(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の通常時の使用において必要な機能と損傷時の緩衝装置の交換容易性とを、簡便に両立させることが可能な車体構造を持つ、緩衝装置を備えた軌条車両を提供する。【解決手段】車体９０の走行方向の緩衝装置５００は、座部材１１０、柱１２０、骨１３０，１４０を含んでいる。緩衝装置５００は、座部材１１０を車体９０の長手方向端部分に設けられた受部材４０に対してその周方向の一部又は全周を溶接又は摩擦撹拌接合を用いて接合される。このように車体９０に接合された緩衝装置５００によって、雨水などの浸入防止などの、車両の通常時の使用において必要な機能の維持が容易に確保される。また、接合部分の溶接ビードを切断することで、損傷を受けた端部５００を取り外し、新規の端部と容易に交換でき、製作保守も容易になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根構体と、２つの側構体と、台枠とから構成されている車体を備えており、
前記車体の長手方向の端部に衝撃吸収装置が設置された軌条車両において、
前記軌条車両の長手方向の端部に備えられた前記衝撃吸収装置の上方に緩衝装置が設置されており、
前記緩衝装置は前記車体とほぼ同一な断面に構成されており、
前記緩衝装置は前記車体との接合部に前記緩衝装置の全周に渡って座部材を備えており、
前記車体は前記緩衝装置との接合部に前記車体の全周に渡って受部材を備えており、
前記車体の前記受部材と前記緩衝装置の座部材の車外側全周を溶接したこと、
を特徴とする軌条車両。
【請求項２】
請求項１に記載の軌条車両において、
前記緩衝装置は柱、座部材、平板からなり、車体と同一断面に形成されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軌条車両において、
前記緩衝装置の車体長手方向の長さは前記衝撃吸収装置の車体長手方向の長さとほぼ同一であること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の軌条車両において、
前記座部材と前記受部材の周方向の一部又は全周の前記接合を、
溶接に替えて摩擦攪拌接合によって接合されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の軌条車両において、
前記座部材と前記受部材は、前記車体と前記緩衝装置との向かい合う端面の車外側の角部を挟んで接合されたアングル材であること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の軌条車両において、
前記座部材と前記受部材は、前記車体と前記緩衝装置との向かい合う端面に接合された中空形材であること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の軌条車両において、
前記座部材は、前記緩衝装置の車外側を覆う板と兼用されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の軌条車両において、
前記座部材と前記受部材は、前記車体と前記緩衝装置との向かい合う端面と当該端面に連なる車内側及び車外側の両縁面とに接合される形材であること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項９】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の軌条車両において、
前記座部材と前記受部材は、車外側で接合されていること、
を特徴とする軌条車両。
【請求項１０】
請求項６又は８に記載の軌条車両において、
前記座部材と前記受部材は、車外側と車内側とで接合されていること、
を特徴とする軌条車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両、路面電車、新交通システム、モノレールなどの、軌条に沿って走行する軌条車両に関し、特に、車両の車体が軽合金製中空形材によって構成されている軌条車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両などの軌条車両の車体は、複数の部材を組み合わせることによって構成されている。組み合わせ方法として、溶接などによる接合と、ボルトなどによる締結とが、代表的な方法として広く用いられている。
【０００３】
部材を接合する手段として、摩擦撹拌接合が提案されており、鉄道車両などの軌条車両にも適用されている。これは特許文献１に示されている。
【０００４】
鉄道車両において、衝突の際、乗客に加わる衝撃力を緩和することが求められている。この要求に応えるため、特許文献２に記載されているように、車体の長手方向の端部に緩衝装置を備えた車両がある。特許文献２で提案されている緩衝装置は複数の部材から成り、乗客乗員の安全を図っている。
【０００５】
前記緩衝装置は、衝突などで損傷した際に容易に取り替えられることが求められている。特許文献３によれば、緩衝装置は、その枠を車体に取り付けられた座にボルトによって着脱自在に固定している。
【０００６】
特許文献４によれば、鉄道車両などの軌条車両の前頭部において、衝突などによる損傷や車体外観のモデルチェンジの際に、該部分を容易に取り替えられることが求められている。
