(57)【要約】  本発明に係る鉄道車両１００は、台枠１と、車体１０の正面部分に位置し、台枠１に下端部分が結合された正面フレーム２と、正面フレーム２に結合され、車内側に延びる緩衝部材３と、を備えている。そして、緩衝部材３は台枠１よりも高い位置に設置されている。
2010109891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠と、
車体の正面部分に位置し、前記台枠に下端部分が結合された正面フレームと、
前記正面フレームに結合され、車内側に延びる緩衝部材と、を備え、
前記緩衝部材は前記台枠よりも高い位置に設置されている、鉄道車両。
【請求項２】
前記緩衝部材は、正面側が車内側よりも高くなるように傾斜して設置されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記台枠に固定され、前記緩衝部材の車内側端部を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記台枠に固定されている部分の前後方向寸法が前記緩衝部材を支持している部分の前後方向寸法よりも大きく、かつ、前記台枠に固定されている部分の前端縁が前記緩衝部材を支持している部分の前端縁よりも前方に位置するように形成されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記緩衝部材は、断面矩形枠状の筒形状を有し、軸方向に一定以上の衝突荷重を受けると軸方向に潰れるように構成されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記正面フレームは、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている衝突柱を有し、前記緩衝部材は前記衝突柱に結合されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記正面フレームは、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている衝突柱と、前記衝突柱に結合されて車幅方向外側に延びる延長部材とを有し、前記緩衝部材は前記延長部材に結合されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項７】
前記正面フレームは、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている少なくとも２つの衝突柱と、車幅方向に延びて前記２つの衝突柱を連結する横柱部材とを有し、前記緩衝部材は前記横柱部材に結合されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項８】
前記台枠は、左右方向中央寄りに位置し前後方向に延びる中梁を有し、
前記中梁は、曲げ促進部を前方部分に有し、
前記曲げ促進部は、前後方向に対して直交する断面の断面積が、隣接する他の部分に比べて小さく形成されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項９】
前記台枠は、
左右方向中央寄りに位置し前後方向に延びる中梁と、
左右方向外側に位置し前後方向に延びる側梁と、
左右方向に延びて前記中梁及び前記側梁に結合された横梁と、を有し、
前記支持部材は前記横梁に固定されており、
前記横梁は左右方向に対して直交する補強板部材を内側に有し、
前記補強板部材は前記支持部材の左右両端に対応する位置に設置されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項１０】
前記支持部材の左右方向外側及び左右方向内側のうち少なくとも一方において前記支持部材の横倒れを防止する横倒れ防止部材をさらに備える、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項１１】
台枠と、
車体の正面部分に位置し、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている衝突柱と、
前記車体の上部に設けられ、車両衝突時に変形して衝撃荷重を吸収する第１の衝撃吸収領域と、
前記衝突柱に一端が結合され、車内側に延びる緩衝部材を前記台枠よりも高い位置に含み、車両衝突時に変形して衝撃荷重を吸収する第２の衝撃吸収領域とを備える、鉄道車両。
【請求項１２】
前記第２の衝撃吸収領域は、前記第１の衝撃吸収領域よりも大きな衝撃荷重を受けたときに変形を開始する、請求項１１に記載の鉄道車両。
【請求項１３】
