(57)【要約】【課題】省スペースで多くのエネルギを確実に吸収できる衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両、通路口枠及び衝突エネルギ吸収構造を提供する。【解決手段】エネルギ吸収部材を長手方向に対して離散的に、かつ内側に嵌合する態様で備えた通路口枠５０を、鉄道車両端部の通路口の周縁に沿って配置し、締結部品１２０により、エネルギ吸収部材を介して幌枠７０と接合することで、衝突エネルギ吸収構造が構成される。これにより、通路口枠５０が通路口を構成する機能と衝突エネルギを吸収する機能とを併せ持つことができるため、衝突エネルギ吸収構造の省スペース化が可能となる。同時に、エネルギ吸収部材が通路口枠５０に沿って面状に配置されるため、エネルギ吸収部材が全体座屈することなく確実に衝突エネルギを吸収することが可能となる。【選択図】図４
2013001195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両構体の長手方向の端部に備えられる妻構体と、
前記妻構体に備えられるとともに、乗客・乗員が車両間を移動するための貫通路への出入り口となる通路口を囲む通路口枠と、
前記通路口枠に固定されるとともに、前記貫通路の周囲を囲む収縮可能な幌が接続される幌枠と、を有す鉄道車両において、
前記幌枠は、前記通路口枠との間に圧潰可能なエネルギ吸収部材を前記鉄道車両構体の長手方向に挟んだ態様で、前記通路口枠に固定されていること、
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項２】
請求項１記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
前記通路口枠又は前記幌枠は、前記鉄道車両の長手方向外側に向かって開いた溝を持つ枠体に形成されており、
前記エネルギ吸収部材は、前記溝内に配置されており、
前記幌枠又は通路口枠は、前記鉄道車両が障害物と衝突したときに、前記エネルギ吸収部材を前記溝内において圧潰させつつ、前記通路口枠又は前記幌枠の前記溝内に押し込められること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項３】
請求項２記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
前記幌枠又は前記通路口枠は、組立状態において、前記通路口枠又は前記幌枠の前記溝内に一部が嵌入していること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項４】
請求項２又は３記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
前記エネルギ吸収部材は、前記溝が延びる方向と前記溝の幅方向とのいずれか一方の方向又は双方の方向に、少なくとも潰れ代以上の間隔を置いて配置されている複数のエネルギ吸収部材から成ること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項５】
請求項４記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
前記エネルギ吸収部材の変形時の初期ピーク荷重を低減させるため、前記複数のエネルギ吸収部材は、前記圧潰方向の厚さ寸法が異なる複数種類に区分されていること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項６】
請求項４又は５記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
前記エネルギ吸収部材は、前記溝のうち、前記妻構体の上部に位置する部分よりも前記妻構体の下部に位置する部分に、密に配置されていること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項７】
請求項１記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
前記通路口枠及び前記幌枠の少なくとも一方は、互いに向い合う側が開いた断面Ｌ形に前記車体の長手方向外側に向かって開いた溝を持つ枠体に形成されており、