【特許文献１】特許第３０１４６５４号公報
【特許文献２】特開平７−１８６９５１号公報
【特許文献３】特許第３８４８３５５号公報
【特許文献４】特開２００２−３０２０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、緩衝装置を備えた軌条車両においては、緩衝装置が存在していても、隣り合う車両間の接続や機器収納スペースの確保というような、通常時の車両の使用において必要な機能は維持されることが求められるとともに、損傷時には、損傷を受けた端部のみを雨水侵入および気密を確保しながら、容易に交換可能であることが求められる。
【０００８】
本発明の目的は、緩衝装置を備えた軌条車両において、車両の通常時の使用において必要な機能と、損傷時の緩衝装置の交換容易性を、簡便に両立させることが可能な車体構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の軌条車両によれば、前記目的は、屋根構体と、２つの側構体と、台枠とから構成されている車体を備えており、前記車体の長手方向の端部に衝撃吸収装置が設置された軌条車両において、前記軌条車両の長手方向の端部に備えられた前記衝撃吸収装置の上方に緩衝装置が設置されており、前記緩衝装置は前記車体とほぼ同一な断面に構成されており前記緩衝装置は前記車体との接合部に前記緩衝装置の全周に渡って座部材を備えており、前記車体は前記緩衝装置との接合部に前記車体の全周に渡って受部材を備えており、前記車体の前記受部材と前記緩衝装置の座部材の車外側全周を接合したこと、によって実現できる。
【００１０】
本発明の軌条車両において、前記緩衝装置の座部材と車体に配置されている受部材との結合の一部又は全部を溶接又は摩擦撹拌接合を用いた接合とすれば、接合部分における雨水などの浸入を防止できるなど、車両の通常時の使用において必要な機能の維持を容易に確保でき、製作保守も容易になる。
【００１１】
前記緩衝装置は、車体を長手方向に見たとき、接合部分を境界として構造が不連続となっている。衝突などで端部の構造が損傷した場合には、構造が不連続な接合部分において切断することにより、新規な端部と取り替えることが容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、緩衝装置を備えた軌条車両において、車両の通常使用時において必要な機能と損傷時の緩衝装置の交換容易性を簡便に両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による軌条車両の一実施例を、図１〜図４を参照して説明する。理解を容易にするために、図１は各車体を分割して示している。図１において、（Ａ）は通常時の形状を示し、（Ｂ）は衝突などにより緩衝装置を含む車体の端部が損傷した後の形状を模式的に示すものである。
【００１４】
編成車両は前後の先頭車Ａと所要数の中間車Ｂ（図では一つの中間車を示している。）とから成る。先頭車Ａの先頭部１００は平面形状でも、曲面形状でもよい。先頭部１００に衝撃吸収装置２００を、先頭車Ａの後端と中間車Ｂのそれぞれにも衝撃吸収装置４００を配置している。衝撃吸収装置２００と４００の構成は同じでもよい。
【００１５】
図２に示すように、先頭部１００及び緩衝装置５００を除く車体９０は、側面を構成する側構体１０、屋根構体２０、床を構成する台枠３０などから構成されている。側構体１０、屋根構体２０及び台枠３０は、それぞれ複数の中空形材（各中空形材は一つ又は複数の中空部を備えた押出し形材である。以下同様。）から成っている。側構体１０，屋根構体２０や台枠３０を複数の中空形材を用いて構成する場合には、それら中空形材を接合して構成される。特に、台枠３０は強固に構成されている。車体９０の端部において、受部材４０の背面と台枠３０の下面は、複数のステー５０によって強固に連結されている。中空形材は、軽合金（例えば、アルミニウム合金）製の押出し形材であり、その押出し方向（すなわち、長手方向）を車体９０の長手方向に向けている。中空形材はその幅方向を車体の周方向に並べ、その状態で隣り合う中空形材同士を接合することにより、一体構造の車体９０とされている。車体９０の端部に設置されている受部材４０は、先頭部１００又は緩衝装置５００を固定するためのものである。
【００１６】
衝撃吸収装置２００，４００は主に軽合金（例えば、アルミニウム合金）製であり、中空形材や補強のための板などによって構成される。車両が激しく衝突した際、衝撃吸収装置２００、４００および緩衝装置５００の双方が圧壊することにより、衝撃エネルギ−を吸収することにより、乗客および乗員への衝突による衝撃をやわらげる。
【００１７】
