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鉄道車両 新技術説明会

国内特許コード P07A011182
整理番号 /NO31092
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-376129
公開番号 特開2006-182111
登録番号 特許第4430529号
出願日 平成16年12月27日(2004.12.27)
公開日 平成18年7月13日(2006.7.13)
登録日 平成21年12月25日(2009.12.25)
発明者
  • 宮本 岳史
  • 前橋 栄一
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 鉄道車両 新技術説明会
発明の概要 【課題】 地震等の際に著大な外力が働いたときにも走行安全性を確保し得る鉄道車両を提供する。
【解決手段】 規制機構30は、中心ピン21のホルダー31を押す力が一定以上になるとメカニカルヒューズボルト33が破断し、この破断の際に一定のエネルギーが吸収される。そして、ホルダー31が台車枠13に沿ってスライドしつつ押し込まれ、ホルダー31と台車枠13との間でコイルバネ35が押し縮められるとともに、アルミハニカム37がクラッシュ変形する。このときのコイルバネ35の弾性変形とアルミハニカム37の塑性変形により、地震時等の著大な横方向のエネルギーがほとんど吸収される。このようにしてエネルギーが吸収され、左右方向の力が低下した後には、コイルバネ35の復元力により中心ピン21が台車11の幅方向中心位置に復元される。そのため、車体2の台車11に対する一定ストローク以上の変移が阻止され、車体2の姿勢が台車11の幅方向中心に維持される。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】近年、鉄道車両の走行安全性をより一層向上させることが求められている。特に、鉄道車両の走行中に大規模な地震等が突発した際にも、脱線や転覆等の事故を回避できるようにすることが強く求められている。鉄道車両の走行安全性の判断基準には、一般に、脱線係数や輪重減少率、輪重、横圧等の車輪-レール間作用力を用いている。ところが、大規模な地震が発生した場合には、車両に大きな横振動が働き、車体が台車に対して大きく左右動することが考えられ、その結果、脱線や転覆に至る事態も想定される。このような事態をも含めて考慮すると、車輪-レール間作用力を用いて走行安全性を判断することは必ずしも適当ではなく、車輪-レール間の相対左右変移(車輪踏面中心とレール中心との路離)を指標として用いる必要がある。このような観点から、例えば非特許文献1では、ボルスタレス台車を備える新幹線車両が、軌道狂いのないスラブ軌道の直線区間を一定速度で走行中(もしくは停止中)に振動を受けるモデルを作成し、レール下の路盤に正弦波振動を入力した際の車両の挙動について、車輪-レール間の相対左右変移の計算機シミュレーションを実行している。そして、このシミュレーション結果により、地震時に脱線や転覆に至る際の車両挙動には、左右振動が支配的な要因となることが解析されている。ところで、特許文献1(実開平5-80950号公報)には、車体の横揺れを防止し得る『鉄道車両用防振ゴムストッパ』が開示されている。このゴムストッパは、曲線軌道等の走行時において、車体に遠心力が作用した場合の左右振動を減衰し得るものであり、特許文献1中では、大規模な地震等に伴い車体が大きく左右動するようなケースまでは考慮されていない。
【特許文献1】実開平5-80950号公報
【非特許文献1】宮本岳史、石田弘明、松尾雅樹著、『地震時の鉄道車両の挙動解析(上下、左右に振動する軌道上の車両運動シミュレーション)』、日本機械学会論文集(C編)、64巻626号(1998-10)、236~243ページ、論文No.97-1856
産業上の利用分野 本発明は、レール上を走行する鉄道車両に関する。特には、地震等の際に著大な外力が働いたときにも走行安全性を確保し得る鉄道車両に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 車体及び該車体を搭載する台車を備える鉄道車両であって、 前記車体の下面側に設けられた、該車体と前記台車との連結機構の一部をなす中心ピンと、 該中心ピンの前記台車に対する左右方向の変移を規制する規制機構と、を具備し、 前記規制機構中に、以下(a)の特性を有するクラッシャブル部材が設けられているとともに、以下(b)の特性を有する弾性部材が設けられていることを特徴とする鉄道車両:(a)前記車体と前記台車との間に所定以上の左右方向の力が働いたときには、塑性変形して、地震などによって鉄道車両に与えられた著大な振動エネルギーを吸収する、(b)前記クラッシャブル部材の塑性変形とともに弾性変形し、前記左右方向の力が低下した後には前記中心ピンを前記台車の幅方向中心位置に付勢する。
【請求項2】 前記クラッシャブル部材が、 前記車体と前記台車との間に所定以上の左右方向の力が働いたときに破断する破断部材と、 該破断部材が破断した後の左右方向の力を受けて塑性変形する変形部材と、を備えることを特徴とする請求項1記載の鉄道車両。
【請求項3】 前記規制機構が、前記台車の台車枠に取り付けられたホルダーを有しており、 該ホルダーは、前記中心ピンを挟んで左右それぞれに配置され、前記台車枠に沿って左右方向にスライド可能となっており、 前記破断部材が、前記各ホルダーを前記台車枠にそれぞれ繋ぐメカニカルヒューズボルトからなり、 前記変形部材が、前記各ホルダーと前記台車枠との間にそれぞれ配置されたハニカム材からなり、 前記弾性部材が、前記各ホルダーと前記台車枠との間にそれぞれ配置されたバネからなることを特徴とする請求項2記載の鉄道車両。
【請求項4】 前記中心ピンが、 前記車体の下面側の枕はりに取り付けられる取付座と、 該取付座に形成された左右方向に延びる長孔と、 前記取付座よりも上側に突出して前記枕はり内部に延びる突出部と、を有しており、 該中心ピンは、前記長孔を通る連結部材を介して、前記枕はりに左右方向にスライド可能に取り付けられており、 前記破断部材が、前記取付座を前記枕はりに繋ぐメカニカルヒューズボルトからなり、 前記変形部材が、前記枕はり内部で前記突出部を挟んで左右両側にそれぞれ配置されたハニカム材からなり、 前記弾性部材が、前記枕はり内部で前記突出部を挟んで左右両側にそれぞれ配置されたバネからなることを特徴とする請求項2記載の鉄道車両。
産業区分
  • 鉄道
  • 機構・伝動
  • 交通
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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