前記幌枠又は通路口枠は、前記鉄道車両が障害物と衝突したときに、前記エネルギ吸収部材を前記Ｌ形の凹所内において圧潰させつつ、前記通路口枠又は前記幌枠の前記Ｌ形の凹所内に押し込められること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項８】
請求項７記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、
組立状態において、前記幌枠又は前記通路口枠の断面Ｌ形をなす一方の部位であって、前記鉄道車両に沿う方向に配設される前記部位は、前記通路口枠又は前記幌枠に重なる態様で組み立てられていること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項記載の衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両において、  前記エネルギ吸収部材は、前記幌枠から前記エネルギ吸収部材を貫いて前記通路口枠にまで延びる締結部品、又は前記幌枠から延びて前記エネルギ吸収部材に係合する幌枠側締結部品及び前記通路口枠から延びて前記エネルギ吸収部材に係合する通路口枠側締結部品によって固定されていること
を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両。
【請求項１０】
一体成形によって作製された金属製の形材と、前記形材の長手方向に対して離散的に配置された複数のエネルギ吸収部材とを備えており、前記エネルギ吸収部材を備えた前記形材が鉄道車両長手方向の車端部に設けられた通路口の周縁に沿って配置して適用されることを特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた通路口枠。
【請求項１１】
通路口枠と、前記通路口枠に適用される金属製の幌枠との間に挟まれたエネルギ吸収部材から成り、前記鉄道車両が障害物と衝突したときに前記エネルギ吸収部材が圧潰することによって衝突エネルギを吸収することを特徴とする衝突エネルギ吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の妻構体に乗員・乗客が車両間を移動するために設けられた通路口に、車両衝突発生時に塑性変形することによって衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両構体は、床面を形成する台枠と、この台枠の車体幅方向の両端部に台枠に対して垂直に設置されると共に鉄道車両構体の側面をなす側構体と、台枠の鉄道車両構体長手方向の両端部に台枠に対して垂直に設置される妻構体と、側構体及び妻構体の上端部に配置されると共に車体の屋根をなす屋根構体とから構成されている。この台枠の下面には、台枠の幅方向の両端部間において車体幅方向に延びるように配置されていて台車からの駆動力や制動力を受ける枕梁、台枠の長手方向の両端部に設けられている端梁、枕梁と端梁とを接続すると共に車両と車両とを連結する連結器が内蔵される中梁、及び台枠の幅方向端部の下面に台枠の長手方向に延びるように備えられる側梁が取り付けられている。台枠は、これら各梁を備えるため、強固な剛性を備えている。
【０００３】
例えば、複数の鉄道車両が編成された編成車両が線路上に置かれた障害物に衝突した場合、編成車両の先頭車と障害物との衝突に加えて、編成車両をなす各鉄道車両の車体長手方向の端部同士が衝突する。鉄道車両の車体の台枠は、上記のとおり強固な剛性を備えているため、潰れにくい。台枠は潰れにくい故に衝撃をほとんど緩和することもないため、車両が障害物に衝突したことに伴って乗務員及び乗客に衝撃が作用する可能性がある。
【０００４】
こうした衝突に伴う衝撃を緩和するため、押出加工によって作製された２枚の面板と面板を接続するリブから構成されるエネルギ吸収部材、及び前記エネルギ吸収部材を押出方向と車両長手方向が一致するように配置した衝突エネルギ吸収構造が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
一方、鉄道車両の妻構体には、乗員・乗客が車両間を移動するために幌付きの貫通路が設けられているが、このような幌と貫通路の間にエネルギ吸収部材を設置する、もしくは幌の代わりにエネルギ吸収部材を設置する衝突エネルギ吸収構造が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２６５５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４１３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の衝突エネルギ吸収構造においては、衝突エネルギ吸収構造を設置するための空間を、乗務員及び乗客のための空間（以後、「客車スペース」と呼ぶ）とは別に設けることが必要となり、客車スペースや車両の設計自由度が制限を受ける場合がある。
