚ方向の反対方向は、第１の方向の一例である。

【0011】

図１に示されるように、鉄道車両１０は、車体１１と、台車１２と、エネルギー吸収体３０とを備える。車体１１は、台枠２１と、先頭構体２２と、中間構体２３と、運転室構体（被保護構体）２４と、客室構体２５とを備える。運転室構体２４の内部には、運転室が設けられ、客室構体２５の内部には、客室が設けられている。

【0012】

台枠２１の上部に、先頭構体２２と中間構体２３と運転室構体２４と客室構体２５とが配置されている。すなわち、先頭構体２２と中間構体２３と運転室構体２４と客室構体２５とは、台枠２１に対して上方（Ｚ方向）に位置している。先頭構体２２と中間構体２３と運転室構体２４と客室構体２５とは、台枠２１に固定されている。先頭構体２２は、後部に中間構体２３が一体に設けられ、中間構体２３は、後部に運転室構体２４が一体に設けられ、運転室構体２４は、後部に客室１４が一体に設けられている。すなわち、先頭構体２２は、中間構体２３に対して前方（Ｘ方向）側に並び、台枠２１に固定されている。運転室構体２４は、中間構体２３に対して後方（Ｘ方向の反対方向）側に並び、台枠２１に固定されている。なお、台枠２１の厚さ方向は、Ｚ方向に沿う。運転室構体２４は、被保護構体の一例である。

【0013】

鉄道車両１０は、例えば、列車であることから、運転室構体２４の後方に客室構体２５が配置されている。但し、鉄道車両１０は、列車に限らず、運転室構体２４の後方に客室構体２５以外の被保護構体が配置される車両であってもよく、先頭構体２２の後方に直接客室構体２５が配置される車両であってもよい。

【0014】

台車１２は、台枠２１の下部に、前後方向に所定間隔を空けて複数設けられている。台車１２は、枕ばね（不図示）を介して台枠２１の下部に装着されている。台車１２は、複数の車輪２６を有する。台車１２は、前端部に連結器２７が設けられている。

【0015】

鉄道車両１０は、地面に敷設されたレール（不図示）上に配置され、レールに沿って前進および後退可能である。台車１２は、レール１００上に移動自在に配置される。

【0016】

エネルギー吸収体３０は、先頭構体２２のＸ方向側の端部２２ａに対してＸ方向側に並び、端部２２ａに固定されている。すなわち、エネルギー吸収体３０は、先頭構体２２の端部２２ａと中間構体２３の端部２３ａと運転室構体２４の端部２４ａと客室構体２５の端部２５ａとのうち端部２２ａに設けられている。具体的には、エネルギー吸収体３０は、先頭構体２２の端部２２ａに含まれる壁２２ｂの前面に固定されている。壁２２ｂは、Ｙ－Ｚ平面に広がる板状である。

【0017】

＜エネルギー吸収体３０の構成＞
図２は、実施形態の鉄道車両１０におけるエネルギー吸収体３０の例示的な斜視図である。図２に示されるように、エネルギー吸収体３０は、ベース部材３１と、複数の板部材３２と、底部材３３と、複数の円柱部材３４と、を有する。なお、図２では、複数の板部材３２のうち前方側の板部材３２の一部が省略されている。

【0018】

ベース部材３１は、板状であり、一対の被固定部３１ａと、一対の接続部３１ｂと、板部３１ｃとを有する。ベース部材３１は、折り曲げ加工がされた板部材によって構成されている。ベース部材３１は、鉄等の金属材料によって構成されている。

【0019】

一対の被固定部３１ａは、上下方向（Ｚ方向）に間隔を空けて並べられている。被固定部３１ａは、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる板状である。被固定部３１ａには、幅方向（Ｙ方向）に間隔を空けて並べられた複数の孔３１ｄが設けられている。孔３１ｄは、被固定部３１ａを、被固定部３１ａの厚さ方向（Ｘ方向）に貫通している。