運転席を含む運転室をさらに備え、
前記第１の衝撃吸収領域は、前記運転室上部の車体に設けられ、
前記第２の衝撃吸収領域は、前記運転席の前方に設けられる、請求項１２に記載の鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突による衝撃エネルギーを吸収する構成を備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、踏切等において偶発する大型自動車等との衝突に対して安全性を高めた鉄道車両が要望されている。これに対して、例えば特許文献１では、運転室の運転台の床を構成する部材が緩衝床になっており、緩衝床は、複数の中空部を有する複数の押出し形材からなり、中空形材は、その押出し方向を車体の長手方向に向けて配置しており、緩衝床は、車両の台枠高さより上方に配置している軌条車両が提案されている。また、特許文献１では、上記構成により、車両の台枠よりも高い位置に何らかの障害物が衝突した場合においても、効率よく衝撃エネルギーを吸収することで、運転室に有効な空間を十分に確保することができる旨説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６８６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されている軌条車両の緩衝床は、あくまで運転台の床面部分に相当するのであるから、緩衝床の高さ位置は運転台の床面が上限となるため、台枠の高さ位置と大きくは変わらず、緩衝床は高い位置に設置されているとはいえない。そのため、例えば荷台を搭載した大型トラックと特許文献１に記載の軌条車両とが衝突すると、倒れ落ちる荷台の高さ位置よりも軌条車両の緩衝床（床面部分）が設置されている位置の方が低くなる可能性がある。この場合、軌条車両の緩衝床よりも高い位置に大きな衝撃荷重が加わるので、緩衝床のみでは十分に衝撃エネルギーを吸収できないという事態が生じ得る。【０００５】
そこで本発明は、車体の床面部分よりも高い位置で大きな衝撃荷重を受けた場合であっても、安全性を向上させた鉄道車両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】
【０００６】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、本発明に係る鉄道車両は、台枠と、車体の正面部分に位置し、前記台枠に下端部分が結合された正面フレームと、前記正面フレームに結合され、車内側に延びる緩衝部材と、を備え、前記緩衝部材は前記台枠よりも高い位置に設置されている。【０００７】
かかる構成によれば、車体の床面部分よりも高い位置で鉄道車両に大きな衝撃荷重を受けたとしても、台枠よりも高い位置に設置された緩衝部材によって効率よく衝撃エネルギーを吸収することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る鉄道車両によれば、車体の床面部分よりも高い位置で大きな衝撃荷重を受けた場合であっても、安全性を向上させた鉄道車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鉄道車両のうち台枠を含む部分の平面図である。
【図２】図１におけるII−II断面図である。
【図３】図２におけるIII−III断面図である。
【図４】図１に示す鉄道車両の正面図である。
【図５】図１に示す鉄道車両の運転室に配置された運転席や運転室計器ユニットと緩衝部材等との位置関係を示した図であって、上方から見たときの位置関係を示した図である。
【図６】図１に示す鉄道車両の運転室に配置された運転席や運転室計器ユニットと緩衝部材等との位置関係を示した図であって、後方から見たときの位置関係を示した図である。
【図７】図１に示す鉄道車両の運転室に配置された運転席や運転室計器ユニットと緩衝部材等との位置関係を示した図であって、左方から見たときの位置関係を示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る鉄道車両のうち台枠を含む部分の平面図である。
【図９】図８におけるIX−IX断面図である。
【図１０】図８に示す鉄道車両の正面図である。
【図１１】図８に示す鉄道車両の運転室に配置された運転席や運転室計器ユニットと緩衝部材等との位置関係を示した図であって、上方から見たときの位置関係を示した図である。
【図１２】図８に示す鉄道車両の運転室に配置された運転席や運転室計器ユニットと緩衝部材等との位置関係を示した図であって、後方から見たときの位置関係を示した図である。