【０００８】
上記の衝突エネルギ吸収構造においては、エネルギ吸収部材が圧潰するときのピーク荷重が高くなりやすく、衝突に伴い乗務員及び乗客に作用する衝撃を十分に緩和することができない場合や、衝撃によって客車スペースに損傷が発生する場合がある。
【０００９】
上記特許文献１に係る技術では、エネルギ吸収部材はその圧壊方向を鉄道車両の長手方向に沿わせるとともに、車両幅方向に線状に並べて配置されている。そのため、一定以上の長さのエネルギ吸収部材を使用した場合、エネルギ吸収時にエネルギ吸収部材の全体座屈が発生する可能性がある。したがって、特許文献１に係る技術では、所定のエネルギを吸収することが困難となる場合がある。
【００１０】
また、上記特許文献１に係る技術では、衝突エネルギ吸収構造を設置するために、車両長手方向に非常に大きな空間が必要となる場合がある。
【００１１】
上記特許文献２に係る技術では、衝突時にエネルギ吸収部材を介して均一な荷重が車両を構成する部材に伝達される。そのため、例えば衝突エネルギ吸収構造に隣接する客車スペースの屋根構体が台枠よりも強度や剛性が低い場合、屋根構体を構成する部材での損傷発生を防止するために、エネルギ吸収部材の圧潰荷重を低減することが必要となる。したがって、特許文献２に係る技術では、十分な衝突エネルギを吸収することが困難になる場合がある。
【００１２】
また、上記特許文献２に係る技術では、エネルギ吸収部材を車両構体から容易に取り外しすることができるようにしている。そうした利便性の反面、衝突発生時にエネルギ吸収部材が、車両構体から外れる、取り付け位置からずれるといったことが発生する可能性がある。そのため、特許文献２に係る技術では、確実に衝突エネルギを吸収することが困難となる場合がある。
【００１３】
そこで、衝突エネルギ吸収構造、或いはそれを備えた鉄道車両について、衝突エネルギ吸収構造の設置場所として、鉄道車両の妻構体に乗員・乗客が車両間を移動するために設けられている貫通路を利用する点で解決すべき課題がある。
本発明の目的は、かかる従来技術の事情を鑑みてなされたものであり、設置に必要な空間を小さくすることができ、かつ、客車スペースを構成する部材での損傷発生を防止しながら十分な衝突エネルギを吸収することができる、信頼性の高い衝突エネルギ吸収構造、及びこのような衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、鉄道車両構体の長手方向の端部に備えられる妻構体と、前記妻構体に備えられるとともに、乗客・乗員が車両間を移動するための貫通路への出入り口となる通路口を囲む通路口枠と、前記通路口枠に固定されるとともに、前記貫通路の周囲を囲む収縮可能な幌が接続される幌枠と、を有す鉄道車両において、前記幌枠は、前記通路口枠との間に圧潰可能なエネルギ吸収部材を前記鉄道車両構体の長手方向に挟んだ態様で、前記通路口枠に固定されていること、を特徴とする衝突エネルギ吸収構造を備えた鉄道車両によって達成される。
また、この発明による衝突エネルギ吸収構造を備えた通路口枠は、一体成形によって作製された金属製の形材と、前記形材の長手方向に対して離散的に配置された複数のエネルギ吸収部材とを備えており、前記エネルギ吸収部材を備えた前記形材が鉄道車両長手方向の車端部に設けられた通路口の周縁に沿って配置して適用されることを特徴とする。
更に、この発明による衝突エネルギ吸収構造は、通路口枠と、前記通路口枠に適用される金属製の幌枠との間に挟まれたエネルギ吸収部材から成り、前記鉄道車両が障害物と衝突したときに前記エネルギ吸収部材が圧潰することによって衝突エネルギを吸収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明である衝突エネルギ吸収構造及びそれを備えた通路口枠、並びに鉄道車両によれば、通路口枠内の従来利用されていないスペースを、衝突エネルギ吸収構造の設置場所として利用しているので、衝突エネルギ吸収構造を省スペース化することができる。さらに、衝突エネルギ吸収構造を通路枠の周縁に沿って面状に配置できるため、従来のエネルギ吸収装置で懸念された全体座屈の発生を抑制するとともに、客車スペースを構成する部材での損傷発生を防止しながら、十分な衝突エネルギを吸収することができる、信頼性の高い衝突エネルギ吸収構造、通路口枠、並びに鉄道車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】妻構体に幌を備えた鉄道車両の例を示した模式図である。