【0020】

一対の接続部３１ｂは、一対の被固定部３１ａにおける互いに対向する端部から前方（Ｘ方向）に延びている。接続部３１ｂは、Ｘ－Ｙ平面に広がる板状である。

【0021】

板部３１ｃは、一対の接続部３１ｂのそれぞれの前端部間に亘っている。板部３１ｃは、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる板状である。

【0022】

図３は、図２のIII-III断面図である。図３に示されるように、複数の板部材３２は、ベース部材３１に対して前方（Ｘ方向）側に位置し、互いに前後方向（Ｘ方向）に並んでいる。換言すると、複数の板部材３２は、Ｘ方向に積層されている。板部材３２は、一例として、三つ設けられている。複数の板部材３２は、一対の被固定部３２ａと、壁３２ｂと、をそれぞれが有する。板部材３２は、例えば、鉄等の金属材料によって構成されている。

【0023】

一対の被固定部３２ａは、幅方向（Ｙ方向）に間隔を空けて位置している。被固定部３２ａは、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる板状である。複数の板部材３２の一対の被固定部３２ａは、Ｘ方向に重ねられた状態で、ベース部材３１に固定されている。

【0024】

壁３２ｂは、一対の被固定部３２ａ間に亘っている。壁３２ｂは、Ｙ方向（第５の方向）に間隔を空けて並んだ一対の端部３２ｂａを有する。一対の端部３２ｂａは、一対の被固定部３２ａに接続され一対の被固定部３２ａを介してベース部材３１に固定されている。壁３２ｂは、当該壁３２ｂの一対の端部３２ｂａから当該壁３２ｂのＹ方向の中央部３２ｂｂに向かうにつれてＸ方向に向かう凸状に形成されている。すなわち、壁３２ｂは、当該壁３２ｂの幅方向（Ｙ方向）の中央部６２ｂに向かうにつれてＸ方向に向かう凸状に一対の被固定部３２ａからＸ方向に突出している。具体的には、壁３２ｂは、一対の端部３２ｂａから中央部３２ｂｂに向かうにつれてＸ方向に向かう湾曲板状である。複数の壁３２ｂは、ベース部材３１に対してＸ方向側に互いに並んで配置され、Ｘ方向に隣り合う二つの間に収容室３５（空間）が設けられている。壁３２ｂは、凸部とも称される。

【0025】

複数の壁３２ｂは、ベース部材３１に対してＸ方向側に互いに間隔を空けて並んで配置されている。Ｘ方向に隣り合う二つの壁３２ｂの間に収容室３５が設けられている。換言すると、Ｘ方向に隣り合う二つの壁３２ｂによって収容室３５が形成されている。本実施形態では、板部材３２が三つ設けられているので、収容室３５は、二つ設けられている。

【0026】

底部材３３は、収容室３５に対してＺ方向の反対方向側に位置している。換言すると、底部材３３は、収容室３５の下端部を閉塞している。底部材３３は、Ｘ－Ｙ平面に沿って広がる板状である。底部材３３は、ベース部材３１に固定されている。一例として、底部材３３は、後端部がベース部材３１に溶接等によって直接固定されている。

【0027】

各収容室３５には、複数の円柱部材３４が収容されている。複数の円柱部材３４は、Ｚ方向の反対方向に延び、一対の端部３２ｂａの一方から他方に向けて壁３２ｂに沿って一例に並んで収容室３５に収容されるとともに底部材３３に置かれている。複数の円柱部材３４は、直径が互いに同じであってもよいし、直径が互いに異なっていてもよい。例えば、複数の円柱部材３４は、それらの列の中央部に位置する円柱部材３４に径よりも、それらの列の両端部に位置する円柱部材３４の径の方が小さくてよい。このとき、複数の円柱部材３４は、それらの列の中央部から両端部に向かうにつれて径が小さくなってもよい。円柱部材３４は、一例として中空である。換言すると、円柱部材３４は、円筒状である。なお、円柱部材３４は、中実であってもよい。円柱部材３４は、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成されている。円柱部材３４の降伏応力は、板部材３２の降伏応力よりも小さい。すなわち、板部材３２の降伏応力は、円柱部材３４の降伏応力よりも大きい。