【図１３】図８に示す鉄道車両の運転室に配置された運転席や運転室計器ユニットと緩衝部材等との位置関係を示した図であって、左方から見たときの位置関係を示した図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る鉄道車両のうち台枠を含む部分の平面図である。
【図１５】図１４におけるXV−XV断面図である。
【図１６】図１５におけるXVI−XVI断面図である。
【図１７】図１４に示す鉄道車両の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に沿って説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１〜７を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る鉄道車両１００について説明する。なお、本実施形態に係る鉄道車両１００は、前方部分に運転室を備えた車両である。ここで図１は、本実施形態に係る鉄道車両１００のうち台枠１を含む部分の平面図である。なお、図１では、鉄道車両１００の前方部分のみを示しており、また床板１２（図２参照）を省略している。図１に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１００は、台枠１と、正面フレーム２と、緩衝部材３と、支持部材４を備えている。さらに、台枠１は、中梁５と、側梁６と、横梁７と、端梁２０とを有している。また、正面フレーム２は、貫通路柱である衝突柱８と、延長部材９を有している。以下、これらの各構成要素について順に説明する。なお、以下では、鉄道車両１００の正面側（図１の紙面左側）を前方とし、正面からみて車内側（図１の紙面右側）を後方とし、前方を向いて右側（図１の紙面上側）を右方とし、前方を向いて左側（図１の紙面下側）を左方として説明する。
【００１２】
台枠１は、中梁５と、側梁６と、横梁７と、端梁２０とを有し、本実施形態ではそれらが左右対称に配置されているとともに、右側に位置するもの（部分）と左側に位置するもの（部分）とでは対称の形状である。また台枠１は、一方の側梁６から他方の側梁６へと左右方向に延びる複数の床受梁１１を有している。図２は、図１のII−II断面図である。図２に示すように、床受梁１１は台枠１の上端付近に位置しており、他の梁とともに床板１２を支持している。
【００１３】
中梁５は、台枠１のうち左右方向中央寄りに位置し、前後方向に延びる部材である。図１に示すように、中梁５は、前後方向に延びる直進部１３と、直進部１３の前端から左右方向外側に傾斜して延びる傾斜部１４とを有している。左右の中梁５は、直進部１３の前方部分において２つの連結梁１５によって連結されている。また、本実施形態に係る鉄道車両１００は他の鉄道車両と連結するための連結器（図示せず）を取り付けることができるように構成されており、中梁５の直進部１３には、その連結器を取り付けるための連結器取付部１６が形成されている。連結器取付部１６は、下方に突出して傾斜部１４など他の部分に比べて上下方向寸法が大きく形成されており、高い剛性を有している。また、中梁５は、曲げ促進部１７を傾斜部１４に有している。この曲げ促進部１７は、前後方向に対して直交する断面の断面積が、隣接する他の部分に比べて小さく構成されている。具体的には、左右方向へ抜ける長孔１８が中梁５の傾斜部１４に形成されており、この長孔１８を含む部分が曲げ促進部１７を構成している。
【００１４】
側梁６は、台枠１のうち左右方向外側に位置し、前後方向に延びる部材である。本実施形態では、側梁６のうち前方部分以外の部分は直線状に形成されており、前方部分では曲線状（湾曲状）に形成されている。そして、側梁６の先端は端梁２０へと続くように形成されている。
【００１５】
端梁２０は、台枠１のうち前方部分に位置し、左右方向に延びる部材である。本実施形態では、側梁６の先端に続くようにして端梁２０が形成されている。端梁２０の左右方向内側の部分は、中梁５の傾斜部１４の前端部と結合しているとともに、衝突柱８が結合されている。なお、側梁６と端梁２０は、それぞれ別の部材で構成されていてもよく、一体に構成されていてもよい。
【００１６】