【図２】図１に示した鉄道車両のＡ−Ａ断面を車端側から車両長手方向に見た模式図である。
【図３】図２のＢ部の拡大図であり、実施例１の衝突エネルギ吸収構造において、通路口枠の構造を説明する図である。
【図４】図３に示した通路口枠に、幌枠を取り付けた状態を説明する図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ断面であり、幌枠と通路口枠の接合方法の詳細を示した断面図である。
【図６】実施例１の衝突エネルギ吸収構造において、エネルギ吸収方法を説明する図である。
【図７】実施例２の衝突エネルギ吸収構造を説明する図である。
【図８】実施例２の衝突エネルギ吸収構造において、衝突時の荷重履歴を説明する図である。
【図９】実施例３の衝突エネルギ吸収構造において、エネルギ吸収部材の潰れ代を説明する断面図である。
【図１０】実施例４の衝突エネルギ吸収構造において、幌枠と通路口枠との接合方法を説明する断面図である。
【図１１】実施例５の衝突エネルギ吸収構造において、幌枠と通路口枠との接合方法を説明する断面図である。
【図１２】実施例６の衝突エネルギ吸収構造において、幌枠と通路口枠との接合方法を説明する断面図である。
【図１３】鉄道車両にエネルギ吸収部材を分散配置した実施例７の例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明による通路口に衝突エネルギ吸収構造を備える鉄道車両の一例を説明する。
【００１８】
図１は、妻構体に幌を備えた鉄道車両の例を示した模式図である。鉄道車両構体１は、床面を形成する台枠２、屋根を形成する屋根構体３、台枠２と屋根構体３とを連結し車両長手方向に対して左右の面を形成する側構体４（一方のみを図示）、車両長手方向において台枠２、屋根構体３及び側構体４で囲まれて成る車両両端を閉鎖する面を形成する妻構体５（一方のみを図示）から形成されている。側構体４には、窓や出入口の開口が形成されている。妻構体中央部には、隣り合う車両間で乗員・乗客が車両間を移動するための貫通路への出入口となる通路口としての開口部が設けられている。貫通路は、屈曲可能な蛇腹状の幌６０の内部に形成されている。幌６０は、妻構体５の車両外側に対して一方の幌枠７０を介して取り付けられており、隣の車両に対しては他方の幌枠７０を介して取り付けられる。
【００１９】
図２は、図１に示した鉄道車両のＡ−Ａ断面を車端側から車両長手方向に見た模式図である。妻構体５の中央部には、乗員・乗客が車両間を移動するための貫通路への出入口となる通路口６が設けられており、通路口６は、台枠２の長手方向端部から起立する垂直柱５２，５２、両垂直柱５２，５２の上端部を連結する上部水平柱５４及び台枠２の長手方向端部上に配設された下部水平柱５６で構成される長方形構造の通路口枠５０で囲まれている。
【００２０】
なお、図１に示した幌６０は幌枠７０に接続されており、この幌枠７０を通路口枠５０（図２参照）に接続することにより、幌６０は鉄道車両構体１の車端部に取り付けられるとともに、その内部に貫通路が構成される。
【実施例１】
【００２１】
図３は、図２のＢ部の拡大図であり、実施例１の衝突エネルギ吸収構造において、通路口枠の構造を説明する図である。本発明に係る通路口枠５０は、１枚の底板１０２及び２枚の側板１０４で構成されており、かつ、底板１０２及び側板１０４，１０４で形成される断面が四角形の一辺に開口部を有するチャンネル状の溝が形成された形材である。形材の開口部は、車体の長手方向、即ち、幌枠７０の方向を向いて開いている。衝突エネルギ吸収構造は、塑性変形することによってエネルギを吸収するエネルギ吸収部材１１０を、前記形材の内側に嵌合する態様で、隣り合うエネルギ吸収部材１１０，１１０間に潰れ代１３０Ａを設けるように、前記形材の長手方向に対して離散的に配置した構造を特徴としている。潰れ代１３０Ａは、鉄道車両の障害物との衝突に起因する圧潰作用によって潰れるときに、圧潰方向と交差する方向に膨出する変形量のことである。
【００２２】
上記通路口枠５０は、図２に示した妻構体５に設けられた通路口６の周縁に沿って一巡するように配置されている。