【0028】

図４は、実施形態の鉄道車両１０の前端部の例示的な断面図である。詳細には、図４は、Ｘ－Ｚ平面での鉄道車両１０の前端部の断面を示す。図４に示されるように、複数の板部材３２は、ボルト４３とナット４４とによってベース部材３１に固定されている。ボルト４３の頭部は、互いに重ねられた複数の被固定部３２ａの前方（Ｘ方向）側に位置している。ボルト４３の軸部は、各被固定部３２ａの孔３２ｃと、ベース部材３１の板部３１ｃに設けられた孔３１ｅとに挿通されて、一部が板部３１ｃからＸ方向の反対方向に突出している。このボルト４３の軸部の一部にナット４４が結合されており、ボルト４３とナット４４とによって、複数の被固定部３２ａが板部３１ｃに締結されている。

【0029】

また、ベース部材３１は、ボルト４１とナット４２とによって先頭構体２２の端部２２ａの壁２２ｂに固定されている。ボルト４３の頭部は、ベース部材３１の被固定部３１ａの前方（Ｘ方向）側に位置している。ボルト４１の軸部は、被固定部３１ａの孔３１ｄと、壁２２ｂに設けられた孔２２ｃとに挿通されて、一部が壁２２ｂからＸ方向の反対方向に突出している。このボルト４１の軸部の一部にナット４２が結合されており、ボルト４１とナット４２とによって、被固定部３１ａが壁２２ｂに締結されている。孔３１ｅは、板部３１ｃの厚さ方向（Ｘ方向）に貫通している。

【0030】

＜エネルギー吸収体３０の作用＞
図５は、実施形態の鉄道車両１０における衝突シミュレーションの結果を例示的に示す図である。図５の衝突シミュレーションは、鉄道車両１０の前端部が障害物と衝突して、衝撃力がエネルギー吸収体３０に加わった場合のシミュレーションである。図５の（ａ）は、鉄道車両１０の前端部が障害物と衝突する前の状態である、図５（ｂ）は、鉄道車両１０の前端部が障害物と衝突して衝撃吸収過程の状態である。図５（ｃ）は、鉄道車両１０の前端部と障害物との衝突が完了した後の状態である。すなわち、鉄道車両１０の前端部が障害物と衝突する際には、エネルギー吸収体３０は、図５の（ａ）の状態から図５の（ｂ）の状態を経て図５の（ｃ）のような形状となる。

【0031】

鉄道車両１０の前端部が障害物と衝突して、鉄道車両１０の前端部に衝撃力が加わった場合、先頭構体２２の壁２２ｂに衝撃力が伝わる前に、エネルギー吸収体３０が衝撃力を受ける。エネルギー吸収体３０では、衝撃力は、まずは複数の板部材３２のうち最も前方に位置する板部材の壁３２ｂに伝わり、その後、この壁３２ｂの後方に位置する円柱部材３４、この円柱部材３４の後方に位置する壁３２ｂ、この壁３２ｂの後方に位置する円柱部材３４、この円柱部材３４の後方に位置する壁３２ｂに順に伝わる。このとき、壁３２ｂがつぶれ変形するとともに、壁３２ｂと円柱部材３４とが相対的に滑る。また、円柱部材３４はつぶれ変形し、隣りの円柱部材３４と相対的に滑る。この際、鉄道車両１０に入力された初期エネルギーＥ０は、少なくとも、板部材３２の変形エネルギーＥ１、板部材３２と円柱部材３４と間の摩擦エネルギーＥ２、円柱部材３４同士の摩擦エネルギーＥ３、円柱部材３４の変形エネルギーＥ４に消費され、それらの分だけ先頭構体２２の壁２２ｂに伝わる量が減少する。すなわち、衝撃力がエネルギー吸収体３０を経由し、先頭構体２２の壁２２ｂに伝達される時刻には、初期エネルギーＥ０は、Ｅ´まで減少する。ここで、Ｅ´＝Ｅ０－Ｅ１－Ｅ２－Ｅ３－Ｅ４である。Ｅ１、Ｅ４は、各部材の材質や板厚によって決まり、Ｅ２、Ｅ３は、部材の表面粗さや粘性減衰によって決まる。このように、エネルギー吸収体３０は、板部材３２および円柱部材３４の変形と、板部材３２と円柱部材３４との摩擦と、円柱部材３４同士の摩擦にエネルギーを消費することにより、衝撃力を吸収する。このように、衝撃力が吸収され、先頭構体２２の端部２２ａに衝撃力が到達するまで時間がかかることで、先頭構体２２の端部２２ａにかかるピーク荷重が低減し、運転室の急激な減速を低減することができる。