横梁７は、左右方向に延びて中梁５と側梁６とを連結する部材である。横梁７は、前方に位置する主部材２１と後方に位置する補助部材２２とから構成されている。主部材２１に補助部材２２が結合されているのは、横梁７全体としての剛性を高めるためである。また、図２に示すように、さらに剛性を高めるため、主部材２１は断面Ｕ字状に形成されており、補助部材２２は断面Ｌ字状に形成されている。主部材２１には、床板１２を介して支持部材４が固定されており、支持部材４の下端の前後寸法と主部材２１の前後方向寸法とは一致している。図３は、図２のIII−III断面図である。図３に示すように、主部材２１及び補助部材２２は補強板部材２３を内側に有している。補強板部材２３は、左右方向に対して直交する板状の部材であって、支持部材４の左右両端に対応する位置にそれぞれ配置されている。かかる構成により、横梁７のうち支持部材４が固定される部分の剛性を高めることができるとともに、支持部材４を横梁７に強固に固定することができる。
【００１７】
正面フレーム２は、車体１０の正面部分に位置する部材である。上記のように、正面フレーム２は、衝突柱８と、延長部材９とを有している。衝突柱８及び延長部材９は、左右対称に配置されているとともに、右側に位置するものと左側に位置するものとでは対称の形状である。
【００１８】
衝突柱８は、正面フレーム２のうち左右方向中央寄りに位置し、上下方向に延びる貫通路柱である。図４は、本実施形態に係る鉄道車両１００の正面図である。図４に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１００は正面部分において貫通扉２４を有している。この貫通扉２４は、他の鉄道車両と連結したときなどに、正面部分から出入りするために設けられたものである。そして、衝突柱８は上記の貫通扉２４の左右両側に位置し、貫通扉２４の枠部材としても機能している。また、上記のように衝突柱８の下端は端梁２０に固定されている。そして、衝突柱８の上端部分は、車体１０の上部に結合されている。さらに、図１に示すように、衝突柱８は筒状に形成されており、貫通扉２４を取り付けることができるように断面がＬ字枠状に形成されている。
【００１９】
延長部材９は、正面フレーム２のうち衝突柱８に結合して左右方向外側に延びる部材である。図４に示すように、延長部材９の左右方向内側部分は、衝突柱８に結合されている。また、延長部材９の左右方向外側部分は、緩衝部材３に結合されている。さらに、図２に示すように、延長部材９は筒状に形成されており、その断面は矩形枠状の形状を有する。ここで、図５〜７は運転室に配置された運転席Ｓや運転室計器ユニットＵと緩衝部材３等との位置関係を示した図であって、図５は上方から見たときの位置関係を示した図、図６は後方から見たときの位置関係を示した図、図７は左方から見たときの位置関係を示した図である。図５に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１００には、衝突柱８（貫通扉２４）の後方であって、左右に位置する運転室計器ユニットＵの間に貫通路２５が形成されている。この貫通路２５は、貫通扉２４を出入口としたときの通路である。仮に、緩衝部材３が衝突柱８に直接結合されると、緩衝部材３によって貫通路２５の幅が制限されることになる。ところが、本実施形態のように、延長部材９を介して衝突柱８に緩衝部材３を結合すれば、貫通路２５を広く形成することができる。
【００２０】
緩衝部材３は、鉄道車両１００が衝突した際に生じる衝撃エネルギーを吸収するための部材である。図２に示すように、緩衝部材３は、台枠１よりも高い位置において、前方部分が延長部材９に結合されている。つまり、本実施形態では緩衝部材３は、台枠１よりも高い位置において、延長部材９を介して衝突柱８に結合されている。また、緩衝部材３は、筒状の形状を有しており、その断面は略正方形である。そして、緩衝部材３は、軸方向に一定以上の衝突荷重を受けると軸方向に潰れるように、その断面における枠の厚みが決定されている。なお、緩衝部材３は断面が例えば円形の枠形状を有するように構成してもよいが、断面が正方形の枠形状を有するように構成するのが望ましい。緩衝部材３の断面が正方形の枠形状を有するように構成すると、軸方向に大きな荷重がかかった場合、上下に位置する面と左右に位置する面が軸方向に向かって交互に折れ曲がり、緩衝部材３全体としては軸方向に沿ってまっすぐ潰れるため、効率よく衝撃エネルギーを吸収することができるからである。さらに、緩衝部材３は前方部分（正面側端部）が後方部分（車内側端部）よりも高くなるよう設置されている。この構成による効果については後述する。なお、緩衝部材３は上記だけでなく、例えば緩衝部材としてダンパーなどの他の部材を用いてもよい。
【００２１】