【００２３】
図４は、図３に示した通路口枠に、幌枠を取り付けた状態を説明する図である。エネルギ吸収部材１１０を介して締結部品１２０Ａによって幌枠７０を通路口枠５０に接合することによって、衝突エネルギ吸収構造１０が形成される。
【００２４】
図５は、図２のＣ−Ｃ断面であり幌枠と通路口枠の接合方法の詳細を示した断面図である。締結部品１２０Ａは、エネルギ吸収部材１１０及び幌枠７０を貫通するとともに、これらの部品を通路口枠５０に固定している。通路口枠５０、エネルギ吸収部材１１０及び幌枠７０を構成する面板の中で圧潰方向（締結部品１２０Ａの長手方向）に垂直な面板には、締結部品１２０Ａを通すための孔が設けられている。エネルギ吸収部材１１０のエネルギ吸収挙動は圧潰方向に平行に延びていた面の変形挙動によって決定されるため、締結部品１２０Ａを通すための孔（締結部品１２０Ａとねじ係合をしてはいない）はエネルギ吸収挙動に対して殆ど影響を及ぼさない。さらに、エネルギ吸収部材１１０は、通路枠５０をなす側板１０４，１０４と、締結部品１２０Ａとにガイドされる形態で圧壊するため、効率よく衝突エネルギを吸収することができる。
また、締結部品１２０Ａには、通路口枠５０と幌枠７０が離れる方向に力が作用する場合では、頭部の作用によって前記力に対する抗力（通路口枠５０と幌枠７０が離れないように引っ張る力）が発生するが、通路口枠５０と幌枠７０が押し合う方向に力が作用する場合では抗力が発生しない。即ち、幌枠７０がエネルギ吸収部材１１０を圧縮する際に、締結部品１２０Ａには当該圧縮荷重に対する抗力は発生しない。したがって、締結部品１２０Ａはエネルギ吸収部材１１０による衝突エネルギ吸収を阻害しない。
【００２５】
エネルギ吸収部材１１０の断面形状は、枠と格子から成るものを図示しているが、これは例示にすぎず、圧潰方向に平行な面の変形挙動をするものであれば任意である。また、エネルギ吸収部材１１０を押し出し成形によって作製する場合、その押し出し方向は圧潰方向と平行又は垂直とすることができる。
【００２６】
図６は、図４に示した衝突エネルギ吸収構造１０による衝突エネルギの吸収方法を説明する図である。鉄道車両の衝突時には、車両間では始めに幌が潰れ、幌が潰れ切ると、図６に示すように、幌枠７０が、通路口枠５０をなす側板１０４，１０４にガイドされる態様で、通路口枠５０の内側（内部）に押し込まれる。この過程において、エネルギ吸収部材１１０が圧潰することによって衝突エネルギが吸収されるため、エネルギ吸収時に幌枠７０とエネルギ吸収部材１１０の接合面がずれることなく、確実にエネルギを吸収することができる。
【００２７】
同時に、通路口６の周縁に沿ってエネルギ吸収部材１１０が面状に配置されているため、エネルギ吸収部材が鉄道車両の幅方向に沿って線状に配置されている場合とは異なり、エネルギ吸収部材１１０の全体座屈の発生を抑制するとともに、所定のエネルギを吸収することができる。即ち、圧潰れ方向に長さが短い複数のエネルギ吸収部材１１０が通路口６の周縁に沿って環状に配置されているので、エネルギ吸収部材１１０には全体座屈が発生しにくいという特徴がある。
【実施例２】
【００２８】
図７は、実施例２の衝突エネルギ吸収構造を説明する図であり、図８は、実施例２の衝突エネルギ吸収構造において衝突時の荷重履歴を説明する図である。
衝突エネルギ吸収構造の通路口枠５０は、１枚の底板１０２及び２枚の側板１０４，１０４で構成されており、かつ、底板１０２及び側板１０４，１０４で形成される断面が四角形の一辺に開口部を有する形状の形材である。形材の開口部は、幌枠７０の方向を向いて開いている。衝突エネルギ吸収構造は、エネルギ吸収部材１１０が塑性変形することによってエネルギを吸収するが、厚さ方向に寸法の異なるエネルギ吸収部材１１０を、前記形材の内側に嵌合する態様で、潰れ代１３０Ａを設けるように前記形材の長手方向に対して離散的に配置した構造を特徴としている。
【００２９】
図７に示した、エネルギ吸収部材１１０の厚さ寸法（圧壊方向の寸法）の違いｔを、様々に設定することによって、エネルギ吸収時に厚さ寸法が大きいエネルギ吸収部材（図示の例では上側の部材１１０）が先に幌枠７０（図６参照）によって圧縮されて塑性変形し、引き続いて厚さ寸法の小さいエネルギ吸収部材（図示の例では下側の部材１１０）が幌枠７０によって順次圧縮されて塑性変形する。その結果、図８に示すように、従来の衝突エネルギ吸収構造が示す荷重−変位線（実線）と比較して、本発明の衝突エネルギ吸収構造の荷重−変位線（破線）が示すように、エネルギ吸収部材の変形時の初期ピーク荷重を大きく低減することが可能となる。