緩衝装置５００は、車体９０に固定するための座部材１１０、柱１２０、座部材１１０と柱１２０をつなぐ骨１３０，１４０、車外側を覆う板１５０（以下、外板と呼ぶ。）などからなる。座部材１１０は全周に備えられており、その上部は屋根構体２０の形状に合わせてＵ状としてもよい。座部材１１０は車体９０の受部材４０に対して溶接又は摩擦撹拌接合により固定される。座部材１１０の受部材４０に対する固定によって、緩衝装置５００は車体９０の端部に取り付けられる。座部材１１０、柱１２０などからなる緩衝装置５００は、金属製の板や押出し形材やガラス（いずれも図示せず）で覆われている。先頭部１００も同様の構成であり、同様の態様で車体９０に取り付けられる。設計条件、つまり、緩衝装置５００が分担する衝撃エネルギ−吸収量と衝撃吸収装置４００が分担する衝撃エネルギ−吸収量の割合に応じて、緩衝装置５００と衝撃吸収装置４００の構造および大きさ（車体長手方向長さ）が決定される。衝撃エネルギ−を効率良く吸収するためは、衝撃吸収装置４００と緩衝装置５００が同じ程度圧壊することが望ましいので、衝撃吸収装置４００と緩衝装置５００の車体長手方向長さはほぼ同程度としても良い。あるいは、衝撃吸収装置４００に、より多くのエネルギ−吸収量を割り当て、衝撃吸収装置４００を車体１０の端部より突出させてもよい。即ち、この場合、衝撃吸収装置４００の車体長手方向長さは緩衝装置５００のそれより大きくしている。
【００１８】
受部材４０と座部材１１０の接合について説明する。図３（Ａ）（側構体１０）を例に示すように、車体９０と受部材４０及び緩衝装置５００と座部材１１０を、それぞれ溶接などの方法によって接合しておき、更に、受部材４０と座部材１１０とを接合する。１１、１２、８１，８２、１５１、１５２は溶接ビードである。受部材４０は車体９０を構成する側構体１０、屋根構体２０、台枠３０の緩衝装置５００との接合面に備えられている。同様に、座部材１１０は緩衝装置５００を構成する各部材の車体が備える受部材４０との接合部に設けられている。そして、座部材４０と受部材１１０は、車体１０と緩衝装置５００の向かい合う端面全周に渡って車外側の角部を挟んで接合されたアングル材である。なお、アングル材は所定の断面形状を有す形材であっても良いし、板材であってもよい。
受部材４０および座部材１１０は、互いの接合部の全周に渡って、同一部材であってもよいし、接合される部位に合わせて任意に選定すればよい。例えば、側構体１０の受部材４０と側構体１０に対応する緩衝装置５００の部材に備えられる座部材１１０は中空形材で、屋根部材２０の受部材４０と屋根部材２０に対応する緩衝装置５００の部材に備えられる座部材１１０はアングル材であってもよい。
【００１９】
図３（Ｂ）から（Ｅ）は、受部材４０と座部材１１０の接合のその他の実施例を示す図である。図３（Ｂ）は受部材４０と座部材１１０に中空形材を用いて柱状とした例を示す。中空形材は、車体９０（側構体１０）と緩衝装置５００との向かい合う端面にそれぞれ接合されている。図３（Ｃ）は枠１１０と緩衝装置５００の外板を兼ねた例を示す。図３（Ｄ）は受部材４０と座部材１１０を周方向の外側と内側との両方から、すなわち、車外側からと車内側からの両方から接合した例を示す。座部材１１０と受部材４０は、車体９０（側構体１０）と緩衝装置５００との向かい合う端面と当該端面に連なる車内側及び車外側の両縁面とに接合される断面Ｈ字状の形材である。更に図３（Ｅ）は受部材４０と座部材１１０との接合に摩擦撹拌接合を用いた例である。回転工具３００を受部材４０と座部材１１０との突合せ部に押し当て回転させることで接合する。図３に示す例では、少なくとも、座部材１１０と受部材４０は、車外側で接合されている。車外側で接合することにより、雨水などが車内側や隙間などに入り込むことがないようにすることができる。さらに、座部材１１０と受部材４０を摩擦攪拌接合により接合すれば、断続溶接とパテ塗りに比較して、簡便に気密が確保できる。このため、気密が要求される高速鉄道車両に適用できる。なお、図３（Ｂ）に示す例や図３（Ｄ）に示す例では、座部材１１０と受部材４０とは、車外側のみならず車内側でも接合することができ、接合強度の向上を図ることができる。
【００２０】
図４には緩衝装置を車体から取り外す場合の概略一例を示す。衝突などにより緩衝装置５００を車体９０から取り外す必要が生じた場合には、グラインダ３１０などを用いて溶接ビード８１，８２を切断する。切断後に溶接ビードが残る場合などは、必要に応じて受部材４０の端部を切削するなどの処理をしてもよい。
【００２１】
緩衝装置５００を取り外した後、新規の端部を取り付ける際は、図３（Ａ）から（Ｅ）に例示するような方法により、該新規の端部を取り付ける。
【００２２】
かかる構成に成る緩衝装置５００を備えた軌条車両において、隣り合う車両間で雨水の浸入が無く且つ車両間での往来を確保した接続や緩衝装置５００内における機器収納スペースの確保というような、車両９０の通常時の使用において必要な機能の維持と、損傷時の緩衝装置５００の交換容易性とを、簡便に両立することができる。
【００２３】
本発明の技術範囲は、特許請求の範囲の各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例である軌条車両の編成状態の側面図。
【図２】図１の車両端部の拡大図。
【図３】図２のＶ−Ｖ断面図。
【図４】図３（Ａ）において、溶接ビードを切断する際の概念図。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ…先頭車、Ｂ…中間車、１０…側構体、２０…屋根構体、３０…台枠、４０…受部材、５０…ステー、９０…車体、１００…先頭部、１１０…座部材、１２０…柱、１３０，１４０…骨、１５０…外板、２００，４００…衝撃吸収装置、５００…緩衝装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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