支持部材４は、緩衝部材３を支持するための部材である。図２に示すように、支持部材４は、その下端が床板１２を介して台枠１（横梁７）に固定されており、上方部分が緩衝部材３に結合されている。つまり、支持部材４は、台枠１よりも高い位置で緩衝部材３の後方部分を支持している。また、支持部材４の緩衝部材３を支持する上方部分では前後方向寸法が一定であるが、支持部材４の上下方向中央から下方においては、下方に向かうに従って前端縁がより前方に位置するとともに、前後方向寸法がより大きくなるように形成されている。つまり、支持部材４は、台枠１に固定される下端において前後方向寸法が最も大きくなるように形成されている。かかる構成により、支持部材４を台枠１（横梁７）に広い範囲で強固に固定できるとともに、緩衝部材３の下方に生じるスペースを有効に利用することができる。なお、支持部材４を上記のような形状に構成するのが望ましいが、上下位置にかかわらず前後方向寸法が一定になるように、つまり前方の面と後方の面とが平行になるように構成してもよい。さらに、支持部材４の左右方向外側の面には、支持部材４が左右方向に倒れるのを防止するために、横倒れ防止部材２６が取り付けられている。図３に示すように、横倒れ防止部材２６は、下方に向かうに従って左右方向寸法が大きくなるように形成されている。また、図７に示すように、支持部材４は運転室計器ユニットＵの内側であって、運転席Ｓよりも前方に位置している。
【００２２】
以上が、本実施形態に係る鉄道車両１００の各構成要素の説明である。
【００２３】
上記のような構成を備えた鉄道車両１００が車体１０の床面部分（台枠１）よりも高い位置で障害物と衝突した場合には、衝突による衝撃エネルギーは次のように吸収される。まず、障害物は車体１０の正面部分に衝突し、これによる前方からの衝撃荷重は衝突柱８に加えられる。そして、この衝撃荷重が一定以上に達した場合には車体１０の上部が変形して衝撃エネルギーを吸収し、衝突柱８は変形して衝撃エネルギーを吸収しながら台枠１との結合部分を支点として後方に倒れ、延長部材９を介して衝突柱８を支える緩衝部材３に衝撃荷重を加える。そして、衝突柱８から受けた衝撃荷重により緩衝部材３は軸方向に潰れ、これにより衝撃エネルギーを吸収する。このように、本実施形態では、単に車両上部や衝突柱８によって衝撃エネルギーを吸収するのではなく、衝突柱８を支える緩衝部材３によっても衝撃エネルギーを吸収するため、衝撃部材３がない場合に比べ車両前部の変形を低減できる。そのため、衝突後の運転室の残存空間を保ち、運転士に対する安全性を向上させることができる。さらに、本実施形態では、倒れる衝突柱８が緩衝部材３によって支えられることから、衝撃エネルギーが緩衝部材３で比較的緩やかに吸収され、乗客への衝撃加速度も低減することができる。
【００２４】
上記のように衝突の際は、衝突柱８が後方に倒れて傾いた状態となるため、緩衝部材３に対して斜め下方に荷重を加えることになる。ここで、本実施形態の緩衝部材３は前方部分が後方部分よりも高くなるように設置されているため、衝撃部材３にはその軸方向に沿って衝撃荷重が加えられることになり、衝撃部材３は効率よく衝撃エネルギーを吸収することができる。さらに、緩衝部材３を前方部分が後方部分よりも高くなるように設置することで、衝撃荷重の一部を鉛直下方への荷重に変換することができる。これにより、支持部材４の下端と台枠１（横梁７）との間に生じるせん断力を低減させて、台枠１（横梁７）から支持部材４が脱落するのを防ぐことができる。また、衝撃荷重の一部を下方への荷重に変換することで、横梁７は荷重を受けて変形するなどして横梁７によっても衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００２５】
また、衝突の際は、衝突柱８が台枠１との結合部分を支点として傾斜するのに伴って、台枠１の前方部分には衝突柱８によって上方に引き上げようとする力が生じる。上述のように、本実施形態における中梁５の傾斜部１４には、左右方向へ抜ける長孔１８が形成されている（図２参照）。つまり、中梁５は曲げ促進部１７を前方部分（傾斜部１４）に有している。これにより、衝突の際には、台枠１の前方部分は上方に引き上げられる力を受け、中梁５の曲げ促進部１７を中心に台枠１が変形することにより、台枠１の前方部分においても衝突エネルギーを吸収することができる。なお、曲げ促進部１７は本実施形態のように長孔１８を施して形成する場合に限らず、例えば中梁５の傾斜部１４に上記の長孔１８よりも小さな孔を複数施して形成したり、中梁５の傾斜部１４の上面に切り欠きを施して形成したりしてもよい。
【００２６】
さらに、図７に示すように、支持部材４は運転席Ｓよりも前方で緩衝部材３を支持するため、車体１０は運転席Ｓよりも前方のみで変形し、運転席Ｓから後方では車体１０の変形を抑えられるので、運転手や乗客への安全性を向上させることができる。
【００２７】