【実施例３】
【００３０】
図９は、実施例３の衝突エネルギ吸収構造において、エネルギ吸収部材の潰れ代を説明する断面図である。図９に示す衝突エネルギ吸収構造１０は、その断面形状がエネルギ吸収部材１１０の潰れ代１３０Ｂを通路口枠５０の幅方向に設けた形状となっている。潰れ代１３０Ｂを通路口枠５０の幅方向に設けることにより、衝突エネルギ吸収構造１０の組立の際に通路口枠５０とエネルギ吸収部材１１０とを嵌合する必要がなく、エネルギ吸収部材１１０の寸法公差を大きく設定できるため、エネルギ吸収部材の作製が容易になる。
【実施例４】
【００３１】
図１０は、実施例４の衝突エネルギ吸収構造において、幌枠と通路口枠との接合方法を説明する断面図である。図１０に示す衝突エネルギ吸収構造１０は、その断面形状に示すように、幌枠７０が、妻構体５に略平行に配設される基部７１と、基部７１の幅方向の一方の端部から鉄道車両の長手方向に延伸する延長部７２と、から構成されており、その水平断面形状は略Ｌ字状をなしている。幌枠７０の延長部７２は通路口６寄りに備えられており、エネルギ吸収部１１０は幌枠７０の基部７１と延長部７２とからなる略Ｌ字状の凹面と、通路口枠５０とに囲まれる空間に配設されている。なお、実施例４では、幌枠７０を断面略Ｌ字状に形成したが、これに代えて通路口枠５０を断面略Ｌ字状に形成してもよい。
【００３２】
鉄道車両の衝突時には、車両間では始めに幌６０が潰れ、幌６０が潰れ切ると、幌枠７０の延長部７２が、通路口枠５０の通路口６をなす面にガイドされる態様で、エネルギ吸収部材１１０を押し潰す。この構成によって、幌枠７０とエネルギ吸収部材１１０の接合面がずれることなく、効率的にエネルギ吸収部材１１０を押し潰すことができるため、エネルギ吸収構造１０は確実に衝突エネルギを吸収することができる。衝突エネルギ吸収時に、より確実に幌枠７０が通路枠５０に案内されるために、幌枠７０の延長部７２の先端部をδ寸法だけ車両長手方向に突出させて、通路枠５０に重なる態様で配置してもよい。上記構成によって、鉄道車両が曲線走行時において衝突する場合など、幌枠７０と通路口枠５０の間で締結部品１２０Ａにせん断力が作用しようとする場合であっても、幌枠７０の延長部７２と通路口枠５０とが初期貫入量δの領域で支え合うので、幌枠７０とエネルギ吸収部材１１０の接合面がずれることがなく、確実に衝突エネルギを吸収することが可能となる。
【００３３】
さらに、上記構成ではエネルギ吸収構造１０は幌枠７０の内側にエネルギ吸収部材１１０を備えるため、通路口枠５０の断面において開口部（図３参照）を設ける必要が無い。したがって、曲げ剛性の高い通路口枠５０を備えることができるため、鉄道車両構体１を形成する他の部材を薄肉化し、車両を軽量化することが可能となる。ただし、エネルギ吸収部材１１０の圧潰中に幌枠７０が妻構体５に接触し、妻構体５に損傷を与えることが無い様、例えば幌枠７０の断面形状を図１１に示すように、幌枠７０と妻構体５とが圧潰方向に重ならないようにするなど、妻構体５との接触を避けるものにすることが望ましい。なお、図１０に示す幌枠７０は、エネルギ吸収部材１１０が通路口６から見えないように、通路口６に向かう側に壁部を備えているが、当該壁部を採用しなくしても構わず、そうした場合、通路口６を当該壁部の厚み相当分だけ広げることができる。
【実施例５】
【００３４】
図１１に実施例５として示す衝突エネルギ吸収構造１０は、その断面形状に示すように、幌枠７０を通路口枠５０の内側に予め入り込ませた（初期貫入量：δ）状態で締結部品１２０Ａによって接合した構造である。幌枠７０を通路口枠５０の開口部からその内側に入り込ませていることにより、曲線走行時における衝突のように幌枠７０と通路口枠５０の間で締結部品１２０Ａにせん断力が作用しようとする場合においても、幌枠７０と通路口枠５０とが初期貫入量δの領域で支え合うので、幌枠７０とエネルギ吸収部材１１０の接合面がずれることがなく、確実に衝突エネルギを吸収することが可能となる。
【実施例６】
【００３５】