【0032】

以上のように、本実施形態の鉄道車両１０は、台枠２１と、台車１２と、中間構体２３と、先頭構体２２と、運転室構体２４（被保護構体）と、エネルギー吸収体３０と、を備える。台車１２は、台枠２１に対してＺ方向の反対方向（第１の方向）側に位置し、台枠２１に固定されている。中間構体２３は、台枠２１に対してＺ方向（第２の方向）側に位置し、台枠２１に固定されている。先頭構体２２は、中間構体２３に対してＺ方向と直交するＸ方向（第３の方向）側に並び、台枠２１に固定されている。運転室構体２４は、中間構体２３に対してＸ方向の反対方向（第４の方向）側に並び、台枠２１に固定されている。エネルギー吸収体３０は、運転室構体２４の端部２２ａに対してＸ方向側に並んで固定されている。エネルギー吸収体３０は、ベース部材３１と、複数の壁３２ｂと、底部材３３と、複数の円柱部材３４と、を有する。ベース部材３１は、板状であり、端部２２ａに固定されている。複数の壁３２ｂは、それぞれ、Ｚ方向およびＸ方向と直交するＹ方向（第５の方向）に間隔を空けて並びベース部材３１に固定された一対の端部３２ｂａからＹ方向の中央部３２ｂｂに向かうにつれてＸ方向に向かう凸状に形成されている。複数の壁３２ｂは、ベース部材３１に対してＸ方向側に互いに並んで配置され、Ｘ方向に隣り合う二つの間に収容室３５が設けられている。底部材３３は、板状であり、収容室３５に対してＺ方向の反対方向側に位置し、ベース部材３１に固定されている。複数の円柱部材３４は、Ｚ方向の反対方向に延び、一対の端部３２ｂａの一方から他方に向けて壁３２ｂに沿って一例に並んで収容室３５に収容されるとともに底部材３３に置かれている。

【0033】

このような構成によれば、壁３２ｂが、一対の端部３２ｂａから当該一対の端部３２ｂａ間のＹ方向の中央部３２ｂｂに向かうにつれてＸ方向に向かう凸状に形成されているので、壁３２ｂの全体が平坦な形状の構成に比べて、鉄道車両１０の衝突時において壁３２ｂの変形量が大きくなりやすい。よって、鉄道車両１０において衝突時に作用する衝撃力の吸収性能を向上させることができる。また、複数の円柱部材３４が、壁３２ｂに沿って一例に並んで収容室３５に収容されていることにより、鉄道車両１０の衝突時において、板部材３２と円柱部材３４との相対移動や、隣り合う円柱部材３４のすべりが発生しやすい。よって、鉄道車両１０の衝突時において、板部材３２と円柱部材３４との間の摩擦力や、隣り合う円柱部材３４の間の摩擦力が大きくなりやすい。したがって、鉄道車両１０において衝突時に作用する衝撃力の吸収性能を向上させることができる。

【0034】

また、エネルギー吸収体３０は、ベース部材３１に対してＸ方向側に位置し互いにＸ方向に並んだ複数の板部材３２を有する。板部材３２は、Ｙ方向に間隔を空けて位置しベース部材３１に固定された一対の被固定部３２ａと、壁３２ｂと、を有する。壁３２ｂの一対の端部３２ｂａは、一対の被固定部３２ａを介してベース部材３１に固定されている。