なお、本実施形態において、車体１０の上部のうち変形しやすい範囲を、運転席Ｓ上方に設け（第１の衝撃吸収領域）、運転室の上方の空間の変形を誘発し、衝撃エネルギーを吸収することができる。これに加えて、台枠１よりも高い位置であって運転席よりも前方に緩衝部材３を設けて（第２の衝撃吸収領域）衝撃エネルギーを吸収する。これらにより、台枠１よりも高い位置で大きな衝撃荷重を受けた場合であっても、効率よく衝撃エネルギーを吸収し、衝突後の残存空間を確保することができる。このように、本実施の形態に係る鉄道車両は、衝突による変形を誘発させてエネルギーを吸収するクラッシャブルゾーンと、変形を抑制して空間を確保するサバイバルゾーンとを有することにより、衝突時の安全性を向上させることができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る鉄道車両１００によれば、車体１０の床面部分（台枠１）よりも高い位置で大きな衝撃荷重を受けたとしても、衝撃部材３等により衝撃エネルギーを吸収することができ、車両前部の変形を低減できるので衝突に対する安全性を向上させることができる。
【００２９】
また、本実施の形態に係る鉄道車両１００によれば、衝突による衝撃加速度を低減させ、客室の変形を低減することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態において、衝突エネルギーを効率よく吸収するために、車体上部の一定範囲の板厚を、車体上部の後方領域よりも薄くしてもよい。
【００３１】
また、本実施の形態において、衝突柱８から受けた衝撃荷重により、まず相対的に強度の弱い車体上部から変形を開始し、その後、緩衝部材３が変形してもよい。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、図８〜１３を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る鉄道車両２００について説明する。図８〜１３は、それぞれ第１実施形態における図１、２、４〜７に対応する図である。図１０及び１１に示すように、本実施形態に係る鉄道車両２００は、貫通扉２４（図４参照）及び貫通路２５（図５参照）を備えていない点で第１実施形態に係る鉄道車両１００と構成が異なる。以下、本実施形態に係る鉄道車両２００について、第１実施形態と異なる構成を中心に第１実施形態の構成と比較しながら説明する。
【００３３】
図８に示すように、本実施形態における正面フレーム２０２は、衝突柱２０８を有しているものの、延長部材９（図１参照）を有していない点で第１実施形態の構成と異なる。本実施形態において正面フレーム２０２が延長部材９を有していないのは、本実施形態に係る鉄道車両２００が貫通扉２４及び貫通路２５（図５参照）を備えていないからである。つまり、本実施形態では、延長部材９を用いて左右の緩衝部材３の間隔を広げるなどして貫通路２５の幅を確保する必要がないからである。さらに、図１０に示すように、本実施形態に係る鉄道車両２００は正面部分において上方部分の大部分を占める窓部２７を有している。そのため、衝突柱２０８は窓部２７の下方に位置することとなり、その上下方向寸法は第１実施形態の衝突柱８（図４参照）に比べ小さく形成されている。また、図８に示すように、衝突柱２０８は筒状に形成されているが、貫通扉２４を取り付ける必要がないため、断面が矩形枠状に形成されている。なお、図９に示すように、左右の衝突柱２０８の上方部分には窓枠２８が取り付けられている。
【００３４】
本実施形態において緩衝部材３は、延長部材９を介すことなく直接衝突柱２０８に結合されている。そのため、緩衝部材３は、第１実施形態の場合よりも左右方向内側に位置している。また、これに伴って、支持部材４も、第１実施形態の場合よりも左右方向内側に位置している。なお、本実施形態のように、貫通路２５を確保する必要がない場合には、支持部材４の左右方向外側の面にのみ取り付けられていた横倒れ防止部材２６を支持部材４の左右方向両側の面に取り付けてもよい。
【００３５】
本実施形態に係る鉄道車両２００によれば、車体１０の床面部分（台枠１）よりも高い位置で障害物と衝突した場合、緩衝部材３が直接衝突柱２０８から衝撃荷重を受けるという違いはあるものの、第１実施形態の場合と同様に、緩衝部材３を中心に衝突による衝撃エネルギーを吸収することができ、車両前部の変形を低減できるので衝突に対する安全性を向上させることができる。また、本実施形態によれば、緩衝部材３が衝突柱２０８に直接結合されているため、衝突柱２０８からより確実に衝撃荷重を受けることができ、効率よく衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