図１２に実施例６として示す衝突エネルギ吸収構造１０は、その断面形状に示すように、締結部品１２０Ａがエネルギ吸収部材１１０を貫通することなく、エネルギ吸収部材１１０と通路口枠５０の底板とを接合すると共に、エネルギ吸収部材１１０と幌枠７０とを接合した構造である。各締結部品１２０Ａは、幌枠７０又は通路口枠５０に対して、ねじによって確実な接合とされている。エネルギ吸収部材１１０を幌枠７０と通路口枠５０の各々と接合することにより、実施例１から実施例５の衝突エネルギ吸収構造よりも、締結部品１２０Ａの締結力を増加させることができるため、当該衝突エネルギ吸収構造を備えた通路口は、実施例１から実施例６の衝突エネルギ吸収構造を備えた通路口よりも信頼性の高い構造となる。
【実施例７】
【００３６】
図１３に実施例７として示す実施形態は、上記実施例１から実施例６のいずれかに記載の衝突エネルギ吸収構造を、鉄道車両の長手方向の車端部に設置した実施形態である。これにより、通路口枠に通路口を構成する機能と衝突エネルギを吸収する機能とを併せ持たせることができ、衝突エネルギ吸収構造を省スペース化することができるため、客車スペースを増加させることや車両の設計自由度を高めることが可能となる。さらに、圧潰れ方向に長さが短い複数のエネルギ吸収部材１１０が通路口６の周縁に沿って環状に離散的に配置されているので、エネルギ吸収部材１１０には全体座屈が発生しにくいという特徴がある。
【００３７】
上記実施例７に示す鉄道車両においては、通路口枠５０に沿って配置するエネルギ吸収部材１１０の数と位置を調整することにより、鉄道車両の中で剛性や強度の低い構体を構成する部材での損傷の発生を防止しながら、十分な衝突エネルギを吸収することが可能となる。例えば図１３において、台枠２や側構体４が屋根構体３よりも強度や剛性が高い場合には、上部水平柱５４や垂直柱５２，５２の上側よりも、垂直柱５２，５２の下側や下部水平柱５６に多くのエネルギ吸収部材１１０を配置する。妻構体の下部にエネルギ吸収部材１１０を高い密度で配置することにより、屋根構体３よりも台枠２や側構体４に高い荷重が作用する状態で衝突エネルギを吸収することができるため、屋根構体３を構成する部材での損傷の発生を防止しながら十分な衝突エネルギを吸収することが可能となる。
【００３８】
上記の各実施例では、エネルギ吸収部材の内側の空間には他の部材が入っていないが、エネルギを吸収する部材を配置してもよい。例えば、発泡アルミニウムやハニカムパネルなどを配置すると、さらなるエネルギ吸収量の増加を実現できる。
【００３９】
上記に記載された通路口枠は、四角形を形成する面板の一部を削除した断面形状を形成しているが、面板を曲成して断面形状が円や楕円となるようにし、幌枠７０に向かう面板の一部を削除して開口部とし、断面全体としてＣ形にした形状や、四角形の幅方向の対向する二辺を山形に成形して、四角形以外の多角形を形成し、幌枠７０に向かう面板の一部を削除して開口部とし、断面全体として略Ｃ形にした形状であってもよい。
【００４０】
上記に記載された通路口枠は、押出加工によって作製できるので、作製が容易である、信頼性が高いといった利点を持つ。
【００４１】
上記に記載された衝突エネルギ吸収構造は、軽微な衝突に対しては、エネルギ吸収部材と締結部品のみを交換すれば良いため、保守が容易であるという利点を持つ。
【００４２】
上記に記載された衝突エネルギ吸収構造は、鉄道車両構体を構成する部材の中で、通路口枠もしくは幌枠を形成する枠部材の形状を変更することによって実施できるため、鉄道車両構体に特別大きな改造をする必要がないという利点を持つ。
【００４３】
本発明に係る衝突エネルギ吸収構造は、鉄道車両に限らず、複数の車両が連結された運用に供される新交通システム、モノレールなどにも適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１…鉄道車両構体            ２…台枠
３…屋根構体                ４…側構体
５…妻構体                  ６…通路口
１０…衝突エネルギ吸収構造
５０…通路口枠              ５２…垂直柱
５４…上部水平柱            ５６…下部水平柱
６０…幌                    ７０…幌枠
７１…基部                  ７２…延長部
１０２…底板                １０４…側板
１１０…エネルギ吸収部材
１２０Ａ、１２０Ｂ…締結部品
１３０Ａ、１３０Ｂ…エネルギ吸収部材１１０の潰れ代
【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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