【0035】

このような構成によれば、複数の板部材３２を重ねることにより収容室３５を形成することができる。

【0036】

また、円柱部材３４の降伏応力は、板部材３２の降伏応力よりも小さい。

【0037】

このような構成によれば、円柱部材３４の強度限界前に板部材３２が変形する。この円柱部材３４の変形により、衝撃力を吸収することができる。別の言い方をすると、上記構成によれば、板部材３２の降伏応力が円柱部材３４の降伏応力よりも小さい構成に比べて、衝撃力が入力された場合に円柱部材３４の後側の板部材３２が突っ張ることができるので、円柱部材３４の変形が促進される。

【0038】

また、エネルギー吸収体３０は、ボルト４１とナット４２とによって先頭構体２２の端部２２ａの壁２２ｂに固定されている。

【0039】

このような構成によれば、物体との衝突後のエネルギー吸収体３０の交換がしやすい。

【0040】

なお、本実施形態では、エネルギー吸収体３０が先頭構体２２の端部２２ａに設けられた例が示されたが、これに限定されない。例えば、エネルギー吸収体３０は、中間構体２３のＸ方向側の端部２３ａに対してＸ方向側に並び、端部２３ａに固定されていてもよい。この場合、エネルギー吸収体３０は、中間構体２３の端部２３ａと、先頭構体２２のＸ方向の反対方向側の端部とに挟まれる。すなわち、エネルギー吸収体３０は、中間構体２３と先頭構体２２との間に介在する。また、エネルギー吸収体３０は、運転室構体２４のＸ方向側の端部２４ａに対してＸ方向側に並び、端部２４ａに固定されていてもよい。この場合、エネルギー吸収体３０は、運転室構体２４の端部２４ａと、中間構体２３のＸ方向の反対方向側の端部とに挟まれる。すなわち、エネルギー吸収体３０は、運転室構体２４と中間構体２３との間に介在する。また、エネルギー吸収体３０は、客室構体２５のＸ方向側の端部２５ａに対してＸ方向側に並び、端部２５ａに固定されていてもよい。この場合、エネルギー吸収体３０は、客室構体２５の端部２５ａと、運転室構体２４のＸ方向の反対方向側の端部とに挟まれる。すなわち、エネルギー吸収体３０は、客室構体２５と運転室構体２４との間に介在する。この場合、客室構体２５は、被保護構体の一例である。また、エネルギー吸収体３０は、先頭構体２２の端部２２ａと中間構体２３の端部２３ａと運転室構体２４の端部２４ａと客室構体２５の端部２５ａとのうち一つに設けられていてもよいし２つ以上に設けられていれていてもよい。すなわち、エネルギー吸収体３０は、先頭構体２２の端部２２ａと中間構体２３の端部２３ａと運転室構体２４の端部２４ａと客室構体２５の端部２５ａとのうち少なくとも一つ設けられていればよい。

【0041】

また、本実施形態では、板部材３２が一対の被固定部３２ａと壁３２ｂとを有した例が示されたが、これに限定されない。例えば、板部材３２は、一対の被固定部３２ａを有さず、壁３２ｂだけを有していてもよい。この場合、壁３２ｂの端部３２ｂａが、ベース部材３１に直接固定されてよい。また、Ｚ方向に並ぶ二つの壁３２ｂのうちＺ方向側の壁３２ｂの端部３２ｂａは、Ｚ方向の反対側の壁３２ｂに固定され、当該Ｚ方向の反外側の壁３２ｂを介してベース部材３１に固定されていてもよい。

【0042】

また、本実施形態では、複数の壁３２ｂが複数の板部材３２に設けられた例が示されたが、これに限定されない。例えば、複数の壁３２ｂは、互いに一体に形成され、一つの部材を構成していてもよい。

【0043】

また、本実施形態では、底部材３３がベース部材３１に溶接等によって直接固定されて例が示されたが、これに限定されない。例えば、底部材３３は、壁３２ｂに溶接等によって固定され、壁３２ｂを介してベース部材３１にされていてもよいし、ベース部材３１と壁３２ｂとの両方に溶接等によって固定されていてもよい。