次に、図１４〜１７を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る鉄道車両３００について説明する。図１４〜１７は、それぞれ第１実施形態における図１〜４に対応する図である。図１７に示すように、本実施形態に係る鉄道車両３００は、第２実施形態の場合と同様に、貫通扉２４（図４参照）及び貫通路２５（図５参照）を備えていない点で第１実施形態に係る鉄道車両１００と構成が異なる。また、本実施形態に係る鉄道車両３００は、正面フレーム３０２が横柱部材２９を有している点で、第２実施形態に係る鉄道車両２００とも構成が異なる。以下、本実施形態に係る鉄道車両３００について、第２実施形態と異なる構成を中心に第２実施形態の構成と比較しながら説明する。
【００３７】
図１７に示すように、本実施形態における正面フレーム３０２は、第２実施形態における正面フレーム２０２が有していない横柱部材２９を有している。横柱部材２９は、左右の衝突柱３０８の上下方向中央付近において、両衝突柱３０８を連結する部材である。横柱部材２９は筒状の形状を有しており、その断面は矩形枠状に形成されている。また、横柱部材２９の前後方向寸法（幅）は、衝突柱３０８の前後方向寸法（幅）に一致している。このように、本実施形態では左右の衝突柱３０８が強固に連結されている。
【００３８】
また、図１４に示すように、本実施形態における緩衝部材３は、直接衝突柱３０８に結合されているのではなく、横柱部材２９を介して衝突柱３０８に結合されている。そのため、緩衝部材３は、第２実施形態の場合よりもさらに左右方向内側に位置している。また、これに伴って図１６に示すように、支持部材４も第２実施形態の場合よりもさらに左右方向内側に位置している。より具体的には、支持部材４のうち左右方向内側は中梁５に固定され、左右方向外側は横梁３０７に固定されている。なお、支持部材４の一部が中梁５に固定されることで支持部材４を強固に台枠１に固定できる。そのため、横梁３０７は、第１実施形態や第２実施形態で設けられていた補助部材２２（例えば図１参照）を有しておらず、主部材２１のみで構成されている。また、図１６に示すように、支持部材４のうち左右方向内側は中梁５に固定されていることから、補強板部材２３は主部材２１のうち支持部材４の左右方向内側の端縁に対応する位置にのみ配置されている。
【００３９】
本実施形態に係る鉄道車両３００によれば、車体１０の床面部分（台枠１）よりも高い位置で障害物と衝突した場合、緩衝部材３が直接衝突柱３０８から横柱部材２９を介して衝撃荷重を受けるという違いはあるものの、第1実施形態や第２実施形態の場合と同様に、緩衝部材３を中心に衝突による衝撃エネルギーを十分に吸収することができ、車体前部の変形を低減できるので衝突に対する安全性を向上させることができる。また、本実施形態によれば、左右の衝突柱３０８が横柱部材２９によって強固に連結されているため、いずれか一方の衝突柱３０８に衝撃荷重がかかったとしても両方の衝突柱３０８に荷重が加わり、左右の両方の緩衝部材３で衝撃エネルギーを吸収することができる。さらに、支持部材４は剛性の高い中梁５に固定されているため、より安定して緩衝部材３を支持することができる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施形態について図を参照して説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、以上では緩衝部材３の前方部分が、延長部材９、衝突柱２０８、又は横柱部材２９に結合されている場合について説明したが、このような構成に限られず、緩衝部材３の前方部分が正面フレームを構成する他の部材に結合されていても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る鉄道車両によれば、車体の床面部分よりも高い位置で大きな衝撃荷重を受ける衝突に対し、安全性を向上させることができる。よって、本発明は、鉄道車両の技術分野において有益である。
【符号の説明】
【００４２】
１  台枠
２、２０２、３０２  正面フレーム
３  緩衝部材
４  支持部材
５  中梁
６  側梁
７、３０７  横梁
８、２０８、３０８  衝突柱
９  延長部材
１０  車体
１７  曲げ促進部
２０  端梁
２３  補強板部材
２６  横倒れ防止部材
２９  横柱部材
１００、２００、３００  鉄道車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年8月11日(2010.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台枠と、