【0044】

［実施形態の第１の変形例］
図６は、実施形態の第１の変形例の鉄道車両１０におけるエネルギー吸収体３０の例示的な平面図である。第１の変形例では、板部材３２は、二つであり、収容室３５は、一つである。

【0045】

［実施形態の第２の変形例］
図７は、実施形態の第２の変形例の鉄道車両１０におけるエネルギー吸収体３０の例示的な平面図である。第２の変形例では、板部材３２の壁３２ｂは、一対の被固定部３２ａの一方から他方に向けて一列に並んだ複数の平板部３２ｍを有する。複数の平板部３２ｍは、び、曲部３２ｎを介して互いに接続されている。すなわち、壁３２ｂは、一対の被固定部３２ａの一方から他方に向けて一列に並び、曲部を介して接続された複数の平板部３２ｍを有する。また、第２の変形例では、板部材３２は、三つであり、収容室３５は、二つである。

【0046】

［実施形態の第３の変形例］
図８は、実施形態の第３の変形例の鉄道車両１０におけるエネルギー吸収体３０の例示的な平面図である。第３の変形例では、第２の変形例と同様に、壁３２ｂは、一対の被固定部３２ａの一方から他方に向けて一列に並び、曲部を介して接続された複数の平板部３２ｍを有する。ただし、第３の変形例では、第２の変形例では、板部材３２は、二つであり、収容室３５は、一つである。

【0047】

［実施形態の第４の変形例］
図９は、実施形態の第４の変形例の鉄道車両１０における円柱部材３４の例示的な斜視図である。第４の変形例では、円柱部材３４には、当該円柱部材３４の径方向に当該円柱部材３４を貫通した複数の孔３４ｃが設けられている。孔３４ｃは、円柱部材３４の外周面３４ａと内周面３４ｂとに開口している。このような構成によれば、孔３４ｃが設けられていない構成に比べて、円柱部材３４を軽量化することができる。孔３４ｃは、肉抜き部の一例である。なお、肉抜き部は、凹部や溝であってもよい。

【0048】

［実施形態の第５の変形例］
図１０は、実施形態の第５の変形例の鉄道車両１０における円柱部材３４の例示的な斜視図である。第５の変形例では、円柱部材３４は、中実である。また、円柱部材３４には、当該円柱部材３４の径方向に当該円柱部材３４を貫通した複数の孔３４ｃが設けられている。このような構成によれば、孔３４ｃが設けられていない構成に比べて、円柱部材３４を軽量化することができる。孔３４ｃは、肉抜き部の一例である。なお、肉抜き部は、凹部や溝であってもよい。

【0049】

［実施形態の第６の変形例］
図１１は、実施形態の第６の変形例の鉄道車両１０における板部材３２の一部の例示的な断面図である。第６の変形例では、板部材３２は、基材３２ｄと、積層部３２ｅ，３２ｆを有する。基材３２ｄは、板状である。基材３２ｄは、Ｘ方向と反対方向側の面３２ｇと、Ｘ方向側の面３２ｈと、を有する。三つの板部材３２のうちＸ方向側の板部材３２の基材３２ｄは、面３２ｇが収容室３５に対向する。三つの板部材３２のうち真ん中の板部材３２の基材３２ｄは、面３２ｇ，３２ｈがそれぞれ収容室３５に対向する。三つの板部材３２のうちＸ方向の反対方向側の板部材３２の基材３２ｄは、面３２ｈが収容室３５に対向する。

【0050】

積層部３２ｅ，３２ｆは、基材３２ｄの面３２ｇ，３２ｈに積層されている。積層部３２ｅ，３２ｆは、Ｘ方向と反対方向側の面３２ｊと、Ｘ方向側の面３２ｉと、を有する。三つの板部材３２のうちＸ方向側の板部材３２は、面３２ｉが収容室３５に対向する。三つの板部材３２のうち真ん中の板部材３２は、面３２ｉ，３２ｊがそれぞれ収容室３５に対向する。三つの板部材３２のうちＸ方向の反対方向側の板部材３２は、面３２ｊが収容室３５に対向する。積層部３２ｅ，３２ｆは、例えば、無機塗料や有機塗料、錆等である。積層部３２ｅ，３２ｆの面３２ｉ，３２ｊは、基材３２ｄの面３２ｇ，３２ｈよりも摩擦係数が大きい。摩擦係数は、例えば円柱部材３４に対するものである。

【0051】

以上のように、本変形例では、板部材３２は、収容室３５に対向する面（面３２ｇと面３２ｈとの少なくとも一方）を有した板状の基材３２ｄと、収容室３５に対向する面（面３２ｉと面３２ｊとの少なくとも一方）を有し基材３２ｄの面（面３２ｇまたは面３２ｈ）に積層された積層部３２ｅ，３２ｆと、を有する。積層部３２ｅ，３２ｆの面３２ｉ，３２ｊは、基材３２ｄの面３２ｇ，３２ｈよりも摩擦係数が大きい。

【0052】

このような構成によれば、板部材３２に積層部３２ｅ，３２ｆが設けられていない構成に比べて、板部材３２と円柱部材３４との間の摩擦力を大きくすることができるので、鉄道車両１０において衝突時に作用する衝撃力の吸収性能をより一層向上させることができる。

【0053】

［実施形態の第７の変形例］
図１２は、実施形態の第７の変形例の鉄道車両１０における円柱部材３４の一部の例示的な断面図である。第７の変形例では、円柱部材３４は、基材３４ｄと、積層部３４ｅと、を有する。基材３４ｄは、中空または中実の円柱状である。なお、図１２では、中空の基材３４ｄの例が示されている。基材３４ｄは、収容室３５に対向する外周面３４ｆを有する。積層部３４ｅは、基材３４ｄの外周面３４ｆに積層されている。積層部３４ｅは、収容室３５に対向する外周面３４ａを有する。積層部３４２ｅは、例えば、無機塗料や有機塗料、錆等である。積層部３４ｅの外周面３４ａは、基材３４ｄの外周面３４ｆよりも摩擦係数が大きい。摩擦係数は、例えば他の円柱部材３４や、板部材３２に対するものである。

【0054】

以上のように、本変形例では、円柱部材３４は、収容室３５に対向する外周面３４ｆを有した円柱状の基材３４ｄと、収容室３５に対向する外周面３４ａを有し外周面３４ｆに積層される積層部３４ｅと、を有する。円柱部材３４の積層部３４ｅの外周面３４ａは、円柱部材３４の基材３４ｄの外周面３４ｆよりも摩擦係数が大きい

【0055】

このような構成によれば、円柱部材３４に積層部３４ｅが設けられていない構成に比べて、板部材３２と円柱部材３４との間の摩擦力や隣り合う二つの円柱部材３４の間の摩擦力を大きくすることができるので、鉄道車両１０において衝突時に作用する衝撃力の吸収性能をより一層向上させることができる。

【0056】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0057】

１０…鉄道車両
１１…車体
１２…台車
２１…台枠
２２…先頭構体
２２ａ…端部
２３…中間構体
２３ａ…端部
２４…運転室構体（被保護構体）
２４ａ…端部
２５…客室構体（被保護構体）
２５ａ…端部
３０…エネルギー吸収体
３１…ベース部材
３２…板部材
３２ａ…被固定部
３２ｂ…壁
３２ｂａ…端部
３２ｂｂ…中央部
３２ｄ…基材
３２ｅ，３２ｆ…積層部
３２ｇ，３２ｈ，３２ｊ，３２ｉ…面
３２ｍ…平板部
３２ｎ…曲部
３３…底部材
３４…円柱部材
３４ａ…外周面
３４ｃ…孔（肉抜き部）
３４ｄ…基材
３４ｅ…積層部
３４ｆ…外周面
３５…収容室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】