車体の正面部分に位置し、前記台枠に下端部分が結合された正面フレームと、
前記正面フレームに結合され、車内側に延びる緩衝部材と、を備え、
前記緩衝部材は前記台枠よりも高い位置に設置されており、
前記緩衝部材は、正面側が車内側よりも高くなるように傾斜して設置されている、鉄道車両。
【請求項２】
前記台枠に固定され、前記緩衝部材の車内側端部を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記台枠に固定されている部分の前後方向寸法が前記緩衝部材を支持している部分の前後方向寸法よりも大きく、かつ、前記台枠に固定されている部分の前端縁が前記緩衝部材を支持している部分の前端縁よりも前方に位置するように形成されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記緩衝部材は、断面矩形枠状の筒形状を有し、軸方向に一定以上の衝突荷重を受けると軸方向に潰れるように構成されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記正面フレームは、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている衝突柱を有し、前記緩衝部材は前記衝突柱に結合されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記正面フレームは、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている衝突柱と、前記衝突柱に結合されて車幅方向外側に延びる延長部材とを有し、前記緩衝部材は前記延長部材に結合されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記正面フレームは、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている少なくとも２つの衝突柱と、車幅方向に延びて前記２つの衝突柱を連結する横柱部材とを有し、前記緩衝部材は前記横柱部材に結合されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項７】
前記台枠は、左右方向中央寄りに位置し前後方向に延びる中梁を有し、
前記中梁は、曲げ促進部を前方部分に有し、
前記曲げ促進部は、前後方向に対して直交する断面の断面積が、隣接する他の部分に比べて小さく形成されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項８】
前記台枠に固定され、前記緩衝部材の車内側端部を支持する支持部材をさらに備え、
前記台枠は、
左右方向中央寄りに位置し前後方向に延びる中梁と、
左右方向外側に位置し前後方向に延びる側梁と、
左右方向に延びて前記中梁及び前記側梁に結合された横梁と、を有し、
前記支持部材は前記横梁に固定されており、
前記横梁は左右方向に対して直交する補強板部材を内側に有し、
前記補強板部材は前記支持部材の左右両端に対応する位置に設置されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項９】
前記台枠に固定され、前記緩衝部材の車内側端部を支持する支持部材と、
前記支持部材の左右方向外側及び左右方向内側のうち少なくとも一方において前記支持部材の横倒れを防止する横倒れ防止部材と、をさらに備える、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項１０】
台枠と、
車体の正面部分に位置し、上下方向に延びて下端部分が前記台枠に固定されている衝突柱と、
前記車体の上部に設けられ、車両衝突時に変形して衝撃荷重を吸収する第１の衝撃吸収領域と、
前記衝突柱に一端が結合され、車内側に延びる緩衝部材を前記台枠よりも高い位置に含み、車両衝突時に変形して衝撃荷重を吸収する第２の衝撃吸収領域とを備える、鉄道車両。
【請求項１１】
前記第２の衝撃吸収領域は、前記第１の衝撃吸収領域よりも大きな衝撃荷重を受けたときに変形を開始する、請求項１０に記載の鉄道車両。
【請求項１２】
運転席を含む運転室をさらに備え、
前記第１の衝撃吸収領域は、前記運転室上部の車体に設けられ、
前記第２の衝撃吸収領域は、前記運転席の前方に設けられる、請求項１１に記載の鉄道車両。
【国際調査報告】
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